Titel

Verfahren zur Erkennung einer Richtungsänderung in einem Einspurfahrzeug

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erkennung einer Richtungsänderung in einem Einspurfahrzeug und zur Informationsübertragung auf ein Fremdfahrzeug.

Stand der Technik

Bekannt sind Kraftfahrzeuge mit autonom bremsenden Systemen, die fahrsituationsabhängig einen selbsttätigen Bremseneingriff durchführen. So beschreibt beispielsweise die EP 2 404 195 B1 ein Verfahren zur Erkennung eines Überhol- oder Ausweichmanövers eines Kraftfahrzeugs, bei dem auf der Grundlage von Gierwinkel, Gierbeschleunigung, Lenkwinkel und Raddrehzahlen die Fahrtrajektorie vorausberechnet und ein selbsttätiger Eingriff in ein Fahrerassistenzsystem durchgeführt wird.

Aus der DE 102010006215 A1 ist es bekannt, die Relativbewegung eines Kraftfahrzeugs zu einem detektierten Kollisionsobjekt zu bestimmen und einen Ausweichvorgang festzulegen.

Bei motorisierten Zweirädern ist es aus der US 2017/0028971 A1 bekannt, im Fall einer erkannten Kollisionsgefahr über einen Notbremsassistenten eine autonome Bremsung ohne Fahrereingriff durchzuführen.

Offenbarung der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren bezieht sich auf Einspurfahrzeuge, insbesondere motorisierte Einspurfahrzeuge wie Motorräder oder Motorroller. Mithilfe des Verfahrens kann eine Richtungsänderung des Einspurfahrzeugs selbsttätig erkannt werden und erforderlichenfalls die Richtungsänderung als Information auf ein Fremdfahrzeug übertragen werden, bei dem die Gefahr einer Kollision mit dem Einspurfahrzeug besteht. Die Richtungsänderung des Einspurfahrzeugs besteht vorzugsweise aus Bewegungen, die zu einem Verlassen der eigenen Fahrspur des Einspurfahrzeugs führen.

Das Verfahren läuft in zwei aufeinanderfolgenden Schritten ab. In einem ersten Schritt wird zunächst das aktuelle Lenkmoment im Einspurfahrzeug ermittelt, das der Erkennung einer Richtungsänderung zugrunde gelegt wird. Eine derartige Richtungsänderung liegt vor, falls der Verlauf des Lenkmoments und/oder der Lenkmomentänderung einen zugeordneten Grenzwert übersteigen.

In einem zweiten, darauffolgenden Schritt wird im Fall einer erkannten Richtungsänderung ein Warnsignal auf ein Fremdfahrzeug übertragen, dessen Fahrspur von der Fahrtrajektorie des Einspurfahrzeugs geschnitten wird.

Die Zugrundelegung des Lenkmoments für die Erkennung der Richtungsänderung hat den Vorteil, dass die beabsichtigte Richtungsänderung zum einen bereits zu einem frühen Zeitpunkt erkannt werden kann und zum andern bei Einspurfahrzeugen mit hoher Zuverlässigkeit als Erkennungsmerkmal für eine Richtungsänderung dient. Über das Lenkmoment oder die Lenkmomentänderung kann die Einleitung eines Lenkimpulses festgestellt werden, noch bevor das Fahrzeug seine Fahrtrichtung geändert hat.

Dementsprechend kann über die Auswertung des Lenkmoments, das sensorisch im Einspurfahrzeug ermittelt wird, die Richtungsänderung zu einem früheren Zeitpunkt als bei Auswertung des Lenkwinkels erkannt werden. Das Lenkmoment kann über eine Lenkmomentsensorik im Einspurfahrzeug ermittelt werden.

Durch den Vergleich des Lenkmoments oder der Lenkmomentänderung mit einem zugeordneten Grenzwert ist sichergestellt, dass signifikante Richtungsänderungen erkannt werden, die zu einem Verlassen der eigenen Fahrspur führen können. Hierdurch ist eine Unterscheidung zu Ausgleichsbewegungen des Einspurfahrzeugs möglich, die nicht mit einem Verlassen der Fahrspur einhergehen. lm Fall einer erkannten Richtungsänderung wird ein Warnsignal von dem Einspurfahrzeug auf ein Fremdfahrzeug übertragen, sofern die Fahrspur des Fremdfahrzeugs von der Fahrtrajektorie des Einspurfahrzeugs, welche sich aufgrund der Richtungsänderung einstellt, geschnitten wird. In diesem Fall besteht Kollisionsgefahr des Fremdfahrzeugs mit dem Einspurfahrzeug, auf die das Warnsignal im Fremdfahrzeug hinweist. Daraufhin besteht die Möglichkeit, dass das Fremdfahrzeug auf der Grundlage des Warnsignals reagiert, um die Kollisionsgefahr auszuschließen oder zumindest zu verringern.

Somit dient das erfindungsgemäße Verfahren zur Verbesserung der Sicherheit sowohl von Einspurfahrzeugen als auch Fremdfahrzeugen, die sich in der Nähe des Einspurfahrzeugs befinden und sich auf Kollisionskurs mit dem die Fahrtrichtung ändernden Einspurfahrzeug befinden.

Die Übertragung des Warnsignals vom Einspurfahrzeug auf das Fremdfahrzeug kann entweder direkt im Rahmen einer Vehicle-to-Vehicle-Kommunikation erfolgen. Möglich ist auch eine indirekte Übertragung des Warnsignals, das zunächst von dem Einspurfahrzeug auf eine Zentralstelle und weiter von der Zentralstelle zu dem Fremdfahrzeug übertragen wird.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführung wird das Warnsignal nur auf Fremdfahrzeuge übertragen, die sich innerhalb eines definierten Maximalabstandes zum Einspurfahrzeug befinden. Damit ist sichergestellt, dass nur diejenigen Fremdfahrzeuge das Warnsignal erhalten, die potenziell auf Kollisionskurs mit dem Einspurfahrzeug liegen. Möglich ist aber auch eine Übertragung auf Fremdfahrzeuge ohne definierten Maximalabstand zum Einspurfahrzeug.

Das Warnsignal kann im Fremdfahrzeug zur Anzeige gebracht werden. Hierbei kommen verschiedene Anzeigemöglichkeiten in Betracht, insbesondere eine akustische und/oder optische Anzeige, gegebenenfalls auch eine haptische Anzeige, zum Beispiel durch Vibrieren eines Bauteils im Fremdfahrzeugs, mit dem der Fahrer in Kontakt steht, beispielsweise des Lenkrades. Der Fahrer bekommt durch das Warnsignal die Möglichkeit, entsprechend zu reagieren, insbesondere die Geschwindigkeit des Fremdfahrzeugs herabzusetzen oder gegebenenfalls ein Ausweichmanöver durchzuführen.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung wird das Warnsignal im Fremdfahrzeug zur Parametereinstellung und/oder Aktivierung eines Fahrerassistenzsystems genutzt. Das Fahrerassistenzsystem im Fremdfahrzeug beeinflusst insbesondere die Längsdynamik, gegebenenfalls die Querdynamik im Fremdfahrzeug, beispielsweise handelt es sich bei dem Fahrerassistenzsystem um einen Bremsassistenten zur selbsttätigen Beaufschlagung des Bremssystems, zum Beispiel um einen Notbremsassistenten. Auf diese Weise ist es möglich, das Warnsignal für eine selbsttätige Reaktion des Fremdfahrzeugs zu nutzen.

Gemäß noch einer weiteren vorteilhaften Ausführung werden zusätzlich zu dem Warnsignal auch die Position und die Geschwindigkeit des Einspurfahrzeugs auf das Fremdfahrzeug übertragen. Gegebenenfalls kommt auch die Bewegungsrichtung des Einspurfahrzeugs in Betracht, welche auf das Fremdfahrzeug übertragen wird. Dem Fremdfahrzeug stehen somit verschiedene Informationen zur Verfügung, welche die Ermittlung der Relativposition des Fremdfahrzeugs zum Einspurfahrzeug erlauben und die Berechnung der Kollisionsgefahr unterstützen. Die zusätzlichen Informationen können gemeinsam mit dem Warnsignal ein Signalpaket bilden, das vom Einspurfahrzeug direkt oder indirekt auf das Fremdfahrzeug übertragen wird.

Das aktuelle Lenkmoment im Einspurfahrzeug, welches über eine Lenkmomentsensorik ermittelt wird, kann der Bestimmung eines Lenkimpulses zugrunde gelegt werden, aus dem die Richtungsänderung bestimmt wird. Aus dem Lenkimpuls lässt sich eine beabsichtigte Richtungsänderung erkennen, noch bevor sich die Fahrtrichtung des Einspurfahrzeugs geändert hat.

Gemäß noch einer weiteren vorteilhaften Ausführung wird das Warnsignal auch im Einspurfahrzeug selbst zur Anzeige gebracht. Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, dass auch dem Fahrer des Einspurfahrzeugs eine Warnung mit einer möglichen Kollision mit dem Fremdfahrzeug mitgeteilt wird und der Fahrer darauf durch Geschwindigkeitsänderung oder Fahrtrichtungsänderung reagieren kann. Gemäß noch einer weiteren vorteilhaften Ausführung wird das Warnsignal im Einspurfahrzeug zur Einstellung und/oder Aktivierung eines Fahrerassistenzsystems im Einspurfahrzeug genutzt. Auf diese Weise kann im Einspurfahrzeug selbsttätig eine Fahrzustandsänderung herbeigeführt werden, beispielsweise ein Notbremsassistent aktiviert werden.

Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Steuergerät, das Mittel enthält, die zur Durchführung des vorbeschriebenen Verfahrens ausgestaltet sind. Die Mittel umfassen mindestens eine Speichereinheit, mindestens eine Recheneinheit, einen Steuergeräteeingang und einen Steuergeräteausgang. Mithilfe des Steuergeräts im Einspurfahrzeug kann eine Richtungsänderung des Einspurfahrzeugs erkannt und erforderlichenfalls ein Warnsignal generiert werden, das auf direktem oder indirektem Wege zum Fremdfahrzeug übertragen wird.

Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Kombination von mindestens zwei Steuergeräten, die jeweils die vorbeschriebenen Mittel zur Durchführung des Verfahrens aufweisen, wobei sich ein Steuergerät im Einspurfahrzeug und ein weiteres Steuergerät im Fremdfahrzeug befindet, in welchem das empfangene Warnsignal verarbeitet wird.

Die Erfindung bezieht sich desweiteren auf ein Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode, der dazu ausgelegt ist, die vorbeschriebenen Verfahrensschritte auszuführen. Das Computerprogrammprodukt läuft in dem vorbeschriebenen Steuergerät oder in der Kombination von mindestens zwei Steuergeräten ab.

Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Einspurfahrzeug, das mit einem Lenkmomentsensor zur Erfassung des Lenkmoments und mit einem Steuergerät ausgestattet ist, in welchem das Computer-Programmprodukt oder Teile des Computer-Programmprodukts ablaufen.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht eines Motorrades, das mit einem Steuergerät ausgestattet ist, in welchem auf der Grundlage eines Lenkmomentsignals eine Richtungsänderung erkannt wird,

Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Motorrad auf einer Straße, das links abbiegen möchte, und auf ein entgegenkommendes Fremdfahrzeug,

Fig. 3 ein Ablaufdiagramm mit Verfahrensschritten zur Erkennung einer Richtungsänderung und Übertragung eines Warnsignals an ein Fremdfahrzeug.

In Fig. 1 ist ein als Motorrad 1 ausgeführtes Einspurfahrzeug schematisch dargestellt. Das Motorrad 1 ist mit einem hydraulischen Bremssystem 2 versehen, das eine vordere Bremseinheit 3 am Vorderrad, eine hintere Bremseinheit 4 am Hinterrad sowie ein Bremsensteuergerät und eine Hydraulikpumpe zur Einstellung des hydraulischen Bremsdrucks umfasst. In dem Bremsensteuergerät kann als Fahrerassistenzsystem ein Bremsassistent realisiert sein, mit dem fahrerunabhängig ein autonomer Bremseingriff durchführbar ist.

Das Motorrad 1 ist in an sich üblicher Weise mit einem Antriebsmotor ausgestattet. Des Weiteren ist das Motorrad 1 mit einem Steuergerät 5 versehen, in welchem Sensorsignale einer Sensorik mit einem Lenkmomentsensor 6, einem Umgebungssensor 7 und einem Inertialsensor 8 verarbeitet werden. Der Lenkmomentsensor 6 liefert das Lenkmoment, welches der Fahrer auf die Lenkhandhabe ausübt. Der Umgebungssensor 7 kann die Umgebung des Motorrades 1 erfassen, insbesondere im vorausliegenden und seitlichen Bereich des Motorrades. Die Umgebung wird entweder auf optische Weise mithilfe einer Kamera oder mithilfe von Radarstrahlen erfasst.

Über den Intertialsensor 8 können Fahrzustandsgrößen des Motorrades 1 erfasst werden, unter anderem die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Längs- und Querbeschleunigung sowie die Drehraten um die Fahrzeuglängsachse, die Fahrzeugquerachse und die Fahrzeughochachse. Gegebenenfalls ist das Motorrad 1 auch mit Raddrehzahlsensoren zur Erfassung der Raddrehzahlen von Vorderrad und Hinterrad ausgestattet.

Auf der Grundlage des im Lenkmomentsensor 6 ermittelten Lenkmoments kann eine vom Fahrer eingeleitete Richtungsänderung erkannt werden. Für den Fall, dass eine Richtungsänderung eingeleitet wird, die mit einem Wechsel der Fahrspur einhergeht, beispielsweise bei einem Abbiegevorgang, wird im Motorrad 1 ein Warnsignal erzeugt, das auf ein Fremdfahrzeug in der Umgebung des Motorrades 1 übertragen wird.

Diese Situation ist in Fig. 2 dargestellt. Das Motorrad 1 fährt ordnungsgemäß auf der rechten Fahrspur der Straße 9, wobei der Fahrer zum Linksabbiegen eine Richtungsänderung entlang der Trajektorie 10 beabsichtigt. Der Abbiegewunsch des Fahrers kann anhand des aktuell vom Fahrer erzeugten und auf den Lenker aufgebrachten Lenkmoments, das über den Lenkmomentsensor erfasst wird, und/oder der Lenkmomentänderung erkannt werden, die aus dem Verlauf des Lenkmoments ermittelt wird.

Auf der Gegenfahrspur der Straße 9 kommt dem Motorrad 1 ein Fremdfahrzeug in Form eines Kraftfahrzeugs 11 entgegen. Aufgrund des aktuellen Abstands sowie der Relativgeschwindigkeit zwischen dem Motorrad 1 und dem Fremdfahrzeug 11 kann im Steuergerät des Motorrads 1 eine drohende Kollisionsgefahr erkannt werden, woraufhin in dem Steuergerät ein Warnsignal erzeugt wird, das vom Motorrad 1 auf das Fremdfahrzeug 11 übertragen wird. Die Übertragung erfolgt entweder direkt vom Motorrad 1 auf das Fremdfahrzeug 11 im Wege einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation oder indirekt vom Motorrad 1 auf eine Zentralstelle und weiter von der Zentralstelle zu dem Fremdfahrzeug 11. Die Übertragung des Warnsignals ist in Fig. 2 mit konzentrischen Kreisen um das Motorrad 1 (ausgesandtes Warnsignal) und um das Fremdfahrzeug 11 (empfangenes Warnsignal) angedeutet.

Im Fremdfahrzeug 11 kann das empfangene Warnsignal weiterverarbeitet werden. Das Warnsignal kann im Fremdfahrzeug 11 zur Anzeige gebracht werden, insbesondere auf akustische oder optische Weise. Möglich ist auch eine Verarbeitung des Warnsignals in einem Fahrerassistenzsystem des Fremdfahrzeugs 11, um den Fahrzustand des Fremdfahrzeugs selbsttätig zu beeinflussen und das Risiko einer Kollision mit dem Motorrad 1 auszuschließen oder zumindest zu verringern.

In Fig. 3 ist ein Ablaufdiagramm mit Verfahrensschritten zur Erkennung einer Richtungsänderung und Übertragung eines Warnsignals an ein Fremdfahrzeug für den Fall einer drohenden Kollision dargestellt. Im ersten Verfahrensschritt V1 wird mittels des Lenkmomentsensors fortlaufend das Lenkmoment im Motorrad gemessen. Im nächsten Verfahrensschritt V2 wird das gemessene Lenkmoment im Hinblick auf eine Richtungsänderung, welche der Fahrer einleitet, ausgewertet. Eine derartige Richtungsänderung liegt vor, falls das Lenkmoment einen Grenzwert überschreitet. Alternativ kann auch die Lenkmomentänderung betrachtet werden, wobei eine Richtungsänderung vorliegt, falls die Lenkmomentänderung einen zugeordneten Grenzwert überschreitet. Gegebenenfalls wird eine Kombination der beiden Kriterien betreffend das Lenkmoment und die Lenkmomentänderung durchgeführt.

Unter Richtungsänderung wird das Aufbringen eines Lenkimpulses verstanden, der groß genug ist, um das Motorrad aus seiner Fahrspur herauszulenken. Kleinere Lenkkorrekturen, die nicht zu einem Herauslenken aus der Fahrspur führen, sind dagegen unbeachtlich.

Ergibt die Auswertung im Verfahrensschritt V2, dass die Bedingungen für eine Richtungsänderung nicht erfüllt sind, wird der Nein-Verzweigung („N“) folgend wieder zum Verfahrensschritt V1 zurückgekehrt, der in zyklischen Abständen erneut durchlaufen wird.

Ergibt dagegen die Abfrage im Verfahrensschritt V2, dass die Bedingungen für eine Richtungsänderung erfüllt sind, wird der Ja-Verzweigung („Y“) folgend zum nächsten Verfahrensschritt V3 vorgerückt. Im Verfahrensschritt V3 wird ein Warnsignal im Motorrad erzeugt und in die Umgebung übertragen. Fremdfahrzeuge, die sich innerhalb des Übertragungsradius des vom Motorrad ausgesandten Warnsignals befinden, können das Warnsignal empfangen und auswerten. Vorteilhafterweise werden in einem Signalpaket zusätzlich zu dem Warnsignal auch die Position und die Geschwindigkeit des Motorrads ausgesandt und auf Fremdfahrzeuge in der Nähe übertragen. Darüberhinaus kann auch die Bewegungsrichtung des Motorrads im Signalpaket übertragen werden.

In einem Steuergerät im Fremdfahrzeug können gemäß des nächsten Verfahrensschrittes V4 das Warnsignal sowie die weiteren Informationen aus dem Signalpaket verarbeitet werden. Es kann auf der Grundlage des Signalpakets sowie unter Berücksichtigung der eigenen Position, der Geschwindigkeit und der Fahrtrichtung festgestellt werden, ob die Trajektorie des Motorrads in der Fahrspur des Fremdfahrzeugs liegt und eine Kollisionsgefahr des Fremdfahrzeugs mit dem Motorrad droht. Ist dies nicht der Fall, kann der Nein-Verzweigung folgend wieder zum Beginn des Verfahrens im Verfahrensschritt V1 zurückgekehrt werden.

Ergibt dagegen die Auswertung im Fremdfahrzeug, dass eine Kollisionsgefahr vorliegt, wird der Ja-Verzweigung folgend zum nächsten Verfahrensschritt V5 vorgerückt, in welchem Maßnahmen zur Ausschaltung oder zumindest zur Reduzierung der Kollisionsgefahr ergriffen werden. Bei diesen Maßnahmen handelt es sich beispielsweise um die optische oder akustische Anzeige des Warnsignals, woraufhin der Fahrer reagieren kann, um die drohende Kollision abzuwenden, zum Beispiel durch Abbremsen des Fremdfahrzeugs. Als Maßnahme kann zusätzlich oder alternativ zur Anzeige des Warnsignals ein selbsttätiger Eingriff in ein Fahrerassistenzsystem im Fremdfahrzeug durchgeführt werden, zum Beispiel ein Notbremssystem aktiviert werden, um das Fremdfahrzeug selbsttätig abzubremsen und hierdurch die Kollisionsgefahr abzuwenden.