Titel

Verfahren und Fahrerassistenzsvstem zum Unterstützen eines Fahrers eines

Fahrzeuges

Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers eines Kraftfahrzeuges. Außerdem betrifft die Erfindung ein Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeuges zum Unterstützen eines Fahrers zum Unterstützen eines Kraftfahrzeuges.

Insbesondere werden dem Fahrer Hilfestellungen bei der Bewältigung von

Seitenwindeinflüssen gegeben.

Aus dem Stand der Technik sind Seitenwindassistenten bekannt. Solche

Seitenwindassistenten sind insbesondere Teil einer Fahrdynamikregelung, die den

Fahrer bei plötzlich auftretenden Windböen dadurch unterstützen, dass durch gezielte Bremseingriffe und/oder Lenkeingriffe, die auf das Fahrzeug störend einwirkenden Windkräfte so weit wie möglich kompensiert werden. Somit unterstützt ein

Seitenwindassistent den Fahrer beim Halten des Fahrzeugs in der aktuellen Fahrspur, was den Fahrer entlastet und das Unfallrisiko mindert.

Fahrzeuge können außerdem mit LiDAR-Systemen ausgestattet sein, die mittels Laserlicht Entfernungen messen können, um somit ein Umfeld des Fahrzeugs abzutasten. LiDAR-Systeme können analog zu Ultraschallsensoren Hindernisse in der Peripherie des Fahrzeugs erkennen und einen Abstand des Fahrzeugs zu besagten

Hindernissen ermitteln. Auch solche Systeme dienen daher zum optimalen

Unterstützen des Fahrers eines Fahrzeuges.

Aktuell bekannte Seitenwindassistenten beruhen auf dem Prinzip der Auswertung von fahrzeuginternen Inertialsensoren. Dies bedeutet, dass ein Windstoß, der störend auf das Fahrzeug einwirkt, erst dann erkannt werden kann, wenn die Fahrzeugbewegung bereits beeinflusst wurde. Eine solche Beeinflussung der Fahrzeugbewegung ist jedoch unerwünscht.

Offenbarung der Erfindung

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sowie mit dem erfindungsgemäßen

Fahrerassistenzsystem ist ermöglicht, kritische Seitenwindkomponenten bereits vor dem Auftreffen des Windstoßes auf das Fahrzeug zu erkennen und damit präventiv Gegenmaßnahmen einzuleiten. Somit entsteht ein Zeitvorteil gegenüber bisherigen Systemen, die den Windstoß erst dann erkennen, wenn dieser tatsächlich auf das

Fahrzeug einwirkt.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers eines Fahrzeugs umfasst die folgenden Schritte: Zunächst erfolgt ein Bestimmen einer

Windgeschwindigkeit und/oder Windrichtung mittels eines Lasersystems. Das

Bestimmen von Windgeschwindigkeiten und/oder Windrichtungen mittels Laser ist bekannt, insbesondere ermöglicht das Prinzip der Laser-Doppler-Anemometrie das Ermitteln solcher Werte. Somit ist vorteilhafterweise ermöglicht, die

Windgeschwindigkeit und/oder Windrichtung vorausschauend zu ermitteln, sodass der Wind nicht erst auf das Fahrzeug einwirken muss, um Windgeschwindigkeit und/oder

Windrichtung erfassen zu können. Anschließend erfolgt ein Erkennen einer kritischen Seitenwindkomponente, bei der die Windgeschwindigkeit und/oder die Windrichtung einen vordefinierten Schwellenwert überschreiten. Unter Windrichtung ist dabei insbesondere diejenige Richtung zu verstehen, unter der ein Windstoß auf das

Fahrzeug auftrifft oder vermutlich auftreffen wird. Zuletzt erfolgt ein Schritt des

Ausgebens einer Seitenwindwarnung. Die Seitenwindwarnung kann eine optische, haptische oder akustische Warnung sein. Die Seitenwindwarnung kann außerdem Handlungsempfehlungen an den Fahrer beinhalten. Durch das Verfahren ist somit ermöglicht, den Fahrer des Fahrzeugs frühzeitig auf kritische Seitenwindkomponenten hinzuweisen, sodass ausreichend Zeit für entsprechende Gegenmaßnahmen zur

Verfügung steht.

Das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem zum Unterstützen eines Fahrers eines Fahrzeugs umfasst ein Empfangsmodul, ein Steuermodul und ein Ausgabemodul. Das Empfangsmodul ist zum Empfangen von Signalen eines Lasersystems des Fahrzeugs ausgebildet. Das Steuermodul ist zum Bestimmen einer Windgeschwindigkeit und/oder Windrichtung aus den Signalen des Lasersystems ausgebildet. Weiterhin ist das Steuermodul ausgebildet, eine kritische Seitenwindkomponente zu erkennen, wobei bei der kritischen Seitenwindkomponente die Windgeschwindigkeit und/oder die Windrichtung einen vordefinierten Schwellenwert überschreiten. Das Ausgabemodul ist schließlich zum Ausgeben einer Seitenwindwarnung ausgebildet. Somit ist mittels des Fahrerassistenzsystems ermöglicht, kritische Seitenwindkomponenten frühzeitig zu erkennen, d. h., vor dem Auftreffen des entsprechenden Windstoßes auf das

Fahrzeug. Somit steht eine Vorlaufzeit zur Verfügung, in der Gegenmaßnahmen eingeleitet werden können, um die Auswirkungen des Auftreffens des Windstoßes mit der kritischen Seitenwindkomponente auf das Fahrzeug abzumildern oder

auszugleichen.

Die Unteransprüche haben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Schritt des Bestimmens der Windgeschwindigkeit und/oder Windrichtung unter Verwendung eines LiDAR-Systems des Fahrzeugs erfolgt. Dies bedeutet, dass das Lasersystem des Fahrzeugs bevorzugt ein LiDAR- System ist. Für das Fahrerassistenzsystem ist somit bevorzugt vorgesehen, dass das Lasersystem ein LiDAR-System des Fahrzeugs ist. LiDAR-Systeme sind bei

Fahrzeugen bekannt und dienen zum Ermitteln einer Entfernung von Objekten in der Umgebung des Fahrzeugs. Das Verfahren gemäß der vorteilhaften Weiterbildung der

Erfindung ermöglicht somit das bereits vorhandene LiDAR-System zu verwenden, um zusätzlich Windgeschwindigkeiten und/oder Windrichtungen zu ermitteln. Das

Fahrerassistenzsystem gemäß der bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann somit auf ein LiDAR-System zurückgreifen, um neben Abstandsinformationen zu Hindernissen in der Umgebung des Fahrzeugs auch Windgeschwindigkeiten und/oder

Windrichtungen in der Umgebung des Fahrzeugs zu ermitteln.

Sowohl für das Verfahren als auch für das Fahrerassistenzsystem ist vorgesehen, dass die Seitenwindwarnung einen Befehl zum Ausführen von Gegenmaßnahmen durch das Fahrzeug umfasst. Somit erfolgt bevorzugt ein aktives Eingreifen in die Steuerung des

Fahrzeugs. Durch die Gegenmaßnahmen werden Einflüsse der

Seitenwindkomponente auf das Fahrzeug, zumindest teilweise, ausgeglichen.

Besonders vorteilhaft werden die Einflüsse der Seitenwindkomponente auf das Fahrzeug vollständig ausgeglichen. Somit wird dem Fahrer des Fahrzeugs die Aufgabe abgenommen, auf die Seitenwindkomponente zu reagieren. Dies erhöht die aktive und passive Sicherheit des Fahrzeugs, da Unfälle aufgrund von unerwartetem Verhalten des Fahrzeugs aufgrund von Seitenwindeinflüssen verhindert sind. Die Gegenmaßnahmen umfassen bevorzugt eine Änderung der Fahrzeugbewegung unter Zuhilfenahme der vorhandenen Fahrzeug-Aktuatoren. Besonders vorteilhaft sind solche Gegenmaßnahmen eine Reduktion eines Antriebsmoments des Fahrzeugs und/oder ein Vorbefüllen einer Bremse des Fahrzeugs vor einem gezielten

Bremseingriff und/oder ein zielgerichtetes Gegenlenken des Fahrzeugs gegen die Seitenwindkomponente. Durch alle diese Maßnahmen wird sichergestellt, dass sich das Fahrzeug nicht von seiner Fahrspur wegbewegt, wodurch dem Fahrer des Fahrzeugs der Eindruck eines stabil fahrenden Fahrzeugs entsteht. Der Fahrer muss sich daher nicht oder nahezu nicht mit den Auswirkungen der Seitenwindkomponente befassen. Somit ist die Gefahr eines Kontrollverlustes durch den Fahrer minimiert, wodurch die Sicherheit beim Betrieb des Fahrzeuges erhöht ist.

Das Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers eines Fahrzeuges umfasst außerdem die folgenden Schritte: Zunächst erfolgt ein Detektieren der Seitenwindkomponente mittels Inertialsensoren des Fahrzeuges. Der Schritt des Detektierens wird

insbesondere nach dem Schritt des Erkennens, besonders vorteilhaft nach dem Schritt des Ausgebens, durchgeführt. Das Detektieren der Seitenwindkomponente mittels der Inertialsensoren des Fahrzeugs bedeutet, dass die Seitenwindkomponente das Fahrzeug bereits erreicht hat. Somit wurde die Seitenwindkomponente sowohl durch das Lasersystem als auch durch die Inertialsensoren bestimmt. Daher findet in einem weiteren Schritt ein Plausibilisieren der bestimmten Seitenwindkomponenten statt. So kann einerseits das Risiko, dass eine Seitenwindwarnung fälschlicherweise

ausgegeben wird, erheblich reduziert werden, während gleichzeitig außerdem das Risiko des fälschlichen Unterlassens des Ausgebens einer Seitenwindwarnung erheblich reduziert werden kann. Dadurch ist sichergestellt, dass der Fahrer sicher und zuverlässig vor Seitenwindkomponenten, die kritisch auf das Fahrverhalten des Fahrzeugs einwirken können, gewarnt wird, wobei sich der Fahrer des Fahrzeugs gleichzeitig darauf verlassen kann, dass nur dann eine solche Warnung ausgegeben wird, wenn eine Seitenwindkomponente tatsächlich kritisch ist. Besonders vorteilhat ist dies insbesondere dann, wenn die Seitenwindwarnung eine aktive Änderung der Fahrzeugbewegung umfasst, da so unnötige Änderungen der Fahrzeugbewegung wirksam vermieden sind, gleichzeitig aber sichergestellt ist, dass ein zuverlässiges Gegensteuern zum Ausgleich des Seitenwindeinflusses erfolgt.

Das Empfangsmodul des Fahrerassistenzsystems ist vorteilhafterweise zum

Empfangen von Signalen von Inertialsensoren des Fahrzeugs ausgebildet. Das Steuermodul ist vorteilhafterweise zum Detektieren der Seitenwindkomponente anhand der Signale der Inertialsensoren ausgebildet. Somit wurde wiederum die

Seitenwindkomponente einerseits durch das Lasersystem, andererseits durch die Inertialsensoren des Fahrzeugs erfasst. Daher ist das Steuermodul zum

Plausibilisieren der so erfassten Seitenwindkomponenten ausgebildet. Wie zuvor bereits beschrieben, kann durch das Plausibilisieren sichergestellt werden, dass lediglich hochwertige Warnungen an den Fahrer ausgegeben werden, was bedeutet, dass nur dann Seitenwindwarnungen an den Fahrer ausgegeben werden, wenn tatsächlich ein kritisches Verhalten des Fahrzeugs aufgrund des Seitenwindes zu erwarten ist.

Das Fahrerassistenzsystem ist vorteilhafterweise ein Computerprogrammprodukt, das auf einem Steuergerät implementiert ist. Die einzelnen Module des

Fahrerassistenzsystems stellen somit einzelne Bestandteile des

Computerprogrammprodukts dar. Das Fahrerassistenzsystem kann somit auf einem bestehenden oder auf einem zusätzlichen Steuergerät des Fahrzeuges implementiert werden, und somit die Sicherheit des Fahrzeuges bei Auftreten von

Seitenwindkomponenten erheblich erhöhen.

Schließlich betrifft die Erfindung ein Fahrzeug. Das Fahrzeug umfasst ein

Fahrerassistenzsystem, wie zuvor beschrieben. Somit ist die Sicherheit des Fahrzeugs bei Auftreten von Seitenwindkomponenten erhöht.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben. In den Zeichnungen ist:

Figur 1 eine schematische Ansicht eines Ablaufplanes eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Figur 2 eine schematische Ansicht eines Fahrerassistenzsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, und Figur 3 eine schematische Ansicht eines Fahrzeuges gemäß einem

Ausführungsbeispiel der Erfindung. Figur 1 zeigt schematisch einen Ablaufplan eines Verfahrens gemäß einem

Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Verfahren dient zum Unterstützen eines Fahrers eines Fahrzeuges 2 (vgl. Fig. 3) und umfasst die folgenden Schritte: Zunächst erfolgt ein Bestimmen 100 einer Windgeschwindigkeit und/oder eine Windrichtung mittels eines Lasersystems 4. Bei dem Lasersystem 4 handelt es sich

vorteilhafterweise um ein LiDAR-System eines Fahrzeugs, mit dem insbesondere Abstände zu Objekten in der Umgebung des Fahrzeuges 2 ermittelt werden können. Das Bestimmen von Windgeschwindigkeiten und/oder Windrichtungen mittels

Laservorrichtungen ist aus dem Stand der Technik bekannt. Insbesondere kann auf die bekannten Mechanismen der Laser-Doppler-Anemometrie zurückgegriffen werden.

Durch die Verwendung des LiDAR-Systems zum Bestimmen 100 der

Windgeschwindigkeit und/oder Windrichtung ist das Ermitteln von Windinformationen ohne zusätzliche Sensoren ermöglicht. Nach dem Bestimmen 100 erfolgt ein Erkennen 200 einer kritischen

Seitenwindkomponente 700 (vgl. Fig. 3). Bei der kritischen Seitenwindkomponente 700 überschreitet eine Windgeschwindigkeit und/oder eine Windrichtung, die in dem vorausgegangenen Schritt des Bestimmens 100 bestimmt wurden, einen vordefinierten Schwellenwert. Durch das Überschreiten des Schwellenwertes ist zu erwarten, dass die Seitenwindkomponente 700 einen kritischen Einfluss auf das Verhalten des

Fahrzeugs 2 hat. Somit erfolgt in einem nachfolgenden dritten Schritt ein Ausgeben 300 einer Seitenwindwarnung 600 an den Fahrer des Fahrzeuges. Der Fahrer kann sich somit auf das Auftreffen einer Windböe mit kritischer Seitenwindkomponente auf das Fahrzeug 2 einstellen. Die Seitenwindwarnung 600 kann haptisch, akustisch oder optisch erfolgen und vorteilhafterweise Handlungsempfehlungen beinhalten.

Weiterhin umfasst das Verfahren den Schritt des Detektierens 400 der

Seitenwindkomponente 700 mittels Inertialsensoren 7 des Fahrzeugs 2. Solche Inertialsensoren sind insbesondere Beschleunigungssensoren und/oder

Bewegungssensoren, könne aber bevorzugt auch Radsensoren an Rädern des

Fahrzeugs 2, anhand deren eine Umdrehung jedes Rades des Fahrzeuges 2 ermittelt werden kann, umfassen. Auch anhand der Inertialsensoren lässt sich die

Seitenwindkomponente 700 detektieren, wobei dies erst dann möglich ist, wenn Windbö mit der Seitenwindkomponente 700 das Fahrzeug 2 getroffen hat. Das bedeutet, auf das Fahrzeug 2 einwirkt. Somit kann in einem letzten Schritt ein

Plausibilisieren der mittels der Inertialsensoren 7 detektierten Seitenwindkomponente 700 und der mittels des Lasersystems 4 bestimmten Seitenwindkomponente 700 erfolgen. Wird das Plausibilisieren 500 durchgeführt, so wird vorteilhafterweise der Schritt des Ausgebens 300 so lange verzögert, bis das Plausibilisieren 500

abgeschlossen ist. Durch das Plausibilisieren 500 lässt sich die Anzahl von

fehlerhaften Seitenwindwarnungen 600 reduzieren, da das Ermitteln der

Seitenwindkomponente 700 auf zwei unterschiedlichen Ansätzen und zwei

unterschiedlichen Datenquellen beruht. Somit ist die Wahrscheinlichkeit von

fehlerhaften Seitenwindwarnungen, d. h. die Wahrscheinlichkeit eines fehlerhaften Ausgebens einer Seitenwindwarnung sowie des fehlerhaften Nichtausgebens einer Seitenwindwarnung sind erheblich reduziert.

Die Figuren 2 und 3 zeigen ein Fahrerassistenzsystem 1 gemäß einem

Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei in Figur 3 das Fahrerassistenzsystem 1 in einem Fahrzeug 2 angebracht ist. Mit dem Fahrerassistenzsystem 1 ist insbesondere ein Verfahren, wie in Figur 1 dargestellt, ausführbar.

Das Fahrerassistenzsystem 1 ist vorteilhafterweise ein Computerprogrammprodukt, das auf einem Steuergerät implementiert ist. Dabei umfasst das

Fahrerassistenzsystem 1 mehrere Module, die einzelne Bestandteile des

Computerprogrammprodukts darstellen.

Das Fahrerassistenzsystem 1 umfasst ein Empfangsmodul 3, das zum Empfangen von Signalen eines Lasersystems 4 des Fahrzeugs 2 ausgebildet ist. Das Lasersystem 4 des Fahrzeugs 2 ist bevorzugt ein LiDAR-System zum Ermitteln von Abständen von Hindernissen in der Umgebung des Fahrzeugs 2. Des Weiteren umfasst das

Fahrerassistenzsystem 1 ein Steuermodul 5 sowie ein Ausgabemodul 6.

Das Steuermodul 5 dient zum Bestimmen einer Windgeschwindigkeit und/oder Windrichtung aus den Signalen des Lasersystems 4. Außerdem dient das Steuermodul zum Erkennen einer kritischen Seitenwindkomponente 700, bei der die

Windgeschwindigkeit und/oder die Windrichtung einen vordefinierten Schwellenwert überschreiten. Sollte eine derartige kritische Seitenwindkomponente 700 erkannt werden, so dient das Ausgabemodul 6 zum Ausgeben einer Seitenwindwarnung 600 an den Fahrer des Fahrzeugs 2.

Vorteilhafterweise ist das Empfangsmodul 3 außerdem zum Empfangen von Signalen von Inertialsensoren 7 des Fahrzeugs 2 ausgebildet. Somit kann die

Seitenwindkomponente 700 nicht nur durch das Lasersystem 4, sondern auch durch die Inertialsensoren 7 des Fahrzeugs 2 erfasst werden. Daher ist das Steuermodul 5 vorteilhafterweise ausgebildet, anhand der Signale der Inertialsensoren 7 besagte Seitenwindkomponente 700 zu detektieren. Außerdem ist das Steuermodul

vorteilhafterweise ausgebildet, die anhand der Signale des Lasersystems 4 bestimmte Seitenwindkomponente 700 und die anhand der Signale der Inertialsensoren 7 detektierte Seitenwindkomponente 700 zu plausibilisieren. Somit werden

Seitenwindwarnungen 600 nur dann ausgegeben, wenn tatsächlich eine kritische Seitenwindkomponente 700 vorliegt. Wird bereits anhand des Lasersystems 4 eine Seitenwindkomponente 700 erkannt und eine aktive Änderung der Bewegung des Fahrzeugs 2 vorgenommen, d.h. die Seitenwindwarnung 600 umfasst

Gegenmaßnahmen, so sollte keine Seitenwindkomponente 700 durch die

Inertialsensoren 7 erkannt werden. Somit kann die Güte der Gegenmaßnahmen anhand der Signale der Interialsensoren 7 ermittelt werden, um insbesondere die Gegenmaßnahmen zu optimierne.

Aus Figur 3 ist ersichtlich, dass auf das Fahrzeug 2 eine Windkraft 900 einwirken kann. Die Windkraft 900 lässt sich unterteilen in eine Seitenwindkomponente 700 sowie in eine Windkomponente 800. Die Gegenwindkomponente 800 spielt bei der Betrachtung der Stabilität des Fahrverhaltens des Fahrzeuges nur eine untergeordnete Rolle. Eine große Bedeutung kommt hingegen der Seitenwindkomponente 700 zu. Diese kann das

Fahrverhalten des Fahrzeugs 2 erheblich beeinflussen.

Ein großer Vorteil hinsichtlich der Erfindung, d. h. hinsichtlich des zuvor beschriebenen Verfahrens sowie hinsichtlich des Fahrerassistenzsystems 1 ist, dass durch das Lasersystem 4 die Seitenwindkomponente 700 frühzeitig erfasst werden kann, das bedeutet insbesondere bevor die Windkraft 900 mit der kritischen

Seitenwindkomponente 700 auf das Fahrzeug 2 einwirkt. Somit lassen sich

vorbeugende Maßnahmen treffen, um der Windkraft 900 mit der

Seitenwindkomponente 700 entgegenzuwirken.

Dazu ist vorgesehen, dass die Seitenwindwarnung 600 Handlungsanweisungen an das Fahrzeug 2 enthält, sodass aktiv in eine Steuerung des Fahrzeuges 2 eingegriffen wird. Bei derartigen Steuereingriffen handelt es sich vorteilhafterweise um eine

Reduktion eines Antriebsmoments und/oder um ein Vorbefüllen einer Bremse vor einem gezielten Bremseingriff und/oder um ein zielgerichtetes Gegenlenken. Auf diese

Weise kann eine Störung der Fahrzeugbewegung aufgrund der Windkraft 900 mit der kritischen Seitenwindkomponente 700 ganz eliminiert oder zumindest reduziert werden.

Wird eine akustische und/oder optische und/oder haptische Warnung an den Fahrer des Fahrzeuges 2 im Rahmen der Seitenwindwarnung 600 ausgegeben, so kann sich der Fahrer des Fahrzeuges frühzeitig auf die Windkraft 900 mit der kritischen

Seitenwindkomponente 700 einstellen. So sind insbesondere Anwendungsfälle vorhanden, in denen das Fahrzeug 2 aus einem windgeschützten Bereich ausfährt, beispielsweise bei Ausfahrt aus einem Tunnel oder bei Beendigung eines

Überholvorgangs eines Lastkraftwagens, sodass sich plötzliche Veränderungen bei der

Fahrzeugbewegung ergeben können. Durch die Seitenwindwarnung 600 wird der Fahrer des Fahrzeuges 2 auf diese mögliche Veränderung aufmerksam gemacht, sodass dieser nicht unvorbereitet auf die Windkraft 900 ist. Der Fahrer kann sich vielmehr frühzeitig auf das Auftreffen der Windkraft 900 einstellen.