DE102007043910A1

DE102007043910A1 - Verfahren für die Steuerung eines Fahrerssistenzsystems

Info

Publication number: DE102007043910A1
Application number: DE200710043910
Authority: DE
Inventors: Tobias Rentschler; Thomas App; Lutz Buerkle
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-09-14
Filing date: 2007-09-14
Publication date: 2009-03-26
Also published as: WO2009037028A1

Abstract

Erfindung betrifft ein Verfahren für die Steuerung eines Fahrerassistenzsystems 10 mit LKS-Funktion eines Fahrzeugs 100, bei der für die Querführung des Fahrzeugs 100 eine Führungskennlinie der LKS Funktion vorgesehen ist, wobei durch die Aktivierung der LKS-Funktion eine laterale Pendelbewegung des Fahrzeugs 100 hervorrufen kann. Der Kurs des Fahrzeugs 100 wird daraufhin überwacht, ob eine laterale Pendelbewegung auftritt. Bei der Detektion einer lateralen Pendelbewegung des Fahrzeugs 100 wird die Führungskennlinie der LKS Funktion derart verändert, dass die Pendelbewegung des Fahrzeugs 100 völlig unterbunden oder zumindest weitgehend verringert wird.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Steuerung eines Fahrerassistenzsystems nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

1. Eine Assistenzfunktion zur Spurverlassenswarnung (LDW = Lane Departure Warning), bei der der Fahrer eines Kraftfahrzeugs akustisch oder haptisch vor dem Verlassen der Fahrspur gewarnt wird, ist inzwischen, insbesondere im Nutzfahrzeugbereich, kommerziell verfügbar. Neben dieser Assistenzfunktion ist aus den folgenden Artikeln auch eine Lenkassistenzfunktion (LKS = Lane Keeping Support) bekannt, die den Fahrer durch gerichtete Führungsmomente beim Halten des Fahrzeugs in der Fahrspur aktiv unterstützt.

Diese Lenkassistenzfunktion wird im Folgenden als LKS-Funktion bezeichnet. Bei einem Fahrerassistenzsystem mit LKS-Funktion der eingangs genannten Art kann es zu einer im Wesentlichen stabilen lateralen Pendelbewegung des Fahrzeugs innerhalb der Fahrspur kommen. Diese Pendelbewegung entsteht dadurch, dass die LKS-Funktion eingreift, wenn das Fahrzeug sich den Rändern eines um die Mitte der Fahrspur definierten Korridors nähert, um das Fahrzeug in der Spur zu halten. Diese mehr oder weniger ausgeprägte laterale Pendelbewegung können sensible Fahrer als störend empfinden, was dazu führen kann, dass sie einer derartigen automatischen Querführung ihres Fahrzeugs ablehnend gegenüber stehen. Des Weiteren kann eine zu starke laterale Pendelbewegung eines Fahrzeugs auch bei anderen Verkehrsteilnehmern zu Irritationen führen, da sie, bei Beobachtung einer solchen Pendelbewegung bei einem beispielsweise voraus fahrenden Fahrzeug, den Verdacht hegen, dass der Fahrer dieses Fahrzeugs sein Fahrzeug nicht mehr richtig im Griff hat oder mit dem Sekundenschlaf kämpft.
Aus DE 101 37292 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einer servounterstützten Lenkung, mit folgenden Verfahrensschritten bekannt:

– Erfassen oder Abschätzen von Umgebungsdaten einer, vorzugsweise momentanen, Verkehrssituation,
– Erfassen oder Abschätzen von, vorzugsweise momentanen, Bewegungsdaten des Fahrzeugs,
– Vergleichen der erfassten oder abgeschätzten Umgebungsdaten mit den Bewegungsdaten des Fahrzeugs,
– Vergleichen der erfassten oder abgeschätzten Umgebungsdaten mit den Bewegungsdaten des Fahrzeugs,
– Änderung der Unterstützung einer Lenkhandhabe nach Maßgabe des Vergleichs.

Aus DE 197 20 626 A1 ist eine Fahrzustand-Überwachungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug bekannt, das zur Überwachung des Fahrzustands eines Fahrers des Fahrzeugs dient. Das Verhalten des Fahrzeugs und/oder ein Fahrvorgang des Fahrers und/oder mindestens ein Zustand des Fahrers werden detektiert, um hierdurch Fahrzustand-Anzeigedaten zu erzeugen, die den Fahrzustand des Fahrers anzeigen. Es wird auf der Basis der erzeugten Fahrzustand-Anzeigedaten festgestellt, ob der Fahrzustand des Fahrers unnormal ist. Wenn nicht festgestellt wird, dass der Fahrzustand des Fahrers unnormal ist, wird ein Maß an Normalität des Fahrzustandes des Fahrers durch Eingeben einer Mehrzahl von Einzeldaten der Fahrzustand-Anzeigedaten in ein neutrales Netz festgestellt. Es erfolgt eine Warnung und/oder Steuerung des Fahrzeugs abhängig von einem Ergebnis der Feststellung, ob der Fahrzustand des Fahrers unnormal ist, und dem Maß an Normalität des Fahrzustands des Fahrers.
Offenbarung der Erfindung
Es wird die Steuerung eines Fahrerassistenzsystems mit einer die Querführung des Fahrzeugs unterstützenden Assistenzfunktion, wie insbesondere der LKS-Funktion (Lane Keeping Support), weiter verbessert. Insbesondere wird eine durch Eingriffe der LKS-Funktion verursachte Pendelbewegung des Fahrzeugs schnellstmöglich und mit geringem Aufwand detektiert und derart gedämpft, dass der von der Pendelbewegung seines Fahrzeugs betroffene Fahrer die automatische Querführung seines Fahrzeugs wieder als angenehm empfindet und somit die Akzeptanz des Systems steigt.
Nach der Detektion einer lateralen Pendelbewegung des Fahrzeugs wird durch einen zeitlich begrenzten Korrektureingriff des Fahrerassistenzsystems die Amplitude der Lateralbewegung reduziert, so dass der Fahrer sie nicht mehr als störend wahrnimmt.
Vorteilhafte Wirkungen
Mit Hilfe der Erfindung gelingt es, ein laterales Pendeln des Fahrzeugs in der Fahrspur zumindest zu reduzieren bzw. vollständig zu beenden, das auftreten kann, wenn eine Querführung des Fahrzeugs durch die Lane Keeping Support Funktion (LKS-Funktion) mit eingriffsfreiem Bereich um die Mitte der Fahrspur eines Fahrerassistenzsystems vorgenommen wird und der Fahrer nicht selbst aktiv lenkt. Der Korrektureingriff erfolgt unmittelbar nach der sicheren Detektion einer lateralen Pendelbewegung des Fahrzeugs. Da diese Pendelbewegung mit einer Änderung der Querablage des Fahrzeugs von der Mitte der Fahrspur und einer Änderung des Differenzwinkels zwischen der Fahrtrichtung des Fahrzeugs und dem Verlauf der Fahrspur verbunden ist, kann durch Erfassung der Querablage und des Differenzwinkels eine Pendelbewegung des Fahrzeugs sehr schnell erkannt werden. Der Korrektureingriff wird so durchgeführt, dass der Fahrer ihn als komfortabel und nicht störend empfindet. Die erfinderische Lösung ermöglicht einen sanften Übergang zwischen dem normalen Führungsverhalten der LKS-Funktion und dem modifizierten Führungseingriff mit dem Ziel einer Reduktion der Pendelbewegung. Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren für die Detektion einer lateralen Pendelbewegung eines von einer LKS-Funktion unterstützten Fahrzeugs ist sehr schnell und schont Ressourcen, wie Laufzeit, Messzeit und Speicherkapazität. In Vergleich mit einem auf einer Fourieranalyse beruhenden Verfahren, das die Erfassung zahlreicher Messwerte mit anschließender Fouriertransformation erfordert, kann eine Pendelbewegung nach vergleichsweise kurzer Dauer und ohne langwierige Messungen detektiert werden. In der Praxis reicht bereits eine einzige Oszillationsperiode aus, um das Auftreten einer Pendelbewegung zuverlässig erfassen zu können. Die sehr kurze Detektionszeit ermöglicht dann auch einen sehr schnellen Eingriff, um beispielsweise eine zu starke und störende Pendelbewegung durch Eingriff in Systeme des Fahrzeugs zu dämpfen. Besonders vorteilhaft erfolgt eine Reduktion einer detektierten Pendelbewegung durch Veränderung einer der LKS Funktion zugeordneten Führungskennlinie. Dabei wird die Breite einer Totzone bzw. eines eingriffsfreien Korridors um die Solltrajektorie des Fahrzeugs verringert und schließlich auf den Wert Null gesetzt. Weiterhin wird ein der LKS Funktion zugeordneter Parameter angehoben, der die Stärke des Momenteneingriffs vorgibt. Dies ist mit der vorteilhaften Folge verbunden, dass nun bereits eine geringe Abweichung von der Solltrajektorie zu einem größeren Führungseingriff der LKS Funktion führt. Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung, den Unteransprüchen und der Zeichnung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt
1 ein Blockschaltbild eines Fahrerassistenzsystems;
2 ein Ablaufdiagramm;
3 eine Aufsicht auf einen Verkehrsraum;
4 in einem Diagramm Kennlinien einer LKS Funktion;
5 ein Blockdiagramm eines Fahrerassistenzsystems;
6 in einem Diagramm Kennlinien einer LKS Funktion.
Ausführungsformen der Erfindung
Zunächst wird, unter Bezug auf 1 bis 3, erläutert, wie eine durch eine aktive LKS-Funktion hervorgerufene laterale Pendelbewegung eines Fahrzeugs erkannt werden kann. Unter Bezug auf 4 und 5 wird dann die erfindungsgemäße Lösung erläutert, mit deren Hilfe eine detektierte laterale Pendelbewegung des Fahrzeugs möglichst schnell und für den Fahrer komfortabel weitgehend reduziert werden kann. Die Erfindung setzt voraus, dass in einem Fahrzeug 100 ein Fahrerassistenzsystem 10 mit einer Spurerkennungsfunktion, insbesondere videobasierten Spurerkennungsfunktion, angeordnet ist. Mittels der Spurerkennungsfunktion kann die relative Fahrzeugposition innerhalb der Fahrspur 30 erfasst werden. Für die hier beschriebene Erfindung müssen die aufbereiteten (wenn nötig gefilterten) Größen, wie laterale Fahrzeugablage zu einer Referenztrajektorie, beispielsweise der Fahrspurmitte, Differenzwinkel zwischen der Fahrzeuglängsachse und einer Referenztrajektorie, sowie die Fahrbahnkrümmung vorliegen. Ebenso werden diverse fahrdynamische Größen des Fahrzeugs 100, wie Fahrzeuglängsgeschwindigkeit und das von dem Fahrer aufgebrachte Lenkradmoment benötigt. 1 zeigt ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems 10. Das Fahrerassistenzsystem 10 umfasst zunächst ein Funktionsmodul 5 für die Detektion einer Pendelbewegung. Das Funktionsmodul 5 ist mit einem weiteren Funktionsmodul 6 für die Aktion verbunden. Die Funktionsmodule 5 und 6 umfassen mehrere Eingangsanschlüsse E1 bis E5 und E6. Der Eingangsanschluss E1 ist über ein Filter 1 mit dem Funktionsmodul 5 verbunden. Über den Eingangsanschluss E1 wird dem Funktionsmodul 5 das von einem entsprechenden Sensor erfasste Lenkradmoment zugeführt. Der Eingangsanschluss E2 ist über ein Filter 2 mit dem Funktionsmodul 5 verbunden. Über den Eingangsanschluss E2 wird dem Funktionsmodul 5 die Fahrspurkrümmung zugeführt. Der Eingangsanschluss E3 ist über ein Filter 3 mit dem Funktionsmodul 5 verbunden. Über den Eingangsanschluss E3 wird dem Funktionsmodul 5 der Differenzwinkel Ψ_d zwischen der Fahrzeuglängsachse 100.1 und der Richtung der Fahrspur 30 zugeführt. Der Eingangsanschluss E4 ist über ein Filter 4 mit dem Funktionsmodul 5 verbunden. Über den Eingangsanschluss E4 wird dem Funktionsmodul 5 die laterale Ablage des Fahrzeugs 100 von der Mitte 30.3 der Fahrspur 30 zugeführt. Über den Eingangsanschluss E5 wird dem Funktionsmodul 5 die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 zugeführt. Über den Eingangsanschluss E6 werden dem Funktionsmodul 6 weitere Betriebskenngrößen zugeleitet. Die Funktionsmodule 5 und 6 sind über Verbindungsleitungen V1 und V2 miteinander verbunden. Mit Bezugsziffer A1 ist ein Ausgangsanschluss des Funktionsmoduls 6, mit Bezugsziffer A2 ein Ausgangsanschluss des Funktionsmoduls 5 bezeichnet.
Im Folgenden wird der Detektionsprozess unter Bezug auf 2 und 3 weiter erläutert. In 2 ist ein Ablaufdiagramm 20 dargestellt, auf das weiter unten noch eingegangen wird. Im Folgenden wird zunächst auf 3 Bezug genommen. 3 zeigt die Aufsicht auf einen Verkehrsraum 300 mit einer von den Fahrspurmarkierungen 30.1 und 30.2 begrenzten Fahrspur 30. Auf der Fahrspur 30 bewegt sich das mit dem Fahrerassistenzsystem 10 ausgestattete Fahrzeug 100. Die Mitte der Fahrspur 30, die bei der Aktivierung der LKS-Funktion des Fahrerassistenzsystems 10 im Idealfall auch der Solltrajektorie des Fahrzeugs 100 entspricht, ist mit Bezugsziffer 30.3 bezeichnet. Ein in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug 100 liegender Bereich der Fahrspur 30 ist in Zonen Z1, Z2, Z3, Z4 unterteilt. Dabei liegt die Zone Z1 unmittelbar vor dem Fahrzeug 100, während die Zone Z4 am weitesten von dem Fahrzeug 100 entfernt ist. Ein großer Zeitvorteil ergibt sich dadurch, dass in Zone Z1 aus der vorliegenden aktuellen Bewegung des Fahrzeugs 100 die Bewegungsrichtung des Fahrzeugs nach links oder nach rechts ausgewertet wird und somit ein schneller Startpunkt für den Beginn der Detektion einer Pendelbewegung des Fahrzeugs 100 gefunden wird. Das Fahrzeug 100 muss sequentiell die Zonen Z1 bis Z4 passieren, damit eine Pendelbewegung erkannt werden kann. Für die Zonen Z1 bis Z4 gelten dabei folgende Bedingungen:
Zone Z1:
Der Zone Z1 liegt ein nicht mittig beginnendes Intervall der lateralen Ablage des Fahrzeugs 100 von der Mitte 30.3 der Fahrspur 30 zugrunde. Das Fahrzeug muss sich in dieser Zone Z1 befinden, damit in dem Funktionsmodul 5 ein Startpunkt für die Detektion einer Pendelbewegung des Fahrzeugs 100 gesetzt wird. Eine Oszillation oder Pendelbewegung des Fahrzeugs 100 beginnt mit einer Bewegung des Fahrzeugs 100 nach links, wenn folgende Bedingung erfüllt ist: –YGrenz > Y > – 2·YGrenz (1)
Eine Oszillation oder Pendelbewegung des Fahrzeugs 100 beginnt mit einer Bewegung des Fahrzeugs 100 nach rechts, wenn folgende Bedingung erfüllt ist: YGrenz < Y < 2·YGrenz (2)
Zone Z2:
In Zone Z2 muss der Betrag |Ψ_d| des Differenzwinkels Ψ_d zwischen der Fahrzeuglängsachse 100.1 und der Richtung der Fahrspur 30 bzw. der Richtung ihrer Mitte 30.3 unter eine definierte Schranke Ψ_Grenz fallen. Es muss also folgende Bedingung gelten: |Ψd| < ΨGrenz (3)
Beim Erreichen dieser Schranke wird die dann vorliegende Querablage Y_Zone2 gespeichert.
Zone Z3:
In Zone Z3 werden die im Folgenden beschriebenen drei Kriterien ausgewertet. Zunächst muss wiederum die Bedingung (3) erfüllt sein. Der Differenzwinkel zwischen der Fahrzeuglängsachse und der Richtung der Fahrspur muss also unter eine definierte Schranke fallen.
Weiterhin muss die an diesem Punkt vorliegende Querablage relativ zu der in Zone Z2 festgestellten Querablage Y_Zone2 eine Ablagendifferenz von mindestens dY_Zone3 erreicht haben. Schließlich müssen die beiden zuvor genannten Bedingungen innerhalb einer vorgebbaren Zeitdauer ΔT1 erreicht werden, die für die Zone Z3 vorgegeben wird. Wenn dies nicht der Fall ist, also die vorgegebene Zeitdauer ΔT1 überschritten wird, ohne dass die zuvor genannten beiden Bedingungen erfüllt sind, wird der bisherige Detektionsprozess ergebnislos abgebrochen und es wird ein neuer Detektionsprozess mit den für die Zone Z1 festgelegten Bedingungen gestartet.
Zone Z4:
In Zone Z4 wird, beispielsweise im Punkt 36, eine Pendelbewegung des Fahrzeugs 100 erkannt, wenn die für die Zone Z3 vorgeschriebenen Bedingungen erfüllt wurden und zusätzlich in diesem Punkt 36 eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist: Y < YGrenz (4) oder Y > –YGrenz (5)
Die Information bzw. der Betriebszustand „Fahrzeugoszillation erkannt" wird von dem Funktionsmodul 5 generiert, wenn alle vorgenannten Bedingungen für alle Zonen Z1 bis Z4 erfüllt sind. Diese Information wird über die Verbindungsleitung V2 an das Funktionsmodul 6 weitergegeben und auch an dem Ausgangsanschluss A2 bereitgestellt. Dieser Betriebszustand wird solange aufrechterhalten bis das Funktionsmodul 6 den Detektionsprozess zurücksetzt und die Bedingung für den Start eines erneuten Detektionsprozesses bei einer Zone Z1 festlegt.
Über den Ausgangsanschluss A1 kann das Funktionsmodul 6 Maßnahmen steuern, die als Aktion auf die erkannte laterale Pendelbewegung eingeleitet werden sollen. Beispielsweise kann es sich hier um einen Eingriff in das Lenksystem des Fahrzeugs 100 im Rahmen einer LKS-Assistenzfunktion des Fahrerassistenzsystems 1 des Fahrzeugs handeln. Diese Aktion muss dabei nicht sofort nach der Detektion einer Pendelbewegung des Fahrzeugs 100 eingeleitet werden, sondern kann sich noch zusätzlich an anderen Kriterien orientieren. Als Beispiel sei insbesondere die erfindungsgemäße Aktivierung eines Eingriffs für die Unterdrückung einer weiteren Fahrzeugoszillation genannt, auf die weiter unten noch ausführlich eingegangen wird. Vorteilhaft wird ein derartiger Eingriff nach der Detektion einer Pendelbewegung des Fahrzeugs erst dann durchgeführt, wenn der Differenzwinkel auf einen möglichst kleinen Wert, vorzugsweise den Wert Null, abgefallen ist oder die Orientierung des Fahrzeugs in Richtung der Fahrspurmitte zeigt. Dies ist etwa bei dem Punkt 37 in 3 der Fall. Die Dauer des erforderlichen Eingriffs wird dabei vorteilhaft von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs abhängig gemacht und von dem Funktionsmodul 6 bestimmt. Das Funktionsmodul 6 legt dabei auch fest, wie lange der einmal erkannte Betriebszustand aufrechterhalten wird und leitet diese Information über die Verbindungsleitung V1 an das Funktionsmodul 5 weiter.
Die folgende Beschreibung bezieht sich insbesondere auf das in 2 dargestellte Ablaufdiagramm. Dabei wird von der Erkenntnis ausgegangen, dass eine laterale Pendelbewegung des Fahrzeugs 100 nur bei einem fahrenden Fahrzeug auftreten kann. Die Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs 100 sollte also größer als der Wert Null sein. Vorteilhaft kann daher eine Minimalgeschwindigkeit als Grenzwert vorgegeben werden. Oberhalb dieses Grenzwerts kann die Pendelbewegung erfasst werden. Um zu verhindern, dass die Einwirkung der Zentrifugalkraft auf das Fahrzeug bei Kurvenfahrt eine Pendelbewegung des Fahrzeugs im Sinne der Erfindung vortäuscht, wird die Detektion zweckmäßig nur auf einer im Wesentlichen gerade verlaufenden Fahrspur 30 vorgenommen. Zweckmäßig wird daher ein Grenzwert für die Krümmung der Fahrspur vorgegeben. Die Detektion der Pendelbewegung kommt nur dann zum Einsatz, wenn die Krümmung unterhalb dieses Grenzwerts liegt. Da mittels der Detektion nur eine Pendelbewegung des Fahrzeugs 100 erfasst werden soll, die durch den Eingriff einer Assistenzfunktion des Fahrerassistenzsystems, insbesondere der LKS-Funktion, verursacht wird, wird zweckmäßig zusätzlich auch das Lenkradmoment überwacht. Dadurch kann ausgeschlossen werden, dass es sich bei einer erfassten Pendelbewegung um eine solche handelt, die auf einen bewussten Eingriff des Fahrers in das Lenkverhalten des Fahrzeugs 100 zurückzuführen ist. Sind die drei genannten Voraussetzungen erfüllt, wird die Erkennung einer ggf. vorliegenden Pendelbewegung mit dem Schritt 21 (2) gestartet. Dabei wird zunächst geprüft, ob die für die Zone Z1 definierten Bedingungen vorliegen oder nicht, wobei noch unterschieden wird, ob die Pendelbewegung des Fahrzeugs 100 mit einer Bewegung des Fahrzeugs nach links (Schritt 21A) oder nach rechts (Schritt 21B) beginnt. Beginnt die Pendelbewegung mit einer Bewegung nach links, dann folgt Schritt 21A, der zu dem Schritt 22 überleitet. In dem Schritt 22 wird geprüft, ob die für die Zone Z2 festgelegten Bedingungen erfüllt sind. Ist das der Fall, wird die dabei erfasste Querablage gespeichert und zu dem Schritt 23 übergeleitet. In Schritt 23 wird geprüft, ob die für die Zone Z4 festgelegten Bedingungen erfüllt sind. Ist dies nicht der Fall und wird insbesondere die festgelegte Zeitgrenze nicht eingehalten, dann wird der Prozess zunächst abgebrochen und nach Rückkehr zu dem Anfangsschritt 21 ggf. erneut begonnen. Sind dagegen andererseits die für die Zone Z3 festgelegten Bedingungen erfüllt, dann wird im Bereich der Zone Z4 zunächst festgestellt, dass eine Pendelbewegung detektiert worden ist (siehe Punkt 36 in 3). Nach erfolgreichem Abschluss der beschriebenen Prozessschritte erfolgt mit dem Schritt 24A eine Rückkehr zum Startpunkt, also dem Schritt 21. Ein analoger Ablauf findet mit den Schritten 21, 21B, 25, 26, 26A, 26B, 27, 27A statt, wenn die Pendelbewegung des Fahrzeugs 100 mit einer Bewegung nach rechts eingeleitet wird.
Nach erfolgreicher Detektion einer durch eine aktivierte LKS-Funktion hervorgerufenen lateralen Pendelbewegung des Fahrzeugs kommt nun die erfinderische Lösung zum Tragen, die im Folgenden unter Bezug auf 4, 5 und 6 weiter beschrieben wird. Mit der erfinderischen Lösung wird die detektierte Pendelbewegung beendet oder zumindest soweit unterdrückt, dass sie der Fahrer nicht mehr als störend empfindet.
4 zeigt in einem Diagramm 40 Kennlinien 41.1, 41.2, 42.1, 42.2 einer LKS-Funktion des Fahrerassistenzsystems 10. Die Kennlinien repräsentieren das bei aktiver LKS-Funktion auf das Lenksystem 57 des Fahrzeugs 100 ausgeübte Moment M, wenn das Fahrzeug 100 von der Solltrajektorie abweicht. Dabei ist das Moment M auf der y-Achse des Diagramms, die Abweichung auf der x-Achse des Diagrams aufgetragen. Die Fahrspur 30 verläuft senkrecht zu der Zeichenebene. Für das jetzt beschriebene Ausführungsbeispiel wird angenommen, dass die Solltrajektorie in der Mitte der Fahrspur verläuft. Charakteristisch für die hier zugrunde liegende LKS-Funktion ist, dass das Fahrerassistenzsystem dem Fahrzeug 100 einen eingriffsfreien Korridor 43 um kleine Abweichungen von der Solltrajektorie bereitstellt, der von Eingriffsbarrieren 43.1, 43.2 begrenzt ist. Innerhalb dieses Korridors 43 mit der Breite x_tot kann der Fahrer das Fahrzeug, im Wesentlichen unbeeinflusst durch die LKS-Funktion, lenken. Bei Überschreiten einer Eingriffsbarriere 43.1, 43.2 würde die LKS-Funktion ein entsprechendes Moment M aufbringen, um das Fahrzeug 100 weiter stabil in der Fahrspur 30 zu halten. Kommt jedoch der Fahrer in dem Bereich des Korridors 43 seiner Querführungsaufgabe nicht aktiv nach, so beginnt das Fahrzeug 100 zwischen den beiden Eingriffsbarrieren 43.1 und 43.2 auf der Fahrspur 30 zu pendeln. Diese laterale Pendelbewegung ist zwar stabil, wird aber von sensiblen Fahrern und/oder anderen Verkehrsteilnehmern als störend empfunden. Die Erfindung schlägt daher eine Lösung für die Verminderung oder völlige Unterdrückung einer derartigen lateralen Pendelbewegung vor. Dies wird durch eine im Folgenden beschriebene Anpassung der der LKS-Funktion zugrunde liegenden Kennlinie erreicht. In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird von der symmetrischen Kennlinie 41.1, 41.2 ausgegangen, die den schon erwähnten Korridor 43 mit den Eingriffsbarrieren 43.1 und 43.2 bereitstellt. Um eine Unterdrückung oder zumindest Verminderung einer detektierten lateralen Pendelbewegung des Fahrzeugs 100 zu erreichen, kann diese Kennlinie 41.1, 41.2 derart angepasst werden, dass die Breite des Korridors 43 nach einer vorzugsweise stetigen Funktion von dem zuerst vorliegenden Wert x_tot bis auf den Wert Null abgesenkt wird. Die für diese Absenkung vorgesehene Funktion kann vorteilhaft linear, quadratisch oder kubisch sein. Die Reduzierung der Breite x_tot der Totzone bzw. des Korridors 43 erfolgt dabei vorzugsweise gleichmäßig in Richtung der Pfeile A1, A2, so dass insgesamt die Symmetrie der Kennlinie in Bezug auf die y-Achse erhalten bleibt. Nach der auf diese Weise erfolgten Anpassung der Kennlinie ist, wie die darüber gezeichnete Kennlinie 42.1, 42.2 zeigt, die Breite des Korridors 43 auf Null geschrumpft. Die Führung des Fahrzeugs erfolgt nunmehr enger auf der Solltrajektorie.
In einer weiteren Ausführungsvariante (6) wird die Totzone nur von einer Seite her, also unsymmetrisch, abgesenkt. Dies wird unter Bezug auf das in 6 dargestellte Diagramm erläutert. In diesem Fall wird die Breite x_tot des zunächst symmetrischen Korridors 43 von der linken oder rechten Seite her, also in Richtung des Pfeils A1, verringert. Dabei wird aber immer nur ein Kennlinienast verändert. In diesen beiden, zuletzt erörterten Ausführungsvarianten, erfolgt die Führung des Fahrzeugs 100 durch die LKS Funktion, in Abhängigkeit von der Lage der Symmetrieachse der Kennlinie, links bzw. rechts von der Mitte der Fahrspur. Auf diese Weise kann die laterale Position des Fahrzeugs 100 auf der Fahrspur 30 so gewählt werden, dass sie der Position des Fahrzeugs zum Zeitpunkt der Detektion der lateralen Pendelbewegung entspricht, wobei diese Position nicht notwendigerweise mit der Mitte der Fahrspur übereinstimmt. Dadurch ist ein sehr schneller Eingriff zum Zwecke der Verminderung der Pendelbewegung möglich.
Um nun weiterhin, bezogen auf die Solltrajektorie, einen noch präziseren Eingriff zu erhalten, wird daran anschließend zusätzlich ein der LKS Funktion zugeordneter Komfortfaktor a_comf derart erhöht, dass nun bereits eine geringere Abweichung von der Solltrajektorie zu einem größeren Führungseingriff der LKS Funktion führt. Der Komfortfaktor gewichtet die Steigung der Kennlinie und wird in der Praxis beispielsweise durch Fahrversuche ermittelt. Das von der LKS Funktion aufgebrachte Moment M wird dann nach der folgenden Beziehung gebildet:
mit

M: = LKS Führungsmoment,
M_max: = maximales LKS Führungsmoment,
X_max: = x Wert, bei dem das maximale Moment erreicht wird,
a_comf: = Komfortfaktor,
x_tot: = Breite der Totzone.

Durch die Erhöhung des Komfortfaktors a_comf wird die Kennlinie 41.1, 41.2, wie in 4 dargestellt, in Richtung der Pfeile B1, B2 verschoben, so dass sich eine neue Kennlinie 42.1, 42.2 ergibt. Die Erhöhung wird ebenfalls zeitlich stetig über eine lineare, quadratische oder kubische Funktion durchgeführt. Die Adaption der beiden Parameter x_tot und a_comf kann vorteilhaft nach den folgenden Beziehungen durchgeführt werden: xtot = –m1·tn + Ctot_org (7),mit

m1: = Steigung der Reduktion von x_tot,
t: = aktuelle Laufzeit der Reduktion,
x_tot: = Breite der Totzone,
x_{tot_org}: = ursprüngliche Breite der Totzone,
n: = Exponent, in Abhängigkeit, ob eine Reduktion gemäß einer linearen, quadratischen oder kubischen Funktion erfolgen soll.

Erreicht t den Endwert t_end, so muss der Wert x_tot = 0 entstehen.
Der Komfortfaktor a_comf wird nach folgender Beziehung geändert: acomf = m2·tn + acomf_org (8),mit

m2: = Steigung der Erhöhung von acomf,
a_comf: = Komfortfaktor,
a_{comf_org}: = ursprünglicher Wert des Komfortfaktors,
t: = aktuelle Laufzeit der Reduktion,
n: = Exponent, in Abhängigkeit, ob eine Reduktion gemäß einer linearen, quadratischen oder kubischen Funktion erfolgen soll.

Erreicht t den Endwert t_end, so muss a_{comf_org} > a_{comf_org} entstehen.
Greift der Fahrer während der Verringerung der lateralen Pendelbewegung durch Betätigung des Lenkrads in die Querführung des Fahrzeugs 100 ein, so werden die beiden Parameter zeitlich stetig auf ihren ursprünglichen Wert zurückgesetzt und die Reduktion der Pendelbewegung durch die LKS Funktion wird beendet.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 erfolgt die Anpassung der Kennlinienzweige 41.1, 41.2 in Richtung der Pfeile B1, B2 zu den Kennlinienzweigen 42.1, 42.2 symmetrisch in Bezug auf die y-Achse.
In dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt dagegen die Anpassung unsymmetrisch. Während von der Kennlinie 41.1, 41.2 der ursprüngliche Zweig 41.1 unverändert bleibt, wird der Kennlinienzweig 41.2 in Richtung des Pfeils B1 zu dem Kennlinienzweig 42.2 verändert. Alternativ könnte auch der Kennlinienzweig 41.2 beibehalten und der Kennlinienzweig 41.1 analog verändert werden.
5 zeigt beispielhaft das Blockdiagramm einer Baugruppe 50 des Fahrerassistenzsystems 1, mit der die erfinderische Lösung umgesetzt wird. Mit Bezugsziffer 57 ist das Lenksystem des Fahrzeugs 100 bezeichnet, in das die LKS Funktion nach ihrer Aktivierung eingreift. Das Lenksystem 57 ist mit einem Funktionsmodul 51 verbunden, das die Führungskennlinie für die LKS Funktion bereitstellt. Ein mit Bezugsziffer 54 bezeichnetes Funktionsmodul ermöglicht die oben ausführlich beschriebene Detektion einer lateralen Pendelbewegung des Fahrzeugs 100. Über Verbindungsleitungen 54.1, 54.2 ist das Funktionsmodul 54 mit einem Funktionsmodul 52 und einem Funktionsmodul 55 verbunden. Das Funktionsmodul 52 umfasst mindestens eine Kennlinie 52.1 für die Absenkung der Breite x_tot der Totzone bzw. des Korridors 43. Das Funktionsmodul 55 umfasst mindestens eine Kennlinie 55.1 für die Anpassung des Komfortfaktors a_comf. Über eine Verbindungsleitung 53.1 ist das Funktionsmodul 52 ausgangsseitig mit einem Funktionsmodul 53 verbunden. Ein weiterer Eingang des Funktionsmoduls 53 ist mit dem Eingang 52.2 des Funktionsmoduls 52 verbunden. Das Funktionsmodul 53 ist ausgangsseitig über eine Verbindungsleitung 53.3 mit einem Eingang des Funktionsmoduls 51 verbunden. Das Funktionsmodul 55 ist ausgangsseitig über eine Verbindungsleitung 56.1 mit dem Eingang eines Funktionsmoduls 56 verbunden. Ein weiterer Eingang des Funktionsmoduls 56 ist über eine Verbindungsleitung 56.2 mit dem Eingang 55.2 des Funktionsmoduls 55 verbunden. Ausgangsseitig ist das Funktionsmodul 56 über eine Verbindungsleitung 56.3 mit einem Eingang des Funktionsmoduls 51 verbunden.
An dem Eingang 52.2 des Funktionsmoduls 52 wird der ursprüngliche Wert x_{tot_org} der Breite des Korridors 43 bereitgestellt. An dem Eingang 55.2 des Funktionsmoduls 55 wird der ursprüngliche Wert a_{comf_org} des Komfortfaktors a_comf bereitgestellt. Sobald über das Funktionsmodul 54 eine laterale Pendelbewegung des Fahrzeugs detektiert worden ist, werden die Funktionsmodule 52 und 55 über die Verbindungsleitungen 54.1 und 54.2 aktiviert. Daraufhin werden die Breite des Korridors 43 und der Komfortfaktor, wie zuvor beschrieben, verändert. In dem Funktionsmodul 53 ist ein Minimalwert der Breite des Korridors 43 abgelegt. In dem Funktionsmodul 56 ist ein Maximalwert des Komfortfaktors abgelegt. Über die Verbindungsleitungen 53.3 und 56.3 werden dem Funktionsmodul 51 die jeweils aktuellen Werte der Breite der Totzone und des Komfortfaktors zugeführt.
In der Praxis hat es sich als zweckmäßig erwiesen, eine von dem Fahrerassistenzsystem detektierte Pendelbewegung des Fahrzeugs innerhalb eines Zeitintervalls von etwa 200 Millisekunden bis etwa 2 Sekunden zu reduzieren.
Besonders vorteilhaft eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren auch für die Verminderung einer Pendelbewegung des Fahrzeugs, die beispielsweise infolge einer Inaktivität des Fahrers auftritt. Die Inaktivität des Fahrers lässt sich beispielsweise durch eine fortlaufende Überwachung des Lenk- bzw. Lenkradmoments feststellen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10137292 A1 [0003]
- DE 19720626 A1 [0004]

Claims

Verfahren für die Steuerung eines Fahrerassistenzsystems (10), bei der für die Querführung des Fahrzeugs (100) eine Führungskennlinie einer Funktion (LKS) vorgesehen ist, wobei durch die Aktivierung der Funktion (LKS) eine laterale Pendelbewegung des Fahrzeugs (100) hervorgerufen werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Kurs des Fahrzeugs (100) daraufhin überwacht wird, ob eine laterale Pendelbewegung auftritt, dass bei der Detektion einer Pendelbewegung des Fahrzeugs (100) die Führungskennlinie (41.1, 41.2) der Funktion (LKS) derart verändert wird, dass die Pendelbewegung des Fahrzeugs (100) völlig unterbunden oder zumindest weitgehend verringert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine in der Führungskennlinie (41.1, 41.2) vorgesehene Breite (x_tot) einer Totzone (Korridor 43) verringert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (x_tot) der Totzone (Korridor 43) bis auf den Wert Null reduziert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung der Führungskennlinie symmetrisch erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung der Führungskennlinie unsymmetrisch erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Veränderung der Führungskennlinie nach einer linearen Funktion erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Veränderung der Führungskennlinie nach einer quadratischen Funktion erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Veränderung der Führungskennlinie nach einer kubischen Funktion erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (x_tot) der Totzone (Korridor 43) gemäß der folgenden Beziehung verändert wird: xtot = –m1·tn + Ctot_org,. mitX_tot = aktuelle Breite der Totzone, m1 = Steigung der Veränderungsfunktion, t = aktuelle Laufzeit der Reduktion, n = Exponent der Veränderungsfunktion, x_{tot_org} = ursprüngliche Breite der Totzone.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein in der Funktion (LKS) vorgesehener Parameter oder Komfortfaktor (a_comf) vergrößert wird, so dass nun bereits eine geringere Abweichung von der Solltrajektorie zu einem größeren Führungseingriff der Funktion (LKS) führt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Komfortfaktor (a_comf) gemäß der folgenden Beziehung verändert wird: acomf = m2·tn + acomf_org, mita_comf = aktueller Komfortfaktor, m2 = Steigung der Veränderungskurve, t = aktuelle Laufzeit der Reduktion, n = Exponent der Veränderungsfunktion, a_{comf_org} = ursprünglicher Komfortfaktor.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Komfortfaktor (a_comf) gemäß einer linearen Funktion verändert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Komfortfaktor (a_comf) gemäß einer quadratischen Funktion verändert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Komfortfaktor (a_comf) gemäß einer kubischen Funktion verändert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Lenkeingriff des Fahrers während einer Verminderung der lateralen Pendelbewegung das Verfahren für die Verminderung der lateralen Pendelbewegung des Fahrzeugs beendet wird und dass die Breite (x_tot) der Totzone und der Komfortfaktor (a_comf) auf die ursprünglichen Werte zurückgesetzt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach Erfassen einer Pendelbewegung des Fahrzeugs die Pendelbewegung innerhalb eines Zeitraums von etwa 200 Millisekunden bis etwa 2 Sekunden reduziert wird.
Verwendung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche für die Verminderung einer durch Inaktivität des Fahrers induzierten Pendelbewegung des Fahrzeugs.
Fahrerassistenzvorrichtung (10) mit einer eine Führungskennlinie umfassende Funktion (LKS) eines Fahrzeugs (100), dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrerassistenzvorrichtung (10) Funktionsmodule (52, 55) umfasst, in denen Kennlinien (52.1, 55.1) für die Veränderung von Betriebskenngrößen der Funktion (LKS) abgelegt sind.