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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Regelsystems zur automatisierten Querführung eines Fahrzeugs. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Regelsystem zur automatisierten Querführung eines Fahrzeugs. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug mit einem derartigen Regelsystem.
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Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Fahrerassistenzsysteme bekannt, welche einen Fahrer bzw. Nutzer beim Führen des Fahrzeugs unterstützen. Vorliegend gilt das Interesse insbesondere derartigen Fahrerassistenzsystemen, welche eine automatisierte Querführung des Fahrzeugs ermöglichen. In diesem Zusammenhang sind beispielsweise Lenk- und Spurführungsassistenten bekannt, welche helfen, das Fahrzeug mittig in der Spur zu führen und den Fahrer somit bei der Lenkarbeit entlasten. Derartige Fahrerassistenzsysteme zur automatisierten Querführung umfassen meist ein entsprechendes Regelsystem sowie einen Lenkaktuator zur Ansteuerung des Lenksystems des Fahrzeugs.
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Üblicherweise ist vorgesehen, dass in Abhängigkeit von der Fahrfunktion, welche mit dem Fahrerassistenzsystem aktuell bereitgestellt wird, unterschiedliche Einstellparameter vorgegeben werden. Diese Einstellparameter können sowohl Regelgrößen des Regelsystems als auch entsprechende Ausgaben des Lenkaktuators beschreiben. In diesem Zusammenhang offenbart die
DE 10 2014 208 785 A1 eine Querführungsregelungsstruktur mit einer oder mehreren Regelgrößen zur Erzeugung einer Lenkvorgabe für eine Hilfskraftlenkung eines Fahrzeugs, wobei die Querführungsregelungsstruktur eingerichtet ist, dass mittels eines ersten veränderbaren und von außerhalb der Querführungsregelungsstruktur vorgebbaren Einstellparameters die stationäre Genauigkeit einer oder mehrerer Regelgrößen veränderbar ist. Darüber hinaus ist die Querführungsregelungsstruktur dazu eingerichtet, dass mittels eines zweiten veränderbaren und von außerhalb der Querführungsregelungsstruktur vorgebbaren Einstellparameters die Übersteuerbarkeit der seitens der Querführungsregelungsstruktur vorgegebenen Lenkvorgabe durch eine fahrerseitige Lenkvorgabe veränderbar ist.
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Des Weiteren ist aus dem Stand der Technik bekannt, an den Fahrer bzw. Nutzer eines Fahrzeugs ein haptisches Feedback an dem Lenkrad auszugeben. Hierzu beschreibt die
DE 10 2017 212 780 A1 ein Verfahren zur Erzeugung eines haptischen Feedbacks an einen Fahrzeugführer, wobei das haptische Feedback durch das Aufbringen eines um ein mittleres Gesamtlenkmoment alternierendes Zusatzmoment an einer Lenkhandhabe eines Fahrzeugs mittels eines Aktuators erzeugt wird.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie ein Fahrer eines Fahrzeugs durch die Ausgabe eines haptischen Feedbacks an einem Lenkrad möglichst sicher beim Führen des Fahrzeugs unterstützt werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, durch ein Regelsystem sowie durch ein Fahrerassistenzsystem mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Betreiben eines Regelsystems für eine automatisierte Querführung eines Fahrzeugs. Das Verfahren umfasst das Bestimmen einer Soll-Größe für die automatisierte Querführung des Fahrzeugs. Darüber hinaus umfasst das Verfahren das Bestimmen einer Stellgröße für einen Lenkaktuator mittels einer Reglereinrichtung. Ferner umfasst das Verfahren das Anpassen von Einstellparametern, welche eine Regelgröße der Reglereinrichtung und/oder eine Ausgabe des Lenkaktuators beschreiben, für unterschiedliche Fahrfunktionen des Fahrzeugs. Des Weiteren umfasst das Verfahren das Empfangen eines Anforderungssignals zur Ausgabe eines haptischen Feedbacks an einem Lenkrad des Fahrzeugs. Zudem umfasst das Verfahren das Ausgeben eines Feedback-Signals zur Anpassung der Soll-Größe für die Ausgabe des haptischen Feedbacks an dem Lenkrad während der automatisierten Querführung des Fahrzeugs. Außerdem umfasst das Verfahren das Anpassen des Feedback-Signals und/oder der Einstellparameter während der Ausgabe des haptischen Feedbacks derart, dass unabhängig von der Fahrfunktion des Fahrzeugs eine Wahrnehmung des haptischen Feedbacks durch einen Nutzer gleich ist.
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Das Verfahren kann mit einem entsprechenden Regelsystem durchgeführt werden. Dieses Regelsystem kann Teil eines Fahrerassistenzsystems sein, mit welchem unterschiedliche Fahrfunktionen bereitgestellt werden können. Bei den unterschiedlichen Fahrfunktionen kann die automatisierte Querführung des Fahrzeugs mittels des Fahrerassistenzsystems übernommen werden. Die Fahrfunktion kann beispielsweise ein Lenk- und Spurführungsassistent sein, bei welchem der Fahrer unterstützt wird, das Fahrzeug innerhalb des Fahrstreifens zu halten. Die Fahrfunktion kann auch eine so genannte Hands-Off-Funktion sein, bei welcher der Fahrer die Hände kurzzeitig vom Lenkrad nehmen kann. Die Fahrfunktion kann auch das Durchführen eines Spurwechselmanövers sein. Ferner kann die Fahrfunktion das Durchführen eines Parkmanövers sein.
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Für die automatisierte Querführung des Fahrzeugs wird die Soll-Größe zugrunde gelegt. Die Soll-Größe kann beispielsweise ein Soll-Lenkwinkel, eine Soll-Krümmung oder auch eine Soll-Trajektorie sein. Die Soll-Größe kann auch in dem Regelkreis bzw. dem Regelsystem als Führungsgröße bezeichnet werden. Mittels der Reglereinrichtung des Regelsystems wird die Stellgröße für den Lenkaktuator bestimmt. Dabei kann die Stellgröße insbesondere anhand eines Vergleichs der Soll-Größe und einer Ist-Größe bestimmt werden. Der Lenkaktuator kann beispielsweise als elektromotorische Hilfskraftlenkung, als elektrohydraulische Hilfskraftlenkung oder dergleichen ausgebildet sein. Mittels des Lenkaktuators können die lenkbaren Räder des Fahrzeugs bewegt werden. Bei der Ansteuerung der lenkbaren Räder durch den Lenkaktuator erfolgt auch eine entsprechende Bewegung des Lenkrads. Der Lenkaktuator kann ein Lenkmoment erzeugen, welches die Lenkbewegung des Fahrers unterstützt oder statt der Lenkbewegung des Fahrers wirkt.
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In Abhängigkeit von bereitgestellten Fahrfunktionen werden in dem Regelsystem und/oder im Betrieb des Lenkaktuators unterschiedliche Einstellparameter verwendet. Diese Einstellparameter können eine oder mehrere Regelgrößen der Reglereinrichtung beschreiben. Alternativ oder zusätzlich können die Einstellparameter eine Ausgabe des Lenkaktuators beschreiben. Beispielsweise können die Einstellparameter ein mit dem Lenkaktuator bereitgestelltes Lenkmoment und/oder einen zeitlichen Verlauf des Lenkmoments beschreiben.
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Darüber hinaus kann mittels des Regelsystems ein haptisches Feedback an dem Lenkrad bereitgestellt werden. Als Lenkrad ist vorliegend jede Lenkhandhabe zu verstehen, welche von dem Nutzer bzw. dem Fahrer des Fahrzeugs berührt bzw. gegriffen werden kann. Durch eine Drehbewegung an dem Lenkrad kann der Fahrer die lenkbaren Räder des Fahrzeugs bewegen. Wenn ein entsprechendes Anforderungssignal zur Ausgabe des haptischen Feedbacks vorliegt, kann mittels des Regelsystems das Feedback-Signal ausgegeben werden. Infolge der Ausgabe des Feedback-Signals kann die Soll-Größe entsprechend angepasst und/oder die Soll-Größe kann von dem Feedback-Signal überlagert werden, sodass das haptische Feedback an dem Lenkrad ausgegeben wird. Bei dem haptischen Feedback kann es sich insbesondere um einen Ruck handeln, bei welchem das Lenkrad zunächst in eine erste Richtung ausgelenkt wird und anschließend in die entgegengesetzte, zweite Richtung zurückgelenkt wird. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass durch ein periodisches Hin- und Herdrehen des Lenkrads eine Vibration als haptisches Feedback erzeugt wird. Insbesondere wird das Feedback-Signal derart bestimmt, dass bei der Ausgabe des haptischen Feedbacks keine Lenkbewegung des Fahrzeugs bzw. eine Auslenkung der lenkbaren Räder von dem Fahrer bemerkbar ist.
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Wie bereits erläutert, werden je nach Fahrfunktion unterschiedliche Einstellparameter vorgegeben. Dies kann auch insbesondere dazu führen, dass sich die Lenkung für den Fahrer, der die Hände am Lenkrad hat, bei den unterschiedlichen bereitgestellten Fahrfunktionen auch verschieden anfühlt. Wenn nun die Soll-Größe für die Querführung in Abhängigkeit von dem Feedback-Signal angepasst wird bzw. die Soll-Größe mit dem Feedback-Signal überlagert wird, kann dies bei den unterschiedlichen Fahrfunktionen zur Folge haben, dass sich das haptische Feedback für den Fahrer bei den unterschiedlichen Fahrfunktionen auch anders anfühlt. Dies kann im schlimmsten Fall dazu führen, dass der Fahrer durch das haptische Feedback verunsichert wird.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist nun vorgesehen, dass das Feedback-Signal und/oder die Einstellparameter während der Ausgabe des haptischen Feedbacks derart angepasst werden, dass unabhängig von der Fahrfunktion des Fahrzeugs eine Wahrnehmung des haptischen Feedbacks durch einen Fahrer gleich ist. Mit anderen Worten ist vorgesehen, dass sich die haptische Rückmeldung, die insbesondere als Ruck am Lenkrad ausgegeben wird, sich für den Fahrer immer gleich anfühlt, unabhängig davon, welche Fahrfunktion aktuell mit dem Fahrerassistenzsystem bereitgestellt wird. Um dies zu erreichen, können zum einen die Einstellparameter zumindest während der Ausgabe des haptischen Feedbacks angepasst werden. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das Feedback-Signal selbst zumindest während der Ausgabe des haptischen Feedbacks angepasst wird. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass sich das haptische Feedback unabhängig von der bereitgestellten Fahrfunktion für den Fahrer immer gleich anfühlt. Die Wahrnehmung des Fahrers bzw. Nutzers kann sich dabei insbesondere auf die Bewegung des Lenkrads während des ausgegebenen Feedbacks beziehen. Insbesondere kann sich die Wahrnehmung auf ein Lenkmoment, eine Lenkmomentänderung in Abhängigkeit von der Zeit, eine Lenkradwinkeländerung in Abhängigkeit von der Zeit oder dergleichen beziehen. Insgesamt kann somit erreicht werden, dass der Fahrer durch ein bekanntes haptisches Feedback in gewohnter Weise und ohne Verunsicherung unterstützt werden kann.
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Bevorzugt wird als Einstellparameter eine Genauigkeit der Regelgröße und/oder einer Übersteuerbarkeit einer seitens des Lenkaktuators vorgegebenen Lenkvorgabe angepasst. Mit anderen Worten kann es sich bei dem Einstellparameter um die Genauigkeit der Regelgröße handeln. Die Genauigkeit der Regelgröße kann insbesondere beschreiben, inwieweit ein Fehler zwischen dem Soll-Wert einer Regelgröße bzw. der Führungsgröße und dem Ist-Wert der Regelgröße ausgeregelt ist. Insbesondere kann der Einstellparameter die stationäre Genauigkeit sein, welcher beschreibt, inwieweit der Fehler zwischen dem Soll-Wert und dem Ist-Wert im stationären Zustand bzw. im eingeschwungenen Zustand ausgeregelt wird.
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Des Weiteren kann der Einstellparameter die Übersteuerbarkeit bzw. die Steifigkeit sein. Die Übersteuerbarkeit beschreibt insbesondere, wie leicht eine seitens des Regelsystems bzw. des Lenkaktuators vorgegebene Lenkvorgabe durch eine Lenkvorgabe des Fahrers übersteuert werden kann. Dieser Einstellparameter gibt also insbesondere an, wie leicht oder schwer der Fahrer die Lenkvorgabe des Lenkaktuators überdrücken kann. Durch die Anpassung der Genauigkeit und/oder der Steifigkeit zumindest während der Ausgabe des haptischen Feedbacks kann auf einfache und zuverlässige Weise erreicht werden, dass sich das haptische Feedback für den Fahrer immer gleich anfühlt.
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In einer weiteren Ausführungsform wird bei deaktivierter Querführung vor dem Ausgeben des haptischen Feedbacks die automatisierte Querführung aktiviert und die automatisierte Querführung wird nach dem Ausgeben des haptischen Feedbacks wieder deaktiviert. Das haptische Feedback wird bei der aktivierten Querführung über das Feedback-Signal bzw. dem Offset auf der Krümmung bzw. dem Lenkwinkel abgebildet. Bei deaktivierter Querführung kann die Anpassung der Krümmung bzw. des Lenkwinkels nicht erreicht werden. Daher ist es vorgesehen, dass bei deaktivierter Querführung die automatisierte Querführung kurzzeitig aktiviert wird, um auf die Ist-Größe ebenfalls den gewünschten Offset geben zu können. Wenn das Feedback-Signal bzw. das haptische Feedback ohne aktivierte Querführung ausgegeben wird bzw. ein hartes Anschalten erfolgt, fühlt sich das Feedback für den Fahrer schlecht an und für den Fahrer ist der Eingriff in die Lenkung über das Feedback hinaus bemerkbar. Dies kann durch die kurzzeitige Aktivierung der Querführung verhindert werden.
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Weiterhin ist vorteilhaft, wenn der Lenkaktuator derart angesteuert wird, dass während einer Ramp-In-Phase vor der Ausgabe des haptischen Feedbacks und/oder während einer Ramp-Out-Phase nach der Ausgabe des haptischen Feedbacks die Einstellparameter und/oder die Soll-Größe angepasst werden. Dies bedeutet, dass einerseits die Einstellparameter und/oder die Soll-Größe bzw. das Feedback-Signal vor der eigentlichen Ausgabe des haptischen Feedbacks angepasst werden. Somit können die Einstellparameter und/oder die Soll-Größe, welche für die aktuell geltende Fahrfunktion vorgegeben sind, an die Ausgabe des haptischen Feedbacks angepasst werden. Nach der Ausgabe des haptischen Feedbacks können die Einstellparameter und/oder die Soll-Größe dann wieder für die Fahrfunktion angepasst werden. Während der Ramp-In-Phase und/oder während der Ramp-Out-Phase können die Einstellparameter und/oder die Soll-Größe kontinuierlich bzw. nach einem vorgegebenen Verlauf erhöht oder reduziert werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass für die einzelnen Einstellparameter, das Feedback-Signal bzw. die Soll-Größe jeweils eine Änderung während der Ramp-In-Phase und der Ramp-Out-Phase vorgegeben werden. Insbesondere ist vorgesehen, dass sich die Einstellparameter und/oder das Feedback-Signal während der Ramp-In-Phase und der Ramp-Out-Phase nicht sprunghaft ändern. Somit kann ein für den Fahrer nicht bemerkbarer Übergang zwischen dem Bereitstellen der Fahrfunktion und dem Ausgeben des haptischen Feedbacks erreicht werden.
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Wenn die automatisierte Querführung deaktiviert ist und für die Ausgabe des haptischen Feedbacks aktiviert wird, kann beispielsweise der Ruck als haptisches Feedback mit der Ramp-In-Phase und der Ramp-Out-Phase zu einem Ganzen verschmelzen, das sich gefühlt nahtlos aus der nicht aktiven Lenkradansteuerung ergibt und auch wieder nahtlos in diesen Zustand übergeht. Mit anderen Worten soll insbesondere die Illusion erzeugt werden, dass die Lenkradansteuerung nicht kurzzeitig aktiv ist und ein Soll-Winkel bzw. die Soll-Größe vorgegeben wurde, sondern über ein haptisches Feedback ausgegeben wurde.
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In einer weiteren Ausführungsform wird in Abhängigkeit der Fahrfunktion das Feedback-Signal aus einer Mehrzahl von vorbestimmten Feedback-Signalen ausgewählt. Mit anderen Worten kann eine Mehrzahl von Feedback-Mustern abgespeichert sein, wobei in Abhängigkeit von der aktuell aktiven Fahrfunktion das passende Feedback-Signal ausgewählt werden kann. Es können auch unterschiedliche Feedback-Muster für den Fall vorgesehen sein, dass die automatisierte Querführung aktiv ist oder deaktiviert ist.
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Weiterhin ist vorteilhaft, wenn sich die Mehrzahl von Feedback-Signalen bezüglich einer Intensität und/oder einer Drehrichtung des Lenkrads voneinander unterscheidet. Die Intensität beschreibt insbesondere, wie stark der Ruck am Lenkrad ausgegeben wird. Die Intensität kann das am Lenkrad erzeugte Drehmoment und/oder die Drehmomentänderung beschreiben. Die Intensität kann beispielsweise von dem Fahrer eingestellt werden. Die Drehrichtung beschreibt, in welche Richtung der Ruck an dem Lenkrad ausgegeben wird bzw. in welche Richtung das Lenkrad gedreht wird. Ferner ist es bevorzugt vorgesehen, dass die Ramp-in-Phasen und/oder die Ramp-out-Phasen der einzelnen Einstellparameter und/oder der Soll-Größe als Teil des Feedback-Musters abgespeichert sind.
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Ein erfindungsgemäßes Regelsystem zur automatisierten Querführung eines Fahrzeugs ist zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens und der vorteilhaften Ausgestaltungen davon eingerichtet. Das Regelsystem kann den Lenkaktuator aufweisen, mittels welchem die lenkbaren Räder des Fahrzeugs angesteuert werden können. Zudem kann das Regelsystem die Regeleinrichtung aufweisen, mittels welcher die Stellgröße für den Lenkaktuator bestimmt werden kann. Des Weiteren kann das Regelsystem eine Speichereinrichtung aufweisen, auf welcher die jeweiligen Feedback-Muster bzw. Feedback-Signale gespeichert sind.
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Ein erfindungsgemäßes Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug umfasst ein erfindungsgemäßes Regelsystem. Bevorzugt ist das Fahrerassistenzsystem dazu eingerichtet, zur Vorbereitung eines Spurwechselmanövers eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs anzupassen und ein Anforderungssignal zur Ausgabe eines haptischen Feedbacks auszugeben, falls das Spurwechselmanöver möglich ist.
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Insbesondere kann das Fahrerassistenzsystem dazu eingerichtet sein, den Nutzer bzw. Fahrer des Fahrzeugs auf einer mehrspurigen Straße bei einem Erreichen einer Ausfahrt zu unterstützen. Dabei kann das Fahrerassistenzsystem beispielsweise infolge einer Eingabe von einem Navigationsziel alle nötigen Spurwechsel bis zum Erreichen einer Ausfahrt vorbereiten. Hierzu kann das Fahrerassistenzsystem zunächst freie Lücken für das Fahrzeug auf dem benachbarten Fahrstreifen erkennen, und anschließend die Geschwindigkeit des Fahrzeugs für das nachfolgende Spurwechselmanöver in die erkannte Lücke anpassen. Das Spurwechselmanöver selbst kann mittels eines Spurwechselassistenzsystems durchgeführt werden, wobei das Spurwechselassistenzsystem automatisch oder nach einer Bedieneingabe durch den Fahrer ausgelöst wird.
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Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug umfasst ein erfindungsgemäßes Fahrerassistenzsystem. Das Fahrzeug ist insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet.
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Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Regelsystem, für das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem sowie für das erfindungsgemäße Fahrzeug.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, welches ein Fahrerassistenzsystem mit einem Regelsystem zur automatisierten Querführung des Fahrzeugs aufweist;
- 2 eine schematische Darstellung einer Recheneinrichtung sowie eines Lenkaktuators des Regelsystems;
- 3 zeitliche Verläufe einer Soll-Größe sowie von Einstellparametern bei aktiver Querführung gemäß einer ersten Ausführungsform;
- 4 zeitliche Verläufe der Soll-Größe sowie der Einstellparameter bei aktivierter Querführung gemäß einer weiteren Ausführungsform; und
- 5 zeitliche Verläufe der Soll-Größe sowie der Einstellparameter bei deaktivierter Querführung.
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In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt ein Fahrzeug 1, welches als Personenkraftwagen ausgebildet ist, in einer Draufsicht. Das Fahrzeug 1 umfasst ein Fahrerassistenzsystem 2, mittels welchem ein Fahrer des Fahrzeugs 1 insbesondere beim Manövrieren des Fahrzeugs 1 auf einer mehrspurigen Straße unterstützt werden kann. Das Fahrerassistenzsystem 2 umfasst eine Recheneinrichtung 3, welche beispielsweise durch zumindest ein elektronisches Steuergerät des Fahrzeugs 1 gebildet sein kann.
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Darüber hinaus umfasst das Fahrerassistenzsystem 2 zumindest einen Umfeldsensor 4 bzw. Abstandssensor. In dem vorliegenden Beispiel umfasst das Fahrerassistenzsystem 2 vier Umfeldsensoren 4, von denen zwei Umfeldsensoren 4 in einem Frontbereich 6 und zwei Umfeldsensoren 4 in einem Heckbereich 7 des Fahrzeugs 1 angeordnet sind. In dem gezeigten Beispiel sind die Umfeldsensoren 4 in den jeweiligen Ecken des Fahrzeugs 1 angeordnet. Die Umfeldsensoren 4 können beispielsweise als Radarsensoren ausgebildet sein. Mit den Umfeldsensoren 4 können entsprechende Messungen durchgeführt werden, um Objekte und insbesondere weitere Verkehrsteilnehmer in einer Umgebung 5 des Fahrzeugs 1 erfassen zu können.
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Darüber hinaus umfasst das Fahrerassistenzsystem 2 eine Navigationseinrichtung 8, mittels in bekannter Weise Navigationshinweise während der Fahrt des Fahrzeugs 1 ausgegeben werden können. Mittels des Fahrerassistenzsystems 2 kann der Fahrer des Fahrzeugs 1 insbesondere auf einer mehrspurigen Straße beim Erreichen einer Ausfahrt unterstützt werden. In Abhängigkeit von einem Signal der Navigationseinrichtung 8 kann das Fahrerassistenzsystem 2 alle nötigen Spurwechsel bis zum Erreichen einer Ausfahrt vorbereiten. Hierzu kann das Fahrerassistenzsystem 2 jeweils freie Lücken für das Fahrzeug 1 auf einer benachbarten Fahrspur erkennen und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 für das nachfolgende Spurwechselmanöver entsprechend anpassen. Es kann zudem vorgesehen sein, dass das Spurwechselmanöver mittels des Fahrerassistenzsystems 2 durchgeführt wird.
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Darüber hinaus umfasst das Fahrerassistenzsystem 2 ein vorliegend nur schematisch dargestelltes Regelsystem 9 mittels welchem eine automatisierte Querführung des Fahrzeugs ermöglicht werden kann. Das Regelsystem 9 umfasst eine Reglereinrichtung 10, mittels welcher eine Stellgröße für einen Lenkaktuator 11 des Regelsystems vorgegeben werden kann. Mit dem Lenkaktuator 11 können die lenkbaren Räder 12 des Fahrzeugs 1 angesteuert werden. Mittels des Regelsystems 9 kann auf eine Soll-Größe L geregelt werden. Darüber hinaus kann an den Fahrer des Fahrzeugs, der aktuell seine Hände an dem Lenkrad des Fahrzeugs 1 hat, ein haptisches Feedback ausgegeben werden. Dieses haptische Feedback kann beispielsweise ausgegeben werden, wenn mittels des Fahrerassistenzsystems 2 erkannt wird, dass ein Spurwechsel auf die benachbarte Fahrspur möglich ist.
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2 zeigt in einer schematischen Darstellung die Funktionsweise des Regelsystems 9 zum Erzeugen des haptischen Feedbacks. Hierbei ist eine Koordinationseinheit 13 dargestellt, welche beispielsweise durch die Recheneinrichtung 3 und/oder die Reglereinrichtung10 gebildet sein kann. Auf der Koordinationseinheit 13 bzw. in einem Speicher der Koordinationseinheit 13 sind unterschiedliche Feedback-Signale 14 für die Ausgab des haptischen Feedbacks an dem Lenkrad gespeichert. Dabei ist vorgesehen, dass das haptische Feedback als Ruck an dem Lenkrad ausgegeben wird. Diese Feedback-Signale 14 können sich bezüglich der Drehrichtung und/oder der Intensität unterscheiden. In dem vorliegenden Beispiel sind in einem weiteren Feedback-Muster-Cluster weitere Feedback-Signale 14a zur Ausgabe eines jeweiligen haptischen Feedbacks gespeichert. Auf Grundlage der Feedback-Signale 14 und der weiteren Feedback-Signale 14b kann dann der Lenkaktuator 11 angesteuert werden. Es kann zudem vorgesehen sein, dass ein Feedback-Signal 14b direkt in dem Lenkaktuator 11 vorgeben ist.
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Der Koordinationseinheit 13 können entsprechende Eingangssignale bereitgestellt werden, welche ein Anforderungssignal für das haptische Feedback, die Intensität sowie die Drehrichtung beschreiben. Dies ist vorliegend durch die Pfeile 15 veranschaulicht. Zudem können der Koordinationseinheit 13 Informationen zugeführt werden, welche den gewünschten Kurvenverlauf bei der aktivierten Querführung sowie aktivierte Fahrfunktionen beschreiben. Dies ist vorliegend schematisch durch die Pfeile 16 veranschaulicht. In Abhängigkeit von diesen Vorgaben bzw. Eingangsgrößen kann dann das entsprechende Feedback-Signal 14 ausgewählt werden. Dies kann dann zur Ansteuerung des Lenkaktuators 11 genutzt werden. Darüber hinaus können durch die Koordinationseinheit 13 weitere Informationen an den Lenkaktuator 11 übertragen werden, welche beispielsweise die Soll-Größe L, einen Qualifier Q, Einstellparameter S, G, eine maximale Querbeschleunigung oder dergleichen beschreiben. Als weitere Beispiele zur Ansteuerung des Lenkaktuators 11 kann auch eine maximale Querbeschleunigung vorgegeben werden und/oder die Querführungsfunktion definiert werden.
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3 zeigt im oberen Bereich einen zeitlichen Verlauf eines Feedback-Signals 14. Dabei ist auf der Abszisse die Zeit t und auf der Ordinate der Winkel-Offset Δφ aufgetragen. Bei diesem Feedback-Signal 14 wird das Lenksystem des Fahrzeugs 1 derart angesteuert, dass an dem Lenkrad ein Ruck nach rechts wahrnehmbar ist und am Anschluss daran wieder das Lenkrad nach links gedreht wird. Dabei wird das Lenksystem derart angesteuert, dass nur ein haptisches Feedback für den Fahrer an dem Lenkrad wahrnehmbar ist, aber keine wahrnehmbare Auslenkung der Räder 12 vorgenommen wird.
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Darüber hinaus ist in 3 der zeitliche Verlauf der Soll-Größe L, des Qualifiers Q, der Steifigkeit S sowie der Genauigkeit G aufgetragen. Die Soll-Größe S kann beispielsweise eine Soll-Krümmung oder einen Soll-Lenkwinkel beschreiben. Der Qualifier Q gibt an, ob das Regelsystem 9 aktiviert ist und somit die automatisierte Querführung umgesetzt wird. Die Steifigkeit S beschreibt eine Übersteuerbarkeit der seitens des Lenkaktuators 11 vorgegebenen Lenkvorgabe durch den Fahrer. Die Genauigkeit G einer Regelgröße beschreibt, inwieweit ein Fehler zwischen der Soll-Größe L und der Ist- Größe der Regelgröße im stationären Zustand ausgeregelt ist. Das Beispiel von 3 beschreibt den Fall, bei welchem die automatisierte Querführung aktiv ist, aber die Einstellparametersteifigkeit S und Genauigkeit G nicht angepasst werden. Zu einem Zeitpunkt to wird das haptische Feedback angefordert. Hier wird dann die Soll-Größe L von dem Feedback-Signal 14 überlagert bzw. das Feedback-Signal 14 wird anstelle der Soll-Größe L ausgegeben.
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Im Vergleich hierzu beschreibt 4 in der schematischen Darstellung die aktive automatisierte Querführung mit angepasster Steifigkeit S und Genauigkeit G. Auch hier sind das entsprechende Feedback-Signal 14 sowie der zeitliche Verlauf des Feedback-Signals 14 dargestellt. Hierbei ist vorgesehen, dass sowohl die Steifigkeit S als auch die Genauigkeit G während der Ausgabe des haptischen Feedbacks angepasst werden. In dem gezeigten Beispiel wird die von der Fahrfunktion festgelegte Steifigkeit S während der Ausgabe des haptischen Feedbacks erhöht. Zudem wird beispielhaft die von der Fahrfunktion vorgegebene Genauigkeit G während der Ausgabe des haptischen Feedbacks reduziert. Während der Ausgabe des haptischen Feedbacks werden die Steifigkeit S, die Genauigkeit G und/oder die Soll-Größe L derart vorgegeben, dass sich das haptische Feedback für den Fahrer an dem Lenkrad unabhängig von der bereitgestellten Fahrfunktion immer gleich anfühlt.
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Darüber hinaus ist eine Ramp-In-Phase 18 sowie eine Ramp-Out-Phase 19 vorgesehen, während der die Einstellparameter G, S und/oder die Soll-Größe L kontinuierlich geändert werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Verläufe der Einstellparameter sowie der Soll-Größe L während der Ramp-In-Phase 18 und der Ramp-Out-Phase 19 in dem Feedback-Signal 14 gespeichert sind. Die Ramp-In-Phase 18 beginnt zu dem Zeitpunkt to und die der Ramp-Out-Phase 19 endet zu dem Zeitpunkt t1.
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5 beschreibt in der schematischen Darstellung eine Variante, bei welcher die automatisierte Querführung zunächst deaktiviert ist. Zur Bereitstellung des haptischen Feedbacks wird die automatisierte Querführung allerdings aktiviert. Dies ist anhand des Verlaufs des Qualifiers Q zu erkennen. Auch in 5 ist der zeitliche Verlauf des zugehörigen Feedback-Signals 14 gezeigt. Bei diesem Beispiel werden während der Ausgabe des haptischen Feedbacks sowohl die Steifigkeit S als auch die Genauigkeit G erhöht. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass der Ruck als Beispiel eines Feedbacks mit der Ramp-In-Phase 18 sowie der Ramp-Out-Phase 19 verschmilzt. Somit ergibt sich für den Fahrer die Illusion, dass sich das Feedback nahtlos aus der nicht aktiven Lenkradansteuerung ergibt und auch wieder nahtlos in diesen Zustand übergeht. Anders gesagt soll die Illusion entstehen, dass die Lenkradansteuerung nicht die Soll-Größe L gestellt hat, sondern nur ein haptisches Feedback dargestellt hat.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014208785 A1 [0003]
- DE 102017212780 A1 [0004]
