DE102022116650A1 - Improved determination of torque to be applied in an electric power steering system - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines in einem elektrischen Servolenksystem (26) eines Lenksystems (28) eines Ego-Fahrzeugs (10) anzulegenden Drehmoments mit mindestens einer auf das elektrische Servolenksystem (26) wirkenden Lenkunterstützungsfunktion, umfassend die Schritte Empfangen eines angeforderten Drehmoments von der mindestens einen Lenkunterstützungsfunktion, Bestimmen eines Drehmoments, das von einem menschlichen Fahrer auf das Lenksystem (28) aufgebracht wird, Bestimmen einer Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem (28) aufzubringen, und Bestimmen des in dem elektrischen Servolenksystem (26) anzulegenden Drehmoments basierend auf dem von der mindestens einen Lenkunterstützungsfunktion angeforderten Drehmoment, dem bestimmten Drehmoment, das von einem menschlichen Fahrer auf das Lenksystem (28) aufgebracht wird, und der bestimmten Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem (28) aufzubringen. Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls ein entsprechendes elektrisches Servolenksystem (26) zum Bestimmen eines in einem Lenksystem (28) eines Ego-Fahrzeugs (10) anzulegenden Drehmoments mit mindestens einer auf das elektrische Servolenksystem (26) wirkenden Lenkunterstützungsfunktion. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Lenkunterstützungssystem (12), welches das obige elektrische Servolenksystem (26) umfasst.The present invention relates to a method for determining a torque to be applied in an electric power steering system (26) of a steering system (28) of an ego vehicle (10), with at least one steering support function acting on the electric power steering system (26), comprising the steps of receiving a requested torque from the at least one steering assistance function, determining a torque applied by a human driver to the steering system (28), determining an intention of the human driver to apply the torque to the steering system (28), and determining the torque in the electric power steering system (26 ) torque to be applied based on the torque requested by the at least one steering assistance function, the specific torque applied to the steering system (28) by a human driver, and the human driver's specific intention to apply the torque to the steering system (28). The present invention also relates to a corresponding electric power steering system (26) for determining a torque to be applied in a steering system (28) of an ego vehicle (10) with at least one steering support function acting on the electric power steering system (26). The present invention further relates to a steering assistance system (12), which comprises the above electric power steering system (26).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines in einem elektrischen Servolenksystem eines Lenksystems eines Ego-Fahrzeugs anzulegenden Drehmoments mit mindestens einer auf das elektrische Servolenksystem wirkenden Lenkunterstützungsfunktion, umfassend den Schritt zum Empfangen eines von der mindestens einen Lenkunterstützungsfunktion angeforderten Drehmoments.The present invention relates to a method for determining a torque to be applied in an electric power steering system of a steering system of an ego vehicle with at least one steering assistance function acting on the electric power steering system, comprising the step of receiving a torque requested by the at least one steering assistance function.
Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls ein elektrisches Servolenksystem zum Bestimmen eines in einem Lenksystem eines Ego-Fahrzeugs anzulegenden Drehmoments mit mindestens einer auf das elektrische Servolenksystem wirkenden Lenkunterstützungsfunktion, umfassend eine Steuereinheit und eine Antriebseinheit, die von der Steuereinheit gesteuert wird, um das bestimmte Drehmoment in dem Lenksystem anzulegen, wobei die Steuereinheit ein von der mindestens einen Lenkunterstützungsfunktion angefordertes Drehmoment empfängt.The present invention also relates to an electric power steering system for determining a torque to be applied in a steering system of an ego vehicle, with at least one steering assistance function acting on the electric power steering system, comprising a control unit and a drive unit which is controlled by the control unit in order to obtain the determined torque in the Apply steering system, wherein the control unit receives a torque requested by the at least one steering support function.
Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung ein Lenkunterstützungssystem, insbesondere als Spurzentriersystem oder Spurhaltesystem, welches das obige elektrische Servolenksystem umfasst.The present invention also relates to a steering assistance system, in particular as a lane centering system or lane keeping system, which includes the above electric power steering system.
Es sind verschiedene Arten von Fahrunterstützungssystemen bekannt, um z.B. einen menschlichen Fahrer beim Führen eines Ego-Fahrzeugs zu unterstützen. Solche Fahrunterstützungssysteme zur Unterstützung des menschlichen Fahrers werden häufig auch als ADAS (Advanced Driver Assistance Systems) bezeichnet. Andere Fahrunterstützungssysteme können autonome Fahrfunktionen bereitstellen und/oder ein autonomes Fahrsystem des Ego-Fahrzeugs unterstützen. Es können verschiedene Stufen des autonomen Fahrens angewendet werden, wobei die höchste Stufe 5 das vollständig autonome Fahren betrifft.Various types of driving support systems are known, for example to support a human driver when driving an ego vehicle. Such driving support systems to support the human driver are often also referred to as ADAS (Advanced Driver Assistance Systems). Other driving support systems may provide autonomous driving functions and/or support an autonomous driving system of the ego vehicle. Different levels of autonomous driving can be applied, with the highest level 5 relating to fully autonomous driving.
In diesem Gebiet umfassen Fahrunterstützungssysteme Systeme, die die Lenkung des Fahrzeugs unterstützen, was auch als Lenkassistenzfunktionen (steering assist functions, SAF) oder Lenkunterstützungsfunktionen bezeichnet wird. In diesem Zusammenhang helfen Lenkunterstützungsfunktionen wie Fahrspurzentriersysteme (lane centering systems, LCS) oder Spurhaltesysteme (lane keeping systems, LKS) dem menschlichen Fahrer, das Ego-Fahrzeug auf einem vorgegebenen Fahrweg zu halten, in der Regel in der Mitte der Fahrspur im Falle der Fahrspurzentriersysteme oder innerhalb der Fahrspurgrenzen im Falle der Spurhaltesysteme. Die SAF-Funktionen beeinflussen die Fahrtrichtung des Ego-Fahrzeugs, indem sie das Lenksystem des Ego-Fahrzeugs insbesondere unter Verwendung von elektrischem Servolenken (electric power steering, EPS) ansteuern.In this field, driving assistance systems include systems that support the steering of the vehicle, which is also referred to as steering assist functions (SAF) or steering assistance functions. In this context, steering support functions such as lane centering systems (LCS) or lane keeping systems (LKS) help the human driver to keep the ego vehicle on a predetermined path, usually in the middle of the lane in the case of lane centering systems or within the lane boundaries in the case of lane keeping systems. The SAF functions influence the direction of travel of the ego vehicle by controlling the steering system of the ego vehicle, in particular using electric power steering (EPS).
EPS, das manchmal auch als motorbetriebene Servolenken (motor-driven power steering, MDPS) bezeichnet wird, verwendet einen Elektromotor anstelle eines herkömmlichen Hydrauliksystems, um den menschlichen Fahrer des Ego-Fahrzeugs zu unterstützen. Sensoren erfassen die Position des Lenkrads und das in der Lenksäule ausgeübte Drehmoment, und ein Computermodul wendet über den Elektromotor, der entweder mit dem Lenkgetriebe oder der Lenksäule verbunden ist, ein unterstützendes Drehmoment an. Auf diese Weise können verschiedene Arten der Unterstützung einschließlich der bereits erwähnten Funktionen angewendet werden wie Spurhalteassistent, Winddriftkorrektur oder andere. Typische EPS-Systeme bieten eine variable Unterstützung, insbesondere in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs. Daher können auch verschiedene Unterstützungsstufen angewandt werden, die z.B. von den Fahrbedingungen wie der Geschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs abhängen können.EPS, sometimes referred to as motor-driven power steering (MDPS), uses an electric motor instead of a traditional hydraulic system to assist the human driver of the ego vehicle. Sensors detect the position of the steering wheel and the torque applied in the steering column, and a computer module applies assisting torque via the electric motor connected to either the steering gear or the steering column. In this way, different types of assistance can be applied including the functions already mentioned such as lane departure warning, wind drift correction or others. Typical EPS systems offer variable support, particularly depending on the speed of the ego vehicle. Therefore, different levels of support can be applied, which can depend, for example, on the driving conditions such as the speed of the ego vehicle.
Wenn also SAF aktiv ist, wirkt das Ego-Fahrzeug typischerweise über das EPS-System auf den Lenkwinkel des Ego-Fahrzeugs ein. In manchen Situationen kann es jedoch erforderlich oder erwünscht sein, dass der Fahrer des Ego-Fahrzeugs den Fahrweg des Ego-Fahrzeugs beeinflusst, z.B. um einem Schlagloch auszuweichen oder einen Abstand zu einem benachbarten Fahrzeug einzuhalten, was eine andere Anforderung als LCS oder LKS sein kann. Andere Fahrsituationen, in denen der menschliche Fahrer des Ego-Fahrzeugs den Fahrweg des Fahrzeugs beeinflussen muss oder möchte, sind z.B. das Überholen von Lastwagen, insbesondere auf der Autobahn, oder sogar das Überholen eines geparkten Fahrzeugs auf städtischen/zwischenstädtischen Straßen. Um den Fahrweg des Ego-Fahrzeugs zu ändern, muss der menschliche Fahrer möglicherweise das vom SAF-System aufgebrachte Drehmoment überwinden und zusätzlich ein Drehmoment aufbringen, um den Fahrweg zu ändern. Dies kann für den menschlichen Fahrer unangenehm oder unkomfortabel sein, da er das Gefühl haben kann, dass die SAF sich seinen Lenkeingaben widersetzt, während die SAF versucht, den von der SAF festgelegten Fahrweg beizubehalten, z.B. um das Ego-Fahrzeug im Falle des LCS auf einer vorgegebenen Referenzposition innerhalb einer Fahrspur zu positionieren.So when SAF is active, the ego vehicle typically influences the steering angle of the ego vehicle via the EPS system. However, in some situations it may be necessary or desirable for the driver of the ego vehicle to influence the path of the ego vehicle, for example to avoid a pothole or to maintain a distance from a neighboring vehicle, which may be a different requirement than LCS or LKS . Other driving situations in which the human driver of the ego vehicle needs or wants to influence the vehicle's path include overtaking trucks, especially on the highway, or even overtaking a parked vehicle on urban/interurban roads. To change the path of the ego vehicle, the human driver may need to overcome the torque applied by the SAF system and additionally apply torque to change the path. This may be uncomfortable or uncomfortable for the human driver as he may feel that the SAF is resisting his steering inputs while the SAF attempts to maintain the path set by the SAF, e.g. to keep the ego vehicle in the case of the LCS to position a predetermined reference position within a lane.
Um dieses Problem zu lösen, überwachen die SAF-Funktionen den Zustand des Lenkwinkels, z.B. Position und Geschwindigkeit, und das vom menschlichen Fahrer aufgebrachte Drehmoment. Stellt die SAF fest, dass der menschliche Fahrer die SAF übersteuert, kann sich die SAF vorübergehend selbst deaktivieren, damit der menschliche Fahrer den Fahrweg ändern kann, ohne dass die SAF den Lenkeingaben des Fahrers entgegenwirkt. Alternativ kann die SAF vorübergehend ein anderes Drehmoment anwenden, z.B. durch Skalierung des Drehmoments auf der Grundlage des vom Fahrer aufgebrachten Lenkmoments.To solve this problem, the SAF functions monitor the state of the steering angle, such as position and speed, and the torque applied by the human driver. If the SAF determines that the human driver is overriding the SAF, the SAF may temporarily deactivate itself so that the human driver can change the route without the SAF counteracting the driver's steering inputs. Alternatively, the SAF may temporarily apply a different torque, for example by scaling the torque based on the steering torque applied by the driver.
Die Festlegung einer Logik und von Schwellenwerten für die Deaktivierung des SAF auf der Grundlage einer Übersteuerung durch den menschlichen Fahrer ist kompliziert. Empfindlichere Einstellungen für die Deaktivierung führen häufig zu falsch positiven Deaktivierungen. Im Gegensatz dazu führen weniger empfindliche Einstellungen zu einer Verringerung des Komforts für den Fahrer. Eine Verringerung des von der SAF aufgebrachten Drehmoments kann für den Fahrer komfortabler sein, da er freier lenken kann, er aber immer noch in der Lage ist, den Eingriff des SAF-Systems zu spüren. Beide Methoden können jedoch zu unerwünschten Änderungen des Fahrwegs des Ego-Fahrzeugs führen, wenn das System eine falsch positive Deaktivierung des SAF vornimmt.Determining logic and thresholds for disabling the SAF based on human driver override is complicated. More sensitive deactivation settings often result in false positive deactivations. In contrast, less sensitive settings result in a reduction in driver comfort. Reducing the torque applied by the SAF can be more comfortable for the driver as they can steer more freely but are still able to feel the intervention of the SAF system. However, both methods can result in unwanted changes to the ego vehicle's path if the system makes a false positive deactivation of the SAF.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Bestimmen eines in einem elektrischen Servolenksystem eines Lenksystems anzulegenden Drehmoments, ein elektrisches Servolenksystem zum Bestimmen eines in einem Lenksystem anzulegenden Drehmoments und ein Lenkunterstützungssystem, welches das obige elektrische Servolenksystem umfasst, anzugeben, welche die Sicherheit bei Lenkunterstützungsfunktionen erhöhen, den Fahrerkomfort beim Übersteuern von Lenkunterstützungsfunktionen verbessern und die falsch-positiven Erkennungen solcher Übersteuerungen verringern.It is the object of the present invention to provide a method for determining a torque to be applied in an electric power steering system of a steering system, an electric power steering system for determining a torque to be applied in a steering system and a steering assistance system which includes the above electric power steering system, which ensures safety in steering assistance functions increase driver comfort when overriding steering assistance functions and reduce false positive detections of such overrides.
Dies Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This task is solved by the independent claims. Advantageous embodiments are specified in the dependent claims.
Insbesondere ist ein Verfahren zum Bestimmen eines in einem elektrischen Servolenksystem eines Lenksystems eines Ego-Fahrzeugs anzulegenden Drehmoments mit mindestens einer auf das elektrische Servolenksystem wirkenden Lenkunterstützungsfunktion angegeben, umfassend die Schritte Empfangen eines von der mindestens einen Lenkunterstützungsfunktion angeforderten Drehmoments, Bestimmen eines Drehmoments, das von einem menschlichen Fahrer auf das Lenksystem aufgebracht wird, Bestimmen einer Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem aufzubringen, und Bestimmen des in dem elektrischen Servolenksystem anzulegenden Drehmoments basierend auf dem von der mindestens einen Lenkunterstützungsfunktion angeforderten Drehmoment, dem bestimmten Drehmoment, das von einem menschlichen Fahrer auf das Lenksystem aufgebracht wird, und der bestimmten Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem aufzubringen.In particular, a method for determining a torque to be applied in an electric power steering system of a steering system of an ego vehicle with at least one steering support function acting on the electric power steering system is specified, comprising the steps of receiving a torque requested by the at least one steering support function, determining a torque that is provided by a human driver is applied to the steering system, determining an intention of the human driver to apply the torque to the steering system, and determining the torque to be applied in the electric power steering system based on the torque requested by the at least one steering assistance function, the determined torque provided by a human driver is applied to the steering system, and the human driver's specific intention to apply the torque to the steering system.
Außerdem ist ein elektrisches Servolenksystem zum Bestimmen eines in einem Lenksystem eines Ego-Fahrzeugs anzulegenden Drehmoments mit mindestens einer auf das elektrische Servolenksystem wirkenden Lenkunterstützungsfunktion angegeben, umfassend eine Steuereinheit und eine Antriebseinheit, die von der Steuereinheit gesteuert wird, um das bestimmte Drehmoment in dem Lenksystem anzulegen, wobei die Steuereinheit ein von der mindestens einen Lenkunterstützungsfunktion angefordertes Drehmoment empfängt, die Steuereinheit Informationen über ein Drehmoment, das von einem menschlichen Fahrer auf das Lenksystem aufgebracht wird, empfängt, die Steuereinheit Informationen über eine Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem aufzubringen, empfängt, und die Steuereinheit das in dem Lenksystem anzulegende Drehmoment bestimmt, indem es die Antriebseinheit steuert basierend auf dem von der mindestens einen Lenkunterstützungsfunktion angeforderten Drehmoment, dem bestimmten Drehmoment, das von einem menschlichen Fahrer auf das Lenksystem aufgebracht wird, und der bestimmten Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem aufzubringen.In addition, an electric power steering system for determining a torque to be applied in a steering system of an ego vehicle with at least one steering assistance function acting on the electric power steering system is specified, comprising a control unit and a drive unit which is controlled by the control unit to apply the determined torque in the steering system , wherein the control unit receives a torque requested by the at least one steering assistance function, the control unit receives information about a torque applied to the steering system by a human driver, the control unit receives information about an intention of the human driver to apply the torque to the steering system , receives, and the control unit determines the torque to be applied in the steering system by controlling the drive unit based on the torque requested by the at least one steering assistance function, the determined torque applied to the steering system by a human driver, and the determined intention of the human driver to apply the torque to the steering system.
Weiterhin ist ein Lenkunterstützungssystem, insbesondere als Spurzentriersystem oder Spurhaltesystem angegeben, umfassend das obige elektrische Servolenksystem.Furthermore, a steering assistance system is specified, in particular as a lane centering system or lane keeping system, comprising the above electric power steering system.
Grundidee der Erfindung ist es zu bestätigen, dass ein von einem menschlichen Fahrer auf das Lenksystem aufgebrachtes Drehmoment absichtlich aufgebracht wird. Dies basiert auf der Bestimmung des vom menschlichen Fahrer aufgebrachten Drehmoments zusammen mit der Bestimmung der Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem aufzubringen. Dies ermöglicht eine Implementierung verbesserter Lenkunterstützungsfunktionen mit erhöhter Sicherheit, verbessertem Fahrerkomfort beim Übersteuern von Lenkunterstützungsfunktionen und ein Verringern der Anzahl falsch positiver Erkennungen solcher Übersteuerungen. Ein bestimmtes Drehmoment, das der menschliche Fahrer absichtlich auf das Lenksystem aufbringt, wird anders verarbeitet als ein bestimmtes Drehmoment, das ohne Absicht auf das Lenksystem aufgebracht wird.The basic idea of the invention is to confirm that a torque applied to the steering system by a human driver is intentionally applied. This is based on determining the torque applied by the human driver along with determining the human driver's intention to apply the torque to the steering system. This enables implementation of improved steering assistance functions with increased safety, improved driver comfort when overriding steering assistance functions and a reduction in the number of false positive detections of such overrides. A specific torque that the human driver intentionally applies to the steering system is processed differently than a specific torque that is applied to the steering system without intention.
Die mindestens eine Lenkunterstützungsfunktion, die auch als Lenkassistenzfunktion (steering assist function, SAF) bezeichnet wird, fordert ein auf das Lenksystem aufzubringendes Drehmoment an, um einem bestimmten Fahrweg zu folgen, wobei der Fahrweg von der jeweiligen Lenkunterstützungsfunktion bestimmt wird. Wenn somit die SAF aktiv ist, fordert die SAF das System zum elektrischen Servolenken (electric power steering, EPS) auf, ein Drehmoment in dem Lenksystem anzulegen, um einen von der SAF festgelegten Fahrweg zu befahren.The at least one steering assistance function, which is also referred to as a steering assistance function (SAF), requests a torque to be applied to the steering system in order to follow a specific route, the route being determined by the respective steering assistance function. Thus, when the SAF is active, the SAF requests the electric power steering (EPS) system to apply torque in the steering system to travel a path specified by the SAF.
In manchen Situationen kann es jedoch vorkommen, dass der menschliche Fahrer des Ego-Fahrzeugs einen anderen Fahrweg einschlagen muss oder möchte, z.B. um einem Schlagloch auszuweichen oder einen Abstand zu einem benachbarten Fahrzeug einzuhalten. In diesem Fall bringt der menschliche Fahrer absichtlich ein Drehmoment auf das Lenksystem aus, insbesondere durch Drehen eines Lenkrads des Lenksystems. In diesem Fall wird die Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem aufzubringen, bestimmt, so dass das vom EPS-System aufzubringende Drehmoment auf der Grundlage der beabsichtigten oder gewünschten Übersteuerung des von der SAF angeforderten Drehmoments bestimmt werden kann. In diesem Fall kann der menschliche Fahrer den Fahrweg des Ego-Fahrzeugs auf der Grundlage des von ihm aufgebrachten Drehmoments leicht ändern.In some situations, however, it may happen that the human driver of the ego vehicle has to or wants to take a different route, e.g. to avoid a pothole or to maintain a distance from a neighboring vehicle. In this case, the human driver intentionally applies torque to the steering system, particularly by turning a steering wheel of the steering system. In this case, the human driver's intention to apply the torque to the steering system is determined so that the torque to be applied by the EPS system can be determined based on the intended or desired override of the torque requested by the SAF. In this case, the human driver can easily change the ego vehicle's path based on the torque he or she applies.
In anderen Situationen jedoch dreht der menschliche Fahrer des Ego-Fahrzeugs unbeabsichtigt das Lenkrad und bringt unbeabsichtigt ein Drehmoment auf das Lenksystem auf, z.B. wenn er das Lenkrad greift und sich bewegt. In diesem Fall wird eine fehlende Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf die Lenksystem aufzubringen, festgestellt, so dass das in dem elektrischen Servolenksystem anzulegende Drehmoment basierend auf dem unbeabsichtigten oder unerwünschten Aufbringen des Drehmoments auf das Lenksystem bestimmt werden kann. Somit findet keine Übersteuerung der SAF statt, eine begrenzte Übersteuerung kann erfolgen oder sogar ein Gegenmoment kann auf das Lenksystem aufgebracht werden, um die durch die jeweilige(n) Fahrunterstützungsfunktion(en) definierten Ziele zu erreichen. In jedem Fall wird ein im EPS-System des Lenksystems des Ego-Fahrzeugs anzulegendes Gesamtmoment ermittelt und angelegt. Das Ermitteln erfolgt durch die Steuereinheit des elektrischen Servolenksystems, die die Antriebseinheit ansteuert, um das ermittelte Drehmoment in dem Lenksystem anzulegen.However, in other situations, the human driver of the ego vehicle unintentionally turns the steering wheel and unintentionally applies torque to the steering system, such as when gripping the steering wheel and moving. In this case, a lack of intention of the human driver to apply the torque to the steering system is detected, so that the torque to be applied in the electric power steering system can be determined based on the unintentional or undesirable application of the torque to the steering system. Thus, no oversteering of the SAF takes place, a limited oversteering can occur or even a counter-torque can be applied to the steering system in order to achieve the goals defined by the respective driving support function(s). In each case, a total torque to be applied in the EPS system of the ego vehicle's steering system is determined and applied. The determination is carried out by the control unit of the electric power steering system, which controls the drive unit in order to apply the determined torque in the steering system.
Das Ego-Fahrzeug betrifft ein Fahrzeug mit einem Lenksystem und einem elektrischen Servolenksystem, für das das Verfahren zur Bestimmung eines in dem elektrischen Servolenksystem anzulegenden Drehmoments durchgeführt wird. Bei dem Ego-Fahrzeug kann es sich um jede Art von Fahrzeug handeln, einschließlich Personenkraftwagen (Pkw oder Busse), Lkw, Lastkraftwagen und andere.The ego vehicle relates to a vehicle with a steering system and an electric power steering system, for which the method for determining a torque to be applied in the electric power steering system is carried out. The ego vehicle can be any type of driving equipment, including passenger cars (cars or buses), trucks, trucks and others.
Die elektrische Servolenksystem, das manchmal auch als motorbetriebenes Servolenksystem (motor-driven power steering, MDPS) bezeichnet wird, ist ein System, das einen Elektromotor anstelle eines herkömmlichen Hydrauliksystems verwendet, um den menschlichen Fahrer des Ego-Fahrzeugs zu unterstützen. Sensoren erfassen die Position des Lenkrads und das in der Lenksäule ausgeübte Drehmoment, und die Antriebseinheit wird so gesteuert, dass sie ein Drehmoment in dem Lenksystem anlegt. Das elektrische Servolenksystem kann jedes elektrisch oder elektronisch betriebene Lenksystem sein.Electric power steering, sometimes referred to as motor-driven power steering (MDPS), is a system that uses an electric motor instead of a traditional hydraulic system to assist the human driver of the ego vehicle. Sensors detect the position of the steering wheel and the torque applied in the steering column, and the drive unit is controlled to apply torque in the steering system. The electric power steering system can be any electrically or electronically operated steering system.
Das Lenksystem betrifft ein System, das ein in einer Fahrgastzelle des Ego-Fahrzeugs befindliches Lenkrad und die gelenkten Räder des Ego-Fahrzeugs, in der Regel die Vorderräder, funktional miteinander verbindet. Das Lenkrad ist an einer Lenksäule angebracht, die die Lenkbewegung über ein Lenkgetriebe auf die gelenkten Räder überträgt. In einigen Fahrzeugen werden Teile des Lenksystems elektronisch bereitgestellt, auch bekannt als Steer-by-Wire. Die Grundsätze der vorliegenden Erfindung gelten jedoch in gleicher Weise.The steering system refers to a system that functionally connects a steering wheel located in a passenger compartment of the ego vehicle and the steered wheels of the ego vehicle, usually the front wheels. The steering wheel is attached to a steering column, which transmits the steering movement to the steered wheels via a steering gear. In some vehicles, parts of the steering system are provided electronically, also known as steer-by-wire. However, the principles of the present invention apply equally.
Die mindestens eine Lenkunterstützungsfunktion stellt eine Unterstützung beim Lenken des Fahrzeugs bereit. In diesem Zusammenhang helfen Lenkunterstützungsfunktionen wie Fahrspurzentriersysteme (LCS) oder Spurhaltesysteme (LKS) menschlichen Fahrern, das Ego-Fahrzeug auf einem vorgegebenen Fahrweg zu halten, in der Regel in der Mitte der Fahrspur im Falle der Fahrspurzentriersysteme oder innerhalb der Fahrspurgrenzen im Falle der Spurhaltesysteme. Die SAF beeinflusst die Fahrtrichtung oder den Fahrweg des Ego-Fahrzeugs, indem sie das Lenksystem des Ego-Fahrzeugs anweist, ein Drehmoment in der elektrischen Servolenkung anzulegen. Dabei wirkt die SAF auf das EPS-System ein. Eine oder mehrere Lenkunterstützungsfunktionen können gleichzeitig aktiv sein, wobei mehrere Lenkunterstützungsfunktionen gemeinsam das Drehmoment an das EPS-System anfordern, oder jedes der EPS-Systeme fordert ein Drehmoment an und das EPS-System wählt ein Drehmoment auf der Grundlage der verschiedenen Anforderungen. Darüber hinaus kann eine der SAF permanent aktiv sein, während eine andere SAF nur in Notfällen aktiv ist, so dass die permanent aktive SAF ständig das Drehmoment anfordert und die SAF, die in Notfällen aktiv ist, die permanent aktive SAF in Notfällen übersteuert.The at least one steering assistance function provides assistance when steering the vehicle. In this context, steering support functions such as lane centering systems (LCS) or lane keeping systems (LKS) help human drivers to keep the ego vehicle on a predetermined path, usually in the middle of the lane in the case of the lane centering systems or within the lane boundaries in the case of the lane keeping systems. The SAF influences the direction or path of the ego vehicle by instructing the ego vehicle's steering system to apply torque in the electric power steering. The SAF influences the EPS system. One or more steering assistance functions may be active simultaneously, with multiple steering assistance functions jointly requesting torque to the EPS system, or each of the EPS systems requests torque and the EPS system selects torque based on the different requirements. In addition, one of the SAFs may be permanently active while another SAF is only active in emergencies, such that the permanently active SAF constantly requests torque and the SAF that is active in emergencies overrides the permanently active SAF in emergencies.
Alternativ zum Empfangen des von der mindestens einen Lenkunterstützungsfunktion angeforderten Drehmoments kann das EPS-System auch einen angeforderten Lenkwinkel von der mindestens einen Lenkunterstützungsfunktion empfangen, der als Grundlage für die Bestimmung des Drehmoments entsprechend der Anforderung von der mindestens einen Lenkunterstützungsfunktion verwendet wird.As an alternative to receiving the torque requested by the at least one steering assistance function, the EPS system may also receive a requested steering angle from the at least one steering assistance function, which is used as a basis for determining the torque corresponding to the request from the at least one steering assistance function.
Die mindestens eine Lenkunterstützungsfunktion und das elektrische Servolenksystem können im Ego-Fahrzeug integriert oder als unabhängige, über eine beliebige Datenverbindung verbundene Systeme implementiert sein.The at least one steering assistance function and the electric power steering system can be integrated in the ego vehicle or implemented as independent systems connected via any data connection.
Das vom menschlichen Fahrer auf das Lenksystem aufgebrachte Drehmoment kann auf unterschiedliche Weise bestimmt werden, z.B. mit Hilfe eines entsprechenden Drehmomentsensors oder z.B. auf der Grundlage einer elektrischen Leistung, die von der Antriebseinheit benötigt wird, um das bestimmte Drehmoment aufzubringen.The torque applied to the steering system by the human driver can be determined in different ways, for example using a corresponding torque sensor or, for example, based on an electrical power required by the drive unit to apply the determined torque.
Die Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem aufzubringen, wird auf der Grundlage eines Verhaltens des menschlichen Fahrers ermittelt. Bei diesem Verhalten des menschlichen Fahrers kann es sich um ein absichtliches Verhalten handeln, z.B. wenn der menschliche Fahrer versucht, einen Gegenstand vom Boden der Fahrgastzelle aufzuheben, oder um ein unabsichtliches Verhalten, z.B. im Falle eines medizinischen Problems wie eines Herzanfalls oder anderen. Darüber hinaus kann das Verhalten des menschlichen Fahrers leicht anhand der Bewegung von z.B. Armen oder Beinen des Fahrers bestimmt werden. In anderen Fällen kann das Verhalten des menschlichen Fahrers z.B. anhand einer Augenbewegung der Augen des menschlichen Fahrers des Ego-Fahrzeugs bestimmt werden. Es ist z.B. bekannt, einen Ermüdungszustand eines Menschen anhand der Augenbewegung zu bestimmen.The human driver's intention to apply the torque to the steering system is determined based on a behavior of the human driver. This behavior of the human driver may be an intentional behavior, such as when the human driver tries to pick up an object from the floor of the passenger compartment, or an unintentional behavior, such as in the case of a medical problem such as a heart attack or others. In addition, the behavior of the human driver can be easily determined based on the movement of, for example, the driver's arms or legs. In other cases, the behavior of the human driver can be determined, for example, based on an eye movement of the eyes of the human driver of the ego vehicle. For example, it is known to determine a person's state of fatigue based on eye movement.
Das Bestimmen des in dem elektrischen Servolenksystem anzulegenden Drehmoments betrifft das Bestimmen des letztlich auf das Lenksystem anzulegenden Drehmoments.Determining the torque to be applied in the electric power steering system involves determining the torque to ultimately be applied to the steering system.
Das Drehmoment wird basierend auf dem von der mindestens einen Lenkunterstützungsfunktion angeforderten Drehmoment, dem bestimmten Drehmoment, das von einem menschlichen Fahrer auf das Lenksystem aufgebracht wird, und der bestimmten Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem aufzubringen, bestimmt. Wird also kein Drehmoment von dem menschlichen Fahrer aufgebracht, wird das von der mindestens einen Lenkunterstützungsfunktion angeforderte Drehmoment von dem elektrischen Servolenksystem angelegt.The torque is determined based on the torque requested by the at least one steering assist function, the particular torque applied to the steering system by a human driver, and the human driver's particular intention to apply the torque to the steering system. If no torque is applied by the human driver, the torque requested by the at least one steering assistance function is applied by the electric power steering system.
Das Bestimmen des in dem elektrischen Servolenksystem anzulegenden Drehmoments basierend auf dem von der mindestens einen Lenkunterstützungsfunktion angeforderten Drehmoment, dem bestimmten Drehmoment, das von einem menschlichen Fahrer auf das Lenksystem aufgebracht wird, und der bestimmten Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem aufzubringen, kann beinhalten, dass das bestimmte Drehmoment, das von dem menschlichen Fahrer auf das Lenksystem aufgebracht wird, und die bestimmte Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem aufzubringen, verwendet werden, um z.B. zu bestimmen, ob das angeforderte Drehmoment angelegt wird oder ob ein anderes Drehmoment angelegt wird. Das Bestimmen des in dem elektrischen Servolenksystem anzulegenden Drehmoments basierend auf dem von der mindestens einen Lenkunterstützungsfunktion angeforderten Drehmoment, dem bestimmten Drehmoment, das von einem menschlichen Fahrer auf das Lenksystem aufgebracht wird, und der bestimmten Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem aufzubringen, erfordert nicht, dass das Drehmoment unter Verwendung einer beliebigen logischen Kombination von allem aus dem mindestens einen Lenkunterstützungsfunktion angeforderten Drehmoment, dem bestimmten Drehmoment, das von einem menschlichen Fahrer auf das Lenksystem aufgebracht wird, und der bestimmten Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem aufzubringen, berechnet oder bestimmt wird.Determining the torque to be applied in the electric power steering system based on the torque requested by the at least one steering assist function, the determined torque applied to the steering system by a human driver, and the human driver's determined intention to apply the torque to the steering system, may include using the particular torque applied to the steering system by the human driver and the human driver's particular intention to apply the torque to the steering system, for example, to determine whether or not the requested torque is applied a different torque is applied. Determining the torque to be applied in the electric power steering system based on the torque requested by the at least one steering assist function, the determined torque applied to the steering system by a human driver, and the human driver's determined intention to apply the torque to the steering system, does not require that the torque be determined using any logical combination of all of the at least one steering assist function requested torque, the particular torque applied to the steering system by a human driver, and the human driver's particular intention to apply the torque to the steering system to be raised, calculated or determined.
Falls der menschliche Fahrer ein Drehmoment aufbringt, führt das elektrische Servolenksystem eine Validierung des vom menschlichen Fahrer aufgebrachten Drehmoments auf der Grundlage der ermittelten Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem aufzubringen, durch. Wird also das Drehmoment absichtlich vom menschlichen Fahrer aufgebracht, wird das in der elektrischen Servolenkung aufzubringende Drehmoment auf der Grundlage des von der mindestens einen Lenkunterstützungsfunktion angeforderten Drehmoments, des vom menschlichen Fahrer auf das Lenksystem aufgebrachten Drehmoments und der ermittelten Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem aufzubringen, bestimmt. Dies kann das Bestimmen des anzulegenden Drehmoments basierend auf dem angeforderten Drehmoment beinhalten, das basierend auf dem vom menschlichen Fahrer auf das Lenksystem aufgebrachten Drehmoment und/oder der ermittelten Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf die Lenkung aufzubringen, geändert wird, wie nachstehend ausführlicher erläutert. Dies kann sogar ein vollständiges Übersteuern oder eine Deaktivierung des elektrischen Servolenksystems beinhalten, d.h. das elektrische Servolenksystem legt kein Drehmoment in dem Lenksystem an.If the human driver applies torque, the electric power steering system performs validation of the torque applied by the human driver based on the human driver's determined intention to apply the torque to the steering system. Therefore, if the torque is intentionally applied by the human driver, the torque to be applied in the electric power steering is determined based on the torque requested by the at least one steering assistance function, the torque applied to the steering system by the human driver, and the human driver's determined intention to apply the torque to apply the steering system. This may include determining the torque to be applied based on the requested torque, which is changed based on the torque applied to the steering system by the human driver and/or the human driver's determined intention to apply the torque to the steering, as explained in more detail below . This may even include a complete oversteer or deactivation of the electric power steering system, i.e. the electric power steering system does not apply any torque to the steering system.
Die Steuereinheit bestimmt das in dem elektrischen Servolenksystem anzulegende Drehmoment für das Lenksystem des Ego-Fahrzeugs. Die Steuereinheit steuert die Antriebseinheit, um das bestimmte Drehmoment in dem Lenksystem anzulegen. Die Steuereinheit und die Antriebseinheit sind über eine Steuerverbindung verbunden, bei der es sich um eine beliebige analoge oder digitale Verbindung handeln kann. Bei der Steuereinheit kann es sich um eine beliebige Steuereinheit handeln, die für den Einsatz im Ego-Fahrzeug geeignet ist. Solche Steuereinheiten sind im Automobilbereich typischerweise als ECU (electronic control unit) bekannt. Die Steuereinheit kann zur Ausführung mehrerer Aufgaben oder Anwendungen gemeinsam genutzt werden. Die Steuereinheit verarbeitet die empfangenen Informationen, wie weiter unten beschrieben.The control unit determines the torque to be applied in the electric power steering system for the steering system of the ego vehicle. The control unit controls the drive unit to apply the specific torque in the steering system. The control unit and the drive unit are connected via a control connection, which can be any analog or digital connection. The control unit can be any control unit that is suitable for use in the ego vehicle. Such control units are typically known in the automotive sector as ECUs (electronic control units). The control unit can be shared to run multiple tasks or applications. The control unit processes the received information as described below.
Die Antriebseinheit umfasst z.B. einen elektrisch angetriebenen Motor und wendet auf der Grundlage der von der Steuereinheit empfangenen Steuersignale einen Antriebsstrom an. Auf diese Weise kann die Antriebseinheit das bestimmte Drehmoment in dem Lenksystem anlegen. Die Antriebseinheit ist typischerweise mit einer Lenksäule des Lenksystems verbunden und übt das Drehmoment auf die Lenksäule aus.For example, the drive unit includes an electrically driven motor and applies a drive current based on the control signals received from the control unit. In this way, the drive unit can apply the specific torque in the steering system. The drive unit is typically connected to a steering column of the steering system and applies torque to the steering column.
Die Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem aufzubringen, basiert im Allgemeinen darauf, dass der Fahrer auf das Fahren konzentriert ist und das Drehmoment aktiv und absichtlich aufbringt. Falls der menschliche Fahrer des Ego-Fahrzeugs gestört wird oder abgelenkt ist oder sich in einem anderen Zustand befindet, der ein absichtliches Aufbringen des Drehmoments nicht zulässt, kann die SAF dabei helfen, diese Situation zu überwinden und einen vorgegebenen Fahrweg sicher zu befahren. In diesen Fällen kann ein Übersteuern der SAF und des von der SAF angeforderten Drehmoments zu gefährlichen Fahrsituationen führen. Insbesondere wenn die SAF eher auf Komfort eingestellt ist, wird ein unbeabsichtigtes Aufbringen eines Drehmoments durch den menschlichen Fahrer verhindert. Durch die Bestätigung anhand der Bestimmung einer Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf die Lenkung aufzubringen, kann jedoch eine unbeabsichtigte Deaktivierung oder Übersteuerung der SAF und des von der SAF angeforderten Drehmoments verhindert werden. Daher ermöglicht die Überprüfung auf der Grundlage der ermittelten Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem aufzubringen, einerseits ein komfortableres Fahrerlebnis mit einer verbesserten Fähigkeit, den Fahrweg des Ego-Fahrzeugs für beabsichtigte Änderungen des Fahrwegs leicht zu ändern, während andererseits unbeabsichtigte Änderungen des Fahrwegs verhindert werden, indem z.B. ein zuverlässiger Widerstand gegen ein unbeabsichtigt aufgebrachtes Lenkdrehmoment, das von dem menschlichen Fahrer aufgebracht wird, bereitgestellt wird.The human driver's intention to apply torque to the steering system is generally based on the driver being focused on driving and actively and intentionally applying the torque. If the human driver of the ego vehicle is disturbed or distracted or is in some other condition that does not allow the intentional application of torque, the SAF can help overcome this situation and safely navigate a given path. In these cases, oversteering the SAF and the torque requested by the SAF can lead to dangerous driving situations. In particular, if the SAF is set more towards comfort, unintentional application of torque by the human driver is prevented. However, by confirming based on determining a human driver's intention to apply torque to the steering, inadvertent deactivation or override of the SAF and the torque requested by the SAF can be prevented. Therefore, the verification based on the human driver's determined intention to apply the torque to the steering system, on the one hand, enables a more comfortable driving experience with an improved ability to easily adjust the ego vehicle's travel path for intended travel path changes change, while on the other hand preventing unintentional changes in the travel path by, for example, providing reliable resistance to unintentional steering torque applied by the human driver.
Gemäß einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung umfasst der Schritt des Bestimmens einer Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem aufzubringen, das Bestimmen der Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem aufzubringen, basierend auf einer von einem Fahrerüberwachungssystem empfangenen Eingabe. Das Fahrerüberwachungssystem (DMS) kann ein unabhängiges System sein oder in die SAF integriert werden. Ein beliebiger Satz von Sensoren und Informationsquellen kann verwendet werden, um die Absicht des Fahrers zu messen oder zu schätzen, z.B. Kameras, ein Fahrerlenkmomentsensor, tragbare Geräte, ein Unterhaltungssystem, eine Freisprechanlage (hands free system). Die Absicht des Fahrers kann z.B. basierend auf einem Zustand und/oder einer Aufmerksamkeit des menschlichen Fahrers bestimmt werden, die in der Regel als Ausgabe des DMS bereitgestellt werden. Daher können bereits vorhandene Fahrerüberwachungssysteme verwendet werden, um einen geeigneten Input für das Bestimmen der Absicht des menschlichen Fahrers zu liefern, das Drehmoment auf das Lenksystem aufzubringen. Solche DMS sind in der Technik bekannt und können z.B. die Müdigkeit des menschlichen Fahrers bestimmen.According to a modified embodiment of the invention, the step of determining a human driver's intention to apply the torque to the steering system includes determining the human driver's intention to apply the torque to the steering system based on input received from a driver monitoring system. The driver monitoring system (DMS) can be an independent system or integrated into the SAF. Any set of sensors and information sources can be used to measure or estimate driver intent, e.g. cameras, a driver steering torque sensor, wearable devices, an entertainment system, a hands-free system. For example, the driver's intent may be determined based on a condition and/or attention of the human driver, which are typically provided as an output of the DMS. Therefore, existing driver monitoring systems can be used to provide appropriate input for determining the human driver's intention to apply torque to the steering system. Such DMS are known in technology and can, for example, determine the fatigue of the human driver.
Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung umfasst das elektrische Servolenkungssystem ein Fahrerüberwachungssystem, das die Informationen über die Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem aufzubringen, bestimmt und die Informationen an die Steuereinheit bereitstellt. Das DMS kann zusätzlich eine Ausgabe zur Verwendung durch andere Funktionen und/oder Systeme des Ego-Fahrzeugs bereitstellen, z.B. um eine Ermüdung des menschlichen Fahrers festzustellen und in solchen Fällen eine Warnung zu erzeugen.According to a modified embodiment of the invention, the electric power steering system includes a driver monitoring system that determines the information about the human driver's intention to apply torque to the steering system and provides the information to the control unit. The DMS may additionally provide output for use by other functions and/or systems of the ego vehicle, e.g. to detect human driver fatigue and generate an alert in such cases.
Alternativ ist das Fahrerüberwachungssystem unabhängig von dem elektrischen Servolenksystem vorgesehen und stellt dem elektrischen Servolenksystem, insbesondere der Steuereinheit, die Informationen über die Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem aufzubringen, zur Verfügung. Dementsprechend kann das DMS ein Mehrzwecksystem sein, das von verschiedenen Funktionen und/oder Systemen des Ego-Fahrzeugs genutzt wird.Alternatively, the driver monitoring system is provided independently of the electric power steering system and provides the electric power steering system, in particular the control unit, with the information about the human driver's intention to apply the torque to the steering system. Accordingly, the DMS may be a multi-purpose system used by various functions and/or systems of the ego vehicle.
Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung umfasst der Schritt des Bestimmens einer Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem aufzubringen, das Bestimmen der Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem aufzubringen, basierend auf wenigstens einem von einem Erkennen der am Lenkrad positionierten Hände des Fahrers, Erkennen einer Ablenkung/Aufmerksamkeit des Fahrers beim Fahren des Ego-Fahrzeugs, Erkennen von Schläfrigkeit und/oder Müdigkeit des Fahrers des Ego-Fahrzeugs, Erkennen eines Gesundheitszustands des Fahrers des Ego-Fahrzeugs, Erkennen einer Blendung des Fahrers des Ego-Fahrzeugs, Erkennen, dass der Fahrer des Ego-Fahrzeugs aktiv ein Telefongespräch führt, aktiv ein mobiles Gerät benutzt und/oder aktiv ein beliebiges Gerät des Ego-Fahrzeugs, z.B. ein Unterhaltungssystem, benutzt, und Erkennen einer Umgebung des Ego-Fahrzeugs, insbesondere im Hinblick auf das Vorhandensein von Schlaglöchern, geparkten Autos oder jeglicher Art von Hindernissen oder anderen Objekten, insbesondere zur Validierung der ermittelten Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem aufzubringen. Befinden sich die Hände des menschlichen Fahrers am Lenkrad, kann davon ausgegangen werden, dass der menschliche Fahrer aufmerksam ist und daher nur absichtlich ein Drehmoment auf das Lenksystem aufbringt. Ablenkung und mangelnde Aufmerksamkeit können auf eine fehlende Absicht hinweisen, ein Drehmoment auf das Lenksystem aufzubringen, z.B. wenn der menschliche Fahrer Bewegungen aufgrund anderer Tätigkeiten ausführt und aufgrund einer solchen Bewegung das Drehmoment auf das Lenksystem aufbringt. Müdigkeit oder Ermüdung weisen typischerweise auf nicht absichtliches Handeln hin oder erhöhen zumindest die Wahrscheinlichkeit dafür, d.h. dass der menschliche Fahrer keine Absicht hat, das Drehmoment auf das Lenksystem aufzubringen. Je nach Gesundheitszustand kann der menschliche Fahrer nicht in der Lage sein, das Drehmoment absichtlich auf das Lenksystem aufzubringen, z.B. im Falle von Bewusstlosigkeit oder Tod. Blendung des Fahrers kann durch Sonnenlicht und/oder Lichter entgegenkommender Fahrzeuge auftreten. Dies kann z.B. anhand typischer Bewegungen des menschlichen Fahrers, wie dem Schließen der Augen oder anderen, erkannt werden, was es dem menschlichen Fahrer des Ego-Fahrzeugs erschwert, das Ego-Fahrzeug absichtlich zu steuern und somit absichtlich das Drehmoment auf das Lenksystem aufzubringen. Die Verwendung von Mobiltelefonen oder anderen mobilen Geräten während des Fahrens des Ego-Fahrzeugs ist ebenfalls ein typisches Anzeichen dafür, dass der menschliche Fahrer unaufmerksam ist. Folglich wird der menschliche Fahrer das Drehmoment nicht absichtlich auf das Lenksystem aufbringen.According to a modified embodiment of the invention, the step of determining an intention of the human driver to apply the torque to the steering system includes determining the intention of the human driver to apply the torque to the steering system based on at least one of a detection of the steering wheel positioned Hands of the driver, detecting distraction/attention of the driver while driving the ego vehicle, detecting drowsiness and/or fatigue of the driver of the ego vehicle, detecting a health condition of the driver of the ego vehicle, detecting blinding of the driver of the ego vehicle Vehicle, detecting that the driver of the ego vehicle is actively making a telephone conversation, actively using a mobile device and / or actively using any device of the ego vehicle, e.g. an entertainment system, and recognizing an environment of the ego vehicle, in particular in with regard to the presence of potholes, parked cars or any type of obstacles or other objects, in particular to validate the human driver's determined intention to apply torque to the steering system. If the human driver's hands are on the steering wheel, it can be assumed that the human driver is paying attention and is therefore only intentionally applying torque to the steering system. Distraction and lack of attention may indicate a lack of intention to apply torque to the steering system, for example when the human driver makes movements due to other activities and applies torque to the steering system due to such movement. Tiredness or fatigue typically indicates, or at least increases the likelihood of, non-intentional action, i.e., that the human driver has no intention of applying torque to the steering system. Depending on the health condition, the human driver may be unable to intentionally apply torque to the steering system, for example in the event of unconsciousness or death. Driver glare can occur from sunlight and/or lights from oncoming vehicles. This can be detected, for example, by typical movements of the human driver, such as closing the eyes or others, which makes it difficult for the human driver of the ego vehicle to intentionally steer the ego vehicle and thus intentionally apply the torque to the steering system. Using cell phones or other mobile devices while driving the ego vehicle is also a typical sign that the human driver is inattentive. Consequently, the human driver will not intentionally apply torque to the steering system.
Insgesamt werden die bereitgestellten Informationen verarbeitet, um Informationen über den menschlichen Fahrer zu ermitteln, z.B. einen gemessenen oder geschätzten Zustand zusammen mit einem Fokus oder einer Absicht des menschlichen Fahrers, ob der menschliche Fahrer das Drehmoment absichtlich auf das Lenksystem aufbringt oder nicht. Darüber hinaus kann die Lenkabsicht des Fahrers, d.h. die Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem aufzubringen, basierend auf der Erfassung der Umgebung des Ego-Fahrzeugs, d.h. extern erfasster Objekte/Hindernisse wie Schlaglöcher, geparkte Fahrzeuge usw. in der Umgebung des Ego-Fahrzeugs, bestimmt/bestätigt werden. Dementsprechend kann eine Bestimmung durchgeführt werden, um zu überprüfen, ob die bestimmte Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem aufzubringen, mit der äußeren Umgebung übereinstimmt. So ist es z.B. wahrscheinlich, dass der Fahrer absichtlich ein Drehmoment auf das Lenksystem aufbringt, wenn sich vor dem Ego-Fahrzeug ein Schlagloch oder ein anderes Hindernis befindet.Overall, the information provided is processed to determine information about the human driver, e.g., a measured or estimated condition along with a focus or intent of the human driver, whether or not the human driver is intentionally applying torque to the steering system. In addition, the driver's steering intention, that is, the human driver's intention to apply the torque to the steering system, can be based on the sensing of the ego vehicle's environment, that is, externally sensed objects/obstacles such as potholes, parked vehicles, etc. in the surroundings of the ego vehicle, to be determined/confirmed. Accordingly, a determination may be made to check whether the human driver's particular intention to apply torque to the steering system is consistent with the external environment. For example, the driver is likely to intentionally apply torque to the steering system when there is a pothole or other obstacle in front of the ego vehicle.
Gemäß einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung umfasst der Schritt des Bestimmens einer Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem aufzubringen, das Bestimmen der Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem aufzubringen, als quantifiziertes Absichtsniveau, insbesondere zwischen einer minimalen Absicht und einer maximalen Absicht, und der Schritt des Bestimmens des in dem elektrischen Servolenksystem anzulegenden Drehmoments basierend auf dem von der mindestens einen Lenkunterstützungsfunktion angeforderten Drehmoment, dem bestimmten Drehmoment, das von einem menschlichen Fahrer auf das Lenksystem aufgebracht wird, und der bestimmten Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem aufzubringen, umfasst ein Bestimmen des in dem elektrischen Servolenksystem anzulegenden Drehmoments basierend auf dem von der mindestens einen Lenkunterstützungsfunktion angeforderten Drehmoment, dem bestimmten Drehmoment, das von einem menschlichen Fahrer auf das Lenksystem aufgebracht wird, und dem bestimmten Absichtsniveau. Somit kann das ermittelte Absichtsniveau verwendet werden, um das in dem elektrischen Servolenksystem einzubringende Drehmoment detailliert zu bestimmen, insbesondere durch eine Berechnung unter Verwendung des ermittelten Absichtsniveaus als Eingabe. Weiterhin kann das bestimmte Absichtsniveau mit Schwellenwerten verglichen werden, die z.B. zum Bestimmen des Drehmoments auf unterschiedliche Weise definiert werden können. Insbesondere können mehrere Schwellenwerte definiert werden, die z.B. ein hohes, mittleres oder niedriges Absichtsniveau angeben, um das Drehmoment unterschiedlich zu bestimmen und anzuwenden. Darüber hinaus ermöglicht das Absichtsniveau eine einfache Bestimmung des anzulegenden Drehmoments, z.B. auf der Grundlage des angeforderten Drehmoments und einer Modifizierung basierend auf dem Absichtsniveau, z.B. als einfache mathematische Berechnung, insbesondere wenn das Absichtsniveau als Zahl angegeben wird.According to a modified embodiment of the invention, the step of determining a human driver's intention to apply the torque to the steering system includes determining the human driver's intention to apply the torque to the steering system as a quantified intention level, in particular between a minimum intention and a maximum intention, and the step of determining the torque to be applied in the electric power steering system based on the torque requested by the at least one steering assist function, the determined torque applied to the steering system by a human driver, and the human driver's determined intention Applying torque to the steering system includes determining the torque to be applied in the electric power steering system based on the torque requested by the at least one steering assist function, the determined torque applied to the steering system by a human driver, and the determined intent level. Thus, the determined intention level can be used to determine in detail the torque to be introduced into the electric power steering system, in particular by a calculation using the determined intention level as input. Furthermore, the determined intention level can be compared with threshold values, which can be defined in different ways, for example, to determine the torque. In particular, multiple threshold values can be defined, indicating, for example, a high, medium or low level of intent to determine and apply torque differently. Furthermore, the intent level allows easy determination of the torque to be applied, e.g., based on the requested torque and modification based on the intent level, e.g., as a simple mathematical calculation, especially when the intent level is specified as a number.
Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung umfasst der Schritt des Bestimmens des in dem elektrischen Servolenksystem anzulegenden Drehmoments basierend auf dem von der mindestens einen Lenkunterstützungsfunktion angeforderten Drehmoment, dem bestimmten Drehmoment, das von einem menschlichen Fahrer auf das Lenksystem aufgebracht wird, und der bestimmten Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem aufzubringen, das Bestimmen des in dem elektrischen Servolenksystem anzulegenden Drehmoments durch ein Modifizieren des von der mindestens einen Lenkunterstützungsfunktion angeforderten Drehmoments in einer binären, schrittweisen oder kontinuierlichen Weise basierend auf dem bestimmten Drehmoment, das vom menschlichen Fahrer auf das Lenksystem aufgebracht wird, und/oder der ermittelten Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem aufzubringen. Das vom menschlichen Fahrer auf das Lenksystem aufgebrachte Drehmoment und die Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem aufzubringen, können daher einzeln oder in Kombination zur Änderung des angeforderten Drehmoments verwendet werden, um das in dem elektrischen Servolenksystem anzulegende Drehmoment zu bestimmen. Beispielsweise können einer oder mehrere aus einem absoluten Wert des Drehmoments, das von dem menschlichen Fahrer auf das Lenksystem aufgebracht wird, einer Differenz zwischen dem angeforderten Drehmoment und dem Drehmoment, das von dem menschlichen Fahrer auf das Lenksystem aufgebracht wird, einem Absichtsniveau der Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem aufzubringen, oder Ableitungen davon verwendet werden, um das angeforderte Drehmoment zu ändern, um das in dem elektrische Servolenksystem anzulegende Drehmoment zu bestimmen. Die Modifikation kann ein einfacher Wechsel zwischen zwei Zuständen sein, z.B. dem angeforderten Drehmoment und Null, oder zwischen mehreren Zuständen, z.B. dem angeforderten Drehmoment, verschiedenen Prozentsätzen des angeforderten Drehmoments und Null, oder eine Berechnung basierend auf einer mathematischen Formel wie Drehmoment gleich angefordertes Drehmoment minus vom menschlichen Fahrer aufgebrachtes Drehmoment.According to a modified embodiment of the invention, the step includes determining the torque to be applied in the electric power steering system based on the torque requested by the at least one steering assistance function, the determined torque applied to the steering system by a human driver, and the determined intention of the human driver to apply the torque to the steering system, determining the torque to be applied in the electric power steering system by modifying the torque requested by the at least one steering assistance function in a binary, stepwise or continuous manner based on the determined torque applied to the steering system by the human driver is applied, and/or the human driver's determined intention to apply the torque to the steering system. The torque applied to the steering system by the human driver and the human driver's intention to apply the torque to the steering system may therefore be used individually or in combination to change the requested torque to determine the torque to be applied in the electric power steering system. For example, one or more of an absolute value of the torque applied to the steering system by the human driver, a difference between the requested torque and the torque applied to the steering system by the human driver, an intention level of the human's intention Driver to apply the torque to the steering system, or derivatives thereof are used to change the requested torque to determine the torque to be applied in the electric power steering system. The modification can be a simple change between two states, such as requested torque and zero, or between multiple states, such as requested torque, different percentages of requested torque and zero, or a calculation based on a mathematical formula such as torque equals requested torque minus Torque applied by the human driver.
Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung umfasst der Schritt des Bestimmens des in dem elektrischen Servolenksystem anzulegenden Drehmoments basierend auf dem von der mindestens einen Lenkunterstützungsfunktion angeforderten Drehmoment, dem bestimmten Drehmoment, das von einem menschlichen Fahrer auf das Lenksystem aufgebracht wird, und der bestimmten Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem aufzubringen, mindestens eins aus einem Bereitstellen modifizierter Grenzen für das von der mindestens einen Lenkunterstützungsfunktion anzufordernde Drehmoment, d. h. eine Sättigung des Lenkdrehmoments, Bestimmen des anzulegenden Drehmoments durch Skalieren des von der mindestens einen Lenkunterstützungsfunktion angeforderten Drehmoments mit einem Faktor, Ändern eines Algorithmus, der für das Bestimmen des anzulegenden Drehmoments auf der Grundlage des vom menschlichen Fahrer auf das Lenksystem aufgebrachten Drehmoments verantwortlich ist, Ändern von Rückkopplungsreglungsparametern in einem Rückkopplungsregler zum Bestimmen des anzulegenden Drehmoments in dem elektrischen Servolenksystem, und Ändern einer Deaktivierungsbedingung auf der Grundlage einer Übersteuerung durch den menschlichen Fahrer zum Deaktivieren des Anlegens des Drehmoments in dem elektrischen Servolenksystem. Einige der oben genannten Optionen können angewandt werden, um einen „Widerstand“ des Lenkrads gegen das Lenken des Fahrers adaptiv zu ändern, d. h. ein Drehmoment, das vom menschlichen Fahrer des Ego-Fahrzeugs aufgebracht werden muss, um das Lenkrad bewegen und das Ego-Fahrzeug wie gewünscht lenken zu können. Einige der oben genannten Optionen können angewandt werden, um adaptive Änderungen der Bedingungen zu ermöglichen, die zur Deaktivierung des elektrischen Servolenksystems führen, d. h. es wird kein Drehmoment von dem elektrischen Servolenksystem angelegt. In diesem Zusammenhang können die Grenzwerte für das von der mindestens einen Lenkunterstützungsfunktion anzufordernde Drehmoment in der jeweiligen Lenkunterstützungsfunktion oder in dem elektrischen Servolenksystem oder in beiden geändert werden. Ein Skalieren des von der mindestens einen Lenkunterstützungsfunktion angeforderten Drehmoments um einen Faktor betrifft die Bestimmung des in dem elektrischen Servolenksystem aufzubringenden Drehmoments mit einem Drehmomentwert, der mit dem angeforderten Drehmoment als Ausgangspunkt berechnet wird, und das Modifizieren dieses Drehmomentwerts um den Faktor, insbesondere in Abhängigkeit von dem vom menschlichen Fahrer auf das Lenksystem aufgebrachten Drehmoment und/oder der Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem aufzubringen. Auch kann eine Modifikation auf der Grundlage des vom menschlichen Fahrer auf das Lenksystem aufgebrachten Drehmoments vorgenommen werden. Der Rückkopplungsregler ermöglicht eine entsprechende Rückkopplungsregelung zur Glättung des in dem elektrischen Servolenksystem anzulegenden Drehmoments. Die Änderung von Parametern des Rückkopplungsreglers ermöglicht eine schnellere oder langsamere Anpassung des anzulegenden Drehmoments in dem elektrischen Servolenksystem. Die Deaktivierungsbedingung für die Deaktivierung des Anlegens des Drehmoments in dem elektrischen Servolenksystem kann so modifiziert werden, dass z.B. für den Fall, dass der menschliche Fahrer sich weniger auf das Fahren konzentriert und daher das Lenkdrehmoment mit geringerer Absicht aufbringt, die Deaktivierungsbedingung verschärft wird, um zu verhindern, dass die Deaktivierung erfolgt. Umgekehrt wird die Deaktivierungsbedingung weniger strikt gehandhabt, um eine schnelle Deaktivierung zu ermöglichen, wenn z.B. der menschliche Fahrer sehr konzentriert fährt und daher das Lenkdrehmoment im Allgemeinen absichtlich aufbringt, indem als Voraussetzung angenommen wird, dass der menschliche Fahrer das Drehmoment absichtlich aufbringt. Insgesamt gibt es verschiedene Möglichkeiten, das in der elektrischen Servolenkung anzulegende Drehmoment zu bestimmen. Diese Möglichkeiten können einzeln oder in jeder geeigneten Kombination angewendet werden.According to a modified embodiment of the invention, the step includes determining the torque to be applied in the electric power steering system based on the torque requested by the at least one steering assistance function, the determined torque applied to the steering system by a human driver, and the determined intention of the human driver to apply the torque to the steering system, at least one of providing modified limits for the torque to be requested by the at least one steering assistance function, ie a saturation of the steering torque, determining the torque to be applied by scaling the torque requested by the at least one steering assistance function with a factor, changing an algorithm responsible for determining the torque to be applied based on the torque applied to the steering system by the human driver, changing feedback control parameters in a feedback controller for determining the torque to be applied in the electric power steering system, and changing a deactivation condition based on a Human driver override to disable torque application in the electric power steering system. Some of the above options can be applied to adaptively change a "resistance" of the steering wheel to the driver's steering, that is, a torque that must be applied by the human driver of the ego vehicle in order to move the steering wheel and the ego vehicle to be able to steer as desired. Some of the above options may be applied to allow adaptive changes to the conditions that result in deactivation of the electric power steering system, ie, no torque is applied from the electric power steering system. In this context, the limit values for the torque to be requested by the at least one steering assistance function can be changed in the respective steering assistance function or in the electric power steering system or in both. Scaling the torque requested by the at least one steering assistance function by a factor involves determining the torque to be applied in the electric power steering system with a torque value that is calculated using the requested torque as a starting point, and modifying this torque value by the factor, in particular as a function of the torque applied to the steering system by the human driver and/or the human driver's intention to apply the torque to the steering system. Also, modification can be made based on the torque applied to the steering system by the human driver. The feedback controller enables appropriate feedback control to smooth the torque to be applied in the electric power steering system. Changing parameters of the feedback controller enables faster or slower adjustment of the torque to be applied in the electric power steering system. The deactivation condition for deactivating the torque application in the electric power steering system may be modified so that, for example, in the event that the human driver concentrates less on driving and therefore applies the steering torque with less intention, the deactivation condition is tightened to prevent deactivation from occurring. Conversely, the deactivation condition is handled less strictly in order to enable quick deactivation, for example when the human driver is driving very concentratedly and therefore generally applies the steering torque intentionally, by assuming as a prerequisite that the human driver intentionally applies the torque. Overall, there are various ways to determine the torque to be applied in the electric power steering. These options can be used individually or in any suitable combination.
Gemäß einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verfahren einen Schritt zum Erzeugen einer Warnung an den menschlichen Fahrer, wenn eine Diskrepanz zwischen dem vom menschlichen Fahrer auf das Lenksystem aufgebrachten Drehmoment und der bestimmten Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem aufzubringen, festgestellt wird. Die Diskrepanz zwischen dem vom menschlichen Fahrer auf das Lenksystem aufgebrachten Drehmoment und der bestimmten Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem aufzubringen, betrifft eine Situation, in der der menschliche Fahrer das Drehmoment unbeabsichtigt auf das Lenksystem aufbringt. In diesem Fall kann die Warnung den menschlichen Fahrer alarmieren, um ein weiteres unbeabsichtigtes Aufbringen des Drehmoments auf das Lenksystem zu verhindern. Bei der Warnung kann es sich um eine akustische und/oder optische Warnung handeln, die über eine beliebige Benutzerschnittstelle des Ego-Fahrzeugs erzeugt werden kann.According to a modified embodiment of the invention, the method includes a step of generating a warning to the human driver when a discrepancy is detected between the torque applied to the steering system by the human driver and the human driver's particular intention to apply the torque to the steering system . The discrepancy between the torque applied to the steering system by the human driver and the human driver's specific intention to apply the torque to the steering system relates to a situation in which the human driver unintentionally applies the torque to the steering system. In this case, the warning may alert the human driver to prevent further inadvertent application of torque to the steering system. The warning can be an acoustic and/or visual warning that can be generated via any user interface of the ego vehicle.
Gemäß einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung umfasst das elektrische Servolenksystem mindestens einen Sensor, der Sensorinformationen zum Bestimmen der Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem aufzubringen, an die Steuereinheit bereitstellt. Die direkte Verwendung des mindestens einen Sensors überwindet Einschränkungen, die bei einer Verwendung von bekannten Fahrerüberwachungssystemen bestehen können, die sich derzeit auf den Zustand/die Bedingung des menschlichen Fahrers konzentrieren. Daher kann das elektrische Servolenksystem die Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem aufzubringen, unabhängig von solchen Einschränkungen bestimmen.According to a modified embodiment of the invention, the electric power steering system includes at least one sensor that provides sensor information to the control unit for determining the human driver's intention to apply torque to the steering system. The direct use of the at least one sensor overcomes limitations associated with use vention of known driver monitoring systems that currently focus on the condition/condition of the human driver. Therefore, the electric power steering system can determine the human driver's intention to apply torque to the steering system regardless of such limitations.
Gemäß einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung umfasst der mindestens eine Sensor, der die Sensorinformationen zur Bestimmung der Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem aufzubringen, an die Steuereinheit bereitstellt, mindestens eine aus einer optischen Kamera, die in einer Fahrgastzelle des Ego-Fahrzeugs angeordnet ist und zumindest teilweise einen Fahrer des Ego-Fahrzeugs überwacht, und einem Hands-On-Sensor, der im/am Lenkrad des Ego-Fahrzeugs vorgesehen ist. Die optische Kamera kann so angeordnet sein, dass sie einen Körper/Brustkorb des menschlichen Fahrers überwacht, z.B. um eine Position des Körpers/Brustkorbs des menschlichen Fahrers zu bestimmen. Ein aus der „normalen“ Position beim Fahren verschobener Körper/Brustkorb kann auf ein unbeabsichtigtes Aufbringen eines Drehmoments durch einen menschlichen Fahrer auf das Lenksystem hinweisen, z.B. wenn die Hände, die das Lenkrad ergreifen, einer Bewegung des Körpers/Brustkorbs folgen. Die optische Kamera kann so angeordnet sein, dass sie die Hände des menschlichen Fahrers überwacht, z.B. um eine Position der Hände zu bestimmen. Wenn die Hände am Lenkrad positioniert sind, kann dies auf die Absicht des menschlichen Fahrers hindeuten, das Drehmoment auf die Lenkung auszuüben. Dasselbe gilt, wenn der Handsensor feststellt, dass die Hände des menschlichen Fahrers am Lenkrad positioniert sind. Die optische Kamera kann so angeordnet sein, dass sie den Kopf/das Gesicht des menschlichen Fahrers überwacht, z.B. um eine Blickrichtung, einen Ausdruck, der auf Müdigkeit oder ein medizinisches Problem hinweist, eine abnormale Position des Kopfes, z.B. wenn der Fahrer sich bückt, um einen Gegenstand zu greifen, oder anderes zu bestimmen. Die optische Kamera kann so angeordnet sein, dass sie insbesondere die Augen des menschlichen Fahrers überwacht, z.B. um eine Blickrichtung, eine Augenbewegung, die z.B. Müdigkeit oder ein medizinisches Problem anzeigt, oder anderes zu bestimmen. Darüber hinaus kann die optische Kamera eingerichtet sein, um weitere Insassen des Ego-Fahrzeugs zu überwachen. Wenn der menschliche Fahrer z.B. mit den weiteren Insassen spricht, kann dies darauf hindeuten, dass er/sie sich nicht auf das Fahren des Ego-Fahrzeugs konzentriert, und das vom menschlichen Fahrer auf das Lenksystem aufgebrachte Drehmoment wird als nicht absichtlich aufgebracht betrachtet.According to a modified embodiment of the invention, the at least one sensor that provides the sensor information to the control unit for determining the human driver's intention to apply the torque to the steering system includes at least one of an optical camera located in a passenger compartment of the ego vehicle is arranged and at least partially monitors a driver of the ego vehicle, and a hands-on sensor which is provided in/on the steering wheel of the ego vehicle. The optical camera may be arranged to monitor a body/chest of the human driver, e.g. to determine a position of the body/chest of the human driver. A body/chest displaced from the “normal” position when driving may indicate an unintentional application of torque by a human driver to the steering system, e.g. if the hands gripping the steering wheel follow a movement of the body/chest. The optical camera may be arranged to monitor the hands of the human driver, for example to determine a position of the hands. When the hands are positioned on the steering wheel, it may indicate the human driver's intention to apply torque to the steering. The same applies if the hand sensor detects that the human driver's hands are positioned on the steering wheel. The optical camera may be arranged to monitor the head/face of the human driver, e.g., a direction of gaze, an expression indicating fatigue or a medical problem, an abnormal position of the head, e.g. when the driver bends over, to grab an object or determine something else. The optical camera can be arranged so that it monitors in particular the eyes of the human driver, for example to determine a direction of gaze, an eye movement that indicates, for example, fatigue or a medical problem, or something else. In addition, the optical camera can be set up to monitor other occupants of the ego vehicle. For example, if the human driver is talking to the other occupants, this may indicate that he/she is not concentrating on driving the ego vehicle, and the torque applied to the steering system by the human driver is considered not to have been applied intentionally.
Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung empfängt die Steuereinheit das von einem Lenkunterstützungssystem angeforderte Drehmoment, das die mindestens eine Lenkunterstützungsfunktion bereitstellt, insbesondere von einem Spurzentriersystem oder einem Spurhaltesystem.According to a modified embodiment of the invention, the control unit receives the torque requested by a steering assistance system that provides the at least one steering assistance function, in particular from a lane centering system or a lane keeping system.
Die vorstehend in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren beschriebenen Merkmale und Vorteile gelten gleichermaßen für das erfindungsgemäße elektrische Servolenksystem wie auch für das erfindungsgemäße Lenkunterstützungssystem und umgekehrt.The features and advantages described above in relation to the method according to the invention apply equally to the electric power steering system according to the invention as well as to the steering assistance system according to the invention and vice versa.
Diese und weitere Aspekte der Erfindung sind aus den nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen ersichtlich und werden durch diese verdeutlicht. Einzelne Merkmale, die in den Ausführungsformen offenbart sind, können allein oder in Kombination einen Aspekt der vorliegenden Erfindung darstellen. Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen können von einer Ausführungsform in eine andere Ausführungsform überführt werden.These and further aspects of the invention can be seen from the embodiments described below and are clarified by them. Individual features disclosed in the embodiments may, alone or in combination, constitute an aspect of the present invention. Features of the various embodiments can be converted from one embodiment to another embodiment.
In der Zeichnung:
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1 zeigt eine schematische Ansicht eines Ego-Fahrzeugs mit einem Lenkunterstützungssystem umfassend Umgebungssensoren und eine Steuerungsvorrichtung gemäß einer ersten, bevorzugten Ausführungsform, -
2 zeigt ein elektrisches Servolenksystem zur Bestimmung eines in einem Lenksystem des Ego-Fahrzeugs der1 anzulegenden Drehmoments gemäß der ersten Ausführungsform, das eine Steuereinheit und eine Antriebseinheit umfasst, -
3 zeigt eine Draufsicht auf das Ego-Fahrzeug, das sich entlang eines Fahrwegs in der Mitte einer Fahrspur zwischen Fahrspurgrenzen bewegt, zusammen mit einem Schlagloch vor dem Ego-Fahrzeug und einem alternativen Fahrweg, der das Schlagloch vermeidet, -
4 zeigt ein erstes Beispiel eines Verfahrens zum Bestimmen eines Drehmoments, das in demelektrischen Servolenksystem aus 2 eines Lenksystems des Ego-Fahrzeugs aus1 angelegt werden soll, wobei ein menschlicher Fahrer des Ego-Fahrzeugs absichtlich ein Drehmoment auf das Lenksystem aufbringt, was dazu führt, dass das Anlegen des von dem Lenkunterstützungssystem angeforderten Drehmoments als Drehmoment in dem elektrische Servolenksystem übersteuert wird, -
5 zeigt ein zweites Beispiel eines Verfahren zum Bestimmen eines Drehmoments, das in demelektrischen Servolenksystem aus 2 eines Lenksystems des Ego-Fahrzeugs aus1 angelegt werden soll, wobei ein menschlicher Fahrer des Ego-Fahrzeugs unbeabsichtigt ein Drehmoment auf das Lenksystem aufbringt, was dazu führt, dass das von dem Lenkunterstützungssystem angeforderte Drehmoment kontinuierlich als Drehmoment in dem elektrischen Servolenksystem angelegt wird, -
6 zeigt ein drittes Beispiel eines Verfahrens zum Bestimmen eines Drehmoments, das in demelektrischen Servolenksystem aus 2 eines Lenksystems des Ego-Fahrzeugs aus1 angelegt werden soll, wobei ein menschlicher Fahrer des Ego-Fahrzeugs absichtlich ein Drehmoment auf das Lenksystem aufbringt, was dazu führt, dass das in dem elektrischen Servolenksystem anzulegende Drehmoment als das von dem Lenkunterstützungssystem angeforderte Drehmoment bestimmt wird, das um einen Faktor basierend auf dem Absichtsniveau und des von dem menschlichen Fahrer angelegten Drehmoments reduziert wird, und -
7 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Bestimmen eines Drehmoments, das in daselektrische Servolenksystem aus 2 eines Lenksystems des Ego-Fahrzeugs aus1 mit der Lenkunterstützungsfunktion, die auf das elektrische Servolenksystem wirkt, angelegt wird.
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1 shows a schematic view of an ego vehicle with a steering support system comprising environmental sensors and a control device according to a first, preferred embodiment, -
2 shows an electric power steering system for determining a steering system in the ego vehicle1 torque to be applied according to the first embodiment, which comprises a control unit and a drive unit, -
3 shows a top view of the ego vehicle moving along a path in the middle of a lane between lane boundaries, along with a pothole in front of the ego vehicle and an alternative path that avoids the pothole, -
4 shows a first example of a method for determining a torque in the electric power steering system2 a steering system of the ego vehicle1 to be applied, wherein a human driver of the ego vehicle intentionally applies torque to the steering system, resulting in the application of the torque requested by the steering assistance system being overridden as torque in the electric power steering system, -
5 shows a second example of a method for determining torque in the electric power steering system2 a steering system of the ego vehicle1 to be applied, wherein a human driver of the ego vehicle inadvertently applies torque to the steering system, resulting in the torque requested by the steering assistance system being continuously applied as torque in the electric power steering system, -
6 shows a third example of a method for determining a torque in the electric power steering system2 a steering system of the ego vehicle1 to be applied, wherein a human driver of the ego vehicle intentionally applies torque to the steering system, resulting in the torque to be applied in the electric power steering system being determined as the torque requested by the steering assist system, which is increased by a factor based on the intention level and the torque applied by the human driver is reduced, and -
7 shows a flowchart of a method for determining a torque applied to the electric power steering system2 a steering system of the ego vehicle1 with the steering support function, which acts on the electric power steering system.
Das Lenkunterstützungssystem 12 der ersten Ausführungsform realisiert eine Lenkunterstützungsfunktion (steering support function, SAF), bei der es sich beispielsweise um ein Spurenzentrierungssystem (lane centering system, LCS) handelt. In einer alternativen Ausführungsform ist das Lenkunterstützungssystem 12 ein Spurhaltesystem (lane keeping system, LKS). Das Lenkunterstützungssystem 12 unterstützt also einen menschlichen Fahrer des Ego-Fahrzeugs 10 dabei, das Ego-Fahrzeug 10 in der Mitte einer jeweiligen Fahrspur zu halten.The
Das Lenkunterstützungssystem 12 umfasst Umgebungssensoren 14, 16 zum Überwachen einer Umgebung 18 des Ego-Fahrzeugs 10. Im Einzelnen umfasst das Lenkunterstützungssystem 12 der ersten Ausführungsform einen vorderen LiDAR-basierten Umgebungssensor 14, im Folgenden als Front-LiDAR bezeichnet, und eine optische Kamera 16, die zu einer Vorderseite des Ego-Fahrzeugs 10 gerichtet ist. Daher überwachen der Front-LiDAR 14 und die optische Kamera 16 beim Vorwärtsfahren, wie durch die Vorwärtsfahrtrichtung 20 angegeben, die Umgebung 18 des Ego-Fahrzeugs 10 in der Fahrtrichtung 20 vor dem Ego-Fahrzeug 10. Jeder der Umgebungssensoren 14, 16 erzeugt Sensorinformationen, die aus Rohdaten oder vorverarbeiteten Daten bestehen können. In einer alternativen Ausführungsform kann das Lenkunterstützungssystem 12 verschiedene Umgebungssensoren 14, 16 umfassen, einschließlich eines beliebigen einzelnen Umgebungssensors 14, 16 oder einer beliebigen Kombination von Umgebungssensoren 14, 16 gleicher oder unterschiedlicher Art aus dem vorderen LiDAR-basierten Umgebungssensor 14, der zu der Vorderseite des Ego-Fahrzeugs 10 gerichteten optischen Kamera 16 und einem Frontseitenradarsensor.The
Das Ego-Fahrzeug 10 der ersten Ausführungsform umfasst ferner eine Steuerungsvorrichtung 22 und eine Datenverbindung 24, welche die Umgebungssensoren 14, 16 und die Steuerungsvorrichtung 22 miteinander verbindet. Die Steuerungsvorrichtung 22 kann jede Art von Steuerungsvorrichtung 22 sein, die für den Einsatz im Ego-Fahrzeug 10 geeignet ist. Solche Steuerungsvorrichtungen 22 sind typischerweise als ECU (electronic control unit) im Automobilbereich bekannt. Die Steuerungsvorrichtung 22 kann für die Durchführung mehrerer Aufgaben oder Anwendungen gemeinsam genutzt werden. Die Steuerungsvorrichtung 22 empfängt die Sensorinformationen von den Umgebungssensoren 14, 16 und verarbeitet die empfangenen Sensorinformationen, wie weiter unten beschrieben. Die Sensorinformationen können von den Umgebungssensoren 14, 16 des Ego-Fahrzeugs 10 auf jede geeignete Weise und in jedem geeigneten Format bereitgestellt werden. Bei den Sensorinformationen kann es sich um vorverarbeitete oder rohe Sensordaten handeln.The
Die Datenverbindung 24 kann eine dedizierte Verbindung zwischen den Umgebungssensoren 14, 16 und der Steuerungsvorrichtung 22 oder ein Datenbus sein. Darüber hinaus kann die Datenverbindung 24 eine gemeinsam genutzte Datenverbindung 24 sein, die von verschiedenen Arten von Geräten des Ego-Fahrzeugs 10 genutzt wird, z.B. ein Mehrzweck-Datenbus. Die Datenverbindung 24 kann z.B. als CAN-Bus, LIN-Bus oder anderes implementiert sein. Die Datenverbindung 24 kann eine einzelne Datenverbindung 24 sein, welche die Umgebungssensoren 14, 16 und die Steuerungsvorrichtung 22 verbindet. Obwohl in
Die Sensorinformationen der Umgebungssensoren 14, 16 werden über die Datenverbindung 24 an die Steuerungsvorrichtung 22 übertragen. Obwohl in
Das Ego-Fahrzeug 10 umfasst ferner ein elektrisches Servolenksystem 26 zum Bestimmen eines in einem Lenksystem 28 des Ego-Fahrzeugs 10 anzulegenden Drehmoments. Die elektrische Servolenksystem 26 wird mitunter auch als motorgetriebenes Servolenksystem (motor-driven power steering system, MDPS) bezeichnet. Das Lenkunterstützungssystem 12 ist mit dem elektrischen Servolenksystem 26 verbunden und wirkt auf das elektrische Servolenksystem 26 ein, um ein Drehmoment auf das Lenksystem 28 auszuüben. Das elektrische Servolenksystem 26 bestimmt also nicht nur das Drehmoment, sondern überträgt es auch auf das Lenksystem 28. Das elektrische Servolenksystem 26 ist in
Dementsprechend umfasst das elektrische Servolenksystem 26 eine Steuereinheit 30 zur Bestimmung des in dem Lenksystem 28 anzulegenden Drehmoments. Bei der Steuereinheit 30 kann es sich um eine beliebige Steuereinheit 30 handeln, die für den Einsatz in dem Ego-Fahrzeug 10 geeignet ist. Die Steuereinheit 30 ist in einer in den Figuren nicht dargestellten Weise über die Datenverbindung 24 mit der Steuerungsvorrichtung 22 des Lenkunterstützungssystems 12 verbunden.Accordingly, the electric
Das elektrische Servolenksystem 26 umfasst ferner eine Antriebseinheit 32, die über eine Steuerungsverbindung 34 mit der Steuereinheit 30 verbunden ist. Die Steuereinheit 30 steuert die Antriebseinheit 32 über die Steuerungsverbindung 34, die eine beliebige analoge oder digitale Verbindung sein kann, um das ermittelte Drehmoment in dem Lenksystem 28 anzulegen. Die Antriebseinheit 32 umfasst daher einen elektrisch angetriebenen Motor, der auf der Grundlage der von der Steuereinheit 30 empfangenen Steuersignale einen Antriebsstrom aufbringt. Auf diese Weise legt die Antriebseinheit 32 das von der Steuereinheit 30 ermittelte Drehmoment in dem Lenksystem 28 an.The electric
Das Lenksystem 28 umfasst ein Lenkrad 36, eine Lenksäule 38 und ein in den Figuren nicht dargestelltes Lenkgetriebe, das eine Lenkverbindung zwischen der Lenksäule 38 und den Vorderrädern des Ego-Fahrzeugs 10 herstellt. Die Lenksäule 38 ist mit Lagern 40 drehbar gelagert. Die Lenksäule 38 kann durch die Antriebseinheit 32, die mit der Lenksäule 38 des Lenksystems 28 verbunden ist und das Drehmoment auf die Lenksäule 38 ausübt, gemäß der Drehrichtung 42 gedreht werden.The
Das elektrische Servolenksystem 26 umfasst ferner eine innere optische Kamera 44 als Sensor zur Bereitstellung von Sensorinformationen, wie im Folgenden näher erläutert wird. Die optische Innenraumkamera 44 ist in einem Fahrgastraum des Ego-Fahrzeugs 10 angeordnet. Die innere optische Kamera 44 ist über die Datenverbindung 24 mit der Steuereinheit 30 verbunden. In einer alternativen Ausführungsform ist die innere optische Kamera 44 getrennt von dem Servolenksystem 26 vorgesehen zur Nutzung durch unterschiedliche Systeme des Ego-Fahrzeugs 10.The electric
Das Lenkunterstützungssystem 12 und das elektrische Servolenksystem 26 sind gemäß der ersten Ausführungsform getrennt voneinander vorgesehen. In einer alternativen Ausführungsform können das Lenkunterstützungssystem 12 und das elektrische Servolenksystem 26 integral in das Ego-Fahrzeug 10 implementiert sein.The
Das Verfahren beginnt im Schritt S100 mit dem Empfang eines angeforderten Drehmoments von dem Lenkunterstützungssystem 12.The method begins in step S100 with receipt of a requested torque from the
Dazu empfängt die Steuereinrichtung 22 des Fahrunterstützungssystems 12 Sensorinformationen von dem Front-LiDAR 14 und der optischen Kamera 16 und bestimmt den Fahrweg 46 zum Fahren in einer Mitte der Fahrspur 48, wie in
Die Steuereinheit 30 empfängt das angeforderte Drehmoment von dem elektrischen Servolenksystem 26.The
Schritt S110 betrifft das Bestimmen eines Drehmoments, das von einem menschlichen Fahrer auf das Lenksystem 28 aufgebracht wird.Step S110 involves determining a torque applied to the
Das vom menschlichen Fahrer auf das Lenksystem 28 aufgebrachte Drehmoment kann auf unterschiedliche Weise ermittelt werden, z.B. mit Hilfe eines entsprechenden Drehmomentsensors oder z.B. auf der Grundlage einer elektrischen Leistung, die von der Antriebseinheit 32 zum Aufbringen eines Drehmoments benötigt wird. Somit erhält das Steuergerät 30 Informationen bezüglich des vom menschlichen Fahrer auf das Lenksystem 28 aufgebrachten Drehmoments von den jeweiligen Sensoren oder z.B. als Rückmeldeinformation von der Antriebseinheit 32.The torque applied by the human driver to the
Schritt S120 betrifft ein Bestimmen einer Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem 28 aufzubringen.Step S120 involves determining an intention of the human driver to apply the torque to the
Die Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem 28 aufzubringen, wird auf der Grundlage eines Verhaltens des menschlichen Fahrers bestimmt, das ein absichtliches Verhalten sein kann, z.B. wenn der menschliche Fahrer versucht, einen Gegenstand vom Boden des Fahrgastraums aufzuheben, oder ein unabsichtliches Verhalten, z.B. im Falle von Müdigkeit oder einem medizinischen Problem wie einem Herzanfall oder anderem. Die Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem 28 aufzubringen, basiert daher im Allgemeinen darauf, dass der Fahrer auf das Fahren konzentriert ist und das Drehmoment aktiv und absichtlich aufbringt. Falls der menschliche Fahrer des Ego-Fahrzeugs gestört wird, abgelenkt oder in einem anderen Zustand ist, was es nicht erlaubt, das Drehmoment absichtlich aufzubringen, folgt das Fahrunterstützungssystem 12 sicher dem vorgegebenen Fahrweg 46, er/sie hat nicht die Absicht, das Drehmoment auf das Lenksystem 28 aufzubringen.The human driver's intention to apply torque to the
Daher empfängt die elektrische Servolenkung 26 Kamerabilder als Sensorinformationen, die von der inneren optischen Kamera 44 als Sensor bereitgestellt werden, um einen menschlichen Fahrer des Ego-Fahrzeugs 10 zumindest teilweise zu überwachen. Die innere optische Kamera 44 kann dazu angeordnet sein, einen Körper/Brustkorb des menschlichen Fahrers zu überwachen, z.B. um eine Position des Körpers/Brustkorbs des menschlichen Fahrers zu bestimmen. Ein aus der „normalen“ Fahrposition bewegter Körper/Brustkorb kann auf ein unbeabsichtigtes Aufbringen eines Drehmoments durch einen menschlichen Fahrer auf das Lenksystem 28 hinweisen, z.B. wenn die Hände, die das Lenkrad 36 ergreifen, einer Bewegung des Körpers/Brustkorbs folgen. Die innere optische Kamera 44 kann so angeordnet sein, dass sie die Hände des menschlichen Fahrers überwacht, z.B. um eine Position der Hände zu bestimmen. Wenn die Hände am Lenkrad 36 positioniert sind, kann dies auf eine Absicht des menschlichen Fahrers hinweisen, das Drehmoment auf das Lenksystem 28 aufzubringen. Die innere optische Kamera 44 kann so angeordnet sein, dass sie einen Kopf/ein Gesicht des menschlichen Fahrers überwacht, z.B. um eine Blickrichtung, einen Gesichtsausdruck, der auf Müdigkeit oder ein medizinisches Problem hinweist, eine abnormale Position des Kopfes, z.B. wenn der Fahrer sich bückt, um einen Gegenstand zu greifen, oder anderes zu bestimmen. Die innere optische Kamera 44 kann so angeordnet werden, dass sie insbesondere die Augen des menschlichen Fahrers überwacht, z.B. um eine Blickrichtung, eine Augenbewegung, die z.B. Müdigkeit oder ein medizinisches Problem anzeigt, oder anderes zu bestimmen. Darüber hinaus kann die innere optische Kamera 44 angeordnet sein, um weitere Insassen des Ego-Fahrzeugs 10 zu überwachen. Wenn sich der menschliche Fahrer beispielsweise mit den weiteren Insassen unterhält, kann dies darauf hindeuten, dass er/sie sich nicht auf das Fahren des Ego-Fahrzeugs 10 konzentriert, und das vom menschlichen Fahrer auf das Lenksystem 28 aufgebrachte Drehmoment wird als nicht absichtlich aufgebracht betrachtet. Auch wenn der menschliche Fahrer sein Mobiltelefon überprüft oder sogar das Infotainmentsystem des Fahrzeugs (GPS, Radio usw.) benutzt, kann dies darauf hindeuten, dass er sich nicht auf das Fahren des Ego-Fahrzeugs 10 konzentriert, und das vom menschlichen Fahrer auf das Lenksystem 28 aufgebrachte Drehmoment wird als nicht absichtlich aufgebracht betrachtet. Jede der oben genannten Aktionen kann allein oder in Kombination durchgeführt werden, um den menschlichen Fahrer zu überwachen und die Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem 28 aufzubringen, zu bestimmen.Therefore, the
Insbesondere können, wie bereits teilweise oben erwähnt, die Informationen bezüglich des menschlichen Fahrers des Ego-Fahrzeugs verarbeitet werden, um die Absicht des menschlichen Fahrers zu bestimmen, das Drehmoment auf das Lenksystem 28 auszuüben, und zwar basierend auf mindestens einem der folgenden Punkte: Erkennen der am Lenkrad 36 positionierten Hände des Fahrers, Erkennen einer Ablenkung/Aufmerksamkeit des Fahrers beim Fahren des Ego-Fahrzeugs 10, einem Erkennen einer Schläfrigkeit und/oder Müdigkeit des Fahrers des Ego-Fahrzeugs 10, einem Erkennen eines Gesundheitszustands des Fahrers des Ego-Fahrzeugs 10, einem Erkennen einer Blendung des Fahrers des Ego-Fahrzeugs 10 und einem Erkennen, dass der Fahrer des Ego-Fahrzeugs 10 aktiv ein Telefongespräch führt, aktiv ein mobiles Gerät benutzt und/oder aktiv irgendein Gerät des Ego-Fahrzeugs 10, z.B. ein Unterhaltungssystem, benutzt. Falls die Hände des menschlichen Fahrers am Lenkrad 36 positioniert sind, kann davon ausgegangen werden, dass der menschliche Fahrer aufmerksam ist und daher nur absichtlich ein Drehmoment auf das Lenksystem 28 aufbringt. Ablenkung und mangelnde Aufmerksamkeit können auf eine fehlende Absicht hinweisen, ein Drehmoment auf das Lenksystem 28 aufzubringen, z.B. wenn der menschliche Fahrer Bewegungen aufgrund anderer Tätigkeiten ausführt und aufgrund einer solchen Bewegung das Drehmoment auf das Lenksystem 28 aufbringt. Müdigkeit oder Ermüdung weisen typischerweise darauf hin oder erhöhen zumindest die Wahrscheinlichkeit, dass ein Mensch nicht absichtlich handelt, d.h., dass er nicht beabsichtigt, das Drehmoment auf das Lenksystem 28 aufzubringen. Abhängig von dem Gesundheitszustand kann der menschliche Fahrer nicht in der Lage sein, das Drehmoment absichtlich auf das Lenksystem 28 aufzubringen, z.B. im Falle von Bewusstlosigkeit oder Tod. Eine Blendung des Fahrers kann durch Sonnenlicht und/oder Lichter entgegenkommender Fahrzeuge auftreten. Dies kann z.B. anhand bestimmter Bewegungen des menschlichen Fahrers erkannt werden, wie dem zukneifen der Augen oder anderen, was es dem menschlichen Fahrer des Ego-Fahrzeugs 10 erschwert, das Ego-Fahrzeug 10 absichtlich zu steuern und somit das Drehmoment absichtlich auf das Lenksystem 28 aufzubringen. Die Verwendung von Mobiltelefonen oder anderen mobilen Geräten während des Fahrens des Ego-Fahrzeugs 10 ist ebenfalls ein typisches Anzeichen dafür, dass der menschliche Fahrer nicht aufmerksam ist. Folglich wird der menschliche Fahrer das Drehmoment nicht absichtlich auf das Lenksystem 28 aufbringen.In particular, as mentioned in part above, the information regarding the human driver of the ego vehicle may be processed to determine the human driver's intention to apply the torque to the
Die Steuereinheit 30 empfängt die Information bezüglich einer Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem 28 aufzubringen, und bestimmt die Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem 28 aufzubringen, als quantifiziertes Absichtsniveau, insbesondere zwischen einer minimalen Absicht und einer maximalen Absicht, basierend auf den obigen Kriterien.The
Schritt S130 betrifft das Bestimmen des in dem elektrischen Servolenksystem 26 anzulegenden Drehmoments auf der Grundlage des von der Lenkunterstützungseinrichtung 12 angeforderten Drehmoments, des bestimmten Drehmoments, das von dem menschlichen Fahrer auf das Lenksystem 28 aufgebracht wird, und der bestimmten Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem 28 aufzubringen. Die Steuereinheit 30 bestimmt das in dem Lenksystem 28 anzulegende Drehmoment.Step S130 involves determining the torque to be applied in the electric
Ferner wird das ermittelte Drehmoment von der Steuereinheit 30 angelegt, welche die Antriebseinheit 32 entsprechend dem bestimmten Drehmoment steuert.Furthermore, the determined torque is applied by the
Das in dem elektrischen Servolenksystem 26 anzulegende Drehmoment wird bestimmt, indem das vom Lenkunterstützungssystem 12 angeforderte Drehmoment basierend auf dem von dem menschlichen Fahrer auf das Lenksystem 28 aufgebrachten Drehmoment und/oder der bestimmten Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem 28 aufzubringen, binär, schrittweise oder kontinuierlich geändert wird, wobei das bestimmte Absichtsniveau als Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem 28 aufzubringen, verwendet wird. Somit können sowohl das vom menschlichen Fahrer auf das Lenksystem 28 aufgebrachte Drehmoment als auch die Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem 28 aufzubringen, allein oder in Kombination zur Änderung des angeforderten Drehmoments verwendet werden, um das in dem elektrischen Servolenksystem 26 anzulegende Drehmoment zu bestimmen.The torque to be applied in the electric
Eine Übersteuerung des vom SAF-Lenkunterstützungssystem 12 angeforderten Drehmoments findet nicht statt, wenn der menschliche Fahrer des Ego-Fahrzeugs 10 das Drehmoment nicht absichtlich auf das Lenksystem 28 aufbringt. Basierend auf der Ermittlung der Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem aufzubringen, wird also eine unbeabsichtigte Deaktivierung oder Übersteuerung des Lenkunterstützungssystems 12 oder des vom Lenkunterstützungssystem 12 angeforderten Drehmoments verhindert. Dies betrifft z.B. die Absichtsstufe Null und bezieht sich auf eine binäre Änderung des angeforderten Drehmoments.An override of the torque requested by the SAF
Andernfalls kann das angeforderte Drehmoment anhand eines oder mehrerer der folgenden Parameter modifiziert werden: ein absoluter Wert des vom menschlichen Fahrer auf das Lenksystem 28 aufgebrachten Drehmoments, eine Differenz zwischen dem angeforderten Drehmoment und dem vom menschlichen Fahrer auf das Lenksystem 28 aufgebrachten Drehmoment, ein Intentionsniveau der Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem 28 aufzubringen, oder Ableitungen davon, um das in dem elektrischen Servolenksystem 26 angelegte Drehmoment zu bestimmen. Die Modifikation kann ein einfacher Wechsel zwischen zwei oder mehr Zuständen sein, z.B. dem angeforderten Drehmoment, verschiedenen Prozentsätzen des angeforderten Drehmoments und Null, oder eine Berechnung auf der Grundlage einer mathematischen Formel wie Drehmoment gleich angefordertes Drehmoment minus vom menschlichen Fahrer aufgebrachtes Drehmoment.Otherwise, the requested torque may be modified based on one or more of the following parameters: an absolute value of the torque applied to the
Insbesondere umfasst das Bestimmen des in dem elektrischen Servolenksystem 26 anzulegenden Drehmoments zusätzlich eine oder mehrere der folgenden Möglichkeiten aus einem Bereitstellen modifizierter Grenzwerte für das vom Lenkunterstützungssystem 12 anzufordernde Drehmoment, d.h. eine Sättigung des Lenkmoments, ein Bestimmen des anzulegenden Drehmoments durch Skalieren des von der mindestens einen Lenkunterstützungsfunktion angeforderten Drehmoments mit einem Faktor, ein Ändern eines Algorithmus, der für das Bestimmen des anzulegenden Drehmoments basierend auf dem von dem menschlichen Fahrer in dem Lenksystem 28 angelegten Drehmoment verantwortlich ist, ein Ändern von Rückkopplungsreglerparametern in einem Rückkopplungsregler zum Bestimmen des anzulegenden Drehmoments in dem elektrischen Servolenksystem 26 und ein Ändern einer Deaktivierungsbedingung basierend auf einer Übersteuerung durch den menschlichen Fahrer zum Deaktivieren des Anlegens von Drehmoment in dem elektrischen Servolenksystem 26. Einige der oben genannten Optionen können angewandt werden, um einen „Widerstand“ des Lenkrads 36 gegen das Lenken des Fahrers adaptiv zu ändern, d.h. ein Drehmoment, das vom menschlichen Fahrer des Ego-Fahrzeugs 10 ausgeübt werden muss, um das Lenkrad 36 bewegen und das Ego-Fahrzeug 10 wie gewünscht lenken zu können. Einige der oben genannten Optionen können angewandt werden, um adaptive Änderungen der Bedingungen zu ermöglichen, die zur Deaktivierung des elektrischen Servolenksystems 26 führen, d.h. es wird zumindest vorübergehend kein Drehmoment in dem elektrischen Servolenksystem 26 aufgebracht.In particular, determining the torque to be applied in the electric
Die oben genannten Grenzwerte für das vom Lenkunterstützungssystem 12 anzufordernde Drehmoment können in der jeweiligen Lenkunterstützungsfunktion oder in dem elektrischen Servolenksystem 26 oder in beiden geändert werden. Das Skalieren des vom Lenkunterstützungssystem 12 angeforderten Drehmoments um einen Faktor betrifft das Bestimmen des in dem elektrischen Servolenksystem 26 anzulegenden Drehmoments mit einem Drehmomentwert, der mit dem angeforderten Drehmoment als Ausgangspunkt berechnet wird, und die Modifizierung dieses Drehmomentwerts um den Faktor, insbesondere in Abhängigkeit von dem vom menschlichen Fahrer auf das Lenksystem 28 aufgebrachten Drehmoment und/oder dem Absichtsniveau des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem 28 aufzubringen. Der Rückkopplungsregler ermöglicht eine entsprechende Rückkopplungsregelung zur Glättung des in dem elektrischen Servolenksystem 26 anzulegenden Drehmoments. Die Deaktivierungsbedingung für die Deaktivierung des Anlegens des Drehmoments in dem elektrischen Servolenksystem 26 kann so geändert werden, dass sie strenger ist, um die Deaktivierung zu verhindern, oder weniger streng, um eine schnelle Deaktivierung zu ermöglichen. Diese Möglichkeiten können einzeln oder in jeder geeigneten Kombination angewendet werden.The above-mentioned limits for the torque to be requested by the
Schritt S140 betrifft das Erzeugen einer Warnung an den menschlichen Fahrer, wenn eine Diskrepanz zwischen dem vom menschlichen Fahrer auf das Lenksystem 28 aufgebrachten Drehmoment und der bestimmten Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem 28 aufzubringen, festgestellt wird.Step S140 involves generating a warning to the human driver when a discrepancy is detected between the torque applied by the human driver to the
Die Diskrepanz zwischen dem vom menschlichen Fahrer auf das Lenksystem 28 aufgebrachten Drehmoment und der bestimmten Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem 28 aufzubringen, betrifft eine Situation, in der der menschliche Fahrer unbeabsichtigt das Drehmoment auf das Lenksystem 28 aufbringt, wie oben im Detail erläutert. Bei der Warnung kann es sich um eine akustische und/oder optische Warnung handeln, die über eine beliebige Benutzerschnittstelleneinrichtung des Ego-Fahrzeugs 10 erzeugt werden kann.The discrepancy between the torque applied to the
Nachfolgend werden drei mögliche Anwendungen des obigen Verfahrens anhand der
Das vom menschlichen Fahrer aufgebrachte Drehmoment 58 nimmt jedoch ab dem Zeitpunkt t1 zu, da der menschliche Fahrer beginnt, das Drehmoment 58 aktiv über das Lenkrad 36 auf das Lenksystem 28 aufzubringen. In diesem Beispiel wird davon ausgegangen, dass der menschliche Fahrer z.B. aufgrund des Schlaglochs 52 in der Fahrspur 48 absichtlich den alternativen Fahrweg 54 einschlagen möchte.However, the
Die Steuereinheit 30 verarbeitet das vom Lenkunterstützungssystem 12 angeforderte Drehmoment 56, das vom menschlichen Fahrer aufgebrachte Drehmoment 58 und die von der inneren optischen Kamera 44 empfangenen Kamerabilder. Die Steuereinheit 30 ermittelt das Absichtsniveau des menschlichen Fahrers, das Drehmoment 58 auf das Lenksystem 28 aufzubringen. Falls die Steuereinheit 30 Informationen über extern erkannte Objekte/Hindernisse wie Schlaglöcher 52, geparkte Fahrzeuge oder andere, die sich in der Umgebung 18 des Ego-Fahrzeugs 10 befinden, empfängt, kann die Steuereinheit 30 diese Informationen verarbeiten, um zu überprüfen/bestätigen, ob die ermittelte Absicht des menschlichen Fahrers, das Drehmoment auf das Lenksystem aufzubringen, mit den Informationen über die externe Umgebung übereinstimmt.The
Die Steuereinheit 30 bestimmt das in dem elektrischen Servolenksystem 26 anzulegende Drehmoment 60 als das vom Lenkunterstützungssystem 12 angeforderte Drehmoment 56, bis der Zeitpunkt td erreicht ist. Zum Zeitpunkt td setzt die Steuereinheit 30 das vom Lenkunterstützungssystem 12 angeforderte Drehmoment 56 außer Kraft und legt das in dem elektrischen Servolenksystem 26 anzulegende Drehmoment 60 als Null fest, so dass nur das vom menschlichen Fahrer aufgebrachte Drehmoment 58 auf das Lenksystem 28 wirkt. Die Zeit td hängt von verschiedenen Bedingungen ab und kann für verschiedene Situationen auf der Grundlage des vom menschlichen Fahrer aufgebrachten Drehmoments 58 und der jeweiligen Absichtsniveau über die Zeit variieren. In diesem Beispiel erreicht das Absichtsniveau zum Zeitpunkt td sein Maximum.The
Aufgrund des vom menschlichen Fahrer aufgebrachten Drehmoments 58 und der Übersteuerung des vom Fahrunterstützungssystem 12 angeforderten Drehmoments 56 weicht das Ego-Fahrzeug 10 von dem vom Fahrunterstützungssystem 12 bestimmten Fahrweg 46 ab. Das untere Diagramm der
Zum Zeitpunkt t2 hört der menschliche Fahrer auf, das Drehmoment 58 über das Lenkrad 36 aktiv auf das Lenksystem 28 aufzubringen, er hält lediglich das Lenkrad 36. Im Beispiel der
Das vom menschlichen Fahrer aufgebrachte Drehmoment 58 nimmt ab dem Zeitpunkt t1 zu, da der menschliche Fahrer beginnt, das Drehmoment 58 aktiv über das Lenkrad 36 auf das Lenksystem 28 auszuüben. In diesem Beispiel wird davon ausgegangen, dass der menschliche Fahrer das Drehmoment unbeabsichtigt aufbringt.The
Die Steuereinheit 30 verarbeitet das vom Lenkunterstützungssystem 12 angeforderte Drehmoment 56, das vom menschlichen Fahrer aufgebrachte Drehmoment 58 und die von der inneren optischen Kamera 44 empfangenen Kamerabilder. Die Steuereinheit 30 bestimmt das Absichtsniveau des menschlichen Fahrers, das Drehmoment 58 auf das Lenksystem 28 aufzubringen. In diesem Beispiel ist das Absichtsniveau zwischen den Zeiten t1 und t2 gering. Auf dieser Grundlage bestimmt die Steuereinheit 30 das in dem elektrischen Servolenksystem 26 anzulegende Drehmoment 60 als das vom Lenkunterstützungssystem 12 angeforderte Drehmoment 56. Das in dem elektrischen Servolenksystem 26 anzulegende Drehmoment 60 wird kontinuierlich als das vom Lenkunterstützungssystem 12 angeforderte Drehmoment 56 bestimmt, da das vom menschlichen Fahrer aufgebrachte Drehmoment 58 zusammen mit dem Absichtsniveau anzeigt, dass der menschliche Fahrer das Drehmoment 58 nicht auf das Lenksystem 28 aufbringen möchte.The
Auf der Grundlage des vom menschlichen Fahrer aufgebrachten Drehmoments 58 und des vom Lenkunterstützungssystem 12 angeforderten Drehmoments 56, bei dem es sich um das in dem elektrischen Servolenksystem 26 anzulegende Drehmoment 60 handelt, weicht das Ego-Fahrzeug 10 vom Fahrweg 46 entsprechend dem im unteren Teil von
Das vom menschlichen Fahrer aufgebrachte Drehmoment 58 nimmt ab dem Zeitpunkt t1 zu, da der menschliche Fahrer beginnt, das Drehmoment 58 aktiv über das Lenkrad 36 auf das Lenksystem 28 aufzubringen. In diesem Beispiel wird davon ausgegangen, dass der menschliche Fahrer das Drehmoment absichtlich aufbringt.The
Die Steuereinheit 30 verarbeitet das vom Lenkunterstützungssystem 12 angeforderte Drehmoment 56, das vom menschlichen Fahrer aufgebrachte Drehmoment 58 und die von der inneren optischen Kamera 44 empfangenen Kamerabilder. Die Steuereinheit 30 bestimmt das Absichtsniveau des menschlichen Fahrers, das Drehmoment 58 auf das Lenksystem 28 aufzubringen. In diesem Beispiel ist das Absichtsniveau zwischen den Zeiten t1 und t2 hoch. Auf dieser Grundlage bestimmt die Steuereinheit 30 das in dem elektrischen Servolenksystem 26 anzulegende Drehmoment 60 als das vom Lenkunterstützungssystem 12 angeforderte Drehmoment 56, das entsprechend einem Faktor reduziert wird, der auf dem Absichtsniveau und dem vom menschlichen Fahrer aufgebrachten Drehmoment 58 basiert. Daher ist das in dem elektrischen Servolenksystem 26 anzulegende Drehmoment 60 im Vergleich zum zweiten Beispiel der
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 1010
- Ego-FahrzeugEgo vehicle
- 1212
- LenkunterstützungssystemSteering support system
- 1414
- vorderer LiDAR, Umgebungssensorfront LiDAR, environmental sensor
- 1616
- optische Kamera, Umgebungssensoroptical camera, environmental sensor
- 1818
- UmgebungVicinity
- 2020
- VorwärtsfahrtrichtungForward direction of travel
- 2222
- SteuerungsvorrichtungControl device
- 2424
- DatenverbindungData Connection
- 2626
- elektrisches Servolenksystemelectric power steering system
- 2828
- LenksystemSteering system
- 3030
- SteuereinheitControl unit
- 3232
- AntriebseinheitDrive unit
- 3434
- SteuerungsverbindungControl connection
- 3636
- Lenkradsteering wheel
- 3838
- LenksäuleSteering column
- 4040
- Lagercamp
- 4242
- DrehrichtungDirection of rotation
- 4444
- optische Kamera, Sensoroptical camera, sensor
- 4646
- Fahrwegroute
- 4848
- Fahrspurlane
- 5050
- FahrspurbegrenzungLane delimitation
- 5252
- Schlaglochpothole
- 5454
- alternativer Fahrwegalternative route
- 5656
- vom Lenkunterstützungssystem angefordertes DrehmomentTorque requested by the steering assistance system
- 5858
- vom menschlichen Fahrer aufgebrachtes DrehmomentTorque applied by the human driver
- 6060
- Bestimmtes DrehmomentSpecific torque
- 6262
- Phase ohne vom menschlichen Fahrer aufgebrachtes DrehmomentPhase without torque applied by the human driver
- 6464
- Phase mit vom menschlichen Fahrer aufgebrachtem DrehmomentPhase with torque applied by the human driver
- 6666
- PositionsfehlerPosition error
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- US 20160152233 A1 [0011]US 20160152233 A1 [0011]
- US 20180072310 A1 [0011]US 20180072310 A1 [0011]
- US 20190315403 A1 [0012]US 20190315403 A1 [0012]
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified |