DE102016221565A1

DE102016221565A1 - Verfahren zum Unterscheiden zwischen gewollten Lenkbewegungen eines Fahrers zur Beeinflussung eines gewollten Fahrpfades eines Kraftfahrzeuges von Korrekturlenkbewegungen des Fahrers als Reaktion auf unerwartete Abweichungen des Kraftfahrzeuges vom gewollten Fahrpfad sowie maschinenlesbarer Datenträger

Info

Publication number: DE102016221565A1
Application number: DE102016221565.5A
Authority: DE
Inventors: Helmuth Bosch; Michael SCHIEBAHN; Peter Zegelaar
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2016-11-03
Filing date: 2016-11-03
Publication date: 2018-05-03
Anticipated expiration: 2036-11-04
Also published as: DE102016221565B4; CN108016494A; US20180118263A1; US10829151B2

Abstract

Verfahren zum Unterscheiden zwischen gewollten Lenkbewegungen eines Fahrers zur Beeinflussung eines gewollten Fahrpfades eines Kraftfahrzeuges von Korrekturlenkbewegungen des Fahrers als Reaktion auf unerwartete Abweichungen des Kraftfahrzeuges vom gewollten Fahrpfad mit den Schritten:Ermitteln einer momentanen ungestörten Bewegung des Fahrzeuges entlang des Fahrpfades;Berechnen zumindest einesReferenzwertes für einen Lenkwinkel (LWR) korrespondierend zu der ermittelten, ungestörten Bewegung des Kraftfahrzeuges und/oderReferenzwertes für eine Lenkgeschwindigkeit (LGR) korrespondierend zu der ermittelten, ungestörten Bewegung des Kraftfahrzeuges, wobeidie Schritte a) und/oder b) unter Verwendung eines inversen Fahrzeugmodells erfolgen;Vergleich des oder der Referenzwert(e) (LWR; LGR) mit momentanen Lenkwinkelwerten (LW(t)) und/oder mit momentanen Lenkgeschwindigkeitswerten (LG(t));Ermitteln, ob ein Unterschied zwischen dem momentanen Lenkwinkelwert (LW(t)) und dem korrespondierenden Referenz-Lenkwinkelwert (LWR) und/oder ein Unterschied zwischen dem momentanen Lenkgeschwindigkeitswert (LG(t)) und dem korrespondierenden Referenzlenkgeschwindigkeitswert (LGR) einen vorbestimmten Fehlergrenzwert (ΔF), der für die Berechnung der Referenzwerte (LGR; LWR) festgelegt wird, übersteigt und wenn dies der Fall ist, entscheiden, dass es sich um eine Korrekturlenkbewegung des Fahrers als Reaktion auf eine unerwartete Abweichung des Kraftfahrzeuges vom gewollten Fahrpfad handelt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Unterscheiden zwischen gewollten Lenkbewegungen eines Fahrers zur Beeinflussung eines gewollten Fahrpfades eines Kraftfahrzeuges von Korrekturlenkbewegungen des Fahrers als Reaktion auf unerwartete Abweichungen des Kraftfahrzeuges vom gewollten Fahrpfad.
Moderne Fahrzeuge verfügen über Aktuatoren, welche grundsätzlich dazu gedacht sind, Bedienbewegungen und/oder Bedienkräfte eines Fahrers eines Fahrzeuges zu unterstützen bzw. hierzu unterstützend einzugreifen, um dem Fahrer die Bedienung des Fahrzeuges zu erleichtern.
Es existieren allerdings Betriebssituationen eines Fahrzeuges, beispielsweise das Bremsen auf einer Fahrbahn mit unterschiedlichen Reibungskoeffizienten, bei denen es vorkommen kann, dass das Fahrzeug beim Bremsen eine ungewollte und unerwartete Abweichung vom gewollten Fahrpfad vollzieht. Solche Fahrbahnbeläge mit unterschiedlichen Reibungskoeffizienten treten beispielsweise bei einseitig feuchter und/oder nasser Fahrbahn oder z. B. bei einseitig gefrorener Fahrbahn auf. Grundsätzlich ist jede Fahrsituation betroffen, bei der die Räder der einen Fahrzeugseite einen Reibkontakt zur Fahrbahn aufweisen, welcher sich hinsichtlich des Reibkoeffizienten µ von dem Fahrbahnkontakt der Räder der anderen Fahrzeugseite unterscheidet.
Wenn auf einer solchen Fahrbahnoberfläche mit unterschiedlichen Reibungskoeffizienten je Fahrzeugseite das Fahrzeug abgebremst wird, entsteht ein Giermoment (Drehmoment um die Hochachse des Fahrzeuges), welches aus den unterschiedlichen Höhen der erzeugten Bremskräfte auf der rechten und linken Fahrzeugseite entsteht. Ein solches Giermoment verursacht eine Fahrzeugbewegung, insbesondere ein Gieren des Fahrzeuges, hin zu derjenigen Fahrbahnoberflächenseite, die einen höheren Reibkoeffizienten in Vergleich zur anderen Fahrzeugseite besitzt.
Bei einem derartigen Gieren des Fahrzeuges verlässt das Fahrzeug in unerwarteter und oftmals ungewollter Art und Weise den vom Fahrer beabsichtigten Fahrpfad, d. h. das Fahrzeug kann ausbrechen. Um ein solches gierendes Ausbrechen des Fahrzeuges zu kompensieren, steuert der Fahrer durch Einwirkung auf das Lenkrad als Reaktion auf das Ausbrechen des Fahrzeuges in die Gegenrichtung, um das Fahrzeug wieder auf den gewollten Fahrpfad zu bringen.
Solche Gegenlenkoperationen des Fahrzeuges geschehen oftmals reflexartig und somit sehr schnell. Insbesondere bei geübten Fahrern ist dies zu beobachten.
Im Ergebnis passt allerdings in einer solchen Situation der aktuelle Lenkeinschlag nicht zu dem beabsichtigten und gewollten Fahrpfad, auf dem sich das Fahrzeug ohne den Einfluss des Giermomentes bewegen sollte.
In einem solchen Fall würde ein herkömmliches Fahrerunterstützungssystem, welches dazu ausgelegt ist, die Bedienungsbewegungen oder Bedienkräfte des Fahrers zu unterstützen, ein Unterstützen des Gegenlenkens verursachen, was gegebenenfalls zu einem übermäßigen Gegensteuern führen würde und somit eine zusätzliche Gefahrenquelle darstellen würde.
Für bestehende Lenkassistenzsysteme ist es sehr schwierig, die Lenkbewegungen des Fahrers dahingehend zu unterscheiden, ob es sich um beabsichtigte Lenkbewegungen des Fahrers zur beabsichtigten Beeinflussung des Fahrpfades des Fahrzeuges handelt oder ob es nicht gegebenenfalls reaktive oder reflexartige Gegenlenkbewegungen sind, um das Fahrzeug, welches ausbricht oder auszubrechen droht, zurück auf den gewollten Fahrpfad zu bringen. Lediglich die Lenkgeschwindigkeit ist hierfür ein ungeeignetes Kriterium, da es beispielsweise vorkommen kann, dass es für ein Ausweichmanöver beispielsweise zum Ausweichen gegenüber einem plötzlich auftretenden Hindernis, z. B. einem Tier auf der Fahrbahn, auch notwendig ist, sehr schnelle und reflexartige Lenkbewegungen zu vollführen. Eine solche Lenkbewegung führt allerdings dann zu einer gewollten Änderung des Fahrpfades, nämlich um das plötzlich auftauchende Hindernis herum. Bei solchen schnellen Lenkbewegungen, wie sie beispielsweise bei einem Ausweichmanöver in oben beschriebener Art und Weise auftreten, ist es dagegen gewünscht, dass gegebenenfalls eine Unterstützung durch das Lenkassistenz- oder Lenkunterstützungssystem des Fahrzeuges erfolgt.
Um ein korrektes Eingreifen der Lenkunterstützung zu gewährleisten, ist es erforderlich, reflexartige Gegenlenkbewegungen von gewollten, schnellen Lenkbewegungen zu unterscheiden. Eine solche Unterscheidung ist für bestehende Systeme sehr schwierig. Aus der US 2008/0066994 A1 ist es bekannt, einen Aktuator zur Lenkunterstützung lediglich in bestimmten Fahrsituationen zu aktivieren. Vorgeschlagen wird, nur bei einer geringen Fahrzeuggeschwindigkeit die Lenkunterstützung zu aktivieren, da in einer solchen Fahrsituation die erforderlichen Lenkmomente erfahrungsgemäß größer sind als bei höheren Geschwindigkeiten.
Aus der US 2015/0336608 A1 ist es bekannt, unter bestimmten Umständen einen Lenkhilfeaktuator zu deaktivieren. Dies geschieht unter Berücksichtigung einer Deaktivierungsbedingung. Eine Deaktivierungsbedingung kann beispielsweise sein, dass eine mangelnde Interaktion zwischen dem Fahrer und dem Lenkrad festgestellt wird. Als weitere mögliche Abschaltszenarien werden angegeben, dass es gegebenenfalls bei einer Einparksituation dazu kommen kann, dass übermäßig starke Lenkausschläge vorkommen, die das System nicht vorhersagen kann. In einem solchen Fall wird vorgeschlagen die Lenkunterstützung abzuschalten. Ebenso wird dies vorgeschlagen, wenn der Fahrer scharfe Kurskorrekturen vornehmen will, beispielsweise bei einer Umkehrbewegung (U-Turn) des Fahrzeugs.
Aus der US 2012/0109461 A1 ist es bekannt, mittels einer Steuerungseinrichtung ein Fahrzeug zu steuern, wenn festgestellt wurde, dass der Fahrer keine beabsichtigte Lenkbewegung vollführt und die Steuerung des Fahrzeuges zu stoppen, wenn festgestellt wurde, dass der Fahrer mit Absicht lenkt.
Um ein korrektes Eingreifen der Lenkunterstützung zu gewährleisten, ist es erforderlich, reflexartige Gegenlenkbewegungen von gewollten, schnellen Lenkbewegungen zu unterscheiden. Eine solche Unterscheidung ist für bestehende Systeme sehr schwierig.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Unterscheiden zwischen gewollten Lenkbewegungen eines Fahrers zur Beeinflussung eines gewollten Fahrpfades eines Kraftfahrzeuges von Korrekturlenkbewegungen des Fahrers als Reaktion auf unerwartete Abweichungen des Fahrzeuges vom gewollten Fahrpfad anzugeben, welches es ermöglicht, das Lenkunterstützungssystem zuverlässig und vom Fahrer erwartbar diesen unterstützend anzusteuern.
Die oben erwähnte Aufgabe/die oben erwähnten Aufgaben der Erfindung werden mit einem Verfahren zum Unterscheiden zwischen gewollten Lenkbewegungen eines Fahrers zur Beeinflussung eines gewollten Fahrpfades eines Kraftfahrzeuges von Korrekturlenkbewegungen des Fahrers als Reaktion auf unerwartete Abweichungen des Kraftfahrzeuges vom gewollten Fahrpfad gelöst, welches die Schritte gemäß Anspruch 1 besitzt. Bei einem solchen Verfahren, wird zunächst eine momentane, ungestörte Bewegung des Fahrzeuges entlang des gewollten Fahrpfades ermittelt.
Im Anschluss daran wird in einem ersten Aspekt der Erfindung zumindest ein Referenzwert für einen Lenkwinkel korrespondierend zu der ermittelten, ungestörten Bewegung des Kraftfahrzeuges und/oder ein Referenzwert für eine Lenkgeschwindigkeit korrespondierend zu der ermittelten, ungestörten Bewegung des Kraftfahrzeuges berechnet, wobei die erwähnten Berechnungsschritte unter Verwendung eines inversen Fahrzeugmodelles erfolgen. Der oder die Referenzwert(e) wird mit momentanen Lenkwinkelwerten und/oder mit momentanen Lenkgeschwindigkeitswerten verglichen.
Des Weiteren wird ermittelt, ob ein Unterschied zwischen dem momentanen Lenkwinkelwert und dem korrespondierenden Referenz-Lenkwinkelwert und/oder ein Unterschied zwischen dem momentanen Lenkgeschwindigkeitswert und dem korrespondierenden ReferenzLenkgeschwindigkeitswert einen vorbestimmten Fehlergrenzwert, der beispielsweise vorab für die Referenzwerte erhalten aus der Berechnung mittels eines inversen Fahrzeugmodells festgelegt wird, übersteigt. Wenn dies der Fall ist, wird entschieden, dass es sich um eine Korrekturlenkbewegung des Fahrers als Reaktion auf eine unerwartete Abweichung des Kraftfahrzeuges vom gewollten Fahrpfad handelt.
Liegt eine solche Entscheidung vor, kann ohne Weiteres das Eingreifen eines Aktuators, beispielsweise eines Lenkhilfeaktuators für den Normalbetrieb unterbunden werden. Gleichwohl kann auch in dem Fall, wenn ermittelt wurde, dass es sich um keine Korrekturlenkbewegung, insbesondere um keine reflexartige Korrekturlenkbewegung des Fahrers handelt, eine Unterstützung des Lenkaktuators aufrecht erhalten bleiben bzw. ausgelöst und vorgenommen werden.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird nach dem Ermitteln einer momentanen ungestörten Bewegung des Fahrzeuges entlang eines Fahrpfades zusätzlich zu den Fehlergrenzwerten eine Festlegung getroffen, die vorbestimmte Bandbreiten für absolute Werte eines momentanen Lenkwinkelwertes und/oder vorbestimmte Bandbreiten für absolute Werte eines momentanen Lenk-Geschwindigkeitswertes betrifft.
Weiterhin wird anschließend ermittelt, ob die absoluten Werte des momentanen Lenkwinkelwertes und/oder des momentanen Lenkgeschwindigkeitswertes außerhalb der jeweils korrespondierenden, vorbestimmten Bandbreite liegen und wenn dies der Fall ist, wird entscheiden, dass es sich um eine Korrekturlenkbewegung, insbesondere um eine reflexartige Korrekturlenkbewegung des Fahrers als Reaktion auf eine unerwartete Abweichung des Kraftfahrzeuges vom gewollten Fahrpfad handelt. In diesem Fall kann dann gegebenenfalls die unterstützende Wirkung eines Lenkaktuators unterbunden werden oder der Fahrsituation entsprechend angepasst werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der oben genannten Aspekte des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zumindest ein Fahrassistenzsystem deaktiviert, wenn festgestellt wird, dass es sich um eine Korrekturlenkbewegung des Fahrers als Reaktion auf unerwartete Abweichungen des Kraftfahrzeuges vom gewollten Fahrpfad handelt.
Bei einem solchen Fahrerassistenzsystem kann es sich beispielsweise um einen Lenkaktuator und/oder einen Bremsaktuator handeln.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Eingangssignale für die Berechnung des ersten und/oder des zweiten Referenzwertes auf Basis mindestens eines Signales berechnet, welche mindestens einen Zustand des Kraftfahrzeugs ausgewählt aus der Gruppe:

- Längsbeschleunigung des Fahrzeuges entlang seiner Fahrzeuglängsachse;
- Querbeschleunigung des Fahrzeuges entlang einer Querachse des Fahrzeuges;
- Vertikalbeschleunigung des Fahrzeuges entlang einer Hochachse des Fahrzeuges;
- Längsgeschwindigkeit;
- Quergeschwindigkeit;
- Vertikalgeschwindigkeit;
- Giergeschwindigkeit;
- Wankgeschwindigkeit;
- Rollgeschwindigkeit;
- Gierbeschleunigung;
- Wankbeschleunigung;
- Rollbeschleunigung;
- Radgeschwindigkeiten und/oder Radbeschleunigungen einzelner oder mehrerer Räder des Kraftfahrzeuges, repräsentieren.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann mindestens ein Fahrerassistenzsystem aktiviert werden, wenn festgestellt wurde, dass es sich um eine Korrekturlenkbewegung des Fahrers als Reaktion auf unerwartete Abweichungen des Kraftfahrzeugs vom gewünschten Fahrpfad handelt.
Hiermit kann gegebenenfalls der Fahrer in einer kritischen Fahrsituation hinsichtlich vorzunehmender Einwirkungen auf das Fahrzeug positiv unterstützt werden.
Ein solches Fahrerassistenzsystem kann beispielsweise ein Fahrerassistenzsystem sein, welches ein Assistenzsystem zum Gegenlenken ist. Ein solches Fahrassistenzsystem zum Gegenlenken unterstützt den Fahrer dabei, auf unerwartete Abweichungen des Kraftfahrzeugs vom gewünschten Fahrpfad zu reagieren, wobei das Fahrzeug auf dem gewünschten Fahrpfad weitergeführt wird oder auf den gewünschten Fahrpfad zurückgeführt wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird eine Mehrzahl von Referenzwerten für den Lenkwinkel und/oder die Lenkgeschwindigkeit gespeichert und jeweils ein zeitlich letzter Wert des Referenzwertes betreffend den Lenkwinkel und/oder die Lenkgeschwindigkeit, welche(r) zu einem ungestörten Fahrpfad des Kraftfahrzeuges passen, als Referenzwert für den Vergleich mit den momentanen Werten des Lenkwinkels und/oder der Lenkgeschwindigkeit verwendet wird.
Mit einer zeitlich fortschreitenden und stetigen Mitspeicherung von Werten betreffend den Lenkwinkel und/oder die Lenkgeschwindigkeit kann es in einfacher Art und Weise gelingen, die letzte Fahrsituation, bei der der Lenkwinkel und die Lenkgeschwindigkeit zu dem gewünschten Fahrpfad passt, festzustellen und somit als Vergleichsgrundlage, d. h. als Referenzwerte für das erfindungsgemäße Verfahren festzulegen.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt eine Bestimmung der Werte des momentanen Lenkwinkels und/oder der momentanen Lenkgeschwindigkeit in Abhängigkeit von mindestens einem Fahrzeugzustand, wobei der Fahrzeugzustand aus mindestens einem der im Folgenden aufgeführten Gruppe ausgewählt wird:

- Radgeschwindigkeiten und/oder Radbeschleunigungen einzelner oder mehrerer Räder des Kraftfahrzeuges
- Stellung des Lenkrades oder der Lenksäule, welche durch einen Lenksensor ermittelt wird,
- Winkelgeschwindigkeit des Lenkrades um die Lenkachse der Längssäule,
- Stellung zumindest eines lenkenden Rades in Bezug auf den Lenkwinkel.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein maschinenlesbarer Datenträger, auf dem ein Computerprogramm gespeichert ist, welches in der Lage ist, unter Zuhilfenahme eines Rechners das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen.
Im Folgenden wird die Erfindung beispielhaft anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

1: ein Ablaufdiagramm repräsentierend eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens;
2: ein Ablaufdiagramm repräsentierend eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Eine erste Ausführungsform der Erfindung zeigt schematisch 1. Ausgehend von einer ungestörten Fahrzeugbewegung wird ein zur ungestörten Fahrzeugbewegung korrespondierender Referenzwert für einen Lenkwinkel LWR oder ein zu dieser ungestörten Fahrzeugbewegung korrespondierender Referenzwert für die Lenkgeschwindigkeit LGR ermittelt. Unter Lenkwinkel LW ist zu verstehen, um welchen Winkel ausgehend von einer Ausgangsstellung das Lenkrad eines Fahrzeuges um dessen Lenkachse gedreht wird. Gleichwohl kann ein Lenkwinkel LW auch ein Einschlagwinkel eines Rades sein, den dieses im Vergleich zur Geradeausstellung besitzt. Als Lenkgeschwindigkeit ist jeweils die zeitliche Ableitung vorgenannter Größen für den Lenkwinkel zu verstehen. Die Lenkgeschwindigkeit LG bezieht sich somit auf die Winkelgeschwindigkeit des Lenkrades oder eines lenkenden Rades der Radaufhängung des Fahrzeuges.
Im Ergebnis liegt somit einzeln oder zugleich ein Referenzwert für den Lenkwinkel LWR und/oder ein Referenzwert für eine Lenkgeschwindigkeit LGR vor. Diese Größen stehen repräsentativ für eine ungestörte Fahrzeugbewegung entlang eines Fahrpfades des Fahrzeuges. Weiterhin wird laufend der aktuelle Lenkwinkel LW(t) wie auch die aktuelle Lenkgeschwindigkeit LG(t) ermittelt. Die Ermittlung der Referenzwerte erfolgt unter Verwendung eines inversen Fahrzeugmodelles, wobei aus der ungestörten Fahrzeugbewegung auf die zugehörigen Lenkwinkel bzw. Lenkgeschwindigkeiten geschlossen werden kann.
In einem nächsten Schritt wird LW der Lenkwinkelreferenzwert LWR oder Lenkgeschwindigkeitsreferenzwert LGR jeweils mit einem Federtoleranzwert ΔF versehen. Nunmehr erfolgt ein Vergleich der aktuellen Lenkwinkel LW(t) und/oder der aktuellen Lenkgeschwindigkeit LG(t) mit dem Lenkwinkelreferenzwert LWR bzw. dem Lenkgeschwindigkeitsreferenzwert LGR. Sollte der aktuelle Lenkwinkel LW(t) bzw. die aktuelle Lenkgeschwindigkeit LG(t) außerhalb eines durch den Fehlertoleranzwert ΔF vorgegebenen Bereichs liegen, so wird entschieden, dass es sich bei der aktuell vom Fahrer vorgenommenen Lenkbewegung und dem hieraus resultierenden Lenkwinkel LW(t) und der hieraus resultierenden Lenkgeschwindigkeit LG(t) um eine Korrekturbewegung handelt, die nicht zur ungestörten Fahrzeugbewegung passt.
Wenn eine solche Korrekturbewegung positiv festgestellt wird, wird z. B. ein Aktuator, der für den Normalbetrieb eines Kraftfahrzeuges, also für eine weitere ungestörte Bewegung des Fahrzeuges entlang dem beabsichtigten Fahrpfad vorgesehen ist, abgeschaltet. Alternativ kann auch das Aktivieren eines Aktuators vorgesehen werden, der besonders für einen gestörten Betrieb vorgesehen ist. Befindet sich der aktuelle Lenkwinkel LW(t) und die aktuelle Lenkgeschwindigkeit LG(t) innerhalb der jeweils festgelegten Bereiche für den Fehlertoleranzwert ΔF, so wird festgelegt, dass eine ungestörte Fahrzeugbewegung vorliegt, wobei der Aktuator für ungestörten Fahrzeugbetrieb aktiv bleiben kann. Im Rahmen der 1 ist der Fall dargestellt, dass es bereits ausreicht, wenn entweder der Lenkwinkel LW(t) oder die Lenkgeschwindigkeit LG(t) außerhalb des Fehlertoleranzbereichs ΔF liegt, um eine Definition auszugeben, wonach eine Korrekturbewegung vorliegt und diese somit gegebenenfalls zum Abschalten des Aktuators führt. Gleichwohl kann es natürlich auch sinnvoll sein, die Definition, dass es sich um eine Korrekturbewegung des Fahrers handelt erst dann auszugeben, wenn sowohl der momentane Lenkwinkel LW(t) wie auch die momentane Lenkgeschwindigkeit LG(t) die zugehörigen Grenzwerte der Fehlertoleranz ΔF überschreiten. In einem solchen Fall müssten also im Gegensatz zur Darstellung gemäß 1 die beiden Bedingungen kumulativ vorliegen. Auch eine solche Ausgestaltung liegt im Bereich der Erfindung.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ergänzend zu den Referenzwerten für den Lenkwinkel LWR und/oder der Lenkgeschwindigkeit LGR eine bestimmte zulässige Bandbreite für den Lenkwinkel ΔLW und/oder die Lenkgeschwindigkeit ΔLG festgelegt. Die Bandbreiten für den Lenkwinkel und die Lenkgeschwindigkeit ΔLW und/oder ΔLG werden dabei so festgelegt, dass sie alle möglichen Lenkbewegungen und/oder Lenkgeschwindigkeiten abdecken, die zu einer ungestörten Fahrzeugbewegung führen bzw. für eine ungestörte Fahrzeugbewegung denkbar sind.
Im Weiteren wird bei dieser Ausführungsform der Erfindung dann lediglich der aktuelle Lenkwinkel LW(t) und/oder die aktuelle Lenkgeschwindigkeit LG(t) mit den vordefinierten Bandbreiten ΔLW bzw. ΔLG verglichen. Wenn der aktuelle Lenkwinkel LW(t) außerhalb der Bandbreite zulässiger Lenkwinkel ΔLW liegt oder die Lenkgeschwindigkeit LG (t) außerhalb der Bandbreite ΔLG liegt, wird entschieden, dass es sich um eine Korrekturbewegung handelt. Auf der Basis dieser Entscheidung wird dann z. B. ein Aktuator abgeschaltet, der im Normalbetrieb des Fahrzeuges, d.h. bei ungestörter Fahrzeugbewegung die Lenkbewegung des Fahrers unterstützt. Alternativ kann ein Aktuator über eine Fahrerassistenzeinrichtung aktiviert werden, die speziell für den gestörten Betrieb ausgebildet ist.
Im Vergleich zur ersten Ausführungsform der Erfindung wird durch das Festlegen zusätzlicher vordefinierter Bandbreiten ΔLW bzw. ΔLG berücksichtigt, dass über die Fehlertoleranz ΔF bei der Ermittlung des momentanen Fahrpfades hinaus weitere mögliche Änderungen der aktuellen Lenkgeschwindigkeit LG(t) oder des aktuellen Lenkwinkels LW(t) vorkommen können, die aber noch zu einem Normalbetrieb des Fahrzeuges gehören und noch keine unerwartete Abweichung des Kraftfahrzeuges vom gewollten Fahrtpfad repräsentieren. Bei der Ermittlung derartiger Bandbreiten ΔLW und ΔLG kann beispielsweise berücksichtigt werden, dass gegebenenfalls auf der linken und rechten Fahrzeugseite unterschiedlicher Reifendruck vorhanden ist, der gegenüber dem ermittelten Referenzwert LWR bzw. LGR zu abweichenden momentanen Lenkwinkeln LW(t) und Lenkgeschwindigkeiten LG(t) führen kann, ohne dass dies auf einem Berechnungsfehler oder Unschärfefehler bei der Ermittlung des gewollten Fahrpfades zurückzuführen wäre.
Die Erfindung berücksichtigt somit zumindest eine Fehlertoleranz ΔF bei der Ermittlung des gewünschten und gewollten Fahrpfades des Fahrzeuges. Zusätzlich kann in einer besonderen Ausführungsform der Erfindung noch ein erweiterter Bandbreitenbereich für den Lenkwinkel ΔLW und die Lenkgeschwindigkeit ΔLG festgelegt werden, welche andere Unregelmäßigkeiten des Fahrzeuges und/oder der Fahrsituation berücksichtigen, die nicht mit der modellhaften (inverses Fahrzeugmodell) rechnerischen Bestimmung des gewollten Fahrpfades erfassbar sind.
Für die Berechnung der Referenzwerte für den Lenkwinkel LWR und der Lenkgeschwindigkeit LGR können Signale verwendet werden, die ohnehin bereits im Fahrzeug vorliegen und z. B. von anderen Systemen ermittelt werden. Solche Signale können beispielsweise einen oder mehrere der nachfolgend aufgelisteten Fahrzeugzustände sein:

- Längsbeschleunigung des Fahrzeuges entlang seiner Fahrzeuglängsachse;
- Querbeschleunigung des Fahrzeuges entlang einer Querachse des Fahrzeuges;
- Vertikalbeschleunigung des Fahrzeuges entlang einer Hochachse des Fahrzeuges;
- Längsgeschwindigkeit;
- Quergeschwindigkeit;
- Vertikalgeschwindigkeit;
- Giergeschwindigkeit;
- Wankgeschwindigkeit;
- Rollgeschwindigkeit;
- Gierbeschleunigung;
- Wankbeschleunigung;
- Rollbeschleunigung;
- Radgeschwindigkeiten und/oder Radbeschleunigungen einzelner oder mehrerer Räder des Kraftfahrzeuges sind.

Zur Bestimmung der Werte des momentanen Lenkwinkels LW(t) und/oder der momentanen Lenkgeschwindigkeit LG(t) bieten sich Signale von Lenksensoren und/oder Lenkwinkelsensoren an, die einen Lenkwinkel LW und/oder eine Lenkgeschwindigkeit LG des Lenkrades um dessen Lenkachse oder die entsprechenden Winkel/Geschwindigkeiten an einem zu lenkenden Rad ermitteln.
Mit der Erfindung kann in vorteilhafter Weise zwischen einer vom Fahrer beabsichtigten Lenkbewegung, die zum Ändern eines gewünschten Fahrpfades vorgesehen ist und Lenkbewegungen, die als Reaktion auf eine ungewollte Fahrpfadänderung des Fahrzeuges entstehen, unterschieden werden. Diese Unterscheidung ist essentiell für den Einsatz von Assistenzsystemen wie zum Beispiel einen Lenkaktuator, der bei Detektion einer Gegenlenkbewegung, die oftmals schnell und reflexartig erfolgt, zur Erhöhung der Sicherheit abgeschaltet werden oder speziell für Sonderfahrsituationen ausgebildete Aktuatoren aktiviert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2008/0066994 A1 [0010]
US 2015/0336608 A1 [0011]
US 2012/0109461 A1 [0012]

Claims

Verfahren zum Unterscheiden zwischen gewollten Lenkbewegungen eines Fahrers zur Beeinflussung eines gewollten Fahrpfades eines Kraftfahrzeuges von Korrekturlenkbewegungen des Fahrers als Reaktion auf unerwartete Abweichungen des Kraftfahrzeuges vom gewollten Fahrpfad mit den Schritten: - Ermitteln einer momentanen ungestörten Bewegung des Fahrzeuges entlang des Fahrpfades; - Berechnen zumindest eines a) Referenzwertes für einen Lenkwinkel (LWR) korrespondierend zu der ermittelten, ungestörten Bewegung des Kraftfahrzeuges und/oder b) Referenzwertes für eine Lenkgeschwindigkeit (LGR) korrespondierend zu der ermittelten, ungestörten Bewegung des Kraftfahrzeuges, wobei c) die Schritte a) und/oder b) unter Verwendung eines inversen Fahrzeugmodells erfolgen; - Vergleich des oder der Referenzwert(e) (LWR; LGR) mit momentanen Lenkwinkelwerten (LW(t)) und/oder mit momentanen Lenkgeschwindigkeitswerten (LG(t)); - Ermitteln, ob ein Unterschied zwischen dem momentanen Lenkwinkelwert (LW(t)) und dem korrespondierenden Referenz-Lenkwinkelwert (LWR) und/oder ein Unterschied zwischen dem momentanen Lenkgeschwindigkeitswert (LG(t)) und dem korrespondierenden Referenzlenkgeschwindigkeitswert (LGR) einen vorbestimmten Fehlergrenzwert (ΔF), der für die Berechnung der Referenzwerte (LGR; LWR) festgelegt wird, übersteigt und wenn dies der Fall ist, entscheiden, dass es sich um eine Korrekturlenkbewegung des Fahrers als Reaktion auf eine unerwartete Abweichung des Kraftfahrzeuges vom gewollten Fahrpfad handelt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - zusätzlich zu den Fehlergrenzwerten (ΔF) vorbestimmte Bandbreiten (ΔLW; ΔLG) für absolute Werte eines momentanen Lenkwinkelwertes und/oder eines momentanen Lenkgeschwindigkeitswertes festgelegt werden; - ermittelt wird, ob die absoluten Werte (LW(t))des momentanen Lenkwinkelwertes und/oder des momentanen Lenkgeschwindigkeitswertes (LG(t))außerhalb der jeweils korrespondierenden, vorbestimmten Bandbreite (ΔLW; ΔLG) liegen und - wenn dies der Fall ist, entschieden wird, dass es sich um eine Korrekturlenkbewegung des Fahrers als Reaktion auf eine unerwartete Abweichung des Kraftfahrzeuges vom gewollten Lastpfad handelt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Fahrerassistenzsystem deaktiviert wird, wenn festgestellt wird, dass es sich um eine Korrekturlenkbewegung des Fahrers als Reaktion auf unerwartete Abweichungen des Kraftfahrzeuges vom gewünschten Fahrpfad handelt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrerassistenzsystem ein Lenkaktuator und/oder ein Bremsaktuator ist.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Eingangssignale für die Berechnung des ersten und/oder des zweiten Referenzwertes (LWR; LGR) mindestens ein Signal repräsentierend mindestens einen Zustand des Kraftfahrzeugs ausgewählt aus der Gruppe: - Längsbeschleunigung des Fahrzeuges entlang seiner Fahrzeuglängsachse; - Querbeschleunigung des Fahrzeuges entlang einer Querachse des Fahrzeuges; - Vertikalbeschleunigung des Fahrzeuges entlang einer Hochachse des Fahrzeuges; - Längsgeschwindigkeit; - Quergeschwindigkeit; - Vertikalgeschwindigkeit; - Giergeschwindigkeit; - Wankgeschwindigkeit; - Rollgeschwindigkeit; - Gierbeschleunigung; - Wankbeschleunigung; - Rollbeschleunigung; Radgeschwindigkeiten und/oder Radbeschleunigungen einzelner oder mehrerer Räder des Kraftfahrzeuges sind.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Fahrerassistenzsystem aktiviert wird, wenn festgestellt wurde, dass es sich um eine Korrekturlenkbewegung des Fahrers als Reaktion auf unerwartete Abweichungen des Kraftfahrzeugs vom gewünschten Fahrpfad handelt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrerassistenzsystem ein Assistenzsystem zum Gegenlenken ist, welches den Fahrer dabei unterstützt, auf unerwartete Abweichungen des Kraftfahrzeugs vom gewünschten Fahrpfad zu reagieren, wobei das Fahrzeug auf dem gewünschten Fahrpfad geführt wird oder auf dem gewünschten Fahrpfad zurückgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Referenzwerten für den Lenkwinkel (LWR) und/oder die Lenkgeschwindigkeit (LGR) gespeichert werden und jeweils ein zeitlich letzter Wert des Referenzwertes betreffend den Lenkwinkel (LWR) und/oder die Lenkgeschwindigkeit (LGR), welche(r) zu einem ungestörten Fahrpfad des Kraftfahrzeuges passt, als Referenzwert für den Vergleich mit den momentanen Werten des Lenkwinkels ((LW(t)) und/oder der Lenkgeschwindigkeit (LG(t)) verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bestimmung der Werte des momentanen Lenkwinkels (LW(t)) und/oder der momentanen Lenkgeschwindigkeit (LG(t)) in Abhängigkeit von mindestens einem Fahrzeugzustand ausgewählt aus der Gruppe: - Radgeschwindigkeiten und/oder Radbeschleunigungen einzelner oder mehrerer Räder des Kraftfahrzeuges; - Stellung des Lenkrades oder der Lenksäule, welche durch einen Lenksensor ermittelt wird, - Winkelgeschwindigkeit des Lenkrades um die Lenkachse der Längssäule, - Stellung zumindest eines lenkenden Rades in Bezug auf den Lenkwinkel erfolgt.
Maschinenlesbarer Datenträger, auf dem ein Computerprogramm gespeichert ist, welches in der Lage ist, das Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Rechner ausgeführt wird.