DE102011100672B4 - STEERING SUPPORT FOR ROUTES - Google Patents

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B62D15/025—Active steering aids, e.g. helping the driver by actively influencing the steering system after environment evaluation

Abstract

Vorrichtung zur Lenkunterstützung bei Spurrinnen mit
- einer Auswertungseinheit (14) zum Ermitteln der Ursache einer Lenkbewegung eines Fahrzeugs durch Auswertung von einer mit einem Lenkwinkelsensor (16) gemessenen Lenkwinkeländerung und von einem auf die Lenksäule (12) einer Lenkeinrichtung des Fahrzeugs wirkenden Drehmoment, das von einem Drehmomentsensor (10) gemessen wurde, und Erzeugen und Ausgeben eines Lenkunterstützungssteuersignals (18) derart, dass abhängig von der ermittelten Ursache der Lenkbewegung eine ungewollte Lenkbewegung signalisiert wird, wobei bei durch Spurrinnen verursachten Lenkbewegungen als ermittelte Ursache die Auswertungseinheit (14) ausgebildet ist, das Lenkunterstützungssteuersignal (18) derart einzustellen, dass abhängig von einem Spurhalteassistenzsystem-Signal (28) eines Spurhalteassistenzsystems ein Fahren am Spurrinnenrand oder aus der Spurrinne heraus neben der Spurrinne steuert.

Figure DE102011100672B4_0000
Device for steering assistance in ruts
- an evaluation unit (14) for determining the cause of a steering movement of a vehicle by evaluating a change in the steering angle measured with a steering angle sensor (16) and a torque acting on the steering column (12) of a steering device of the vehicle, which is measured by a torque sensor (10). was, and generating and outputting a steering assistance control signal (18) in such a way that an unwanted steering movement is signaled depending on the determined cause of the steering movement, with the evaluation unit (14) being designed as the determined cause in the case of steering movements caused by rutting, the steering assistance control signal (18) being designed in this way to set that depending on a lane keeping assistance system signal (28) of a lane keeping assistance system, driving on the edge of the rut or out of the rut next to the rut controls.
Figure DE102011100672B4_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Lenkunterstützung bei Spurrinnen .The invention relates to a device and a method for steering assistance in ruts.

Durch den zunehmenden Schwerlastverkehr insbesondere auf Autobahnen bilden sich immer schneller und häufiger Spurrinnen in den Fahrbahnoberflächen, die nicht nur hohe Sanierungskosten verursachen, sondern auch ein zunehmendes Sicherheitsrisiko für Verkehrsteilnehmer darstellen und zudem den Fahrkomfort beeinträchtigen. Um die Bildung von Spurrinnen zu vermeiden oder zumindest zu verringern werden häufig Gewichtsbeschränkungen für die Benutzung von Straßen erlassen. Zur Beseitigung bereits entstandener Spurrinnen müssen Straßen zudem regelmäßig saniert werden.Due to the increasing heavy goods traffic, especially on motorways, ruts are forming more quickly and frequently in the road surfaces, which not only cause high renovation costs, but also represent an increasing safety risk for road users and also impair driving comfort. In order to avoid or at least reduce the formation of ruts, weight restrictions are often imposed on the use of roads. In order to eliminate ruts that have already formed, roads must also be repaired regularly.

Aus der DE 10 2004 022 098 A1 ist ein Verfahren zum Verhindern oder Reduzieren von Lenkungsreißen bekannt. Anhand des Handmoments und des Lenkradwinkels ermittelt, ob eine ungewollte Lenkradwinkeländerung vorliegt und wenn die Auswertung ergibt, dass eine ungewollte Lenkradwinkeländerung vorliegt, eine Bewegungsdämpfung - beispielsweise in Form eines Gegenmoments bestimmt und in den Lenkstrang eingebracht wird, das der ungewollten Lenkradwinkeländerung entgegenwirkt. Wenn durch den Vergleich des Lenkradwinkels bzw. einer daraus ermittelten Lenkradwinkeländerung erkannt wird, dass die Lenkradwinkeländerung nicht auf ein vom Fahrer am Lenkrad eingebrachtes Handmoment zurückzuführen ist, kann gefolgert werden, dass eine ungewollte Lenkradwinkeländerung vorliegt. Dies bedeutet, dass ein Reißen nach außen oder innen der Lenkung aufgetreten ist. Zur Dämpfung des Reißens kann eine dem Reißen entgegengerichtete Bewegungsdämpfung z.B. ein dem Reißen entgegengerichtetes Gegenmoment bestimmt werden, das beispielsweise durch ein Stellglied einer Elektroservolenkung, in den Lenkstrang eingespeist wird und der ungewollten Lenkradwinkeländerung entgegenwirkt.From the DE 10 2004 022 098 A1 a method for preventing or reducing steering cracking is known. Based on the hand torque and the steering wheel angle, it is determined whether there is an unwanted change in the steering wheel angle and if the evaluation shows that there is an unwanted change in the steering wheel angle, a movement damping - for example in the form of a counter torque is determined and introduced into the steering train, which counteracts the unwanted change in the steering wheel angle. If, by comparing the steering wheel angle or a change in steering wheel angle determined therefrom, it is recognized that the change in steering wheel angle is not due to a hand torque applied to the steering wheel by the driver, it can be concluded that an unwanted change in steering wheel angle has occurred. This means that there has been an outward or inward tearing of the steering. To dampen the tearing, a movement damping that is directed in the opposite direction to the tearing can be determined, for example a counter-torque in the opposite direction to the tearing, which is fed into the steering line, for example by an actuator of an electric power steering system, and counteracts the unwanted change in the steering wheel angle.

Die Druckschrift DE 10 2004 057 262 A1 offenbart ein Verfahren zur Deaktivierung eines die Lenkung beeinflussenden Fahrerassistenzsystems, bei dem durch das Fahrerassistenzsystem eine fahrerunabhängige Systemlenkgröße auf das Lenkrad angewandt wird, bei dem der Wert einer durch den Fahrer auf das Lenkrad angewandten Fahrerlenkgröße ermittelt wird und abhängig von der Fahrerlenkgröße das Fahrerassistenzsystem deaktiviert wird.The publication DE 10 2004 057 262 A1 discloses a method for deactivating a driver assistance system that influences the steering, in which a driver-independent system steering variable is applied to the steering wheel by the driver assistance system, in which the value of a driver steering variable applied to the steering wheel by the driver is determined and the driver assistance system is deactivated depending on the driver steering variable.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, die durch Spurrinnen verursachten Beeinträchtigungen für Fahrzeuge zumindest teilweise zu vermeiden.The object of the present invention is to at least partially avoid the impairments for vehicles caused by ruts.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Lenkunterstützung bei Spurrinnen mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und ein entsprechendes Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 6 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.This object is achieved by a device for steering assistance in ruts with the features according to claim 1 and a corresponding method with the features according to claim 6. Further refinements of the invention result from the dependent claims.

Ein der Erfindung zugrunde liegender Gedanke besteht darin, eine Lenkunterstützung für Spurrinnen zu ermöglichen, mit der ein Fahrzeug am Ausführen von ungewollten und durch Spurrinnen verursachten Lenkbewegungen gehindert werden kann, und mit der insbesondere ermöglicht wird, durch Spurrinnen verursachte Lenkbewegungen durch automatisches Gegenlenken kompensieren zu können. Dadurch kann nicht nur die Sicherheit beim Befahren von Straßen mit Spurrinnen erhöht werden, sondern auch der Fahrkomfort, da ein Fahrer keinen unerwarteten und unerwünschten Kräften am Lenkrad aufgrund von Spurrinnen ausgesetzt ist. Nach der Erfindung werden durch Spurrinnen verursachte ungewollte Lenkbewegungen mit Hilfe einer speziellen Sensorik detektiert und ein entsprechendes Lenkunterstützungssteuersignal ausgegeben, das benutzt werden kann, um ein Gegenlenken zu erzeugen. Das so erzeugte Lenkunterstützungssignal wird auch verwendet, um beispielsweise einen Lastkraftwagen an den Rand einer Spurrinne oder aus einer Spurrinne heraus zu lenken, so dass eine weitere Vertiefung der Spurrinne vermieden werden kann. Das Lenkunterstützungssignal kann ferner einem Fahrerassistenzsystem zugeführt werden, das eine Spurrinne für einen Fahrer, beispielsweise den Fahrer eines Lastkraftwagens, signalisiert, so dass dieser über eine mögliche Gefährdung und Fahrbeeinträchtigung durch die Spurrinne informiert ist.An idea underlying the invention is to enable steering assistance for ruts, with which a vehicle can be prevented from carrying out unwanted steering movements caused by ruts, and with which it is possible, in particular, to be able to compensate for steering movements caused by ruts by automatic countersteering . This not only increases safety when driving on roads with ruts, but also driving comfort, as a driver is not exposed to unexpected and undesirable forces on the steering wheel due to ruts. According to the invention, unwanted steering movements caused by ruts are detected with the help of special sensors and a corresponding steering assistance control signal is output, which can be used to generate countersteering. The steering assistance signal generated in this way is also used, for example, to steer a truck to the edge of a rut or out of a rut, so that further deepening of the rut can be avoided. The steering support signal can also be supplied to a driver assistance system that signals a rut for a driver, for example the driver of a truck, so that he is informed about a possible danger and driving impairment caused by the rut.

Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft nun eine Vorrichtung zur Lenkunterstützung bei Spurrinnen mit einer Auswertungseinheit zum Ermitteln der Ursache einer Lenkbewegung eines Fahrzeugs durch Auswertung von einer mit einem Lenkwinkelsensor gemessenen Lenkwinkeländerung und von einem auf die Lenksäule einer Lenkeinrichtung des Fahrzeugs wirkenden Drehmoment, das von einem Drehmomentsensor gemessen wurde, und Erzeugen und Ausgeben eines Lenkunterstützungssteuersignals derart, dass abhängig von der ermittelten Ursache der Lenkbewegung eine ungewollte Lenkbewegung signalisiert wird. Die Vorrichtung kann vor allem in Fahrzeuge, in denen bereits eine aktive, d.h. selbsttätig lenkende Servolenkung in Verbindung mit einem aktiven Spurhalteassistenzsystem mit geringem zusätzlichen Aufwand integriert werden. Hierzu ist lediglich ein Drehmomentsensor und die Auswertungseinheit erforderlich, die grundsätzlich auch in Form von Software in ein bestehendes Steuergerät integriert werden kann, beispielsweise in das Steuergerät eines Spurhalteassistenzsystems.One embodiment of the invention now relates to a device for steering assistance in ruts with an evaluation unit for determining the cause of a steering movement of a vehicle by evaluating a steering angle change measured with a steering angle sensor and a torque acting on the steering column of a steering device of the vehicle, which is measured by a torque sensor was, and generating and outputting a steering assistance control signal such that an unwanted steering movement is signaled depending on the determined cause of the steering movement. The device can be integrated with little additional effort, especially in vehicles in which an active, ie automatically steering, power steering in conjunction with an active lane keeping assistance system. All that is required is a torque sensor and the evaluation unit, which is basic Additionally, it can also be integrated into an existing control unit in the form of software, for example in the control unit of a lane keeping assistance system.

Die Auswertungseinheit kann ausgebildet sein, als Ursache einer Lenkbewegung

  • - eine Bewegung des Lenkrads zu ermitteln, wenn eine gemessene Lenkwinkeländerung dieselbe Richtung wie ein vom Drehmomentsensor gemessenes Drehmoment besitzt, und ein Lenkunterstützungssteuersignal zu erzeugen und auszugeben, das eine gewollte Lenkbewegung signalisiert, und
  • - eine Bewegung der Räder zu ermitteln, wenn eine gemessene Lenkwinkeländerung die entgegengesetzte Richtung wie ein vom Drehmomentsensor gemessenes Drehmoment aufweist oder wenn kein oder ein im Vergleich zur gemessenen Lenkwinkeländerung geringes Drehmoment gemessen wird, und ein Lenkunterstützungssteuersignal zu erzeugen und auszugeben, das eine ungewollte Lenkbewegung signalisiert.
The evaluation unit can be designed as the cause of a steering movement
  • - to determine a movement of the steering wheel if a measured steering angle change has the same direction as a torque measured by the torque sensor, and to generate and output a steering assistance control signal that signals a desired steering movement, and
  • - to determine a movement of the wheels if a measured steering angle change has the opposite direction to a torque measured by the torque sensor or if no torque or a small torque compared to the measured steering angle change is measured, and to generate and output a steering assistance control signal that signals an unwanted steering movement .

Die Auswertungseinheit kann ferner ausgebildet sein, anhand des Lenkwinkelsensors und/oder eines Signals eines Fahrstabilisierungssystems eine Kurvenfahrt zu detektieren und das Erzeugen und/oder Ausgeben des Lenkunterstützungssteuersignals während der detektierten Kurvenfahrt zu deaktivieren.The evaluation unit can further be designed to detect cornering based on the steering angle sensor and/or a signal from a driving stabilization system and to deactivate the generation and/or output of the steering assistance control signal during detected cornering.

Die Vorrichtung kann ferner gekennzeichnet sein durch eine Lenkhilfssteuereinrichtung zum Erzeugen eines Lenkhilfssteuersignals abhängig vom Lenkunterstützungssteuersignal für eine aktive Lenkhilfseinrichtung derart, dass die aktive Lenkhilfseinrichtung eine Gegenlenkbewegung über die Lenksäule bei einer mit dem Lenkunterstützungssteuersignal signalisierten ungewollten Lenkbewegung erzeugt. Die aktive Lenkhilfseinrichtung kann beispielsweise eine Servolenkung oder Teil eines aktiven Spurhalteassistenzsystems sein.The device can further be characterized by a steering assistance control device for generating a steering assistance control signal depending on the steering assistance control signal for an active steering assistance device such that the active steering assistance device generates a countersteering movement via the steering column in the event of an unwanted steering movement signaled with the steering assistance control signal. The active steering assistance device can be, for example, a power steering system or part of an active lane keeping assistance system.

Die Auswertungseinheit ist ausgebildet, ein Signal von einem Spurhalteassistenzsystem zu empfangen und davon abhängig das Lenkunterstützungssteuersignal zu erzeugen und auszugeben. Beispielsweise kann dadurch bewirkt werden, dass nur automatische Lenkbewegungen durch das Lenkunterstützungssteuersignal veranlasst werden, die nicht bewirken, dass das Fahrzeug seine vom Spurhalteassistenzsystem vorgegebene Fahrspur zu verlassen droht.The evaluation unit is designed to receive a signal from a lane keeping assistance system and, depending on this, to generate and output the steering assistance control signal. For example, this can ensure that only automatic steering movements are initiated by the steering assistance control signal, which do not cause the vehicle to threaten to leave its lane specified by the lane keeping assistance system.

Weiterhin betrifft eine Ausführungsform der Erfindung ein Verfahren zur Lenkunterstützung bei Spurrinnen mit den folgenden Schritten:

  • - Ermitteln der Ursache einer Lenkbewegung eines Fahrzeugs durch Auswertung von einer mit einem Lenkwinkelsensor gemessenen Lenkwinkeländerung und von einem auf die Lenksäule einer Lenkeinrichtung des Fahrzeugs wirkenden Drehmoment, das von einem Drehmomentsensor gemessen wurde, und
  • - Erzeugen und Ausgeben eines Lenkunterstützungssteuersignals derart, dass abhängig von der ermittelten Ursache der Lenkbewegung eine ungewollte Lenkbewegung signalisiert wird.
Furthermore, one embodiment of the invention relates to a method for steering assistance in ruts with the following steps:
  • - Determining the cause of a steering movement of a vehicle by evaluating a change in steering angle measured with a steering angle sensor and a torque acting on the steering column of a steering device of the vehicle, which was measured by a torque sensor, and
  • - Generating and outputting a steering assistance control signal in such a way that an unwanted steering movement is signaled depending on the determined cause of the steering movement.

Dieses Verfahren kann in Form eines Algorithmus beispielsweise in einem Fahrerassistenzsystem wie einem Spurhalteassistenzsystem implementiert sein und das Fahrerassistenzsystem um eine zusätzliche Funktion der Spurrinnenerkennung und ggf. Spurrinnen-Lenkassistenz erweitert werden.This method can be implemented in the form of an algorithm, for example in a driver assistance system such as a lane keeping assistance system, and the driver assistance system can be expanded to include an additional function of rut detection and, if necessary, rut steering assistance.

Der Schritt des Ermittelns der Ursache einer Lenkbewegung eines Fahrzeugs als Ursache einer Lenkbewegung kann folgendes aufweisen:

  • - Ermitteln einer Bewegung des Lenkrads, wenn eine gemessene Lenkwinkeländerung dieselbe Richtung wie ein vom Drehmomentsensor gemessenes Drehmoment besitzt, und Erzeugen und Ausgeben eines Lenkunterstützungssteuersignals , das eine gewollte Lenkbewegung signalisiert, und
  • - Ermitteln einer Bewegung der Räder, wenn eine gemessene Lenkwinkeländerung die entgegengesetzte Richtung wie ein vom Drehmomentsensor gemessenes Drehmoment aufweist oder wenn kein oder ein im Vergleich zur gemessenen Lenkwinkeländerung geringes Drehmoment gemessen wird, und Erzeugen und Ausgeben eines Lenkunterstützungssteuersignals , das eine ungewollte Lenkbewegung signalisiert.
The step of determining the cause of a steering movement of a vehicle as the cause of a steering movement may include:
  • - Determining a movement of the steering wheel when a measured steering angle change has the same direction as a torque measured by the torque sensor, and generating and outputting a steering assistance control signal that signals a desired steering movement, and
  • - Determining a movement of the wheels if a measured steering angle change has the opposite direction to a torque measured by the torque sensor or if no torque or a small torque compared to the measured steering angle change is measured, and generating and outputting a steering assistance control signal that signals an unwanted steering movement.

Das Verfahren kann ferner gekennzeichnet sein durch den folgenden Schritt: Detektieren einer Kurvenfahrt anhand des Lenkwinkelsensors und/oder eines Signals eines Fahrstabilisierungssystems und Deaktivieren des Erzeugens und/oder Ausgebens des Lenkunterstützungssteuersignals während der detektierten Kurvenfahrt.The method can further be characterized by the following step: detecting cornering using the steering angle sensor and/or a signal from a driving stabilization system and deactivating the generation and/or output of the steering assistance control signal during the detected cornering.

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 result from the following description in conjunction with the exemplary embodiment(s) shown in the drawing(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 summary and in the drawing(s) the following list of Reference numerals used terms and assigned reference numerals.

Die Zeichnung(en) zeigt/zeigen in

  • 1 ein Ausführungsbeispiel einer im Lenksystem eines Kraftfahrzeugs eingebauten Vorrichtung zur Lenkunterstützung bei Spurrinnen gemäß der Erfindung;
  • 2 das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip der Bestimmung des Ursprungs eines Lenkimpulses; und
  • 3 die Vermeidung der Entstehung von Spurrinnen durch einen aktiven Lenkassistenten, der eine Vorrichtung zur Lenkunterstützung bei Spurrinnen gemäß der Erfindung einsetzt.
The drawing(s) show(s) in
  • 1 an embodiment of a device for steering assistance in ruts installed in the steering system of a motor vehicle according to the invention;
  • 2 the principle underlying the invention of determining the origin of a steering impulse; and
  • 3 the avoidance of the formation of ruts by an active steering assistant that uses a device for steering support in ruts according to the invention.

In 1 ist die Fahrzeuglenkung eines Kraftfahrzeugs schematisch dargestellt: Lenkbewegungen eines Lenkrads 32 werden über eine Lenksäule 12 und ein Lenkgetriebe 30 in bekannter Weise auf die Räder 34 und 36 des Fahrzeugs übertragen. An der Lenksäule 12 ist ein Lenkwinkelsensor 16 zum Messen einer Lenkwinkeländerung angebracht. Weiterhin ist in die Lenksäule 12 ein Drehmomentsensor 10 integriert, der ein auf die Lenksäule 12 wirkendes Drehmoment misst.In 1 the vehicle steering of a motor vehicle is shown schematically: steering movements of a steering wheel 32 are transmitted in a known manner to the wheels 34 and 36 of the vehicle via a steering column 12 and a steering gear 30. A steering angle sensor 16 for measuring a change in the steering angle is attached to the steering column 12. Furthermore, a torque sensor 10 is integrated into the steering column 12, which measures a torque acting on the steering column 12.

Die Messwerte der beiden Sensoren 10 und 16 werden einer Auswertungseinheit 14 zugeführt, die als ECU (Electronic Control Unit) im Fahrzeug montiert ist. Die Auswertungseinheit 14 kann ferner Signale 26 und 28 von einem Fahrstabilisierungssystem und einem Spurhalteassistenzsystem des Fahrzeugs empfangen, beispielsweise über eine Schnittstelle zu einem Bus des Fahrzeugsicherheitssystems, über den alle sicherheitsrelevanten ECUs des Fahrzeugs wie Fahrerassistenzsysteme und System zur Fahrdynamikregelung Daten austauschen.The measured values of the two sensors 10 and 16 are fed to an evaluation unit 14, which is mounted in the vehicle as an ECU (Electronic Control Unit). The evaluation unit 14 can also receive signals 26 and 28 from a driving stability system and a lane keeping assistance system of the vehicle, for example via an interface to a bus of the vehicle safety system, via which all safety-relevant ECUs of the vehicle, such as driver assistance systems and vehicle dynamics control systems, exchange data.

Die Auswertungseinheit 14 weist einen Prozessor und einen Speicher auf, in dem ein Programm abgelegt ist, das den Prozessor zum Ausführen der in 4 gezeigten Verfahrensschritte konfiguriert. Der Prozessor verarbeitet die zugeführten Messwerte der Sensoren 10 und 16 und ggf. zugeführte Signale 26 und 28, um ein Lenkunterstützungssteuersignal 18 zu erzeugen, wie später im Detail erläutert wird.The evaluation unit 14 has a processor and a memory in which a program is stored that uses the processor to execute the in 4 the procedural steps shown are configured. The processor processes the supplied measured values from the sensors 10 and 16 and possibly supplied signals 26 and 28 to generate a steering assistance control signal 18, as will be explained in detail later.

Das Lenkunterstützungssteuersignal 18 wird einer Lenkhilfssteuereinrichtung 20 zugeführt, die wiederum auf Basis des zugeführten Signals 18 ein Lenkhilfssteuersignal 22 zum Ansteuern einer aktiven Lenkhilfseinrichtung 24 erzeugt. Die aktive Lenkhilfseinrichtung 24 umfasst beispielsweise einen Elektromotor, der mit der Lenksäule 12 gekoppelt ist und auf diese ein Drehmoment entsprechend dem Lenkhilfssteuersignal 22 ausüben kann, so dass ein automatischer Lenkeingriff erfolgen kann.The steering assistance control signal 18 is supplied to a steering assistance control device 20, which in turn generates a steering assistance control signal 22 for controlling an active steering assistance device 24 based on the signal 18 supplied. The active steering assistance device 24 includes, for example, an electric motor which is coupled to the steering column 12 and can exert a torque on it in accordance with the steering assistance control signal 22, so that an automatic steering intervention can take place.

Im Folgenden wird nun das Verarbeiten der Messwerte der beiden Sensoren 10 und 16 durch die Auswertungseinheit 14 unter Bezug auf das in 2 gezeigte und der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Prinzip erläutert: der Lenkwinkelsensor 16 misst Lenkwinkeländerungen, also Drehbewegungen des Lenkrads 32 durch einen Fahrer. Mit dem Drehmomentsensor 10 wird das auf die Lenksäule wirkende Drehmoment gemessen, das einerseits vom Fahrer durch Drehbewegungen des Lenkrads oder durch auf die Räder 34 und 36 wirkende Kräfte verursacht werden kann, die wiederum über das Lenkgetriebe 30 in das Drehmoment umgesetzt werden.The processing of the measured values of the two sensors 10 and 16 by the evaluation unit 14 will now be described below with reference to the in 2 The principle shown and on which the present invention is based is explained: the steering angle sensor 16 measures changes in the steering angle, i.e. rotational movements of the steering wheel 32 by a driver. The torque sensor 10 measures the torque acting on the steering column, which can be caused by the driver through rotational movements of the steering wheel or by forces acting on the wheels 34 and 36, which in turn are converted into the torque via the steering gear 30.

Anhand der Messwerte stellt die Auswertungseinheit 14 fest, was die Ursache für eine Lenkbewegung ist. Hierzu wertet die Auswertungseinheit 14 die Richtung der gemessenen Lenkwinkeländerung und der Richtung des gemessenen Drehmoments durch Vergleich der entsprechenden Messwerte der beiden Sensoren 10 und 16 aus: stimmen die beiden Richtungen überein, wird angenommen, dass es sich um eine gewollte Lenkbewegung handelt, und die Auswertungseinheit 14 erzeugt das Lenkunterstützungssteuersignal 18 derart, dass eine vom Fahrer gewollte Lenkbewegung signalisiert wird (linkes Bild in 2). Wenn dagegen die Richtungen entgegengesetzt sind, oder ein im Vergleich zur gemessenen Lenkwinkeländerung geringes Drehmoment gemessen wird (rechtes Bild in 2), wird angenommen, dass die Lenkbewegung ungewollt ist, und die Auswertungseinheit 14 erzeugt das Lenkunterstützungssteuersignal 18 derart, dass eine vom Fahrer ungewollte Lenkbewegung signalisiert wird, die vom Kreuzen einer Spurrinne herrührt, da hierbei auf die Räder 34 und 36 Kräfte wirken, die wiederum über das Lenkgetriebe 30 ein zum Teil starkes Drehmoment auf die Lenksäule 12 ausüben.Based on the measured values, the evaluation unit 14 determines what the cause of a steering movement is. For this purpose, the evaluation unit 14 evaluates the direction of the measured steering angle change and the direction of the measured torque by comparing the corresponding measured values of the two sensors 10 and 16: if the two directions match, it is assumed that it is a desired steering movement, and the evaluation unit 14 generates the steering assistance control signal 18 in such a way that a steering movement desired by the driver is signaled (left picture in 2 ). If, on the other hand, the directions are opposite, or a small torque is measured compared to the measured steering angle change (right picture in 2 ), it is assumed that the steering movement is unwanted, and the evaluation unit 14 generates the steering assistance control signal 18 in such a way that a steering movement that is unwanted by the driver is signaled and results from crossing a rut, since forces act on the wheels 34 and 36, which in turn exert a sometimes strong torque on the steering column 12 via the steering gear 30.

Das so erzeugte Lenkunterstützungssteuersignal 18 kann nun für verschiedene Zwecke verwendet werden: einerseits kann es für eine passive Fahrerassistenz insbesondere zum Warnen von Fahrern bei Spurrinnen verwendet werden. The steering assistance control signal 18 generated in this way can now be used for various purposes: on the one hand, it can be used for passive driver assistance, in particular to warn drivers about ruts.

Andererseits kann es auch für eine aktive Fahrerassistenz wie dem aktiven Eingreifen in das Lenksystem eingesetzt werden.On the other hand, it can also be used for active driver assistance such as active intervention in the steering system.

Für eine passive Fahrerassistenz kann das Lenkunterstützungssteuersignal 18 beispielsweise über einen visuellen/akustischen Spurrinnen-Signalisierer 38 einem Fahrer eine Spurrinne signalisieren, was insbesondere für Lastkraftwagen hilfreich sein kann, bei denen der Fahrer aufgrund des hohen Fahrzeuggewichts im Gegensatz zu Fahrern von leichteren Fahrzeugen wie Personenkraftwagen weniger stark die durch Spurrinnen auf die Lenkung einwirkenden Kräfte merkt.For passive driver assistance, the steering assistance control signal 18 can signal a rut to a driver, for example via a visual/acoustic rut signalizer 38, which can be particularly helpful for trucks in which the driver is the driver due to the high vehicle weight, in contrast to drivers of Lighter vehicles such as passenger cars are less likely to notice the forces acting on the steering due to ruts.

Bei einer aktiven Fahrerassistenz kann das eine ungewollte Lenkbewegung signalisierende Lenkunterstützungssteuersignal 18 von der Lenkhilfssteuereinrichtung 20 in ein Lenkhilfssteuersignal 22 umgesetzt werden, das die aktive Lenkhilfseinrichtung 24 derart ansteuert, dass diese über den Elektromotor ein Drehmoment auf die Lenksäule 12 ausübt, das dem durch das Kreuzen der Spurrinne erzeugte Drehmoment entgegenwirkt. Hierdurch kann beispielsweise die Lenkung des Fahrzeugs so beeinflusst werden, dass sie straffer wird und die durch die Spurrinne verursachte Beeinflussung der Lenkung keine Richtungsänderung des Fahrzeugs bewirken kann. Die ungewollte Lenkbewegung kann auch durch das Erzeugen entsprechender Gegen-Drehmomente kompensiert werden, so dass weder das Fahrzeug seine Richtung ändert noch für den Fahrer ein Schlagen oder Ziehen im Lenkrad 32 spürbar wird.In the case of active driver assistance, the steering assistance control signal 18 signaling an unwanted steering movement can be converted by the steering assistance control device 20 into a steering assistance control signal 22, which controls the active steering assistance device 24 in such a way that it exerts a torque on the steering column 12 via the electric motor, which corresponds to that caused by crossing the Torque generated by the rut counteracts. This can, for example, influence the steering of the vehicle in such a way that it becomes tighter and the influence on the steering caused by the rut cannot cause a change in the direction of the vehicle. The unwanted steering movement can also be compensated for by generating appropriate counter-torques, so that neither the vehicle changes direction nor does the driver feel any hitting or pulling in the steering wheel 32.

Um zu vermeiden, dass die Lenkung des Fahrzeugs in Kurven, insbesondere in schnell gefahrenen, ungewollt durch die Lenkunterstützung beeinflusst wird, kann die Auswertungseinheit 14 das Erzeugen und Ausgeben des Lenkunterstützungssteuersignals 18 temporär deaktivieren. Hierzu wertet die Einheit 14 ein Kurvenfahrtsignal 26 eines Fahrstabilisierungssystems und die Messwerte des Lenkwinkelsensors 16 aus. Das Kurvenfahrtsignal 26 kann beispielsweise von einem Beschleunigungssensor des Fahrstabilisierungssystems erzeugt werden. Signalisiert das Kurvenfahrtsignal 26 eine Kurvenfahrt oder zeigen die Messwerte des Lenkwinkelsensors 16 einen starken Lenkeinschlag wie bei einer Kurvenfahrt an, deaktiviert die Auswertungseinheit 14 das Erzeugen und Ausgeben des Lenkunterstützungssteuersignals 18, so dass keine Beeinflussung der Lenkung erfolgt.In order to prevent the steering of the vehicle from being unintentionally influenced by the steering assistance when cornering, especially when driving quickly, the evaluation unit 14 can temporarily deactivate the generation and output of the steering assistance control signal 18. For this purpose, the unit 14 evaluates a cornering signal 26 from a driving stabilization system and the measured values of the steering angle sensor 16. The cornering signal 26 can be generated, for example, by an acceleration sensor of the driving stabilization system. If the cornering signal 26 signals a cornering or the measured values of the steering angle sensor 16 indicate a strong steering angle as when cornering, the evaluation unit 14 deactivates the generation and output of the steering support control signal 18, so that the steering is not influenced.

Sofern im Fahrzeug ein Spurhalteassistenzsystem verbaut ist, das die Position und Richtung des Fahrzeugs innerhalb einer Fahrspur ermittelt, kann diese Information bei der Steuerung von Lenkeingriffen über ein der Auswertungseinheit 14 zugeführtes Spurhalteassistenzsystem-Signal 28 mit einbezogen werden, beispielsweise indem nur automatische Lenkbewegungen durchgeführt werden, die nicht bewirken, dass das Fahrzeug seine Fahrspur zu verlassen droht.If a lane keeping assistance system is installed in the vehicle, which determines the position and direction of the vehicle within a lane, this information can be included in the control of steering interventions via a lane keeping assistance system signal 28 supplied to the evaluation unit 14, for example by only carrying out automatic steering movements. which do not cause the vehicle to threaten to leave its lane.

Wie nun anhand von 3 kurz erläutert wird, kann die Erfindung auch zum Verhindern des Bildens von Spurrinnen eingesetzt werden, beispielsweise bei schweren Fahrzeugen wie Lastkraftwagen. Da durch die von den Spurrinnen verursachten Lenkbewegungen Fahrzeuge in die Spurrinnen in der Regel hineingezogen werden (linkes Bild in 3), werden die Spurrinnen vor allem durch Lastkraftwagen mit der Zeit immer mehr ausgebildet, d.h. vor allem tiefer. Dadurch wird der Fahrbahnbelag von Straßen noch ungleichmäßiger abgenutzt, insbesondere von Straßen mit einer hohen Verkehrsdichte von Lastkraftwagen. Diesem Effekt der Spurrinnenbildung kann entgegengewirkt werden, indem vor allem Lastkraftwagen so gelenkt werden, dass sie sich neben oder am Rand einer Spurrinne halten, ohne dass ein Fahrer diese bemerken muss. Dies ist am Beispiel eines Lastkraftwagens im rechten Bild von 3 schematisch gezeigt, wo der Lastkraftwagen kontinuierlich an den Rand der Spurrinnen gelenkt wird.How now based on 3 As will be briefly explained, the invention can also be used to prevent the formation of ruts, for example in heavy vehicles such as trucks. Since the steering movements caused by the ruts usually pull vehicles into the ruts (left picture in 3 ), the ruts, especially those caused by trucks, become more and more developed over time, i.e., above all, deeper. This causes the pavement of roads to wear even more unevenly, especially roads with a high density of truck traffic. This effect of rutting can be counteracted by steering trucks in particular so that they stay next to or on the edge of a rut without a driver having to notice it. This is shown using the example of a truck in the picture on the right 3 shown schematically where the truck is continuously steered to the edge of the ruts.

Bei einem im Fahrzeug vorhandenen aktiven Spurhalteassistenzsystem ist die Auswertungseinheit 14 daher ausgebildet, dass sie bei Detektion einer Spurrinne wie oben erläutert das Lenkunterstützungssteuersignal 18 derart einstellt, dass es nicht nur eine ungewollte Lenkbewegung signalisiert, sondern auch abhängig vom Spurhalteassistenzsystem-Signal 28 ein Fahren am Spurrinnenrand oder aus der Spurrinne heraus neben der Spurrinne steuert. Die Lenkhilfssteuereinrichtung 20 kann daraufhin ein Lenkhilfssteuersignal 22 erzeugen, das die aktive Lenkhilfseinrichtung 24 derart ansteuert, dass eine Lenkbewegung erfolgt, die das Fahrzeug an den Rand der Spurrinne lenkt oder aus der Spurrinne heraus lenkt. Ein Spurhalteassistenzsystem kann dann das Fahrzeug am Rand der Spurrinne oder neben der Spurrinne halten, insbesondere durch kontinuierliches Gegenlenken (wie im rechten Bild in 3 nach rechts). Hierdurch kann auch der weiteren Ausbildung der Spurrinne entgegengewirkt werden, indem durch das Fahrern am Rand der Spurrinne diese abgeflacht wird.In the case of an active lane keeping assistance system present in the vehicle, the evaluation unit 14 is therefore designed so that when a rut is detected, as explained above, it adjusts the steering assistance control signal 18 in such a way that it not only signals an unwanted steering movement, but also, depending on the lane keeping assistance system signal 28, driving on the edge of the rut or steer out of the rut next to the rut. The steering assistance control device 20 can then generate a steering assistance control signal 22, which controls the active steering assistance device 24 in such a way that a steering movement occurs that steers the vehicle to the edge of the rut or out of the rut. A lane keeping assistance system can then keep the vehicle on the edge of the rut or next to the rut, in particular by continuously countersteering (as in the right picture in 3 To the right). This can also counteract the further development of the rut by flattening it by driving on the edge of the rut.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, Spurrinnen zu erkennen und zu signalisieren und ungewollten und von Spurrinnen verursachten Lenkbewegungen eines Fahrzeugs entgegenzuwirken. Hierdurch kann die Sicherheit beim Befahren von Straßen mit Spurrinnen erhöht werden. Weiterhin kann der Fahrkomfort auf solchen Straßen verbessert werden.The present invention makes it possible to detect and signal ruts and to counteract unwanted steering movements of a vehicle caused by ruts. This can increase safety when driving on roads with ruts. Furthermore, driving comfort on such roads can be improved.

BezugszeichenReference symbols

1010
DrehmomentsensorTorque sensor
1212
LenksäuleSteering column
1414
AuswertungseinheitEvaluation unit
1616
LenkwinkelsensorSteering angle sensor
1818
LenkunterstützungssteuersignalSteering support control signal
2020
LenkhilfssteuereinrichtungPower steering control device
2222
LenkhilfssteuersignalSteering assist control signal
2424
aktive Lenkhilfseinrichtungactive steering assistance device
2626
Kurvenfahrtsignal eines FahrstabilisierungssystemsCornering signal from a driving stabilization system
2828
Spurhalteassistenzsystem-SignalLane departure warning system signal
3030
LenkgetriebeSteering gear
3232
Lenkradsteering wheel
3434
linkes Radleft wheel
3636
rechtes Radright wheel
3838
visueller/akustischer Spurrinnen-Signalisierervisual/acoustic rut signaller

Claims (8)

Vorrichtung zur Lenkunterstützung bei Spurrinnen mit - einer Auswertungseinheit (14) zum Ermitteln der Ursache einer Lenkbewegung eines Fahrzeugs durch Auswertung von einer mit einem Lenkwinkelsensor (16) gemessenen Lenkwinkeländerung und von einem auf die Lenksäule (12) einer Lenkeinrichtung des Fahrzeugs wirkenden Drehmoment, das von einem Drehmomentsensor (10) gemessen wurde, und Erzeugen und Ausgeben eines Lenkunterstützungssteuersignals (18) derart, dass abhängig von der ermittelten Ursache der Lenkbewegung eine ungewollte Lenkbewegung signalisiert wird, wobei bei durch Spurrinnen verursachten Lenkbewegungen als ermittelte Ursache die Auswertungseinheit (14) ausgebildet ist, das Lenkunterstützungssteuersignal (18) derart einzustellen, dass abhängig von einem Spurhalteassistenzsystem-Signal (28) eines Spurhalteassistenzsystems ein Fahren am Spurrinnenrand oder aus der Spurrinne heraus neben der Spurrinne steuert.Device for steering assistance in ruts - an evaluation unit (14) for determining the cause of a steering movement of a vehicle by evaluating a change in the steering angle measured with a steering angle sensor (16) and a torque acting on the steering column (12) of a steering device of the vehicle, which is measured by a torque sensor (10). was, and generating and outputting a steering assistance control signal (18) in such a way that an unwanted steering movement is signaled depending on the determined cause of the steering movement, with the evaluation unit (14) being designed as the determined cause in the case of steering movements caused by rutting, the steering assistance control signal (18) being designed in this way to set that depending on a lane keeping assistance system signal (28) of a lane keeping assistance system, driving on the edge of the rut or out of the rut next to the rut controls. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertungseinheit (14) ausgebildet ist, als Ursache einer Lenkbewegung - eine Bewegung des Lenkrads zu ermitteln, wenn eine gemessene Lenkwinkeländerung dieselbe Richtung wie ein vom Drehmomentsensor gemessenes Drehmoment besitzt, und ein Lenkunterstützungssteuersignal (18) zu erzeugen und auszugeben, das eine gewollte Lenkbewegung signalisiert, und - eine Bewegung der Räder zu ermitteln, wenn eine gemessene Lenkwinkeländerung die entgegengesetzte Richtung wie ein vom Drehmomentsensor gemessenes Drehmoment aufweist oder wenn kein oder ein im Vergleich zur gemessenen Lenkwinkeländerung geringes Drehmoment gemessen wird, und ein Lenkunterstützungssteuersignal (18) zu erzeugen und auszugeben, das eine ungewollte Lenkbewegung signalisiert.Device according to Claim 1 , characterized in that the evaluation unit (14) is designed to determine the cause of a steering movement - a movement of the steering wheel if a measured steering angle change has the same direction as a torque measured by the torque sensor, and to generate and output a steering assistance control signal (18), which signals a desired steering movement, and - to determine a movement of the wheels if a measured change in steering angle has the opposite direction to a torque measured by the torque sensor or if no torque or a torque that is small compared to the measured change in steering angle is measured, and a steering assistance control signal (18) to generate and output signals that signal an unwanted steering movement. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertungseinheit ferner ausgebildet ist, anhand des Lenkwinkelsensors (16) und/oder eines Signals (26) eines Fahrstabilisierungssystems eine Kurvenfahrt zu detektieren und das Erzeugen und/oder Ausgeben des Lenkunterstützungssteuersignals (18) während der detektierten Kurvenfahrt zu deaktivieren.Device according to Claim 1 or 2 , characterized in that the evaluation unit is further designed to detect cornering based on the steering angle sensor (16) and / or a signal (26) from a driving stabilization system and to deactivate the generation and / or output of the steering support control signal (18) during the detected cornering. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, ferner gekennzeichnet durch eine Lenkhilfssteuereinrichtung (20) zum Erzeugen eines Lenkhilfssteuersignals (22) abhängig vom Lenkunterstützungssteuersignal (18) für eine aktive Lenkhilfseinrichtung (24) derart, dass die aktive Lenkhilfseinrichtung (24) eine Gegenlenkbewegung über die Lenksäule bei einer mit dem Lenkunterstützungssteuersignal (18) signalisierten ungewollten Lenkbewegung erzeugt.Device according to Claim 1 , 2 or 3 , further characterized by a steering assistance control device (20) for generating a steering assistance control signal (22) depending on the steering assistance control signal (18) for an active steering assistance device (24) such that the active steering assistance device (24) carries out a countersteering movement via the steering column at a time with the steering assistance control signal (18 ) signaled unwanted steering movement is generated. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertungseinheit (14) ferner ausgebildet ist, ein Signal (28) von einem Spurhalteassistenzsystem zu empfangen und davon abhängig das Lenkunterstützungssteuersignal (18) zu erzeugen und auszugeben.Device according to Claim 1 , 2 , 3 or 4 , characterized in that the evaluation unit (14) is further designed to receive a signal (28) from a lane keeping assistance system and to generate and output the steering assistance control signal (18) depending on this. Verfahren zur Lenkunterstützung bei Spurrinnen mit den folgenden Schritten: - Ermitteln der Ursache einer Lenkbewegung eines Fahrzeugs durch Auswertung von einer mit einem Lenkwinkelsensor (16) gemessenen Lenkwinkeländerung und von einem auf die Lenksäule (12) einer Lenkeinrichtung des Fahrzeugs wirkenden Drehmoment, das von einem Drehmomentsensor (10) gemessen wurde, und - Erzeugen und Ausgeben eines Lenkunterstützungssteuersignals (18) derart, dass abhängig von bei durch Spurrinnen verursachten ungewollten Lenkbewegungen als ermittelte Ursache eine ungewollte Lenkbewegung signalisiert und das Lenkunterstützungssteuersignal (18) derart eingestellt wird, dass abhängig von einem Spurhalteassistenzsystem-Signal (28) eines Spurhalteassistenzsystems ein Fahren am Spurrinnenrand oder aus der Spurrinne heraus neben der Spurrinne gesteuert wird.Rutted steering assistance procedure with the following steps: - Determining the cause of a steering movement of a vehicle by evaluating a change in the steering angle measured with a steering angle sensor (16) and a torque acting on the steering column (12) of a steering device of the vehicle, which was measured by a torque sensor (10), and - Generating and outputting a steering assistance control signal (18) in such a way that, depending on the cause determined for unwanted steering movements caused by rutting, an unwanted steering movement is signaled and the steering assistance control signal (18) is set in such a way that depending on a lane keeping assistance system signal (28) of a lane keeping assistance system Driving on the edge of the rut or out of the rut is controlled next to the rut. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Ermittelns der Ursache einer Lenkbewegung eines Fahrzeugs als Ursache einer Lenkbewegung folgendes aufweist: - Ermitteln einer Bewegung des Lenkrads, wenn eine gemessene Lenkwinkeländerung dieselbe Richtung wie ein vom Drehmomentsensor gemessenes Drehmoment besitzt, und Erzeugen und Ausgeben eines Lenkunterstützungssteuersignals (18), das eine gewollte Lenkbewegung signalisiert, und - Ermitteln einer Bewegung der Räder, wenn eine gemessene Lenkwinkeländerung die entgegengesetzte Richtung wie ein vom Drehmomentsensor gemessenes Drehmoment aufweist oder wenn kein oder ein im Vergleich zur gemessenen Lenkwindeländerung geringes Drehmoment gemessen wird, und Erzeugen und Ausgeben eines Lenkunterstützungssteuersignals (18), das eine ungewollte Lenkbewegung signalisiert.Procedure according to Claim 6 , characterized in that the step of determining the cause of a steering movement of a vehicle as the cause of a steering movement comprises: - determining a movement of the steering wheel when a measured steering angle change has the same direction as a torque measured by the torque sensor, and generating and outputting a steering assistance control signal ( 18), which signals a desired steering movement, and - determining a movement of the wheels if a measured steering angle change has the opposite direction to a torque measured by the torque sensor or if none or a low torque is measured compared to the measured steering wheel change, and generating and outputting a steering assistance control signal (18) which signals an unwanted steering movement. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, ferner gekennzeichnet durch den folgenden Schritt: Detektieren einer Kurvenfahrt anhand des Lenkwinkelsensors (16) und/oder eines Signals (26) eines Fahrstabilisierungssystems und Deaktivieren des Erzeugens und/oder Ausgebens des Lenkunterstützungssteuersignals (18) während der detektierten Kurvenfahrt.Procedure according to Claim 6 or 7 , further characterized by the following step: detecting cornering based on the steering angle sensor (16) and / or a signal (26) of a driving stabilization system and deactivating the generation and / or output of the steering support control signal (18) during the detected cornering.
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