DE102008062752A1 - Method for compensation of crosswind effects for vehicle, involves recording direction and strength of crosswind, where steering torque of steering of vehicle is superimposed according to detected direction and strength of crosswind - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, um Einflüsse eines Seitenwinds auf ein Fahrzeug zu kompensieren.The The present invention relates to a method and a device, to compensate for influences of a side wind on a vehicle.
Die
Die
Mit der Einführung elektromechanischer Lenkungen für Serienfahrzeuge sind zusätzliche Funktionen ermöglicht worden, welche den Fahrer eines solchen Fahrzeugs bei der Querführung seines Fahrzeugs unterstützen. Eine dieser zusätzlichen Funktionen ist die Kompensation des Einflusses von Seitenwind. Bei einer gleichmäßigen seitlichen Anströmung auf das Fahrzeug wird automatisch ein geeignetes Lenkmoment überlagert, welches den Einfluss des Seitenwinds auf das Fahrzeug kompensiert, wodurch der Fahrer entlastet wird, da er nicht mehr ständig gegen den Seitenwind anlenken muss.With the introduction of electromechanical steering systems for Series vehicles are additional features enabled been the driver of such a vehicle in the transverse guidance support his vehicle. One of these additional features is the compensation of the influence of crosswinds. With a uniform lateral flow to the vehicle becomes automatic a suitable steering torque superimposed, which the influence the crosswind compensates for the vehicle, causing the driver is relieved, since he is no longer constantly against the crosswind must appeal.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Kompensation von Seitenwindeinflüssen gegenüber dem Stand der Technik weiter zu verbessern.The Object of the present invention is the compensation from crosswind effects compared to the state of Technology continues to improve.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Kompensation von Seitenwindeinflüssen für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, eine Vorrichtung zur Kompensation von Seitenwindeinflüssen für ein Fahrzeug nach Anspruch 5 und ein Fahrzeug nach Anspruch 8 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.According to the invention this task by a method for the compensation of crosswind influences for a vehicle according to claim 1, an apparatus for Compensation of cross wind influences for one Vehicle according to claim 5 and a vehicle according to claim 8 solved. The dependent claims define preferred and advantageous embodiments of the present invention.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt, um den Einfluss von Seitenwind auf ein Fahrzeug zu kompensieren oder auszuregeln. Dabei wird der auf das Fahrzeug einwirkende Seitenwind hinsichtlich seiner Richtung und hinsichtlich seiner Stärke erfasst. Abhängig von dieser erfassten Richtung und von dieser erfassten Stärke des Seitenwindes wird ein Lenkmoment bestimmt und einer Lenkung des Fahrzeug derart überlagert, dass dadurch die Auswirkungen des Seitenwinds auf eine Querführung des Fahrzeugs ausgeglichen werden. Darüber hinaus wird ein Objekt erfasst, an welchem das Fahrzeug demnächst vorbeifahren wird. Ein Einfluss des Objektes auf den Seitenwind, insbesondere auf die Stärke des Seitenwindes, wird bestimmt und das der Lenkung überlagerte Lenkmoment wird abhängig von diesem Einfluss entsprechend verändert, so dass nach wie vor die Auswirkungen des Seitenwinds auf die Querführung des Fahrzeugs auch dann ausgeglichen werden, wenn das Fahrzeug das Objekt passiert. Bei einem solchen Objekt kann es sich beispielsweise um ein weiteres Fahrzeug handeln, welches sich auf einer Nachbarfahrspur des Fahrzeugs befindet. Es ist allerdings erfindungsgemäß auch möglich, dass es sich bei dem Objekt um eine Brücke oder einen Tunnel handelt, deren Position auf einer z. B. digitalen Karte vermerkt ist, was eine Erfassung und eine Lokalisierung erleichtert.in the Within the scope of the present invention, a method is provided to compensate for the influence of crosswinds on a vehicle or correct. In doing so, the side wind acting on the vehicle becomes in terms of his direction and in terms of his strength detected. Depending on this sensed direction and of This detected strength of the crosswind becomes a steering torque determined and superimposed on a steering of the vehicle such that thereby the effects of the crosswind on a lateral guidance be compensated for the vehicle. In addition, will detects an object on which the vehicle will pass shortly becomes. An influence of the object on the crosswind, in particular on the strength of the crosswind, is determined and that The steering superimposed steering torque is dependent modified accordingly by this influence, so that after like the effects of crosswinds on the lateral guidance the vehicle are compensated even if the vehicle Object happens. For example, such an object may be to act another vehicle, which is on a neighboring lane of the vehicle. However, it is also according to the invention possible that the object is a bridge or a tunnel whose position is on a z. B. digital Card, which facilitates detection and localization.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann das Fahrzeug beispielsweise in den Windschatten eines Fahrzeugs (z. B. eines LKWs) eintreten, welches sich auf einer der Fahrspur des Fahrzeugs benachbarten Fahrspur (also auf einer Nachbarfahrspur des Fahrzeugs) befindet, ohne dass der Fahrer des Fahrzeugs die bei dem Vorbeifahren wechselnden Seitenwindkräfte kompensieren muss, um sein Fahrzeug gerade aus zu lenken.By the method according to the invention can be the vehicle For example, in the slipstream of a vehicle (eg Trucks) occur, which is adjacent to one of the lane of the vehicle Lane (ie on a neighboring lane of the vehicle), without the driver of the vehicle changing when driving past Crosswind forces must compensate for getting his vehicle straight to steer out.
Zur Bestimmung des Einflusses des Objektes auf die Stärke und auf die Richtung des Seitenwinds werden dabei insbesondere Ausmaße des Objektes, wie Länge und Höhe des Objektes, und/oder ein Abstand des Fahrzeugs von dem Objekt zum Zeitpunkt des Passierens des Objektes durch das Fahrzeug erfasst und der Einfluss des Objektes auf die Stärke und die Richtung des Seitenwindes abhängig von diesen Ausmaßen und/oder dem Abstand bestimmt.to Determination of the influence of the object on the strength and In the direction of the crosswind are in particular dimensions of the object, such as length and height of the object, and / or a distance of the vehicle from the object at the time the passing of the object detected by the vehicle and the influence of the object on the strength and the direction of the crosswind depending on these dimensions and / or the distance determined.
Je höher und je länger das Objekt ist, desto stärker reduziert sich der Seitenwind, welcher auf das Fahrzeug bei einem Passieren des Objektes auftrifft. Genauso gilt für den Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt, dass der auf das Fahrzeug auftreffende Seitenwind umso stärker reduziert wird, je geringer dieser Abstand beim Passieren des Objektes ist. Neben den Ausmaßen und dem Abstand ist noch das Merkmal entscheidend, ob sich das Objekt beim Passieren in der Richtung des Seitenwindes oder entgegen dieser Richtung neben dem Fahrzeug befindet. Dabei gilt, dass sich die Auswirkungen des Seitenwindes auf das Fahrzeug stärker verringern, wenn sich das Objekt entgegen der Richtung des Seitenwindes neben dem Fahrzeug befindet.ever higher and the longer the object, the stronger reduces the crosswind, which on the vehicle at a Passing the object hits. Same goes for the Distance between the vehicle and the object that hits the vehicle Crosswind is the more reduced the lower it is Distance when passing the object is. In addition to the dimensions and the distance is still the characteristic of determining whether the object when passing in the direction of the crosswind or against it Direction next to the vehicle. It is true that the Effects of crosswinds on the vehicle stronger decrease when the object is against the direction of the crosswind located next to the vehicle.
Bei einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird eine Länge des Objektes in der Fahrtrichtung des Fahrzeugs und eine Relativgeschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt bestimmt. Abhängig von dieser Länge und von der Relativgeschwindigkeit wird eine Zeitdauer bestimmt, welche das Fahrzeug benötigt, um das Objekt zu passieren. Durch diese Zeitdauer kann ein Zeitpunkt bestimmt werden, ab welchem der Einfluss des Objektes auf den Seitenwind im Bezug auf das Fahrzeug wieder abnimmt, da das Fahrzeug wieder aus dem Windschatten des Objektes heraus fährt. Daher wird gemäß dieser Ausführungsform zu diesem Zeitpunkt damit begonnen, dass der Lenkung überlagerte Lenkmoment wieder langsam auf dasjenige Lenkmoment einzuregeln, welches vor einem Passieren des Objektes durch das Fahrzeug (also ohne Einfluss des Objektes) der Lenkung überlagert wurde. Da der Einfluss des Objektes abhängig von der Relativgeschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt kontinuierlich abnimmt, wird auch das der Lenkung überlagerte Lenkmoment entsprechend des zeitlichen Verlaufes dieses Einflusses derart verändert (insbesondere vergrößert), dass dieses Lenkmoment schließlich wieder die volle Stärke des Seitenwindes auf das Fahrzeug vollständig kompensiert, wenn das Objekt die Auswirkungen des Seitenwindes auf das Fahrzeug in keiner Weise mehr beeinflusst.In a preferred embodiment of the invention, a length of the object in the direction of travel of the vehicle and a relative speed between the vehicle and the object are determined. Depending on this length and on the relative speed, a time period is determined which the vehicle needs to pass the object. Through this period, a time can be determined, from which the influence of the object on the crosswind with respect to the vehicle decreases again, as the vehicle again out of the slipstream of the object. Therefore, according to this embodiment, at this time, the steering torque superimposed on the steering wheel is slowly restored to that steering torque which has been superimposed on the steering before passing the object through the vehicle (that is, without the influence of the object). Since the influence of the object continuously decreases as a function of the relative speed between the vehicle and the object, the steering torque superimposed on the steering is also changed (in particular increased) according to the time profile of this influence such that this steering torque finally returns the full strength of the side wind to the vehicle Vehicle fully compensated if the object in any way affects the effects of crosswinds on the vehicle in any way.
Ähnliche Überlegungen gelten auch für den Eintritt des Fahrzeugs in den Windschatten des Objektes. Auch dabei wird das der Lenkung überlagerte Lenkmoment abhängig von der Relativgeschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt kontinuierlich verändert (verringert), bis sich das Fahrzeug vollständig im Windschatten des Objektes (sofern das Objekt in der Fahrtrichtung des Fahrzeugs länger als das Fahrzeug ist) befindet.Similar considerations also apply to the entry of the vehicle in the slipstream of the object. Also, this is the steering superimposed steering torque depending on the relative speed between the vehicle and continuously changes (decreases) the object until the vehicle is completely in the lee of the object (if the object in the direction of travel of the vehicle longer as the vehicle is).
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch eine Vorrichtung zur Kompensation von Seitenwindeinflüssen für ein Fahrzeug bereitgestellt. Dabei umfasst die Vorrichtung eine erste Erfassungseinrichtung, eine zweite Erfassungseinrichtung und eine Steuereinheit. Mit der ersten Erfassungseinrichtung werden eine Richtung und eine Stärke eines Seitenwindes, welcher auf das Fahrzeug einwirkt, erfasst. Abhängig von dieser erfassten Richtung und von der erfassten Stärke bestimmt die Steuereinheit ein Lenkmoment. Wenn dieses Lenkmoment einer Lenkung des Fahrzeugs überlagert wird, werden dadurch die Einflüsse des Seitenwinds auf eine Querführung des Fahrzeugs ausgeglichen. Mit der zweiten Erfassungseinrichtung wird ein Objekt erfasst, an weichere das Fahrzeug demnächst vorbeifahren wird. Die Steuereinheit bestimmt einen Einfluss dieses erfassten Objektes auf die Stärke und auf die Richtung des Seitenwindes und berechnet eine entsprechende Änderung des Lenkmoments in Abhängigkeit von diesem Einfluss, damit die Querführung des Fahrzeugs nach wie vor ausgeglichen wird, wenn das derart veränderte Lenkmoment der Lenkung des Fahrzeugs überlagert wird.in the The scope of the present invention also provides a device for Compensation of cross wind influences for one Vehicle provided. The device comprises a first Detection device, a second detection device and a control unit. With the first detection device, a direction and a Strength of a side wind, which acts on the vehicle, detected. Depending on this sensed direction and of the detected strength, the control unit determines a steering torque. When this steering torque superimposed on a steering of the vehicle becomes, thereby the influences of the crosswind on offset a transverse guide of the vehicle. With the second Capture device detects an object softer the vehicle will pass soon. The control unit determines an influence of this detected object on the strength and on the direction of the crosswind and calculate a corresponding change of the steering torque depending on this influence, so the lateral guidance of the vehicle is still balanced is when the steering torque thus changed the steering of the vehicle is superimposed.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche vorab im Detail erläutert wurden, weshalb hier auf eine Wiederholung verzichtet wird.The Advantages of the device according to the invention correspond essentially the advantages of the invention Procedure, which were explained in advance in detail, why here is waived a repetition.
Als
zweite Erfassungseinrichtung oder Sensorik können dabei
eine oder mehrere von folgenden Vorrichtungen eingesetzt werden:
eine
Stereokamera,
ein Radar,
ein Lidar („LIght Detection
And Ranging”).In this case, one or more of the following devices can be used as second detection device or sensor system:
a stereo camera,
a radar,
a lidar ("LIght Detection And Ranging").
Ein Lidar arbeitet dabei mit einer dem Radar („RAdiowave Detection And Ranging”) sehr verwandten Methode zur Entfernungs- und Geschwindigkeitsmessung sowie zur Fernmessung atmosphärischer Parameter. Statt Funkwellen wie beim Radar werden jedoch beim Lidar Laserstrahlen verwendet.One Lidar works with a radar ("RAdiowave Detection And Ranging ") is a very related method of and speed measurement and for remote measurement of atmospheric parameters. Instead of radio waves as in the radar, laser beams are produced at the lidar used.
Schließlich wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bereitgestellt.After all is in the context of the present invention, a vehicle with a Device provided according to the invention.
Die vorliegende Erfindung ist insbesondere für Kraftfahrzeuge geeignet, um Seitenwindeinflüsse auch dann dynamisch kompensieren zu können, wenn diese Einflüsse durch andere Fahrzeuge, welche sich auf Nachbarfahrspuren befinden, verändert werden. Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen bevorzugten Anwendungsbereich beschränkt, sondern kann beispielsweise auch eingesetzt werden, um Einflüsse von feststehenden Objekten, wie beispielsweise Häusern, welche sich dicht an der Fahrstrecke des Fahrzeugs befinden, auf die Auswirkungen des Seitenwindes zu bestimmen, um auch in diesem Fall die sich entsprechend veränderten Seitenwindeinflüsse auf das Fahrzeug optimal zu kompensieren. Darüber hinaus ist es denkbar, die vorliegende Erfindung auch bei Flugzeugen oder Schiffen einzusetzen.The The present invention is particularly applicable to motor vehicles suitable for dynamically compensating crosswind influences to be able to, if these influences by other vehicles, which are located on neighboring lanes, be changed. Of course, the present invention is not limited to this preferred scope, but For example, it can also be used to influence things of fixed objects, such as houses, which are close to the driving distance of the vehicle, on the Effects of crosswinds to determine, even in this case the accordingly changed crosswind influences to compensate for the vehicle optimally. Furthermore It is conceivable that the present invention also applies to aircraft or ships use.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen mit Bezug zu den Figuren im Detail erläutert.in the Below, the present invention will be described with reference to preferred embodiments explained in detail with reference to the figures.
In
In
Mit
dem Bezugszeichen
Die
erfindungsgemäße Vorrichtung, welche in
Man
erkennt in
Durch
die vorliegende Erfindung kann ein Fahrer des Fahrzeugs
In
- 11
- Vorrichtungcontraption
- 22
- Lidarlidar
- 33
- Steuereinheitcontrol unit
- 44
- Objektobject
- 55
- Seitenwindcrosswind
- 66
- Fahrbahnmarkierungroad marking
- 77
- Fahrwegroadway
- 88th
- ServolenkungPower steering
- 99
- SeitenwinderfassungseinrichtungCrosswind sensing means
- 1010
- Fahrzeugvehicle
- 1111
- Fahrtrichtungdirection of travel
- AA
- Abstanddistance
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- - DE 10137292 A1 [0003] - DE 10137292 A1 [0003]
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