DE102010028140A1 - Driver assistance method of motor vehicle, involves performing automatic course correction such that vehicle departure from currently traveled lane is prevented, while compensating movement of steering handle of steering system - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzverfahren für ein Kraftfahrzeug mit einer Spurführungsassistenzfunktion, welche den Fahrer des Kraftfahrzeugs beim Halten der Fahrspur unterstützt, wobei bei einem bevorstehenden unbeabsichtigten Verlassen der aktuell von dem Kraftfahrzeug befahrenen Fahrspur durch das Kraftfahrzeug, insbesondere bei ausbleibender oder falscher Reaktion des Fahrers, ein selbsttätiger kurskorrigierender Eingriff in das Lenksystem des Kraftfahrzeugs vorgenommen wird, und wobei der von dem Fahrer des Kraftfahrzeugs mittels des Lenkradwinkels vorgegebene Radlenkwinkel derart beeinflusst wird, dass ein Verlassen der aktuell von dem Kraftfahrzeug befahrenen Fahrspur verhindert, erschwert oder zumindest zeitlich verzögert wird. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein elektronisches Regel- und Steuergerät eines Kraftfahrzeugs zur Durchführung des Fahrerassistenzverfahrens.The invention relates to a driver assistance method for a motor vehicle with a tracking assistance function, which supports the driver of the motor vehicle while holding the lane, with an imminent unintentional leaving the currently traveled by the motor vehicle lane by the motor vehicle, especially in the absence or incorrect reaction of the driver, a automatic course-correcting intervention is made in the steering system of the motor vehicle, and wherein the predetermined by the driver of the motor vehicle by means of the steering wheel angle steering angle is influenced such that a departure from the currently traveled by the motor vehicle lane prevents difficult, or at least delayed in time. The invention also relates to an electronic control unit of a motor vehicle for carrying out the driver assistance method.
Aus dem Stand der Technik sind Spurassistenzsysteme bekannt, bei welchen der Fahrer eines Kraftfahrzeugs durch ein zusätzliches Moment am Lenkrad bei der Spurhaltung unterstützt wird. Die erforderlichen Fahrspurdaten werden dabei beispielsweise von einer Umfeldsensorik, insbesondere in Form von Radar- oder Kamerasystemen bereit gestellt. Mit derartigen Sensorsystemen zur Erfassung des Fahrzeugumfelds kann die Position und Bewegung des Kraftfahrzeugs relativ zu seiner Umgebung messtechnisch erfasst werden. Zudem sind Kamerasysteme verfügbar, welche dazu in der Lage sind anhand vorhandener Fahrbahnmarkierungen den Verlauf der Straße vor dem Kraftfahrzeug zu erkennen und die Position des Kraftfahrzeugs relativ zur Fahrspur auszugeben. Unter Berücksichtigung derartiger Daten können bestimmte Fahrsituationen wie ein Fahrspurwechsel bzw. ein Verlassen der Fahrspur oder das langsame Heranfahren an eine Nachbarspur erkannt werden. Systeme, die den Fahrer durch gerichtete Führungsmomente bzw. Lenkmomentempfehlungen beim Halten des Fahrzeugs und der Fahrspur aktiv unterstützen, werden auch als LKS(Lane-Keeping-Support)-Systeme bezeichnet.Lane assistance systems are known from the prior art, in which the driver of a motor vehicle is assisted in tracking by an additional torque on the steering wheel. The required lane data are provided, for example, by an environment sensor system, in particular in the form of radar or camera systems. With such sensor systems for detecting the vehicle environment, the position and movement of the motor vehicle relative to its surroundings can be detected by measurement. In addition, camera systems are available which are able to detect the course of the road in front of the motor vehicle using existing road markings and output the position of the motor vehicle relative to the traffic lane. Taking into account such data, certain driving situations such as changing the lane or leaving the lane or slow approach to a neighboring lane can be detected. Systems that actively support the driver through directed steering torque or torque recommendations while holding the vehicle and the lane are also referred to as LKS (Lane Keeping Support) systems.
Zudem gibt es LDW(Lane Departure Warning)-Funktionen, die den Fahrer vor einem unbeabsichtigten Verlassen der Fahrspur warnen. Bei einem drohenden Verlassen der Fahrspur wird der Fahrer optisch, über eine ungerichtete Lenkradvibration, oder durch ein akustisches Signal gewarnt.In addition, there are LDW (Lane Departure Warning) functions that warn the driver against unintentionally leaving the lane. In the event of an imminent departure from the lane, the driver is warned visually, via an omnidirectional steering wheel vibration, or by an acoustic signal.
Erfolgt bei derartigen LDW-Funktionen keine Reaktion des Fahrers auf die Warnung und hält dieser den Lenkwinkel bzw. das Lenkrad fest, so kann ein Verlassen der Fahrspur nicht wirksam verhindert werden.If, in such LDW functions, the driver does not react to the warning and if he / she holds the steering angle or the steering wheel, leaving the lane can not be effectively prevented.
In der
Aus der
Die
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrerassistenzverfahren der eingangs erwähnten Art weiter zu verbessern, insbesondere indem die Fahrweise des Fahrers stärker berücksichtigt wird.The present invention has for its object to further improve a driver assistance method of the type mentioned, in particular by the driving style of the driver is considered more.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Fahrerassistenzverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a driver assistance method having the features of
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen kann ein selbsttätiger kurskorrigierender Eingriff in das Lenksystem des Kraftfahrzeugs vorgenommen werden, wenn ein unbeabsichtigtes Verlassen der aktuell von dem Kraftfahrzeug befahrenen Fahrspur bevorsteht. Sonach kann das Fahrzeug auch bei ausbleibender oder falscher Reaktion des Fahrers sicher auf der Straße gehalten und ein möglicher Unfall verhindert werden. Durch einen Eingriff mittels eines Überlagerungsstellers in der Lenkung kann ein Radlenkwinkel unabhängig vom Lenkradwinkel vorgegeben werden. Vorteilhaft ist dabei, dass die Reaktion des Fahrers nach dem erfolgtem bzw. begonnenem Eingriff in das Lenksystem beobachtet wird und diese in die Ausgestaltung der Funktion einbezogen wird. Die Reaktion des Fahrers auf den kurskorrigierenden Eingriff kann anhand der Lenkradbewegung, d. h. anhand des Lenkradwinkels oder des Lenkmoments bzw. deren Verläufe bestimmt werden. Durch die Beobachtung bzw. Berücksichtigung der Reaktion des Fahrers auf den selbsttätigen kurskorrigierenden Eingriff wird dieser sozusagen an die Fahrweise des Fahrers angepasst und sonach die Sicherheit erhöht.By means of the measures according to the invention, an automatic course-correcting intervention in the steering system of the motor vehicle can be undertaken if an unintentional departure from the lane currently being traveled by the motor vehicle is imminent. This means that the vehicle can be kept safely on the road even in the event of a driver's lack of response or incorrect response, and a potential accident can be prevented. By engaging by means of a superposition actuator in the steering wheel steering angle can be specified independently of the steering wheel angle. It is advantageous that the reaction of the driver after the completed or begun intervention in the steering system is observed and this is included in the design of the function. The driver's reaction to the course correcting engagement may be based on the steering wheel movement, i. H. be determined on the basis of the steering wheel angle or the steering torque or their courses. By observing or taking into account the driver's reaction to the automatic course-correcting intervention, this is adapted, as it were, to the driving style of the driver, and consequently the safety is increased.
Die Überlagerungsmittel des Lenksystems können zur Beeinflussung des von dem Fahrer vorgegebenen Radlenkwinkels einen entsprechenden Zusatzwinkel durch einen Zusatzwinkelsteller erzeugen und den Lenkradwinkel mit dem Zusatzwinkel überlagern. Sonach wird ein Zusatzwinkel am Vorderrad durch den Zusatzwinkelsteller vorgegeben, um den Fahrer bei der Fahrzeugführung zu unterstützen. Alternativ könnte auch ein Zusatzlenkmoment überlagert werden.The superimposition means of the steering system can generate a corresponding additional angle by an additional angle adjuster for influencing the wheel steering angle predetermined by the driver and superimpose the steering wheel angle with the additional angle. Accordingly, an additional angle at the front wheel is given by the additional angle adjuster in order to assist the driver in the vehicle guidance. Alternatively, an additional steering torque could be superimposed.
Der zu überlagernde Zusatzwinkel bzw. das zu überlagernde Zusatzlenkmoment kann abhängig von der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit, dem aktuellen Lenkradwinkel, dem aktuellen Lenkmoment, weiteren fahrdynamischen Größen und/oder Signalen von Sensoreinrichtungen des Kraftfahrzeugs zur Erfassung des Fahrzeugumfelds, insbesondere hinsichtlich der aktuellen Position des Kraftfahrzeugs in der Fahrspur, sein. Die Stärke des Zusatzwinkels ist somit abhängig von der Fahrgeschwindigkeit und dem Lenkradwinkel oder weiteren fahrdynamischen Größen. Zudem können Daten von Umfeldsensoren des Kraftfahrzeugs wie beispielsweise Kameras oder Radarsensoren berücksichtigt werden.Depending on the current vehicle speed, the current steering wheel angle, the current steering torque, other driving dynamics variables and / or signals from sensor devices of the motor vehicle for detecting the vehicle environment, in particular with respect to the current position of the motor vehicle in the to be superposed additional angle or the superimposed Lane, be. The strength of the additional angle is thus dependent on the driving speed and the steering wheel angle or other driving dynamics variables. In addition, data from environment sensors of the motor vehicle such as cameras or radar sensors can be taken into account.
Die Reaktion des Fahrers kann auf ein durch die Überlagerung des Zusatzwinkels oder des Zusatzlenkmoments bedingtes, Rückwirkungsmoment auf die Lenkhandhabe erfolgen, welches entgegen der Richtung des selbsttätigen kurskorrigierenden Eingriffs in das Lenksystem gerichtet ist. Während des selbsttätigen Lenkeingriffs kann ein Rückwirkungsmoment auf das Lenkrad auftreten, welches bei einer Lenkwinkelvorgabe in Richtung Fahrbahnmitte zum Fahrbahnrand weist. Das aus der Winkelvorgabe durch den Zusatzwinkelsteller resultierende Rückwirkungsmoment wird auch als Abstützmoment am Lenkrad bezeichnet. Eine falsche Reaktion des Fahrers kann auftreten wenn der Fahrer das Rückwirkungsmoment fälschlicherweise als Lenkmomentempfehlung des Lenksystems interpretiert. Dann wäre es möglich, dass der Fahrer gegen den kurskorrigierenden Lenkeingriff lenkt. Für eine sinnvolle Funktion ist es jedoch wichtig, dass der Fahrer das Lenkrad nicht in Richtung Fahrbahnrand bewegt, sondern zur Fahrbahnmitte hin oder zumindest den aktuellen Lenkwinkel hält. Dementsprechend ist es sehr vorteilhaft die Reaktion des Fahrers auf die Winkelvorgabe bzw. Lenkmomentvorgabe des selbsttätigen kurskorrigierenden Eingriffs zu berücksichtigen.The driver's reaction may be to a reaction torque due to the superimposition of the additional angle or the additional steering torque on the steering handle, which is directed counter to the direction of the automatic course-correcting engagement with the steering system. During the automatic steering intervention, a reaction torque can occur on the steering wheel, which points at a steering angle specification in the direction of the center of the road to the edge of the road. The resulting from the angle specification by the additional angle actuator reaction torque is also referred to as a support torque on the steering wheel. A wrong driver reaction may occur if the driver incorrectly interprets the reaction torque as the steering torque recommendation of the steering system. Then it would be possible for the driver to steer against the course-correcting steering intervention. For a useful function, however, it is important that the driver does not move the steering wheel in the direction of the edge of the road, but stops at the middle of the road or at least keeps the current steering angle. Accordingly, it is very advantageous to consider the driver's reaction to the angle specification or steering torque specification of the automatic course-correcting intervention.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass der selbsttätige kurskorrigierende Eingriff in das Lenksystem bei Erreichen wenigstens einer vorgegebenen Zielgröße, insbesondere einer Zielposition auf der aktuell von dem Kraftfahrzeug befahrenen Fahrspur, einem Radlenkwinkel, einem Lenkradwinkel, einer Querbeschleunigung und/oder einer Gierrate des Kraftfahrzeugs, deaktiviert wird. Um ein abruptes Abbrechen des kurskorrigierenden Eingriffs in das Lenksystem zu vermeiden, kann dieser bei der Deaktivierung mittels einer Funktion, insbesondere rampenartig abfallend heruntergefahren werden. Insbesondere bei richtiger Fahrerreaktion kann der vom Fahrer gestellte Lenkwinkel berücksichtigt werden, um den Zeitpunkt zur Deaktivierung der Winkelvorgabe festzulegen. Es kann ein Ziellenkradwinkel definiert werden, bei dessen Erreichen die Vorgabe bzw. der Eingriff heruntergefahren wird. Dieses Vorgehen ist auch über eine Zielposition auf der Fahrbahn realisierbar. Dieser Zielwinkel bzw. die Zielposition kann abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Querbeschleunigung, der Gierrate des Kraftfahrzeugs oder anderen Größen sein.According to the invention, it can be provided that the automatic course-correcting intervention in the steering system is deactivated upon reaching at least one predefined target variable, in particular a target position on the lane currently being traveled by the motor vehicle, a wheel steering angle, a steering wheel angle, a lateral acceleration and / or a yaw rate of the motor vehicle , In order to avoid an abrupt cancellation of the course correcting intervention in the steering system, this can be shut down during the deactivation by means of a function, in particular ramped down. Especially when the driver reaction is correct, the steering angle provided by the driver can be taken into account in order to determine the time for deactivating the angle specification. It can be defined a Ziellenkradwinkel, when it reaches the default or the intervention is shut down. This procedure can also be implemented via a target position on the road. This target angle or the target position can be dependent on the vehicle speed, the lateral acceleration, the yaw rate of the motor vehicle or other variables.
Vorteilhaft ist es, wenn bei einem Lenken des Fahrers in eine zu der Richtung des selbsttätigen kurskorrigierenden Eingriffs in das Lenksystem entgegengesetzten Richtung als Reaktion auf den selbsttätigen kurskorrigierenden Eingriff in das Lenksystem dieser deaktiviert wird. Lenkt der Fahrer demnach in Richtung Fahrbahnrand, so kann der Lenkeingriff insbesondere über eine Rampenfunktion deaktiviert bzw. abgebrochen werden. It is advantageous if in a direction of the driver in a direction opposite to the automatic course-correcting engagement in the steering system opposite direction in response to the automatic course-correcting intervention in the steering system, this is deactivated. Accordingly, if the driver steers in the direction of the roadway edge, then the steering intervention can be deactivated or interrupted, in particular via a ramp function.
Ebenso kann bei einem Lenken des Fahrers in eine zu der Richtung des selbsttätigen kurskorrigierenden Eingriffs in das Lenksystem entgegengesetzten Richtung als Reaktion auf den selbsttätigen kurskorrigierenden Eingriff in das Lenksystem, die Lenkbewegung des Fahrers wenigstens annähernd vollständig kompensiert werden. Somit ist es denkbar, den Fahrer bei falscher Reaktion zu überstimmen, indem die Lenkeingabe des Fahrers mit den Zusatzwinkelsteller vollständig kompensiert wird, so dass sich das Fahrzeug trotz des von dem Fahrer eingestellten Lenkradwinkels in Richtung des Fahrbahnrandes durch den entgegengesetzt gerichteten Radlenkwinkel zur Fahrbahnmitte hin bewegt. Dementsprechend kann der kurskorrigierende Eingriff alternativ auch bei einer falschen Fahrerreaktion weitergeführt werden.Also, when the driver is steered in a direction opposite to the direction of the automatic course correcting engagement with the steering system in response to the self-acting course correcting engagement with the steering system, the driver's steering movement can be at least approximately completely compensated. Thus, it is conceivable to override the driver in case of incorrect reaction by the steering input of the driver with the additional angle adjuster is fully compensated, so that the vehicle despite the set by the driver's steering wheel angle in the direction of the road edge by the oppositely directed Radlenkwinkel moves towards the middle of the lane , Accordingly, the course-correcting intervention can alternatively be continued even in the event of a wrong driver reaction.
Alternativ kann ferner vorgesehen sein, dass bei einem Lenken des Fahrers in einer zu der Richtung des selbsttätigen kurskorrigierenden Eingriffs in das Lenksystem entgegengesetzten Richtung als Reaktion auf den selbsttätigen kurskorrigierenden Eingriff in das Lenksystem, die Richtung des selbsttätigen kurskorrigierenden Eingriffs in das Lenksystem derart umgekehrt wird, dass das Rückwirkungsmoment des selbsttätigen kurskorrigierenden Eingriffs in das Lenksystem in Richtung der Fahrbahnmitte der aktuell von dem Kraftfahrzeug befahrenen Fahrspur weist. Bei erkannter falscher Fahrerreaktion kann der Richtungssinn des Eingriffs umgekehrt werden, so dass eine Winkelvorgabe in Richtung des Fahrbahnrandes realisiert wird, wobei das am Lenkrad wirkende Abstützmoment jedoch nun zur Fahrbahnmitte gerichtet ist.Alternatively, it may be further provided that when the driver is steered in a direction opposite to the direction of the automatic course-correcting engagement in the steering system in response to the self-acting course-correcting engagement with the steering system, the direction of the automatic course-correcting engagement with the steering system is reversed in such a way, in that the reaction torque of the automatic course-correcting intervention in the steering system points in the direction of the center of the lane of the lane currently being traveled by the motor vehicle. If a wrong driver reaction is detected, the sense of direction of the intervention can be reversed, so that an angle specification in the direction of the roadway edge is realized, but the supporting moment acting on the steering wheel is now directed towards the center of the roadway.
Vorteilhaft ist es, wenn der selbsttätige kurskorrigierende Eingriff in das Lenksystem bei der Deaktivierung mittels einer Funktion, insbesondere rampenartig abfallend heruntergefahren wird. Dadurch wird ein sicherheitskritisches abruptes Beenden des Eingriffs vermieden.It is advantageous if the automatic course-correcting intervention in the steering system is shut down during the deactivation by means of a function, in particular in a ramp-like manner. This avoids a safety-critical, abrupt termination of the intervention.
Lenkt der Fahrer zur Fahrbahnmitte hin als Reaktion auf den selbsttätigen kurskorrigierenden Eingriff, so liegt die richtige Reaktion vor, d. h. die Funktion wird dann erfindungsgemäß ausgeführt bzw. weitergeführt.If the driver steers towards the center of the lane in response to the automatic course-correcting intervention, then the correct reaction is present, ie. H. the function is then carried out or continued according to the invention.
In Anspruch 10 ist ein elektronisches Regel- und Steuergerät eines Kraftfahrzeugs zur Durchführung des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzverfahrens angegeben.In
Es zeigen:Show it:
Die Überlagerungsmittel
In
Die Überlagerungsmittel
In
Das erfindungsgemäße Fahrerassistenzverfahren kann auf einem elektronischen Regel- und Steuergerät des Kraftfahrzeugs ausgeführt bzw. durchgeführt werden. Ein derartiges elektronisches Regel- und Steuergerät könnte grundsätzlich auch das Steuergerät
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- elektronisches Servolenksystemelectronic power steering system
- 22
- Lenkradsteering wheel
- 33
- Gelenkwelle/LenksäuleDrive shaft / steering column
- 44
- Lenkgetriebesteering gear
- 5a, 5b5a, 5b
- lenkbare Rädersteerable wheels
- 66
- Zahnstangerack
- 77
- Ritzelpinion
- 88th
- ÜberlagerungsmittelSuperimposing means
- 99
- Zusatzwinkelsteller/ElektromotorAdditional angle actuator / motor
- 1010
- ÜberlagerungsgetriebeSuperposition gear
- 1111
- elektronisches Steuergerät der Überlagerungsmittelelectronic control device of the superposition means
- 1212
- Sensor zur Erfassung des LenkmomentsSensor for detecting the steering torque
- A–G'A-G '
- Verfahrensschrittesteps
- δFm δ Fm
- Radlenkwinkel bzw. LenkwinkelWheel steering angle or steering angle
- δG δ G
- Ritzelwinkelpinion angle
- δS δ S
- Lenkradwinkelsteering wheel angle
- vx v x
- Fahrzeuggeschwindigkeitvehicle speed
- δM δ M
- Zusatzwinkeladditional angle
- δMd δ Md
- Sollwert des ZusatzwinkelsSetpoint of the additional angle
- ML M L
- Lenkmomentsteering torque
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 19751125 A1 [0006] DE 19751125 A1 [0006]
- DE 102005004727 A1 [0007] DE 102005004727 A1 [0007]
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