DE102020200405B4 - Safer transfer of the steering task from an automatic to a driver - Google Patents
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Abstract
Verfahren (100) zur Übergabe der Kontrolle über die Querführung eines Fahrzeugs (1) von einem zumindest teilweise automatisierten System (2) an einen Fahrer (3) des Fahrzeugs (1), wobei• in dem Zustand, in dem das System (2) die Kontrolle über die Querführung hat, ein vom Fahrer (3) bedienbarer Lenkmomentgeber (4) überwacht wird (110), und• in Antwort darauf, dass ein vom Fahrer (3) über den Lenkmomentgeber (4) eingegebenes Lenkmoment (4a) mindestens ein vorgegebenes Kriterium (130) erfüllt, die Kontrolle über die Querführung von dem System (2) an den Fahrer (3) übergeben wird (140), so dass der Fahrer (3) die Querführung des Fahrzeugs (1) fortan mit dem Lenkmomentgeber (4) zu steuern vermag, wobei• das vorgegebene Kriterium (130) anhand einer Vorgeschichte (1a) von Situationen, in denen die Kontrolle zuvor von dem System (2) an den Fahrer (3) übergeben wurde, und/oder anhand einer Vorabinformation (3a) über den Fahrer (3) des Fahrzeugs (1), festgelegt wird (120), wobei das vorgegebene Kriterium (130) beinhaltet (121, 131), dass das vom Fahrer (3) eingegebene Lenkmoment (4a) betragsmäßig einen vorgegebenen Schwellwert (4b) überschreitet, und wobei der Schwellwert (4b) anhand der Vorgeschichte (1 a) von Situationen, bzw. anhand der Vorabinformation (3a) über den Fahrer (3), festgelegt wird (122),• wobei der Lenkmomentgeber (4) ein vom Fahrer (3) bewegbares Lenkrad umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass• die Bewegung dieses Lenkrads bei der Eingabe des Lenkmoments durch den Fahrer (3) mit einer Gegenkraft oder einem Gegenmoment gehemmt wird, bis das eingegebene Lenkmoment den Schwellwert (4b) überschreitet, wobei sich das Lenkrad mit den Lenkbewegungen des automatisierten Systems mitdreht,• wobei, wenn das eingegebene Lenkmoment den Schwellwert überschreitet, sowohl die Gegenkraft bzw. das Gegenmoment als auch der Einfluss des Systems auf die Querführung des Fahrzeugs anhand einer vorgegebenen Fade-Out-Funktion reduziert werden, und• wobei vom Fahrer (3) eingegebene, oberhalb des Schwellwerts (4b) liegende Lenkmoment (4a) nicht zum Anlass genommen wird (132), die Kontrolle über die Querführung vom System (2) an den Fahrer (3) zu übergeben, wenn◯ das vom Fahrer (3) eingegebene Lenkmoment (4a) nicht mindestens über eine vorgegebene Zeitspanne aufrechterhalten wird (132a), und/oder◯ das vom Fahrer (3) eingegebene Lenkmoment (4a) schneller als mit einer vorgegebenen Maximalrate über den Schwellwert ansteigt (132b), und/oder◯ in Koinzidenz mit dem eingegebenen Lenkmoment (4a) mittels eines Erschütterungssensors (6) ein Stoß gegen den Lenkmomentgeber (4) registriert wird (132c).Method (100) for handing over control of the lateral guidance of a vehicle (1) from an at least partially automated system (2) to a driver (3) of the vehicle (1), wherein• in the state in which the system (2) has control over the lateral guidance, a steering torque sensor (4) that can be operated by the driver (3) is monitored (110), and• in response to the fact that a steering torque (4a) input by the driver (3) via the steering torque sensor (4) is at least one predetermined criterion (130) is met, control of the lateral guidance is transferred from the system (2) to the driver (3) (140), so that the driver (3) can henceforth control the lateral guidance of the vehicle (1) with the steering torque sensor (4th ) is able to control, wherein• the predetermined criterion (130) based on a history (1a) of situations in which control was previously transferred from the system (2) to the driver (3), and/or based on advance information (3a ) is determined (120) by the driver (3) of the vehicle (1), the predetermined criterion (130) including (121, 131) that the steering torque (4a) entered by the driver (3) exceeds a predetermined threshold value ( 4b) exceeds, and wherein the threshold value (4b) based on the previous history (1 a) of situations, or based on the advance information (3a) about the driver (3), is determined (122), • wherein the steering torque sensor (4). steering wheel that can be moved by the driver (3), characterized in that• the movement of this steering wheel when the steering torque is input by the driver (3) is inhibited with a counterforce or counter-torque until the input steering torque exceeds the threshold value (4b), wherein the steering wheel turns with the steering movements of the automated system,• whereby if the input steering torque exceeds the threshold value, both the counterforce or the countertorque and the influence of the system on the lateral guidance of the vehicle are reduced using a preset fade-out function , and• wherein the steering torque (4a) input by the driver (3) that is above the threshold value (4b) is not taken as an opportunity (132) to transfer control of the lateral guidance from the system (2) to the driver (3), if◯ the steering torque (4a) entered by the driver (3) is not maintained for at least a predetermined period of time (132a), and/or◯ the steering torque (4a) entered by the driver (3) rises above the threshold value faster than a predetermined maximum rate (132b), and/or◯ in coincidence with the entered steering torque (4a) by means of a vibration sensor (6) an impact against the steering torque transmitter (4) is registered (132c).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übergabe der Kontrolle über die Querführung eines Fahrzeugs von einem zumindest teilweise automatisierten System an einen Fahrer des Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Computerprogramm um einen oder mehrere Computer zum Ausführen eines solchen Verfahrens zu veranlassen sowie einen maschinenlesbaren Datenträger und/oder ein Downloadprodukt mit einem Computerprogramm. Zudem betrifft die Erfindung einen Computer ausgerüstet mit einem solchen Computerprogramm und/oder einem solchen maschinenlesbaren Datenträger und/oder einem solchen Downloadprodukt."The present invention relates to a method for transferring control of the lateral guidance of a vehicle from an at least partially automated system to a driver of the vehicle according to the preamble of
Stand der TechnikState of the art
Viele Fahrzeuge sind bereits heute mit Abstandsregelautomaten ausgerüstet, die nach dem Aktivieren selbsttätig den Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug geschwindigkeitsabhängig so regeln, dass sowohl eine festgelegte Maximalgeschwindigkeit als auch der nötige Sicherheitsabstand eingehalten werden. Eine Automatik dieser Art kann häufig durch Betätigung des Gas- oder Bremspedals überstimmt oder deaktiviert werden.Many vehicles are already equipped with automatic distance control systems which, when activated, automatically regulate the distance to the vehicle in front depending on the speed, so that both a specified maximum speed and the necessary safety distance are maintained. An automatic of this type can often be overruled or deactivated by pressing the accelerator or brake pedal.
Höher automatisierte Fahrzeuge übernehmen auch die Querführung, also das Lenken des Fahrzeugs. Auch hier kann sich die Notwendigkeit für den Fahrer ergeben, bei Fehlfunktionen der Automatik oder auch verkehrsbedingt die Kontrolle zurück zu übernehmen. In Analogie zu Abstandsregelautomaten ist es für den Fahrer intuitiv, zu diesem Zweck das Lenkrad zu betätigen.Higher automated vehicles also take over the lateral guidance, i.e. the steering of the vehicle. Here, too, it may be necessary for the driver to take back control in the event of malfunctions in the automatic system or due to traffic. In analogy to automatic distance control, it is intuitive for the driver to operate the steering wheel for this purpose.
Die gattungsbildende Schrift
Das Dokument
Die Schrift
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Aus FUCHS, Robert; TAMURA, Tsutomu ; MOREILLON, Maxime: Lenkfunktionen für automatisiertes Fahren. In: Automobiltechnische Zeitschrift (ATZ), Bd. 121, 2019, S.26-31. - ISSN 2192-8800 (E) ist ein Verfahren zur Verantwortungsübergabe bekannt, das ein Lenken des Fahrers um mindestens einen bestimmten Winkel gegen das automatisierte System zum Anlass nimmt, dem Fahrer die Kontrolle über die Querführung nahtlos zurückzugeben. Dies funktioniert auch bidirektional, d.h., der Fahrer kann die Kontrolle auch wieder an das automatisierte System übergeben.From FUCHS, Robert; TAMURA, Tsutomu ; MOREILLON, Maxime: Steering functions for automated driving. In: Automobiltechnische Zeitung (ATZ), vol. 121, 2019, p.26-31. - ISSN 2192-8800 (E) discloses a procedure for handing over responsibility, which takes the driver's steering by at least a certain angle against the automated system as an opportunity to seamlessly return control of the lateral guidance to the driver. This also works bidirectionally, i.e. the driver can hand over control back to the automated system.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, sicherzustellen, dass die Kontrolle über die Querführung eines Fahrzeug sicherer an den Fahrer übergeben wird.The object of the present invention is to ensure that control of the lateral guidance of a vehicle is handed over to the driver more safely.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention
Die vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend der unabhängigen Ansprüche 1 und 9 bis 11 gelöst. Die Lösung vorstehend genannter Aufgabe erfolgt daher durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch ein Computerprogramm mit den Merkmalen des Anspruchs 9, durch einen maschinenlesbaren Datenträger und/oder durch ein Downloadprodukt mit den Merkmalen des Anspruchs 10 sowie durch einen Computer mit den Merkmalen des Anspruchs 11. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen."The above object is achieved according to the invention according to
Im Rahmen der Erfindung zur Übergabe der Kontrolle über die Querführung eines Fahrzeugs von einem zumindest teilweise automatisierten System an einen Fahrer des Fahrzeugs wurde ein Verfahren entwickelt. Das zumindest teilweise automatisierte System kann insbesondere beispielsweise auf der von der Society of Automotive Engineers definierten Skala des Automatisierungsgrades nach dem Level 3 oder 4 arbeiten. Das bedeutet, dass das System in einer großen Klasse von Situationen bereit ist, alle Fahrfunktionen auszuführen, während der Fahrer die Möglichkeit hat, die Kontrolle zu übernehmen. Der Unterschied zwischen Level 3 und Level 4 ist, dass der Fahrer beim Level 3 jederzeit bereit sein muss, auf Anforderung des Systems die Kontrolle zu übernehmen.A method was developed as part of the invention for handing over control of the lateral guidance of a vehicle from an at least partially automated system to a driver of the vehicle. The at least partially automated system can work in particular, for example, on the
In dem Zustand, in dem das System die Kontrolle über die Querführung hat, wird ein vom Fahrer bedienbarer Lenkmomentgeber, wie beispielsweise ein Lenkrad, überwacht. In Antwort darauf, dass ein vom Fahrer über den Lenkmomentgeber eingegebenes Lenkmoment mindestens ein vorgegebenes Kriterium erfüllt, die Kontrolle über die Querführung von dem System an den Fahrer übergeben wird, so dass der Fahrer die Querführung des Fahrzeugs fortan mit dem Lenkmomentgeber zu steuern vermag.In the state where the system is in control of lateral guidance, a driver-operable steering torque transducer, such as a steering wheel, is monitored. In response to the fact that a steering torque entered by the driver via the steering torque sensor meets at least one predetermined criterion, control of the lateral guidance is transferred from the system to the driver, so that the driver can henceforth control the lateral guidance of the vehicle with the steering torque transmitter.
Dabei wird das vorgegebene Kriterium anhand einer Vorgeschichte von Situationen, in denen die Kontrolle zuvor von dem System an den Fahrer übergeben wurde, und/oder anhand einer Vorabinformation über den Fahrer des Fahrzeugs, festgelegt.In this case, the predefined criterion is determined on the basis of a history of situations in which control was previously transferred from the system to the driver and/or on the basis of advance information about the driver of the vehicle.
Es wurde erkannt, dass auf diese Weise zum einen zuverlässiger erkannt werden kann, ob der Fahrer wirklich die Kontrolle über die Querführung übernehmen möchte. Zum anderen kann durch ein an die Vorgeschichte, bzw. an den Fahrer, angepasstes Kriterium für die Übergabe der Kontrolle auch der Übergang der Kontrolle selbst intuitiver und damit sicherer gestaltet werden. Wenn beispielsweise die Kraft oder das Moment, das der Fahrer für die Übernahme der Kontrolle auf den Lenkmomentgeber ausüben muss, in etwa vergleichbar ist mit der Kraft, die der Fahrer für das gewünschte Fahrmanöver in einem in Bezug auf die Querführung nicht automatisierten Fahrzeug aufwenden müsste, dann stimmt die letztendliche Reaktion des Fahrzeugs voraussichtlich besser mit der Absicht des Fahrers überein. Die Reaktion schießt insbesondere nicht mehr, oder zumindest nicht mehr so stark, über die Absicht des Fahrers hinaus. Der Bedarf, die Trajektorie des Fahrzeugs unmittelbar nach der Übernahme der Kontrolle gleich wieder durch Gegenlenken nachzukorrigieren, wird vermindert. Das Fahrzeug weicht weniger stark aus seiner tatsächlich beabsichtigten Spur ab.It was recognized that in this way, on the one hand, it can be recognized more reliably whether the driver really wants to take control of the lateral guidance. On the other hand, the transfer of control itself can also be made more intuitive and thus safer by a criterion for the transfer of control that is adapted to the previous history or to the driver. For example, if the force or torque that the driver must exert on the steering torque sensor to take control is approximately comparable to the force that the driver would have to exert to achieve the desired maneuver in a vehicle that is not laterally automated with regard to lateral control, then the vehicle's eventual response is likely to be more in line with the driver's intent. In particular, the reaction no longer overshoots the driver's intention, or at least not as much. The need to correct the trajectory of the vehicle immediately after taking control by countersteering is reduced. The vehicle deviates less from its actually intended track.
Der Anlass für den Fahrer, das automatisierte System zu überstimmen und die Kontrolle zu übernehmen, ist in der Regel ein plötzliches Ereignis. Beispiele für solche Ereignisse sind, dass das Fahrzeug
- • einer Trajektorie folgt, die der Fahrer nicht möchte,
- • zu nah an Straßenbegrenzungen, wie etwa Leitplanken, fährt,
- • zu abrupt einer Spurverbreiterung bzw. Spurverengung folgt,
- • fälschlicherweise einer Abbiegespur nachfährt,
- • plötzlich weißen statt gelben Fahrbahnmarkierungen in Baustellen folgt oder
- • eine missverständliche, unvollständige oder widersprüchliche Beschilderung oder Fahrbahnmarkierung, deren Sinn sich für den Fahrer dennoch erschließt, falsch deutet.
- • follows a trajectory that the driver does not want,
- • drives too close to road boundaries, such as crash barriers,
- • Follows a lane widening or narrowing too abruptly,
- • mistakenly follows a turning lane,
- • Suddenly follows white instead of yellow road markings in construction sites or
- • Misinterpreting ambiguous, incomplete or contradictory signage or lane markings that the driver nevertheless understands.
In derartigen Situationen bleibt dem Fahrer nicht viel Zeit zum Überlegen, sondern er wird intuitiv reagieren. Eine mögliche intuitive Reaktion ist insbesondere, einen Lenkeingriff mit der Stärke vorzunehmen, die der Fahrer von nicht automatisierten Fahrzeugen gewöhnt ist. Wenn das Kriterium, anhand dessen dem Fahrer die Kontrolle über die Querführung des Fahrzeugs zurückgegeben wird, anhand der Vorgeschichte derartiger Übergaben und/oder anhand von Vorabinformationen über den Fahrer maßgeschneidert ist, dann ist die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass der Eingriff des Fahrers genau die gewünschte Wirkung erzielt.In such situations, the driver does not have much time to think, but will react intuitively. A possible intuitive reaction is in particular to make a steering intervention with the strength that the driver is used to from non-automated vehicles. If the criterion for returning control of the vehicle's lateral control to the driver is tailored based on a history of such handovers and/or based on advance information about the driver, then the probability that the driver's intervention will have exactly the desired effect is increased achieved.
Das vorgegebene Kriterium beinhaltet erfindungsgemäß, dass das vom Fahrer eingegebene Lenkmoment betragsmäßig einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet. Dieser Schwellwert wird dann anhand der Vorgeschichte von Situationen, bzw. anhand der Vorabinformation über den Fahrer, festgelegt.According to the invention, the predefined criterion includes that the amount of the steering torque input by the driver exceeds a predefined threshold value. This threshold value is then established on the basis of the previous history of situations, or on the basis of advance information about the driver.
Zu diesem Zweck umfasst der Lenkmomentgeber erfindungsgemäß ein vom Fahrer bewegbares Lenkrad als Bedienelement. Die Bewegung dieses Bedienelements kann dann bei der Eingabe des Lenkmoments durch den Fahrer mit einer Gegenkraft oder einem Gegenmoment gehemmt werden, bis das eingegebene Lenkmoment den Schwellwert überschreitet. So kann sich etwa ein Lenkrad mit den Lenkbewegungen des automatisierten Systems mitdrehen. Wenn der Fahrer mit dem vom System verfolgten Kurs nicht einverstanden ist, kann er dem System in ähnlicher Weise in das Lenkrad greifen wie dies ein Fahrlehrer bei seinem Fahrschüler tut, der nicht den richtigen Kurs hält. Dies kann auch beispielsweise beinhalten, das Lenkrad einfach festzuhalten und so ein negatives Lenkmoment einzugeben, das gegen das vom System eigentlich beabsichtigte Lenkmoment arbeitet.For this purpose, according to the invention, the steering torque transmitter includes a steering wheel that can be moved by the driver as an operating element. When the driver inputs the steering torque, the movement of this control element can then be inhibited with a counterforce or a countertorque until the input steering torque exceeds the threshold value. For example, a steering wheel can turn with the steering movements of the automated system. If the driver does not agree with the course followed by the system, he can grab the system's steering wheel in a similar way as a driving instructor does with his learner driver, who is not on the right course. This can also include, for example, simply holding the steering wheel and entering a negative steering torque that works against the steering torque actually intended by the system.
Sofern das eingegebene Lenkmoment den Schwellwert überschreitet, werden erfindungsgemäß sowohl die Gegenkraft bzw. das Gegenmoment als auch der Einfluss des Systems auf die Querführung des Fahrzeugs anhand einer vorgegebenen Fade-Out-Funktion reduziert. Dadurch wird die Übergabe der Kontrolle fließend gestaltet, und es wird vermieden, dass das Fahrzeug im Moment der Übergabe ein ruckartiges Fahrmanöver ausführt. Ein ruckartiges Manöver könnte beispielsweise in einer Situation, in der der maximale Reibwert des Reifen-Fahrbahn-Kontakts bereits ausgereizt ist (etwa bei vereister Fahrbahn), dazu führen, dass die Haftreibung dieses Kontakts in die Gleitreibung übergeht und das Fahrzeug nur noch schwer zu kontrollieren ist.If the entered steering torque exceeds the threshold value, according to the invention both the counterforce or the countertorque and the influence of the system on the lateral guidance of the vehicle are reduced using a predetermined fade-out function. This makes the handover of control fluid and avoids the vehicle executing a jerky maneuver at the moment of handover. For example, a jerky maneuver in a situation in which the maximum coefficient of friction of the tire-road contact has already been exhausted (e.g. on an icy road) could lead to the static friction of this contact changing to sliding friction, making it difficult to control the vehicle is.
Anhand der Vorgeschichte, bzw. anhand der Vorabinformation, kann in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung eine Prognose des Lenkmoments ermittelt werden, das der Fahrer zur Übernahme der Kontrolle über die Querführung voraussichtlich eingeben wird. Der Schwellwert wird anhand dieser Prognose festgelegt. In eine solche Prognose kann neben der besagte Vorgeschichte und der besagten Vorabinformation über den Fahrer beispielsweise auch eine Bewertung der aktuellen Fahrsituation eingehen. So kann beispielsweise in einer Fahrsituation, in der ein Unfall droht, mit einer stärkeren Reaktion des Fahrers gerechnet werden als in einer Fahrsituation, in der das Fahrzeug lediglich einen Weg einschlägt, der nicht dem Fahrerwunsch entspricht.In a particularly advantageous embodiment, a prognosis of the steering torque can be determined on the basis of the previous history, or on the basis of the advance information, which the driver is likely to input in order to take over control of the lateral guidance. The threshold is set based on this prediction. In addition to the said previous history and the said advance information about the driver, such a prognosis can also include, for example, an evaluation of the current driving situation. For example, in a driving situation in which an accident is imminent, a stronger reaction from the driver can be expected than in a driving situation in which the vehicle only takes a route that does not correspond to the driver's intention.
Das System kann in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung aus Situationen, in denen die Kontrolle an den Fahrer übergeben wird, für die Zukunft lernen, indem in Antwort darauf, dass
- • das Fahrzeug um mehr als einen vorgegebenen Toleranzbetrag in der durch das Lenkmoment vorgegebenen Richtung querversetzt wird, und/oder
- • der Fahrer den Lenkwinkel um mehr als einen vorgegebenen Betrag in einer dem ursprünglichen Lenkmoment entgegengesetzten Richtung korrigiert,
- • the vehicle is laterally displaced by more than a predetermined tolerance amount in the direction predetermined by the steering torque, and/or
- • the driver corrects the steering angle by more than a specified amount in a direction opposite to the original steering torque,
Alternativ oder in Kombination hierzu wird in einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung ein Maß für die vom Fahrer aufbringbare Armkraft ermittelt, und der Schwellwert wird anhand dieses Maßes für die Armkraft festgelegt. Hierhinter steckt die Erkenntnis, dass gerade eine intuitive Reaktion des Fahrers (etwa „wenig“, „mittel“ oder „feste“ gegenlenken) häufig mit einem bestimmten Anteil der maximal zur Verfügung stehenden Armkraft erfolgt. Das heißt, verschiedene Menschen werden auf die gleiche Situation mit in etwa dem gleichen Anteil ihrer maximalen Armkraft reagieren, aber die Absolutbeträge dieser Kräfte werden sich von Mensch zu Mensch deutlich unterscheiden.Alternatively or in combination with this, in a further particularly advantageous embodiment, a measure of the arm force that can be exerted by the driver is determined, and the threshold value is established on the basis of this measure of the arm force. This is based on the knowledge that an intuitive reaction by the driver (e.g. "little", "medium" or "firm" countersteering) often takes place with a certain proportion of the maximum available arm strength. That is, different people will respond to the same situation with roughly the same proportion of their maximum arm strength, but the absolute amounts of these forces will vary significantly from person to person.
Beispielsweise können das Gewicht und/oder das Volumen des Fahrers ermittelt werden und in das Maß für die Armkraft eingehen. Gewichtssensoren sind in vielen Fahrzeugen bereits verbaut, um Airbags und andere Rückhaltesysteme zu steuern. Das Volumen des Fahrers kann beispielsweise aus Aufnahmen einer Innenraumkamera, oder auch aus den vom Fahrer selbst vorgenommenen Einstellungen des Fahrersitzes und der Spiegel, abgeschätzt werden.For example, the weight and/or volume of the driver can be determined and included in the arm strength measure. Weight sensors are already installed in many vehicles to control airbags and other restraint systems. The driver's volume can be estimated, for example, from recordings from an interior camera, or from the driver's seat and mirror settings made by the driver himself.
Tendenziell haben leichtere oder volumetrisch kleinere Menschen weniger Armkraft. Beispielsweise kann der Schwellwert für das Lenkmoment proportional mit dem Gewicht des Fahrers abgesenkt werden. Das Gewicht bzw. die sonstige Konstitution des Fahrers kann auch beispielsweise nach entsprechender Freigabe von einer Fitness- oder Gesundheits-App auf einem Smartphone des Fahrers abgerufen werden, oder der Fahrer kann bei erstmaliger Nutzung des Fahrzeugs nach entsprechenden Angaben gefragt werden, die dann in einem Speicher hinterlegt werden.Lighter or volumetrically smaller people tend to have less arm strength. For example, the threshold value for the steering torque can be lowered in proportion to the driver's weight. The weight or other constitution of the driver can also be retrieved, for example, after appropriate release from a fitness or health app on the driver's smartphone, or the driver can be asked for the first time using the vehicle for the relevant information, which is then in a memory are stored.
Insbesondere kann beispielsweise bei einem Fahrzeug, das regelmäßig von mehreren Personen etwa einer Familie, eines Betriebs oder eines Car-Sharing-Pools gefahren wird, für jeden Fahrer ein Profil abgespeichert werden. Bei jeder Nutzung des Fahrzeugs kann dann der Fahrer mit beliebigen Mitteln wiedererkannt werden, etwa anhand eines individualisierten Fahrzeugschlüssels oder anhand biometrischer Merkmale. Nach der Erkennung kann das entsprechende Profil abgerufen und der Schwellwert entsprechend eingestellt werden.In particular, a profile can be stored for each driver, for example, in the case of a vehicle that is regularly driven by a number of people, for example a family, a company or a car-sharing pool. Each time the vehicle is used, the driver can then be recognized by any means, for example using an individualized vehicle key or using biometric features. Once detected, the appropriate profile can be retrieved and the threshold adjusted accordingly.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist der Lenkmomentgeber mechanisch an mindestens eine Lenkachse des Fahrzeugs gekoppelt. Der Schwellwert wird höher als ein für das Verfolgen der aktuellen Trajektorie erforderliches Mindestlenkmoment gewählt.In a further particularly advantageous embodiment, the steering torque transmitter is mechanically coupled to at least one steering axle of the vehicle. The threshold value is selected to be higher than a minimum steering torque required to follow the current trajectory.
Die mechanische Kopplung des Lenkmomentgebers (etwa eines Lenkrades) an die Lenkachse ist gegenüber einem entkoppelten System, bei dem der gewünschte Lenkwinkel sensorisch ermittelt und über einen Aktor auf die Lenkachse übertragen wird („By-wire-System“), einfacher gegen technischen Ausfall zu sichern. Auch wenn keinerlei Hilfsenergie mehr beispielsweise für eine Servounterstützung zur Verfügung steht, bleibt das Fahrzeug lenkfähig, wenn auch mit erhöhtem Kraftaufwand. Eine mechanische Kopplung wirkt aber nicht nur in eine Richtung, sondern die Führungskräfte zwischen den Reifen und der Fahrbahn wirken auch auf die Lenksäule zurück. Daher ist ein gewisses Mindestlenkmoment erforderlich, damit das Fahrzeug beispielsweise auch mit geringen Geschwindigkeiten einem engen Kurvenverlauf folgen kann. Der Schwellwert für die Übergabe der Kontrolle über die Querführung an den Fahrer sollte höher liegen als dieses Mindestlenkmoment.The mechanical coupling of the steering moment transmitter (such as a steering wheel) to the steering axle is easier to secure against technical failure compared to a decoupled system, in which the desired steering angle is determined by sensors and transmitted to the steering axle via an actuator (“by-wire system”). Even if no auxiliary energy is available, for example for power assistance, the vehicle can still be steered, albeit with increased effort. However, a mechanical coupling does not only work in one direction, but the forces between the tires and the road also have an effect on the steering column. A certain minimum steering torque is therefore required so that the vehicle can, for example, follow a tight curve even at low speeds. The threshold for handing over control of the lateral guidance to the driver should be higher than this minimum steering torque.
Erfindungsgemäß wird in Antwort darauf, dass
- • das vom Fahrer eingegebene Lenkmoment nicht mindestens über eine vorgegebene Zeitspanne aufrechterhalten wird, und/oder
- • das vom Fahrer eingegebene Lenkmoment schneller als mit einer vorgegebenen Maximalrate über den Schwellwert ansteigt, und/oder
- • in Koinzidenz mit dem eingegebenen Lenkmoment mittels eines Erschütterungssensors ein Stoß gegen den Lenkmomentgeber registriert wird,
- • the steering torque input by the driver is not maintained for at least a predetermined period of time, and/or
- • the steering torque input by the driver increases above the threshold value faster than a predetermined maximum rate, and/or
- • a shock against the steering torque sensor is registered in coincidence with the entered steering torque by means of a vibration sensor,
Die Verfahren können insbesondere ganz oder teilweise computerimplementiert sein. Daher bezieht sich die Erfindung auch auf ein Computerprogramm mit maschinenlesbaren Anweisungen, die, wenn sie auf einem oder mehreren Computern ausgeführt werden, den oder die Computer dazu veranlassen, eines der beschriebenen Verfahren auszuführen. In diesem Sinne sind auch Steuergeräte für Fahrzeuge und Embedded-Systeme für technische Geräte, die ebenfalls in der Lage sind, maschinenlesbare Anweisungen auszuführen, als Computer anzusehen.In particular, the methods can be fully or partially computer-implemented. The invention therefore also relates to a computer program with machine-readable instructions which, when executed on one or more computers, cause the computer or computers to carry out one of the methods described. In this sense, control devices for vehicles and embedded systems for technical devices that are also able to execute machine-readable instructions are also to be regarded as computers.
Ebenso bezieht sich die Erfindung auch auf einen maschinenlesbaren Datenträger und/oder auf ein Downloadprodukt mit dem Computerprogramm. Ein Downloadprodukt ist ein über ein Datennetzwerk übertragbares, d.h. von einem Benutzer des Datennetzwerks downloadbares, digitales Produkt, das beispielsweise in einem Online-Shop zum sofortigen Download feilgeboten werden kann.The invention also relates to a machine-readable data carrier and/or a download product with the computer program. A downloadable product is a digital product that can be transmitted over a data network, i.e. can be downloaded by a user of the data network and that can be offered for sale in an online shop for immediate download, for example.
Weiterhin kann ein Computer mit dem Computerprogramm, mit dem maschinenlesbaren Datenträger bzw. mit dem Downloadprodukt ausgerüstet sein.Furthermore, a computer can be equipped with the computer program, with the machine-readable data carrier or with the downloadable product.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren näher dargestellt.Further measures improving the invention are presented in more detail below together with the description of the preferred exemplary embodiments of the invention with the aid of figures.
Figurenlistecharacter list
Es zeigt:
-
1 Ausführungsbeispiel des Verfahrens 100; -
2 Beispielhafte Anwendung des Verfahrens aneinem Fahrzeug 1.
-
1 embodiment of themethod 100; -
2 Exemplary application of the method on avehicle 1.
Das Kriterium 130 wird im Detail in Schritt 120 festgelegt. Hierzu wird eine Vorgeschichte 1a von Situationen, in denen die Kontrolle über die Querführung zuvor schon einmal von dem System 2 an den Fahrer 3 übergeben wurde, herangezogen. Alternativ oder auch in Kombination hierzu kann eine Vorabinformation 3a über den Fahrer 3 des Fahrzeugs 1 herangezogen werden.The
Innerhalb des Kastens 120 ist beispielhaft dargestellt, wie das Kriterium 130 für das eingegebene Lenkmoment 4a gebildet werden kann. Gemäß Block 121 kann das vorgegebene Kriterium 130 beinhalten, dass das vom Fahrer 3 eingegebene Lenkmoment 4a betragsmäßig einen vorgegebenen Schwellwert 4b überschreitet. Gemäß Block 122 kann dieser Schwellwert anhand der Vorgeschichte 1a von Situationen, bzw. anhand der Vorabinformation 3a über den Fahrer 3, festgelegt werden. Wie dies im Detail geschehen kann, ist beispielhaft innerhalb des Kastens 122 dargestellt.
Gemäß Block 122a kann anhand der Vorgeschichte 1a, bzw. anhand der Vorabinformation 3a, eine Prognose 4a' des Lenkmoments ermittelt werden, das der Fahrer (3) zur Übernahme der Kontrolle über die Querführung voraussichtlich eingeben wird. Gemäß Block 122b wird der Schwellwert 4b anhand dieser Prognose 4a' festgelegt.According to
Gemäß Block 124 kann, etwa auf der Basis der Vorabinformation 3a, ein Maß 3b für die vom Fahrer 3 aufbringbare Armkraft ermittelt werden. Gemäß Block 124a können zu diesem Zweck insbesondere das Gewicht 3c, und/oder das Volumen 3d, des Fahrers 3 ermittelt und herangezogen werden. Anhand des Maßes 3b für die Armkraft wird gemäß Block 125 der Schwellwert 4b für das Lenkmoment 4a festgelegt.According to block 124, a
Gemäß Block 123 kann in Antwort darauf, dass innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums nach einer Übergabe der Kontrolle von dem System 2 an den Fahrer 3
- •
das Fahrzeug 1 um mehr als einen vorgegebenen Toleranzbetrag in der durchdas Lenkmoment 4a vorgegebenen Richtung querversetzt wird (Block 123a), und/oder - • der Fahrer 3 den Lenkwinkel um mehr als einen vorgegebenen Betrag in einer
dem ursprünglichen Lenkmoment 4a entgegengesetzten Richtung korrigiert (Block 123b),
- • the
vehicle 1 is transversely offset by more than a predetermined tolerance amount in the direction predetermined by thesteering torque 4a (block 123a), and/or - • the driver 3 corrects the steering angle by more than a predetermined amount in a direction opposite to the
original steering torque 4a (block 123b),
Sofern der Lenkmomentgeber mechanisch an mindestens eine Lenkachse 5 des Fahrzeugs 1 gekoppelt ist, kann gemäß Block 126 der Schwellwert 4b höher als ein für das Verfolgen der aktuellen Trajektorie notwendiges Mindestlenkmoment 4c gewählt werden.If the steering torque sensor is mechanically coupled to at least one
Innerhalb des Kastens 130 ist näher dargestellt, wie das Kriterium 130 geprüft werden kann.
Gemäß Block 131 kann beispielsweise geprüft werden, ob das vom Fahrer 3 eingegebene Lenkmoment 4a betragsmäßig einen vorgegebenen Schwellwert 4b überschreitet, dessen Ermittlung innerhalb des Kastens 120 im Detail dargestellt ist.According to block 131, it can be checked, for example, whether the amount of steering
Gemäß Block 132 kann die Übergabe der Kontrolle an den Fahrer gegen unbeabsichtigte Bedienung des Lenkmomentgebers 4 gesichert werden. Zu diesem Zweck wird in Antwort darauf, dass
- • das vom Fahrer 3
eingegebene Lenkmoment 4a nicht mindestens über eine vorgegebene Zeitspanne aufrechterhalten wird (Block 132a), und/oder - • das vom Fahrer 3
eingegebene Lenkmoment 4a schneller als mit einer vorgegebenen Maximalrate über den Schwellwert ansteigt (Block 132b), und/oder - • in Koinzidenz mit
dem eingegebenen Lenkmoment 4a mittels eines Erschütterungssensors 6 ein Stoß gegenden Lenkmomentgeber 4 registriert wird (Block 132c),
- • the
steering torque 4a entered by the driver 3 is not maintained for at least a predetermined period of time (block 132a), and/or - • the
steering torque 4a input by the driver 3 rises above the threshold value faster than a predetermined maximum rate (block 132b), and/or - • in coincidence with the
input steering torque 4a, an impact against thesteering torque sensor 4 is registered by means of a vibration sensor 6 (block 132c),
Solange das eingegebene Lenkmoment 4a den vorgegebenen Schwellwert 4b nicht überschreitet (Wahrheitswert 0), kann gemäß Block 150 die Bewegung des vom Fahrer bewegbaren Bedienelements des Lenkmomentgebers 4 mit einer Gegenkraft oder einem Gegenmoment 4d gehemmt werden. Wenn dann später das eingegebene Lenkmoment 4a den Schwellwert 4b überschreitet, können gemäß Block 160 sowohl die Gegenkraft bzw. das Gegenmoment 4d als auch der Einfluss des Systems 2 auf die Querführung des Fahrzeugs 1 anhand einer vorgegebenen Fade-Out-Funktion 160a graduell reduziert werden.As long as the
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