DE10303870A1

DE10303870A1 - Kraftfahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem mit Spurführung

Info

Publication number: DE10303870A1
Application number: DE2003103870
Authority: DE
Inventors: Christoph Mayser
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2003-01-31
Filing date: 2003-01-31
Publication date: 2004-08-12
Anticipated expiration: 2023-02-01
Also published as: DE10303870B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem mit Spurführung, wobei an einer Lenkhandhabe ein haptisches Signal, insbesondere in Form eines Vibrationssignals, erzeugt wird, wenn sich das Fahrzeug in kritischer Nähe zu einer seitlichen Spurgrenze bewegt, und wobei dieses Signal derart gestaltet ist, dass dem Fahrer direkt und/oder intuitiv mitgeteilt wird, ob sich das Fahrzeug nahe der rechtsseitigen oder nahe der linksseitigen Spurgrenze bewegt. Zur Signalgebung können mittels zumindest zweier Vibrationsmotoren oder dgl. auf einer Seite der Lenkhandhabe stärkere oder intensiver spürbare Vibrationen erzeugt werden als auf deren gegenüberliegenden Seite. Es können Vibrationsschwingungen in Betätigungsrichtung der Lenkhandhabe erzeugt werden und es kann durch eine unterschiedliche Schwingungscharakteristik dem Fahrer signalisiert werden, welcher der beiden Spurgrenzen das Fahrzeug nahe ist. Bevorzugt kann dabei eine Vibrations-Auslenkung in diejenige Richtung, in die der Fahrer die Lenkhandhabe führen muss, um das Fahrzeug von der kritischen Spurgrenze wegzubewegen, zeitlich schneller erfolgen als die Vibrations-Auslenkung in die Gegenrichtung.

Description

Die Erfindung betrifft ein nicht spurgebundenes Kraftfahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem mit Spurführung, wobei an einer Lenkhandhabe ein haptisches Signal, insbesondere in Form eines Vibrationssignals, erzeugt wird, wenn sich das Fahrzeug in kritischer Nähe zu einer seitlichen Spurgrenze bewegt. Zum bekannten Stand der Technik wird auf die EP 0 640 903 B1 verwiesen.

Spurführungssysteme für nicht spurgebundene Kraftfahrzeuge (Personenkraftwagen usw.), die bekanntermaßen den Fahrer aufmerksam machen, falls das Fahrzeug die vorgegebene Fahrspur zu verlassen droht, erhöhen zwar die Verkehrssicherheit, vergrößern jedoch andererseits die auf den Fahrer einwirkende Informationsflut. Aus diesem Grunde wurde bereits vorgeschlagen, wegen der Überlastung des visuellen und auch des akustischen Informationskanals des Fahrers oder Fzg.-Führers den sog. haptischen Kanal für Rückmeldungen von Fahrerassistenzsystemen in Richtung Fahrer zu wählen bzw. den Fzg.-Führer über diesen Kanal anzusprechen. Wenn dabei geeignete Vibrationssignale am oder im Lenkrad bzw. allgemein an oder in der Lenkhandhabe des Fahrzeugs erzeugt werden (vgl. bspw. die eingangs genannte Schrift), so erfolgt im Falle einer Spurverlassens-Warnung die System-Rückmeldung vorteilhafterweise genau dort, wo der Fahrer eingreifen muss, um diesen signalisierten Fehler zu vermeiden bzw. zu korrigieren.

Für ein nicht spurgebundenes Kraftfahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem mit Spurführung, wobei an der Fzg.-Lenkhandhabe ein haptisches Signal, insbesondere in Form eines Vibrationssignals, erzeugt wird, wenn sich das Fahrzeug in kritischer Nähe zu einer seitlichen Spurgrenze bewegt, weitere Verbesserungen aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.

Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, dass dieses haptische Signal derart gestaltet ist, dass dem Fahrer direkt und/oder intuitiv mitgeteilt wird, ob sich das Fahrzeug nahe der rechtsseitigen oder nahe der linksseitigen Spurgrenze bewegt. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.

Erfindungsgemäß wird somit dem Fahrer nicht nur mitgeteilt, dass die Gefahr besteht, dass das Fahrzeug die vorgegebene Spur verlässt, sondern es soll dem Fahrer auf dem gleichen haptischen Weg zusätzlich noch mitgeteilt werden, in welcher Richtung das Fahrzeug die Spur zu verlassen droht. Mit dieser vorgeschlagenen Zusatzinformation kann der Fahrer wesentlich schneller auf den angezeigten Fehler reagieren. Er muss sich somit nicht erst orientieren, ob er denn nun nach links oder rechts lenken muss um das Fahrzeug wieder in die Spur zu bringen, sondern er kann sofort das Lenkrad bzw. die Lenkhandhabe im entsprechenden Sinn betätigen. Dabei kann im Sinne einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Fahrer quasi indirekt dazu aufgefordert oder veranlasst werden, die Lenkhandhabe in einer solchen Richtung zu betätigen, dass die Gefahr des Spur-Verlassens ausgeräumt wird. Letzteres ist ebenfalls unter dem gewählten Begriff der intuitiven Signal-Übermittlung zu verstehen.

Es bestehen verschiedene Möglichkeiten zur Umsetzung bzw. Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung. Beispielsweise können einfache, praktisch handelsübliche Vibrationsmotoren zum Einsatz kommen, wie sie bspw. auch für Mobiltelefone verwendet werden. Nun kann bspw. in einer linken und einer rechten Speiche (des sich in Geradeaus-Stellung befindenden) Lenkrads jeweils ein derartiger Vibrationsmotor angeordnet werden. Im Falle einer Spurverlasswarnung kann dann bspw. nur derjenige Vibrationsmotor, der sich auf der der sog. kritischen Spurgrenze zugewandten Seite des Lenkrads befindet, angesteuert und aktiviert werden. Droht also bspw. das Fahrzeug die rechtsseitige Spurgrenze zu überfahren, so würde nur der im Lenkrad rechtsseitig angeordnete Vibrationsmotor vibrieren. Es ist jedoch auch möglich, die mehreren sog. haptischen Signalerzeuger (= allgemeiner Begriff für Vibrationsmotore) unterschiedlich starke Signale oder Vibrationen erzeugen zu lassen.

Neben einfachen Vibrationen können bspw. an einem Lenkrad auch Drehschwingungen (um die Drehachse dieses Lenkrads) erzeugt werden, und hierdurch der haptische Kanal des Fahrers angesprochen werden. Dabei ist dieser Gedanke nicht auf Lenkräder beschränkt, sondern kann einfach auf allgemeine Lenkhandhaben, bspw. sog. Side-Sticks, übertragen werden. Auch bei einem solchen „Stick", der zum Ausführen einer Lenkbewegung bzw. zum Übertragen eines Lenkwunsches vom Fahrer nach links bzw. nach rechts verschwenkt wird, können Vibrationsschwingungen in Betätigungsrichtung dieser Lenkhandhabe erzeugt werden und es kann (allgemein und somit auch für Lenkräder gesprochen) durch eine unterschiedliche Schwingungscharakteristik dem Fahrer signalisiert werden, welcher der beiden Spurgrenzen das Fahrzeug nahe ist.

In diesem Sinne kann eine im zeitlichen Verlauf asymmetrische Vibration verwendet werden, was im folgenden anhand des Beispiels erläutert wird, wonach an einem Lenkrad ein Momentgeber mit geeigneten Dynamikeigenschaften quasi vibrierende Drehschwingungen erzeugt. Dabei kann eine Drehung bspw. im positiven Uhrzeigersinn (und somit nach rechts) zeitlich langsamer als die Drehung in die Rück-Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn (und somit nach links) erfolgen. In der beigefügten Skizze ist der zeitliche Verlauf des Momentes (M über t) dargestellt. Eine erste Drehung nach rechts erzeugt dabei ein positives Moment (M+). Bei einer anschließenden Rück-Drehung nach links wird zuerst das positive Moment abgebaut und daraufhin wird ein negatives Moment (M–) aufgebaut. Anschließend erfolgt wieder eine Drehbewegung nach rechts, wodurch zuerst das negative Moment abgebaut und anschließend ein positives Moment aufgebaut wird, und so weiter.

Es wird nun vorgeschlagen, dass dann, wenn sich das Fahrzeug der rechtsseitigen Spurgrenze genähert hat, eine vom System erzeugte Drehbewegung nach rechts langsamer erfolgt, als die in die Gegenrichtung erzeugte Drehbewegung, wobei diese alternierenden Drehbewegungen quasi eine Drehschwingung mit unterschiedlichem Zeitverhalten bilden. Dieser Vorschlag basiert dabei auf der folgenden Überlegung: Bei einer vom System erzeugten relativ langsamen Drehbewegung nach rechts hält der Fahrer das Lenkrad unbewusst fest und baut dadurch ein im Gegenuhrzeigersinn wirkendes Gegenmoment auf. Bei einer demgegenüber erheblich schnelleren vom System initiierten Rückdrehbewegung nach links ist dann der Fahrer aufgrund der schnelleren zeitlichen Abfolge nicht in der Lage, das von ihm aufgebaute Gegenmoment rechtzeitig abzubauen, wodurch er kurzzeitig dieser Drehrichtung nach links im Gegenuhrzeigersinn folgt und das Lenkrad somit selbst bereits geringfügig entsprechend verdreht. Durch Wiederholungen dieses Vorganges gibt die so erzeugte asymmetrische Vibration dem Fahrer über den haptischen Kanal einen Handlungshinweis, in welche Richtung der Lenkeingriff des Fahrers erfolgen sollte, nämlich im hier geschilderten Beispielfall nach links, wenn sich das Fahrzeug der rechtsseitigen Spurgrenze genähert hat. Insgesamt, d.h. integriert über dem zeitlichen Verlauf wird dabei vom System kein Dreh-Moment aufgeschaltet, was bedeutet, dass sich die positiven und negativen Momente aufheben.

Allgemein und somit nicht auf ein Lenkrad beschränkt lässt sich diese Vorgehensweise auch so beschreiben, dass eine Vibrations-Auslenkung der Lenkhandhabe in diejenige Richtung, in die der Fahrer die Lenkhandhabe führen muss, um das Fahrzeug von der kritischen Spurgrenze wegzubewegen, zeitlich schneller erfolgt als die Vibrations-Auslenkung in die Gegenrichtung, wobei sich bevorzugt die jeweiligen, von einem geeigneten System erzeugten Auslenkungen gegenseitig zumindest im wesentlichen aufheben.

Mit Hilfe der vorgeschlagenen „Vibrationswarnung" oder dgl. kann eine Spurverlass-Warnung mit einer intuitiven Mensch-Maschine-Schnittstelle realisiert werden, wobei dem Fahrer direkt alle nötigen Informationen mitgeteilt werden, nämlich insbesondere auch die Tatsache, ob sich das Fahrzeug nahe der rechtsseitigen oder nahe der linksseitigen Spurgrenze bewegt. Diese haptische Rückmeldung erfordert keine zusätzliche Aufmerksamkeit des Fahrers und ist vorteilhafterweise im Gegensatz zur visuellen oder akustischen Rückmeldung für andere Fzg.-Insassen nicht wahrnehmbar, wobei noch darauf hingewiesen sei, dass eine Vielzahl von Details auch abweichend von obigen Ausführungen gestaltet sein kann, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.

Claims

Nicht spurgebundenes Kraftfahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem mit Spurführung, wobei an einer Lenkhandhabe ein haptisches Signal, insbesondere in Form eines Vibrationssignals, erzeugt wird, wenn sich das Fahrzeug in kritischer Nähe zu einer seitlichen Spurgrenze bewegt, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Signal derart gestaltet ist, dass dem Fahrer direkt und/oder intuitiv mitgeteilt wird, ob sich das Fahrzeug nahe der rechtsseitigen oder nahe der linksseitigen Spurgrenze bewegt.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Signalgebung mittels zumindest zweier geeigneter Vibrationseinrichtungen in Form von Vibrationsmotoren oder dgl. auf einer Seite der Lenkhandhabe stärkere oder intensiver spürbare Vibrationen erzeugt werden als auf deren gegenüberliegenden Seite.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, wobei Vibrationsschwingungen in Betätigungsrichtung der Lenkhandhabe erzeugt werden und durch eine unterschiedliche Schwingungscharakteristik dem Fahrer signalisiert wird, welcher der beiden Spurgrenzen das Fahrzeug nahe ist.
Kraftfahrzeug nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vibrations-Auslenkung in diejenige Richtung, in die der Fahrer die Lenkhandhabe führen muss, um das Fahrzeug von der kritischen Spurgrenze wegzubewegen, zeitlich schneller erfolgt als die Vibrations-Auslenkung in die Gegenrichtung.