DE102007002266A1 - Motor vehicle e.g. car, operating method, involves modifying allocation of steering positions of wheels, where standard allocation of determined positions of wheels to corresponding positions of steering wheel acts on steering positions - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Automobiltechnik und genauer auf dem Gebiet der Fahrassistenzsysteme, die bestimmte Aufgaben, die beim Führen eines Fahrzeugs auftreten, automatisiert oder teilautomatisiert übernehmen.The Invention is in the field of automotive engineering and more specifically in the field of driver assistance systems, which have certain tasks, that occur when driving a vehicle, automated or partially automatic take over.
Unter den Fahrassistenzsystemen sind verschiedene bekannt, die bei bestimmten Fahrmanövern wie bei Spurwechsel, beim Einparken oder bei Überholmanövern unterstützen sowie auch Sicherheitssysteme, die das Abkommen eines Fahrzeugs von der Fahrbahn (Lane-Departure-Systeme) verhindern. Einige von diesen Systemen beschränken sich darauf, dem Fahrer Informationen über Fahrfehler beziehungsweise Hinweise auf ein optimiertes Verhalten zu geben. Andere Systeme greifen aktiv in das Fahrgeschehen ein, dadurch dass beispielsweise eine Bremse betätigt wird.Under The driver assistance systems are known various that at certain Driving maneuvers as when changing lanes, when parking or in overtaking maneuvers support as well as security systems that the agreement of a lane departure (lane departure system). Some of these systems are limited to the Driver Information about driving errors or hints to give an optimized behavior. Other systems are active in the driving events, characterized in that, for example, a brake is pressed.
Aus
dem Stand der Technik sind aber auch Systeme bekannt, die die Lenkung
des Fahrzeugs aktiv übernehmen wie beispielsweise die
Aus
der
Auch
aus der
Aus
der
Aus
der
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs bei dem während eines Fahrmanövers zur Unterstützung der Steuerung die Lenkung wenigstens teilweise automatisch betätigt und dabei die Zuordnung bestimmter Lenkstellungen der Räder zu entsprechenden Stellungen einer Lenkbetätigungseinrichtung von einer Standardzuordnung ausgehend geändert wird.The The present invention relates to a method of operation a motor vehicle in the during a driving maneuver in support of steering the steering at least partly automatically actuated and thereby the assignment certain steering positions of the wheels to appropriate positions a steering actuator of a standard assignment is changed starting.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Risiken zu minimieren, die durch eine Abweichung der von dem Assistenten eingestellten Lenkstellung der Räder von der Lenkstellung einer Lenkbetätigungseinrichtung ausgehen.Of the Invention is based on the object to minimize risks that by a deviation of the steering position set by the assistant Wheels from the steering position of a steering actuator out.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.The Task is according to the invention with the features of claim 1.
Dabei wird zunächst die Lenkstellung der Räder sowie die Lenkstellung der Lenkbetätigungseinrichtung ermittelt und eine Abweichung von der Standardzuordnung festgestellt.there First, the steering position of the wheels and determines the steering position of the steering actuator and found a deviation from the default mapping.
Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass zu Beginn eines Einparkvorgangs das Lenkrad als Lenkbetätigungseinrichtung in neutrale Stellung gebracht wird und danach entweder vom Fahrer festgehalten oder elektronisch blockiert wird. Während des folgenden Parkmanövers werden die Räder durch Lenkbetätigungsaktoren in ihrer Lenkstellung verändert, um einer vorausberechneten Einparktrajektorie zu folgen. Am Ende des Einparkvorganges kann daher die Lenkstellung der Räder unterschiedlich von der des Lenkrades sein. Gemäß der Erfindung wird nun derart auf die Räder eingewirkt, dass die Standardzuordnung wiederhergestellt wird.It For example, it may be provided that at the beginning of a parking operation the steering wheel as a steering actuator in neutral Position and then either held by the driver or blocked electronically. During the following Parking maneuvers become the wheels through steering actuators changed in their steering position to a pre-calculated Parking trajectory to follow. At the end of the parking process can Therefore, the steering position of the wheels different from the be the steering wheel. According to the invention will now so acted on the wheels that the default assignment is restored.
Der Fahrer wird beim Wiederanfahren im Normalfall davon ausgehen, dass die Lenkstellung der Räder der Lenkstellung des Lenkrades entspricht. Aus diesem Grund sorgt die Erfindung dafür, dass dieser vom Fahrer vorausgesetzte Zustand in jedem Fall vor dem Wiederaufnehmen der Fahrt beziehungsweise der Fortsetzung der Fahrt nach dem automatisierten Manöver möglichst weitgehend hergestellt wird. Anderenfalls könnte eine falsche Auffassung des Fahrers zu einem Unfall führen.Of the Driver will normally assume when starting up again that the steering position of the wheels of the steering position of the steering wheel equivalent. For this reason, the invention ensures that this condition assumed by the driver in each case before the resumption the drive or the continuation of the journey to the automated Maneuver is made as much as possible. Otherwise, a misconception of the driver could lead to an accident.
Die Wiederherstellung der Standardzuordnung kann beispielsweise dadurch geschehen, dass die Lenkstellung der Räder festgehalten wird, bis dass die Lenkstellung der Lenkbetätigungseinrichtung mit der Lenkstellung der Räder übereinstimmt.The For example, this can restore the default mapping done that held the steering position of the wheels is until that the steering position of the steering actuator coincides with the steering position of the wheels.
Hierzu kann entweder das Lenkrad/die Lenkbetätigungseinrichtung automatisch so weit betätigt werden, dass die Lenkradstellung der Lenkstellung der Räder entspricht oder dem Fahrer kann ein Signal übermittelt werden, dass er das Lenkrad entsprechend zu drehen hat.For this may be either the steering wheel / the steering actuator automatically actuated so far that the steering wheel position the steering position of the wheels corresponds or the driver can be transmitted a signal that he is the steering wheel accordingly has to turn.
Ist eine Übereinstimmung der Lenkstellung des Lenkrades und der Räder erreicht, so kann beispielsweise ein akustisches Signal gegeben werden oder haptisch eine Einrastbewegung übermittelt werden.is a match of the steering position of the steering wheel and reached the wheels, so for example, an acoustic Signal be given or haptically transmitted a latching movement become.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Lenkstellung der Räder automatisch so weit geändert wird, dass sie mit der Lenkstellung der Lenkbetätigungseinrichtung übereinstimmt.It can also be provided that the steering position of the wheels automatically changed so far that it coincides with the steering position the steering actuator agrees.
Dabei kann vorgesehen sein, dass während der automatischen Änderung der Lenkstellung der Räder die Lenkbetätigungseinrichtung blockiert wird.there can be provided that during the automatic change the steering position of the wheels, the steering actuator is blocked.
Es kann aber auch eine Strategie zur Wiederherstellung der Standardzuordnung nach dem Wiederanfahren vorgesehen sein, nämlich dass vorübergehend das Übersetzungsverhältnis zwischen der Lenkbetätigungseinrichtung und den Rädern derart geändert wird, dass bei einer Betätigung der Lenkbetätigungseinrichtung in dem Drehsinn, der bei stillstehenden Rädern zu einer Verringerung der Abweichung von der Standardzuordnung führen würde, ein geringeres Übersetzungsverhältnis eingestellt wird, als bei Betätigung der Lenkbetätigungseinrichtung in der Gegenrichtung.It But it can also be a strategy for restoring default mapping be provided after the restart, namely that temporarily the transmission ratio between the steering actuator and the wheels is changed so that at an actuation of the steering control device in the sense of rotation, the one with stationary wheels to one Reduce the deviation from the default assignment would, a lower gear ratio is set when operating the steering actuator in the opposite direction.
Dies führt dazu, dass auch im normalen Lenkbetrieb, während die Lenkung in etwa so reagiert, wie der Fahrer dies erwartet, das heißt eine Rechtsdrehung des Lenkrades zieht eine Rechtsdrehung der Räder nach sich, eine Linksdrehung des Lenkrades eine Linksdrehung der Räder, dennoch die Abweichung von der Standardzuordnung nach und nach verringert wird, dadurch dass in der einen Richtung die Räder dem Lenkrad weniger schnell folgen als in der anderen Richtung, in dem Sinne, dass Lenkradstellung und die Lenkstellung der Räder nach und nach einander angeglichen werden. Dies geschieht dadurch, dass die Übersetzung beziehungsweise das Übersetzungsverhältnis der Lenkeinrichtung beispielsweise in Form eines Lenkgetriebes in der einen Betätigungsrichtung des Lenkrades/der Lenkbetätigungseinrichtung anders eingestellt wird als in der anderen Richtung.This causes, even in normal steering operation, during the steering reacts in much the same way as the driver expects means a clockwise rotation of the steering wheel pulls a clockwise rotation the wheels after, a left turn of the steering wheel one Turning left of the wheels, nevertheless the deviation from the Standard allocation is gradually reduced, in that one way the wheels are less fast to the steering wheel follow as in the other direction, in the sense that steering wheel position and the steering position of the wheels gradually adjusted to each other become. This happens because the translation or the transmission ratio of the steering device for example in the form of a steering gear in the one direction of actuation the steering wheel / steering actuator set differently is going to be in the other direction.
Hierzu ergibt sich für den Fahrer ein annähernd normales Ansprechverhalten der Lenkung, das sich nach und nach weiter normalisiert bis dass die gewohnte Standardzuordnung wiederhergestellt ist. Das Fahrzeug ist auch direkt nach Beendigung des vom Assistenten unterstützten Fahrmanövers wieder einsatzbereit.For this This results in an almost normal for the driver Responsiveness of the steering, which gradually normalizes further until the usual default mapping is restored. The Vehicle is also right after finishing the assistant's assisted Driving maneuvers ready for use again.
Dabei kann zur Erhöhung der Sicherheit und des Fahrkomforts zusätzlich vorgesehen sein, dass die gewählten Übersetzungsverhältnisse abhängig von der Fahrgeschwindigkeit sind. Grundsätzlich ist eine Anpassung des Übersetzungsverhältnisses bei der Lenkung an die Fahrgeschwindigkeit bekannt. In Zusammenhang mit einer dynamischen Anpassung der Übersetzungsverhältnisse je nach Betätigungsrichtung der Lenkung wird dies mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Neutralisierung der Lenkungseinstellung kombiniert.there can add to safety and driving comfort in addition be provided that the chosen gear ratios are dependent on the driving speed. in principle is an adaptation of the gear ratio in the steering to the speed known. In context with a dynamic adaptation of the gear ratios Depending on the direction of actuation of the steering this is with the inventive method for neutralization the steering adjustment combined.
Nach Beendigung des mit Hilfe des Assistenten durchgeführten Fahrmanövers, insbesondere eines Einparkmanövers, übernimmt im Normalfall der Fahrer wieder die volle Herrschaft über das Fahrzeug im manuellen Betrieb. Da durch dass entweder die Lenkradstellung noch gegenüber der Lenkstellung der Räder verschoben oder das Übersetzungsverhältnis der Lenkung ungewohnt oder asymmetrisch ist, würde ein erhöhtes Risiko entstehen, dass der Fahrer mit seinem Lenkverhalten nicht die beabsichtigte Lenkwirkung erzielt. Aus diesem Grunde kann es vorteilhaft sein, dass eine Abweichung von der Standardzuordnung der Stellung der Lenkbetätigungseinrichtung zu der Lenkstellung der Räder ausschließlich bei eingelegtem Rückwärtsgang ermöglicht wird.To Termination of performed with the help of the assistant Driving maneuvers, in particular a parking maneuver, takes over Normally the driver regains full control the vehicle in manual mode. Because by that either the steering wheel position still shifted relative to the steering position of the wheels or the gear ratio of the steering unusual or asymmetrical, would be an increased risk arise that the driver with his steering behavior is not the intended Steering effect achieved. For that reason, it may be beneficial that a deviation from the standard allocation of the position of Steering actuator to the steering position of the wheels only with engaged reverse gear is possible.
Sobald der Rückwärtsgang verlassen und ein Vorwärtsgang eingelegt wird um das Fahrzeug im umgekehrten Richtungssinn zu bewegen, wird die Angleichung der Lenkung an den Normalzustand entweder vollzogen oder zumindest vorbereitet. Es kann auch verlangt werden, dass bereits vor dem Anfahren in Vorwärtsrichtung die Standardzuordnung zwingend wieder hergestellt wird.As soon as leave the reverse gear and a forward gear is inserted to move the vehicle in the opposite direction, the adjustment of the steering to the normal state is either completed or at least prepared. It can also be required that already before approaching in the forward direction, the standard assignment mandatory is restored.
Dabei ist nicht unbedingt notwendig, dass das Fahrmanöver, beispielsweise das Einparkmanöver, vollständig beendigt ist. Es kann auch der Fall eintreten, dass das Manöver abgebrochen wird, weil unvorhergesehene Ereignisse eintreten und dass daraufhin ein Neuansatz gemacht wird. Da zu diesem Zweck oft zunächst wieder vorwärts aus der Parklücke herausgefahren wird, ist es sinnvoll, für den Fahrer zunächst die gewohnten Fahrbedingungen, das heißt auch die Standardzuordnung der Lenkwinkel in der Lenkung und das Übersetzungsverhältnis herzustellen, um nicht ein Anstoßen an Hindernisse durch unvollkommene Beherrschung der Lenkung zu riskieren.there is not absolutely necessary that the driving maneuver, for example the parking maneuver is completely finished. It can also be the case that the maneuver is canceled is because unforeseen events occur and that then a new approach is made. Because for this purpose often first moved out again forward from the parking space It will make sense for the driver first the usual driving conditions, that is also the standard assignment the steering angle in the steering and the gear ratio not to bump into obstacles caused by imperfect ones To master control of the steering.
Die Erfindung bezieht sich außer auf das Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeuges auch auf ein hierfür eingerichtetes Kraftfahrzeug, das über unabhängige Stelleinrichtungen zum Lenkeinschlag der Räder und Kopplungs einrichtungen zum Koppeln und Entkoppeln der Räder einerseits mit der Lenkbetätigungseinrichtung andererseits aufweist. Hierdurch können die Räder unabhängig von der Lenkbetätigungseinrichtung gesteuert durch eine Steuerungseinrichtung betätigt werden. Zu diesem Zweck werden beispielsweise elektrische Stellmotoren zum Betätigen der Radlenkeinrichtungen verwendet. Auch zum Ein- und Auskoppeln der Räder in das Lenkgetriebe oder den Lenkübertragungsstrang können elektrische Stellglieder verwendet werden. Ebenso kann das Lenkrad vom Lenkgetriebe entkoppelt werden.The Invention relates to the method of operation of a motor vehicle on a set up for this purpose Motor vehicle, which has independent control devices to the steering angle of the wheels and coupling facilities for coupling and decoupling the wheels on the one hand with the On the other hand. hereby The wheels can be independent of the steering control be operated controlled by a control device. For this purpose, for example, electric actuators for actuating used the Radlenkeinrichtungen. Also for coupling and uncoupling the wheels in the steering gear or the steering transmission line For example, electrical actuators can be used. As well The steering wheel can be decoupled from the steering gear.
Um eine Abweichung in der Zuordnung der Lenkstellung der Räder von der Lenkstellung des Lenkrads feststellen zu können, bedarf es Sensoren, die die Lenkstellung der Räder einerseits und die Lenkstellung des Lenkrades andererseits erfassen. Zu diesem Zweck können entsprechende elektrische Sensoren vorgesehen sein. Diese sind beispielsweise als Weg- oder als Winkelaufnehmer ausgebildet.To a deviation in the assignment of To determine steering position of the wheels of the steering position of the steering wheel, it requires sensors that detect the steering position of the wheels on the one hand and the steering position of the steering wheel on the other hand. For this purpose, corresponding electrical sensors may be provided. These are formed, for example, as a path or as an angle sensor.
Um dem Assistenten beispielsweise zu ermöglichen, eine Fahrtrajektorie für einen Einparkvorgang zu ermitteln, ist es notwendig, dass auch Sensoren zur Erfassung der Fahrumgebung vorgesehen werden. Diese können beispielsweise Ultraschallsensoren oder optische Sensoren oder auch Radarsensoren sein, die am hinteren Ende des Fahrzeugs und/oder an den übrigen Begrenzungen angeordnet sind. Es kann auch eine Kamera zur Erfassung von Bildern der Fahrumgebung vorgesehen sein, wobei die Bilder danach in einer Analyseeinrichtung zur Ermittlung der Abmaße einer Parklücke weiterverarbeitet werden können. Um die Position des Kraftfahrzeugs relativ zur Parklücke zu erkennen, sind auch Wegsensoren für das Fahrzeug geeignet, die beispielsweise die Rollbewegung der Räder aufnehmen. Letztlich ist eine Steuereinheit nötig, die mit Hilfe ei nes Mikroprozessors aus den ermittelten und gelieferten Daten Stellwerte für den Lenkwinkel in Abhängigkeit von der Position auf der Trajektorie ermittelt und die Stellgrößen an die Stelleinrichtungen sendet.Around For example, to allow the assistant a driving trajectory to determine for a parking operation, it is necessary that sensors for detecting the driving environment are also provided. These can be, for example, ultrasonic sensors or optical Sensors or radar sensors that are at the rear end of the Vehicle and / or arranged at the other boundaries. It can also be a camera for capturing images of the driving environment be provided, the images thereafter in an analysis device further processed to determine the dimensions of a parking space can be. To the position of the motor vehicle relative To detect the parking space, are also Wegsensoren for the vehicle suitable, for example, the rolling motion of the wheels take up. Ultimately, a control unit is needed, the with the help of a microprocessor from the determined and delivered Data Control values for the steering angle depending on determined from the position on the trajectory and the manipulated variables sends to the actuators.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in einer Zeichnung gezeigt und anschließend beschrieben.in the The invention is based on an embodiment shown in a drawing and then described.
Dabei zeigt:there shows:
Die
Im
Normalbetrieb werden die Räder
Wird
das Lenkrad
Zusätzlich
zu den bekannten Elementen sind auch Kopplungs- beziehungsweise
Entkopplungselemente
Das
Kopplungselement
Wenn
die Räder
In
der
Dieses
Bild ist beispielsweise in der
Die
Steuereinheit
Diese
Lenkbewegungen sind unbedingt von den Rädern
Deshalb
kann zur Durchführung eines automatischen Parkvorgangs
das Lenkrad stillgesetzt werden und die Räder
Auch
die Entkopplung durch die Kopplungseinrichtungen
Übernimmt
die Steuereinheit
Der
geschilderte Einparkvorgang hat zur Folge, dass zumindest vorübergehend
die Lenkwinkel φ der Räder
Um
dies für die Wiederaufnahme der Fahrt nach dem Manöver
zu vermeiden beziehungsweise die Standardzuord nung möglichst
schnell wiederherzustellen, sieht das erfindungsgemäße
Verfahren verschiedene Varianten vor, die in den
Die
In den Bereichen, in denen der Lenkwinkel ϖ des Lenkrades mit dem Lenkwinkel φ der Räder übereinstimmt, ist ausschließlich eine durchgezogene Linie dargestellt.In the areas where the steering angle π of the steering wheel coincides with the steering angle φ of the wheels, is shown exclusively a solid line.
In
der
In
der
In
dem Figurteil b ist dargestellt, dass der Lenkwinkel
Sobald die Stellung des Lenkrades in der Standardzuordnung mit der Stellung der Räder wieder übereinstimmt, kann entweder ein Einrasten erfolgen oder ein akustisches oder optisches Signal gegeben werden.As soon as the position of the steering wheel in the standard assignment with the position the wheels again can either a snap or an acoustic or optical signal are given.
In
dem Figurteil a der
Im
rechten Figurteil b der
Nach dem Zeitpunkt t10 wird das Lenkrad im Zuge der Fortbewegung des Fahrzeugs wieder nach rechts gedreht, somit der Lenkwinkel ϖ des Lenkrades verringert.To the time t10, the steering wheel in the course of locomotion of Vehicle turned back to the right, thus the steering angle π of Steering wheel reduced.
Das
Lenkgetriebe
Nach dem Zeitpunkt t11 wird das Lenkrad wieder nach links bewegt zu größeren Lenkwinkeln ϖ hin und das Übersetzungsverhältnis des Lenkgetriebes wird wieder vergrößert, so dass die Räder wieder schneller folgen und sich im Lenkwinkel φ an den Winkel annähern, der der Standardzuordnung zwischen dem Lenkwinkel des Lenkrads und Lenkwinkel der Räder entspricht.To At time t11, the steering wheel is again moved to the left to larger Steering angles π out and the gear ratio of the steering gear is increased again, so that The wheels follow faster again and in the steering angle φ approximate the angle of the default mapping between the steering angle of the steering wheel and steering angle of the wheels corresponds.
Auf diese Weise wird erreicht, dass der Fahrer das Lenkrad während der Fahrt in beide Richtungen betätigen kann und jeweils auch eine Lenkantwort der Räder in die richtige Richtung erfolgt, dass jedoch gleichzeitig die Abweichung der Lenkwinkel ϖ, φ von der Standardzuordnung immer geringer wird. Damit wird, ohne den Fahrer zu verwirren, der Normalzustand der Standardzuordnung wiederhergestellt und währenddessen sichergestellt, dass der Fahrer auf jede Verkehrssituation mit einer Lenkbewegung reagieren kann.On This way is achieved by the driver while steering the steering wheel the drive can be operated in both directions and respectively also a steering response of the wheels in the right direction takes place, but at the same time the deviation of the steering angle π, φ of the default mapping gets smaller and smaller. This will, without the Confuse driver restored the normal state of default assignment while ensuring the driver on each Traffic situation with a steering movement can react.
Während der Wiederherstellung der Standardzuordnung kann mittels einer Bremsensteuerung auf die Bremsen des Kraftfahrzeugs eingewirkt werden, um die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs zu begrenzen und so Risiken, die durch die vom Normalzustand abweichende Lenkantwort auf die Betätigung des Lenkrades entstehen könnten, zu minimieren. Bei einer selbsttätigen Rückstellung der Räder kann durch eine derartige Bremsensteuerung die Fortbewegung des Fahrzeugs auch vollständig blockiert werden.While the restoration of the standard assignment can be done by means of a brake control to be acted upon the brakes of the motor vehicle to the speed of the motor vehicle and thus reduce risks caused by the Normal condition deviating steering response to the operation the steering wheel could arise to minimize. At a automatic reset of the wheels can by such a brake control the locomotion of the vehicle also completely blocked.
Die Erfindung ermöglicht somit mit geringstem Risiko die Wiederherstellung eines Normalzustandes der Lenkung nach einem Fahrmanöver, das eine eigenständige Betätigung zur Lenkung der Räder ermöglicht.The Invention thus enables the restoration with the least risk a normal state of steering after a driving maneuver, this is a separate operation for steering allows the wheels.
- 1, 21, 2
- Räderbikes
- 33
- Lenkradsteering wheel
- 44
- Lenkstangehandlebars
- 55
- Lenkgetriebesteering gear
- 6, 7, 86 7, 8
- Kopplungs- bzw. Entkopplungselementecoupling or decoupling elements
- 9, 109 10
- Stelleinrichtungenactuators
- 1111
- Steuereinheitcontrol unit
- 12, 13, 14, 1512 13, 14, 15
- Abstandssensorendistance sensors
- 1616
- Kameracamera
- 1717
- Fahrzeugvehicle
- 18, 1918 19
- Andere FahrzeugeOther vehicles
- 2020
- Fahrbahnbegrenzungroad boundary
- 2121
- Einparktrajektorieparking trajectory
- 2222
- Lenkbewegung der Rädersteering movement the wheels
- 2323
- neutrale Stellung des Lenkradesneutral Position of the steering wheel
- 2424
- Differenz der Lenkwinkeldifference the steering angle
- 2525
- Sensorsensor
- 2626
- Sensorsensor
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- - DE 10256770 A1 [0007] - DE 10256770 A1 [0007]
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