DE102018113693A1

DE102018113693A1 - Fahrzeugsicherheitslenkungssystem

Info

Publication number: DE102018113693A1
Application number: DE102018113693.5A
Authority: DE
Inventors: Jian Sheng; Tejas M. Varunjikar; Farhad Bolourchi
Original assignee: Steering Solutions IP Holding Corp
Current assignee: Steering Solutions IP Holding Corp
Priority date: 2017-06-12
Filing date: 2018-06-08
Publication date: 2018-12-13
Also published as: CN109017990A; CN109017990B; US10913495B2; US20180354555A1

Abstract

Hier beschriebene technische Lösungen umfassen ein Lenkungssystem, das einen Motor enthält, der ein Assistenzdrehmoment erzeugt, und einen Controller, der einen Motordrehmomentbefehl zum Steuern eines Assistenzdrehmomentbetrags, der von dem Motor erzeugt wird, erzeugt. Das Lenkungssystem enthält ferner ein Assistenzmodul für entfernte Objekte, das eine Lenkungsintervention auf der Grundlage einer Nähe eines Fahrzeugs zu einem detektierten Objekt berechnet. Unter Verwendung der Lenkungsintervention verändert der Controller den Motordrehmomentbefehl.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 62/518,099, die am 12. Juni 2017 eingereicht wurde und deren gesamter Offenbarungsgehalt hier durch Bezugnahme mit aufgenommen ist.
HINTERGRUND
Fortschritte bei der Insassensicherheit in Fahrzeugen haben eine erhebliche Rolle bei der Reduzierung der Anzahl von Todesfällen und Verletzungen in den letzten Jahrzehnten gespielt. Diese Fortschritte umfassen die passive Sicherheit (Sicherheitsgurt, Airbag, Konstruktion der Fahrwerksstruktur usw.) sowie die aktive Sicherheit (elektronische Stabilitätsregelung, Antiblockier-Bremssystem, adaptive Geschwindigkeitsregelung, automatisches Bremssystem usw.). Die aktiven Sicherheitstechnologien sind beim Vermeiden eines Unfalls oder beim Abschwächen der Schwere eines Unfalls essentiell.
Fahrzeuge sind mit mehreren Technologien versehen, die das Überwachen von Bedingungen um ein sich bewegendes Fahrzeug herum ermöglichen, um aktive Sicherheit bereitzustellen. Die Technologien können ermöglichen, dass das Fahrzeug die Anwesenheit von anderen Fahrzeugen und Hindernissen detektiert. Die Technologien können in Ansprechen auf andere Fahrzeuge oder Hindernisse einen Bediener des Fahrzeugs alarmieren oder bestimmte Manöver ausführen.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Fahrzeugsicherheitssystem enthält ein Umweltüberwachungssystem, das ausgestaltet ist, um einen Abstand zu und eine Geschwindigkeit von Objekten, etwa von entfernten Fahrzeugen, Verkehrskegeln, Wänden und dergleichen innerhalb einer vorbestimmten Nähe zu einem Host-Fahrzeug zu überwachen. Das Umweltüberwachungssystem kann zusätzlich zu Objekten auch den Ort von Fahrspurmarkierungen auf einer Straße erkennen. Das Umweltüberwachungssystem steht in Kommunikation mit einem Lenkungssystem, das einen Lenkungsaktor aufweist, der mit einer Bedienereingabevorrichtung wirksam verbunden ist. Der Lenkungsaktor ist angeordnet, um in Ansprechen auf Eingabesignale von dem Umweltüberwachungssystem eine Eingabe für die Bedienereingabevorrichtung bereitzustellen.
In Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen enthält ein Lenkungssystem einen Motor, der Assistenzdrehmoment erzeugt, und einen Controller, der einen Motordrehmomentbefehl zum Steuern eines Assistenzdrehmomentbetrags, der von dem Motor erzeugt wird, erzeugt. Das Lenkungssystem enthält ferner ein Assistenzmodul für entfernte Objekte, das eine Lenkungsintervention auf der Grundlage einer Nähe eines Fahrzeugs zu einem detektierten Objekt berechnet. Unter Verwendung der Lenkungsintervention verändert der Controller den Motordrehmomentbefehl.
In Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen umfasst ein computerimplementiertes Verfahren, dass ein Motordrehmomentbefehl erzeugt wird, um einen Assistenzdrehmomentbetrag zu steuern, der von einem Motor eines Lenkungssystems eines Kraftfahrzeugs erzeugt wird. Das Verfahren umfasst ferner, dass eine Lenkungsintervention auf der Grundlage einer Nähe des Kraftfahrzeugs zu einem detektierten Objekt berechnet wird. Ferner umfasst das Verfahren, dass der Motordrehmomentbefehl unter Verwendung der Lenkungsintervention verändert wird.
In Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen enthält ein Computerprogrammprodukt eine Arbeitsspeichervorrichtung, die eine oder mehrere computerausführbare Anweisungen enthält, welche veranlassen, wenn sie von einem Controller ausgeführt werden, dass der Controller ein Lenkradassistenzdrehmoment justiert. Das Justieren umfasst, dass ein Motordrehmomentbefehl erzeugt wird, um einen Assistenzdrehmomentbetrag zu steuern, der von einem Motor eines Lenkungssystems eines Kraftfahrzeugs erzeugt wird. Das Justieren umfasst ferner, dass eine Lenkungsintervention auf der Grundlage einer Nähe des Kraftfahrzeugs zu einem detektierten Objekt berechnet wird. Das Justieren umfasst ferner, dass der Motordrehmomentbefehl unter Verwendung der Lenkungsintervention verändert wird.
Diese und andere Vorteile und Merkmale werden sich aus der folgenden Beschreibung leicht ergeben, wenn sie in Verbindung mit den Zeichnungen gelesen wird.
Figurenliste

1 ist eine beispielhafte Ausführungsform eines Fahrzeugs mit einem Lenkungssystem;
2 veranschaulicht ein beispielhaftes Steuerungsmodul in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen;
3 veranschaulicht ein Umweltüberwachungssystem in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen;
4A, 4B und 4C stellen beispielhafte Szenarien in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen dar, bei denen ein Umweltüberwachungssystem Lenkungsassistenz bereitstellt;
5 stellt ein Betriebsblockdiagramm für ein Situationsanalysemodul in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen dar;
6 stellt ein Betriebsblockdiagramm eines Steuerungsmoduls zum Justieren eines Assistenzdrehmomentbefehls in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen dar; und
7 veranschaulicht ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Erzeugen eines Motordrehmomentbefehls durch ein Lenkungssystem auf der Grundlage einer Eingabe von einem Umweltüberwachungssystem in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen.

GENAUE BESCHREIBUNG
Die Begriffe Modul und Teilmodul bezeichnen, so wie sie hier verwendet werden, eine oder mehrere Verarbeitungsschaltungen, etwa eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert, oder Gruppe) mit Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführt, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen. Wie festzustellen ist, können die nachstehend beschriebenen Teilmodule kombiniert und/oder weiter unterteilt werden.
Die hier beschriebenen technischen Lösungen ermöglichen, dass ein Lenkungssystem weiter zu der aktiven Sicherheit beträgt, indem es einen Fahrer dabei unterstützt, eine Kollision zu vermeiden, oder die Auswirkung einer Kollision abzuschwächen. Zum Beispiel können die hier beschriebenen technischen Lösungen eine seitliche Kollision abschwächen, die aufgrund eines abgelenkten Fahrers, eines schläfrigen Fahrens, eines Fahrers, der vor einem Spurwechsel nicht schaut, oder aufgrund ungewöhnlicher Verkehrssituationen usw. verursacht werden kann.
Aktive Sicherheitssysteme, die in ein Fahrzeug eingebaut sind, können ein Fahrspurabweichungs-Warnsystem, die Detektion eines toten Winkels, eine aktive Geschwindigkeitsregelung usw. umfassen. Die aktiven Sicherheitssysteme verwenden einen oder mehrere Sensoren, unter anderem beispielsweise Radar, Kameras, LIDAR, um Objekte innerhalb einer vorbestimmten Nähe zu dem Fahrzeug kontinuierlich zu überwachen. Die aktiven Sicherheitssysteme sagen ferner eine potentielle Kollision mit dem Objekt voraus, etwa eine Kollision von vorne, von hinten und/oder von der Seite. Die hier beschriebenen technischen Lösungen ermöglichen in Abhängigkeit von unterschiedlichen Gefährdungsniveaus, dass eine Funktion eines fortschrittlichen Fahrerassistenzsystems (ADAS von englisch Advanced Driver Assistance System) eines Lenkungssystems eine Fahrerrückmeldung erzeugt und bereitstellt. Die Fahrerrückmeldung kann beruhend auf verschiedenen Interventionsebenen erzeugt werden, z.B. ein Brummen des Lenkrads, eine verringerte Assistenz, eine Drehmomentüberlagerung und eine aktive Steuerung der Lenkungsposition, um den Fahrer bei einem Spurwechseln entgegenzuwirken (oder ihn davon abzubringen), oder um weitere Unterstützung beim Spurwechseln bereitzustellen, und dergleichen, oder eine Kombination daraus.
Aktive Sicherheitssysteme, wie etwa die Detektion eines toten Winkels und ein Spurhalteassistent stellen typischerweise eine Rückmeldung für den Fahrer durch hörbare Geräusche, ein Warnlicht oder andere audiovisuelle Hinweise bereit. Die hier beschriebenen technischen Lösungen verbessern diese Herangehensweise dadurch, dass sie eine Wahrnehmung der Umgebung und eine Situationsanalyse ausführen, indem sie ein Lenkungssystem des Fahrzeugs als Mensch-Maschine-Schnittstelle verwenden, um mit dem Fahrer zu interagieren und diesen zu führen, um einen potentielle seitliche Kollision zu verhindern. Zusätzlich zu den audiovisuellen Hinweisen stellen die hier beschriebenen technischen Lösungen eine haptische Rückmeldung über das Lenkrad, um eine Warnung bereitzustellen, oder eine Fahrerrückmeldung hinsichtlich einer potentiellen seitlichen Kollision, eine Zeit bis zur Kollision und andere derartige analysierte Parameter bereit, indem ein Assistenzdrehmoment modifiziert wird, das von dem Lenkungssystem erzeugt wird. Des Weiteren modifizieren die hier beschriebenen technischen Lösungen in einem oder mehreren Beispielen das Assistenzdrehmoment, um dem entgegenzuwirken, dass von dem Fahrer ein Fahrspurwechselmanöver ausgeführt wird (oder diesen davon abzubringen), beispielsweise indem die Modifikation einem Eingabedrehmoment entgegenwirkt, das von dem Fahrer aufgebracht wird.
Mit Bezug nun auf die Figuren, bei denen die technischen Lösungen mit Bezugnahme auf spezielle Ausführungsformen beschrieben werden, ohne diese einzuschränken, ist 1 eine beispielhafte Ausführungsform eines Fahrzeugs 10, das ein Lenkungssystem 12 enthält. Es soll erwähnt werden, dass das Lenkungssystem 12 ein EPS, ein Steer-By-Wire-System (SBW-System), eine hydraulische Lenkung mit magnetischer Drehmomentüberlagerung (MTO von englisch Magnetic Torque Overlay) und dergleichen sein kann. Die Ausführungsformen beschreiben hier eine EPS, jedoch können die hier beschriebenen technischen Lösungen in anderen Beispielen in anderen Typen von Lenkungssystemen implementiert sein. In verschiedenen Ausführungsformen enthält das Lenkungssystem 12 ein Lenkrad 14, das mit einem Lenkwellensystem 16 gekoppelt ist, welches eine Lenksäule, eine Zwischenwelle und die notwendigen Gelenke enthält. In einer beispielhaften Ausführungsform ist das Lenkungssystem 12 ein EPS-System, das ferner eine Lenkungsassistenzeinheit 18 enthält, welche mit dem Lenkwellensystem 16 des Lenkungssystems 12 und mit Spurstangen 20, 22 des Fahrzeugs 10 gekoppelt ist. Alternativ kann die Lenkungsassistenzeinheit 18 den oberen Abschnitt des Lenkwellensystems 16 mit dem unteren Abschnitt dieses Systems koppeln. Die Lenkungsassistenzeinheit 18 enthält beispielsweise einen (nicht gezeigten) Lenkungsmechanismus mit einer Zahnstange und einem Getriebezahnrad, der durch das Lenkwellensystem 16 mit einem Lenkungsaktormotor 19 und einem Lenkgetriebe gekoppelt sein kann. Wenn ein Fahrzeugbediener im Betrieb das Lenkrad 14 dreht, stellt der Lenkungsaktormotor 19 die Assistenz zum Bewegen der Spurstangen 20, 22 bereit, was wiederum Lenkungsachsschenkel 24 bzw. 26 bewegt, die mit jeweiligen Straßenrädern 28, 30 des Fahrzeugs 10 gekoppelt sind.
Wie in 1 gezeigt ist, enthält das Fahrzeug 10 ferner verschiedene Sensoren 31, 32, 33, welche beobachtbare Bedingungen des Lenkungssystems 12 und/oder des Fahrzeugs 10 detektieren und messen. Auf der Grundlage der beobachtbaren Bedingungen erzeugen die Sensoren 31, 32, 33 Sensorsignale. In einem Beispiel ist der Sensor 31 ein Drehmomentsensor, der ein Fahrereingabe-Lenkraddrehmoment (HWT) erfasst, das von dem Bediener des Fahrzeugs 10 auf das Lenkrad 14 aufgebracht wird. Auf dieser Grundlage erzeugt der Drehmomentsensor ein Fahrerdrehmomentsignal. In einem weiteren Beispiel ist der Sensor 32 ein Motorwinkel- und Geschwindigkeitssensor, der einen Drehwinkel sowie eine Drehgeschwindigkeit des Lenkungsaktormotors 19 erfasst. In noch einem weiteren Beispiel ist der Sensor 33 ein Lenkradpositionssensor, der eine Position des Lenkrads 14 erfasst. Auf dieser Grundlage erzeugt der Sensor 33 ein Lenkradpositionssignal.
Ein Steuerungsmodul 40 empfängt das eine oder die mehreren Sensorsignale, die von den Sensoren 31, 32, 33 eingegeben werden, und es kann andere Eingaben empfangen, etwa ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal 34. Auf der Grundlage einer oder mehrerer der Eingaben und ferner auf der Grundlage der Systeme und Verfahren zur Lenkungssteuerung der vorliegenden Offenbarung erzeugt das Steuerungsmodul 40 ein Befehlssignal zum Steuern des Lenkungsaktormotors 19 des Lenkungssystems 12. Die Systeme und Verfahren zur Lenkungssteuerung der vorliegenden Offenbarung wenden eine Signalaufbereitung an und führen eine Reibungsklassifizierung durch, um eine Oberflächenreibungsebene 42 als Steuerungssignal zu bestimmen, das verwendet werden kann, um Aspekte des Lenkungssystems 12 durch die Lenkungsassistenzeinheit 18 zu steuern. Eine Kommunikation mit anderen (nicht dargestellten) Fahrzeugteilsystemen kann beispielsweise unter Verwendung eines Controllerbereichsnetzwerkbusses (CAN-Busses) oder eines anderen Fahrzeugnetzwerks durchgeführt werden, das in der Technik bekannt ist, um Signale auszutauschen, etwa das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal 34. Das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal kann beruhend auf einer Drehgeschwindigkeit einer Kraftmaschine oder unter Verwendung eines oder mehrerer Raddrehzahlsignale usw. erzeugt werden.
2 veranschaulicht ein beispielhaftes Steuerungsmodul 40 in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen. Neben weiteren Komponenten enthält das Steuerungsmodul 40 einen Prozessor 205, einen Arbeitsspeicher 210, der mit einem Speichercontroller 215 gekoppelt ist, und ein oder mehrere Eingabevorrichtungen 245 und/oder Ausgabevorrichtungen 240, etwa Peripherievorrichtungen oder Steuerungsvorrichtungen, die über einen lokalen Eingabe/Ausgabe-Controller 235 kommunikationstechnisch gekoppelt sind. Diese Vorrichtungen 240 und 245 können beispielsweise Batteriesensoren, Positionssensoren (Höhenmesser 40, Beschleunigungsmesser 42, GPS 44), Anzeige/Identifikationsleuchten und dergleichen enthalten. Eingabevorrichtungen, etwa eine herkömmliche Tastatur 250 und eine Maus 255 können mit dem Eingabe/Ausgabe-Controller 235 gekoppelt sein. Der Eingabe/Ausgabe-Controller 235 kann beispielsweise ein oder mehrere Busse oder andere drahtgebundene oder drahtlose Verbindungen sein, wie in der Technik bekannt ist. Der Eingabe/Ausgabe-Controller 235 kann zusätzliche Elemente aufweisen, welche der Einfachheit halber weggelassen wurden, etwa Controller, Puffer (Caches), Treiber, Repeater oder Empfänger, um Kommunikationen zu ermöglichen.
Die Eingabe/Ausgabe-Vorrichtungen 240, 245 können ferner Vorrichtungen enthalten, die sowohl Eingaben als auch Ausgaben übermitteln, zum Beispiel Platten- und Bandspeicher, eine Netzwerkschnittstellenkarte (NIC) oder einen Modulator/Demodulator (zum Zugriff auf andere Dateien, Vorrichtungen, Systeme oder ein Netzwerk), einen Sender/Empfänger für Funkfrequenzen (RF) oder anderes, eine Telefonieschnittstelle, eine Bridge, einen Router und dergleichen.
Der Prozessor 205 ist eine Hardwarevorrichtung zum Ausführen von Hardwareanweisungen oder Software, speziell derjenigen, die im Arbeitsspeicher 210 gespeichert sind. Der Prozessor 205 kann ein kundenspezifischer oder kommerziell verfügbarer Prozessor, eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), ein Zusatzprozessor neben mehreren Prozessoren, die mit dem System 100 verbunden sind, ein halbleiterbasierter Mikroprozessor (in der Form eines Mikrochips oder eines Chipssatzes), ein Makroprozessor oder eine andere Vorrichtung zum Ausführen von Anweisungen sein. Der Prozessor 205 enthält einen Cache 270, der einen Anweisungscache zum Beschleunigungen des Holens von ausführbaren Anweisungen, einen Datencache zum Beschleunigen des Holens und Speicherns von Daten, und einen Translation Lookaside Buffer (TLB) enthalten kann, der verwendet wird, um die Umsetzung von Adressen von virtuell in physikalisch zu beschleunigen, sowohl für ausführbare Anweisungen als auch für Daten, aber nicht darauf beschränkt ist. Der Cache 270 kann als eine Hierarchie aus mehreren Cache-Ebenen (L1, L2, und so weiter) organisiert sein.
Der Arbeitsspeicher 210 kann ein oder Kombinationen aus flüchtigen Speicherelementen (beispielsweise Speicher mit wahlfreiem Zugriff, RAM, etwa DRAM, SRAM, SDRAM) und nicht flüchtigen Speicherelementen (zum Beispiel ROM, löschbaren, programmierbaren Festwertspeicher (EPROM), elektronisch löschbaren, programmierbaren Festwertspeicher (EEPROM), programmierbaren Festwertspeicher (PROM), Bänder, Kompaktdisk-Festwertspeicher (CD-ROM), Platten, Disketten, Steckmodule, Kassetten oder dergleichen) enthalten. Darüber hinaus kann der Arbeitsspeicher 210 elektronische, magnetische, optische oder andere Typen von Massenspeichermedien enthalten. Es sei erwähnt, dass der Arbeitsspeicher 210 eine verteilte Architektur aufweisen kann, bei der verschiedene Komponenten entfernt voneinander angeordnet sind, aber für den Prozessor 205 zugänglich sind.
Die Anweisungen im Arbeitsspeicher 210 können ein oder mehrere separate Programme enthalten, von denen jedes eine geordnete Liste von ausführbaren Anweisungen umfasst, um logische Funktionen zu implementieren. In dem Beispiel von 2 enthalten die Anweisungen in dem Arbeitsspeicher 210 ein geeignetes Betriebssystem (OS) 211. Das Betriebssystem 211 kann im Wesentlichen die Ausführung von anderen Computerprogrammen steuern und stellt Scheduling, Eingabe/Ausgabe-Steuerung, Datei- und Datenverwaltung, Speicherverwaltung, und Kommunikationssteuerung und ähnliche Dienste bereit.
Zusätzliche Daten, die beispielsweise Anweisungen für den Prozessor 205 oder andere abrufbare Informationen enthalten, können in einem Massenspeicher 220 gespeichert sein, welcher eine Massenspeichervorrichtung wie etwa ein Festplattenlaufwerk oder ein Halbleiterlaufwerk sein kann. Die im Arbeitsspeicher 210 oder im Massenspeicher 220 gespeicherten Anweisungen können diejenigen enthalten, die ermöglichen, dass der Prozessor einen oder mehrere Aspekte der hier beschriebenen Systeme und Verfahren ausführt.
Das Steuerungsmodul 40 kann ferner einen Anzeigecontroller 225 enthalten, der mit einer Nutzerschnittstelle oder einer Anzeige 230 gekoppelt ist. In einigen Ausführungsformen kann die Anzeige 230 ein LCD-Bildschirm sein. In anderen Ausführungsformen kann die Anzeige 230 eine Vielzahl von LED-Statusleuchten enthalten. In einigen Ausführungsformen kann das Steuerungsmodul 40 ferner eine Netzwerkschnittstelle 260 zur Kopplung mit einem Netzwerk 265 enthalten. Das Netzwerk 265 kann ein IP-basiertes Netzwerk zur Kommunikation zwischen dem Steuerungsmodul 40 und einem externen Server, Client und dergleichen über eine Breitbandverbindung sein. In einer Ausführungsform kann das Netzwerk 265 ein Satellitennetzwerk sein. Das Netzwerk 265 überträgt und empfängt Daten zwischen dem Steuerungsmodul 40 und externen Systemen. In einigen Ausführungsformen kann das Netzwerk 265 ein verwaltetes IP-Netzwerk sein, das von einem Dienstleister administriert wird. Das Netzwerk 265 kann auf drahtlose Weise implementiert sein, beispielsweise unter Verwendung drahtloser Protokolle und Technologien wie etwa WiFi, WiMax, Satellit oder beliebige weitere. Das Netzwerk 265 kann auch ein Paket-Schalt-Netzwerk sein, etwa ein lokales Netzwerk, ein Weitbereichsnetzwerk, ein Metropolbereichsnetzwerk, das Internet oder ein anderer ähnlicher Typ von Netzwerkumgebung. Das Netzwerk 265 kann ein festes drahtloses Netzwerk, ein drahtloses lokales Netzwerk (LAN), ein drahtloses Weitbereichsnetzwerk (WAN), ein persönliches Netzwerk (PAN), ein virtuelles privates Netzwerk (VPN), ein Fahrzeugnetzwerk (CAN), ein Intranet oder ein anderes geeignetes Netzwerksystem sein und es kann Geräte zum Empfangen und Übertragen von Signalen enthalten.
3 veranschaulicht ein Umweltüberwachungssystem in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen. Das Umweltüberwachungssystem 300 enthält ein Assistenzmodul 310 für entfernte Objekte, das in Kommunikation mit dem Lenkungssystem 12, beispielsweise mit dem Controller 40, steht, das das Assistenzdrehmoment erzeugt. In einem oder mehreren Beispielen ist das Assistenzmodul 310 für entfernte Objekte ein „toter Winkel“-Assistenzsystem, das entfernte Objekte in einem toten Winkel des Host-Fahrzeugs 10 detektiert.
In einem oder mehreren Beispielen ist das Assistenzmodul 310 für entfernte Objekte Teil des Lenkungssystems 12, zum Beispiel des Steuerungsmoduls 40, das die eine oder die mehreren Operationen auf der Grundlage von Ausgabesignalen von dem Assistenzmodul 310 für entfernte Objekte ausführt. In einem oder mehreren Beispielen ist das Assistenzmodul 310 für entfernte Objekte Teil des Controllers 40 selbst. Alternativ oder zusätzlich ist das Assistenzmodul 310 für entfernte Objekte eine separate Verarbeitungseinheit, etwa eine elektronische Schaltungseinheit (ECU). In einem oder mehreren Beispielen enthält das Assistenzmodul 310 für entfernte Objekte eine oder mehrere computerausführbare Anweisungen, die von einer Verarbeitungseinheit, etwa dem Steuerungsmodul 40, gelesen und ausgeführt werden.
Das Assistenzmodul 310 für entfernte Objekte verwendet einen oder mehrere Sensoren 312, etwa eine Kamera, Radar, LIDAR, einen Ultraschallsensor usw., mit denen das Host-Fahrzeug 10 ausgestattet ist. Andere Sensoren wie etwa GPS können zusätzlich verwendet werden. Zudem werden auch Fahrzeug- und Lenkungssignale 314 in das Assistenzmodul 310 für entfernte Objekte eingegeben und von diesem verwendet. Die Fahrzeug- und Lenkungssignale können Messsignale enthalten, die von dem einen oder den mehreren Sensoren empfangen werden, etwa denjenigen im Lenkungssystem 12, oder sie können geschätzte oder berechnete Signale von einer oder mehreren ECUs in dem Host-Fahrzeug 10 enthalten. Die Fahrzeug- und Lenkungssignale 314 können eine Gierrate, eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Fahrzeugbeschleunigung, einen Lenkwinkel, ein auf das Lenkrad 14 aufgebrachtes Eingabedrehmoment usw. enthalten.
In einem oder mehreren Beispielen kann eine logische Kombination aus zwei oder mehreren Sensoren 312 von einem Sensorzusammenführungsmodul 316 verwendet werden. Das Sensorzusammenführungsmodul 316 ist für das Empfangen der Eingabesignale von den Sensoren 312 und von anderen Fahrzeug/Lenkungssignalen 314 und für das Verarbeiten der Eingabesignale unter Verwendung einer oder mehrerer Sensorzusammenführungstechniken verantwortlich. Das Sensorzusammenführungsmodul 316 ermöglicht das Kombinieren der sensorischen Daten oder von Daten, die aus den unterschiedlichen Quellen, den Sensoren 312 und den Fahrzeug/Lenkungssignalen 314 abgeleitet werden, sodass die resultierenden Informationen eine geringere Unsicherheit aufweisen, als wenn die Quellen individuell verwendet werden.
Unter Verwendung der Eingabesignale überwacht das Sensorzusammenführungsmodul 316 die Umgebung des Host-Fahrzeugs 10 innerhalb einer vorbestimmten Nähe, etwa bis zu einer vorbestimmten Entfernung zu dem Host-Fahrzeug 10. Das Sensorzusammenführungsmodul 316 detektiert ein oder mehrere entfernte Objekte in der Umgebung und analysiert, ob eine potentielle Kollision des Host-Fahrzeugs 10 mit den detektierten entfernten Objekten möglich ist. Die detektierten entfernten Objekte können andere Fahrzeuge (ein entferntes Fahrzeug oder ein Zielfahrzeug), Verkehrskegel/Schilder, Fahrspurmarkierungen, Fußgänger, Wände, Verkehrsinseln oder beliebige andere derartige Objekte umfassen, mit denen das Host-Fahrzeug 10 kollidieren kann.
Das Sensorzusammenführungsmodul 316 berechnet die Zeit bis zu einer Kollision mit einem entfernten Objekt, das detektiert wird, unter Verwendung der Eingabesignale und einer oder mehrerer bekannter Techniken. Zum Beispiel berechnet das Sensorzusammenführungsmodul 316 eine Distanz und eine Geschwindigkeit eines entfernten Fahrzeugs in der Nähe oder vor dem Host-Fahrzeug auf der gleichen Fahrspur wie das Host-Fahrzeug 10. Das Sensorzusammenführungsmodul 316 kann auch eine Distanz und eine Geschwindigkeit eines in einer benachbarten Fahrspur zu dem Host-Fahrzeug 10 ankommenden Fahrzeugs berechnen. Zum Beispiel stellt das Assistenzmodul 310 für entfernte Objekte eine Assistenz bei toten Winkeln über das Lenkungssystem 12 bereit. In einem oder mehreren Beispielen sendet das Sensorzusammenführungsmodul 316 ein Front-TTC-Signal an das Situationsanalysemodul 318 zum Bestimmen, welche Lenkungsaktion ergriffen werden kann. Das Front-TTC-Signal gibt eine Zeit bis zu einer Kollision mit einem Zielfahrzeug an, das sich vor dem Host-Fahrzeug 10 befindet.
4A, 4B und 4C stellen beispielhafte Szenarien dar, bei denen das Umweltüberwachungssystem 300 eine Lenkungsassistenz in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen bereitstellt. Es soll erwähnt werden, dass die drei dargestellten unterschiedlichen Fälle Beispiele sind, und dass die technischen Lösungen hierin auch in anderen Szenarien implementiert werden können. In 4A ist Fall I dargestellt, bei welchem das Assistenzmodul 310 für entfernte Objekte ein oder mehrere Eingabesignale für Fahrspurmarkierungen und Front-Objektklassifizierungsinformationen verwendet. Beispielsweise kann das Umweltüberwachungssystem 300 fünf Radare und eine Frontkamera, einen nach vorne gerichteten Radar, zwei Radare für vordere Ecken und zwei Radare für hintere Ecken enthalten. Wie veranschaulicht repräsentiert eine erste Region 410 das Sichtfeld (FOV) der Kamera, eine zweite Region 420 repräsentiert das Sichtfeld eines Radars und eine dritte Region 422 repräsentiert einen Überschneidungsbereich zwischen zwei (oder mehr) Radarsensoren. In dem dargestellten Beispiel werden die Informationen vom Frontradar und der Kamera zusammengeführt, um eine gemeinsame Liste mit klassifizierten Objekten zu erhalten.
Ferner stellt 4B eine weitere Systemkonfiguration dar, Fall II, der eine nach vorne gerichtete Kamera für Fahrspurmarkierungen und Informationen über vorausliegende klassifizierte Objekte mit drei Radaren und einer Frontkamera verwendet, mit einem nach vorne gerichteten Radar und zwei Radaren für hintere Ecken. Hier werden die Informationen vom Frontradar und von der Kamera zusammengeführt, um eine gemeinsame Liste mit klassifizierten Objekten zu erhalten.
4C stellt eine Systemkonfiguration, Fall III, mit drei oder fünf Radaren dar, welche die Radarsensoren verwendet, um ein Sichtfeld mit 360 Grad bereitzustellen. In dem dargestellten Beispiel sind ein nach vorne gerichteter Radar, zwei Radare für Vorderecken und zwei Radare für Hinterecken eingerichtet. Hier werden die Radarinformationen zusammengeführt, um eine gemeinsame Liste mit klassifizierten Objekten zu erhalten.
Mit Bezug auf 3 fährt das Sensorzusammenführungsmodul 316 beispielsweise in der Frontregion des Host-Fahrzeugs (die sich „vor“ dem Host-Fahrzeug 10 befindet) mit dem Verfolgen des nächstgelegenen vorausfahrenden Fahrzeugs 415 fort, indem es eine Kombination aus der Detektion einer Fahrspurmarkierung 405, einer Radardetektion 420 und aus Fahrzeugsignalen 314 für die Fälle I und II verwendet. In der Nur-Radar-Variante (Fall III) verwendet das Sensorzusammenführungsmodul 316 nur die Fahrzeugsignale 314, um eine zukünftige Trajektorie des Host-Fahrzeugs 10 vorherzusagen. In der Seitenregion 420 des Host-Fahrzeugs 10 werden Radarsignale verwendet, um mit dem Verfolgen von Zielen 425 fortzufahren, die sich in der Nähe des Host-Fahrzeugs 10 befinden. In beiden Fällen wird eine Zeit bis zu einer Kollision (TTC) unter Verwendung einer oder mehrerer bekannter Techniken berechnet. Die Fahrzeugsignale 314 und die Fahrspurmarkierungen 405 werden auch verwendet, um einen Fahrspurwechselstatus des Host-Fahrzeugs 10 vorherzusagen. Der Fahrspurwechselstatus gibt an, ob das Host-Fahrzeug 10 beabsichtigt, ein Fahrspurwechselmanöver auszuführen (Wechsel auf die linke Fahrspur, Wechsel auf die rechte Fahrspur usw.) oder die Fahrt auf der gegenwärtigen Fahrspur 405 fortzusetzen.
Das Assistenzmodul 310 für entfernte Objekte enthält ferner ein Situationsanalysemodul 318, welches den Fahrspurwechselstatus, eine Zeit bis zu einer Kollision von vorne und eine Zeit bis zu einer Kollision von der Seite verwendet, um zu bestimmen, ob ein oder mehrere Niveaus einer Lenkungsintervention ausgelöst werden sollen. Wenn beispielsweise eine bevorstehende Kollision von vorne vorliegt, die auf der Grundlage der Zeit bis zu einer Kollision von vorne bestimmt wird, wird die Funktion zur Verhinderung einer seitlichen Kollision unter Verwendung des Merkers ausgeschaltet, der für das Lenkungsaktionsmodul 40 bereitgestellt wird. Alternativ oder zusätzlich wird in Abhängigkeit von der Zeit bis einer Kollision von der Seite eine Lenkungsintervention ausgelöst, um eine seitliche Kollision zu verhindern. Die Lenkungsintervention kann ein Skalieren des Assistenzdrehmoments umfassen, das auf der Grundlage eines Fahrereingabedrehmoments erzeugt wird, wobei der Skalierungsfaktor für die Skalierung auf der Analyse des Situationsanalysemoduls 318 beruht. Alternativ oder zusätzlich kann die Lenkungsintervention das Erzeugen eines Überlagerungsdrehmoments umfassen, um dem Eingabedrehmoment von dem Fahrer entgegenzuwirken oder dieses weiter zu unterstützen. Beispielsweise bestimmt der Controller 40 die eine oder die mehreren Ebenen bzw. Niveaus einer Lenkungsintervention.
5 stellt ein Betriebsblockdiagramm für ein Situationsanalysemodul 318 in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen dar. Es wird darauf hingewiesen, dass das Situationsanalysemodul 318 in einem oder mehreren Beispielen andere, weniger und/oder zusätzliche Module als diejenigen enthalten kann, die hier dargestellt sind. Neben anderen Komponenten enthält das Situationsanalysemodul 318 ein Fahrspurnähemodul 510, ein Objektnähemodul 520, ein Modul 530 zum Bestimmen einer Näheaktion, ein Fahrspurwechsel-Statusmodul 540 und ein Modul 550 zum Bestimmen einer Lenkungsaktion.
Das Fahrspurnähemodul 510 bestimmt eine Distanz des Host-Fahrzeugs 10 zu den Fahrspurmarkierungen 405 der Fahrspur, auf welcher das Host-Fahrzeug 10 gerade fährt. Diese Distanz kann für eine gegenwärtige Position des Host-Fahrzeugs oder für eine vorhergesagte Position des Host-Fahrzeugs 10 (zum Beispiel 10 m entfernt) oder an mehreren Punkten bestimmt werden. Die Distanz kann unter Verwendung des einen oder der mehreren Sensoren 312, beispielsweise einer Kamera, gemessen werden. In einem oder mehreren Beispielen wird eine erste (linke) Distanz zu einer linken Fahrspurmarkierung gemessen und es wird eine zweite (rechte) Distanz zu einer rechten Fahrspurmarkierung gemessen. In einem oder mehreren Beispielen wird/werden die gemessenen Fahrspurdistanzen in eine Ebene der Fahrspurnähe umgesetzt, beispielsweise unter Verwendung einer Nachschlagetabelle. Das Umsetzen einer Fahrspurdistanz in eine Ebene der Fahrspurnähe umfasst das Prüfen, in welchen vorbestimmten Bereich die Fahrspurdistanz fällt, und das Wählen einer Ebene der Fahrspurnähe, die dem resultierenden vorbestimmten Bereich entspricht. Außerdem kann die Ebene der Fahrspurnähe auch durch die Änderungsgeschwindigkeit der Fahrspurdistanz beeinflusst werden (zum Beispiel eine Geschwindigkeit oder Beschleunigung bei einem Ende einer Fahrspur). In einem oder mehreren Beispielen gibt es eine vorbestimmte Anzahl von Ebenen der Fahrspurnähe, etwa niedrig, mittel, hoch und dergleichen. Die Anzahl der Ebenen der Fahrspurnähe kann in verschiedenen Beispielen variieren. Die Ebene der Nähe kann durch eine Zahl in einem vorbestimmten Bereich repräsentiert werden, zum Beispiel von 0 bis 1.
Das Objektnähemodul 520 bestimmt eine Objektdistanz des Host-Fahrzeugs 10 zu einem detektierten Objekt an der Seite des Host-Fahrzeugs 10, etwa zu einem entfernten Fahrzeug 425. Die Distanz kann unter Verwendung des einen oder der mehreren Sensoren 312, beispielsweise eines Radars, gemessen werden. In einem oder mehreren Beispielen wird die gemessene Objektdistanz in eine Ebene der Objektnähe umgesetzt, beispielsweise unter Verwendung einer Nachschlagetabelle. Das Umsetzen der Objektdistanz in die Ebene der Objektnähe umfasst das Prüfen, in welchen vorbestimmten Bereich die Objektdistanz fällt, und das Wählen einer Ebene der Objektnähe, die dem resultierenden vorbestimmten Bereich entspricht. In Abhängigkeit von den Sensoren 312 kann auch eine Geschwindigkeit von verfolgten Objekten gemessen/geschätzt werden. Die Geschwindigkeit der detektierten Objekte kann verwendet werden, um zusätzlich zu der Distanz die Ebene der Nähe zu berechnen. In einem oder mehreren Beispielen gibt es eine vorbestimmte Anzahl von Ebenen der Objektnähe, etwa nahe, mittel, weit entfernt und dergleichen. Die Anzahl der Ebenen der Objektnähe kann in verschiedenen Beispielen variieren. Die Ebene der Nähe kann auch durch eine Zahl in einem vorbestimmten Bereich repräsentiert werden, zum Beispiel 0 bis 1.
Die Ausgaben der Ebene der Nähe von dem Fahrspurnähemodul 510 und dem Objektnähemodul 520 werden an das Modul 530 für Näheaktionen weitergeleitet. Das Modul 530 für Näheaktionen bestimmt eine Ebene für Näheaktionen auf der Grundlage der Ebene der Fahrspurnähe und der Ebene der Objektnähe. Die Ebene für Näheaktionen setzt die Ebene der Fahrspurnähe und die Ebene der Objektnähe in einem oder mehreren Beispielen unter Verwendung einer Nachschlagetabelle in die Ebene für Näheaktionen um. In einem oder mehreren Beispielen kann die Umsetzung eine Boolesche Logiktabelle sein. Die Ebene für Näheaktionen kann ein sanfter Fahrspurwechsel, ein Bleiben in der Fahrspur, ein moderater Fahrspurwechsel, ein schneller Fahrspurwechsel und dergleichen sein. Es wird darauf hingewiesen, dass in anderen Beispielen als den vorstehenden andere, weniger oder zusätzliche Ebenen für Näheaktionen verwendet werden können. Die Ebene der Nähe kann auch durch eine Zahl in einem vorbestimmten Bereich repräsentiert werden, zum Beispiel von 0 bis 1. Die Ebene für Näheaktionen wird an das Modul 550 für Lenkungsaktionen weitergeleitet.
Das Modul 550 für Lenkungsaktionen bestimmt auf der Grundlage der Ebene für Näherungsaktionen eine Änderung, die an dem Assistenzdrehmoment, das erzeugt wird, vorzunehmen ist. Zudem bestimmt das Modul 550 für Lenkungsaktionen in einem oder mehreren Beispielen die vorzunehmende Änderung auf der Grundlage eines Fahrspurwechselstatus und eines Eingabedrehmoments, das von dem Fahrer über das Lenkrad 14 bereitgestellt wird. Das Eingabedrehmoment kann unter Verwendung eines oder mehrerer Sensoren gemessen werden; alternativ wird das Eingabedrehmoment unter Verwendung bekannter Techniken geschätzt. Das Modul 550 für Lenkungsaktionen bestimmt einen Assistenzskalierungsfaktor und/oder ein Überlagerungsdrehmoment und/oder eine Eingabedrehmomentüberlagerung und/oder eine Positionssteuerung, um die Assistenz zu justieren, die für den Fahrer zum Manövrieren des Host-Fahrzeugs 10 bereitgestellt wird.
6 stellt ein Betriebsblockdiagramm des Steuerungsmoduls 40 zum Justieren eines Assistenzdrehmomentbefehls in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen dar. Das Steuerungsmodul 40 des Lenkungssystems 12 erzeugt einen Drehmomentbefehl zum Erzeugen des Assistenzdrehmoments für den Fahrer. Typischerweise erzeugt das Steuerungsmodul 40 den Assistenzdrehmomentbefehl auf der Grundlage zumindest eines Eingabedrehmoments von dem Fahrer an dem Lenkrad. Das Steuerungsmodul 40 kann den Assistenzdrehmomentbefehl unter Verwendung einer beliebigen der bekannten Techniken erzeugen. Der Assistenzdrehmomentbefehl stellt einen Drehmomentbetrag bereit, der von dem Motor 19 erzeugt werden soll. Der Assistenzdrehmomentbefehl wird unter Verwendung eines Motorsteuerungssystems durch den Motor 19 aufgebracht.
Der Lenkungsmotor 19 (der Aktor) kann häufig als „Lenkradaktor“ bezeichnet sein. Der Lenkungsaktor ist als elektromechanischer Aktor ausgestaltet, der mit einem Ende der Lenkwelle wirksam verbunden ist. Die Lenkwelle kann von dem Lenkungsaktor aufgenommen werden und sie kann sich zumindest teilweise durch diesen hindurch erstrecken. Der Lenkungsaktor kann eine direkte mechanische Verbindung zwischen der Lenkwelle und dem Lenkungsmechanismus, der mit einem Fahrzeugrad wirksam verbunden ist, ersetzen.
Der Lenkungsmotor 19 (oder der Aktor) kann ausgestaltet sein, um eine Position der Lenkwelle und/oder der Bedienereingabevorrichtung, die mit der Lenkwelle verbunden ist, zu interpretieren und um diese Position als eine Lenkungseingabe an den Lenkungsmechanismus bereitzustellen, der mit dem Fahrzeugrad wirksam verbunden ist, um das Fahrzeugrad zu schwenken. Der Lenkungsaktor ist ausgestaltet, um auf der Grundlage von Eingaben, die er von dem Umweltüberwachungssystem 300 empfangen hat, eine Eingabe für die Lenkwelle oder die Bedienereingabevorrichtung bereitzustellen, um einer Drehung der Bedienereingabevorrichtung Widerstand zu leisten oder dieser entgegenzuwirken.
Wie in 6 gezeigt ist, enthält das Steuerungsmodul 40 ein Assistenzberechnungsmodul 610, welches das Eingabedrehmoment von dem Fahrer empfängt und bei 612 den entsprechenden Motordrehmomentbefehl für den Motor 19 berechnet. In einem oder mehreren Beispielen ist der Motordrehmomentbefehl ein Assistenzdrehmomentbefehl. Das Assistenzberechnungsmodul 610 empfängt den Assistenzskalierungsfaktor, der von dem Situationsanalysemodul 318 berechnet wird. Das Assistenzberechnungsmodul skaliert bei 614 den Assistenzdrehmomentbefehl unter Verwendung des Assistenzskalierungsfaktors. In einigen Beispielen kann der Assistenzskalierungsfaktor ein numerischer Wert zwischen 0 und 1 sein. Außerdem kann ein Skalierungsfaktor oder können mehrere Skalierungsfaktoren verwendet werden, um die Ausgaben von 612 von speziellen Teilkomponenten zu skalieren, etwa eine Verstärkungskurve (um eine Ausgabe der Verstärkungskurve zu reduzieren) oder eine Dämpfung (zum Erhöhen der Dämpfung) usw.
Des Weiteren empfängt in einem oder mehreren Beispielen das Steuerungsmodul 40 das Überlagerungsdrehmoment, das von dem Situationsanalysemodul 318 berechnet wird. Das Überlagerungsdrehmoment wird von dem Steuerungsmodul 40 verwendet, um bei 620 den Assistenzdrehmomentbefehl weiter zu verändern. Das Überlagerungsdrehmoment kann beispielsweise ein sinusförmiges Signal zum Alarmieren des Fahrers für eine potentielle seitliche Kollision sein. Beispielsweise verursacht das Überlagerungsdrehmoment eine haptische Rückmeldung, etwa eine Vibration des Lenkrads 14. Alternativ oder zusätzlich enthält die haptische Rückmeldung eine Druckrückmeldung, bei welcher das Steuerungsmodul 40 einen Drehmomentbefehl an den Motor 19 anlegt, wobei der Drehmomentbefehl der Fahrereingabe entgegenwirkt. Der entgegenwirkende Drehmomentbefehl weist eine vorbestimmte Amplitude auf und weist eine Richtung auf, die entgegengesetzt zu der Fahrereingabe ist. Wenn der Fahrer beispielsweise gerade ein Eingabedrehmoment bereitstellt, um das Lenkrad 14 nach links zu manövrieren, ist das entgegenwirkende Drehmoment nach rechts und umgekehrt. In einem oder mehreren Beispielen kann die Druckrückmeldung im Fall, dass der Fahrer gerade kein Lenkmanöver ausführt, in beide Richtungen (nach links und nach rechts) bereitgestellt werden.
Es kann auch eine Eingabedrehmomentüberlagerung verwendet werden, um bei 605 den Eingabedrehmomentwert zu modifizieren, der an die Assistenzberechnung geht. Die Eingabedrehmomentüberlagerung verändert den Eingabedrehmomentwert, der von der Assistenzberechnung 610 verwendet wird, um den zu erzeugenden und bereitzustellenden Assistenzdrehmomentbetrag zu bestimmen. Durch Modifizieren des Eingabedrehmoments auf der Grundlage der Ebene für Näheaktionen beruht folglich das Assistenzdrehmoment, das von dem Lenkungssystem 12 erzeugt wird, auf der Nähe zu dem detektierten Objekt. Die Eingabedrehmomentüberlagerung ist ein Führungsdrehmomentbefehl, der zum Justieren des Eingabedrehmoments erzeugt wird, und damit des Assistenzdrehmoments, das von dem Motor 19 erzeugt wird.
Des Weiteren stellt die Positionssteuerung, die von dem Situationsanalysemodul 318 berechnet wird, einen Winkel des Lenkrads 14 bereit. Eine PID-Regelung kann verwendet werden, um die Positionssteuerung bereitzustellen. Beispielsweise stellt die Positionssteuerung bei 630 in einem Fall einen Referenzlenkradwinkel bereit, auf welchen das Lenkrad 14 positioniert werden soll, um entweder einen Fahrspurwechsel zu verursachen, oder um einem Fahrspurwechsel entgegenzuwirken oder davon Abstand zu nehmen. Wenn dem Fahrspurwechsel entgegengewirkt werden soll, kann beispielsweise ein Lenkradwinkel von 0 Grad befohlen werden. Wenn das Host-Fahrzeug 10 alternativ oder zusätzlich nach links (oder nach rechts) um einen speziellen Winkel manövriert werden soll, um eine Kollision mit einem ankommenden Fahrzeug 425 auf der rechten (oder linken) Seite zu vermeiden, wird der Lenkradwinkel zum Vermeiden der Kollision als der Referenzlenkradwinkel bereitgestellt. Ein Positionssteuerungsmodul bestimmt einen zweiten Drehmomentüberlagerungsbefehl, um das Lenkrad gemäß dem Referenzlenkradwinkel zu positionieren. Der zweite Überlagerungsbefehl wird bei 620 zu dem skalierten Assistenzdrehmomentbefehl addiert. Der resultierende Assistenzdrehmomentbefehl wird für den Motor 19 als ein Drehmomentbefehl bereitgestellt, um ein Assistenzdrehmoment für den Fahrer zu erzeugen und um eine seitliche Kollision zu vermeiden.
Die eine oder die mehreren Ebenen von Lenkungsinterventionen wird/werden zu einem Motordrehmomentbefehl addiert, den das Steuerungsmodul 40 erzeugt, um das Lenkrad 14 zu positionieren und/oder um das Assistenzdrehmoment zu erzeugen.
7 veranschaulicht ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Erzeugen eines Motordrehmomentbefehls durch ein Lenkungssystem auf der Grundlage einer Eingabe von einem Umweltüberwachungssystem in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen. Das Verfahren umfasst, dass bei 810 ein Assistenzdrehmoment für einen Fahrer erzeugt wird, um das Host-Fahrzeug 10 über das Lenkungssystem 12 zu manövrieren. Das Assistenzdrehmoment wird unter Verwendung des Motors 19 erzeugt, indem ein Assistenzbefehl erzeugt und für den Motor bereitgestellt wird. Der Assistenzbefehl kann ein Drehmomentbefehl, ein Strombefehl, ein Spannungsbefehl und dergleichen beruhend auf dem zum Steuern des Motors 19 verwendeten Motorsteuerungssystems sein. Das Verwenden dieser Befehle zum Erzeugen eines gewünschten Drehmomentbetrags von dem Motor wird unter Verwendung einer oder mehrerer bekannter Techniken ausgeführt, die das Eingabedrehmoment von dem Fahrer und ein Referenzdrehmoment beruhend auf einer Straßenoberfläche und andere mechanische Komponenten verwenden, um ein komplementäres Assistenzdrehmoment zu erzeugen, das ermöglicht, dass der Fahrer ein Manöver unter Verwendung des Lenkrads 14 abschließt.
Das Verfahren umfasst ferner, dass bei 820 eine Ebene der Fahrspurnähe des Host-Fahrzeugs 10 bestimmt wird. Die Ebene der Fahrspurnähe wird beruhend auf der Distanz des Host-Fahrzeugs von den Fahrspurmarkierungen 405 bestimmt, die auf einer oder mehreren Sensoreingaben beruht. Die Ebene der Fahrspurnähe gibt an, wie weit das Host-Fahrzeug 10 von einer (oder mehreren) Fahrspurmarkierungen 405 benachbart zu dem Host-Fahrzeug 10 entfernt ist. Ferner umfasst das Verfahren bei 830, dass eine Ebene der Objektnähe für das Host-Fahrzeug 10 bestimmt wird. Die Ebene der Objektnähe wird auf der Grundlage der Distanz des Host-Fahrzeugs von einem entfernten Fahrzeug 425 an der Seite des Host-Fahrzeugs 10 bestimmt. Die Objektdistanz wird unter Verwendung eines oder mehrerer Sensorlesewerte bestimmt. Ferner beruht die Ebene der Objektnähe auf Fahrzeugsignalen wie etwa der Geschwindigkeit des Host-Fahrzeugs, der Beschleunigung des Host-Fahrzeugs und dergleichen, um eine Zeit bis zu einer Kollision des Host-Fahrzeugs 10 mit dem entfernten Fahrzeug 425 zu bestimmen. In einem oder mehreren Beispielen wird die Zeit bis zu einer Kollision verwendet, um die Ebene der Objektnähe zu bestimmen, wobei die Zeit bis zu einer Kollision unter Verwendung einer Nachschlagetabelle in die Ebene der Objektnähe umgesetzt wird. Das Verfahren umfasst ferner, dass bei 840 eine Ebene für Näheaktionen bestimmt wird. Die Ebene für Näheaktionen wird auf der Grundlage der Ebene der Fahrspurnähe und der Ebene der Objektnähe bestimmt.
Ferner umfasst das Verfahren, dass bei 850 ein Fahrspurwechselstatus bestimmt wird. Der Fahrspurwechselstatus wird auf der Grundlage der Lenkungs/FahrzeugSignale 314 bestimmt. Beispielsweise wird der Fahrspurwechselstatus unter Verwendung einer Lenkradposition, eines Eingabedrehmoments, das für das Lenkrad bereitgestellt wird, einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einer Fahrzeugbeschleunigung und dergleichen bestimmt und verwendet, um festzustellen, ob der Fahrer das Host-Fahrzeug 10 manövriert, um eine Fahrspur zu wechseln. Zum Beispiel kann eine Lenkradposition, die um mindestens einen vorbestimmten Winkel nach links (oder nach rechts) gekippt ist, ein Fahrspurwechselmanöver anzeigen, wenn das Host-Fahrzeug 10 mindestens mit einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit fährt.
Das Verfahren umfasst bei 860 ferner, dass ein Eingabedrehmoment von dem Fahrer am Lenkrad 14 bestimmt wird. Das Verfahren umfasst, dass bei 870 auf der Grundlage des Fahrspurwechselstatus, des Eingabedrehmoments und der Ebene für Näheaktionen eine Lenkungsaktion bestimmt wird. Das Erzeugen der Lenkungsaktion umfasst, dass bestimmt wird, ob der Fahrer beim Wechseln der Fahrspur unterstützt werden soll oder ob dem Fahrspurwechselmanöver entgegengewirkt werden soll. Die Lenkungsaktion kann einen Assistenzskalierungsfaktor, einen Überlagerungsdrehmomentbefehl und/oder einen Positionssteuerungsbefehl enthalten. Die Lenkungsaktion wird bei 880 verwendet, um den Assistenzbefehl zu modifizieren, der von dem Steuerungsmodul 40 des Lenkungssystems 12 erzeugt wird.
Wenn beispielsweise die Zeit bis zu einer Kollision mit dem entfernten Fahrzeug 425 kleiner als ein erster vorbestimmter Schwellenwert ist, sodass das Host-Fahrzeug 10 mit dem entfernten Fahrzeug 425 kollidieren wird, wenn die Fahrspur gewechselt wird, wird einem Wechsel des Host-Fahrzeugs 10 in die Fahrspur, auf welcher das entfernte Fahrzeug 425 gerade fährt, entgegengewirkt (oder es davon abgebracht). Es soll erwähnt werden, dass die Zeit bis zu einer Kollision für eine vorhergesagte Position des Host-Fahrzeugs 10 berechnet wird, wenn das beabsichtigte Fahrspurwechselmanöver abgeschlossen ist. Um in diesem Fall dem Fahrspurwechselmanöver entgegenzuwirken, erzeugt die Lenkungsaktion, die erzeugt wird, einen Assistenzbefehl, der dem Eingabedrehmoment von dem Fahrer entgegenwirkt und ferner bewirkt, dass der Motor 19 das Lenkrad 14 zu der Mitte (0 Grad) bewegt, um zu bewirken, dass das Host-Fahrzeug 10 die gegenwärtige Fahrspur beibehält. In einem derartigen Fall wird der Assistenzskalierungsfaktor auf 0 gesetzt, sodass das Steuerungsmodul 40 den Drehmomentbefehl auf 0 (Null) skaliert.
Wenn alternativ die Zeit bis zu einer Kollision größer als der erste vorbestimmte Schwellenwert ist, und wenn das Eingabedrehmoment kleiner als ein vorbestimmtes Niveau ist, sodass eine Zeit für einen Fahrspurwechsel des Host-Fahrzeugs 10 größer als die Zeit bis zu einer Kollision ist, kann die erzeugte Lenkungsaktion das Beschleunigen des Fahrspurwechselmanövers unterstützen, indem das Assistenzdrehmoment erhöht wird. In einem derartigen Fall erhöht der Assistenzskalierungsfaktor das Eingabedrehmoment um einen vorbestimmten Grad auf der Grundlage der Ebene für Näheaktionen. In einem oder mehreren Beispielen wird der Skalierungsfaktor entsprechend der Ebene für Näheaktionen gewählt.
Des Weiteren kann die Lenkungsaktion einen Drehmomentüberlagerungsbefehl enthalten, der eine haptische Rückmeldung für den Fahrer erzeugt. In einem oder mehreren Beispielen ist ein Überlagerungsbefehl eine vorbestimmte Drehmomentüberlagerung, die zu dem Assistenzdrehmoment addiert wird, um zu veranlassen, dass das Lenkrad 14 vibriert. In einigen anderen Beispielen ist ein Überlagerungsbefehl eine vorbestimmte Drehmomentüberlagerung, die zu dem Assistenzdrehmoment addiert wird, sodass der Fahrer ein Drücken gegen die Richtung des Fahrspurwechsels fühlt. Alternativ oder zusätzlich ist der Überlagerungsbefehl ein Frequenzinjektionssignal, etwa ein sinusförmiges Signal, das für den Fahrer eine haptische Rückmeldung (z.B. ein Summen) bewirkt. Die haptische Rückmeldung ist eine zusätzliche Warnung für den Fahrer zusätzlich zu der audiovisuellen Rückmeldung, die in einem oder in mehreren Beispielen bereitgestellt werden kann.
In einem oder mehreren Beispielen umfasst das Verfahren ferner, dass bei 895 ein hörbares Geräusch erzeugt wird, etwa eine Hupe, als eine Warnung für das entfernte Fahrzeug 425. Das hörbare Geräusch kann unter Verwendung einer (nicht gezeigten) Hupe des Host-Fahrzeugs 10 oder einer beliebigen anderen Geräuscherzeugungsvorrichtung des Host-Fahrzeugs 10 erzeugt werden, um das entfernte Fahrzeug 425 außerhalb des Host-Fahrzeugs 10 zu warnen.
Die hier beschriebenen technischen Lösungen stellen ein Fahrzeugsicherheitssystem bereit, das ein Umweltüberwachungssystem enthält, das ausgestaltet ist, um eine Distanz und eine Geschwindigkeit eines Fahrzeugs vor einem Host-Fahrzeug zu überwachen. Das Umweltüberwachungssystem steht in Kommunikation mit einem Lenkungssystem, das einen Lenkungsaktor aufweist, der mit einer Bedienereingabevorrichtung wirksam verbunden ist. Der Lenkungsaktor ist angeordnet, um eine Eingabe für die Bedienereingabevorrichtung in Ansprechen auf Eingabesignale von dem Umweltüberwachungssystem bereitzustellen.
Die vorliegenden technischen Lösungen können ein System, ein Verfahren und/oder ein Computerprogrammprodukt auf jeder möglichen technischen Detailintegrationsebene sein. Das Computerprogrammprodukt kann ein oder mehrere computerlesbare Speichermedien umfassen, die darin computerlesbare Programmanweisungen aufweisen, um zu veranlassen, dass ein Prozessor Aspekte der vorliegenden technischen Lösungen ausführt.
Aspekte der vorliegenden technischen Lösungen sind hier mit Bezugnahme auf Flussdiagrammveranschaulichungen und/oder Blockdiagramme von Verfahren, Vorrichtungen (Systemen) und Computerprogrammprodukten in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der technischen Lösungen beschrieben. Es versteht sich, dass jeder Block der Flussdiagrammveranschaulichungen und/oder der Blockdiagramme und Kombinationen aus Blöcken in den Flussdiagrammveranschaulichungen und/oder den Blockdiagrammen durch computerlesbare Programmanweisungen implementiert werden können.
Die Flussdiagramme und Blockdiagramme in den Figuren veranschaulichen die Architektur, die Funktionalität und die Arbeitsweise von möglichen Implementierungen von Systemen, Verfahren und Computerprogrammprodukten in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden technischen Lösungen. In dieser Hinsicht kann jeder Block in den Flussdiagrammen oder Blockdiagrammen ein Modul, ein Segment oder einen Teil von Anweisungen repräsentieren, welche ein oder mehrere ausführbare Anweisungen zum Implementieren der beschriebenen logischen Funktionen umfasst. In einigen alternativen Implementierungen können die in den Blöcken angegebenen Funktionen außerhalb der Reihenfolge auftreten, die in den Figuren angegeben ist. Zum Beispiel können zwei aufeinanderfolgend gezeigte Blöcke tatsächlich im Wesentlichen gleichzeitig ausgeführt werden, oder die Blöcke können in Abhängigkeit von der betroffenen Funktionalität manchmal in der umgekehrten Reihenfolge ausgeführt werden. Außerdem wird darauf hingewiesen, dass jeder Block der Blockdiagramme und/oder Flussdiagrammveranschaulichungen und Kombinationen aus Blöcken in den Blockdiagrammen und/oder Flussdiagrammveranschaulichungen durch spezialisierte hardwarebasierte Systeme implementiert werden können, die die beschriebenen Funktionen oder Handlungen ausführen, oder Kombinationen aus spezialisierter Hardware und Computeranweisungen ausführen.
Außerdem ist festzustellen, dass alle Module, Einheiten, Komponenten, Server, Computer, Endgeräte oder Vorrichtungen, die hier beispielhaft angegeben sind, welche Anweisungen ausführen, computerlesbare Medien enthalten oder anderweitigen darauf Zugriff haben können, wie etwa Massenspeichermedien, Computermassenspeichermedien, Datenspeichervorrichtungen (entfernbar und/oder nicht entfernbar) wie z.B. Magnetplatten, optische Platten oder Bänder. Computerspeichermedien können flüchtige und nicht flüchtige, entfernbare und nicht entfernbare Medien umfassen, die in einem beliebigen Verfahren oder einer beliebigen Technologie zum Speichern von Informationen wie etwa computerlesbaren Anweisungen, Datenstrukturen, Programmmodulen oder anderen Daten, implementiert sind. Derartige Computerspeichermedien können Teil der Vorrichtung sein oder für diese zugänglich oder damit verbindbar. Alle hier beschriebenen Anwendungen oder Module können unter Verwendung von computerlesbaren/ausführbaren Anweisungen implementiert werden, welche durch diese computerlesbaren Medien gespeichert oder anderweitig vorgehalten werden können.
Obwohl die technischen Lösungen im Detail in Verbindung mit nur einer begrenzten Anzahl von Ausführungsformen beschrieben sind, ist es leicht zu verstehen, dass die technischen Lösungen nicht auf diese offenbarten Ausführungsformen begrenzt sind. Stattdessen können die technischen Lösungen modifiziert werden, sodass sie eine beliebige Anzahl von Variationen, Veränderungen, Substitutionen oder äquivalenten Anordnungen aufnehmen, die hier im Vorstehenden nicht beschrieben sind, welche aber mit dem Geist und dem Umfang der technischen Lösungen übereinstimmen. Obwohl verschiedene Ausführungsformen der technischen Lösungen beschrieben wurden, ist es außerdem zu verstehen, dass Aspekte der technischen Lösungen nur einige der beschriebenen Ausführungsformen enthalten können. Folglich dürfen die technischen Lösungen nicht so aufgefasst werden, dass sie auf die vorstehende Beschreibung begrenzt sind.

Claims

Lenkungssystem, umfassend: einen Motor, der ein Assistenzdrehmoment erzeugt; einen Controller, der einen Motordrehmomentbefehl erzeugt, um einen Assistenzdrehmomentbetrag zu steuern, der von dem Motor erzeugt wird; ein Assistenzmodul für entfernte Objekte, das eine Lenkungsintervention auf der Grundlage einer Nähe eines Fahrzeugs zu einem detektierten Objekt berechnet, wobei das Fahrzeug mit dem Lenkungssystem ausgestattet ist; und wobei der Controller den Motordrehmomentbefehl unter Verwendung der Lenkungsintervention verändert.
Lenkungssystem nach Anspruch 1, wobei das detektierte Objekt entweder eine Fahrspurmarkierung oder ein Zielfahrzeug ist.
Lenkungssystem nach Anspruch 1, wobei das Berechnen der Lenkungsintervention umfasst, dass: eine Fahrerabsicht eines Fahrspurwechsels auf der Grundlage eines Eingabedrehmoments von einem Fahrer bestimmt wird.
Lenkungssystem nach Anspruch 1, wobei die Lenkungsintervention einen Überlagerungsdrehmomentbefehl umfasst und der Controller eine haptisehe Rückmeldung erzeugt, indem er den Überlagerungsdrehmomentbefehl zu dem Motordrehmomentbefehl addiert.
Lenkungssystem nach Anspruch 1, wobei die Lenkungsintervention einen Führungsdrehmomentbefehl in Ansprechen darauf umfasst, dass die Nähe von einer vorbestimmten Ebene ist, und wobei der Controller den Führungsdrehmomentbefehl zu einem Eingabedrehmoment von einem Fahrer addiert.
Lenkungssystem nach Anspruch 1, wobei die Nähe des detektierten Objekts unter Verwendung eines oder mehrerer Sensoren bestimmt wird, die einen Radar, eine Kamera, einen Lidar und einen Ultraschallsensor umfassen.
Lenkungssystem nach Anspruch 1, wobei die Lenkungsintervention einen Positionsbefehl umfasst und der Controller eine Position des Motors in Übereinstimmung mit dem Positionsbefehl verändert.
Lenkungssystem nach Anspruch 1, wobei die Lenkungsintervention einen Assistenzskalierungsfaktor umfasst, wobei der Controller den Motordrehmomentbefehl mit dem Assistenzskalierungsfaktor multipliziert.
Computerimplementiertes Verfahren, das umfasst, dass: ein Motordrehmomentbefehl zum Steuern eines Assistenzdrehmomentbetrags erzeugt wird, welcher von einem Motor eines Lenkungssystems eines Kraftfahrzeugs erzeugt wird; eine Lenkungsintervention auf der Grundlage einer Nähe des Kraftfahrzeugs zu einem detektierten Objekt berechnet wird; und der Motordrehmomentbefehl unter Verwendung der Lenkungsintervention verändert wird.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 9, wobei das detektierte Objekt ein Zielfahrzeug auf einer linken Seite oder einer rechten Seite des Kraftfahrzeugs ist und wobei das computerimplementierte Verfahren ferner umfasst, dass: ein außerhalb des Kraftfahrzeugs hörbares Geräusch erzeugt wird, um das Zielfahrzeug zu warnen.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Berechnen der Lenkungsintervention umfasst, dass ein Fahrspurwechselstatus des Kraftfahrzeugs auf der Grundlage eines Eingabedrehmoments von einem Fahrer bestimmt wird, wobei der Fahrspurwechselstatus eine Fahrerabsicht zum Ausführen eines Fahrspurwechselmanövers anzeigt.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Bestimmen der Lenkungsintervention ferner umfasst, dass: ein Überlagerungsdrehmomentbefehl berechnet wird; und eine haptische Rückmeldung erzeugt wird, indem der Überlagerungsdrehmomentbefehl mit dem Motordrehmomentbefehl addiert wird.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Bestimmen der Lenkungsintervention ferner umfasst, dass: ein Führungsdrehmomentbefehl für ein Fahrspurwechselmanöver in Ansprechen darauf berechnet wird, dass die Nähe von einer vorbestimmten Ebene ist; und der Führungsdrehmomentbefehl zu einem Eingabedrehmoment von einem Fahrer addiert wird und die Summe verwendet wird, um den Motordrehmomentbefehl zu erzeugen, wobei der Führungsdrehmomentbefehl einem Fahrspurwechselmanöver entgegenwirkt, indem er ein dem Eingabedrehmoment entgegenwirkendes Drehmoment bereitstellt, um einem Verändern einer Position eines Lenkrads entgegenzuwirken.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Lenkungsintervention einen Positionsbefehl umfasst, und der Controller eine Position des Motors in Übereinstimmung mit dem Positionsbefehl verändert.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Lenkungsintervention einen Assistenzskalierungsfaktor umfasst, wobei der Controller den Motordrehmomentbefehl mit dem Assistenzskalierungsfaktor multipliziert.