DE102009058147A1 - Device for assisting driver in stabilizing vehicle and holding on to track while braking, has control unit generating control signals for assisting system for assisting driver in stabilizing vehicle and holding on to track while braking - Google Patents

Device for assisting driver in stabilizing vehicle and holding on to track while braking, has control unit generating control signals for assisting system for assisting driver in stabilizing vehicle and holding on to track while braking Download PDF

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Continental Teves AG and Co OHG
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Abstract

The device has a control unit (12) to which track data (14) and braking data are fed from a track sensing unit (10) e.g. front camera. The control unit generates control signals (16) for an assisting system e.g. active steering system (18) and road handling control system (20) for assisting a driver in stabilizing a vehicle and holding on to track while braking based on the data fed to the control unit. The control unit controls the steering system by the control signals such that steering torque is applied for assisting the driver in stabilizing the vehicle and holding on to the track. An independent claim is also included for a method for assisting a driver in stabilizing a vehicle and holding on to track while braking.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Unterstützung eines Fahrers bei der Stabilisierung und Spurhaltung eines Fahrzeugs bei einer Bremsung und ein entsprechendes Verfahren gemäß Anspruch 1 bzw. 9.The invention relates to a device for assisting a driver in the stabilization and tracking of a vehicle during braking and a corresponding method according to claim 1 or 9.

In Notbremssituationen besonders bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten ist der Fahrer oft mit der Stabilisierung und Spurhaltung des Fahrzeugs überfordert, so dass das Fahrzeug ins Schlingern geraten kann. Da sich das Fahrzeug gerade bei hohen Geschwindigkeiten insbesondere bei einer Notbremsung im Grenzbereich der Haftung befindet (meist sind die Schlupfregelsysteme aktiv), können sowohl Lenkbewegungen als auch bereits geringe Störgrößen wie beispielsweise radindividuell unterschiedliche Reibwerte, radindividuell unterschiedliche Hydraulikdrücke oder Bremsmomente, eine unebene Fahrbahn oder Fahrspurrillen einen großen Einfluss auf die Spurhaltung des Fahrzeugs haben. Weiterhin kann das Fahrzeug auch durch falsche Lenkaktionen des Fahrers, mit welchen er vermeintlich das Fahrzeug stabilisieren bzw. in einer Spur halten will, ins Schlingern geraten oder sich „aufschaukeln”.In emergency situations, especially at high vehicle speeds, the driver is often overwhelmed with the stabilization and tracking of the vehicle, so that the vehicle can get into a lurch. Since the vehicle is at high speeds, especially in an emergency braking in the border region of liability (usually the slip control systems are active), both steering movements and even small disturbances such as individual wheel friction coefficients, different wheel hydraulic pressures or braking torques, an uneven road or ruts have a major impact on the tracking of the vehicle. Furthermore, the vehicle may also get into a jolt or "rock up" due to incorrect steering actions by the driver, with whom he supposedly wants to stabilize the vehicle or keep it in a lane.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, den Fahrer eines Fahrzeugs bei einer Bremsung, insbesondere einer Notbremsung bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten, bei der Stabilisierung und Fahrspurhaltung aktiv zu unterstützen.The object of the present invention is therefore to actively support the driver of a vehicle during braking, in particular emergency braking at high vehicle speeds, during stabilization and lane keeping.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Unterstützung eines Fahrers bei der Stabilisierung und Spurhaltung eines Fahrzeugs bei einer Bremsung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und durch ein entsprechendes Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 9 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.This object is achieved by a device for assisting a driver in the stabilization and tracking of a vehicle when braking with the features of claim 1 and by a corresponding method with the features of claim 9. Further embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, Daten eines Spurverlassenswarnsystems (Lane Departure Warning, Heading Control) beziehungsweise eines Spurhaltesystems (Lane Keeping Support) bei einer Bremsung eines Fahrzeugs auszuwerten und davon abhängig den Fahrer eines Fahrzeugs bei der Stabilisierung und Spurhaltung des Fahrzeugs zu unterstützen. Hierbei können insbesondere die aus dem Kamerabild des Spurverlassenswarnsystems oder des Spurhaltesystems gewonnenen Fahrspurdaten verwendet werden. Die Erfindung arbeitet als überlagerte Regelung der Lenkung eines Fahrzeugs basierend auf einer Spurerfassung, und insbesondere im Zusammenspiel mit Stabilisierungssystemen wie ABS (Anti-Blockier-System), ESP (Elektronisches Stabilitäts-Programm), DSR (Driver Steering Recommendation). Die Erfindung soll einen Fahrer vor allem in Notbremssituationen bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten bei der Stabilisierung und Spurhaltung des Fahrzeugs unterstützen. Insbesondere in Kurven und bei Fahrbahnbelägen mit unterschiedlichen Reibwerten kann die Erfindung einen hohen Nutzen haben. Die erfindungsgemäße Fahrerunterstützung wird insbesondere automatisch bei einer erkannten Bremsung oder bei einem erkannten Ausweichmanöver aktiviert.An essential concept of the invention is to evaluate lane departure warning (heading control) or lane keeping system (Lane Keeping Support) data when braking a vehicle and to assist the driver of a vehicle in stabilizing and tracking the vehicle. In particular, the lane data obtained from the camera image of the lane departure warning system or the lane keeping system may be used. The invention operates as a superimposed control of the steering of a vehicle based on a track detection, and in particular in conjunction with stabilization systems such as ABS (Anti-lock Braking System), ESP (Electronic Stability Program), DSR (Driver Steering Recommendation). The invention is intended to assist a driver, especially in emergency braking situations at high vehicle speeds in the stabilization and tracking of the vehicle. Especially in curves and in road surfaces with different coefficients of friction, the invention can have a high benefit. The driver assistance according to the invention is activated in particular automatically in the event of a detected braking or in the event of a detected evasive maneuver.

Die vorliegende Erfindung betrifft nun gemäß einer Ausführungsform eine Vorrichtung zur Unterstützung eines Fahrers bei der Stabilisierung und Spurhaltung eines Fahrzeugs bei einer Bremsung mit

  • – einer Fahrspurerfassungseinheit und
  • – einer Steuereinheit, der Fahrspurdaten von der Fahrspurerfassungseinheit und Bremsdaten zugeführt werden, und die ausgebildet ist, basierend auf den zugeführten Daten Steuersignale für ein System zur Unterstützung des Fahrers bei der Stabilisierung und Spurhaltung des Fahrzeugs zu erzeugen.
The present invention now relates, according to one embodiment, to a device for assisting a driver in stabilizing and tracking a vehicle during braking
  • A lane detection unit and
  • A control unit supplied with lane data from the lane detection unit and brake data, and configured to generate control signals for a system for assisting the driver in stabilizing and tracking the vehicle based on the supplied data.

Das System zur Unterstützung des Fahrers bei der Stabilisierung und Spurhaltung des Fahrzeugs kann ein aktives Lenksystem, insbesondere ein elektrisches Lenksystem wie eine elektromechanische Hilfskraftlenkung EPS (Electric Power Steering), mit Momenten- oder Winkelüberlagerung sein, und die Steuereinheit kann über die Steuersignale das aktive Lenksystem derart ansteuern, dass Lenkmomente aufgebracht werden, die den Fahrer bei der Stabilisierung des Fahrzeugs und der Spurhaltung der lateralen Fahrzeugposition unterstützen. Bei einem aktiven Lenksystem mit Momentenüberlagerung wird der Fahrer dadurch unterstützt, dass haptisch signalisiert wird, wie er lenken soll. Bei einem aktiven Lenksystem mit Winkelüberlagerung kann dagegen aktiv eine Lenkbewegung durch die Vorrichtung erzeugt werden. Durch das aktive Lenksystem aufgebrachte Lenkmomente können insbesondere aus Sicherheitsgründen vom Fahrer durch eine größere eigene Gegenkraft übersteuert werden. Die Vorrichtung kann auch derart ausgebildet sein, dass die Ansteuerung des aktiven Lenksystems abgebrochen wird, wenn erkannt wird, dass der Fahrer eine bewusste, gewollte Lenkaktion durchführen will, etwa um einem Hindernis auszuweichen. Eine derartige Lenkaktion kann beispielsweise durch Messung des vom Fahrer selbst aufgebrachten Lenkwinkels und/oder und/oder Lenkwinkelgradients und/oder der vom Fahrer selbst aufgebrachten Lenkkraft erkannt werden.The system for assisting the driver in stabilizing and tracking the vehicle may be an active steering system, in particular an electric steering system such as Electric Power Steering (EPS), with torque or angle superposition, and the control unit may control the active steering system via the control signals in such a way that steering torques are applied which assist the driver in stabilizing the vehicle and tracking the lateral vehicle position. In an active steering system with torque superimposition, the driver is assisted by a haptic signal as to how he should steer. In contrast, in an active steering system with angle superimposition, a steering movement can be actively generated by the device. Due to the active steering system applied steering torque can be overridden by the driver in particular for safety reasons by a greater own counterforce. The device may also be configured such that the activation of the active steering system is interrupted when it is detected that the driver wants to carry out a deliberate, deliberate steering action, for example to avoid an obstacle. Such a steering action can be detected, for example, by measuring the steering angle and / or and / or steering angle gradient applied by the driver himself and / or the steering force applied by the driver himself.

Das System zur Unterstützung des Fahrers bei der Stabilisierung und Spurhaltung des Fahrzeugs kann auch eine Fahrdynamikregelung mit Bremseingriff sein, und die Steuereinheit kann über die Steuersignale die Fahrdynamikregelung derart ansteuern, dass Giermomente über radindividuelle Bremseingriffe aufgebracht werden, die den Fahrer bei der Stabilisierung des Fahrzeugs und der Spurhaltung der lateralen Fahrzeugposition unterstützen. Durch das Aufbringen von radindividuellen Bremseingriffen können Giermomente um die Hochachse des Fahrzeugs erzeugt werden, die zur Fahrzeugstabilisierung und Spurhaltung dienen können.The system for assisting the driver in stabilizing and tracking the vehicle may also be a driving dynamics control with braking intervention, and the control unit can control the driving dynamics control via the control signals in such a way that yawing moments are produced over individual wheels Braking operations are applied, which support the driver in stabilizing the vehicle and tracking the lateral vehicle position. By applying wheel-specific brake interventions yaw moments can be generated about the vertical axis of the vehicle, which can be used for vehicle stabilization and tracking.

Der Steuereinheit können ferner Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungs- und/oder Brems- und/oder Lenkdaten des Fahrzeugs zugeführt werden, und die Steuereinheit kann ausgebildet sein, abhängig von den zugeführten Geschwindigkeits- Beschleunigungs- und/oder Brems- und/oder Lenkdaten das Erzeugen von Steuersignalen für das System zur Unterstützung des Fahrers bei der Stabilisierung und Spurhaltung des Fahrzeugs zu aktivieren oder zu deaktivieren. Beispielsweise kann das System zur Unterstützung des Fahrers bei der Stabilisierung und Spurhaltung automatisch aktiviert werden, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit über einer definierten Schwelle liegt und Fahrspurmarkierungen und ein Notbrems- und/oder Notlenkmanöver erkannt wurde.The control unit may further speed and / or acceleration and / or braking and / or steering data of the vehicle are supplied, and the control unit may be formed, depending on the supplied speed-acceleration and / or braking and / or steering data Generating control signals for the system to assist the driver in stabilizing and tracking the vehicle to activate or deactivate. For example, the system may be automatically activated to assist the driver in stabilizing and tracking when the vehicle speed is above a defined threshold and lane markings and emergency brake and / or emergency steering maneuvers have been detected.

Die Steuereinheit kann ferner ausgebildet sein, die Steuersignale basierend auf den zugeführten Daten derart zu erzeugen, dass der Fahrer bei der Spurhaltung einer lateralen Fahrzeugposition des Fahrzeugs in der Fahrspur unterstützt wird, wobei als laterale Fahrzeugposition die aktuelle laterale Fahrzeugposition des Fahrzeugs in der Fahrspur oder eine andere laterale Fahrzeugposition des Fahrzeugs, insbesondere die Mitte der Fahrspur oder ein gleicher Abstand zu seitlichen Hindernissen, als Sollgröße für die Steuereinheit vorgegeben ist. Einerseits kann also die aktuelle laterale Fahrzeugposition des Fahrzeugs in der Fahrspur als Sollgröße für die Steuereinheit dienen, die dann den Fahrer bei Stabilisierung und Haltung des Fahrzeugs in der aktuellen Fahrspur unterstützt, beispielsweise wenn das Fahrzeugs von einer hohen Fahrgeschwindigkeit stark abgebremst werden muss, um ein Schlingern des Fahrzeugs zu vermeiden, wie beim Auffahren auf ein Stauende auf einer Autobahn. Andererseits kann auch im Prinzip jede andere laterale Position des Fahrzeugs als Sollgröße für die Steuereinheit vorgegeben werden, insbesondere abhängig von der jeweiligen Fahrsituation. Beispielsweise kann beim Fahren in einer Fahrspur mit seitlicher Begrenzung durch eine Leitplanke ein gewisser Sicherheitsabstand zur Leitplanke vorgegeben sein, der als laterale Fahrzeugposition für die Regelung verwendet wird.The control unit may further be configured to generate the control signals based on the supplied data such that the driver is assisted in tracking a lateral vehicle position of the vehicle in the lane, wherein the lateral vehicle position is the current lateral vehicle position of the vehicle in the lane or a vehicle other lateral vehicle position of the vehicle, in particular the center of the lane or an equal distance to lateral obstacles, is predetermined as a desired size for the control unit. On the one hand, therefore, the current lateral vehicle position of the vehicle in the lane can serve as a setpoint for the control unit, which then assists the driver in stabilizing and maintaining the vehicle in the current lane, for example when the vehicle has to be braked strongly by a high driving speed To avoid skidding of the vehicle, as when driving on a jam end on a highway. On the other hand, in principle, any other lateral position of the vehicle can be specified as a set value for the control unit, in particular depending on the particular driving situation. For example, when driving in a traffic lane with a lateral boundary through a guardrail, a certain safety distance to the guardrail can be predetermined, which is used as a lateral vehicle position for the control.

Die Steuereinheit kann weiterhin ausgebildet sein, die Steuersignale basierend auf den zugeführten Daten derart zu erzeugen, dass nach einem Ausweichvorgang auf eine andere Fahrspur der Fahrer bei der Stabilisierung des Fahrzeugs in einer neuen Fahrspur unterstützt wird. Dies ist vor allem bei einem Notausweichvorgang hilfreich, wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit sich einem langsameren oder gar stehenden Fahrzeug in der eigenen Fahrspur nähert. Bei einem Ausweichen in einer derartigen Situation unterstützen bereits Fahrstabilisierungssysteme wie ESP den Fahrer bei der Fahrzeugstabilisierung. Zusätzlich kann jedoch durch die Fahrspurbasierte Stabilisierung eine ggf. noch effizientere Stabilisierung bzw. ein Vehindern eines „Aufschaukelns” oder Schlingerns des Fahrzeuges erzielt werden, wenn Daten über eine erkannte neue Fahrspur herangezogen werden.The control unit may further be configured to generate the control signals based on the supplied data in such a way that, after an evasive action on another lane, the driver is assisted in stabilizing the vehicle in a new lane. This is especially helpful in an emergency avoidance operation when the vehicle is approaching a slower or even stationary vehicle in its own lane at high speed. When dodging in such a situation, already drive stabilization systems such as ESP assist the driver in the vehicle stabilization. In addition, however, by the lane-based stabilization, a possibly even more efficient stabilization or a vehicle of a "rocking" or rolling of the vehicle can be achieved if data about a recognized new traffic lane are used.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist eine Steuereinheit zum Einsatz in einer Vorrichtung nach der Erfindung und wie oben beschrieben vorgesehen, wobei die Steuereinheit folgendes aufweist:

  • – eine Schnittstelle zum Empfangen von Fahrspurdaten von einer Fahrspurerfassungseinheit und von Bremsdaten, und
  • – ein Prozessor, der konfiguriert ist, basierend auf den zugeführten Daten Steuersignale für ein System zur Unterstützung des Fahrers bei der Stabilisierung und Spurhaltung des Fahrzeugs zu erzeugen und auszugeben.
Die Steuereinheit kann beispielsweise als elektronisches Modul zur Implementierung in ein Elektronisches Steuergerät eines Fahrzeugs ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Steuereinheit als ASIC (Application Specific Integrated Circuit) oder als Mikrokontroller mit einem Programmspeicher ausgebildet sein, in dem ein Programm gespeichert ist, das den Mikrokontroller wie vorstehend erläutert konfiguriert.According to a further embodiment of the invention, a control unit is provided for use in a device according to the invention and as described above, the control unit comprising:
  • An interface for receiving lane data from a lane detection unit and brake data, and
  • A processor configured to generate and output control signals for a system to assist the driver in stabilizing and tracking the vehicle based on the input data.
The control unit can be designed, for example, as an electronic module for implementation in an electronic control unit of a vehicle. For example, the control unit can be embodied as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or as a microcontroller with a program memory in which a program is stored that configures the microcontroller as explained above.

Die Schnittstelle der Steuereinheit kann ferner zum Empfangen von Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungs- und/oder Brems- und/oder Lenkdaten des Fahrzeugs ausgebildet sein, und

  • – der Prozessor kann ferner konfiguriert sein, abhängig von den zugeführten Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungs- und/oder Brems- und/oder Lenkdaten das Erzeugen von Steuersignalen für das System zur Unterstützung des Fahrers bei der Stabilisierung und Spurhaltung des Fahrzeugs zu aktivieren oder zu deaktivieren.
The interface of the control unit may further be configured to receive speed and / or acceleration and / or braking and / or steering data of the vehicle, and
  • The processor may be further configured to activate or to generate control signals for the system to assist the driver in stabilizing and tracking the vehicle, depending on the speed and / or acceleration and / or braking and / or steering data supplied deactivate.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers bei der Stabilisierung und Spurhaltung eines Fahrzeugs bei einer Bremsung mit den folgenden Schritten:

  • – Erfassen einer Fahrspur und
  • – Erzeugen von Steuersignalen für ein System zur Unterstützung des Fahrers bei der Stabilisierung und Spurhaltung des Fahrzeugs basierend auf Daten der erfassten Fahrspur und Bremsdaten.
A further embodiment of the invention relates to a method for assisting a driver in stabilizing and tracking a vehicle during braking with the following steps:
  • - Detecting a lane and
  • Generating control signals for a system for assisting the driver in stabilizing and tracking the vehicle based on detected lane data and braking data.

Das Verfahren ist insbesondere in Form eines Programms implementiert, das zum Ausführen durch einen Prozessor der Vorrichtung nach der Erfindung und wie oben erläutert vorgesehen ist. In particular, the method is implemented in the form of a program intended to be executed by a processor of the device according to the invention and as explained above.

Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit dem/den in der/den Zeichnung(en) dargestellten Ausführungsbeispiel(en).Further advantages and possible applications of the present invention will become apparent from the following description in conjunction with the / in the drawing (s) illustrated embodiment (s).

In der Beschreibung, in den Ansprüchen, in der Zusammenfassung und in der/den Zeichnung(en) werden die in der hinten angeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet.In the description, in the claims, in the abstract and in the drawing (s), the terms and associated reference numerals used in the list of reference numerals recited below are used.

Die Zeichnung(en) zeigt/zeigen inThe drawing (s) show / show in

1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Vorrichtung zur Unterstützung eines Fahrers bei der Stabilisierung und Spurhaltung eines Fahrzeugs bei einer Bremsung gemäß der Erfindung; und 1 a block diagram of an embodiment of the device for assisting a driver in the stabilization and tracking of a vehicle during braking according to the invention; and

2 und 3 Fahrsituationen mit und ohne einer Vorrichtung gemäß der Erfindung; 2 and 3 Driving situations with and without a device according to the invention;

Im Folgenden können gleiche und/oder funktional gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein. Die im Folgenden angegebenen absoluten Werte und Maßangaben sind nur beispielhafte Werte und stellen keine Einschränkung der Erfindung auf derartige Dimensionen dar.In the following, identical and / or functionally identical elements can be provided with the same reference numerals. The absolute values and dimensions given below are only exemplary values and do not limit the invention to such dimensions.

In 1 ist ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Unterstützung eines Fahrers bei der Stabilisierung und Spurhaltung eines Fahrzeugs bei einer Bremsung gezeigt. Die Vorrichtung weist eine Fahrspurerfassungseinheit 10 auf, die beispielsweise eine Front-Kamera eines LDW(Lane Departure Warning)-Systems, eine Radar- oder Lidarsensorik aufweist. Die Fahrspurerfassungseinheit 10 weist ferner eine Fahrspurerkennungseinheit auf, die in Form einer Algorithmik in einem Programm zur Fahrspurerfassung ausgebildet sein kann. Die Einheit 10 kann Teil eines Fahrerassistenzsystems sein, das eine LDW-Funktionalität beinhaltet, oder als gesonderte Einheit vorgesehen sein, die ihre Daten anderen Fahrerassistenzsystemen zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung stellt. Hierzu gibt die Fahrspurerfassungseinheit 10 Fahrspurdaten 14 digital über eine Schnittstelle aus. Die Fahrspurdaten 14 können beispielsweise über einen Fahrzeug-Bus anderen Systemen zur Verfügung gestellt werden.In 1 FIG. 12 is a block diagram of a driver assistance device in stabilizing and tracking a vehicle during braking. FIG. The device has a lane detection unit 10 on, for example, has a front camera of a LDW (Lane Departure Warning) system, a radar or Lidarsensorik. The lane detection unit 10 also has a lane recognition unit, which may be embodied in the form of an algorithm in a program for lane detection. The unit 10 may be part of a driver assistance system that includes LDW functionality, or may be provided as a separate unit that provides its data to other driver assistance systems for further processing. For this purpose, the lane detection unit gives 10 lane data 14 digitally via an interface. The lane data 14 For example, they can be made available to other systems via a vehicle bus.

An einen solchen Bus ist eine Steuereinheit 12 angeschlossen, die eine Schnittstelle 121 zum Empfangen der Fahrspurdaten 14 und einen Prozessor 122 zum Verarbeiten der empfangenen Daten aufweist. Die Steuereinheit 12 empfängt ferner über die Schnittstelle 121 Geschwindigkeitsdaten Vx des Fahrzeugs, longitudinale Beschleunigungsdaten ax und/oder Bremsdruckdaten pF von jeweiligen Sensoriken. Diese Daten können beispielsweise auch von einem ABS- oder ESP-System über einen Fahrzeug-Bus bereitgestellt und von der Steuereinheit 12 über den Bus empfangen werden.To such a bus is a control unit 12 connected, which is an interface 121 for receiving the lane data 14 and a processor 122 for processing the received data. The control unit 12 also receives via the interface 121 Speed data Vx of the vehicle, longitudinal acceleration data ax and / or brake pressure data pF from respective sensors. For example, this data may also be provided by an ABS or ESP system via a vehicle bus and by the control unit 12 be received over the bus.

Die Steuereinheit 12, genauer gesagt der Prozessor 122, erzeugt auf Basis der empfangenen Daten Steuersignale 16 für ein aktives Lenksystem 18 und/oder eine Fahrdynamikregelung 20 mit radindividuellem Bremseingriff, wie beispielsweise ein ABS- oder ESP-System. Die Erzeugung der Steuersignale 16 und deren Wirkung auf die Systeme 18 und 20 werden im Folgenden im Detail erläutert.The control unit 12 , more specifically, the processor 122 , generates control signals based on the received data 16 for an active steering system 18 and / or a vehicle dynamics control 20 with wheel-specific braking intervention, such as an ABS or ESP system. The generation of the control signals 16 and their effect on the systems 18 and 20 will be explained in detail below.

Mit der in 1 gezeigten Vorrichtung soll ein Fahrer insbesondere bei Notbremsungen oder Spurwechseln zur Vermeidung von Kollisionen bei hohen Geschwindigkeiten bei der Stabilisierung und Spurhaltung seines Fahrzeugs unterstützt werden. Hierzu führt der Prozessor 122 der Steuereinheit 12 ein Programm zur Verarbeitung der zugeführten Daten und zur Erzeugung der Steuersignale 16 aus. Zunächst wird vom Programm anhand der zugeführten Geschwindigkeitsdaten Vx des Fahrzeugs geprüft, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit über einer vorgegebenen Schwelle liegt, beispielsweise das Fahrzeug schneller als 120 km/h fährt. Ist dies der Fall, aktiviert das Programm grundsätzlich die Erzeugung der Steuersignale 16. Weiterhin prüft das Programm fortlaufend anhand der zugeführten longitudinalen Beschleunigungsdaten ax und/oder Bremsdruckdaten pF, ob eine Verringerung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs erfolgt und diese über einer vorgegebenen Schwelle liegt. Ist dies der Fall, geht das Programm von einer kritischen Fahrsituation aus, bei welcher der Fahrer eine Notbremsung einleitet und beginnt mit der Verarbeitung der empfangenen Fahrspurdaten, indem es fortlaufend die aktuelle Fahrzeugposition in einer Fahrspur ermittelt und die Steuersignale 16 derart erzeugt, dass das Fahrzeug in der Fahrspur verbleibt. Die Steuersignale 16 werden beispielsweise wie folgt erzeugt: stellt das Programm anhand der Fahrspurdaten fest, dass das Fahrzeug aufgrund der Notbremsung zu Schlingern beginnt und die Fahrspur zu verlassen droht, erzeugt es die Steuersignale derart, dass entweder das aktive Lenksystem 18 derart angesteuert wird, dass es eine Lenkwinkel- oder Lenkmomentenüberlagerung erzeugt, welche den Fahrer dabei unterstützt, das ausbrechende Fahrzeug in der eigenen Fahrspur zu halten, oder Steuersignale 16 für die Fahrdynamikregelung 20 erzeugt werden, die durch radindividuelle Bremseingriffe Giermomente erzeugen soll, die den Fahrer bei der Spurhaltung unterstützen können.With the in 1 As shown, a driver is to be assisted in particular in emergency braking or lane changes to avoid collisions at high speeds in the stabilization and tracking of his vehicle. This is done by the processor 122 the control unit 12 a program for processing the supplied data and generating the control signals 16 out. First, the program checks whether the vehicle speed is above a predetermined threshold, for example the vehicle drives faster than 120 km / h, based on the supplied speed data Vx of the vehicle. If this is the case, the program basically activates the generation of the control signals 16 , Furthermore, the program continuously checks on the basis of the supplied longitudinal acceleration data ax and / or brake pressure data pF, whether a reduction in the speed of the vehicle takes place and this is above a predetermined threshold. If so, the program proceeds from a critical driving situation where the driver initiates emergency braking and begins processing the received lane data by continuously determining the current vehicle position in a lane and the control signals 16 generated such that the vehicle remains in the lane. The control signals 16 are generated, for example, as follows: if the program determines from the lane data that the vehicle is starting to skid due to emergency braking and is about to leave the lane, it generates the control signals such that either the active steering system 18 is driven so that it generates a steering angle or steering torque superimposition, which helps the driver to keep the erupting vehicle in its own lane, or control signals 16 for the vehicle dynamics control 20 generated by wheel-individual braking interventions yaw moments that can assist the driver in tracking.

2 zeigt die Wirkung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei einer Notbremsung eines ersten Fahrzeugs 22, das auf ein zweites vor ihm fahrendes Fahrzeug 24 aufzufahren droht. Anhand der erkannten Fahrbahnmarkierung, welche die eigene Fahrspur des ersten Fahrzeugs 22 definieren, werden von der Vorrichtung Steuersignale derart erzeugt, dass das erste Fahrzeug 22 trotz der Notbremsung in der eigenen Fahrspur bleibt und nicht schlingert. 2 shows the effect of the device according to the invention in an emergency braking of a first vehicle 22 pointing to a second vehicle in front of him 24 threatens to open. On the basis of the recognized lane marking, which is the own lane of the first vehicle 22 are defined by the device control signals are generated such that the first vehicle 22 despite the emergency braking in its own lane remains and not lurches.

Eine weitere Funktionsausprägung ist in 3 gezeigt. Hierbei kann der Fahrer unterstützt werden, indem das erste Fahrzeug 22 nach einem Notausweichvorgang auf eine Nachbarfahrspur (mit oder ohne gleichzeitiger Bremsung) stabilisiert wird. Ohne Unterstützung des Fahrers durch eine Stabilisierung basierend auf der erkannten Nachbarfahrspur gemäß der Erfindung könnte das Fahrzeug schlingern oder sich durch falsche Lenkbewegungen des Fahrers aufschaukeln, wie durch die geschlängelte Linie dargestellt wird. Der Notausweichvorgang kann vom Programm durch eine entsprechende Lenkbewegung ohne starke Bremsung detektiert werden. Nach der Detektion eines Notausweichvorgangs kann das Programm basierend auf Daten der erkannten Nachbarfahrspur Stabilisierungsvorgänge des Fahrzeugs einleiten, indem Steuersignale derart erzeugt werden, dass radindividuelle Bremsvorgänge und Lenkeingriffe über das aktive Lenksystem erzeugt werden, die helfen, das Fahrzeug 22 in der Nachbarfahrspur zu stabilisieren.Another functional feature is in 3 shown. Here, the driver can be assisted by the first vehicle 22 after an emergency evasion operation on a neighboring lane (with or without simultaneous braking) is stabilized. Without assistance of the driver by stabilization based on the detected adjacent lane of the invention, the vehicle could lurch or rock up due to incorrect steering movements of the driver, as illustrated by the meandering line. The evasion operation can be detected by the program by a corresponding steering movement without heavy braking. Upon detection of an emergency evasion operation, the program may initiate stabilization operations of the vehicle based on data of the detected adjacent lane by generating control signals to generate wheel-specific braking and steering interventions via the active steering system that assist the vehicle 22 to stabilize in the neighboring lane.

Der Fahrer kann Lenkmomente, die durch das aktive Lenksystem, das durch die Vorrichtung angesteuert wird, aufgebracht werden, durch eine größere eigene Gegenkraft übersteuern. Die Vorrichtung kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass sie durch den Fahrer aufgebrachte Lenkmomente detektiert und dann die Ansteuerung des aktiven Lenksystems abschaltet. Insbesondere wenn erkannt wird, dass der Fahrer eine bewusste, gewollte Lenkbewegung durchführen will, etwa um einem Hindernis auszuweichen, kann die Erzeugung der Steuersignale für das aktive Lenksystem abgebrochen werden. Dies kann etwa über eine(n) bestimmte(n) vom Fahrer selbst aufgebrachte(n) Lenkwinkel bzw. -kraft erkannt werden. Sofern diese(r) Lenkwinkel bzw. -kraft einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, kann von der Vorrichtung festgestellt werden, dass die Bedingung für eine Abschaltung der Ansteuerung des aktiven Lenksystems erfüllt ist.The driver can oversteer steering moments, which are applied by the active steering system, which is driven by the device, by a greater own counterforce. The device may in particular be designed such that it detects steering forces applied by the driver and then shuts off the activation of the active steering system. In particular, when it is detected that the driver wants to perform a deliberate, intentional steering movement, such as to avoid an obstacle, the generation of the control signals for the active steering system can be aborted. This can be detected, for example, via a specific driver's steering angle or force. If this steering angle or force exceeds a predetermined threshold value, it can be determined by the device that the condition for switching off the activation of the active steering system is met.

Die Erfindung kann auch mit Abstandsregel- oder Kollisionsvermeidungssystemen (z. B. radar- und/oder kamerabasiert) kombiniert werden, die durch Erfassung des Abstands zu einem vorausfahrenden Fahrzeug oder zu einem stehenden Hindernis (Vernetzung mit Situationsinterpretation von Notbremssystemen) Eingriffe in die Längregelung des Fahrzeugs realisieren. Dadurch kann bei einer (ggf. schon gestarteten) Notbremsung, die physikalisch (bzw. empirisch parametriert) nicht mehr ausreichend ist (bzw. eine angepasste Bremsaktion des Fahrers unwahrscheinlich ist), um eine Kollision zu vermeiden, die Systemaktion bzw. -parametrierung beispielsweise wie folgt angepasst werden:

  • • Die Ausweichtrajektorie kann bis zu den physikalischen Grenzen optimiert werden (Bremsen, dann Lenken, Kammscher Kreis, ...);
  • • die Vorrichtung kann in dem Fall nicht aktiviert werden;
  • • ein zur Spurhaltung aufgebrachtes Lenkmoment kann verringert oder verändert werden, um beispielsweise ein Überreißen bei einem Notausweichmanöver zu verhindern;
  • • eine Abbruch- oder Notausweicherkennung der Vorrichtung kann umparametriert werden, um etwa einen Abbruch oder ein Notausweichen eher zu ermöglichen;
  • • in einer anderen Ausprägung kann auch ein zur Spurhaltung aufgebrachtes Lenkmoment verstärkt werden, etwa um eine für Fahrzeuginsassen am wenigsten belastende möglichst frontale Kollision zu erreichen.
The invention can also be combined with distance control or collision avoidance systems (eg radar and / or camera-based) which intervene in the longitudinal regulation of the vehicle by detecting the distance to a preceding vehicle or to a stationary obstacle (networking with situation interpretation of emergency braking systems) Realize vehicle. As a result, in the case of emergency braking (which may have already been started) that is physically (or empirically parameterized) no longer sufficient (or an adapted braking action of the driver is unlikely) in order to avoid a collision, the system action or parameterization may, for example to be adjusted as follows:
  • • The avoidance trajectory can be optimized up to the physical limits (braking, then steering, Kamm's circle, ...);
  • The device can not be activated in that case;
  • • a steering torque applied for tracking can be reduced or changed, for example, to prevent a rollover in an emergency avoidance maneuver;
  • • an abort or emergency evasion detection of the device can be re-parameterized to facilitate, for example, an abort or emergency evasion;
  • • In another form, a steering torque applied for tracking can also be amplified, for example, in order to achieve a frontal collision that is the least stressful for vehicle occupants.

Die vorliegende Erfindung bietet vor allem bei Notbremsungen bei hohen Geschwindigkeiten einem Fahrer Unterstützung bei der Stabilisierung und Fahrspurhaltung des Fahrzeugs. Insbesondere kann die Erfindung als überlagerte Regelung der Lenkung basierend auf einer Spurerfassung und im Zusammenspiel mit Stabilisierungssystemen wie ABS, ESP und DSR arbeiten.The present invention provides a driver assistance in the stabilization and lane keeping of the vehicle, especially in emergency braking at high speeds. In particular, the invention can operate as a superimposed control of the steering based on a track detection and in conjunction with stabilization systems such as ABS, ESP and DSR.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
FahrspurerfassungseinheitLane detecting unit
1212
Steuereinheitcontrol unit
121121
Schnittstelleinterface
122122
Prozessorprocessor
1414
Fahrspurdatenlane data
1616
Steuersignalecontrol signals
1818
aktives Lenksystemactive steering system
2020
Fahrdynamikregelungelectronic stability program
2222
erstes Fahrzeugfirst vehicle
2424
zweites Fahrzeugsecond vehicle

Claims (10)

Vorrichtung zur Unterstützung eines Fahrers bei der Stabilisierung und Spurhaltung eines Fahrzeugs bei einer Bremsung mit – einer Fahrspurerfassungseinheit (10) und – einer Steuereinheit (12), der Fahrspurdaten (14) von der Fahrspurerfassungseinheit und Bremsdaten zugeführt werden, und die ausgebildet ist, basierend auf den zugeführten Daten Steuersignale (16) für ein System (18, 20) zur Unterstützung des Fahrers bei der Stabilisierung und Spurhaltung des Fahrzeugs zu erzeugen.Device for assisting a driver in stabilizing and tracking a vehicle when braking with a lane detection unit ( 10 ) and - a control unit ( 12 ), the lane data ( 14 ) are supplied from the lane detection unit and brake data, and which is configured based on the supplied data control signals ( 16 ) for a system ( 18 . 20 ) to assist the driver in stabilizing and tracking the vehicle. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – das System zur Unterstützung des Fahrers bei der Stabilisierung und Spurhaltung des Fahrzeugs ein aktives Lenksystem (18) mit Momenten- oder Winkelüberlagerung ist, und – die Steuereinheit über die Steuersignale das aktive Lenksystem derart ansteuert, dass Lenkmomente aufgebracht werden, die den Fahrer bei der Stabilisierung des Fahrzeugs und der Spurhaltung der lateralen Fahrzeugposition unterstützen. Device according to claim 1, characterized in that - the system for assisting the driver in stabilizing and tracking the vehicle has an active steering system ( 18 ) is with torque or angle superposition, and - the control unit controls the active steering system via the control signals in such a way that steering torques are applied which assist the driver in stabilizing the vehicle and tracking the lateral vehicle position. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass – das System zur Unterstützung des Fahrers bei der Stabilisierung und Spurhaltung des Fahrzeugs eine Fahrdynamikregelung (20) mit Bremseingriff ist, und – die Steuereinheit über die Steuersignale die Fahrdynamikregelung derart ansteuert, dass Giermomente über radindividuelle Bremseingriffe aufgebracht werden, die den Fahrer bei der Stabilisierung des Fahrzeugs und der Spurhaltung der lateralen Fahrzeugposition unterstützen.Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that - the system for assisting the driver in stabilizing and tracking the vehicle, a vehicle dynamics control ( 20 ) is with braking intervention, and - the control unit via the control signals the vehicle dynamics control such that yawing moments are applied via individual wheel braking interventions that assist the driver in stabilizing the vehicle and tracking the lateral vehicle position. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass – der Steuereinheit ferner Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungs- und/oder Brems- und/oder Lenkdaten des Fahrzeugs zugeführt werden, und – die Steuereinheit ausgebildet ist, abhängig von den zugeführten Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungs- und/oder Brems- und/oder Lenkdaten das Erzeugen von Steuersignalen für das System zur Unterstützung des Fahrers bei der Stabilisierung und Spurhaltung des Fahrzeugs zu aktivieren oder zu deaktivieren.Apparatus according to claim 1, 2 or 3, characterized in that - The control unit further speed and / or acceleration and / or braking and / or steering data of the vehicle are supplied, and - The control unit is adapted, depending on the supplied speed and / or acceleration and / or braking and / or steering data, the generation of control signals for the system to assist the driver in the stabilization and tracking of the vehicle to activate or deactivate. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit ferner ausgebildet ist, die Steuersignale basierend auf den zugeführten Daten derart zu erzeugen, dass der Fahrer bei der Spurhaltung einer lateralen Fahrzeugposition des Fahrzeugs in der Fahrspur unterstützt wird, wobei als laterale Fahrzeugposition die aktuelle laterale Fahrzeugposition des Fahrzeugs in der Fahrspur oder eine andere laterale Fahrzeugposition des Fahrzeugs, insbesondere die Mitte der Fahrspur oder ein gleicher Abstand zu seitlichen Hindernissen, als Sollgröße für die Steuereinheit vorgegeben ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit is further configured to generate the control signals based on the supplied data such that the driver is assisted in tracking a lateral vehicle position of the vehicle in the lane, wherein as the lateral vehicle position current lateral vehicle position of the vehicle in the lane or another lateral vehicle position of the vehicle, in particular the center of the lane or an equal distance to lateral obstacles, is predetermined as a desired size for the control unit. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit ferner ausgebildet ist, die Steuersignale basierend auf den zugeführten Daten derart zu erzeugen, dass nach einem Ausweichvorgang auf eine andere Fahrspur der Fahrer bei der Stabilisierung des Fahrzeugs in einer neuen Fahrspur unterstützt wird.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit is further configured to generate the control signals based on the supplied data such that after a fallback to another lane the driver is assisted in stabilizing the vehicle in a new lane. Steuereinheit (12) zum Einsatz in einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit – einer Schnittstelle (121) zum Empfangen von Fahrspurdaten (14) von einer Fahrspurerfassungseinheit und von Bremsdaten, und – einem Prozessor (122), der konfiguriert ist, basierend auf den zugeführten Daten Steuersignale (16) für ein System (18, 20) zur Unterstützung des Fahrers bei der Stabilisierung und Spurhaltung des Fahrzeugs zu erzeugen und auszugeben.Control unit ( 12 ) for use in a device according to one of the preceding claims, having - an interface ( 121 ) for receiving lane data ( 14 ) of a lane detection unit and brake data, and - a processor ( 122 ) which is configured to control signals based on the supplied data ( 16 ) for a system ( 18 . 20 ) to assist and assist the driver in stabilizing and tracking the vehicle. Steuereinheit (12) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass – die Schnittstelle (121) ferner zum Empfangen von Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungs- und/oder Brems- und/oder Lenkdaten des Fahrzeugs ausgebildet ist, und – der Prozessor (122) ferner konfiguriert ist, abhängig von den zugeführten Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungs- und/oder Brems- und/oder Lenkdaten das Erzeugen von Steuersignalen für das System zur Unterstützung des Fahrers bei der Stabilisierung und Spurhaltung des Fahrzeugs zu aktivieren oder zu deaktivierenControl unit ( 12 ) according to claim 7, characterized in that - the interface ( 121 ) is further adapted to receive speed and / or acceleration and / or braking and / or steering data of the vehicle, and - the processor ( 122 ) is further configured to enable or disable the generation of control signals for the system for assisting the driver in stabilizing and tracking the vehicle, depending on the supplied speed and / or acceleration and / or braking and / or steering data Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers bei der Stabilisierung und Spurhaltung eines Fahrzeugs bei einer Bremsung mit den folgenden Schritten: – Erfassen einer Fahrspur und – Erzeugen von Steuersignalen (16) für ein System (18, 20) zur Unterstützung des Fahrers bei der Stabilisierung und Spurhaltung des Fahrzeugs basierend auf Daten der erfassten Fahrspur und Bremsdaten.A method of assisting a driver to stabilize and track a vehicle during braking, comprising the steps of: - detecting a lane and - generating control signals ( 16 ) for a system ( 18 . 20 ) to assist the driver in stabilizing and tracking the vehicle based on detected lane data and braking data. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es in Form eines Programms implementiert ist, das zum Ausführen durch einen Prozessor der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–6 vorgesehen ist.A method according to claim 9, characterized in that it is implemented in the form of a program intended for execution by a processor of the device according to any one of claims 1-6.
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