DE102018203090A1

DE102018203090A1 - Method and control device for monitoring a steering handle during a steering intervention and motor vehicle

Info

Publication number: DE102018203090A1
Application number: DE102018203090.1A
Authority: DE
Inventors: Michael Stadler; Thomas Höcht
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2018-03-01
Filing date: 2018-03-01
Publication date: 2019-09-05
Anticipated expiration: 2038-03-02
Also published as: DE102018203090B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen einer Lenkhandhabe (11), die in einem Kraftfahrzeug (10) während eines Lenkeingriffs eines Fahrerassistenzsystems (15) über eine Lenksäule (12) mitgedreht wird. Die Erfindung sieht vor, dass durch eine Steuervorrichtung (19) an der Lenksäule (12) mittels einer Sensoreinrichtung (21) ein Gesamtdrehmoment (22) erfasst wird und anhand des Gesamtdrehmoments (22) ein an der Lenkhandhabe (11) wirkendes Lenkmoment (26) ermittelt wird und überprüft wird, ob das ermittelte Lenkmoment (26) ein vorbestimmtes Verletzungskriterium (27) erfüllt, und bei erfülltem Verletzungskriterium (27) ein eine Verletzungsgefahr signalisierendes Verletzungssignal (28) erzeugt wird.

The invention relates to a method for monitoring a steering handle (11), which is rotated in a motor vehicle (10) during a steering intervention of a driver assistance system (15) via a steering column (12). The invention provides that a total torque (22) is detected by a control device (19) on the steering column (12) by means of a sensor device (21) and based on the total torque (22) a steering torque (26) acting on the steering handle (11). is determined and is checked whether the determined steering torque (26) meets a predetermined injury criterion (27), and in violation of injury criterion (27) is generated an injury signal indicating an injury signal (28).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen einer Lenkhandhabe, also beispielsweise eines Lenkrads. Während eines Lenkeingriffs eines Fahrerassistenzsystems wird die Lenkhandhabe über eine Lenksäule mitgedreht. Ein Insasse des Kraftfahrzeugs, der eine Hand oder einen Finger an der Lenkhandhabe halten kann, könnte deshalb durch den Lenkeingriff verletzt werden, was aber verhindert wird. Die Erfindung betrifft auch eine Steuervorrichtung für ein Kraftfahrzeug, die zum Durchführen des Verfahrens ausgelegt ist, sowie ein Kraftfahrzeug mit der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung.The invention relates to a method for monitoring a steering handle, so for example a steering wheel. During a steering intervention of a driver assistance system, the steering handle is rotated by a steering column. An occupant of the motor vehicle who can hold a hand or a finger on the steering handle, could therefore be injured by the steering intervention, but this is prevented. The invention also relates to a control device for a motor vehicle, which is designed to carry out the method, as well as a motor vehicle with the control device according to the invention.

Ein Fahrerassistenzsystem, wie beispielsweise ein Autopilot, kann ein Kraftfahrzeug nicht nur in Bezug auf die Längsdynamik beeinflussen (Längsführung durch Verzögern und/oder Beschleunigen), sondern auch die Querdynamik beeinflussen, unter anderem durch einen Lenkeingriff (Querführung).A driver assistance system, such as an autopilot, may not only affect a vehicle in terms of longitudinal dynamics (longitudinal guidance by decelerating and / or accelerating), but also affect lateral dynamics, inter alia by a steering intervention (transverse guidance).

Ein von einem Fahrerassistenzsystem am Fahrwerk durchgeführter Lenkeingriff kann zu einer Lenkradbewegung führen, die proportional zur Achskinematik der gelenkten Räder ist. Es gibt zwar Konzepte zur Entkopplung dieser Proportionalität, beispielsweise mittels einer Kupplung in der Lenksäule des Lenkrads, aber diese Lösungen sind zum Beispiel aus Kostengründen unerwünscht.A steering intervention performed by a driver assistance system on the chassis can lead to a steering wheel movement that is proportional to the axle kinematics of the steered wheels. Although there are concepts for decoupling this proportionality, for example by means of a clutch in the steering column of the steering wheel, but these solutions are undesirable, for example, for cost reasons.

Bei mitdrehendem Lenkrad besteht vor allem bei schnellen Lenkradbewegungen die Gefahr, den Insassen/Fahrer des Kraftfahrzeugs zu verletzen. Hat der Fahrer beispielsweise mit der Hand das Lenkrad gegriffen und spreizt gerade einen Finger der Hand ab, so kann bei einer ruckartigen Bewegung des Lenkrads der Finger beispielsweise an einem Lenkstockhebel hängenbleiben und dadurch verletzt werden, beispielsweise gebrochen werden.When the steering wheel rotates there is a danger of injuring the occupant / driver of the motor vehicle, especially with fast steering wheel movements. For example, if the driver gripped the steering wheel with his hand and just spreads one finger of his hand, the finger may, for example, catch on a steering column lever during a jerky movement of the steering wheel and be injured, for example broken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Lenkeingriff, durch welchen über eine Lenksäule eine Lenkhandhabe eines Kraftfahrzeugs mitgedreht wird, das Verletzungsrisiko für einen Insassen des Kraftfahrzeugs zu verringern.The object of the invention is to reduce the risk of injury to an occupant of the motor vehicle in the case of a steering intervention, by means of which a steering handle of a motor vehicle is rotated via a steering column.

Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figuren beschrieben.The object is solved by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments of the invention are described by the dependent claims, the following description and the figures.

Durch die Erfindung ist ein Verfahren zum Überwachen einer Lenkhandhabe eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt. Unter einer Lenkhandhabe ist im Zusammenhang mit der Erfindung ein Lenkrad oder eine andere Lenkeinrichtung zu verstehen, die ein Insasse des Kraftfahrzeugs mit zumindest einer Hand greifen kann und über welche der Insasse durch Drehen derselben zum Einstellen eines Randeinschlags von Rädern des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist. Die Lenkhandhabe wird in dem Kraftfahrzeug während eines Lenkeingriffs eines Fahrerassistenzsystems über eine Lenksäule mitgedreht. Selbst wenn also der Insasse die Lenkhandhabe nicht selbst dreht, wird bei dem Lenkeingriff als Rückwirkung die Lenkhandhabe mitgedreht, während ein Radeinschlag der Räder durch das Fahrerassistenzsystem eingestellt wird. Die Lenksäule kann hierbei eine Stange sein, an welcher die Lenkhandhabe befestigt ist und welche die Lenkhandhabe mit den Rädern koppeln kann (beispielsweise über eine Spurstange). Das Fahrerassistenzsystem kann beispielsweise ein Autopilot oder ein System für ein fahrerunabhängiges Ausweichmanöver zur Kollisionsvermeidung oder ein Fußgängerschutzsystem sein.The invention provides a method for monitoring a steering handle of a motor vehicle. In the context of the invention, a steering handle is to be understood as meaning a steering wheel or another steering device which an occupant of the motor vehicle can grasp with at least one hand and via which the occupant is provided by rotating the same to set an edge impact of wheels of the motor vehicle. The steering handle is rotated in the motor vehicle during a steering intervention of a driver assistance system via a steering column. Thus, even if the occupant does not turn the steering handle itself, the steering handle is rotated in response to the steering intervention, while wheel steering of the wheels is adjusted by the driver assistance system. The steering column can in this case be a rod to which the steering handle is attached and which can couple the steering handle with the wheels (for example via a tie rod). The driver assistance system can be, for example, an autopilot or a system for a driver-independent avoidance maneuver for collision avoidance or a pedestrian protection system.

Um nun bei dem Lenkeingriff einen Insassen vor der eingangs beschriebenen Verletzungsgefahr durch die mitgedrehte Lenkhandhabe zu schützen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass durch eine Steuervorrichtung an der Lenksäule mittels einer Sensoreinrichtung ein Gesamtdrehmoment erfasst wird. Das Gesamtdrehmoment ist dasjenige Drehmoment, welches durch das Fahrerassistenzsystem in der Lenksäule verursacht wird. Eine entsprechende Sensorvorrichtung ist aus dem Stand der Technik beispielsweise im Zusammenhang mit der Bereitstellung einer Lenkkraftunterstützung (sogenannte Servolenkung) bekannt. Es handelt sich bei der Sensorvorrichtung um den sogenannten Drehmomentsensor. Anhand des Gesamtdrehmoments wird ein an der Lenkhandhabe selbst wirkendes Lenkmoment ermittelt. Ausgehend von dem Gesamtdrehmoment wird also das an der Lenkhandhabe resultierende Lenkmoment ermittelt. Es wird also berücksichtigt, dass ein Teil des Gesamtmoments nicht den Insassen erreichen kann. Es wird dann geprüft, ob das ermittelte Lenkmoment ein vorbestimmtes Verletzungskriterium erfüllt. Das Verletzungskriterium beschreibt zumindest eine Situation, die sich ergibt, wenn durch den Lenkeingriff tatsächlich eine Verletzung eines Insassen resultieren oder geschehen könnte. Entsprechende Situationen können vom Fachmann beispielsweise im Rahmen einer Versuchsreihe ermittelt werden. Bei erfülltem Verletzungskriterium wird ein Verletzungssignal erzeugt, welches eine Verletzungsgefahr signalisiert. Es wird also signalisiert, dass sich beim aktuellen Lenkeingriff ein Lenkmoment ergibt, das auf eine Verletzungsgefahr oder eine Verletzung hinweist.In order to protect an occupant from the initially described risk of injury by the co-rotated steering handle in the steering intervention, the invention provides that a total torque is detected by a control device on the steering column by means of a sensor device. The total torque is that torque which is caused by the driver assistance system in the steering column. A corresponding sensor device is known from the prior art, for example in connection with the provision of a steering force assistance (so-called power steering). The sensor device is the so-called torque sensor. Based on the total torque, a steering torque acting on the steering handle itself is determined. Based on the total torque that is determined on the steering handle steering torque is determined. It is therefore considered that a part of the total moment can not reach the occupants. It is then checked whether the determined steering torque meets a predetermined injury criterion. The injury criterion describes at least one situation that arises when the steering intervention actually results in or could result in injury to an occupant. Corresponding situations can be determined by a person skilled in the art, for example in the context of a series of experiments. When the injury criterion is met, an injury signal is generated which signals a risk of injury. It is therefore signaled that the current steering intervention results in a steering torque indicative of a risk of injury or injury.

Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass für das Fahrerassistenzsystem die Information bereitgestellt werden kann, dass der aktuelle Lenkeingriff zwar beispielsweise vor einem Hindernis in der Umgebung des Kraftfahrzeugs schützt, indem das Kraftfahrzeug ausweicht, hierbei aber im Kraftfahrzeug selbst eine Verletzungsgefahr für einen Insassen entstanden ist. Es kann dann eine Abwägung stattfinden, ob der Lenkeingriff durch das Fahrerassistenzsystem fortgeführt werden soll oder ob stattdessen durch Abändern oder Abbrechen des Lenkeingriffs die Verletzungsgefahr reduziert oder beseitigt werden soll.By the invention there is the advantage that for the driver assistance system, the information can be provided that the current steering intervention, for example, protects against an obstacle in the vicinity of the motor vehicle by the motor vehicle evades, but in the vehicle itself a risk of injury to an occupant emerged is. It may then be a tradeoff take place whether the steering intervention should be continued by the driver assistance system or whether instead by modifying or canceling the steering intervention, the risk of injury should be reduced or eliminated.

Die Erfindung umfasst auch Ausführungsformen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.The invention also includes embodiments that provide additional benefits.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Verletzungskriterium umfasst, dass das Lenkmoment größer als ein vorbestimmter Maximalmomentwert ist. Ergibt sich also an der Lenkhandhabe mit anderen Worten ein resultierendes Lenkmoment, das größer als der Maximalmomentwert ist, so signalisiert dies beispielsweise, dass die Lenkhandhabe nicht frei dreht, sondern gegen eine Kraft gedreht wird, beispielsweise gegen einen verkanteten oder hängen gebliebenen Finger, wie eingangs beschrieben. Ein Maximalmomentwert ist ein zuverlässiger Hinweis, dass die Lenkhandhabe nicht frei dreht, sondern ein Objekt, beispielsweise eine Hand, mitzieht oder ein Objekt einklemmt (beispielsweise in den Lenkradspeichen). Der Maximalmomentwert kann beispielsweise in einem Bereich größer als 4 Newtonmeter, insbesondere größer als 5 Newtonmeter, liegen.An embodiment provides that the injury criterion comprises that the steering torque is greater than a predetermined maximum torque value. If, therefore, a resulting steering torque, which is greater than the maximum torque value, results on the steering handle, in other words, this signalizes that the steering handle does not rotate freely, but is rotated against a force, for example against a tilted or stuck finger, as described above described. A maximum torque value is a reliable indication that the steering handle does not rotate freely but pulls an object, such as a hand, or pinches an object (for example, in the steering wheel spokes). The maximum torque value can be, for example, in a range greater than 4 Newton meters, in particular greater than 5 Newton meters.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Verletzungskriterium umfasst, dass innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer ein Betrag des Lenkmoments um mehr als einen vorbestimmten Deltawert ansteigt und/oder ein zeitlicher Gradient des Lenkmoments größer als ein vorbestimmter Maximalgradientenwert ist. Mit anderen Worten wird eine zeitliche Komponente berücksichtigt und hierbei ein Gradient des zeitlichen Verlaufs des Lenkmoments dahingehend geprüft, ob er größer als ein vorbestimmter Maximalgradientenwert ist und/oder insgesamt eine Veränderung des Lenkmoments um mehr als den Deltawert innerhalb der Zeitdauer resultiert. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass nur dann das Verletzungssignal erzeugt wird, wenn eine abrupte Blockade der Lenkhandhabe (definiert durch die Zeitdauer und/oder den Maximalgradientenwert) stattfindet und/oder diese einen Betrag des Lenkmoments verursacht, der größer als der Deltawert ist. Somit können kleine Blockaden und/oder blockadefrei mitbewegte Objekte, wie beispielsweise eine an der Lenkhandhabe anliegende Hand, als ungefährdet erkannt werden. Geeignete Werte für die Zeitdauer und den Deltawert und/oder den Maximalgradientenwert können in Versuchsreihen ermittelt werden. Es können auch biomechanische Grenzwerte der Arme und/oder Finger eines Mensehen zugrundegelegt werden, wie sie z.B. aus medizinischer Fachliteratur erhältlich sind.An embodiment provides that the injury criterion comprises that, within a predetermined period of time, an amount of the steering torque increases by more than a predetermined delta value and / or a time gradient of the steering torque is greater than a predetermined maximum gradient value. In other words, a temporal component is taken into account and in this case a gradient of the time profile of the steering torque is checked as to whether it is greater than a predetermined maximum gradient value and / or if overall a change in the steering torque results by more than the delta value within the time duration. This results in the advantage that only the injury signal is generated when an abrupt blockage of the steering handle (defined by the time duration and / or the Maximalgradientenwert) takes place and / or causes an amount of steering torque that is greater than the delta value. Thus, small blockages and / or blockade mitbewegte objects, such as a hand applied to the steering handle, can be recognized as safe. Suitable values for the duration and the delta value and / or the maximum gradient value can be determined in test series. It may also be based on biomechanical limits of the arms and / or fingers of a human being, as e.g. are available from medical literature.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Verletzungskriterium umfasst, dass ein Integral einer durch das Lenkmoment an der Lenkhandhabe geleisteten Arbeit größer als ein Maximalarbeitswert ist. Mit anderen Worten wird die durch das Lenkmoment resultierende Arbeit, also die Summe der Zerstörungsarbeit, ermittelt und geprüft, ob Gewebe und/oder Knochen eines Insassen durch die insgesamt geleistete Arbeit beschädigt oder verletzt worden sein können. Dies wird durch den Maximalarbeitswert ausgedrückt. Dieser kann auf der Grundlage der besagten biomechanischen Grenzwerte eines menschlichen Körpers ermittelt werden. Zum Ermitteln der Arbeit kann zusätzlich zu dem Lenkmoment noch der zeitliche Verlauf des Lenkwinkels, also der Lenkwinkel über der Zeit, erfasst werden. Dies kann mit einem Lenkwinkelsensor durchgeführt werden, wie er an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist. Es kann der Drehwinkel oder die Drehlage der Lenksäule gemessen werden.One embodiment provides that the injury criterion comprises that an integral of a work performed by the steering torque on the steering handle is greater than a maximum working value. In other words, the work resulting from the steering torque, ie the sum of the work of destruction, is determined and checked as to whether the tissue and / or bones of an occupant have been damaged or injured by the total work done. This is expressed by the maximum work value. This can be determined on the basis of the said biomechanical limit values of a human body. To determine the work, in addition to the steering torque, the time profile of the steering angle, ie the steering angle over time, can also be detected. This can be done with a steering angle sensor, as it is known per se from the prior art. The angle of rotation or the rotational position of the steering column can be measured.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Verletzungskriterium umfasst, dass eine Mustererkennungseinheit signalisiert, dass eine Lenkmoment-Lenkwinkel-Kurve ein vorbestimmtes Verlaufsmuster aufweist. Es wird mit anderen Worten der Verlauf des Lenkmoments als Funktion des Lenkwinkels ermittelt und auf zumindest ein Verlaufsmuster hin geprüft. Eine Mustererkennungseinheit kann beispielsweise als ein Programmmodul in der Steuervorrichtung betrieben werden. Eine Mustererkennungseinheit kann beispielsweise auf der Grundlage einer Methode für maschinelles Lernen, beispielsweise als ein künstliches neuronales Netzwerk, realisiert sein. Eine Mustererkennungseinheit kann zusätzlich oder alternativ dazu eine Fuzzy-Logik enthalten. Die Mustererkennungseinheit kann die Lenkmoment-Lenkwinkel-Kurve über der Zeit analysieren und/oder eine Frequenzanalyse der Kurve vorsehen. Insbesondere auf der Grundlage einer Frequenzanalyse kann eine Verletzungsgefahr erkannt werden, weil beispielsweise das Anschlagen eines Knochens an einem Hindernis ein charakteristisches Frequenzspektrum verursacht. Ein oder mehrere Verlaufsmuster, die auf eine Verletzungsgefahr hinweisen, können in Versuchsreihen ermittelt werden. Die Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass zwischen einer Situation mit einer Verletzungsgefahr einerseits und einer Situation, bei welcher das Lenkmoment durch einen nicht-verletzungsgefährdeten Gegenstand resultiert (beispielsweise einen an der Lenkhandhabe angelehnten Kaffebecher), unterschieden werden kann.An embodiment provides that the injury criterion comprises that a pattern recognition unit signals that a steering torque-steering angle curve has a predetermined gradient pattern. It is determined in other words, the course of the steering torque as a function of the steering angle and tested for at least one gradient pattern out. A pattern recognition unit can be operated, for example, as a program module in the control device. A pattern recognition unit may, for example, be realized on the basis of a method of machine learning, for example as an artificial neural network. A pattern recognition unit may additionally or alternatively contain fuzzy logic. The pattern recognition unit may analyze the steering torque-steering angle curve over time and / or provide a frequency analysis of the curve. In particular, on the basis of a frequency analysis, a risk of injury can be detected, for example, because the striking of a bone on an obstacle causes a characteristic frequency spectrum. One or more patterns that indicate a risk of injury can be determined in test series. The embodiment has the advantage that a distinction can be made between a situation with a risk of injury on the one hand and a situation in which the steering torque results from a non-injury-prone object (for example a coffee mug leaning against the steering handle).

Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Ermitteln des Lenkmoments aus dem Gesamtdrehmoment umfasst, dass in Abhängigkeit von einer mittels eines Lenkwinkelsensors erfassten zeitlichen Änderung des Lenkwinkels und mittels eines Trägheitsmodells ein Trägheitsmoment der Lenkhandhabe und/oder der Lenksäule ermittelt wird. Dieses Trägheitsmoment ergibt sich, wenn die Lenkhandhabe beschleunigt wird, wie es zumindest zu Beginn des Lenkeingriffs geschieht, wenn die Lenkhandhabe für den Lenkeingriff in eine Zielstellung gedreht wird. Dieses Trägheitsmoment wird von der Lenkhandhabe und/oder der Lenksäule aufgebracht oder erzeugt, sodass es keinen Hinweis auf ein verletzungsgefährdetes Objekt, beispielsweise eine Hand oder einen Arm, darstellt. Entsprechend wird das ermittelte Trägheitsmoment von dem Gesamtdrehmoment subtrahiert. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass keine Fehlerkennung bei der Erkennung der Verletzungsgefahr erfolgt. Das Trägheitsmodell kann beispielsweise auf einer Differenzialgleichung beruhen. Das Trägheitsmodell kann ein digitales Modell sein, das in der Steuervorrichtung gespeichert sein kann. Das Trägheitsmodell kann eine Dynamik beschreiben, wie sie sich beim Drehen der Lenkhandhabe ergibt. Das Trägheitsmodell kann zusätzlich oder alternativ mittels einer Tabelle oder einer Kennlinie oder einem Kennfeld realisiert sein.One embodiment provides that the determination of the steering torque from the total torque comprises determining a moment of inertia of the steering handle and / or the steering column as a function of a time change of the steering angle detected by means of a steering angle sensor and by means of an inertia model. This moment of inertia results when the steering handle is accelerated, as happens at least at the beginning of the steering intervention, when the steering handle for the Steering is turned into a target position. This moment of inertia is applied or generated by the steering handle and / or the steering column, so that it is not an indication of a risk of injury object, such as a hand or an arm. Accordingly, the detected moment of inertia is subtracted from the total torque. This results in the advantage that no error detection takes place in the detection of the risk of injury. For example, the inertial model may be based on a differential equation. The inertial model may be a digital model that may be stored in the controller. The inertia model can describe a dynamic as it results when turning the steering handle. The inertia model may additionally or alternatively be realized by means of a table or a characteristic curve or a characteristic diagram.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Ermitteln des Lenkmoments aus dem Gesamtmoment umfasst, dass mittels einer Messeinrichtung zumindest eine Umgebungsbedingung einer Lagerungseinrichtung der Lenksäule erfasst wird. Die Lagerungseinrichtung ist diejenige Einrichtung, durch welche die Lenksäule drehbar in dem Kraftfahrzeug gelagert ist. Die Lagerungseinrichtung kann beispielsweise ein Lager, beispielsweise ein Kugellager oder Wälzlager, aufweisen. In Abhängigkeit von der zumindest einen erfassten Umgebungsbedingung wird mittels eines Reibungsmodells ein an der Lenksäule wirkendes Reibmoment ermittelt. Das Reibungsmodell beschreibt einen Reibwiderstand in Form des Reibmoments, wie es sich in Abhängigkeit von der zumindest einen Umgebungsbedingung ergibt. Als Umgebungsbedingung kann beispielsweise eine Temperatur einer Umgebung der Lenksäule und/oder eine Temperatur der Lenksäule erfasst werden. Das Reibungsmodell kann beispielsweise modellieren oder beschreiben, wie zäh oder viskos ein Fett oder ein Öl der Lagerungseinrichtung in Abhängigkeit von der Temperatur ist. Das ermittelte Reibmoment wird dann von dem Gesamtdrehmoment subtrahiert. Hierdurch ist in vorteilhafter Weise vermieden, dass ein Reibmoment als Verletzungsgefahr fehlinterpretiert wird. Das Reibmoment wird in der Lagerungseinrichtung umgesetzt und ist somit kein Hinweis auf ein verletzungsgefährdetes Objekt, wie beispielsweise eine Hand. Das Reibungsmodell kann ein digitales Modell sein, das in der Steuervorrichtung gespeichert sein kann. Das Reibungsmodell kann zusätzlich oder alternativ mittels einer Tabelle oder einer Kennlinie oder einem Kennfeld realisiert sein.An embodiment provides that the determination of the steering torque from the total torque comprises that at least one ambient condition of a bearing device of the steering column is detected by means of a measuring device. The storage device is the device by which the steering column is rotatably mounted in the motor vehicle. The storage device may, for example, a bearing, for example, a ball bearing or roller bearings have. Depending on the at least one detected environmental condition, a friction torque acting on the steering column is determined by means of a friction model. The friction model describes a frictional resistance in the form of the frictional torque, as it results in dependence on the at least one environmental condition. As an environmental condition, for example, a temperature of an environment of the steering column and / or a temperature of the steering column can be detected. For example, the friction model may model or describe how tough or viscous a grease or oil of the bearing device is as a function of temperature. The determined friction torque is then subtracted from the total torque. As a result, it is advantageously avoided that a friction torque is misinterpreted as a risk of injury. The frictional torque is converted in the storage device and is thus no indication of a risk of injury object, such as a hand. The friction model may be a digital model that may be stored in the controller. The friction model may additionally or alternatively be realized by means of a table or a characteristic curve or a characteristic diagram.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass bei Vorliegen des Verletzungssignals, wenn also eine Verletzungsgefahr erkannt wurde, der Lenkeingriff abgebrochen wird oder ein ursprünglich geplanter Verlauf des Lenkeingriffs, wie er vor dem Verletzungssignal geplant war, abgeändert wird. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise auf die erkannte Verletzungsgefahr reagiert. In der beschriebenen Weise kann das Umplanen des Lenkeingriffs beispielsweise umfassen, dass abgewägt wird, wie groß eine Unfallgefahr mit einem Verkehrsobjekt in der Umgebung ist im Vergleich zu der Verletzungsgefahr. Entsprechend kann der Lenkeingriff abgeändert werden.An embodiment provides that in the presence of the injury signal, so if a risk of injury has been detected, the steering intervention is canceled or an originally planned course of the steering intervention, as he was planned before the injury signal is changed. This reacts in an advantageous manner to the detected risk of injury. In the manner described, the rescheduling of the steering intervention may include, for example, how great an accident risk is with a traffic object in the environment in comparison to the risk of injury. Accordingly, the steering intervention can be changed.

Die Erfindung umfasst auch die beschriebene Steuervorrichtung. Die Steuervorrichtung kann beispielsweise als ein Steuergerät ausgestaltet sein. Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung weist eine Prozessoreinrichtung auf, die dazu eingerichtet ist, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Die Prozessoreinrichtung kann hierzu zumindest einen Mikrocontroller und/oder zumindest einen Mikroprozessor aufweisen. Die Steuervorrichtung kann einen Programmcode aufweisen, der Programminstruktionen aufweist, durch welche die Prozessoreinrichtung bei Ausführen des Programmcodes die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchführt. Der Programmcode kann in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung gespeichert sein.The invention also includes the described control device. The control device can be designed, for example, as a control device. The control device according to the invention has a processor device which is set up to carry out an embodiment of the method according to the invention. For this purpose, the processor device can have at least one microcontroller and / or at least one microprocessor. The control device may have a program code having program instructions, by which the processor device executes the embodiment of the method according to the invention when executing the program code. The program code may be stored in a data memory of the processor device.

Die Erfindung umfasst auch ein Kraftfahrzeug mit den beschriebenen Elementen, das heißt mit einem Fahrerassistenzsystem zum Durchführen eines Lenkeingriffs und mit einer Lenkhandhabe, die sich während des Lenkeingriffs mitdreht, und mit einer Sensoreinrichtung zum Erfassen eines Gesamtdrehmoments an einer Lenksäule für die Lenkhandhabe. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug weist zudem eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung auf. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, ausgestaltet.The invention also includes a motor vehicle with the described elements, that is to say with a driver assistance system for performing a steering intervention and with a steering handle, which rotates during the steering engagement, and with a sensor device for detecting a total torque on a steering column for the steering handle. The motor vehicle according to the invention also has an embodiment of the control device according to the invention. The motor vehicle according to the invention is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car or truck.

Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs;
2 ein Flussschaudiagramm zur Veranschaulichung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
3 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung, die in dem Kraftfahrzeug von 1 bereitgestellt sein kann; und
4 ein Diagramm mit schematisierten zeitlichen Verläufen eines Lenkmoments über der Zeit.

In the following, embodiments of the invention are described. This shows:

1 a schematic representation of an embodiment of the motor vehicle according to the invention;
2 a Flussschaudiagramm illustrating an embodiment of the method according to the invention
3 a schematic representation of an embodiment of the control device according to the invention, in the motor vehicle of 1 can be provided; and
4 a diagram with schematic time profiles of a steering torque over time.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiments explained below are preferred embodiments of the invention. Both Exemplary embodiments, the described components of the embodiments each represent individual, independently of each other to be considered features of the invention, which each further independently develop the invention and thus individually or in any other than the combination shown to be considered part of the invention. Furthermore, the described embodiments can also be supplemented by further features of the invention already described.

In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.In the figures, functionally identical elements are each provided with the same reference numerals.

1 zeigt ein Kraftfahrzeug 10, bei dem es sich um einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, handeln kann. Das Kraftfahrzeug 10 kann eine Lenkhandhabe 11 aufweisen, die beispielsweise als Lenkrad ausgestaltet sein kann. Die Lenkhandhabe 11 kann mit einer Lenksäule 12 gekoppelt sein, über welche ein Fahrer durch Drehen der Lenkhandhabe 11 das Kraftfahrzeug 10 lenken kann. Die Lenksäule 12 kann beispielsweise über ein Lenkritzel 13 mit Spurstangen 14 gekoppelt sein, welche an (nicht dargestellten) Rädern des Kraftfahrzeugs 10 den Radeinschlag oder Lenkradwinkel der Räder einstellen können. Dieser Aufbau ist an sich aus dem Stand der Technik bekannt. 1 shows a motor vehicle 10 , which may be a motor vehicle, especially a passenger car or truck. The car 10 can a steering handle 11 have, which may be configured for example as a steering wheel. The steering handle 11 can with a steering column 12 be coupled, about which a driver by turning the steering handle 11 the car 10 can direct. The steering column 12 For example, via a steering pinion 13 with tie rods 14 coupled to which (not shown) wheels of the motor vehicle 10 can set the wheel angle or steering wheel angle of the wheels. This structure is known per se from the prior art.

Bei dem Kraftfahrzeug 10 kann ein Fahrerassistenzsystem 15 bereitgestellt sein, welches mittels einer elektrischen Maschine 16, beispielsweise einem Elektromotor, insbesondere einem Asynchronmotor, einen Lenkeingriff L durchführen kann. Die elektrische Maschine 16 kann hierzu beispielsweise über ein Schneckengetriebe 17 und ein weiteres Ritzel 18 z.B. in vergleichbarer Weise wie die Lenksäule 12 mit den Spurstangen 14 gekoppelt sein. Durch Betreiben der elektrischen Maschine 16 kann somit ebenfalls der Radeinschlag der Räder eingestellt werden. Die elektrische Maschine 16 kann hierzu von einer Steuervorrichtung 19 gesteuert oder mit elektrischem Strom versorgt werden. Die Steuervorrichtung 19 kann beispielsweise als Steuergerät ausgestaltet sein. Die Steuervorrichtung 19 kann den Lenkeingriff L beispielsweise in Abhängigkeit von einer Fahrzeuggeschwindigkeit 20 steuern oder einstellen. Die Fahrzeuggeschwindigkeit 20 kann in an sich bekannter Weise in dem Kraftfahrzeug 10 ermittelt und der Steuervorrichtung 19 signalisiert werden.In the motor vehicle 10 can be a driver assistance system 15 be provided, which by means of an electric machine 16 , For example, an electric motor, in particular an asynchronous motor, a steering intervention L can perform. The electric machine 16 can do this, for example via a worm gear 17 and another pinion eighteen eg in a comparable way as the steering column 12 with the tie rods 14 be coupled. By operating the electric machine 16 Thus, the wheel angle of the wheels can also be adjusted. The electric machine 16 can do this by a control device 19 controlled or supplied with electrical power. The control device 19 can be configured for example as a control unit. The control device 19 can control the steering L, for example, depending on a vehicle speed 20 control or adjust. The vehicle speed 20 can in a conventional manner in the motor vehicle 10 determined and the control device 19 be signaled.

Während das Fahrerassistenzsystem 15 mittels der elektrischen Maschine 16 den Lenkeingriff L durchführt und somit die Stellung beispielsweise der Spurstangen 14 ändert, ergibt sich beispielsweise über das Lenkritzel 13 eine Rückwirkung auf die Lenksäule 12 und damit auf die Lenkhandhabe 11. Mit anderen Worten dreht sich die Lenkhandhabe 11 während des Lenkeingriffs L. Die Lenkhandhabe 11 nimmt diejenige Drehstellung ein, die dem durch den Lenkeingriff eingestellten Radeinschlag entspricht.While the driver assistance system 15 by means of the electric machine 16 performs the steering intervention L and thus the position, for example, the tie rods 14 changes, for example, results via the steering pinion 13 a reaction to the steering column 12 and thus on the steering handle 11 , In other words, the steering handle rotates 11 during steering intervention L. The steering handle 11 takes the rotational position, which corresponds to the wheel steering wheel set by the steering intervention.

Ein Insasse des Kraftfahrzeugs 10, beispielsweise ein Fahrer oder im Falle einer pilotierten Fahrt ein Fahrzeuginsasse, kann hierbei in dem Kraftfahrzeug 10 davor geschützt werden, dass er aufgrund der Drehbewegung de Lenkhandhabe 11 verletzt wird.An occupant of the motor vehicle 10 For example, a driver or in the case of a piloted ride a vehicle occupant, this can be in the vehicle 10 be protected from the fact that he due to the rotational movement de steering handle 11 get hurt.

Hierzu kann die Steuervorrichtung 19 mit einer Sensoreinrichtung 21 gekoppelt sein, die an die Steuervorrichtung 19 ein Gesamtdrehmoment 22, das an der Lenksäule 12 wirkt, signalisieren kann. Die Sensoreinrichtung 21 kann an einem Lenkritzel-seitigen Ende der Lenksäule 12 angeordnet sein. Bei der Sensoreinrichtung 21 kann es sich um einen Drehmomentsensor handeln. Er kann beispielsweise einen Torsionsstab aufweisen. Die Sensoreinrichtung 21 kann beispielsweise in dem Kraftfahrzeug 10 auch für eine Servolenkung vorgesehen sein. Des Weiteren kann die Steuervorrichtung 19 mit einem Lenkwinkelsensor 23 gekoppelt sein, der an die Steuervorrichtung 19 einen Lenkwinkel 24 und/oder eine Lenkwinkelgeschwindigkeit 25 signalisieren kann. Der Lenkwinkel 24 und die Lenkwinkelgeschwindigkeit 25 können sich beispielsweise auf eine Drehlage der Lenksäule 12 und/oder der Lenkhandhabe 11 beziehen. Der Lenkwinkelsensor 23 kann in an sich bekannter Weise ausgestaltet sein.For this purpose, the control device 19 with a sensor device 21 be coupled to the control device 19 a total torque 22 at the steering column 12 acts, can signal. The sensor device 21 can be at a steering pinion side end of the steering column 12 be arranged. In the sensor device 21 it can be a torque sensor. He may, for example, have a torsion bar. The sensor device 21 For example, in the motor vehicle 10 also be provided for a power steering. Furthermore, the control device 19 with a steering angle sensor 23 coupled to the control device 19 a steering angle 24 and / or a steering angular velocity 25 can signal. The steering angle 24 and the steering angle speed 25 can, for example, on a rotational position of the steering column 12 and / or the steering handle 11 Respectively. The steering angle sensor 23 can be configured in a conventional manner.

Im Folgenden ist anhand von 1 und 2 ein Verfahren beschrieben, dass durch die Steuervorrichtung 19 durchgeführt werden kann. Die Steuervorrichtung 19 kann hierzu eine Prozessoreinrichtung P aufweisen (siehe 1). Mittels des Verfahrens kann ein Lenkmoment 26 an der Lenkhandhabe 11 überwacht werden.The following is based on 1 and 2 a method described by the control device 19 can be carried out. The control device 19 may for this purpose have a processor device P (see 1 ). By means of the method, a steering torque 26 at the steering handle 11 be monitored.

2 veranschaulicht ein Verfahren, das durch die Steuervorrichtung 19 durchgeführt werden kann, um die beschriebene Verletzungsgefahr, die durch die mitgedrehte Lenkhandhabe 11 während des Lenkeingriffs besteht, zu verringern. 2 FIG. 3 illustrates a method performed by the control device 19 can be performed to the injury described by the mitgerehte steering handle 11 during the steering intervention consists of decreasing.

Das Verfahren wird in dem in 1 gezeigten Beispiel durch die Steuervorrichtung 19 durchgeführt, die auch Bestandteil des Fahrerassistenzsystems 15 sein kann. Es kann alternativ dazu durch eine Steuervorrichtung durchgeführt werden, die außerhalb des Fahrerassistenzsystems 15 in dem Kraftfahrzeug 10 bereitgestellt ist.The method is described in the in 1 shown example by the control device 19 which also forms part of the driver assistance system 15 can be. It may alternatively be performed by a control device outside the driver assistance system 15 in the motor vehicle 10 is provided.

Bei dem Verfahren kann in einem Schritt S10 durch die Steuervorrichtung 19 an der Lenksäule 12 mittels der Sensoreinrichtung 21 das Gesamtdrehmoment 22 erfasst werden. In einem Schritt S11 kann anhand des Gesamtdrehmoments 22 das an der Lenkhandhabe 11 wirkendes Lenkmoment 26 (veranschaulicht in 1) ermittelt werden. In einem Schritt S12 kann überprüft werden, ob das ermittelte Lenkmoment 26 ein vorbestimmtes Verletzungskriterium 27 erfüllt. Bei erfülltem Verletzungskriterium 27 kann in einem Schritt S13 ein eine Verletzungsgefahr signalisierendes Verletzungssignal 28 erzeugt werden. Andernfalls, wenn also das Verletzungskriterium 27 nicht erfüllt ist oder unerfüllt ist, wird das Verletzungssignal 28 nicht erzeugt.In the process, in one step S10 through the control device 19 on the steering column 12 by means of the sensor device 21 the total torque 22 be recorded. In one step S11 can be based on the total torque 22 that at the steering handle 11 acting steering torque 26 (illustrated in 1 ) be determined. In one step S12 can be checked whether the determined steering torque 26 a predetermined injury criterion 27 Fulfills. If the injury criterion is met 27 can in one step S13 a risk of injury signaling injury signal 28 be generated. Otherwise, if so, the injury criterion 27 is not met or is unfulfilled, the injury signal 28 not generated.

3 veranschaulicht, wie durch die Steuervorrichtung 19 auf der Grundlage des von der Sensoreinrichtung 21 signalisierten Gesamtdrehmoments 22 das Lenkmoment 26 ermittelt werden kann und die anhand des Lenkmoments 26 durch eine Verletzungsschätzung 29 das Verletzungskriterium 27 überprüft werden kann. Die Verletzungsschätzung 29 kann beispielsweise als ein Programmcode der Steuervorrichtung 19 realisiert sein. Sie repräsentiert die Überprüfungsschritte für das Verletzungskriterium 27. 3 illustrates how by the control device 19 based on the sensor device 21 signaled total torque 22 the steering torque 26 can be determined and based on the steering torque 26 by an injury estimate 29 the injury criterion 27 can be checked. The injury estimate 29 may, for example, as a program code of the control device 19 be realized. It represents the verification steps for the injury criterion 27 ,

Zusätzlich zu dem Gesamtdrehmoment 22 an der Lenksäule 12 kann in der beschriebenen Weise aus dem Lenkwinkelsensor 23 beispielsweise der Lenkwinkel 24 ermittelt werden. Durch eine zeitliche Ableitung 30 kann für den Fall, dass der Lenkwinkelsensor 23 selbst nicht die Lenkwinkelgeschwindigkeit 25 ermittelt oder signalisiert, die Lenkwinkelgeschwindigkeit 25 auch durch die Steuervorrichtung 19 selbst ermittelt werden. Mittels eines Modells 31 für Trägheitsmomente kann ein in der Lenksäule 12 aufgrund der Beschleunigung der Lenksäule 12 und der Lenkhandhabe 11 wirkendes Trägheitsmoment 32 ermittelt werden. Das Modell 31 kann in der bereits beschriebenen Weise realisiert sein. Das Modell 31 stellt somit ein Trägheitsmodell dar.In addition to the total torque 22 on the steering column 12 can in the described manner from the steering angle sensor 23 for example, the steering angle 24 be determined. Through a temporal derivation 30 can in the event that the steering angle sensor 23 even not the steering angle speed 25 determines or signals the steering angle velocity 25 also by the control device 19 be determined by yourself. By means of a model 31 For moments of inertia can be a in the steering column 12 due to the acceleration of the steering column 12 and the steering handle 11 acting moment of inertia 32 be determined. The model 31 can be realized in the manner already described. The model 31 thus represents an inertial model.

Mit einer Messeinrichtung 33 des Kraftfahrzeugs 10 kann zumindest eine Umgebungsbedingung 34 an die Steuervorrichtung 19 signalisiert werden. Mittels eines Modells 35 für Reibmomente kann ein an der Lenksäule 12 wirkendes Reibmoment 36 in der bereits beschriebenen Weise ermittelt werden. Das Modell 35 stellt somit ein Reibungsmodell dar. Als Umgebungsbedingung 34 kann beispielsweise eine Temperatur der Umgebung und/oder der Lenksäule 12 signalisiert werden. Das Modell 35 kann des Weiteren den Lenkwinkel 24 berücksichtigen, um unterschiedliche Reibmomente, die bei unterschiedlichen Lenkwinkeln 24 wirken, zu berücksichtigen.With a measuring device 33 of the motor vehicle 10 can be at least one environmental condition 34 to the control device 19 be signaled. By means of a model 35 For friction moments, one on the steering column 12 acting friction torque 36 be determined in the manner already described. The model 35 thus represents a friction model. As ambient condition 34 For example, a temperature of the environment and / or the steering column 12 be signaled. The model 35 Furthermore, the steering angle 24 Take into account different moments of friction at different steering angles 24 act, take into account.

Eine Verrechnungseinheit 37 kann durch Subtraktion des Trägheitsmoments 32 und des Reibmoments 36 von dem Gesamtdrehmoment 22 das Lenkmoment 26 berechnet werden. Das Lenkmoment 26 ist im Folgenden auch mit MI bezeichnet. Die Verrechnungseinheit 37 kann auf der Grundlage eines Programmcodes realisiert sein.A billing unit 37 can by subtracting the moment of inertia 32 and the friction torque 36 from the total torque 22 the steering torque 26 be calculated. The steering torque 26 is also referred to below as MI. The accounting unit 37 can be realized on the basis of a program code.

Die Verletzungsschätzung 29 kann anhand des Lenkmoments 26 mittels des Verletzungskriteriums 27 ermitteln, ob eine Verletzungsgefahr vorliegt. Ist das Verletzungskriterium 27 erfüllt, so wird das Verletzungssignal 28 erzeugt; andernfalls nicht. Das Verletzungskriterium 27 kann auch in Abhängigkeit von dem Lenkwinkel 24 gebildet sein. In diesem Fall kann der Lenkwinkel 24 auch in der Verletzungsschätzung 29 bereitgestellt sein, was in 3 durch eine gestrichelte Linie veranschaulicht ist.The injury estimate 29 can be based on the steering torque 26 by means of the infringement criterion 27 Determine if there is a risk of injury. Is the injury criterion 27 fulfilled, then the injury signal 28 generated; otherwise not. The injury criterion 27 can also depend on the steering angle 24 be formed. In this case, the steering angle 24 also in the injury estimate 29 be provided in what 3 is illustrated by a dashed line.

4 veranschaulicht in einem Diagramm über der Zeit t in Sekunden s drei beispielhafte zeitliche Verläufe M1, M2, M3 des Lenkmoments MI, wie sie sich in dem Kraftfahrzeug 10 während eines Lenkeingriffs beispielhaft ergeben können. Anhand der Zeit t und der Lenkwinkelgeschwindigkeit 25 kann jeder der Verläufe M1, M2, M3 in eine äquivalente Lenkmoment-Lenkwinkel-Kurve umgewandelt werden. 4 Figure 3 illustrates in a diagram over the time t in seconds s three exemplary time courses M1 . M2 . M3 of the steering torque MI, as reflected in the motor vehicle 10 during a steering intervention. Based on the time t and the steering angle speed 25 can any of the courses M1 . M2 . M3 be converted into an equivalent steering torque-steering angle curve.

Durch das Diagramm ist ein möglicher Aspekt oder eine mögliche Bedingung für das Verletzungskriterium 27 veranschaulicht. Für das Beispiel von 4 sei angenommen, dass der Lenkeingriff zu einem Zeitpunkt T0 beginne. Die Lenkhandhabe 11 wird dann durch Betreiben der elektrischen Maschine 16 in der beschriebenen Weise über die Kopplung der Lenksäule 12 gedreht. Aufgrund des Trägheitsmoments 32 und/oder des Reibmoments 36 ergibt sich das Gesamtdrehmoment 22. Wird nun zusätzlich die Lenkhandhabe 11 durch ein Objekt am freien Drehen verhindert, so resultiert hieraus das Lenkmoment 26, das in 4 alternativ mit MI bezeichnet ist. In dem Verlauf M1 steigt das Lenkmoment bis auf einen Wert an, der größer als ein vorbestimmter Deltawert Y ist. Dieser Anstieg erfolgt innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer ΔT. Mit anderen Worten ist eine Steigung oder ein Gradient des Verlaufs M1 größer als ein Maximalgradientenwert X. Durch das Verletzungskriterium 27 kann beispielsweise mittels einer logischen UND-Verknüpfung 38 definiert sein, dass ein Gradient dMI/dt größer als der Maximalgradientenwert X und ein Anstieg oder eine Veränderung ΔMI des Lenkmoments MI größer als der Deltawert Y zusammen das Verletzungskriterium 27 erfüllt und somit das Verletzungssignal 28 erzeugt werden soll.The diagram is one possible aspect or condition for the injury criterion 27 illustrated. For the example of 4 Let's assume that the steering intervention at a time T0 start. The steering handle 11 is then by operating the electric machine 16 in the manner described via the coupling of the steering column 12 turned. Due to the moment of inertia 32 and / or the friction torque 36 results in the total torque 22 , Will now also the steering handle 11 prevented by an object on the free rotation, this results in the steering torque 26 , this in 4 alternatively with MI is designated. In the course M1 the steering torque increases to a value greater than a predetermined delta value Y is. This increase occurs within a predetermined period of time .DELTA.T , In other words, it is a slope or a gradient of the gradient M1 greater than a maximum gradient value X , By the injury criterion 27 can for example by means of a logical AND operation 38 be defined that a gradient dMI / dt greater than the maximum gradient value X and a rise or a change ΔMI the steering torque MI greater than the delta value Y together the injury criterion 27 fulfilled and thus the injury signal 28 should be generated.

Der Verlauf M2 dagegen weist ebenfalls einen Anstieg ΔM2 wie der Anstieg ΔM1 des Verlaufs M1 auf, der größer als der Deltawert Y ist. Allerdings geschieht dies mit einer Steigung oder einem Gradienten dM2/dt, der kleiner als der Maximalgradientenwert X ist. Mit anderen Worten vergeht für den Anstieg ΔM2 mehr Zeit als die Zeitdauer ΔT. Deshalb ist das Verletzungskriterium 27 für den Verlauf M2 unerfüllt.The history M2 however, there is also an increase ΔM2 like the slope ΔM1 of the gradient M1 on, which is greater than the delta value Y is. However, this is done with a slope or gradient dM2 / dt less than the maximum gradient value X is. In other words, passes for the increase ΔM2 more time than the duration .DELTA.T , That's why the injury criterion 27 for the course M2 unfulfilled.

Bei dem Verlauf M3 ergibt sich ein Gradient dM3/dt, der größer als der Maximalgradientenwert X ist. Allerdings ist ein Anstieg ΔM3 kleiner als der Deltawert Y. Deshalb ist auch bei dem Verlauf M3 das Verletzungskriterium 27 unerfüllt.In the course M3 results in a gradient dM3 / dt, which is greater than the Maximalgradientenwert X is. However, this is an increase ΔM3 smaller than the delta value Y , That is why the course is the same M3 the injury criterion 27 unfulfilled.

Das Prinzip ist also, das resultierende Lenkmoment 26 z.B. am Lenkrad zu diagnostizieren. Eine Steuervorrichtung 19 analysiert sozusagen als „Verletzungsschätzer“ die auftretenden Momente und deren Verläufe, um auf Verletzungen des Insassen zu schließen.So the principle is the resulting steering torque 26 eg to diagnose on the steering wheel. A control device 19 analyzed as "injury estimator" the occurring moments and their courses, in order to infer injuries of the occupant.

Da bereits bei einem Kraftfahrzeug wie dem Kraftfahrzeug 10 das Gesamtdrehmoment 22, wie es durch einen Lenkeingriff eines Fahrers selbst mittels der Sensoreinrichtung 21 beispielsweise für eine Fahrdynamikstabilisierung und/oder eine Servolenkung gemessen wird, erfasst wird, kann also diese Messung des Gesamtdrehmoments 22 somit nun auch in der beschriebenen Weise dazu genutzt werden, um das beim Lenkeingriff L an der Lenkhandhabe 11 wirkende zusätzliche Lenkmoment 26 zu erkennen.As already in a motor vehicle such as the motor vehicle 10 the total torque 22 as by a steering intervention of a driver himself by means of the sensor device 21 For example, is measured for a vehicle dynamics stabilization and / or power steering, is detected, so this measurement of the total torque 22 thus now also be used in the manner described, to the steering intervention L at the steering handle 11 acting additional steering torque 26 to recognize.

Um das Lenkmoment 26 zu erfassen, werden aber noch Störeinflüsse berücksichtigt, nämlich das Trägheitsmoment 32 und/oder das Reibmoment 36. Die Reibverluste der Lenksäule 12 (beispielsweise bei Durchtritt durch die Stirnwand, die Lagerung der Lenksäule) kann hinsichtlich der vorherrschenden Temperatur, oder allgemein einer Umgebungsbedingung 34, berücksichtigt werden. Bei einer Lenkbewegung, wie sie beispielsweise bei einem Ausweichmanöver des Kraftfahrzeugs 10 vorgesehen sein kann, erzeugt auch das Trägheitsmoment 32 aufgrund der rotierenden Massen (Lenkhandhabe 11 und/oder Lenksäule 12) ein zu berücksichtigendes Reibmoment 36. Die Momentumbildung zum Berechnen des resultierenden Lenkmoments 26 aus dem Gesamtdrehmoment 23 ergibt sich beispielsweise gemäß 4. Zusätzlich ist nun die Möglichkeit vorhanden, aus dem resultierenden Lenkmoment 26 an der Lenkhandhabe 11 eine Diagnose dahingehend zu stellen, ob durch die drehende Lenkhandhabe 11 ein Körperteil eines Insassen verletzt wird. Die Verletzungsschätzung 29 kann hierzu das auftretende Lenkmoment 26 und/oder dessen zeitlichen Verlauf analysieren und/oder auf das Verletzungskriterium 27 hin prüfen, um auf eine Verletzungsgefahr oder eine Verletzung des Insassen zu schließen.To the steering torque 26 to capture, but still disturbing factors are taken into account, namely the moment of inertia 32 and / or the friction torque 36 , The friction losses of the steering column 12 (For example, when passing through the end wall, the bearing of the steering column) can with regard to the prevailing temperature, or in general an environmental condition 34 , be taken into account. In a steering movement, as for example in an evasive maneuver of the motor vehicle 10 can be provided, also generates the moment of inertia 32 due to the rotating masses (steering handle 11 and / or steering column 12 ) a frictional torque to be considered 36 , The Momentumbildung for calculating the resulting steering torque 26 from the total torque 23 results, for example, according to 4 , In addition, there is now the possibility of the resulting steering torque 26 at the steering handle 11 to make a diagnosis as to whether by the rotating steering handle 11 a body part of an occupant is injured. The injury estimate 29 For this purpose, the occurring steering torque 26 and / or analyze the time course and / or the injury criterion 27 check for possible injury or injury to the occupant.

Welche Ausgestaltung das Verletzungskriterium 27 hierbei aufweisen muss, kann beispielsweise durch Testreihen ermittelt werden. Mögliche Ausgestaltungen der Verletzungsschätzung 29 sind hierbei die folgenden:Which configuration the injury criterion 27 This may have, for example, can be determined by test series. Possible embodiments of the injury estimation 29 Here are the following:

Möglichkeit 1:possibility 1 :

Verletzungsgefahr bei Maximalmoment: Hier kann das Verletzungssignal 28 beispielsweise erzeugt werden, wenn das Lenkmoment 26 größer als ein vorbestimmter Maximalmomentwert ist. Der Maximalmomentwert kann in Abhängigkeit von biomechanischen Grenzen festgelegt sein. Diese können für Arme und/oder Finger ermittelt werden.Danger of injury at maximum torque: Here the injury signal 28 For example, be generated when the steering torque 26 is greater than a predetermined maximum torque value. The maximum torque value may be determined as a function of biomechanical limits. These can be determined for arms and / or fingers.

Möglichkeit 2:Option 2:

Die Verletzungsgefahr bei schlagartig oder impulsartig erhöhtem Lenkmoment 26 und die Erreichung einer definierten Zunahme des Lenkmoments 26 um mehr als den Deltawert Y kann ermittelt werden. Beispielsweise bei bereits aufgebrachtem fahrerseitigen Lenkmoment, der Fahrer hält die Lenkhandhabe 11 beispielsweise in der Hand und lenkt, wird erst bei einem definierten Gradienten dM/dt größer als der Maximalgradientenwert X und eine Erreichung einer definierten Zunahme ΔM des Lenkmoments 26 um mehr als den Deltawert Y die Verletzungsgefahr detektiert und das Verletzungssignal 28 entsprechend erzeugt.The risk of injury in abrupt or impulsive increased steering torque 26 and the achievement of a defined increase in the steering torque 26 by more than the delta value Y can be determined. For example, already applied driver-side steering torque, the driver holds the steering handle 11 for example, in the hand and steers, dM / dt is greater than the Maximalgradientenwert only at a defined gradient dM / dt X and achieving a defined increase .DELTA.M the steering torque 26 by more than the delta value Y detects the risk of injury and the injury signal 28 generated accordingly.

Möglichkeit 3:Option 3:

Die Ableitung der Verletzungsgefahr kann anhand der errechneten geleisteten Arbeit der Lenkhandhabe 11 ermittelt werden. Die Annahme hierbei kann sein, dass die geleistete Arbeit vom Körper des Fahrers ausgenommen wird und zu einer Verletzung führen kann. Hierbei wird das Produkt aus dem zurückgelegten Weg des Lenkrads (ausgedrückt durch die Änderung des Lenkwinkels a) und aus dem zugehörigen Lenkmoment MI integriert. Bei Erreichen einer definierten Grenze, einem Maximalarbeitswert Z, in einer definierten Zeitdauer ΔT wird eine Verletzungsgefahr detektiert und entsprechend das Verletzungssignal 28 erzeugt.The derivation of the risk of injury can be based on the calculated work done the steering handle 11 be determined. The assumption here may be that the work done is exempted from the driver's body and may result in injury. Here, the product of the distance traveled by the steering wheel (expressed by the change in the steering angle a) and from the associated steering torque MI integrated. Upon reaching a defined limit, a maximum work value Z , in a defined period of time .DELTA.T a risk of injury is detected and accordingly the injury signal 28 generated.

Für diese Verletzungsschätzung 29 kann eine zusätzliche Variable oder Messgröße berücksichtigt werden, nämlich der Lenkwinkel a(t) über der Zeit t. Das Verletzungskriterium 27 kann z.B. die Bedingung umfassen: $\int_{t - Δ T}^{t} α (t) \cdot M l (t) d t > Z$

For this injury estimate 29 An additional variable or measurand can be taken into account, namely the steering angle a (t) over the time t. The injury criterion 27 can for example include the condition:

\int_{t - Δ T}^{t} α (t) \cdot M l (t) d t > Z

Möglichkeit 4:Option 4:

Der menschliche Körper und dessen Extremitäten (Arme, Beine, Finger) unterscheiden sich hinsichtlich deren mechanischer Eigenschaften (Bruchdehnung, Biegesteifigkeit). So ergeben sich unterschiedliche Lenkmomente 26 bei einem abstehenden oder hängen gebliebenen Finger einerseits und bei anliegenden Händen an der Lenkhandhabe 11 andererseits, die jeweils die erzwungene Bewegung oder Drehung der Lenkhandhabe 11 versuchen zu kompensieren oder zu hindern. Diese Lenkmoment-Lenkwinkel-Kurven stellen Kraft-Weg-Kurven dar, anhand welchen ausgehend von den gemessenen Größen (Lenkmoment MI und Lenkradwinkel α) eine mögliche Verletzung anhand eines Verlaufsmusters der Lenkmoment-Lenkwinkel-Kurve erkannt werden kann. Verlaufsmuster, die auf eine Verletzungsgefahr hinweisen, können in Versuchsreihen ermittelt werden. Die Erkennung eines Verlaufsmusters kann durch eine Mustererkennung erfolgen, die beispielsweise auf maschinellem Lernen und/oder Fuzzy-Logic beruhen kann.The human body and its extremities (arms, legs, fingers) differ in their mechanical properties (elongation at break, bending stiffness). This results in different steering moments 26 with a protruding or stuck finger on the one hand and hands on the steering handle 11 on the other hand, each of the forced movement or rotation of the steering handle 11 try to compensate or hinder. These steering torque-steering angle curves represent force-displacement curves, based on which, starting from the measured variables (steering torque MI and steering wheel angle α) a possible injury can be detected on the basis of a course pattern of the steering torque-steering angle curve. Patterns that indicate a risk of injury can be determined in test series. The recognition of a history pattern can be done by a pattern recognition, which can be based for example on machine learning and / or fuzzy logic.

Damit kann nun das Fahrerassistenzsystem 15 den Lenkeingriff mit einem Motormoment der elektrischen Maschine 16 und/oder einer Drehbeschleunigung der elektrischen Maschine 16 durchführen, durch die sich insgesamt eine Verletzungsgefahr ergeben kann. Da diese mittels des Verletzungskriteriums 27 überwacht und erkannt wird, kann der Lenkeingriff dennoch ohne Verletzungsgefahr für Insassen erfolgen. Es ist auch eine Einsparung von Entkopplungsmaßnahmen (beispielsweise eine Kupplung für die Lenksäule) möglich, was ein erhebliches Kosteneinsparpotential bedeutet.So now the driver assistance system 15 the steering intervention with an engine torque of the electric machine 16 and / or a spin of the electric machine 16 perform, which can result in a total risk of injury. Since these by means of the injury criterion 27 monitored and detected, the steering intervention can still be done without injury to occupants. There is also a saving of decoupling measures (for example, a clutch for the steering column) possible, which means a significant cost savings potential.

Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung bei erzwungenen Lenkradbewegungen eine Steuervorrichtung als „Verletzungsschätzer“ bereitgestellt werden kann.Overall, the examples show how the invention can provide a control device as an "injury estimator" in forced steering wheel movements.

Claims

Method for monitoring a steering handle (11), which is turned in a motor vehicle (10) during a steering intervention (L) of a driver assistance system (15) via a steering column (12), characterized in that by a control device (19) on the steering column ( 12) by means of a sensor device (21) a total torque (22) is detected and on the basis of the total torque (22) on the steering handle (11) acting steering torque (26) is determined and it is checked whether the determined steering torque (26) a predetermined injury criterion (27) is fulfilled, and when an injury criterion (27) has been met, an injury signal (28) signaling a risk of injury is generated.

Method according to Claim 1 wherein the injury criterion (27) comprises that the steering torque (26) is greater than a predetermined maximum torque value.

Method according to one of the preceding claims, wherein the injury criterion (27) comprises that within a predetermined period of time, an amount of the steering torque increases by more than a predetermined delta value and / or a time gradient of the steering torque (26) is greater than a predetermined Maximalgradientenwert.

Method according to one of the preceding claims, wherein the injury criterion (27) comprises that an integral of a work performed by the steering torque (26) on the steering handle (11) is greater than a maximum working value.

Method according to one of the preceding claims, wherein the injury criterion (27) comprises that a pattern recognition unit signals that a steering torque-steering angle curve has a predetermined gradient pattern.

Method according to one of the preceding claims, wherein the determination of the steering torque (26) comprises, depending on a detected by means of a steering angle sensor (23) temporal change of a steering angle (24) and by means of an inertia model (31) an inertial moment (32) of the steering handle (11) and / or the steering column (12) and the determined moment of inertia (32) is subtracted from the total torque (22).

Method according to one of the preceding claims, wherein the determination of the steering torque (26) comprises that by means of a measuring device (33) at least one ambient condition (34) of a bearing means of the steering column (12) is detected and in dependence on the at least one detected environmental condition (34 ) is determined by means of a friction model (35) acting on the steering column (12) friction torque (36) and the determined friction torque (36) is subtracted from the total torque (22).

Method according to one of the preceding claims, wherein in the presence of the injury signal (28) of the steering intervention (L) is canceled or an originally planned course of the steering intervention (L) is changed.

Control device (19) with a processor device (P) which is set up to carry out a method according to one of the preceding claims.

Motor vehicle (10) with a driver assistance system (15) for performing a steering intervention and with a steering handle (11) which rotates during the steering engagement (L), and with a sensor device (21) for detecting a total torque (22) on a steering column (22) for the steering handle (11), characterized in that the motor vehicle (10) a control device (19) according to Claim 9 having.