-
Die
Erfindung betrifft Verfahren zur Unterstützung des Fahrers eines Fahrzeugs
bei der Querführung des
Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 sowie ein Fahrerassistenzsystem zur Durchführung des
Verfahrens.
-
Ein
gattungsgemäßes Verfahren
ist beispielsweise aus der
DE
103 36 986 A1 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren wird
die Umgebung eines Fahrzeugs ständig
erfasst, um Objekte als potentielle Kollisionspartner zu detektieren
und um eine bevorstehende Kollision durch einen geeigneten Bremseingriff und/oder
Lenkeingriff zu verhindern.
-
Aus
der
WO 2006/081936
A1 ist des Weiteren ein Verfahren zur Unterstützung des
Fahrers eines Fahrzeugs bei der Querführung des Fahrzeugs bekannt,
bei dem eine vom Fahrzeug befahrene Fahrspur anhand von Spurmarkierungen
erkannt wird und bei dem bei einem drohenden Verlassen der Fahrspur
ein unterstützender
Lenkeingriff durchgeführt
wird Bei solchen Verfahren kann es aufgrund von Fehlauslösungen zu unerwünschten
und möglicherweise
verkehrsgefährdenden
Querführungseingriffen
kommen.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 anzugeben, mit dem ein automatisch ausgelöster Querführungssystemeingriff
vom Fahrer auf einfache und intuitive Weise unterbrochen werden
kann. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein Fahrerassistenzsystem
zur Durchführung
des Verfahrens anzugeben.
-
Die
Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
-
Erfindungsgemäß wird bei
einem Verfahren zur Unterstützung
des Fahrers eines Fahrzeugs bei der Querführung des Fahrzeugs, die Umgebung
des Fahrzeugs erfasst, um Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs
zu erkennen und/oder um den Verlauf einer vom Fahrzeug befahrenen
Fahrspur zu erkennen, und um einen Querführungssystemeingriff zur Erzeugung
eines kurskorrigierenden Systemgiermoments oder einer kurskorrigierenden
Systemgierrate auszulösen,
wenn die Gefahr besteht, dass das Fahrzeug mit einem der erkannten
Objekte kollidieren könnte
oder die erkannte Fahrspur verlassen könnte. Bei dem Verfahren wird weiterhin
für eine
Fahreraktion, die mindestens die Betätigung eines Lenkrads des Fahrzeugs,
eines Fahrpedals des Fahrzeugs oder eines Bremspedals des Fahrzeugs
umfasst, ein der jeweiligen Betätigung
zugeordneter Betätigungsreferenzwert
generiert und in Abhängigkeit
des Querführungssystemeingriffs
und des Ausmaßes
der jeweiligen Betätigung
fortlaufend aktualisiert. Der Querführungssystemeingriff wird unterbrochen, wenn
das Ausmaß der
jeweiligen Betätigung
von dem der jeweiligen Betätigung
zugeordneten Betätigungsreferenzwert
betragsmäßig um mehr
als ein vorgegebenes Toleranzmaß abweicht.
-
Vorzugsweise
wird der Querführungssystemeingriff
als Einzelradbremseingriff durchgeführt, bei dem einzelne Räder des
Fahrzeugs individuell abgebremst werden.
-
Vorzugsweise
wird ein Systembremsmoment fortlaufend ermittelt, wobei das Systembremsmoment als
Bremsmoment definiert ist, dessen Verzögerungswirkung einer durch
den Einzelradbremseingriff maximal erzielbaren Bremswirkung entspricht.
-
In
einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird das vorgegebene
Toleranzmaß in
Abhängigkeit
des Systembremsmoments festgelegt. Das Abbruchkriterium für den Querführungssystemeingriff
wird somit an die Stärke
des Querführungssystemeingriffs
angepasst.
-
In
einer vorteilhaften Weitbildung des Verfahrens wird ein dem Ausmaß der Betätigung des
Lenkrads entsprechender Lenkradwinkel fortlaufend erfasst und der
Betätigung
des Lenkrads ein Referenzlenkwinkel als Betätigungsreferenzwert zugeordnet,
wobei der Referenzlenkwinkel grundsätzlich dem fortlaufend erfassten
Lenkradwinkel nachgeführt
wird und ausnahmsweise auf dem vorherigen Wert des Referenzlenkwinkels festgehalten
wird, sofern der Fahrer bei einem ein vorgegebenes Mindestausmaß überschreitenden
Querführungssystemeingriff
gegen den Querführungssystemeingriff
lenkt.
-
In
einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird eine
dem Ausmaß der
Betätigung des
Fahrpedals entsprechende Fahrpedalauslenkung fortlaufend erfasst
und der Betätigung
des Fahrpedals wird ein Referenzfahrpedalwert als Betätigungsreferenzwert
zugeordnet, wobei der Referenzfahrpedalwert grundsätzlich der
Fahrpedalauslenkung nachgeführt
wird und ausnahmsweise auf dem vorherigen Referenzfahrpedalwert
festgehalten wird, sofern der Fahrer bei einem ein vorgegebenes
Mindestausmaß überschreitenden
Querführungssystemeingriff
die Fahrpedalauslenkung durch Niederdrücken des Fahrpedals erhöht.
-
In
einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird ein
durch die Betätigung
des Fahrpedals vom Fahrer angefordertes Antriebsmoment fortlaufend
ermittelt und ein Referenzantriebsmoment wird der Betätigung des
Fahrpedals als Betätigungsreferenzwert
zugeordnet, wobei das Referenzantriebsmoment grundsätzlich dem
angeforderten Antriebsmoment nachgeführt wird und ausnahmsweise
auf dem vorherigen Wert des Referenzantriebsmoments festgehalten
wird, sofern der Fahrer bei einem ein vorgegebenes Mindestausmaß überschreitenden
Querführungssystemeingriff
das Antriebsmoment durch Niederdrücken des Fahrpedals erhöht.
-
In
einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird ein dem Ausmaß der Betätigung des
Bremspedals entsprechendes Fahrerbremsmoment fortlaufend ermittelt
und ein Referenzbremsmoment wird der Betätigung des Bremspedals als
Betätigungsreferenzwert
zugeordnet, wobei das Referenzbremsmoment in Abhängigkeit des Systembremsmoments
bestimmt wird und vorzugsweise derart bestimmt wird, dass es mindestens
gleich dem doppelten Wert des Systembremsmoment ist.
-
Vorzugsweise
wird der als Querführungssystemeingriff
durchgeführte
Einzelradbremseingriff derart durchgeführt, dass das daraus resultierende
Systemgiermoment betragsmäßig auf
ein vorgebbares maximal zulässiges
Giermoment begrenzt wird. Die Begrenzung kann dabei in Abhängigkeit
des durch die Betätigung des
Bremspedals vorgegebenen Verzögerungswunsches
des Fahrers, in Abhängigkeit
des über
die Fahrpedalbetätigung
angeforderten Antriebsmoments oder in Abhängigkeit eines aktuellen Fahrzustands
vorgenommen werden, der sich aus dem aktuellen Lenkradwinkel und
der aktuellen Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs ergibt.
-
Vorzugsweise
wird das maximal zulässige
Giermoment derart vorgegeben, dass es gegenüber einem durch einen Einzelradbremseingriff
erzielbaren Maximalwert des Systemgiermoments um einen vom Verhältnis Fahrerbremsmoment
zu Referenzbremsmoment abhängigen
Reduktionsfaktor abgeschwächt
ist, sofern das Fahrerbremsmoment kleiner ist als das Referenzbremsmoment.
Das zur Begrenzung des Giermoments herangezogene Bremsmoment kann
alternativ auch von einem Fahrerassistenzsystem vorgegeben werden, beispielsweise
von einem Fahrerassistenzsystem zur Unterstützung des Fahrers bei der Fahrzeuglängsführung, insbesondere
ein Abstands- oder Geschwindigkeitsregelsystem.
-
Analog
dazu kann das maximal zulässige
Giermoment auch basierend auf einem in Abhängigkeit des Verhältnisses
aus angefordertem Antriebsmoment zu Referenzantriebsmoment bestimmten
Reduktionsfaktor bestimmt werden, wobei das Antriebsmoment entweder
vom Fahrer vorgegeben wird oder von einem den Fahrer beispielsweise
bei der Fahrzeuglängsführung unterstützenden
Fahrerassistenzsystem vorgegeben wird.
-
Weiterhin
kann der Maximalwert des Systemgiermoments in Abhängigkeit
des aktuellen Fahrzustands dadurch begrenzt werden, dass er um einen
von dem Lenkradwinkel und der Fahrgeschwindigkeit abhängigen Reduktionsfaktor
abgeschwächt
wird, sofern eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs, die aus dem
Lenkradwinkel und der Fahrgeschwindigkeit berechnet wird, einen
vorgegebenen Referenzwert betragsmäßig nicht übersteigt Vorzugsweise wird
der Querführungssystemeingriff
bei seiner Unterbrechung allmählich
mit einem begrenzten Gradienten abgebaut, so dass der Fahrer durch
die Unterbrechung des Eingriffs nicht überrascht wird und seine Fahraufgabe
weiterhin beherrschbar bleibt.
-
Das
Verfahren eignet sich bestens zum Einsatz in einem Fahrzeug, das
ein Fahrerassistenzsystem zur Vermeidung von Kollisionen mit stehenden
oder bewegten Objekten aus vorderen und seitlichen Fahrzeugumfeldbereich
aufweist oder das ein Fahrerassistenzsystem zur Unterstützung des
Fahrers beim Spurhalten aufweist. Ein solches Fahrerassistenzsystem
umfasst ein Umgebungserfassungssystem zur Erfassung der Umgebung
des Fahrzeugs, eine Sensoreinrichtung zur Erfassung einer Fahreraktion,
fahrkursbestimmende Stellmitteln zur Durchführung eines Querführungssystemeingriffs
und eine Steuereinrichtung zur programmgesteuerten Abarbeitung der
Verfahrensschritte des Verfahrens.
-
Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme
auf die Figur näher
beschrieben. Die Figur zeigt ein vereinfachtes Flussdiagramm für den Ablauf
des Verfahrens.
-
Das
Verfahren selbst findet Anwendung in einem Fahrerassistenzsystem
eines Fahrzeugs, das mit einem radarbasierten und/oder videobasierten
herkömmlichen
Umgebungserfassungssystem die Umgebung des Fahrzeugs erfasst und
in Antwort auf die erfasste Umgebung mit fahrkursbeeinflussenden
Stellmitteln einen Querführungsstelleingriff
durchführt,
um das Fahrzeug im Falle einer drohenden Kollision mit erkannten Objekten
aus der Umgebung des Fahrzeugs auf einen kollisionsvermeidenden
oder zumindest kollisionsfolgenmindernden Fahrkurs zu bringen oder
im Falle des Verlassens der momentanen Fahrspur zurück auf den Kurs
der Fahrspur zu bringen. Das Verfahren ermöglicht nach dem Auslösen des
Querführungssystemeingriffs eine
situationsangepasste Übergabe
der vom Fahrerassistenzsystem zumindest teilweise übernommenen Kontrolle über die
Querführung
des Fahrzeugs zurück
an den Fahrer. Die Übergabe
der Kontrolle erfolgt dabei als Reaktion auf eine mit einer Sensoreinrichtung
erfassten Fahreraktion. Bei der Fahreraktion handelt es sich dabei
um die Betätigung
eines Lenkrads, eines Fahrpedals oder eines Bremspedals des Fahrzeugs
oder um eine Kombination von solchen Betätigungen.
-
Das
Flussdiagram gemäß der Figur
stellt ein Teilprogramm dar, das von einem in einer Steuereinrichtung
des Fahrerassistenzsystems implementierten Hauptprogramm zyklisch
aufgerufen und während
eines Taktzyklus k abgearbeitet wird.
-
Der
Aufruf des Teilprogramms erfolgt in Schritt 10. Im darauf
folgenden Schritt 11 wird die Umgebung des Fahrzeugs mit
dem Umgebungserfassungssystem erfasst, um Objekte zu detektieren,
die mögliche
Kollisionspartner darstellen, und/oder um den Verlauf der vom Fahrzeug
befahrenen Fahrspur anhand von Spurbegrenzungen, insbesondere anhand
von auf der Fahrbahn aufgebrachten Spurmarkierungen, zu erkennen.
-
Im
darauf folgenden Schritt 12 bewirkt die Steuereinrichtung
in Antwort auf die erfasste Umgebung eine Systemgierreaktion. Hierbei
handelt es sich um einen Querführungssystemeingriff,
der ausgelöst
wird, wenn erkannt wird, dass die Gefahr besteht, dass das Fahrzeug
mit einem der erkannten Objekte kollidieren könnte, oder wenn die Gefahr
besteht, dass das Fahrzeug die erkannte Fahrspur verlassen könnte. Der
Querführungssystemeingriff
wird dabei als Einzelradbremseingriff durchgeführt, durch den einzelne Räder des Fahrzeugs
durch die Stellmittel gezielt derart abgebremst werden, dass hierdurch
ein Systemgiermoment Ms oder eine Systemgierrate ψ .s resultiert, durch
das bzw. durch die das Fahrzeug auf einen kollisionsvermeidenden
oder kollisionsfolgenmindernden Ausweichkurs bzw. auf einen Kurs
zurück
in die Fahrspur gebracht wird. Die Größen Systemgiermoment Ms und
Systemgierrate ψ .s sind dabei ebenso wie eine Größe Lenkradwinkel, die einen
Verstellwinkel des Lenkrads des Fahrzeugs repräsentiert, derart definiert,
dass ihre Vorzeichen bei einer Fahrt durch eine Linkskurve positiv
sind.
-
Im
darauf folgenden Schritt 12 wird die Fahreraktion δ, d.h. die
fahrerseitige Betätigung
des Lenkrads, des Fahrpedals oder des Bremspedals, detektiert und
das Ausmaß der
jeweiligen Betätigung
erfasst und zwischengespeichert.
-
Im
darauf folgenden Schritt 14 wird für die jeweilige Betätigung,
d.h. für
die Betätigung
des Lenkrads, des Fahrpedals bzw. des Bremspedals, in Abhängigkeit
des Querführungssystemeingriffs
und in Abhängigkeit des
Ausmaßes
der jeweiligen Betätigung
jeweils ein Betätigungsreferenzwert δr nach einem
weiter unten beschriebenen Algorithmus generiert und zwischengespeichert.
-
Im
nächsten
Schritt 15 wird die Differenz zwischen dem Ausmaß der jeweiligen
Betätigung δ und dem der
jeweiligen Betätigung
zugeordneten Betätigungsreferenzwert δr mit einem
vorgegebenen Toleranzmaß Δδ verglichen.
Ist diese Differenz δ–δr kleiner
als das Tolerzanmaß Δδ wird zu
Schritt 17 verzweigt. In Schritt 17 erfolgt dann
ein Rücksprung
zu dem das Teilprogramm aufrufenden Hauptprogramm.
-
Ansonsten
wird zu Schritt 16 verzweigt, in dem bestimmt wird, in
welchem Ausmaß die
Gierreaktion beim nachfolgenden erneuten Abarbeiten des Schritts 12 in
einem nachfolgenden Taktzyklus reduziert werden soll. Der Abbau
der Gierreaktion erfolgt somit schrittweise, um den Fahrer nicht
durch eine plötzliche Änderung des
Systemgiermoments Ms zu überraschen,
so dass die Fahraufgabe für
den Fahrer immer beherrschbar bleibt. Durch eine Begrenzung des
Ausmaßes
der Reduktion der Gierreaktion wird zudem der Gradient, mit dem
der Querführungssystemeingriff
abgebaut wird, begrenzt.
-
Anschließend erfolgt
in Schritt 18 ein Rücksprung
zu dem aufrufenden Hauptprogramm.
-
Das
Hauptprogramm ruft dann in einem nächsten Taktzyklus das Teilprogramm
erneut auf, so dass dessen Schritte erneut abgearbeitet werden.
-
Nachfolgend
wird der Algorithmus zur Bestimmung des Betätigungsreferenzwerts δr näher beschrieben.
-
Zunächst wird
auf die Betätigung
des Lenkrads als Fahreraktion δ abgestellt.
-
Während der
Fahrt wird fortlaufend, d.h. in jedem Taktzyklus k, ein der Stellung
des Lenkrads entsprechender Lenkradwinkel δL[k] erfasst. Ein Referenzlenkwinkel δLref[k] wird
als Betätigungsreferenzwert δr definiert
und bei normalem Fahrbetrieb, d.h. wenn kein Querführungssystemeingriff
vorgenommen wird, auf den aktuell ermittelten Lenkradwinkel δL[k] gesetzt.
Wenn hingegen ein Querführungssystemeingriff ausgelöst wird,
wird der Referenzlenkwinkel δLref[k]
wie folgt berechnet:
-
Hierbei
bezeichnen
- δLref[k]
- den im aktuellen Taktzyklus
k bestimmten Referenzlenkwinkel,
- δLref[k-1]
- den vorherigen, im
vorangehenden Taktzyklus k-1 bestimmten Wert des Referenzlenkwinkels,
- δL[k]
- den als Fahreraktion δ im aktuellen
Taktzyklus k erfaßten
aktuellen Lenkradwinkel,
- Ms[k-1]
- ein im vorangehenden
Taktzyklus k-1 durch den Querführungssystemeingriff
erzieltes Systemgiermoment Ms und
- ΔMs
- eine vorgegebene Giermomentschwelle
für das
Systemgiermoment Ms.
-
Die
Giermomentschwelle ΔMs
und das Toleranzmaß ΔδL des Lenkradwinkels
werden vorteilhafterweise mit der Fahrgeschwindigkeit variiert,
beispielsweise mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit reduziert.
-
Demnach
wird der Referenzlenkwinkel δLref[k]
bei einem betragsmäßig geringen
Querführungssystemeingriff,
d.h. bei einem betragsmäßig unterhalb
der Giermomentschwelle ΔMs
liegenden Systemgiermoment Ms, auf den Wert des aktuellen Lenkradwinkels δL[k] gesetzt
und somit dem Lenkradwinkel nachgeführt. Übersteigt das Systemgiermoment
Ms hingegen vom Betrag her die Giermomentschwelle ΔMs, wird
der Referenzlenkwinkel δLref[k]
bei positivem Systemgiermoment Ms auf das Maximum aus dem zwischengespeicherten alten
Referenzlenkwinkel δLref[k-1]
und aktuellem Lenkradwinkel δL[k]
gesetzt und bei negativem Systemgiermoment auf das Minimum aus dem
zwischengespeicherten alten Referenzlenkwinkel δLref[k-1] und aktuellem Lenkradwinkel δL[k] gesetzt.
Damit ist sichergestellt, dass der Referenzlenkwinkel δLref[k] grundsätzlich dem Lenkradwinkel δL[k] nachgeführt wird
und ausnahmsweise auf den vorherigen Wert des Referenzlenkwinkels δLref[k-1]
festgefroren wird, wenn der Fahrer bei einem nicht nur geringen
Querführungssystemeingriff
gegen das durch den Querführungssystemeingriff
bewirkte Systemgiermoment Ms lenkt.
-
Dieser
Algorithmus lässt
sich auch auf die Systemgierrate ψ .s übertragen. Die obige Gleichung
wird hierzu wie folgt modifiziert:
wobei
ψ .s[k-1]
die im vorangehenden Taktzyklus k-1 durch den Querführungssystemeingriff
erzielte Systemgierrate ψ .s und Δψ .s
eine vorgegebene Gierratenschwelle für die Systemgierrate ψ .s bezeichnen,
wobei die Gierratenschwelle vorteilhafterweise mit der Fahrgeschwindigkeit
variiert wird, beispielsweise mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit
reduziert wird.
-
Der
Querführungssystemeingriff
wird, wie bereits erwähnt,
als Einzelradbremseingriff durchgeführt und hat somit eine einem
bestimmten Bremsmoment entsprechende verzögernde Wirkung auf das Fahrzeug. Das
bei einem gegebenen Einzelradbremseingriff als Verzögerungswirkung
maximal erzielbare Bremsmoment wird nachfolgend als Systembremsmoment
MBs[k] bezeichnet.
-
Wenn
der Fahrer die verzögernde
Wirkung des Einzelradbremseingriffs kompensieren will, dann betätigt er
intuitiv das Fahrpedal, um das Fahrzeug gegen die verzögernde Wirkung
zu beschleunigen. Es ist daher sinnvoll, den Querführungssystemeingriff
auch in Abhängigkeit
der Fahrpedalbetätigung
abzubauen.
-
Um
dies zu erreichen, wird während
der Fahrt in jedem Taktzyklus k die Fahrpedalauslenkung δF[k], d.h.
eine dem Ausmaß der
Fahrpedalbetätigung
entsprechende Größe als Fahreraktion δ erfasst.
Ein Referenzfahrpedalwert δFref[k]
wird als Betätigungsreferenzwert δr definiert
und bei einem normalem Fahrbetrieb ohne Querführungssystemeingriff auf den
aktuell ermittelten Wert der Fahrpedalauslenkung δF[k] gesetzt. Wird
hingegen ein Querführungssystemeingriff
ausgelöst,
dann wird der Referenzfahrpedalwert δFref[k] wie folgt berechnet:
-
Hierbei
bezeichnen
- δFref[k]
- den im aktuellen Taktzyklus
k bestimmten Referenzfahrpedalwert,
- δFref[k-1]
- den vorherigen, im
vorangehenden Taktzyklus k-1 bestimmten und zwischengespeicherten
Referenzfahrpedalwert,
- δF[k]
- die als Fahreraktion δ im aktuellen
Taktzyklus k ermittelte aktuelle Fahrpedalauslenkung und
- Ms[k-1]
- und ΔMs die oben
bereits erläuterten
Größen.
-
Demnach
wird der Referenzfahrpedalwert δFref[k]
bei einem betragsmäßig geringen
Querführungssystemeingriff,
d.h. bei einem unterhalb der Giermomentschwelle ΔMs liegenden Systemgiermoment
Ms, auf den Wert der aktuellen Fahrpedalauslenkung δF[k] gesetzt
und somit der Fahrpedalauslenkung nachgeführt. Übersteigt das Systemgiermoment
Ms hingegen vom Betrag her die Giermomentschwelle ΔMs, wird
der Referenzfahrpedalwert δFref[k]
auf das Minimum aus dem zwischengespeicherten alten Referenzfahrpedalwert δFref[k-1]
und aktueller Fahrpedalauslenkung δF[k] gesetzt. Damit ist sichergestellt,
dass der Referenzfahrpedalwert δFref[k]
grundsätzlich
der Fahrpedalauslenkung δF[k]
nachgeführt
wird und ausnahmsweise auf den vorherigen Wert des Referenzfahrpedalwerts δFref[k-1]
festgefroren wird, wenn der Fahrer die Fahrpedalauslenkung δF[k] bei
einem betragsmäßig nicht
nur geringen Querführungssystemeingriff
durch Niederdrücken des
Fahrpedals erhöht.
-
Vorteilhafterweise
wird ausgehend von der momentanen Fahrpedalauslenkung δF[k] berechnet,
um welchen Betrag die Fahrpedalauslenkung erhöht werden muss, um ein zusätzliches
Antriebsmoment zu erzielen, durch das die aus dem Einzelradbremseingriff
resultierende Verzögerungswirkung
kompensiert wird. Dieser berechnete Betrag wird dann als Toleranzmaß Δδ der Entscheidung über den
Beginn des kontrollierten Abbaus des Querführungssystemeingriffs zugrunde
gelegt. Alternativ kann das Toleranzmaß Δδ auch dadurch bestimmt werden,
dass ein für
den Querführungssystemeingriff
maximal zulässiges
Giermoment mit einem vorgegebenen Skalierungsfaktor skaliert wird.
-
Dieser
Algorithmus lässt
sich auch auf das Antriebmoment übertragen,
da dieses vom Fahrer durch Betätigung
des Fahrpedals gesteuert wird und somit eine mit der Fahrpedalauslenkung δF[k] korrelierte
Größe darstellt.
-
Während der
Fahrt wird dann in jedem Taktzyklus k das durch die fahrerseitige
Fahrpedalbetätigung angeforderte
Antriebsmoment δMA[k]
ermittelt und als Fahreraktion δ erfasst.
Ein Referenzantriebsmoment δMAref[k]
wird als Betätigungsreferenzwert δr definiert
und bei einem normalem Fahrbetrieb ohne Querführungssystemeingriff auf den
aktuellen Wert des Antriebsmoments δMA[k] gesetzt. Wird hingegen
ein Querführungssystemeingriff
ausgelöst,
wird das Referenzantriebsmoment δMAref[k]
in Analogie zu der obigen Gleichung wie folgt berechnet:
-
Hierbei
bezeichnen
- δMAref[k]
- das im aktuellen Taktzyklus
k bestimmte Referenzantriebsmoment,
- δMAref[k-1]
- den vorherigen, im
vorangehenden Taktzyklus k-1 bestimmten und zwischengespeicherten Wert
des Referenzantriebsmoments,
- δMA[k]
- das im aktuellen Taktzyklus
k als Fahreraktion δ ermittelte
aktuelle Antriebsmoment und
- Ms[k-1]
- und ΔMs die oben
bereits erläuterten
Größen.
-
Demnach
wird das Referenzantriebsmoment δMAref[k]
bei einem betragsmäßig geringen
Querführungssystemeingriff,
d.h. bei einem unterhalb der Giermomentschwelle ΔMs liegenden Systemgiermoment Ms,
dem durch die Fahrpedalbetätigung
angeforderten aktuellen Antriebmoment δMA[k] nachgeführt. Übersteigt
das Systemgiermoment Ms hingegen vom Betrag her die Giermomentschwelle ΔMs, wird
das Referenzantriebsmoment δMAref[k]
auf das Minimum aus dem zwischengespeicherten alten Referenzantriebsmoment δMAref[k-1]
und aktuellem Antriebsmoment δMA[k]
gesetzt. Damit ist sichergestellt, dass das Referenzantriebsmoment δMAref[k]
grundsätzlich
dem Antriebsmoment δMA[k]
nachgeführt
wird und ausnahmsweise auf den vorherigen Wert des Referenzantriebsmoments δMAref[k-1]
festgefroren wird, wenn der Fahrer das Antriebsmoment δMA[k] bei
nicht nur geringen Querführungssystemeingriff
durch Niederdrücken
des Fahrpedals erhöht.
-
Übersteigt
das aktuelle Antriebsmoment δMA[k]
den aktuellen Wert des Referenzantriebsmoments δMAref[k] um mehr als den Wert
des vorgegebenen Toleranzmaßes Δδ, wird der
als Querführungssystemeingriff
durchgeführte
Einzelradbremseingriff über
die nächsten
Taktzyklen kontrolliert abgebaut.
-
Das
Toleranzmaß Δδ kann dabei
an die Stärke
des Einzelradbremseingriffs angepasst werden, indem er auf einen
Wert gesetzt wird, der einem bestimmten Anteil des durch den Einzelradbremseingriff
als Verzögerungswirkung
maximal erzielbaren Systembremsmoments MBs[k] entspricht. Man erhält somit
ein an den Querführungssystemeingriff
angepasstes Abbruchkriterium für
den Querführungssystemeingriff.
-
Der
Fahrer kann den Querführungssystemeingriff
auch durch eine Betätigung
des Bremspedals unterbrechen. Dies ist insbesondere in kritischen
Verkehrssituationen sinnvoll, die der Fahrer durch eine Bremspedalbetätigung entschärfen könnte.
-
Während der
Fahrt wird daher in jedem Taktzyklus k ein vom Fahrer durch die
Bremspedalbetätigung angefordertes
Fahrerbremsmoment δMB[k]
ermittelt und als Fahreraktion δ erfasst.
Ein Referenzbremsmoment δMBref[k]
wird dann als Betätigungsreferenzwert δr definiert
und auf einen vom Systemgiermoment Ms abhängigen Wert gesetzt. Beispielsweise
wird das Referenzbremsmoment δMBref[k]
auf einen Wert gesetzt, der proportional zu dem vom Einzelradbremseingriff
maximal erzielbaren Systembremsmoment MBs[k] ist und mindestens
gleich doppelt so hoch wie dieser Wert ist.
-
Falls
das vom Fahrer aktuell angeforderte Fahrerbremsmoment δMB[k] das
Referenzbremsmoment δMBref[k]
um mehr als das Toleranzmaß Δδ übersteigt,
wird der Einzelradbremseingriff abgebaut. Der Einzelradbremseingriff
wird zudem in einer Übergangsphase,
in der das Fahrerbremsmoment δMB[k]
kleiner als das Referenzbremsmoment δMBref[k] ist, derart durchgeführt, dass
das aus dem Einzelradbremseingriff resultierende Systemgiermoment
Ms auf ein maximal zulässiges
Giermoment Mszul begrenzt wird. Das maximal zulässige Giermoment Mszul wird
wie folgt berechnet:
-
Hierbei
bezeichnen
- Mszul
- das maximal zulässige Giermoment,
- n[k]
- einen Reduktionsfaktor,
- δMB[k]
- das als Fahreraktion δ vom Fahrer
aktuell angeforderte Fahrerbremsmoment,
- δMBref[k]
- das aktuelle Referenzbremsmoment
und
- Msmax
- einen durch den Einzelradbremseingriff
maximal erzielbaren Wert des Systemgiermoments Ms.
-
Auf
diese Weise wird eine Anpassung des Systemgiermoments Ms an die
Bremsanforderung des Fahrers in einem Bereich erreicht, in dem die
Abschaltbedingung für
die Unterbrechung des Querführungssystemeingriffs
noch nicht erfüllt
ist.
-
Analog
dazu kann das maximal zulässige
Giermoment Mszul auch basierend auf einem in Abhängigkeit des Verhältnisses
aus angefordertem Antriebsmoment δMA[k]
zu Referenzantriebsmoment δMref[k]
vorgegebenen Reduktionsfaktor bestimmt werden.
-
Ebenso
kann das maximal zulässige
Giermoment Mszul in Abhängigkeit
eines aktuellen Fahrzustands, der sich aus dem Lenkradwinkel δL[k] und
der aktuellen Fahrgeschwindigkeit ergibt, bestimmt werden. Dazu
wird der Maximalwert des Systemgiermoments Msmax um einen von dem
Lenkradwinkel δL[k]
und der Fahrgeschwindigkeit abhängigen
Reduktionsfaktor abgeschwächt,
sofern eine aus dem Lenkradwinkel δL[k] und der Fahrgeschwindigkeit
anhand einer modellbasierten Berechnung ermittelte Querbeschleunigung
des Fahrzeugs einen vorgegebenen Referenzwert betragsmäßig nicht übersteigt.
-
Insgesamt
bietet das erfindungsgemäße Verfahren
dem Fahrer die Möglichkeit
die Kontrolle über
das Fahrzeug nach einen automatisch eingeleiteten Querführungssystemeingriff
auf einfache Weise durch eine Lenkrad-, Fahrpedal- oder Bremspedalbetätigung zu übernehmen
und einen kontrollierten Abbau des Querführungssystemeingriffs zu bewirken.
