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Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie ein Fahrerassistenzsystem zur unterstützenden Querführung eines Kraftfahrzeugs, mit Ermitteln einer Fahrzeuglage des Fahrzeugs relativ zu einer Fahrbahn und Durchführen eines Querführungseingriffs in Abhängigkeit der ermittelten Fahrzeuglage.
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Unterstützendes Querführen eines Kraftfahrzeugs ist insbesondere bei so genannten Spurhalteassistenten bekannt. Diese können beispielsweise aktive Eingriffe auf eine Lenkung und/oder eine Einzelradbremse des Kraftfahrzeugs vornehmen, um dadurch ein Einhalten einer Fahrspur, beispielsweise einer mehrstreifigen Fahrbahn, zu erleichtern bzw. zu unterstützen. Aus der
DE 43 32 836 C1 ist eine Vorrichtung zur spurhaltungsgeregelten Lenkung eines Fahrzeugs bekannt. Diese beinhaltet neben einer Fahrzeuglageerkennungseinrichtung und einer Lenkregelungserkennungseinrichtung, die eine Lenkwinkelstelleinrichtung beaufschlagt, eine vorwählbare Begrenzung der regelungsangeforderten Lenkwinkeleinstellung sowie die Überlagerung einer fahrerangeforderten Lenkwinkeleinstellung mit der regelungsangeforderten Lenkwinkeleinstellung, wobei die Lenkwinkeleinstellrichtung den Lenkwinkel gemäß dieser Überlagerung einstellt. Es werden kleinere Lenkbewegungen von der Regelung bewältigt, während der Fahrer gleichzeitig seine Eingriffsmöglichkeit für größere Lenkbewegungen, z. B. für Fahrspurwechsel und Ausweichmanöver behält. Es ist in der Lenkregeleinrichtung ein Begrenzer vorgesehen, durch den ein Regelabweichungssignal unter beidseitiger betragsmäßiger Begrenzung in ein Lenkhilfestellsignal transformiert wird, das als Signal über die regelungsangeforderte Lenkwinkeleinstellung gleichfalls einer elektronischen Vierradlenkungseinheit zugeführt wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes unterstützendes Querführen eines Kraftfahrzeugs mittels eines Fahrassistenzsystems zu ermöglichen, insbesondere eine möglichst komfortable und möglichst wenig irritierende Unterstützung eines Fahrers des Kraftfahrzeugs zu ermöglichen. Die Aufgabe ist bei einem Verfahren zur unterstützenden Querführung eines Kraftfahrzeugs mittels eines Fahrassistenzsystems, mit den Schritten: Ermitteln einer Fahrzeuglage des Kraftfahrzeugs relativ zu einer Fahrbahn und Durchführen eines Querführungseingriffs in Abhängigkeit der ermittelten Fahrzeuglage durch die Schritte: Begrenzen des Querführungseingriffs in Abhängigkeit einer einen Fahrzustand des Kraftfahrzeugs kennzeichnenden Fahrzustandsgröße und/oder Begrenzen des Querführungseingriffs in Abhängigkeit einer die Fahrbahn kennzeichnenden Fahrbahngröße und/oder Begrenzen des Querführungseingriffs in Abhängigkeit einer die Zuverlässigkeit der Umgebungserfassung kennzeichnenden Messqualitätsgröße gelöst.
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Die Fahrzustandsgröße kennzeichnet vorzugsweise eine Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, insbesondere aber auch eine Giergeschwindigkeit und/oder eine Beschleunigung und/oder eine Längsbeschleunigung und/oder eine Querbeschleunigung und/oder ein Längsruck und/oder ein Querruck und/oder ein Ruck des Kraftfahrzeugs.
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Die Fahrbahngröße kennzeichnet eine Fahrbahnbeschaffenheit, insbesondere ob diese nass oder trocken ist, einen Belag, einen Reibwert, und/oder vorzugsweise eine Breite der Fahrbahn und/oder eine Art der Fahrbahn, insbesondere ob es sich um eine Schnellstraße, eine Autobahn, eine innerstädtische mehrstreifige Straße, eine innerstädtische einstreifige Straße und/oder ähnliches, handelt.
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Die Messqualitätsgröße kennzeichnet eine Zuverlässigkeit der Messung und Bestimmung der Umgebungsgrößen, insbesondere ob die Fahrbahngrößen bedingt durch Witterungsverhältnisse (z. B. Regen, Lichtverhältnisse) zuverlässig bestimmt werden können. Als Messqualitätsgröße kann beispielsweise ein Zuverlässigkeitsmaß verwendet werden, dessen Wert mit abnehmender Qualität der Umgebungserfassung kleiner wird.
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Vorteilhaft ist der Querführungseingriff von der Fahrzustandsgröße und/oder der Fahrbahngröße abhängig. Dies ermöglicht eine besonders komfortable und/oder wenig irritierende Abstimmung der unterstützenden Querführung, wobei beispielsweise bei hohen Geschwindigkeiten, also grundsätzlich schwierigen und/oder kritischen Fahrsituationen, der Querführungseingriff stärker begrenzbar ist als bei niedrigen Geschwindigkeiten. Vorteilhaft kann beispielsweise bei geringeren Geschwindigkeiten ein stärkerer Querführungseingriff hingenommen werden, ohne dabei den Fahrer all zu sehr zu irritieren und/oder in kritische Situationen zu bringen und/oder zu kritischen Reaktionen zu bewegen. Analog verhält sich dies beispielsweise für die Breite der Fahrbahn, wobei beispielsweise für eine vergleichsweise enge Fahrbahn der unterstützende Eingriff zur Querführung des Kraftfahrzeugs stärker begrenzt werden kann als bei vergleichsweise breiten Fahrbahnen. Auch dies führt zu einer Komfortsteigerung und einer Verringerung einer möglicherweise auftretenden Irritation des Fahrers des Kraftfahrzeugs. Analog kann dies beispielsweise für vergleichsweise geringe Reibwerte, insbesondere für Schnee und Eis und/oder nasse Fahrbahnen geschehen, wobei für vergleichsweise geringe Reibwerte die unterstützende Querführung stärker begrenzt werden kann als bei vergleichsweise hohen Reibwerten, die grundsätzlich eine höhere Sicherheit bieten.
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Bei einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst der Schritt des Begrenzens des Querführungseingriffs in Abhängigkeit der Fahrzustandsgröße eine Begrenzung des Querführungseingriffs in Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs.
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Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfasst der Schritt des Begrenzens des Querführungseingriffs in Abhängigkeit der Fahrbahngröße eine Begrenzung des Querführungseingriffs in Abhängigkeit Fahrspurbreite der Fahrbahn vorgesehen.
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Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfasst der Schritt Begrenzen des Querführungseingriffs in Abhängigkeit der Fahrbahngröße eine Begrenzung des Querführungseingriffs in Abhängigkeit der Straßenart der Fahrbahn.
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Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfasst der Schritt Begrenzen des Querführungseingriffs in Abhängigkeit der Messqualitätsgröße eine Begrenzung des Querführungseingriffs in Abhängigkeit eines die Qualität der Erfassung der Fahrspurgrößen beschreibenden Zuverlässigkeitsmaßes.
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Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist zumindest einer der Schritte: Ermitteln einer Querbeschleunigungsobergrenze in Abhängigkeit der Fahrzustandsgröße und Ermitteln der Querbeschleunigungsobergrenze in Abhängigkeit der Fahrbahngröße vorgesehen sowie der Schritt Begrenzen des Querführungseingriffs derart, dass die ermittelte Querbeschleunigungsobergrenze nicht überschritten wird. Vorteilhaft kann die Querbeschleunigungsobergrenze in Abhängigkeit der Fahrzustandsgröße und/oder der Fahrbahngröße erfolgen. Dabei ist es denkbar, die Querbeschleunigungsobergrenze zunächst in Abhängigkeit der Fahrzustandsgröße und anschließend und/oder parallel in Abhängigkeit der Fahrbahngröße und/oder parallel in Abhängigkeit der Messqualitätsgröße zu ermitteln und diese Ergebnisse zu einer Gesamtquerbeschleunigungsobergrenze zu verrechnen, beispielsweise durch eine Minimumbildung, so dass stets die kleinere Querbeschleunigungsobergrenze zur Begrenzung der Querbeschleunigung des Querbeschleunigungseingriffs verwendet wird. Alternativ oder zusätzlich sind jedoch auch andere Berechnungsverfahren denkbar, beispielsweise eine Mittelwertbildung und/oder ähnliches.
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Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist anstelle einer Querbeschleunigungsobergrenze eine Giergeschwindigkeitsobergrenze vorgesehen, welche in Abhängigkeit einer Fahrzustandsgröße und/oder in Abhängigkeit einer Fahrbahngröße und/oder in Abhängigkeit der Messqualitätsgröße ermittelt wird.
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Die Aufgabe ist außerdem bei einem Fahrassistenzsystem zur unterstützenden Querführung eines Kraftfahrzeugs mittels dem ein Querführungseingriff durch Eingriff in eine Lenkung und/oder ein Bremssystem des Kraftfahrzeugs durchführbar ist, wobei das Fahrassistenzsystem zum Durchführen eines vorab beschriebenen Verfahrens eingerichtet, ausgelegt und/oder konstruiert ist gelöst. Es ergeben sich die vorab beschriebenen Vorteile.
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Die Aufgabe ist außerdem bei einem Kraftfahrzeug mit einem vorab beschriebenen Fahrassistenzsystem gelöst. Es ergeben sich die vorab beschriebenen Vorteile.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der – gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung – zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale bilden für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separaten Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:
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1 ein stark schematisiertes Regelschema einer unterstützenden Querführung eines Kraftfahrzeugs;
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2 ein Schaubild zur Ermittlung einer Querbeschleunigungsobergrenze in Abhängigkeit einer Fahrzustandsgröße; und
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3 ein Schaubild zur Ermittlung einer Querbeschleunigungsobergrenze in Abhängigkeit einer Fahrbahngröße; und
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4 ein Schaubild zur Ermittlung einer Querbeschleunigungsobergrenze in Abhängigkeit einer Messqualitätsgröße.
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1 zeigt ein stark schematisiertes Blockschaltbild einer Regelung einer unterstützenden Querführung eines Kraftfahrzeugs 1, das ein Fahrerassistenzsystem 3 aufweist.
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Das Fahrassistenzsystem 3 ist in einer Steuereinheit 5 des Kraftfahrzeugs 1 implementiert. Bei der Steuereinheit 5 kann es sich beispielsweise um ein zentrales Fahrsicherheits- und/oder Assistenzsystemsteuergerät handeln. Alternativ oder zusätzlich kann es sich um ein separates Steuergerät des Fahrassistenzsystems 3 handeln. Die Steuereinheit 5 weist einen Regler 7 auf, der in Abhängigkeit einer Sollwertvorgabe 9 und einer Spurhaltemessgröße 11 eine Regelquerbeschleunigung 13 ausgibt. Die Regelquerbeschleunigung 13 ist erforderlich, um das Kraftfahrzeug 1 mittels eines unterstützenden Querführungseingriffs so quer zu führen, dass dieses eine nicht näher dargestellte Fahrspur einer jeweils nicht näher dargestellten Fahrbahn einhält bzw. der Fahrspur folgt.
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Die Regelquerbeschleunigung 13 wird einem Begrenzer 15 zugeführt, der die Regelquerbeschleunigung 13 auf eine Querbeschleunigungsobergrenze 17 begrenzt, falls die Regelquerbeschleunigung 13 diese überschreitet. Als Ausgangsgröße gibt der Begrenzer 15 im Sinne eines Stellsignals eine Querbeschleunigung 19 aus, die mittels einer Lenkung 23 und/oder eine Bremse 25, insbesondere eine Einzelradbremse, des Kraftfahrzeugs 1 in eine auf das Kraftfahrzeug wirkende Ist-Querbeschleunigung 27 gestellt wird. Als Reaktion auf die eingestellte Ist-Querbeschleunigung 27 reagiert das Kraftfahrzeug 1 mit einer Spurhaltegröße 29 und allgemein mit einer Fahrzustandsgröße 31. Die Fahrzustandsgröße 31 kann als Mehrgrößengröße, d. h. als vektorielle Größe, insbesondere eine Geschwindigkeit, eine Giergeschwindigkeit, eine Beschleunigung, eine Längsbeschleunigung, eine Querbeschleunigung, ein Ruck, ein Längsruck, ein Querruck, eine Quergeschwindigkeit, eine Längsgeschwindigkeit und/oder ähnliches als Komponenten aufweisen. Insbesondere ist die Spurhaltegröße 29 ein Teil der Fahrzustandsgröße 31.
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Die Spurhaltegröße 29 wird mittels einer geeigneten Messvorrichtung, beispielsweise Kamera, Radarsysteme und/oder andere Bildgebungssysteme und/oder Abstandsmessvorrichtungen ermittelt. Die Spurhaltemessgröße 11 kennzeichnet insbesondere eine Fahrzeuglage des Kraftfahrzeugs 1 zu einer von dem Kraftfahrzeug 1 befahrenen Fahrbahn. Die Spurhaltemessgröße 11 kann beispielsweise ein Abstand des Kraftfahrzeugs 1 von einer Fahrbahnmitte der Fahrbahn aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die Spurhaltemessgröße 11 einen Differenzwinkel einer Längsachse des Kraftfahrzeugs 1 zu einer Krümmungstangente der befahrenen Fahrspur der Fahrbahn aufweisen.
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Auf die Lenkung 23 wirkt zusätzlich ein mittels eines Lenkrades eingegebener Steuerbefehl eines Fahrers 37 des Kraftfahrzeugs 1. Dabei ist es denkbar, dass sich der Steuerbefehl des Fahrers 37 und die mittels des Begrenzers 15 eingegebene Querbeschleunigung 19 überlagern. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass sobald ein Steuerbefehl des Fahrers 37 mittels des Lenkrads 35 eingegeben wird, diesem Priorität eingeräumt wird.
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Die Querbeschleunigungsobergrenze 17 des Begrenzers 15 wird vorteilhaft in Abhängigkeit der Fahrzustandsgröße 31, insbesondere in Abhängigkeit einer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 1 ermittelt. Alternativ oder zusätzlich wird die Querbeschleunigungsobergrenze 17 in Abhängigkeit einer die Fahrbahn kennzeichnenden Fahrbahngröße 39 ermittelt. Die Fahrbahngröße 39 wird ebenfalls mittels der Messvorrichtung 33 ermittelt. Bei der Fahrbahngröße 39 kann es sich beispielsweise um eine Breite der Fahrbahn handeln. Alternativ oder zusätzlich können weitere die Fahrbahn kennzeichnende Einzelgrößen Teil der Fahrbahngröße 39 sein, beispielsweise eine Beschaffenheit der Fahrbahn, wie beispielsweise ein Reibwert, eine Trockenheit, eine Nässe, eine Schneebedecktheit und/oder ähnliche Eigenschaften der Fahrbahn. Mit der Messvorrichtung 33 wird weiterhin eine Messqualitätsgröße 44 ermittelt, die die Zuverlässigkeit der Messung und Bestimmung der Umgebungsgrößen kennzeichnet. Insbesondere ist die Messqualitätsgröße 44 ein Maß, das anzeigt, ob die Fahrbahngrößen bedingt durch Witterungsverhältnisse (z. B. Regen, Lichtverhältnisse) zuverlässig bestimmt werden können. Als Messqualitätsgröße 44 kann beispielsweise ein Zuverlässigkeitsmaß verwendet werden, dessen Wert mit abnehmender Qualität der Umgebungserfassung kleiner wird.
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2 zeigt ein Schaubild zur Verdeutlichung der Ermittlung der Querbeschleunigungsobergrenze 17 in Abhängigkeit der Fahrzustandsgröße 31.
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In 2 sind auf einer x-Achse 41 die Fahrgeschwindigkeit als Fahrzustandsgröße 31 des Kraftfahrzeugs 1 und auf einer y-Achse 43 die von der Fahrgeschwindigkeit abhängige Querbeschleunigungsobergrenze 17 aufgetragen. Es ist zu erkennen, dass die Querbeschleunigungsobergrenze 17 mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit der Fahrzustandsgröße 31 des Kraftfahrzeugs 1 herabgesetzt bzw. vermindert wird.
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3 zeigt ein Schaubild zur Verdeutlichung der Ermittlung der Querbeschleunigungsobergrenze 17 in Abhängigkeit der Fahrbahngröße 39. Auf einer x-Achse 41 ist in 3 eine Fahrspurbreite der Fahrbahngröße 39 aufgetragen. Auf einer y-Achse 43 des Schaubildes der 3 ist die Querbeschleunigungsobergrenze 17 in Abhängigkeit der Fahrbahngröße 39 aufgetragen. Es ist zu erkennen, dass die Querbeschleunigungsobergrenze 17 mit zunehmender Fahrspurbreite erhöht wird.
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4 zeigt ein Schaubild zur Verdeutlichung der Ermittlung der Querbeschleunigungsobergrenze 17 in Abhängigkeit der Messqualitätsgröße 44. Auf einer x-Achse 41 ist in 4 ein die Erfassung der Fahrspurgrößen beschreibenden Zuverlässigkeitsmaß als Messqualitätsgröße 44 aufgetragen. Auf einer y-Achse 43 des Schaubildes der 4 ist die Querbeschleunigungsobergrenze 17 in Abhängigkeit der Messqualitätsgröße 44 aufgetragen. Es ist zu erkennen, dass die Querbeschleunigungsobergrenze 17 mit zunehmender Zuverlässigkeit der Erfassung der Fahrspurgrößen erhöht wird.
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Gemäß den Darstellungen der 2, 3 und 4 wird die Querbeschleunigungsobergrenze 17 ermittelt. Dabei ist es möglich, entweder die Ermittlung gemäß der Darstellung der 2 oder die Darstellung gemäß der 3 oder die Darstellung gemäß der 4 für den Begrenzer 15 vorzusehen. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, die Ergebnisse der Berechnungen der 2, 3 und 4 zu einer Gesamtgröße bzw. Gesamtquerbeschleunigungsobergrenze zu verrechnen, wie beispielsweise durch Bildung eines Minimums, also Verwenden des jeweils kleineren Wertes, alternativ oder zusätzlich durch Bilden eines Mittelwertes und/oder ähnliche Rechenvorschriften.
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Vorteilhaft können trotz eventuell auftretender Fehlmessungen und/oder vergleichsweise großer vorgegebener Regelquerbeschleunigungen 13 angepasste bzw. sanfte Ist-Querbeschleunigungen 27 an dem Kraftfahrzeug 1 eingestellt werden, so dass vorteilhaft trotzdem keine oder zumindest auf ein Minimum reduzierte Gefährdungen und/oder Irritationen des Fahrers 37 des Kraftfahrzeugs 1 vorkommen können. Vorteilhaft wird der über die Lenkung 23 und/oder die Bremse 25 durchgeführte Querführungseingriff an eine Gesamtfahrsituation des Kraftfahrzeugs 1 angepasst, wobei insbesondere schmale Fahrspuren sicher befahren und/oder Fahrten mit hoher Geschwindigkeit sicherer durchgeführt werden können.
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Die Fahrzustandsgröße 31 kann mittels nicht näher dargestellten Sensoren, beispielsweise Gierratensensoren, Beschleunigungssensoren, Längsbeschleunigungssensoren und/oder ähnliches erfasst werden. Im allgemeinen Sinn kann die Messvorrichtung 33 Umfeldsensoren, beispielsweise eine Videokamera, aufweisen, um die Fahrspurbreite und/oder eine Art der Fahrbahn zu ermitteln. Weiterhin kann im allgemeinen Sinn die Messvorrichtung 33 auch zusätzliche Systeme verwenden, welche insbesondere auf der Basis von Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikation und/oder Fahrzeug-Infrastruktur-Kommunikation und/oder Satellitenkommunikation und/oder Straßenkarten weitere Informationen zur Verfügung stellen, die insbesondere für eine vorausschauende Bestimmung der Fahrzustandsgröße 31 oder zur Bestimmung der Fahrbahngröße 39 herangezogen werden können.
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Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, die Querbeschleunigungsobergrenze 17 in Abhängigkeit weiterer Eingangsgrößen herabzusetzen, insbesondere auf Null zu reduzieren, insbesondere beispielsweise falls mittels weiterer sicherheitsrelevanter Fahrassistenzsysteme, beispielsweise einer Schwimmwinkelregelung und/oder einer Fahrstabilitätsregelung und/oder einer Antiblockierregelung und/oder ähnliches aktive Eingriffe zur Unterstützung des Fahrers 37 erfolgen.
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Zusammenfassend wird der Querführungseingriff in Abhängigkeit der Fahrzustandsgröße 31, insbesondere der Fahrgeschwindigkeit, und/oder in Abhängigkeit der Fahrbahngröße 39, insbesondere der Fahrspurbreite und/oder der Straßenart, und/oder in Abhängigkeit der Messqualitätsgröße 44, insbesondere eines die Erfassung der Fahrspurgrößen beschreibenden Zuverlässigkeitsmaßes begrenzt. Hierzu wird in Abhängigkeit der Fahrzustandsgröße 31 und/oder in Abhängigkeit der Fahrbahngröße 39 und/oder in Abhängigkeit der Messqualitätsgröße 44, die Querbeschleunigungsobergrenze 17 bestimmt und der Querführungseingriff der Steuereinheit 5 derart durchgeführt, dass die Querbeschleunigungsobergrenze 17 nicht überschritten wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 3
- Fahrassistenzsystem
- 5
- Steuereinheit
- 7
- Regler
- 9
- Sollwertvorgabe
- 11
- Spurhaltemessgröße
- 13
- Regelquerbeschleunigung
- 15
- Begrenzer
- 17
- Querbeschleunigungsobergrenze
- 19
- Querbeschleunigung
- 23
- Lenkung
- 25
- Bremse
- 27
- Ist-Querbeschleunigung
- 29
- Spurhaltegröße
- 31
- Fahrzustandsgröße
- 33
- Messvorrichtung
- 35
- Lenkrad
- 37
- Fahrer
- 39
- Fahrbahngröße
- 41
- x-Achse
- 43
- y-Achse
- 44
- Messqualitätsgröße
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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