DE102012211972A1

DE102012211972A1 - Spurhalteverfahren und -system mit situationsabhängigem Unterstützungsgrad

Info

Publication number: DE102012211972A1
Application number: DE102012211972.8A
Authority: DE
Inventors: Melanie Gugel; Tobias Rentschler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-07-10
Filing date: 2012-07-10
Publication date: 2014-01-16
Also published as: WO2014009216A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Spurhalteunterstützung für ein Fahrzeug, bei dem die Fahrspuren auf der Fahrbahn erkannt werden und ein fahrerunabhängiger Eingriff in das Lenksystem des Fahrzeugs im Sinne einer Spurhaltung erfolgt. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass – der momentane Fahrzeugbewegungszustand sowie die Fahrzeugumgebung erfasst wird, – anhand dieser Daten eine Verkehrssituationsklasse aus einer Anzahl vorgegebener, unterschiedlicher Verkehrssituationsklassen ausgewählt und dem Fahrzeug zugeordnet wird und – anhand der zugeordneten Verkehrssituationsklasse wenigstens ein Parameter für den fahrerunabhängigen Eingriff in das Lenksystem festgelegt wird.

Description

Stand der Technik
Aus der DE 101 37 292 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems eines Kraftfahrzeugs mit einer servounterstützten Lenkung bekannt. Dieses umfasst die Schritte:

– Erfassen oder Abschätzen von Umgebungsdaten einer Verkehrssituation,
– Erfassen oder Abschätzen von Bewegungsdaten des Kraftfahrzeugs und
– Vergleichen der erfassten oder abgeschätzten Umgebungsdaten mit den Bewegungsdaten des Kraftfahrzeugs und
– Änderung der Unterstützung einer Lenkhandhabe nach Maßgabe des Vergleichs.

Die Merkmale der Oberbegriffe der unabhängigen Ansprüche sind der DE 101 37 292 A1 entnommen.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Spurhalteunterstützung für ein Fahrzeug, bei dem die Fahrspuren auf der Fahrbahn erkannt werden und ein fahrerunabhängiger Eingriff in das Lenksystem des Fahrzeugs im Sinne einer Spurhaltung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass

– der momentane Fahrzeugbewegungszustand sowie die Fahrzeugumgebung erfasst werden,
– anhand dieser Daten eine Verkehrssituationsklasse aus einer Anzahl vorgegebener, unterschiedlicher Verkehrssituationsklassen ausgewählt und dem Fahrzeug zugeordnet wird und
– anhand der zugeordneten Verkehrssituationsklasse wenigstens ein Parameter für den fahrerunabhängigen Eingriff in das Lenksystem festgelegt wird. Die Erfindung basiert darauf, dass die unterschiedlichsten Verkehrssituationsklassen bzw. Verkehrssituationsarten in einer Art von Katalog bzw. einer Datenbank zusammengestellt sind. Durch geeignete Sensorik, insbesondere Videosensorik oder Sensorkombinationen, ist es möglich, die aktuelle Verkehrssituationsklasse zu ermitteln, in welcher sich das Fahrzeug momentan befindet. Ist diese Verkehrssituationsklasse bekannt, dann können die fahrerunabhängigen Eingriffe des Spurhaltesystems in das Lenksystem daran angepasst werden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass für den fahrerunabhängigen Lenkeingriff jeweils wenigstens ein Parameter für dessen Eingriffsgeschwindigkeit und/oder dessen Eingriffsstärke und/oder dessen Eingriffszeitpunkt festgelegt wird. Die Eingriffsgeschwindigkeit, die Eingriffsstärke und der Eingriffszeitpunkt sind diejenigen Größen, welche das Komfortempfinden eines Spurhaltesystems maßgeblich charakterisieren.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in die Festlegung der Eingriffsgeschwindigkeit zusätzlich eine den Fahrstil bzw. das Fahrverhalten des Fahrers kennzeichnende Größe eingeht. Insbesondere ist diese Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in die den Fahrstil des Fahrers kennzeichnende Größe das Spurwechselverhalten des Fahrers und/oder das Blinkverhalten des Fahrers und/oder das Längsdynamikverhalten des Fahrers eingeht. Damit ist es möglich, das Spurhaltesystem an den Fahrstil des Fahrers anzupassen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass bei einer durch einen Wechsel der zugeordneten Verkehrssituationsklasse bedingten Änderung des wenigstens einen Parameters für den fahrerunabhängigen Eingriff in das Lenksystem die Änderung des Parameterwertes nicht sprungartig, sondern als zeitliche Rampe erfolgt. Dadurch werden abrupte Eingriffsänderungen vermieden, was sich komforterhöhend für den Fahrer auswirkt. Die Zeitdauer der Rampe kann dabei sogar abhängig von der aktuell vorliegenden Verkehrssituationsklasse sein.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in die Verkehrssituationsklasse wenigstens die Anzahl der Fahrspuren und die Abbiegerichtungen der jeweiligen Fahrspuren eingehen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in den Fahrzeugbewegungszustand wenigstens die Fahrzeuggeschwindigkeit eingeht.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Verkehrsituationsklassen um einen Stadtverkehr betreffende Verkehrssituationsklassen handelt und dass das Verfahren nur während eines Stadtverkehrs durchgeführt wird.
Weiter umfasst die Erfindung eine Vorrichtung, insbesondere ein Steuergerät, welche Mittel, insbesondere den Softwarecode, enthält, die zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren ausgestaltet sind.
Die Zeichnung umfasst die 1 und 2.
1 zeigt in Form eines Blockdiagramms das logische Konzept der Erfindung.
2 die Parameterwerte des Spurhaltesystems als Funktion der Eingriffsklasse in Kennlinienform.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Spurführung, welches insbesondere für den unteren Geschwindigkeitsbereich in städtischen Bereichen geeignet ist. Ein statischer Unterstützungsgrad, wie er in heutigen Spurhaltesystemen vorliegt, ist für eine Fahrerassistenz insbesondere in städtischer Umgebung nicht optimal. Deshalb werden gemäß der Erfindung die unterschiedlichen, für den städtischen Bereich typischen Verkehrssituationen klassifiziert, d.h. in Klassen eingeteilt. Beispiele für solche Verkehrssituationsklassen sind

– Verkehrssituationsklasse 1: Drei Fahrspuren mit Fahrzeugen in einer Verkehrsflussrichtung, das eigene Fahrzeug fährt auf der mittleren Spur
– Verkehrssituationsklasse 2: Stehende Fahrzeugkolonne an einer Ampel
– Verkehrssituationsklasse 3: Mehrspurige Straße mit den Fahrspuren "links abbiegend", "geradeaus" und "rechts abbiegend"
– Verkehrssituationsklasse 4: Fahrbahnzusammenführung von zwei Fahrbahnen zu einer Fahrbahn
– usw.

Während einer Stadtfahrt wird dem Fahrzeug zu jedem Zeitpunkt genau eine dieser fest vorgegebenen bzw. festgelegten Verkehrssituationsklassen zugewiesen. Das bedeutet anschaulich, dass das Fahrzeug während der Fahrt eine Folge von Verkehrssituationsklassen durchläuft, analog einer Folge von Zuständen.
Analog zur Klassifikation der Verkehrssituation werden die möglichen Spurhalteeingriffe ebenfalls klassifiziert und in Cluster bzw. Eingriffsklassen eingeteilt. Diese Eingriffsklassen sehen beispielsweise folgendermaßen aus: Eingriffsklasse 1: Starke Eingriffe, hohe Lenkradstellgeschwindigkeit, kontinuierlicher Lenkeingriff ohne eingriffsfreien Bereich Eingriffsklasse 2: Mittelstarke Eingriffe, mittlere Lenkradstellgeschwindigkeit, kleiner eingriffsfreier Bereich usw.
Nun wird jeder Verkehrssituationsklasse eine Eingriffsklasse zugeteilt. Befindet sich das Fahrzeug in der Verkehrssituationsklasse i, dann gehört dazu die Eingriffsklasse j des Spurhaltesystems. Bei dieser Zuordnung ist es erlaubt, dass mehreren Verkehrssituationsklassen dieselbe Eingriffsklasse zugeordnet wird. Die Eingriffsklassen kann man sich auch als Parametersätze für das Spurhaltesystem vorstellen, deren Parameter z.B. die Eingriffsstärke, die Eingriffsgeschwindigkeit und den Eingriffszeitpunkt des Spurhaltesystems vorgeben.
Der Aufbau der Erfindung ist in Form eines Blockdiagramms in 1 dargestellt.
In Block 100 werden mittels einer Videokamera Gegebenheiten wie Fahrspuren, Objekte, Verkehrsschilder, Fußgänger, Fremdfahrzeuge usw. erfasst. Anhand dieser erfassten Gegebenheiten findet in Block 101 die städtische Situationserkennung statt und abhängig davon wird in Block 102 die passende bzw. zugehörige Verkehrssituationsklasse ausgewählt. Block 109 kennzeichnet die der Verkehrssituationsklasse zugehörige Eingriffsklasse und umfasst die Blöcke 104, 105 und 106. Dabei enthält Block 104 die der Eingriffsklasse zugeordnete Eingriffsgeschwindigkeit, Block 105 die der Eingriffsklasse zugeordnete Eingriffsstärke und Block 106 den der Eingriffsklasse zugeordneten Eingriffszeitpunkt. Dabei ist zu beachten, dass in die Ermittlung der Eingriffsgeschwindigkeit in Block 104 noch das durch Block 103 repräsentierte Fahrerverhalten eingeht. Eine hohe Aktivität des Fahrers am Lenkrad beeinflusst die Dynamik des Unterstützungsverhaltens zusätzlich. Eine hohe Eigendynamik des Fahrers z.B. durch Spurwechsel, Blinkverhalten oder Längsdynamikverhalten beeinflusst die Schnelligkeit des Aufbaus des Unterstützungsmomentes, d.h. die Eingriffsgeschwindigkeit hängt zusätzlich von der Fahreraktivität ab. Die in den Blöcken 104, 105 und 106 ermittelten Werte für die Eingriffsgeschwindigkeit, die Eingriffsstärke und den Eingriffszeitpunkt werden dem Querführungssystem bzw. Spurhaltesystem 107 zugeführt, welches diese in Block 108, welcher die Lenkung darstellt, als Lenkeingriffe umsetzt.
In 2 ist in Abszissenrichtung die Nummer der Eingriffsklasse bzw. Cluster-Nummer aufgetragen, in Ordinatenrichtung sind die Größen Eingriffsstärke, Eingriffsgeschwindigkeit und Eingriffszeitpunkt aufgetragen. Die der entsprechenden Eingriffsklasse zugeordnete Eingriffsstärke sind durch einen Punkt gekennzeichnet, die Eingriffsgeschwindigkeit durch ein Rechtecksymbol und der Eingriffszeitpunkt durch ein Rautensymbol.
Unter dem Begriff der Eingriffsstärke wird dabei die maximale Lenkunterstützung verstanden, welche im Rahmen des Spurhaltesystems fahrerunabhängig aufgebaut werden darf, d.h. das maximale Lenkunterstützungsmoment, welches fahrerunabhängig dem vom Fahrer vorgegebenen Lenkmoment überlagert werden darf. Die Eingriffsgeschwindigkeit beschreibt die Geschwindigkeit, mit welcher das genannte Lenkunterstützungsmoment aufgebaut wird. Der Eingriffszeitpunkt gibt an, wie groß die Abweichung zwischen Soll- und Ist-Lenkwinkel sein darf, bevor das Spurhaltesystem den Fahrerlenkeingriff durch ein Lenkunterstützungsmoment unterstützt.
Der Übergang zwischen den verschiedenen Eingriffsklassen muss nicht zwangsläufig sprungartig erfolgen, sondern er kann vorteilhafterweise auch durch eine Tiefpassfilterung durchgeführt werden, so dass ein kontinuierlicher Übergang entsteht. Die verwendete Zeit der Tiefpassfilterung, d.h. die Filterzeitkonstante, kann dabei sogar abhängig von der vorliegenden Verkehrssituationsklasse gewählt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10137292 A1 [0001]

Claims

Verfahren zur Spurhalteunterstützung für ein Fahrzeug, bei dem die Fahrspuren auf der Fahrbahn erkannt werden und ein fahrerunabhängiger Eingriff in das Lenksystem des Fahrzeugs im Sinne einer Spurhaltung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass – der momentane Fahrzeugbewegungszustand sowie die Fahrzeugumgebung erfasst werden (101), – anhand dieser Daten eine Verkehrssituationsklasse aus einer Anzahl vorgegebener, unterschiedlicher Verkehrssituationsklassen ausgewählt und dem Fahrzeug zugeordnet wird (102) und – abhängig von der zugeordneten Verkehrssituationsklasse wenigstens ein Parameter (104, 105, 106) für den fahrerunabhängigen Eingriff in das Lenksystem (108) festgelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für den fahrerunabhängigen Lenkeingriff (108) jeweils wenigstens ein Parameter für dessen Eingriffsgeschwindigkeit (104) und/oder dessen Eingriffsstärke (105) und/oder dessen Eingriffszeitpunkt (106) festgelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in die Festlegung der Eingriffsgeschwindigkeit (104) zusätzlich eine den Fahrstil des Fahrers kennzeichnende Größe (103) eingeht.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in die den Fahrstil des Fahrers kennzeichnende Größe (103) das Spurwechselverhalten des Fahrers und/oder das Blinkverhalten des Fahrers und/oder das Längsdynamikverhalten des Fahrers eingehen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer durch einen Wechsel der zugeordneten Verkehrssituationsklasse bedingten Änderung des wenigstens einen Parameters für den fahrerunabhängigen Eingriff in das Lenksystem die Änderung des Parameterwertes nicht sprungartig, sondern als zeitliche Rampe erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdauer der Rampe abhängig von der Verkehrssituationsklasse ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in die Wahl der Verkehrssituationsklasse (102) wenigstens die Anzahl der Fahrspuren und die Abbiegerichtungen der jeweiligen Fahrspuren eingehen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den Fahrzeugbewegungszustand wenigstens die Fahrzeuggeschwindigkeit eingeht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Verkehrsituationsklassen (102) um einen Stadtverkehr betreffende Verkehrssituationsklassen handelt und dass das Verfahren nur während eines Stadtverkehrs durchgeführt wird.
Vorrichtung, enthaltend Mittel, die zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren ausgestaltet sind.