DE102018212683A1

DE102018212683A1 - Einrichtung zum Verbringen wenigstens eines verlagerbaren Bestandteils eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102018212683A1
Application number: DE102018212683.6A
Authority: DE
Inventors: Johannes Bruckmaier
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2018-07-30
Filing date: 2018-07-30
Publication date: 2020-01-30

Abstract

Eine Einrichtung zum Verbringen wenigstens eines verlagerbaren Bestandteils eines Kraftfahrzeugs aus einer einem autonomen Fahrzustand des Fahrzeugs zugeordneten ersten Position in eine zweite Position, welche einem fahrergesteuerten Fahrzustand zugeordnet ist, in dem das Kraftfahrzeug anhand von Vorgaben eines Fahrers des Kraftfahrzeugs betrieben wird, mittels eines durch Energiezufuhr betriebenen Aktuators, ist dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator durch wenigstens einen durch den Fahrer bedienbaren Schalter betätigbar ist, wenn sich der verlagerbare Bestandteil in der ersten Position befindet

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Verbringen eines verlagerbaren Bestandteils eines Kraftfahrzeugs aus einer einem autonomen Fahrzustand des Kraftfahrzeugs zugeordneten ersten Position mittels eines durch Energiezufuhr betriebenen Aktuators, wobei dieser Bestandteil zum Beispiel mit der Energie eines Kraftspeicherelements, insbesondere eines Federelements, in eine zweite Position überführt wird, welche einem fahrergesteuerten Fahrzustand, in dem das Kraftfahrzeug anhand von Vorgaben eines Fahrers des Kraftfahrzeugs betrieben wird, zugeordnet ist.
Aus dem Stand der Technik sind bereits Fahrzeuge bekannt, welche die Funktion des hochautomatisierten Fahrens bieten. Darüber hinaus, sind ebenso Konzepte bekannt, welche den Innenraum bei der hochautomatisierten Fahrfunktion so anpassen, dass er komfortabler für den Fahrzeugnutzer ist. Diese Anpassungen können sich u.a. auf Pedalerie, Lenkrad oder Sitz beziehen. Die Pedalerie kann beispielsweise so eingeklappt werden, das Lenkrad so eingefahren und die Sitzlehne so verstellt werden, dass ein möglichst hoher Komfort für den Fahrer geboten wird. Befindet sich der Fahrerinnenraum in diesem Modus, wird die Längs- und Querführung des Fahrzeuges vom Fahrzeug selbst durchgeführt.
Bei Kraftfahrzeugen sind die sogenannten X-by-wire Systeme bekannt, welche in ihrer primären Funktion von einem Bedienelement, mit welchem der Fahrer dem System seinen Wunsch vorgibt, mechanisch entkoppelt sind und über elektronische Ansteuerung (üblicherweise auch anhand des elektronisch übermittelten Fahrerwunsches, dem aber nötige Korrekturen überlagert sein können) funktionieren. Die bekanntesten Vertreter solcher Systeme sind Steer-by-wire oder Brake-by-wire Systeme. Diese Systeme weisen eine mechanische Rückfallebene auf, welche im Falle eines insbesondere elektronischen oder elektrischen System-Fehlers die jeweilige Vorgabe des Fahrers (beispielsweise an seinem Lenkrad oder Bremspedal) durch eine mechanische Verbindung (zwischen dem Lenkrad und den lenkbaren Fahrzeugrädern bzw. zwischen dem Bremspedal und der Bremsdruck-Hydraulik) umsetzt. Damit ist die sichere Funktionalität des Systems sowie des gesamten Kraftfahrzeugs gewährleistet.
Der Stand der Technik, beispielsweise die DE 10 2016 123 301 A1 , nennt nun unterschiedliche Fahrzustände eines Kraftfahrzeugs, nämlich erstens einen sogenannten autonomen Fahrzustand, in welchem bekanntlich ein Kraftfahrzeug im öffentlichen Straßenverkehr ohne Tätigwerden eines Fahrers bewegt werden kann, d.h. alleine elektronisch gesteuert dem Fahrbahnverlauf folgen kann, ohne auf Hindernisse aufzuprallen. Zweitens gibt es einen hier sogenannten fahrergesteuerten Fahrzustand, in welchem das Kraftfahrzeug, wie heute noch üblich, vom Fahrer gesteuert wird, der sowohl das längsdynamische als auch das querdynamische Verhalten des Fahrzeugs bestimmt. Auch zwischen diesen beiden Fahrzuständen kann irgend eine Umschaltung ähnlich den eingangs genannten X-by-wire Systemen erforderlich sein, dahingehend, dass ein allgemein sogenanntes verlagerbares Bestandteil des Kraftfahrzeugs im fahrergesteuerten Fahrzustand eine andere Position innerhalb des Kraftfahrzeugs einnimmt bzw. einnehmen soll als im autonomen Fahrzustand. Beispielsweise kann es sich bei diesem verlagerbaren Bestandteil um das (bekannte) Bremspedal für den Fahrer (und allgemein um ein Bedienteil für den Fahrer) handeln. Während dieses Bremspedal im fahrergesteuerten Fahrzustand ohne Betätigung durch den Fahrer seine übliche Ruhe-Position einnimmt, in der es solchermaßen im Fußraum hängt, dass dieses Bremspedal jederzeit vom Fahrer betätigt werden kann, kann dieses Bremspedal im autonomen Fahrzustand geeignet weggeschwenkt werden, da es dann vom Fahrer nicht benötigt wird. Hierdurch erhält der Fahrer im autonomen Fahrzustand mehr Platz und Bewegungsfreiheit im Fußraum.
Der in der ersten, dem autonomen Fahrzustand zugeordneten Position eine Haltefunktion für den verlagerbaren Bestandteil ausübende Aktuator kann auch dessen Verlagerung aus seiner dem fahrergesteuerten Fahrzustand zugeordneten zweiten Position in die dem autonomen Fahrzustand zugeordnete erste Position übernehmen.
Allgemein sei (nochmals) erläutert, dass mit zunehmenden Funktionen einer automatisierten Fahrzeugführung, wobei ein Kraftfahrzeug nicht mehr (andauernd) von einem Fahrer anhand von dessen (vorzugsweise auf mechanischem Wege übermittelten) Vorgaben, sondern durch eine im weitesten Sinne elektronische Ansteuerung gesteuert wird, den FahrzeugInsassen und insbesondere dem nur noch gelegentlich aktiven Fahrer zunehmend mehr räumliche Freiheit im Fahrzeug-Innenraum bereit gestellt werden kann. (In diesem Zusammenhang kann „Steuern des Fahrzeugs“ die vollständige Bewegungssteuerung umfassen, d.h. sowohl die Längsbewegung mit positiver und negativer Beschleunigung, als auch die Querbewegung, nämlich das Lenken des Fahrzeugs). Wenn sich nun das Fahrzeug in einem Zustand befindet, in dem der Fahrer weder die Längsführung noch die Querführung übernehmen muss, so können beispielsweise die (für die Längsführung vorgesehenen) Pedale, aber auch das Lenkrad (als Bedienelemente des Fahrers) oder die Sitze des Fahrzeugs (als ein Innenausstattungsteil desselben) in eine andere komfortablere Position gebracht werden, als wenn der Fahrer selbst die Längs- und Querführung des Fahrzeugs übernimmt. Beispielsweise können aber auch ein verlagerbarer Bildschirm (als weiteres Innenausstattungsteil) oder auch verstellbare manuelle Bedienelemente oder Eingabegeräte von einer zweiten, einem fahrergesteuerten Fahrzustand zugeordneten Position in eine erste einem autonomen Fahrzustand zugeordneten Position verlagert und in letztgenannter mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zumindest gehalten werden. Wie bereits erwähnt kann aber auch die Verlagerung in die dem autonomen Fahrzustand zugeordnete erste Position selbst von einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgeführt werden, wobei die Rückverlagerung in die dem fahrergesteuerten Fahrzustand zugeordnete Position aus Sicherheitsgründen ohne Aktuator, nämlich durch einen Kraftspeicher, insbesondere durch Federkraft und/oder durch Schwerkraft erfolgen soll. Ebenso ist ein pneumatischer oder hydraulischer Kraftspeicher denkbar. Auch für das Kraftübertragungselement können Ausbildungen zur Kraftübertagung alternativ mittels Formschluss oder einer Mischform aus Form- und Reibschluss vorgesehen sein, bei denen weiter auch eine selbsthemmende Ausführungsform ausgebildet sein kann. Dazu kann der Aktor alternativ elektrisch, hydraulisch, pneumatisch magnetisch und alternativ zusätzlich jeweils kraftverstärkt mittels eines Gewindespindeltriebs betrieben sein. Die Rückstellung durch einen Energiespeicher kann zentral oder für jede Komponente einzeln mittels Federkraft oder hydraulisch oder pneumatisch oder magnetisch erfolgen.
Nachteilig bei allen diesen Systemen ist, dass keine Möglichkeit für den Fahrer besteht, eine schnelle Übergabeanforderung in Notfällen anzufordern. Dies ist vor allem dann kritisch, wenn das Fahrzeug in eine Situation kommt, welche die hochautomatisierte Fahrfunktion nicht selbständig regeln kann, es jedoch zu keiner automatisierten Übergabe an den Fahrer kommt. Ein weiterer kritischer Punkt ergibt sich, wenn der Fahrer eine kritische Situation erkennt, die das Fahrzeug nicht erkennt. In beiden Fällen hat der Fahrer keine Möglichkeit, schnell in das System einzugreifen und die Steuerung des Fahrzeuges zu übernehmen.
Eine Abhilfemaßnahme für diese geschilderte Problematik aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs und ist für eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator durch wenigstens einen durch den Fahrer bedienbaren Schalter betätigbar ist, wenn sich der verlagerbare Bestandteil in der ersten Position befindet.
Für die Einrichtung zum Verbringen wenigstens eines verlagerbaren Bestandteils eines Kraftfahrzeugs aus einer einem autonomen Fahrzustand des Fahrzeugs zugeordneten ersten Position in eine zweite Position, welche einem fahrergesteuerten Fahrzustand zugeordnet ist, in dem das Kraftfahrzeug anhand von Vorgaben eines Fahrers des Kraftfahrzeugs betrieben wird, mittels eines durch Energiezufuhr betriebenen Aktuators, hat eine Einrichtung, welche einen Not-Aus für hochautomatisiertes Fahren liefert und aus einer Hardware-Bedieneinheit und einer Software besteht, den Vorteil, dass dadurch eine manuelle Deaktivierung der hochautomatisierten Fahrfunktion in Notfällen und eine sichere Erkennung und Umsetzung des Fahrerwunsches möglich ist.
Für Konzepte, welche das Interieur des Fahrzeuges so anpassen, dass der Fahrer, während des hochautomatisierten Fahrens, einen erhöhten Fahrkomfort erfährt können, um in bestimmten Lastfällen einen manuellen Abwurf der hochautomatisierten Fahrfunktion und somit eine Übergabe an den Fahrer zu ermöglichen, mittels der Erfindung verschiedene Auslösesysteme für den Not-Aus definiert werden, insbesondere, wenn der verlagerbare Bestandteil des Kraftfahrzeugs ein Bedienteil für den Fahrer oder ein Innenausstattungsteil des Kraftfahrzeugs ist.
Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung sieht eine Einrichtung vor, bei der sich der Schalter in einem Greifbereich des Fahrers befindet, wenn dieser eine für autonomen Fahrzustand vorgesehene Position im Kraftfahrzeug einnimmt.
Zum einen kann dann vorteilhafterweise ein zentrales Not-Aus Element im Bereich des Innenraumes angebracht sein. Ein solches Bedienelement kann bspw. ein Schalter, auch zum Beispiel in Form eines Hebels oder eines Pedals, oder ein Taster sein, welcher insbesondere durch Zug, Druck, Drehung oder Berührung aktiviert wird. Alternative Bedienelemente sind ebenso denkbar. Bei Betätigung dieses Elementes, wird der Not-Aus aktiviert und die Übergabe der Fahraufgabe an den Fahrer wird vorbereitet.
Alternativ dazu kann die Einrichtung dadurch gekennzeichnet sein, dass der Schalter wenigstens ein berührungsempfindlicher Sensor ist, eingebaut in einem Bedienelement oder im Fahrersitz des Kraftfahrzeugs. Hier wird vorteilhafterweise auch eine Interaktion mit vorhandenen Innenraumelementen genutzt, um eine Übernahme der Fahraufgabe zu initiieren. Dabei wird davon ausgegangen, dass das Lenkrad im Armaturenbrett versenkt, die Pedalerie eingeklappt und die Sitzlehne nach hinten gekippt ist. Ebenso wird davon ausgegangen, dass der Fahrer in einer Notsituation versuchen wird die Kontrolle über das Fahrzeug zu erhalten. Um die Kontrolle übernehmen zu können, wird der Fahrer instinktiv Tätigkeiten an Lenkrad, Pedalerie und Sitz durchführen. Genau diese Fahrer-Fahrzeug-Interaktion wird genutzt, um die Not-Aus-Funktion zu aktivieren.
Eine mögliche Interaktion beschreibt das Ziehen am Lenkrad. Dabei wird davon ausgegangen, dass der Fahrer in einer Notsituation oder auch ohne einen solchen Grund, zum Übernehmen der Fahraufgabe, versuchen wird, die Querführung des Fahrzeuges zu übernehmen. Um dies zu erreichen, wird er versuchen das Lenkrad aus der eingefahrenen Position zu ziehen. Diese instinktive Handlung wird nachfolgend genutzt, um den Not-Aus zu initiieren. Um dabei Fehlauslösungen zu vermeiden, wird die aufgebrachte Zugkraft als Indikator genutzt. Die Auslösung des Not-Aus erfolgt nur dann, wenn eine definierte Kraftschwelle überschritten wurde. Eine solche Ausführungsform der Einrichtung ist also dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator das Bestandteil des Kraftfahrzeugs nur dann in die zweite Position verbringt, wenn mit einer Betätigungskraft am Schalter eine definierte Kraftschwelle überschritten wurde.
Alternativ dazu, kann auch die Interaktion mit der Pedalerie genutzt werden. Grundlegend wird davon ausgegangen, dass der Fahrer in einer Notsituation versuchen wird, die Längsführung des Fahrzeuges, mit Hilfe der Pedalerie, zu übernehmen. Diese Interaktion wird genutzt, um den Not-Aus-Wunsch des Fahrers zu erkennen. Um Fehlabschaltungen zu vermeiden, wird die Not-Aus-Funktion nur dann aktiviert, wenn eine definierte Kraftschwelle überschritten ist.
Als weiterer Indikator kann die Sitzposition des Fahrers genutzt werden. Dabei wird angenommen, dass sich der Fahrer inkl. Fahrersitz in einer liegenden Position befindet. Kommt das Fahrzeug in eine kritische Situation, wird der Fahrer sich aufrichten. Die Veränderung dieser Sitzposition, initiiert die Aktivierung des Not-Aus. Die Erkennung der aktuellen Sitzposition kann über Drucksensoren oder auch einer innenraumüberwachenden Kamera erfolgen. Da das System nur in Notsituationen erfolgen soll, wird neben der aktuellen Sitzposition auch die Geschwindigkeit der Aufrichtbewegung betrachtet. In einer Notsituation erfolgt diese Bewegung mit hoher Geschwindigkeit. Um die Anzahl der ungewollten Auslösungen zu reduzieren, sollen auch Kombinationen der genannten Auslösungs-/Erkennungsmechanismen genutzt werden.
So kann der Schalter ausschließlich oder zusätzlich auch wenigstens ein auf ein akustisches Signal ansprechender Sensor sein, der zum Beispiel insbesondere auf ein Signal bestimmten sprachlichen Inhalts und/oder ein Signal ab einer bestimmten Lautstärke oder beides anspricht. Dies kann mittels eines Mikrofons im Kraftfahrzeuginnenraum und entsprechender Auswerteprogramme in einem Steuergerät verwirklicht sein.
Falls der Fahrer eine der beschriebenen Handlungen zum Aktivieren der Not-Aus-Funktion durchführt, wird das von einem Auswerte-System erkannt und die Übergabe der Fahraufgabe an den Fahrer wird eingeleitet. Die dafür verwendete Software führt dazu, dass der Innenraum in einen Zustand überführt wird, in dem der Fahrer die Längs- und Querführung übernehmen kann. Dafür wird das Lenkrad ausgefahren, die Pedale ausgeklappt und die Sitzlehne in eine aufrechte Position überführt. Wurden weitere Elemente des Innenraums auf die hochautomatisierte Fahrfunktion angepasst, sollen auch diese in ihre ursprüngliche Ausrichtung überführt werden. Zusätzlich wird die hochautomatisierte Fahrfunktion deaktiviert.
Grundsätzlich ist davon auszugehen, dass die Aktivierung der Not-Aus Funktion nur in kritischen Situationen, wie bspw. vor einer bevorstehenden Kollision, erfolgt. Deswegen können zusätzlich zu der Übergabe der Fahrfunktion an den Fahrer, verschiedene Pre-Crash Vorbereitungen getroffen werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102016123301 A1 [0004]

Claims

Einrichtung zum Verbringen wenigstens eines verlagerbaren Bestandteils eines Kraftfahrzeugs aus einer einem autonomen Fahrzustand des Fahrzeugs zugeordneten ersten Position in eine zweite Position, welche einem fahrergesteuerten Fahrzustand zugeordnet ist, in dem das Kraftfahrzeug anhand von Vorgaben eines Fahrers des Kraftfahrzeugs betrieben wird, mittels eines durch Energiezufuhr betriebenen Aktuators, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator durch wenigstens einen durch den Fahrer bedienbaren Schalter betätigbar ist, wenn sich der verlagerbare Bestandteil in der ersten Position befindet.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Schalter in einem Greifbereich des Fahrers befindet, wenn dieser eine für autonomen Fahrzustand vorgesehene Position im Kraftfahrzeug einnimmt.
Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter wenigstens ein berührungsempfindlicher Sensor ist, eingebaut in einem Bedienelement oder im Fahrersitz des Kraftfahrzeugs.
Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter wenigstens ein auf ein akustisches Signal ansprechender Sensor ist, insbesondere auf ein Signal bestimmten sprachlichen Inhalts und/oder ab einer bestimmten Lautstärke.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator das Bestandteil des Kraftfahrzeugs nur dann in die zweite Position verbringt, wenn mit einer Betätigungskraft am Schalter eine definierte Kraftschwelle überschritten ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der verlagerbare Bestandteil des Kraftfahrzeugs ein Bedienteil für den Fahrer oder ein Innenausstattungsteil des Kraftfahrzeugs ist.