DE102022001121B3 - Verfahren zur Begrenzung eines Lenkeingriffs eines Fahrerassistenzsystems - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Begrenzung eines Lenkeingriffs eines Fahrerassistenzsystems eines Fahrzeugs. Erfindungsgemäß wird zur Begrenzung des Lenkeingriffs eine für den Lenkeingriff erzeugte Stellgröße (u) des Fahrerassistenzsystems mit einem Gewichtungsfaktor (f (a, b, c)) multipliziert, wobei der Gewichtungsfaktor (f (a, b, c)) in Abhängigkeit von einem erfassten manuellen Lenkeingriff eines Fahrers und in Abhängigkeit von einem vorgegebenen erlaubten Lenkeingriff des Fahrers bestimmt wird.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Begrenzung eines Lenkeingriffs eines Fahrerassistenzsystems eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
• Aus der gattungsbildenden DE 10 2008 033 688 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Lenkungssteuergeräts zur Steuerung einer Querbewegung eines Fahrzeugs nach Maßgabe von zwei außerhalb des Lenkungssteuergeräts generierten Sollgrößen bekannt. Eine erste Sollgröße repräsentiert einen Lenkwinkel- oder Gierraten-Sollwert und wird geschwindigkeitsabhängig begrenzt. Eine zweite Sollgröße repräsentiert einen Lenkmoment-Sollwert. Eine Differenz zwischen der geschwindigkeitsabhängig begrenzten ersten Sollgröße und einer der ersten Sollgröße zugeordneten Istgröße wird als Regelabweichung ermittelt, wobei die Regelabweichung nach Maßgabe einer vorgegebenen Regelfunktion in eine Stellgröße umgesetzt wird. Die Stellgröße wird in Abhängigkeit von extern generierten Begrenzungsparametern durch eine Gewichtung, eine Gradientenbegrenzung und eine Wertbegrenzung begrenzt. Die begrenzte Stellgröße wird mit der zweiten Sollgröße zu einem Stellsignal zur Ansteuerung eines auf eine Lenkanlage des Fahrzeugs wirkenden Lenkstellers addiert.
• Weiterhin ist aus der DE 10 2018 200 388 A1 ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs mit einem in eine Querdynamik des Fahrzeugs eingreifenden Fahrerassistenzsystem bekannt. Das Verfahren umfasst die Schritte:
• - Erkennen eines Fahrereingriffs auf ein Fahrverhalten des Fahrzeugs aufgrund eines vom Fahrerassistenzsystem ausgelösten Eingriffs eines Aktors;
• - Interpretieren des Fahrereingriffs als ein Übersteuern des Eingriffs des Aktors; und
• - definiertes Reduzieren des Eingriffs des Aktors in Abhängigkeit von der Interpretation des Fahrereingriffs derart, dass eine Fahraufgabe in definierter Weise kontrolliert an den Fahrer zurückgegeben wird.
• Die DE 10 2018 200 327 A1 beschreibt ein Verfahren zum Einstellen des Unterstützungsgrads eines Fahrerassistenzsystems in einem Fahrzeug, das autonom in eine Fahrdynamik beeinflussende Fahrzeugeinheit eingreifen kann. Dabei führt ein Fahrereingriff zu einem Übersteuern eines autonomen, vom Fahrerassistenzsystem durchgeführten Eingriffs, falls eine Betätigungsintensität des Fahrereingriffs einen einstellbaren Betätigungsgrenzwert überschreitet. Der Betätigungsgrenzwert wird als Funktion eines Verhältnisses zwischen dem Fahrerzustand und einer Güte einer einem Eingriff des Fahrerassistenzsystems zugrundeliegenden Informationen eingestellt.
• Aus der DE 10 2014 226 781 A1 ist ein Verfahren zur Regelung einer Lenkeinrichtung eines Fahrzeugs bekannt, bei dem bei einem automatischen Lenkbetrieb im Falle eines Lenkeingriffs eines Fahrers Sollwerte für den automatischen Lenkbetrieb und für einen manuellen Lenkbetrieb mittels Gewichtungsfaktoren angepasst werden, wobei der Lenkeingriff des Fahrers dadurch erkannt wird, dass ein erfasstes Handmoment größer als ein vorbestimmter Schwellwert ist.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zur Begrenzung eines Lenkeingriffs eines Fahrerassistenzsystems eines Fahrzeugs anzugeben.
• Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren, welches die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.
• Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
• In einem Verfahren zur Begrenzung eines Lenkeingriffs eines Fahrerassistenzsystems eines Fahrzeugs wird erfindungsgemäß zur Begrenzung des Lenkeingriffs eine für den Lenkeingriff erzeugte Stellgröße des Fahrerassistenzsystems mit einem Gewichtungsfaktor multipliziert, wobei der Gewichtungsfaktor in Abhängigkeit von einem erfassten manuellen Lenkeingriff eines Fahrers und in Abhängigkeit von einem vorgegebenen erlaubten Lenkeingriff des Fahrers bestimmt wird.
• Eine Querregelung von Fahrzeugen verteilt sich insbesondere auf eine überlagerte Planung und Regelung einer Fahrzeugbewegung mittels einer Lenkwinkelregelung in einem Lenksystem. Dabei ist es notwendig, die Lenkbewegung zu überwachen und in einem Fehlerfall zu limitieren, um eine Sicherheit eines Gesamtsystems sicherzustellen. Das heißt, insbesondere teilautomatisierte Fahrerassistenzfunktionen, welche lenkend in einen Fahrbetrieb eines Fahrzeugs eingreifen, müssen jederzeit durch einen Fahrer überwacht werden und Lenkeingriffe müssen so limitiert sein, dass der Fahrer sie beherrschen kann. Diese Limitierung kann in einem Lenkaktor oder in einem kommandierenden Steuergerät erfolgen.
• Das vorliegende Verfahren ermöglicht eine zuverlässige und sichere Begrenzung des Lenkeingriffs. Dabei kann ein besonders harmonischer Übergang bei einem Fahrereingriff erzielt werden, so dass ein Lenkgefühl bei dem Fahrereingriff optimiert wird. Weiterhin kann eine besonders hohe zulässige Lenkungsperformance unter Beibehaltung einer Fahrerbeherrschbarkeit des Fahrzeugs realisiert werden.
• Gemäß einer möglichen Ausgestaltung des Verfahrens wird der erlaubte Lenkeingriff in Abhängigkeit von einer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs vorgegeben. Dies ermöglicht eine weitere Erhöhung der Zuverlässigkeit und Sicherheit der Begrenzung des Lenkeingriffs.
• Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Verfahrens wird der manuelle Lenkeingriff anhand
• - einer Lenkwinkelgeschwindigkeit und/oder
• - eines Lenkwinkels und/oder
• - eines an einer Lenkhandhabe des Fahrzeugs aufgebrachten Handmoments erfasst. Dies ermöglicht einerseits eine sehr zuverlässige und einfach durchführbare Erfassung des manuellen Lenkeingriffs und andererseits kann durch eine zeitabhängige Überwachung zumindest einer dieser Größen eine sehr robuste Überwachung sichergestellt werden.
• Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Verfahrens wird der vorgegebene erlaubte Lenkeingriff
• - bei Erfassung des manuellen Lenkeingriffs anhand der Lenkwinkelgeschwindigkeit als erlaubte Lenkwinkelgeschwindigkeit und/oder
• - bei Erfassung des manuellen Lenkeingriffs anhand des Lenkwinkels als erlaubter Lenkwinkel und/oder
• - bei Erfassung des manuellen Lenkeingriffs anhand des Handmoments als erlaubtes Handmoment

vorgegeben.
• Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Verfahrens wird der Gewichtungsfaktor aus mehreren Einzelgewichtungsfaktoren gebildet, wobei ein Einzelgewichtungsfaktor ein Lenkwinkelgeschwindigkeits-Gewichtungsfaktor ist, welcher in Abhängigkeit der anhand der erfassten Lenkwinkelgeschwindigkeit und der Fahrgeschwindigkeit vorgegebenen erlaubten Lenkwinkelgeschwindigkeit ermittelt wird. Dies ermöglicht eine einfach realisierbare und zuverlässige Bildung des Gewichtungsfaktors.
• Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Verfahrens wird zur Ermittlung des Lenkwinkelgeschwindigkeits-Gewichtungsfaktors
• - eine Abweichung eines Betrags der erfassten Lenkwinkelgeschwindigkeit von der erlaubten Lenkwinkelgeschwindigkeit ermittelt und auf die erlaubte Lenkwinkelgeschwindigkeit normiert,
• - eine robuste Lenkwinkelgeschwindigkeitsabweichung derart ermittelt, dass die normierte Abweichung der erfassten Lenkwinkelgeschwindigkeit nur dann zu einer Begrenzung des Lenkeingriffs führt, wenn das den Lenkeingriff ausführende Fahrerassistenzsystem aktiv ist und ein anhand eines Handmoment-Gewichtungsfaktors ermittelter Fahrereingriff einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet,
• - ein Fehlerintegral als Integral der robusten Lenkwinkelgeschwindigkeitsabweichung gebildet und
• - in Abhängigkeit eines Werts des Fehlerintegrals der Lenkwinkelgeschwindigkeits-Gewichtungsfaktor aus einem Kennfeld ermittelt.
Mittels dieser Ausgestaltung wird in einfacher und zuverlässiger Weise eine robuste Ermittlung des Lenkwinkelgeschwindigkeits-Gewichtungsfaktors ermöglicht.
• Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Verfahrens wird der Gewichtungsfaktor aus mehreren Einzelgewichtungsfaktoren gebildet, wobei ein Einzelgewichtungsfaktor ein Lenkwinkel-Gewichtungsfaktor ist, welcher in Abhängigkeit des anhand des erfassten Lenkwinkels und der Fahrgeschwindigkeit vorgegebenen erlaubten Lenkwinkels ermittelt wird. Auch dies ermöglicht eine einfach realisierbare und zuverlässige Bildung des Gewichtungsfaktors.
• Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Verfahrens wird zur Ermittlung des Lenkwinkel-Gewichtungsfaktors
• - eine Abweichung eines Betrags des erfassten Lenkwinkels von dem erlaubten Lenkwinkel ermittelt und auf den erlaubten Lenkwinkel normiert,
• - eine robuste Lenkwinkelabweichung derart ermittelt, dass die normierte Abweichung des erfassten Lenkwinkels nur dann zu einer Begrenzung des Lenkeingriffs führt, wenn das den Lenkeingriff ausführende Fahrerassistenzsystem aktiv ist und ein anhand eines Handmoment-Gewichtungsfaktors ermittelter Fahrereingriff einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet,
• - ein Fehlerintegral als Integral der robusten Lenkwinkelabweichung gebildet und
• - in Abhängigkeit eines Werts des Fehlerintegrals der Lenkwinkel-Gewichtungsfaktor aus einem Kennfeld ermittelt.
Mittels dieser Ausgestaltung wird in einfacher und zuverlässiger Weise eine robuste Ermittlung des Lenkwinkel-Gewichtungsfaktors ermöglicht.
• Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Verfahrens wird der Gewichtungsfaktor aus mehreren Einzelgewichtungsfaktoren gebildet, wobei ein Einzelgewichtungsfaktor ein Handmoment-Gewichtungsfaktor ist, welcher in Abhängigkeit des anhand des erfassten Handmoments und der Fahrgeschwindigkeit vorgegebenen erlaubten Handmoments ermittelt wird. Auch dies ermöglicht eine einfach realisierbare und zuverlässige Bildung des Gewichtungsfaktors.
• Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Verfahrens wird zur Ermittlung des Handmoment-Gewichtungsfaktors
• - ein reduziertes Handmoment durch Subtraktion eines definierten konstanten Werts von dem erlaubten Handmoment gebildet,
• - das erfasste Handmoment mit dem reduzierten Handmoment verglichen,
• - dann, wenn ein Betrag des erfassten Handmoments kleiner ist als das reduzierte Handmoment oder diesem gleicht, dem Handmoment-Gewichtungsfaktor der Wert 1 zugewiesen,
• - dann, wenn der Betrag des erfassten Handmoments größer ist als das erlaubte Handmoment, dem Handmoment-Gewichtungsfaktor der Wert 0 zugewiesen, und
• - dann, wenn der Betrag des erfassten Handmoments zwischen dem erlaubten Handmoment und dem reduzierten Handmoment liegt, dem Handmoment-Gewichtungsfaktor ein in einer linearen Skalierung ermittelter Wert zwischen 0 und 1 zugewiesen.
Mittels dieser Ausgestaltung wird in einfacher und zuverlässiger Weise eine robuste Ermittlung des Handmoment-Gewichtungsfaktors ermöglicht.
• Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
• Dabei zeigen:
• 1 schematisch einen Ablauf eines Verfahrens zur Begrenzung eines Lenkeingriffs eines Fahrerassistenzsystems,
• 2 schematisch ein Blockschaltbild eines Begrenzers zur Begrenzung eines Lenkeingriffs eines Fahrerassistenzsystems,
• 3 schematisch einen möglichen Ablauf einer Erzeugung eines Einzelgewichtungsfaktors zur Gewichtung einer Lenkwinkelgeschwindigkeit,
• 4 schematisch einen möglichen Ablauf einer Erzeugung eines Einzelgewichtungsfaktors zur Gewichtung eines Lenkwinkels und
• 5 schematisch einen möglichen Ablauf einer Erzeugung eines Einzelgewichtungsfaktors zur Gewichtung eines Handmoments.
• Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
• In 1 ist ein Ablauf eines möglichen Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Begrenzung eines Lenkeingriffs eines Fahrerassistenzsystems eines Fahrzeugs dargestellt.
• Eine Querregelung von Fahrzeugen verteilt sich insbesondere auf eine überlagerte Planung und Regelung einer Fahrzeugbewegung mittels einer Lenkwinkelregelung in einem Lenksystem. Dabei ist es notwendig, die Lenkbewegung zu überwachen und in einem Fehlerfall zu limitieren, um eine Sicherheit eines Gesamtsystems sicherzustellen. Diese Limitierung kann in einem Lenkaktor oder in einem kommandierenden Steuergerät erfolgen.
• Zu dieser Limitierung erfolgt zunächst in einem Verfahrensschritt VS1 eine Detektion eines manuellen Lenkeingriffs anhand einer Detektion einer Lenkwinkelgeschwindigkeit v und/oder eines Lenkwinkels α und/oder eines an einer Lenkhandhabe des Fahrzeugs aufgebrachten Handmoments M.
• In einem zweiten Verfahrensschritt VS2 erfolgt eine Erhöhung einer Robustheit der Detektion durch zeitabhängige Überwachungen.
• In einem dritten Verfahrensschritt VS3 erfolgt die Limitierung des Lenkeingriffs des Fahrerassistenzsystems insbesondere durch Limitierung einer in 2 näher gezeigten Stellgröße u.
• 2 zeigt ein Blockschaltbild eines möglichen Ausführungsbeispiels eines Begrenzers 1 zur Begrenzung eines Lenkeingriffs eines Fahrerassistenzsystems.
• Der Begrenzer 1 umfasst vier Module 1.1 bis 1.4, wobei ein erstes Modul 1.1 ein Lenkwinkelgeschwindigkeits-Limiter, ein zweites Modul 1.2 ein Lenkwinkel-Limiter und ein drittes Modul 1.3 ein Handmoment-Limiter und ein viertes Modul 1.4 ein Gesamt-Limiter ist.
• Dabei überwacht das erste Modul 1.1 die Lenkwinkelgeschwindigkeit v und generiert als Einzelgewichtungsfaktor einen Lenkwinkelgeschwindigkeits-Gewichtungsfaktor a.
• Das zweite Modul 1.2 überwacht den Lenkwinkel α und generiert als Einzelgewichtungsfaktor einen Lenkwinkel-Gewichtungsfaktor b.
• Das dritte Modul 1.3 überwacht das Handmoment M und generiert als Einzelgewichtungsfaktor einen Handmoment-Gewichtungsfaktor c.
• In dem vierten Modul 1.4 erfolgt eine Gewichtung aller Einzelgewichtungsfaktoren und eine Erzeugung eines Gewichtungsfaktors f (a, b, c) als Funktion der Einzelgewichtungsfaktoren.
• Dabei kann der Gewichtungsfaktor f (a, b, c) als Minimum Funktion gemäß $$\text{f}\left(\text{a},\text{b},\text{c}\right)=\text{Minimum}\left(\text{a},\text{b},\text{c}\right),$$

  

  als Multiplikations-Funktion gemäß $$\text{f}\left(\text{a},\text{b},\text{c}\right)=\text{Multiplikation}\left(\text{a},\text{b},\text{c}\right)$$

  

  und/oder als Mittelwert-Funktion gemäß $$\text{f}\left(\text{a},\text{b},\text{c}\right)=\text{Mittelwert}\left(\text{a},\text{b},\text{c}\right)$$

  

  ermittelt werden.
• Eine Begrenzung des Lenkeingriffs erfolgt dann durch Multiplikation der Stellgröße u, welche beispielsweise eine geforderte Zahnstangensollkraft ist, mit dem Gewichtungsfaktor f (a, b, c) gemäß $${\text{u}}_{\text{lim}}=\text{f}\left(\text{a},\text{b},\text{c}\right)\ast \text{u},$$

  

  so dass sich eine limitierte Stellgröße u_lim für das Fahrerassistenzsystem ergibt.
• Das heißt, zur Begrenzung des Lenkeingriffs wird die für den Lenkeingriff erzeugte Stellgröße u des Fahrerassistenzsystems mit dem Gewichtungsfaktor f (a, b, c) multipliziert. Durch Bildung des Gewichtungsfaktors f (a, b, c) als Funktion der genannten Einzelgewichtungsfaktoren erfolgt die Bestimmung des Gewichtungsfaktors f (a, b, c) in Abhängigkeit von einem erfassten manuellen Lenkeingriff eines Fahrers des Fahrzeugs und in Abhängigkeit von einem vorgegebenen erlaubten Lenkeingriff des Fahrers.
• In 3 ist ein möglicher Ablauf einer Erzeugung des Einzelgewichtungsfaktors zur Gewichtung der Lenkwinkelgeschwindigkeit v, das heißt zur Erzeugung des Lenkwinkelgeschwindigkeits-Gewichtungsfaktors a, dargestellt. Dieser Ablauf erfolgt beispielsweise im ersten Modul 1.1 gemäß 2.
• Dabei wird in einem Block B1 in Abhängigkeit von Eingangsgrößen in Form einer Fahrgeschwindigkeit v_Fzg des Fahrzeugs und der Lenkwinkelgeschwindigkeit v eine erlaubte Lenkwinkelgeschwindigkeit ev aus einem Kennfeld als Funktion der Fahrgeschwindigkeit v_Fzg berechnet.
• Diese Berechnung der erlaubten Lenkwinkelgeschwindigkeit ev als Funktion der Fahrgeschwindigkeit v_Fzg erfolgt anhand einer Tabelle mit Stützpunkten, wobei die Fahrgeschwindigkeit v_Fzg in dieser Tabelle beispielsweise auf einer horizontalen Achse (x-Achse) und die Lenkwinkelgeschwindigkeit v auf einer vertikalen Achse (y-Achse) abgebildet ist. Werte zwischen den Stützpunkten werden mit beliebigen, beispielsweise linearen, Interpolationsverfahren bestimmt. Stützpunkte für Werte der Fahrgeschwindigkeit v_Fzg werden beispielsweise in km/h fest vorgegeben, zum Beispiel v_Fzg = [0, 10, 20, 30, 50, 80, 100, 130, 180, 250]. Stützpunkte für die erlaubte Lenkwinkelgeschwindigkeit ev werden beispielsweise über Fahrversuche und/oder mit Hilfe einer Simulation ermittelt. Ziel ist es dabei, Beherrschbarkeitsanforderungen an die Lenkwinkelgeschwindigkeit v einer funktionalen Sicherheit für den Fahrer sicherzustellen.
• In einem zweiten Block B2 wird eine Abweichung Δv eines Betrags der erfassten Lenkwinkelgeschwindigkeit v von der erlaubten Lenkwinkelgeschwindigkeit ev ermittelt und auf die erlaubte Lenkwinkelgeschwindigkeit ev normiert.
• In einem dritten Block B3 wird eine robuste Lenkwinkelgeschwindigkeitsabweichung Δv_r derart ermittelt, dass die normierte Abweichung Δv der erfassten Lenkwinkelgeschwindigkeit v nur dann zu einer Begrenzung des Lenkeingriffs führt, wenn das den Lenkeingriff ausführende Fahrerassistenzsystem aktiv ist, gegeben durch ein Signal S, und ein anhand des Handmoment-Gewichtungsfaktors c ermittelter Fahrereingriff einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet.
• In einem vierten Block B4 wird ein Fehlerintegral ∫ Δv_r als Integral der robusten Lenkwinkelgeschwindigkeitsabweichung Δv_r gebildet, wobei eine untere Grenze des Fehlerintegrals ∫ Δv_r, auch als lower bound bezeichnet, insbesondere 0 ist.
• In einem fünften Block B5 wird in Abhängigkeit eines Werts des Fehlerintegrals ∫ Δv_r der Lenkwinkelgeschwindigkeits-Gewichtungsfaktor a aus einem Kennfeld ermittelt. Eine Berechnung des Lenkwinkelgeschwindigkeits-Gewichtungsfaktors a erfolgt beispielsweise mittels einer Tabelle mit Stützpunkten, wobei der Wert des Fehlerintegrals ∫ Δv_r auf einer horizontalen Achse (x-Achse) und der Lenkwinkelgeschwindigkeits-Gewichtungsfaktor a auf einer vertikalen Achse (y-Achse) abgetragen ist. Werte zwischen den Stützpunkten werden mit beliebigen, beispielsweise linearen, Interpolationsverfahren bestimmt. Stützpunkte für Werte des Fehlerintegrals ∫ Δv_r werden beispielsweise fest vorgegeben, zum Beispiel ∫ Δv_r = [0, 1, 2, 5, 10, 50]. Stützpunkte für den Lenkwinkelgeschwindigkeits-Gewichtungsfaktor a werden über Fahrversuche und/oder mit Hilfe einer Simulation ermittelt, so dass beispielsweise a = [1, 1, 1, 1, 0, 0].
• In 4 ist ein möglicher Ablauf einer Erzeugung des Einzelgewichtungsfaktors zur Gewichtung des Lenkwinkels α, das heißt zur Erzeugung des Lenkwinkel-Gewichtungsfaktors b, dargestellt. Dieser Ablauf erfolgt beispielsweise im zweiten Modul 1.2 gemäß 2.
• Dabei wird in einem Block B6 in Abhängigkeit von Eingangsgrößen in Form der Fahrgeschwindigkeit v_Fzg und des Lenkwinkels α ein erlaubter Lenkwinkel eα aus einem Kennfeld als Funktion der Fahrgeschwindigkeit v_Fzg berechnet.
• Diese Berechnung des erlaubten Lenkwinkels eα als Funktion der Fahrgeschwindigkeit v_Fzg erfolgt anhand einer Tabelle mit Stützpunkten, wobei die Fahrgeschwindigkeit v_Fzg in dieser Tabelle beispielsweise auf einer horizontalen Achse (x-Achse) und der erlaubte Lenkwinkel eα auf einer vertikalen Achse (y-Achse) abgebildet ist. Werte zwischen den Stützpunkten werden mit beliebigen, beispielsweise linearen, Interpolationsverfahren bestimmt. Stützpunkte für Werte der Fahrgeschwindigkeit v_Fzg werden beispielsweise in km/h fest vorgegeben, zum Beispiel v_Fzg = [0, 10, 20, 30, 50, 80, 100, 130, 180, 250]. Stützpunkte für den erlaubten Lenkwinkel eα werden beispielsweise über Fahrversuche und/oder mit Hilfe einer Simulation ermittelt. Ziel ist es dabei, Beherrschbarkeitsanforderungen an den Lenkwinkel α einer funktionalen Sicherheit für den Fahrer sicherzustellen.
• In einem zweiten Block B7 wird eine Abweichung Δα eines Betrags des erfassten Lenkwinkels α von dem erlaubten Lenkwinkel eα ermittelt und auf den erlaubten Lenkwinkel eα normiert.
• In einem dritten Block B8 wird eine robuste Lenkwinkelabweichung Δα_r derart ermittelt, dass die normierte Abweichung Δα des erfassten Lenkwinkels α nur dann zu einer Begrenzung des Lenkeingriffs führt, wenn das den Lenkeingriff ausführende Fahrerassistenzsystem aktiv ist, gegeben durch das Signal S, und ein anhand des Handmoment-Gewichtungsfaktors c ermittelter Fahrereingriff einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet.
• In einem vierten Block B9 wird ein Fehlerintegral ∫ Δα_r als Integral der robusten Lenkwinkelabweichung Δα_r gebildet, wobei eine untere Grenze des Fehlerintegrals ∫ Δα_r, auch als lower bound bezeichnet, insbesondere 0 ist.
• In einem fünften Block B10 wird in Abhängigkeit eines Werts des Fehlerintegrals ∫ Δα_r der Lenkwinkel-Gewichtungsfaktor b aus einem Kennfeld ermittelt. Eine Berechnung des Lenkwinkel-Gewichtungsfaktors b erfolgt beispielsweise mittels einer Tabelle mit Stützpunkten, wobei der Wert des Fehlerintegrals ∫ Δα_r auf einer horizontalen Achse (x-Achse) und der Lenkwinkel-Gewichtungsfaktor b auf einer vertikalen Achse (y-Achse) abgetragen ist. Werte zwischen den Stützpunkten werden mit beliebigen, beispielsweise linearen, Interpolationsverfahren bestimmt. Stützpunkte für Werte des Fehlerintegrals ∫ Δα_r werden beispielsweise fest vorgegeben, zum Beispiel ∫ Δα_r = [0, 1, 2, 5, 10, 50]. Stützpunkte für den Lenkwinkel-Gewichtungsfaktor b werden über Fahrversuche und/oder mit Hilfe einer Simulation ermittelt, so dass beispielsweise b = [1, 1, 1, 1, 0, 0].
• In 5 ist ein möglicher Ablauf einer Erzeugung des Einzelgewichtungsfaktors zur Gewichtung des Handmoments M, das heißt zur Erzeugung des Handmoment-Gewichtungsfaktors c, dargestellt. Dieser Ablauf erfolgt beispielsweise im dritten Modul 1.3 gemäß 2.
• Zur Ermittlung des Handmoment-Gewichtungsfaktors c wird zunächst in einem ersten Block B11 ermittelt, ob ein erfasstes Handmoment M gleichsinnig + oder gegensinnig -zur Stellgröße u des Fahrerassistenzsystems lenkt.
• Ist das erfasste Handmoment M gleichsinnig +, dann wird der Handmoment-Gewichtungsfaktor c in einem zweiten Block B12 auf den Wert 1 gesetzt.
• Ist das erfasste Handmoment M gegensinnig -, wird in einem dritten Block B13 in Abhängigkeit der Eingangsgröße Fahrgeschwindigkeit v_Fzg ein erlaubtes Handmoment eM aus einem Kennfeld als Funktion der Fahrgeschwindigkeit v_Fzg berechnet.
• Diese Berechnung des betragsmäßig erlaubten Handmoments eM als Funktion der Fahrgeschwindigkeit v_Fzg erfolgt anhand einer Tabelle mit Stützpunkten, wobei die Fahrgeschwindigkeit v_Fzg in dieser Tabelle beispielsweise auf einer horizontalen Achse (x-Achse) und das erlaubte Handmoment eM auf einer vertikalen Achse (y-Achse) abgebildet ist. Werte zwischen den Stützpunkten werden mit beliebigen, beispielsweise linearen, Interpolationsverfahren bestimmt. Stützpunkte für Werte der Fahrgeschwindigkeit v_Fzg werden beispielsweise in km/h fest vorgegeben, zum Beispiel v_Fzg = [0, 10, 20, 30, 50, 80, 100, 130, 180, 250]. Stützpunkte für das erlaubte Handmoment eM werden beispielsweise über Fahrversuche und/oder mit Hilfe einer Simulation ermittelt. Ziel ist es dabei, Beherrschbarkeitsanforderungen an das Handmoment M einer funktionalen Sicherheit für den Fahrer sicherzustellen.
• In einem vierten Block B14 wird ein reduziertes Handmoment rM durch Subtraktion eines definierten konstanten Werts, beispielsweise 0,5, von dem erlaubten Handmoment eM gebildet.
• Anschließend wird das erfasste Handmoment M mit dem reduzierten Handmoment rM verglichen, wobei dann, wenn ein Betrag des erfassten Handmoments M kleiner ist als das reduzierte Handmoment rM oder diesem gleicht (dargestellt im Abschnitt A1), dem Handmoment-Gewichtungsfaktor c der Wert 1 zugewiesen wird.
• Ist der Betrag des erfassten Handmoments M dagegen größer als das erlaubte Handmoment eM (dargestellt im Abschnitt A2), wird dem Handmoment-Gewichtungsfaktor c der Wert 0 zugewiesen.
• Wenn der Betrag des erfassten Handmoments M zwischen dem erlaubten Handmoment eM und dem reduzierten Handmoment rM liegt (dargestellt im Abschnitt A3), wird dem Handmoment-Gewichtungsfaktor c ein in einer linearen Skalierung ermittelter Wert zwischen 0 und 1 zugewiesen.

Claims (8)

1. Verfahren zur Begrenzung eines Lenkeingriffs eines Fahrerassistenzsystems eines Fahrzeugs, wobei zur Begrenzung des Lenkeingriffs eine für den Lenkeingriff erzeugte Stellgröße (u) des Fahrerassistenzsystems mit einem Gewichtungsfaktor (f (a, b, c)) multipliziert wird dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtungsfaktor (f (a, b, c)) in Abhängigkeit von einem erfassten manuellen Lenkeingriff eines Fahrers und in Abhängigkeit von einem vorgegebenen erlaubten Lenkeingriff des Fahrers bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erlaubte Lenkeingriff in Abhängigkeit von einer Fahrgeschwindigkeit (v_Fzg) des Fahrzeugs vorgegeben wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der manuelle Lenkeingriff anhand - einer Lenkwinkelgeschwindigkeit (v) und/oder - eines Lenkwinkels (α) und/oder - eines an einer Lenkhandhabe des Fahrzeugs aufgebrachten Handmoments (M) erfasst wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene erlaubte Lenkeingriff - bei Erfassung des manuellen Lenkeingriffs anhand der Lenkwinkelgeschwindigkeit (v) als erlaubte Lenkwinkelgeschwindigkeit (ev) und/oder - bei Erfassung des manuellen Lenkeingriffs anhand des Lenkwinkels (α) als erlaubter Lenkwinkel (eα) und/oder - bei Erfassung des manuellen Lenkeingriffs anhand des Handmoments (M) als erlaubtes Handmoment (eM) vorgegeben wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtungsfaktor (f (a, b, c)) aus mehreren Einzelgewichtungsfaktoren gebildet wird, wobei ein Einzelgewichtungsfaktor ein Lenkwinkelgeschwindigkeits-Gewichtungsfaktor (a) ist, welcher in Abhängigkeit einer anhand der erfassten Lenkwinkelgeschwindigkeit (v) und der Fahrgeschwindigkeit (v_Fzg) vorgegebenen erlaubten Lenkwinkelgeschwindigkeit (ev) ermittelt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtungsfaktor (f (a, b, c)) aus mehreren Einzelgewichtungsfaktoren gebildet wird, wobei ein Einzelgewichtungsfaktor ein Lenkwinkel-Gewichtungsfaktor (b) ist, welcher in Abhängigkeit eines anhand des erfassten Lenkwinkels (α) und der Fahrgeschwindigkeit (v_Fzg) vorgegebenen erlaubten Lenkwinkels (eα) ermittelt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtungsfaktor aus mehreren Einzelgewichtungsfaktoren gebildet wird, wobei ein Einzelgewichtungsfaktor ein Handmoment-Gewichtungsfaktor (c) ist, welcher in Abhängigkeit des anhand des erfassten Handmoments (M) und der Fahrgeschwindigkeit (v_Fzg) vorgegebenen erlaubten Handmoments (eM) ermittelt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des Handmoment-Gewichtungsfaktors (c) - ein reduziertes Handmoment (rM) durch Subtraktion eines definierten konstanten Werts von dem erlaubten Handmoment (eM) gebildet wird, - das erfasste Handmoment (M) mit dem reduzierten Handmoment (rM) verglichen wird, - dann, wenn ein Betrag des erfassten Handmoments (M) kleiner ist als das reduzierte Handmoment (rM) oder diesem gleicht, dem Handmoment-Gewichtungsfaktor (c) der Wert 1 zugewiesen wird, - dann, wenn der Betrag des erfassten Handmoments (M) größer ist als das erlaubte Handmoment (eM), dem Handmoment-Gewichtungsfaktor (c) der Wert 0 zugewiesen wird, und - dann, wenn der Betrag des erfassten Handmoments (M) zwischen dem erlaubten Handmoment (eM) und dem reduzierten Handmoment (rM) liegt, dem Handmoment-Gewichtungsfaktor (c) ein in einer linearen Skalierung ermittelter Wert zwischen 0 und 1 zugewiesen wird.

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