DE102012203228B4 - Method for avoiding or mitigating the consequences of a motor vehicle colliding with an obstacle in a lateral area close to the motor vehicle and driver assistance system - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Vermeidung von Kollisionen eines Kraftfahrzeugs (1) mit einem Hindernis (2) in einem seitlichen Nahbereich des Kraftfahrzeugs (1) oder zur Abschwächung von Folgen bei Kollisionen eines Kraftfahrzeugs (1) mit einem Hindernis (2) in einem seitlichen Nahbereich des Kraftfahrzeugs (1) mit den folgenden Schritten:- Erfassen (S0) eines Hindernisses (2) im seitlichen Nahbereich des Kraftfahrzeugs (1),- Ermitteln (S2) eines Fahrschlauchs (10) des Kraftfahrzeugs (1),- Ermitteln (S4) einer Kollisionsgefahr an Hand des Fahrschlauchs (10) des Kraftfahrzeugs (1) und der Lage des Hindernisses (2) oder der Lage und der Bewegung des Hindernisses (2) und- Einstellen (S7) eines Lenkwinkels (β) von Hinterrädern (14) des Kraftfahrzeugs (1) bei ermittelter Kollisionsgefahr, um dem Hindernis (2) auszuweichen,dadurch gekennzeichnet, dass der Lenkwinkel (β) der Hinterräder (14) des Kraftfahrzeugs (1) derart eingestellt wird, dass eine Zeit bis zur Kollision maximal ist, falls eine Kollision mit dem Hindernis (2) nicht vermeidbar ist.Method for avoiding collisions of a motor vehicle (1) with an obstacle (2) in a lateral area close to the motor vehicle (1) or for reducing the consequences of a collision of a motor vehicle (1) with an obstacle (2) in a lateral area close to the motor vehicle ( 1) with the following steps: - detecting (S0) an obstacle (2) in the lateral vicinity of the motor vehicle (1), - determining (S2) a driving path (10) of the motor vehicle (1), - determining (S4) a risk of collision Hand of the driving tube (10) of the motor vehicle (1) and the position of the obstacle (2) or the position and the movement of the obstacle (2) and setting (S7) a steering angle (β) of rear wheels (14) of the motor vehicle (1 ) when the risk of collision is determined, in order to avoid the obstacle (2), characterized in that the steering angle (β) of the rear wheels (14) of the motor vehicle (1) is adjusted in such a way that a time up to the collision is a maximum if a collision with the obstacle (2) is unavoidable.
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Computerprogramm zur Durchführung eines solchen Verfahrens. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Fahrassistenzsystem zur Vermeidung von Kollisionen eines Kraftfahrzeugs mit einem Hindernis in einem seitlichen Nahbereich des Kraftfahrzeugs oder zur Abschwächung von Folgen bei Kollisionen eines Kraftfahrzeugs mit einem Hindernis in einem seitlichen Nahbereich des Kraftfahrzeugs.The invention relates to a method according to the preamble of
Aus der
Aus der gattungsbildenden
Die bekannten Vorrichtungen wenden sogenannte Überlagerungslenkungen der Vorderräder an, bei welchen das Übersetzungsverhältnis zwischen Lenkradwinkel und Lenkwinkel variabel einstellbar ist. In Anbetracht der Tatsache, dass die Vorderräder sich in einem Winkelbereich von 30° lenken lassen, ist dies sicherheitstechnisch bedenklich, da zum Beispiel durch einen Programmierfehler eine sehr große Lenkwinkelabweichung eingestellt werden kann und der Fahrer unter Umständen nicht mehr in der Lage ist, diese auszugleichen.The known devices use so-called superimposed steering systems for the front wheels, in which the transmission ratio between the steering wheel angle and the steering angle can be variably adjusted. In view of the fact that the front wheels can be steered within an angle range of 30°, this is questionable from a safety point of view, since a programming error, for example, can result in a very large steering angle deviation and the driver may no longer be able to compensate for this .
Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention
Die Lösung vorstehend genannten Problems erfolgt durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch ein Computerprogramm mit den Merkmalen des Anspruchs 8 sowie durch ein Fahrassistenzsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The above problem is solved by a method with the features of
ErfindungsgemäßAccording to the invention
ist ein Verfahren zur Vermeidung von Kollisionen eines Kraftfahrzeugs mit einem Hindernis in einem seitlichen Nahbereich des Kraftfahrzeugs oder zur Abschwächung von Folgen bei Kollisionen eines Kraftfahrzeugs mit einem Hindernis in einem seitlichen Nahbereich des Kraftfahrzeugs vorgesehen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- - Erfassen eines Hindernisses im seitlichen Nahbereich des Kraftfahrzeugs,
- - Ermitteln eines Fahrschlauchs des Kraftfahrzeugs,
- - Ermitteln einer Kollisionsgefahr an Hand des Fahrschlauchs des Kraftfahrzeugs und der Lage des Hindernisses oder der Lage und der Bewegung des Hindernisses und
- - Einstellen eines Lenkwinkels von Hinterrädern des Kraftfahrzeugs bei ermittelter Kollisionsgefahr, um dem Hindernis auszuweichen.
- - Detection of an obstacle in the lateral vicinity of the motor vehicle,
- - determining a driving path of the motor vehicle,
- - Determining a risk of collision based on the driving path of the motor vehicle and the position of the obstacle or the position and the movement of the obstacle and
- - Setting a steering angle of the rear wheels of the motor vehicle when a risk of collision is determined in order to avoid the obstacle.
Sollte ein Umfahren des Hindernisses nicht möglich sein, sollte also eine Kollision mit dem Hindernis nicht vermeidbar sein, wird vorgeschlagen, den Lenkwinkel der Hinderräder des Kraftfahrzeugs so einzustellen, dass eine Zeit bis zur Kollision, eine sogenannte TTC (time to collision), maximal ist, was dem Fahrer mehr Zeit lässt, noch rechtzeitig zu reagieren.If it is not possible to drive around the obstacle, i.e. if a collision with the obstacle cannot be avoided, it is proposed to set the steering angle of the rear wheels of the motor vehicle in such a way that a time until the collision, a so-called TTC (time to collision), is maximum , giving the driver more time to react in good time.
Bevorzugt wird vorgeschlagen, das Kraftfahrzeug so zu navigieren, dass die Kollision des Kraftfahrzeugs mit dem Hindernis in einem Sollauftreffbereich am Kraftfahrzeug erfolgt, d. h. dass die Kollision an einer Stelle in der Kraftfahrzeugflanke auftritt, an welcher eine Reparatur vergleichsweise günstig ist, besonders bevorzugt im Bereich von Türen, etwa an der Beifahrertür und unter Vermeidung von Karosseriebestandteilen wie beispielsweise A-Säule, B-Säule, C-Säule oder D-Säule. Der Sollauftreffbereich kann beispielsweise einen Bereich an der Seitentür umfassen, wobei außerdem sicherheitshalber ein Saum, d. h. ein Abstand von einigen Zentimetern zur äußeren Kontur der Seitentür vorgesehen sein kann. Durch Beaufschlagen der Hinterräder mit einem Lenkmoment wird erreicht, dass sich das Kraftfahrzeugheck vom Hindernis wegbewegt. Der Lenkwinkel der Hinterräder des Kraftfahrzeugs wird dabei bevorzugt so eingestellt, dass hierdurch ein Ausweichen vor dem Hindernis erreicht wird. Dies kann beispielsweise so erfolgen, dass die Hinterräder maximal eingeschlagen werden, bis das Hindernis passiert ist.It is preferably proposed to navigate the motor vehicle in such a way that the motor vehicle collides with the obstacle in a target impact area on the motor vehicle, i.e. the collision occurs at a point on the side of the motor vehicle at which repair is comparatively cheap, particularly preferably in the area of doors, for example the passenger door and avoiding body parts such as A-pillar, B-pillar, C-pillar or D-pillar. The target impact area can include, for example, an area on the side door, with a hem, ie a distance of a few centimeters from the outer contour of the side door, also being provided to be on the safe side. Applying a steering torque to the rear wheels causes the rear of the vehicle to move away from the obstacle. The steering angle of the rear wheels of the motor vehicle is preferably set in such a way that the obstacle can be avoided as a result. This can be done, for example, in such a way that the rear wheels are turned as far as possible until the obstacle has been passed.
Besonders bevorzugt ist das Ausweichen vor dem Hindernis mit einem möglichst geringen Lenkeingriff verbunden. Gemäß bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sind daher Berechnungen vorgesehen, um einen optimalen Lenkwinkel der Hinterräder des Kraftfahrzeugs zu ermitteln und einzustellen. Der optimale Lenkwinkel für die Hinterräder des Kraftfahrzeugs soll möglichst klein sein und die Beaufschlagung der Hinterräder mit dem Lenkmoment soll die Kollision des Kraftfahrzeugs mit dem Hindernis vermeiden oder die Folgen der Kollision abschwächen. Bevorzugt ist, wenn bei dem optimalen Lenkwinkel für die Hinterräder das Kraftfahrzeug in einem definierten Abstand, beispielsweise 5 cm bis 50 cm, insbesondere 10 cm bis 20 cm an dem Hindernis vorbei navigiert wird.Particularly preferably, avoiding the obstacle is associated with as little steering intervention as possible. According to preferred embodiments of the invention, calculations are therefore provided in order to determine and set an optimum steering angle for the rear wheels of the motor vehicle. The optimal steering angle for the rear wheels of the motor vehicle should be as small as possible and the application of the steering torque to the rear wheels should prevent the motor vehicle from colliding with the obstacle or mitigate the consequences of the collision. It is preferred if, with the optimum steering angle for the rear wheels, the motor vehicle is navigated past the obstacle at a defined distance, for example 5 cm to 50 cm, in particular 10 cm to 20 cm.
Besonders vorteilhaft ist es, den Abstand zum Hindernis oder den Abstand zum Hindernis und die relative Geschwindigkeit des Hindernisses zum Kraftfahrzeug periodisch, beispielsweise in Abständen zwischen 1 ms und 1 s, insbesondere zwischen 10 ms und 100 ms, beispielsweise mit Hilfe von Ultraschallsensoren, zu erfassen, und den Lenkwinkel der Hinterräder des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von dem Abstand zum Hindernis oder vom Abstand zum Hindernis und von der relativen Geschwindigkeit des Hindernisses zum Kraftfahrzeug zu regeln. Die Regelung des Lenkwinkels ist insbesondere dann von Vorteil, wenn sich das Hindernis selbst bewegt. Auch in so einem Fall ist es dann möglich, das Kraftfahrzeug in einem definierten Abstand, beispielsweise 5 cm bis 50 cm, insbesondere 10 cm bis 20 cm an dem Hindernis vorbei zu navigieren.It is particularly advantageous to periodically detect the distance to the obstacle or the distance to the obstacle and the relative speed of the obstacle to the motor vehicle, for example at intervals of between 1 ms and 1 s, in particular between 10 ms and 100 ms, for example using ultrasonic sensors , and to regulate the steering angle of the rear wheels of the motor vehicle depending on the distance to the obstacle or the distance to the obstacle and the relative speed of the obstacle to the motor vehicle. Controlling the steering angle is particularly advantageous when the obstacle itself is moving. In such a case, too, it is then possible to navigate the motor vehicle past the obstacle at a defined distance, for example 5 cm to 50 cm, in particular 10 cm to 20 cm.
Das Verfahren kann nach einigen Ausführungsformen den Schritt umfassen, dass die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs festgestellt wird. Dabei kann vorgesehen sein, dass eine Ansteuerung der Hinterräder des Kraftfahrzeugs nur unterhalb einer definierten Geschwindigkeit, beispielsweise unterhalb von 20 km/h, bevorzugt unterhalb von 10 km/h, besonders bevorzugt unterhalb von 6 km/h erfolgen kann bzw. ausgeführt wird. Bei größeren Geschwindigkeiten können nämlich Manöver erfolgen, welche bedenklich für die Sicherheit umgebender Personen oder des Fahrers sein können, was zu vermeiden beabsichtigt wird.According to some embodiments, the method may include the step of determining the speed of the motor vehicle. Provision can be made for the rear wheels of the motor vehicle to be activated or executed only below a defined speed, for example below 20 km/h, preferably below 10 km/h, particularly preferably below 6 km/h. In fact, at higher speeds, maneuvers can take place which can be of concern to the safety of surrounding people or the driver, which is intended to be avoided.
Weiterhin kann vorgesehen sein, die einstellbaren Lenkwinkel der Hinterräder für das Ausweichmanöver auf einen Maximalwert zu begrenzen, insbesondere auf maximal 3° bis 10° oder 3° bis 5°.Furthermore, it can be provided that the adjustable steering angle of the rear wheels for the evasive maneuver is limited to a maximum value, in particular to a maximum of 3° to 10° or 3° to 5°.
Erfindungsgemäß wird weiterhin ein Computerprogramm vorgeschlagen, gemäß dem eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird, wenn das Computerprogramm auf einer programmierbaren Computereinrichtung ausgeführt wird. Bei dem Computerprogramm kann es sich beispielsweise um ein Modul zur Implementierung eines Fahrassistenzsystems oder eines Subsystems hiervon in einem Kraftfahrzeug handeln oder um eine Applikation für Fahrassistenzfunktionen, welche auf einem Smartphone ausführbar ist. Das Computerprogramm kann auf einem maschinenlesbaren Speichermedium gespeichert werden, etwa auf einem permanenten oder wiederbeschreibbaren Speichermedium oder in Zuordnung zu einer Computereinrichtung oder auf einer entfernbaren CD-Rom, DVD oder einem USB-Stick. Zusätzlich oder alternativ kann das Computerprogramm auf einer Computereinrichtung wie etwa auf einem Server zum Herunterladen bereitgestellt werden, z.B. über ein Datennetzwerk wie das Internet oder eine Kommunikationsverbindung wie etwa eine Telefonleitung oder eine drahtlose Verbindung.According to the invention, a computer program is also proposed according to which one of the methods described herein is carried out when the computer program is executed on a programmable computer device. The computer program can be, for example, a module for implementing a driver assistance system or a subsystem thereof in a motor vehicle, or an application for driver assistance functions that can be run on a smartphone. The computer program can be stored on a machine-readable storage medium, such as a permanent or rewritable storage medium or associated with a computer device or on a removable CD-ROM, DVD or USB stick. Additionally or alternatively, the computer program may be made available on a computing device, such as a server, for downloading, e.g., over a data network such as the Internet, or a communications link such as a telephone line or wireless connection.
Weiterhin wird ein Fahrassistenzsystem vorgeschlagen zur Vermeidung von Kollisionen eines Kraftfahrzeugs mit einem Hindernis in einem seitlichen Nahbereich des Kraftfahrzeugs oder zur Abschwächung von Folgen bei Kollisionen eines Kraftfahrzeugs mit einem Hindernis in einem seitlichen Nahbereich des Kraftfahrzeugs, umfassend:
- - eine Umgebungserfassungssensorik, die zur Erfassung des seitlichen Nahbereichs des Kraftfahrzeugs geeignet ist,
- - ein Hinderniserfassungsmodul zur Erfassung eines Hindernisses auf Basis der von der Umgebungserfassungssensorik erfassten Daten,
- - ein Modul zur Ermittlung eines Fahrschlauchs des Kraftfahrzeugs,
- - ein Modul zur Ermittlung einer Kollisionsgefahr des Kraftfahrzeugs mit dem Hindernis an Hand des Fahrschlauchs des Kraftfahrzeugs und der Lage des Hindernisses oder an Hand des Fahrschlauchs des Kraftfahrzeugs und der Lage und der Bewegung des Hindernisses,
- - ein Modul zur Berechnung von optimalen Lenkwinkeln und
- - ein Modul zur Steuerung einer Hinterradlenkung bei ermittelter Kollisionsgefahr des Kraftfahrzeugs mit dem Hindernis, das eingerichtet ist, den Lenkwinkel der Hinterräder des Kraftfahrzeugs derart einzustellen, dass eine Zeit bis zur Kollision maximal ist, falls eine Kollision mit dem Hindernis nicht vermeidbar ist.
- - an environment detection sensor system that is suitable for detecting the lateral close range of the motor vehicle,
- - an obstacle detection module for detecting an obstacle on the basis of the data recorded by the environment detection sensor system,
- - a module for determining a driving path of the motor vehicle,
- - a module for determining a risk of collision of the motor vehicle with the obstacle based on the driving path of the motor vehicle and the position of the obstacle or based on the driving path of the motor vehicle and the position and the movement of the obstacle,
- - a module for calculating optimal steering angles and
- - A module for controlling rear-wheel steering when the risk of collision of the motor vehicle with the obstacle is determined, which is set up to adjust the steering angle of the rear wheels of the motor vehicle in such a way that a maximum time until the collision occurs if a collision with the obstacle is unavoidable.
Das Fahrassistenzsystem ist zur Ausführung des oben beschriebenen Verfahrens geeignet. Das Fahrassistenzsystem ist im Prinzip mit weiteren Fahrassistenzsystemen, insbesondere mit Kollisionsvermeidungsassistenten, Parkassistenten, Spurhalteassistenten oder Rückfahrwarnassistenten kombinierbar. Insbesondere ist eine Integration in bestehende SDW-Systeme (so genannte Side-Distance-Warning-Systeme) oder FKP-Systeme (Flank-Protection-Systeme) vorgesehen, welche den Fahrer vor Hindernissen warnen, die sich neben dem Kraftfahrzeug befinden. Diese Systeme lassen sich leicht durch Softwareänderungen um die erfindungsgemäße Funktionalität ergänzen.The driver assistance system is suitable for executing the method described above. In principle, the driver assistance system can be combined with other driver assistance systems, in particular with collision avoidance assistants, parking assistants, lane departure warning assistants or reversing warning assistants. In particular, integration into existing SDW systems (so-called side distance warning systems) or FKP systems (flank protection systems) is provided, which warn the driver of obstacles that are located next to the motor vehicle. These systems can easily be supplemented by software changes with the functionality according to the invention.
Das Fahrassistenzsystem kann außerdem auf vorhandene Technik von aktiv steuerbaren Hinterradlenkungen aufsetzen. Bevorzugt nutzt das Fahrassistenzsystem bereits vorhandene Steuerungsmodule von Kraftfahrzeugen, welche eine aktiv steuerbare Hinterradlenkung aufweisen.The driver assistance system can also be based on existing actively controllable rear-wheel steering technology. The driver assistance system preferably uses existing control modules of motor vehicles which have an actively controllable rear wheel steering.
Die Ansteuerung der Hinterräder erfolgt bevorzugt über einen CAN-Bus oder über einen Flexray-Bus.The rear wheels are preferably controlled via a CAN bus or via a Flexray bus.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the Invention
Durch die vorgeschlagene Hinterradlenkung wird eine Möglichkeit geschaffen, einem Hindernis auszuweichen oder den Ort der Kollision des Kraftfahrzeugs mit dem Hindernis so festzulegen, dass etwaige Reparaturkosten am Kraftfahrzeug minimiert werden können. Eine fehlerhafte Systemausführung führt dagegen nicht zu einer unkontrollierbaren Sicherheitsbeeinträchtigung des Kraftfahrzeugführers und der weiteren Verkehrsteilnehmer.The proposed rear-wheel steering makes it possible to avoid an obstacle or to determine the location of the collision of the motor vehicle with the obstacle in such a way that any repair costs on the motor vehicle can be minimized. In contrast, a faulty system execution does not lead to an uncontrollable impairment of the safety of the motor vehicle driver and other road users.
Weitere Ausführungsbeispiele und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.Further exemplary embodiments and advantages of the invention are described below with reference to the drawings.
Figurenlistecharacter list
Es zeigen
-
1 eine Situation mit einem Kraftfahrzeug und einem Hindernis in einem seitlichen Nahbereich des Kraftfahrzeugs in Draufsicht, -
2 dieSituation aus 1 , wobei das Kraftfahrzeug zu zwei verschiedenen Zeitpunkten dargestellt ist, -
3 dieSituation aus 1 , wobei das Kraftfahrzeug zu zwei verschiedenen Zeitpunkten dargestellt ist und ein erfindungsgemäßes Fahrmanöver ausführt, -
4 eine schematische Darstellung funktionaler Komponenten eines erfindungsgemäßen Fahrassistenzsystems in einem Kraftfahrzeug, -
5 ein Flussdiagramm, welches Teile des erfindungsgemäßen Verfahrens abbildet.
-
1 a situation with a motor vehicle and an obstacle in a lateral area close to the motor vehicle in a plan view, -
2 the situation out1 , whereby the motor vehicle is shown at two different points in time, -
3 the situation out1 , wherein the motor vehicle is shown at two different points in time and executes a driving maneuver according to the invention, -
4 a schematic representation of functional components of a driver assistance system according to the invention in a motor vehicle, -
5 a flow chart depicting parts of the method according to the invention.
Ein Kollisionszeitpunkt kann dann gegeben sein, wenn das Hindernis 2 sich zu einem Zeitpunkt in dem berechneten Fahrschlauch 10 des Kraftfahrzeugs 1 befindet. Außerdem wird, soweit dies aus den empfangenen Signalen möglich ist, eine Bewegung 15 des erkannten Hindernisses 2 extrapoliert und eine potenzielle Trajektorie ermittelt. Ein Kollisionszeitpunkt kann darüber hinaus dann gegeben sein, wenn sich auf Grund der potenziellen Trajektorie des Hindernisses 2 prädizieren lässt, dass sich das Hindernis 2 zukünftig in dem berechneten Fahrschlauch 10 des Kraftfahrzeugs 1 befinden wird.A collision time can be present when the obstacle 2 is located in the calculated driving
Das Kraftfahrzeug 1 führt also ein Ausweichmanöver wie dargestellt durch. Dabei werden die Hinterräder 14 so eingeschlagen, dass sich das Kraftfahrzeugheck 22 vom Hindernis 2 weg bewegt. Ein Kraftfahrzeugdrehpunkt 17 des Lenkvorgangs mit Hinterachslenkung und ggf. mit Vorderachslenkung wird gegenüber einem Kraftfahrzeugdrehpunkt 16 lediglich mit Vorderachslenkung verschoben. In der Folge umfährt das Kraftfahrzeug 1 das Hindernis 2 mit einem gewissen Abstand 23.The
An dem Kraftfahrzeug 1 sind an dessen seitlicher Flanke 19 Sollauftreffbereiche 20, 21 definiert, welche hier beispielhaft dargestellt einen ersten Sollauftreffbereich 20 in der vorderen Seitentür und einen zweiten Sollauftreffbereich 21 in der hinteren Seitentür des Kraftfahrzeugs 1 umfassen.
Wenn das System feststellt, dass eine Kollision mit dem Hindernis 1 unvermeidlich ist, kann das System berechnen, mit welchen Lenkwinkeln β der Hinterräder 14 die Kollision am Kraftfahrzeug 1 in die Sollauftreffbereiche 20, 21 gelenkt wird. Alternativ dazu oder zusätzlich dazu kann das System für verschiedene Lenkwinkel β der Hinterräder 14 eine Zeit bis zur Kollision (TTC, „time to collision“) berechnen und den oder diejenigen Winkel β bestimmen, welche zu einer maximalen Zeit bis zur Kollision führen. Hierdurch wird dem Fahrer eine Gelegenheit gegeben, vor dem Hindernis 2 auszuweichen oder vor der Kollision das Fahrzeug zum Stillstand zu bringen.If the system determines that a collision with the
Das Fahrassistenzsystem umfasst eine Umgebungserfassungssensorik 4, die optische Sensorsysteme, beispielsweise Monokular- oder Stereovideokameras, umfassen kann und/oder Ultraschallsensoren, Radarsensoren, Lasersensoren und/oder LIDAR-Sensoren. Die Signale der Umgebungserfassungssensorik 4 werden in einer Eingangsschaltung 40 empfangen. Die Eingangsschaltung 40 ist mit einem Bussystem 41, beispielsweise einem CAN-Bus oder einem Flexray-Bus, zum Datenaustausch mit einer Datenverarbeitungseinrichtung 42 verbunden. Die Umgebungserfassungssensorik 4 ist dazu geeignet, zumindest einen seitlichen Nahbereich eines Kraftfahrzeugs zu erfassen.The driver assistance system includes an environment
Die Datenverarbeitungseinrichtung 42 umfasst ein Hinderniserfassungsmodul 43, welches Signale der Umgebungserfassungssensorik 4 empfängt und verarbeitet. Das Hinderniserfassungsmodul 43 ist dazu geeignet, eine Lage und bevorzugt auch eine Geschwindigkeit des Hindernisses zu ermitteln. Geeignete Verfahren hierzu sind bekannt. Aus der Lage und der Geschwindigkeit des Hindernisses kann eine Trajektorie des Hindernisses bestimmt werden, welche zur Bestimmung der Kollisionsgefahr verwendet werden kann.The
Die Datenverarbeitungseinrichtung umfasst weiterhin ein Modul 44 zur Ermittlung eines Fahrschlauchs des Kraftfahrzeugs. Das Modul 44 zur Ermittlung eines Fahrschlauchs des Kraftfahrzeugs verarbeitet Kraftfahrzeugdaten, insbesondere Lenkwinkeleinstellungen der Vorderräder und Hinterräder, die aktuelle Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, odometrische Daten, GPS-Daten, Kraftfahrzeugmodelldaten wie Angaben zur Breite und/oder Länge der Karosserie, Achsbreite, Radabstand und/oder Achsabstand, Ort und Lage der Seitenflanken des Kraftfahrzeugs. Im Allgemeinen sind die Daten auf dem CAN-Bus und/oder auf dem Flexray-Bus oder auf höheren Protokollen verfügbar. Das Modul 44 zur Ermittlung des Fahrschlauchs des Kraftfahrzeugs berechnet also insbesondere den Ort und die Lage des Kraftfahrzeugs zu zukünftigen Zeitpunkten.The data processing device also includes a
Die Datenverarbeitungseinrichtung 42 umfasst darüber hinaus ein Kollisionsüberwachungsmodul 45. Das Kollisionsüberwachungsmodul 45 empfängt Daten des Moduls 44 zur Ermittlung des Fahrschlauchs des Kraftfahrzeugs und Daten des Hinderniserfassungsmoduls 43, welches dem Kollisionsüberwachungsmodul 45 Informationen über die Lage des Hindernisses, insbesondere den Abstand des Hindernisses zum Kraftfahrzeug zu bestimmten Zeitpunkten zuführt. Das Kollisionsüberwachungsmodul 45 kann insbesondere ein TTC-Modul umfassen, welches eine Zeit TTC bis zu einer bevorstehenden Kollision mit dem Hindernis errechnet. Das Kollisionsüberwachungsmodul 45 kann an weitere Module gekoppelt sein, die hier nicht dargestellt sind, welche eine Fahrerwarnung veranlassen können und/oder an Module, die eine automatische Bremsung des Kraftfahrzeugs herbeiführen können und/oder an Module, die einen Lenkwinkel der Vorderräder des Kraftfahrzeugs verändern können, um die Kollision mit dem Hindernis zu vermeiden.The
Die Datenverarbeitungseinrichtung 42 umfasst außerdem ein Modul 46 zur Ermittlung einer Kollisionsgefahr. Das Modul 46 zur Ermittlung der Kollisionsgefahr wird von dem Kollisionsüberwachungsmodul 45 getriggert. Sobald eine potentielle Kollision vom Kollisionsüberwachungsmodul 45 detektiert wurde, wird das Modul 46 zur Ermittlung der Kollisionsgefahr aktiv. Es steht im Datenaustausch mit dem Modul 44 zur Ermittlung des Fahrschlauchs des Kraftfahrzeugs und mit dem Hinderniserfassungsmodul 43, welches dem Modul 46 zur Ermittlung der Kollisionsgefahr Informationen über die Lage und Geschwindigkeit des Hindernisses, insbesondere den Abstand des Hindernisses zum Kraftfahrzeug zu bestimmten Zeitpunkten zuführt. Das Modul 46 zur Ermittlung der Kollisionsgefahr hat die Aufgabe, für verschiedene Hinterradlenkwinkel zu berechnen, ob eine Kollision mit dem Hindernis erfolgen wird und/oder an welchem Punkt des Kraftfahrzeugs das Hindernis auftreffen wird. Für die Berechnungen übergibt es insbesondere Angaben zum Hinterradlenkwinkel an das Modul 44 zur Berechnung des Fahrschlauchs. Es weist einen Algorithmus auf, welcher einen optimalen Lenkwinkel für die Hinterachse unter Nebenbedingungen wie Sollauftreffbereiche und Maximierung der TTC berechnet und der mit Bezug auf das Flussdiagramm in
Die Datenverarbeitungseinrichtung umfasst außerdem ein Modul 47 zum Einstellen eines Lenkwinkels der Hinterräder des Kraftfahrzeugs. Das Modul 47 zum Einstellen des Lenkwinkels der Hinterräder des Kraftfahrzeugs empfängt insbesondere Daten des Moduls 46 zur Ermittlung der Kollisionsgefahr. Anhand dieser Daten steuert das Modul 47 zum Einstellen des Lenkwinkels der Hinterräder die Hinterräder an und stellt als Reaktion auf die drohende Kollision den optimalen Lenkwinkel der Hinterräder ein. Das Modul 47 zur Einstellung des Lenkwinkels der Hinterräder kann die Ansteuerung über einen Datenbus, insbesondere den CAN-Bus oder den Flexray-Bus vornehmen.The data processing device also includes a
Die Module können insbesondere so verwaltet werden, dass eine Regelung der Hinterradsteuerung auf Basis des aktuellen Abstands zum Hindernis und eines Sollabstands stattfinden kann, was bei beweglichen Hindernissen sinnvoll ist. Dabei ist eine direkte Kommunikation des Hinderniserfassungsmoduls mit dem Modul zur Ermittlung der Kollisionsgefahr vorteilhaft.In particular, the modules can be managed in such a way that the rear-wheel steering can be regulated on the basis of the current distance from the obstacle and a target distance, which makes sense in the case of moving obstacles. In this case, direct communication between the obstacle detection module and the module for determining the risk of a collision is advantageous.
In einem ersten Schritt S1 wird ein Lenkwinkel der Hinterräder initiiert. Der initiierte Lenkwinkel ist bevorzugt der maximal mögliche oder maximal zulässige Lenkwinkel, beispielsweise 10°, 5° oder 3°. In einem zweiten Schritt S2 wird der zu erwartende Fahrschlauch berechnet. In einem dritten Schritt S3 kann die Trajektorie des Hindernisses überprüft werden. In einem vierten Schritt S4 wird berechnet, ob eine Kollision mit dem Hindernis bevorsteht. In dem vierten Schritt S4 wird je nach Ergebnis bevorzugt auch berechnet, wann und an welchem Ort am Kraftfahrzeug eine Kollision stattfindet oder in welchem Abstand eine Passage an dem Hindernis erfolgt.In a first step S1, a steering angle of the rear wheels is initiated. The initiated steering angle is preferably the maximum possible or maximum permissible steering angle, for example 10°, 5° or 3°. In a second step S2, the driving path to be expected is calculated. In a third step S3, the trajectory of the obstacle can be checked. In a fourth step S4, it is calculated whether a collision with the obstacle is imminent. In the fourth step S4, depending on the result, it is preferably also calculated when and at what location on the motor vehicle a collision takes place or at what distance the obstacle is passed.
Ist im vierten Schritt S4 keine Kollision errechnet worden und ist der Abstand zum Hindernis bei der Passage ausreichend groß, wird der Winkel als derzeit bester Winkel definiert. In einem fünften Schritt S5 wird ein Abbruchkriterium überprüft. Das Abbruchkriterium kann beispielsweise anhand des Winkels definiert werden, wenn also eine ausreichende Genauigkeit erreicht ist. Alternativ dazu oder zusätzlich dazu kann auch einfließen, ob ein sofortiges Handeln sinnvoll ist.If no collision has been calculated in the fourth step S4 and the distance to the obstacle is sufficiently large when passing through, the angle is defined as the current best angle. A termination criterion is checked in a fifth step S5. The termination criterion can, for example, be defined using the angle, ie if sufficient accuracy has been achieved. Alternatively or in addition to this, it can also be considered whether immediate action makes sense.
Wird allerdings im vierten Schritt S4 festgestellt, dass bei dem berechneten Winkel eine Kollisionsgefahr besteht oder dass der Abstand, in welchem eine Passage an dem Hindernis erfolgt, zu gering ist, dann werden die berechnete Zeit bis zur Kollision der Auftreffpunkt an dem Kraftfahrzeug als derzeit beste Werte festgelegt. In dem fünften Schritt S5 wird als Abbruchkriterium überprüft ob die TTC maximal ist und ein Sollauftreffbereich getroffen wird. However, if it is determined in the fourth step S4 that there is a risk of collision at the calculated angle or that the distance at which the obstacle is passed is too small, then the calculated time until the collision hits the point of impact on the motor vehicle is considered to be the best at the moment values set. In the fifth step S5, a check is made as a termination criterion as to whether the TTC is at a maximum and whether a target impact area has been hit.
Ist das Abbruchkriterium im fünften Schritt S5 erfüllt, dann wird als Output des Verfahrens in einem sechsten Schritt S6 im Kollisionsfall der Winkel ausgegeben, mit dem die Hinterräder zu beaufschlagen sind, bei dem die Zeit bis zur Kollision maximal ist und eine Kollision in einem Sollauftreffbereich stattfindet, und im Falle, dass keine Kollision stattfindet der Winkel ausgegeben, mit dem die Hinterräder zu beaufschlagen sind, bei dem bei minimalem Lenkeingriff die Kollision vermieden wird.If the termination criterion is met in the fifth step S5, then in a sixth step S6 in the event of a collision, the angle at which the rear wheels are to be applied, at which the time up to the collision is maximum and a collision takes place in a target impact area, is output as the output of the method in a sixth step S6 , and in the event that no collision takes place, the angle with which the rear wheels are to be applied, at which the collision is avoided with minimal steering intervention, is output.
In einem weiteren Schritt S7 wird von dem Modul zum Einstellen eines Lenkwinkels der Hinterräder des Kraftfahrzeugs der Lenkwinkel der Hinterräder des Kraftfahrzeugs eingestellt, um dem Hindernis auszuweichen.In a further step S7, the module for adjusting a steering angle of the rear wheels of the motor vehicle adjusts the steering angle of the rear wheels of the motor vehicle in order to avoid the obstacle.
Ist das Abbruchkriterium im fünften Schritt S5 nicht erfüllt, dann wird in einem achten Schritt S8 ein neuer Winkel angesetzt, mit welchem das Verfahren ab dem zweiten Schritt nochmal ausgeführt, d. h. iteriert wird. Das Verfahren kann dabei weiter im Intervallschachtelungsverfahren ablaufen oder ein sukzessives Abscannen der Winkel mit äquidistanten Schritten umfassen.If the termination criterion is not met in the fifth step S5, then in an eighth step S8 a new angle is applied, with which the method is carried out again from the second step, i. H. is iterated. The method can continue to run in the interval nesting method or include successive scanning of the angles with equidistant steps.
Im Kollisionsfall ist bevorzugt die Intervallschachtelung vorgesehen und im Nichtkollisionsfall bevorzugt ein sukzessives Abscannen der möglichen Winkel mit äquidistanten Schritten, da im letzteren Fall ein Minimum der TTC gefunden werden muss. Bei der Intervallschachtelung wird der initiierte Winkel halbiert und die Berechnung mit dem halbierten Winkel durchgeführt. Wird weiterhin keine Kollision detektiert und ist der Abstand zum Hindernis bei der Passage ausreichend groß, dann wird der beste Winkel auf den halbierten Wert gesetzt. Wird allerdings die Kollisionsgefahr bejaht, dann wird auf das andere Intervall abgestellt. Dann wird die Rechnung wiederum mit einem das Intervall halbierenden Wert des Winkels ausgeführt und iteriert ausgeführt, bis das Abbruchkriterium erfüllt ist.In the event of a collision, interval nesting is preferably provided, and in the non-collision case, successive scanning of the possible angles with equidistant steps is preferred, since in the latter case a minimum of the TTC must be found. With interval nesting, the initiated angle is halved and the calculation is performed with the halved angle. If no collision is still detected and the distance to the obstacle is sufficiently large when passing, then the best angle is set to half the value. However, if the risk of collision is affirmed, then the other interval is used. Then the calculation is again performed with a value of the angle that halves the interval and iterated until the termination criterion is met.
Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.The invention is not limited to the exemplary embodiments described here and the aspects highlighted therein. Rather, within the range specified by the claims, a large number of modifications are possible, which are within the scope of expert action.
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