DE602004012105T2 - Vorrichtung zum Erfassen der Handlung eines Fahrers an einem Lenkrad eines Lenksystems eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Vorrichtung zum Erfassen der Handlung eines Fahrers an einem Lenkrad eines Lenksystems eines Kraftfahrzeuges Download PDF

Info

Publication number
DE602004012105T2
DE602004012105T2 DE602004012105T DE602004012105T DE602004012105T2 DE 602004012105 T2 DE602004012105 T2 DE 602004012105T2 DE 602004012105 T DE602004012105 T DE 602004012105T DE 602004012105 T DE602004012105 T DE 602004012105T DE 602004012105 T2 DE602004012105 T2 DE 602004012105T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
torque
derivative
driver
steering wheel
ecu
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE602004012105T
Other languages
English (en)
Other versions
DE602004012105D1 (de
Inventor
Angela Chinu
Vincenzo Murdocco
Giancarlo Alessandretti
Renzo Cicilloni
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Centro Ricerche Fiat SCpA
Original Assignee
Centro Ricerche Fiat SCpA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centro Ricerche Fiat SCpA filed Critical Centro Ricerche Fiat SCpA
Publication of DE602004012105D1 publication Critical patent/DE602004012105D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE602004012105T2 publication Critical patent/DE602004012105T2/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/08—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to drivers or passengers
    • B60W40/09—Driving style or behaviour
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/02—Alarms for ensuring the safety of persons
    • G08B21/06—Alarms for ensuring the safety of persons indicating a condition of sleep, e.g. anti-dozing alarms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/20—Steering systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00—Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/12—Lateral speed
    • B60W2520/125—Lateral acceleration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00—Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/14—Yaw
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2540/00—Input parameters relating to occupants
    • B60W2540/18—Steering angle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2552/00—Input parameters relating to infrastructure
    • B60W2552/15—Road slope

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

Description

  • Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung, mit der ermittelt werden kann, ob der Fahrer eines Kraftfahrzeugs das Lenkrad eines Lenksystems betätigt.
  • Im Besonderen besteht der Gegenstand der Erfindung darin, eine Vorrichtung zu liefern, um rechtzeitig das Auftreten von bestimmten gefährlichen Situationen wahrzunehmen, in denen der Fahrer die Kontrolle über das Kraftfahrzeug verlieren kann, da er seine Hände nicht auf dem Lenkrad hat.
  • Diese Funktion ist beispielsweise in Fahrerassistenzsystemen wichtig, bei denen es als notwendig erachtet wird, dass der Fahrer im Wesentlichen immer eine dauernde Kontrolle über das Kraftfahrzeug besitzt.
  • Das Dokument WO 03/070504 , das auf den neuesten Stand der Technik Bezug nimmt, offenbart eine Vorrichtung, um die Wechselwirkung zwischen einem Fahrer und einem Kraftfahrzeug zu ermitteln, wobei die Vorrichtung enthält:
    eine Sensoreinrichtung, um Signale zu liefern, die das gesamte Drehmoment angeben, das auf die Lenksäule oder Lenkspindel wirkt, und
    eine elektronische Prozessorstufe, die mit der Sensoreinrichtung verbunden und so aufgebaut ist, dass sie Signale erzeugt, die das Drehmoment, das auf das Lenkrad aufgebracht wird, sowie dessen Ableitung nach der Zeit angeben.
  • Die in WO 03/070504 geoffenbarte Vorrichtung weist weiters eine Sensoreinrichtung auf, um Signale zu liefern, die die Seitenkräfte angeben, die auf das Fahrzeug einwirken.
  • Die Signale, die von der Sensoreinrichtung für das Lenkdrehmoment stammen, sowie jene Signale, die von der Sensoreinrichtung für die Seitenkräfte stammen, werden miteinander gekoppelt, um die Reaktionen des Fahrers zu beurteilen. Die Prozessorstufe ermittelt die Flanken dieser Signale, indem sie die Ableitung nach der Zeit bildet und nach Änderungen des Vorzeichens der Ableitungen sucht. Der zeitliche Abstand zwischen aufeinander folgenden Flanken liefert ein Maß für die Reaktionszeit des Fahrers.
  • Der oben erwähnte Gegenstand wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung erreicht, die enthält:
    eine erste Sensoreinrichtung, um Signale zu liefern, die den Lenkwinkel angeben,
    eine zweite Sensoreinrichtung, um Signale zu liefern, die das gesamte Drehmoment angeben, das auf die Lenksäule oder Lenkspindel wirkt, und
    eine elektronische Prozessorstufe, die mit der ersten und der zweiten Sensoreinrichtung verbunden ist und der eine Speichereinrichtung zugeordnet ist, in der Daten gespeichert sind, die ein mathematisches Modell des Lenksystems kennzeichnen; wobei die Prozessorstufe so aufgebaut ist, dass sie
    • – aufgrund der Signale, die von den Sensoreinrichtungen und dem Modell des Lenksystems geliefert werden, Signale oder Daten erzeugt, die das Drehmoment, das vom Fahrer auf das Lenkrad aufgebracht wird, sowie dessen Ableitung nach der Zeit angeben;
    • – das vom Fahrer auf das Lenkrad aufgebrachte Drehmoment sowie dessen Ableitung nach der Zeit mit einem ersten Schwellenwert bzw. mit einem ersten Schwellenwert der Ableitung des Drehmoments vergleicht; und
    • – ein erstes Anzeigesignal erzeugt, wenn sowohl das vom Fahrer auf das Lenkrad aufgebrachte Drehmoment als auch dessen Ableitung zumindest während einer ersten Bezugszeit mit vorgegebener Dauer gleichzeitig unterhalb der oben erwähnten Schwellenwerte bleiben.
  • Die Möglichkeit, dass ermittelt werden kann, ob sich die Hände des Fahrers auf dem Lenkrad befinden, ermöglicht auch Verbesserungen bei Strategien, um die Lenkung in Kraftfahrzeugen zu betätigen, die mit Lenksystemen mit einer Servoeinrichtung ausgestattet sind.
  • Dass ermittelt wird, dass der Fahrer das Lenkrad betätigt, ist auch dazu wichtig, um die Folgen eines Sekundenschlafs zu verhindern: die Information, dass der Fahrer für eine bestimmte Zeit seine Hände vom Lenkrad genommen hat, kann dazu verwendet werden, um einen Alarm zu erzeugen oder einen Reiz auf den Fahrer auszuüben.
  • Im Gegensatz zu Systemen gemäß dem Stand der Technik, wie sie beispielsweise in GB-2 390 460-A geoffenbart sind, in denen das Vorhandensein der Hände auf dem Lenkrad mit Hilfe von verschiedenartigsten Sensoren (Drucksensoren, Berührungssensoren, optische Sensoren usw.) abgetastet wird, die am Rand des Lenkrads angeordnet sind, kann diese Erfindung relativ einfach eingesetzt werden, wobei dadurch nur geringe Zusatzkosten entstehen. Weiters wird es möglich, das Auftreten von bestimmten gefährlichen Situationen zu erkennen, beispielsweise die Ausführung von gefährlichen Manövern oder das plötzliche Auslassen des Lenkrads durch den Fahrer.
  • Bei anderen Systemen und Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik müssen Drehmomentsensoren verwendet werden, die an der Lenksäule oder Lenkspindel angebracht sind. Die von derartigen Sensoren gelieferte Information ist jedoch mit der Betätigung der Lenksäule durch den Fahrer nicht direkt korreliert, womit weniger empfindlich und genau erkannt werden kann, ob sich die Hände auf dem Lenkrad befinden, wobei auch Fehler durch externe Störungen oder durch Änderungen in den Betriebsbedingungen auftreten können.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nun folgenden ausführlichen Beschreibung, die anhand eines Beispiels erfolgt und nicht einschränkend sein soll, sowie im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen ersichtlich, in denen zeigt:
  • 1 das vereinfachte Blockdiagramm einer Vorrichtung gemäß der Erfindung, der ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs zugeordnet ist; und
  • 2 bis 5 Diagramme, in denen Beispiele für die Veränderung des Drehmoments Td sowie dessen Ableitung mit der Zeit DTd, das von einem Fahrer auf das Lenkrad aufgebracht wird, im Hinblick auf zugeordnete Schwellenwerte, die auf der vertikalen Achse aufgetragen sind, als Funktionen der Zeit dargestellt sind, wobei mit diesen Diagrammen die Erläuterung von bestimmten Betriebsvorgängen der Vorrichtung gemäß der Erfindung möglich wird.
  • In 1 ist mit der Bezugsziffer 1 das Lenksystem eines Kraftfahrzeugs als Ganzes versehen, dem zwei lenkbare Räder 2 und 3 zugeordnet sind, d. h. das linke Rad bzw. das rechte Rad.
  • Das Lenksystem 1 enthält auf bekannte Art ein Lenkrad 4, das mit einer Lenksäule oder Lenkspindel 5 verbunden ist. Das dem Lenkrad 4 gegenüber liegende Ende der Lenksäule oder Lenkspindel 5 ist auf bekannte Art über Gelenksgetriebe und Kraftübertragungen mit den Rädern 2 und 3 verbunden, beispielsweise über Zahnstangen und Ritzel.
  • Der Lenksäule oder Lenkspindel 5 ist ein erster elektrischer Sensor 6 zugeordnet, der elektrische Signale liefern kann, die den Lenkwinkel θ angeben, der die momentane Winkelstellung der Säule 5 sowie des Lenkrads 4 im Hinblick auf eine vorgegebene Bezugsstellung angibt.
  • Der Lenksäule oder Lenkspindel 5 ist auch ein weiterer elektrischer Sensor 7 zugeordnet, der Signale liefern kann, die das (gesamte) Drehmoment angeben, das auf diese Lenksäule oder Lenkspindel 5 wirkt.
  • Die Sensoren 6 und 7 sind Teil der Vorrichtung gemäß der Erfindung, um die Einwirkung des Fahrers auf das Lenkrad 4 zu ermitteln. Diese Vorrichtung, die als Ganzes die Bezugsziffer 10 trägt, enthält zusätzlich eine elektronische Prozessor- und Steuerstufe ECU, die beispielsweise unter Verwendung eines Mikroprozessors hergestellt wird. Die Prozessor- und Steuerstufe ECU ist mit dem Lenkwinkel-Sensor 6 und mit dem Drehmoment-Sensor 7 beispielsweise über ein Kommunikationsnetzwerk 8 verbunden, das beispielsweise in Übereinstimmung mit dem CAN-Kommunikationsprotokoll arbeitet.
  • Der Stufe ECU ist eine Speichereinrichtung M zugeordnet, in der Daten gespeichert sind, die ein vorgegebenes mathematisches Modell des Lenksystems 1 kennzeichnen.
  • Die elektronische Prozessor- und Steuerstufe ECU ist so aufgebaut, dass sie im Betrieb jene Signale erfasst, die von den Sensoren 6 und 7 geliefert werden und den Lenkwinkel bzw. das gesamte Drehmoment angeben, das auf die Lenksäule oder Lenkspindel 5 wirkt, wobei sie in Übereinstimmung mit den von diesen Sensoren 6 und 7 gelieferten Signalen sowie aufgrund des mathematischen Modells des Lenksystems 1, das in der Speichereinrichtung M gespeichert ist, Signale oder Daten erzeugt, die das Drehmoment Td, das vom Fahrer auf das Lenkrad 4 aufgebracht wird, sowie dessen Ableitung nach der Zeit DTd angeben.
  • Beim mathematischen Modell des Lenksystems 1 handelt es sich am besten um ein Statusrückmelde-Modell, wobei das abgeschätzte Drehmoment Td, das vom Fahrer auf das Lenkrad aufgebracht wird, mit Hilfe eines sogenannten Rekonstruktors berechnet wird. Dieser wird am besten mit Hilfe eines Software-Moduls unter Verwendung von optimalen Steuerverfahren und der Berechnung einer Korrekturmatrix implementiert, die eine grobe Abschätzung der rekonstruierten Werte liefern können und im Wesentlichen von Parameteränderungen unbeeinflusst sind, die infolge von Betriebszuständen auftreten, beispielsweise durch Änderungen in den Kräften, die auf die Reifen wirken, durch unterschiedliches Beladen des Fahrzeugs und Ähnliches, wobei dies die Dynamik des Systems in verschiedenen Frequenzbereichen verändern kann.
  • Die Stufe ECU ist weiters so aufgebaut, dass sie das Drehmoment Td, das vom Fahrer auf das Lenkrad aufgebracht wird, sowie dessen Ableitung nach der Zeit DTd mit einem oder mehreren Schwellenwerten vergleicht, die jedem dieser Parameter zugeordnet sind.
  • Der Graph von 2 zeigt Beispiele einer Änderung als Funktion der Zeit t, die auf der horizontalen Achse aufgetragen ist, des Drehmoments Td, das der Fahrer auf das Lenkrad aufbringt, wie es von der Stufe ECU abgeschätzt wird, sowie dessen Ableitung nach der Zeit DTd. Dieser Graph zeigt weiters zwei Schwellenwerte T1 und T2 (T1 > T2) sowie DT1 und DT2 (DT1 > DT2) für das vom Fahrer aufgebrachte Drehmoment und dessen Ableitung.
  • Die Stufe ECU ist am besten so aufgebaut, dass sie ein Anzeige- oder Alarmsignal erzeugt, das angibt, dass die Hände des Fahrers nicht auf dem Lenkrad sind, wenn das vom Fahrer auf das Lenkrad 4 aufgebrachte Drehmoment Td sowie dessen Ableitung DTd plötzlich unterhalb der entsprechenden unteren Schwellenwerte T2 und DT2, die ihnen zugeordnet sind, für zumindest eine Bezugszeit TL0 bleiben, die eine vorgegebene Dauer besitzt.
  • Im Zusammenhang mit den Graphen von 2 tritt ein derartiger Zustand beispielsweise an dem in dieser Fig. mit t3 bezeichneten Zeitpunkt auf. Im Graph von 2 fällt das vom Fahrer auf das Lenkrad 4 aufgebrachte Drehmoment Td unter den unteren Schwellenwert T2 zu einem Zeitpunkt, der mit dem Bezugszeichen t1 versehen ist. Die Ableitung DTd fällt unter den zugeordneten Schwellenwert DT2 zu einem Zeitpunkt, der das Bezugszeichen t2 trägt. Das Drehmoment Td sowie dessen Ableitung DTd bleiben gleichzeitig unterhalb der Schwellenwerte T2 bzw. DT2 für ein Zeitintervall, das vom Zeitpunkt t2 bis zum Zeitpunkt t3 läuft und die vorgegebene Dauer TL0 besitzt.
  • In der qualitativ in 2 beispielhaft gezeigten Situation fällt das Drehmoment Td unter den zugeordneten Schwellenwert T2, bevor die Ableitung DTd unter den zugeordneten Schwellenwert DT2 fällt. Diese Schwellenwerte kennen jedoch in umgekehrter Reihenfolge durchkreuzt werden, wobei das Anzeige- oder Alarmsignal weiterhin erzeugt würde, nachdem beide Werte Td und DTd zumindest für die vorgegebene Zeit TL0 gleichzeitig unterhalb der zugeordneten Schwellenwerte geblieben sind.
  • Im Zusammenhang mit den Graphen von 2 und 3 ist die Stufe ECU weiters so aufgebaut, dass sie den abgeschätzten Wert des Drehmoments Td sowie der Ableitung DTd zusätzlich mit den Schwellenwerten T1 und DT1 vergleicht.
  • Wenn beide Werte Td und DTd für zumindest ein Intervall mit vorgegebener Dauer TL1 gleichzeitig unterhalb der Schwellenwerte T1 bzw. DT1 bleiben (wie dies zum Zeitpunkt t6 von 3 der Fall ist), erzeugt die Stufe ECU ein Anzeige- oder Warnsignal, um das Auftreten eines andauernden Zustands zu melden, in dem die Betätigung des Lenkrads 4 durch den Fahrer unzureichend ist, wobei dies einen gefährlicheren Zustand vorhersagen kann, in dem die Hände vom Lenkrad entfernt werden, wie dies oben im Zusammenhang mit 2 beschrieben wurde.
  • Im Zusammenhang mit 1 handelt es sich bei dem darin gezeigten Lenksystem um ein elektrisch betriebenes System mit Servoeinrichtung, das beispielsweise eine Stellgliedeinheit 20 enthält, die einen Elektromotor 21 für den elektrischen Antrieb aufweist. Die Einheit 20 kann auf bekannte Art ein Drehmoment erzeugen, oder, anders ausgedrückt, auf die Lenksäule oder Lenkspindel 5 aufbringen, wobei das Drehmoment einem Drehmomentanforderungs-Signal sT angepasst ist, das von einem zugeordneten Steuersystem (nicht dargestellt) stammt.
  • Wenn die Prozessor- und Steuerstufe ECU in der Vorrichtung 10 in einem Kraftfahrzeug verwendet wird, das ein derartiges Lenksystem mit Servoeinrichtung besitzt, ist die Stufe ECU erfindungsgemäß so aufgebaut, dass sie das oben erwähnte Drehmomentanforderungs-Signal sT empfängt und die Werte der Drehmoment-Schwellenwerte T1, T2 sowie der Drehmomentableitungs-Schwellenwerte DT1 und DT2 als Funktion der Größe des Drehmoments verändert, das mit dem Signal sT angezeigt wird, das die Lenkungsstellglied-Einheit 20 erzeugt.
  • Die Abschätzung oder Rekonstruktion durch die Stufe ECU des Drehmoments Td, das vom Fahrer auf das Lenkrad 4 aufgebracht wird, kann dadurch verbessert werden, dass ein oder mehrere zusätzliche Parameter berücksichtigt werden, deren Werte mit Hilfe von entsprechenden Sensoren oder Einrichtungen überwacht werden. Derartige Parameter können die Geometrie der Fahrstrecke des Fahrzeugs angeben und/oder von der Wechselwirkung zwischen dem Fahrzeug und dem Boden abhängen. Jene Parameter, die von der Geometrie der Fahrstrecke abhängen, umfassen am besten beispielsweise die Steigung β der Straße, die mit einem geeigneten Neigungs-Sensor 10 ermittelt wird. Eine weitere Information über die Geometrie der Fahrstrecke kann man mit Signalen erhalten, die beispielsweise von einer Videokamera 11 geliefert werden. Wenn die von dieser Videokamera gelieferten Signale verwendet werden, kann die Stufe ECU (auf bekannte Art) die Position des Kraftfahrzeugs quer zur Straße und im Besonderen dessen momentane Position innerhalb einer Fahrbahn abschätzen.
  • Jene Parameter, die von der Wechselwirkung zwischen dem Fahrzeug und dem Boden abhängen und dazu verwendet werden können, um die Abschätzung des Drehmoments Td zu verbessern, umfassen beispielsweise die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs in Längsrichtung, die beispielsweise mit einem geeigneten Sensor 12 mit bekanntem Aufbau ermittelt wird, die Giergeschwindigkeit ψ, die beispielsweise mit Hilfe eines geeigneten Sensors 13 ermittelt wird, und den Gierwinkel 41, der beispielsweise dadurch hergeleitet wird, dass jenes Signal nach der Zeit integriert wird, das dieser Sensor 13 liefert. Ein anderer Parameter, der von der Wechselwirkung zwischen dem Fahrzeug und dem Boden abhängt und leicht zu berücksichtigen ist, ist die Querbeschleunigung ay des Fahrzeugs, die mit einem geeigneten Sensor 14 ermittelt werden kann.
  • Die Einrichtungen oder Sensoren 10–14 können ihre Information für die Stufe ECU über das Netzwerk oder den Bus 8 liefern.
  • Im Besonderen können die Schwellenwerte T1, T2, DT1 und DT2, die in den Graphen von 2 und 3 dargestellt sind, als Funktion der momentanen Position des Kraftfahrzeugs in Querrichtung in seiner Fahrstrecke und weiters als Funktion von irgendeiner Drehmomentanforderung veränderlich gemacht werden, die das Signal sT angibt.
  • Die Prozessor-Stufe ECU ist vorzugsweise weiters so aufgebaut, dass sie die Querbewegung des Kraftfahrzeugs berechnet und das oben erwähnte erste Anzeigesignal erzeugt, wenn die Querbewegung des Fahrzeugs einen ersten vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, bevor die oben erwähnte erste Bezugszeit TL0 (2) abgelaufen ist. Die Stufe ECU kann weiters so aufgebaut sein, dass sie das oben erwähnte zweite Anzeigesignal erzeugt, wenn die Querbewegung des Fahrzeugs einen zweiten vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, der größer als der erste Schwellenwert ist, bevor die oben erwähnte zweite Bezugszeit TL1 abgelaufen ist (3).
  • Die Vorrichtung 10 gemäß der Erfindung kann auch dazu verwendet werden, um weitere mögliche gefährliche Situationen zu erkennen, beispielsweise Situationen, die dann auftreten, wenn der Fahrer Manöver ausführt, um Hindernissen auszuweichen, oder wenn er das Lenkrad 4 bei einem Manöver plötzlich loslässt, bei dem eine konstante Steuerung des Rads erforderlich ist, beispielsweise dann, wenn er um eine scharfe Kurve fährt.
  • Dazu ist die Steuerstufe ECU am besten so aufgebaut, dass sie Steuer- und Signalisierungs-Strategien ausführt, die nunmehr im Zusammenhang mit 4 und 5 beschrieben werden sollen.
  • In 4 ist ein Graph dargestellt, der qualitativ Beispiele für die Änderung des Drehmoments Td, das der Fahrer auf das Lenkrad 4 aufbringt, sowie die Ableitung DTd dieses Werts nach der Zeit als Funktion der Zeit t zeigt, die auf der horizontalen Achse aufgetragen ist.
  • Im Zusammenhang mit den Graphen von 4 ist die Prozessor- und Steuerstufe ECU so aufgebaut, dass sie das vom Fahrer auf das Lenkrad 4 aufgebrachte Drehmoment Td sowie dessen Ableitung nach der Zeit DTd mit entsprechenden dritten Schwellenwerten vergleicht, die mit den Bezugszeichen TSUP und DT3 versehen sind, und ein Signal erzeugt, das anzeigt, dass ein gefährliches Manöver ausgeführt wird, wenn die Ableitung DTd größer als der Schwellenwert DT3 ist und oberhalb dieses Schwellenwerts zumindest für eine Zeit TL3 bleibt, und wenn das Drehmoment Td am Ende dieses Intervalls größer als der zugeordnete Schwellenwert TSUP ist.
  • Im Zusammenhang mit den Graphen von 5 kann die Stufe ECU am besten so aufgebaut sein, dass sie das Drehmoment Td sowie dessen Ableitung DTd mit weiteren Schwellenwerten vergleicht, die das Bezugszeichen TINF und DT4 tragen. Diese Schwellenwerte sind niedriger als die Schwellenwerte TSUP bzw. DT3.
  • Die Stufe ECU erzeugt ein Signal, das anzeigt, dass ein gefährliches Manöver ausgeführt wird, wenn die Ableitung DTd zumindest eine Zeit TL4 von vorgegebener Dauer zwischen den Werten DT4 und DT3 bleibt, und wenn am Ende dieses Intervalls das Drehmoment Td, das vom Fahrer auf das Lenkrad 4 aufgebracht wird, zunimmt und größer als der obere Schwellenwert TSUP wird.
  • Die Stufe ECU ist am besten so aufgebaut, dass sie ein Signal erzeugt, das anzeigt, dass der Fahrer das Lenkrad 4 plötzlich ausgelassen hat, wenn das Drehmoment Td abnimmt und am Ende des Intervalls TL4 (in dem die Ableitung DTd zwischen DT4 und DT3 gehalten wird) kleiner als der Schwellenwert ist.
  • Es ist ersichtlich, dass die Grundlage der Erfindung beibehalten wird, wobei Arten der Anwendung und Details im Aufbau weit von der Beschreibung und den Zeichnungen, die lediglich als Beispiel dienen und nicht einschränkend sein sollen, verändert werden können, ohne dadurch vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen, wie er in den angeschlossenen Ansprüchen festgelegt ist.

Claims (12)

  1. Vorrichtung, mit der ermittelt werden kann, ob ein Fahrer das Lenkrad (4) des Lenksystems (1) eines Kraftfahrzeugs betätigt, wobei die Vorrichtung enthält: eine erste Sensoreinrichtung (6), um Signale zu liefern, die den Lenkwinkel (8) angeben, eine zweite Sensoreinrichtung (7), um Signale zu liefern, die das gesamte Drehmoment (T) angeben, das auf die Lenksäule oder Lenkspindel (5) wirkt, und eine elektronische Prozessoreinrichtung (ECU), die mit der ersten und mit der zweiten Sensoreinrichtung (6, 7) verbunden ist und der eine Speichereinrichtung (M) zugeordnet ist, in der Daten gespeichert sind, die ein mathematisches Modell des Lenksystems (1) kennzeichnen; wobei die Prozessoreinrichtung (ECU) so aufgebaut ist, dass sie – aufgrund der Signale, die von den Sensoreinrichtungen (6, 7) und dem Modell des Lenksystems (1) geliefert werden, Signale oder Daten erzeugt, die das Drehmoment (Td), das vom Fahrer auf das Lenkrad (4) aufgebracht wird, sowie dessen Ableitung nach der Zeit (DTd) angeben; – das vom Fahrer auf das Lenkrad (4) aufgebrachte Drehmoment (Td) sowie dessen Ableitung nach der Zeit (DTd) mit einem ersten Schwellenwert des Drehmoments (T2) bzw. mit einem ersten Schwellenwert der Ableitung des Drehmoments (DT2) vergleicht; und – ein erstes Anzeigesignal erzeugt, wenn sowohl das vom Fahrer auf das Lenkrad (4) aufgebrachte Drehmoment (Td) als auch dessen Ableitung (DTd) für zumindest eine erste Bezugszeit (TL0) mit vorgegebener Dauer gleichzeitig unterhalb des oben angeführten entsprechenden ersten Schwellenwerts (T2; DT2) bleiben.
  2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Prozessoreinrichtung (ECU) weiters so aufgebaut ist, dass sie – das vom Fahrer auf das Lenkrad (4) aufgebrachte Drehmoment (Td) sowie dessen Ableitung nach der Zeit (DTd) mit einem zweiten Schwellenwert des Drehmoments (T1) bzw. mit einem zweiten Schwellenwert der Ableitung des Drehmoments (DT1) vergleicht, wobei diese Werte großer als die oben erwähnten ersten Schwellenwerte (T2; DT2) sind; und – ein zweites Anzeigesignal erzeugt, wenn sowohl das vom Fahrer auf das Lenkrad (4) aufgebrachte Drehmoment (Td) als auch dessen Ableitung (DTd) für zumindest eine Bezugszeit (TL1) mit vorgegebener Dauer gleichzeitig unterhalb der zugeordneten Schwellenwerte (T1, DT1) bleiben.
  3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Kraftfahrzeug mit einem elektrisch betriebenen Lenksystem mit Servoeinrichtung (20, 21) ausgestattet ist, um, anders ausgedrückt, an die Lenksäule oder Lenkspindel (5) ein Drehmoment aufzubringen, dessen Größe einem Drehmomentanforderungs-Signal (sT) angepasst ist, das von einem zugeordneten Steuersystem stammt; wobei die Vorrichtung (10) dadurch gekennzeichnet ist, dass die Prozessoreinrichtung (ECU) so aufgebaut ist, dass sie die oben erwähnten Schwellenwerte des Drehmoments (T1; T2) sowie der Ableitung des Drehmoments (DT1, DT2) als Funktion des oben erwähnten Drehmomentanforderungs-Signals (sT) verändert.
  4. Vorrichtung gemäß irgendeinem der bisherigen Ansprüche, wobei die Prozessoreinrichtung (ECU) so aufgebaut ist, dass sie das vom Fahrer auf das Lenkrad (4) aufgebrachte Drehmoment (Td) sowie dessen Ableitung nach der Zeit (DTd) als Funktion von Werten berechnet oder abschätzt, die man von zumindest einem ersten ermittelten Parameter erhält, der von der Geometrie der Fahrstrecke des Fahrzeugs abhängt.
  5. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei die Prozessoreinrichtung (ECU) so aufgebaut ist, dass sie das vom Fahrer auf das Lenkrad (4) aufgebrachte Drehmoment (Td) sowie dessen Ableitung nach der Zeit (DTd) als Funktion der Steigung (β) der Fahrstrecke des Fahrzeugs berechnet oder abschätzt.
  6. Vorrichtung gemäß Anspruch 4 oder 5, wobei die Prozessoreinrichtung (ECU) so aufgebaut ist, dass sie das vom Fahrer auf das Lenkrad (4) aufgebrachte Drehmoment (Td) sowie dessen Ableitung nach der Zeit (DTd) als Funktion der momentanen Position des Fahrzeugs innerhalb einer Fahrbahn berechnet oder abschätzt, die von einer Abtasteinrichtung (11) bestimmt wird, die dem Fahrzeug zugeordnet ist.
  7. Vorrichtung gemäß irgendeinem der bisherigen Ansprüche, wobei die Prozessoreinrichtung (ECU) so aufgebaut ist, dass sie das vom Fahrer auf das Lenkrad (4) aufgebrachte Drehmoment (Td) sowie dessen Ableitung nach der Zeit (DTd) als Funktion jener Werte berechnet oder abschätzt, die man von zumindest einem zweiten Parameter erhält, der von der Wechselwirkung zwischen dem Fahrzeug und dem Boden abhängt.
  8. Vorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei die Prozessoreinrichtung (ECU) so aufgebaut ist, dass sie das vom Fahrer auf das Lenkrad (4) aufgebrachte Drehmoment (Td) sowie dessen Ableitung nach der Zeit (DTd) als Funktion des Gierwinkels (ψ) des Fahrzeugs und dessen Ableitung nach der Zeit sowie der Seitenbeschleunigung (ay) des Fahrzeugs berechnet oder abschätzt.
  9. Vorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei die Prozessoreinrichtung (ECU) so aufgebaut ist, dass sie die Querbewegung des Kraftfahrzeugs berechnet und das oben erwähnte erste Anzeigesignal erzeugt, wenn die Querbewegung des Fahrzeugs einen ersten vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, bevor die oben erwähnte erste Bezugszeit (TL0) abgelaufen ist.
  10. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei die Prozessoreinrichtung (ECU) so aufgebaut ist, dass sie das oben erwähnte zweite Anzeigesignal erzeugt, wenn die Querbewegung des Fahrzeugs einen vorgegebenen zweiten Schwellenwert überschreitet, der größer als der erste Schwellenwert ist, bevor die oben erwähnte zweite Bezugszeit (TL1) abgelaufen ist.
  11. Vorrichtung gemäß irgendeinem der bisherigen Ansprüche, wobei die Prozessoreinrichtung (ECU) so aufgebaut ist, dass sie – das vom Fahrer auf das Lenkrad (4) aufgebrachte Drehmoment (Td) sowie dessen Ableitung nach der Zeit (DTd) mit entsprechenden dritten Schwellenwerten (TSUP; DT3) vergleicht; und – ein Signal erzeugt, das anzeigt, dass ein gefährliches Manöver ausgeführt wird, wenn die Ableitung (DTd) den zugeordneten dritten Schwellenwert (DT3) für ein Intervall mit vorgegebener Dauer (TL3) überschreitet und das vom Fahrer auf das Lenkrad (4) aufgebrachte Drehmoment (Td) am Ende dieses Intervalls (TL3) den zugeordneten dritten Schwellenwert (TSUP) überschreitet.
  12. Vorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei die Prozessoreinrichtung (ECU) weiters so aufgebaut ist, dass sie – das vom Fahrer auf das Lenkrad (4) aufgebrachte Drehmoment (Td) sowie dessen Ableitung (DTd) mit entsprechenden vorgegebenen vierten Schwellenwerten (TINF; DT4) vergleicht, die niedriger als die oben erwähnten dritten Schwellenwerte (TSUP; DT3) sind; – ein Signal erzeugt, das angibt, dass ein gefährliches Manöver ausgeführt wird, wenn die oben erwähnte Ableitung (DTd) für ein Intervall mit vorgegebener Dauer (TL4) auf einem Pegel zwischen dem zugeordneten dritten und vierten Schwellenwert (DT3; DT4) bleibt, und wenn das vom Fahrer auf das Lenkrad (4) aufgebrachte Drehmoment (Td) ansteigt und am Ende dieses Intervalls (TL4) größer als der dritte Schwellenwert (TSUP) ist; und – ein Signal erzeugt, das den Zustand eines plötzlichen Loslassens des Lenkrads (4) anzeigt, wenn die Ableitung (DTd) während des oben erwähnten Intervalls mit vorgegebener Dauer (TL4) auf einem Pegel zwischen dem zugeordneten dritten und vierten Schwellenwert (DT3; DT4) bleibt, und wenn das vom Fahrer auf das Lenkrad (4) aufgebrachte Drehmoment (Td) abnimmt und am Ende dieses Intervalls (TL4) kleiner als der zugeordnete vierte Schwellenwert (TINF) ist.
DE602004012105T 2004-10-08 2004-10-08 Vorrichtung zum Erfassen der Handlung eines Fahrers an einem Lenkrad eines Lenksystems eines Kraftfahrzeuges Active DE602004012105T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP04425756A EP1645454B1 (de) 2004-10-08 2004-10-08 Vorrichtung zum Erfassen der Handlung eines Fahrers an einem Lenkrad eines Lenksystems eines Kraftfahrzeuges

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE602004012105D1 DE602004012105D1 (de) 2008-04-10
DE602004012105T2 true DE602004012105T2 (de) 2009-03-12

Family

ID=34932816

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE602004012105T Active DE602004012105T2 (de) 2004-10-08 2004-10-08 Vorrichtung zum Erfassen der Handlung eines Fahrers an einem Lenkrad eines Lenksystems eines Kraftfahrzeuges

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP1645454B1 (de)
AT (1) ATE387332T1 (de)
DE (1) DE602004012105T2 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009039028A1 (de) * 2009-08-13 2011-02-17 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zur Freihandfahrt-Erkennung bei Fahrerassistenzsystemen
DE102009028647A1 (de) * 2009-08-19 2011-02-24 Zf Lenksysteme Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Erkennen eines Bedienzustands eines Lenkrads in einem Fahrzeug
DE102011002401A1 (de) * 2011-01-03 2012-07-05 Zf Lenksysteme Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Erkennen eines Bedienzustands eines Lenkrads in einem Fahrzeug
US9604647B2 (en) 2010-08-30 2017-03-28 Bayerische Motoern Werke Aktiengesellschaft Method for detecting a lack of driver activity at the steering wheel of a motor vehicle
DE102016012212A1 (de) * 2016-10-13 2018-04-19 Daimler Ag Verfahren zum Bestimmen eines auf den Lenkradkranz des Handlenkrads eines Kraftfahrzeugs wirkenden Lenkradkranz-Drehmoments

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2890632B1 (fr) * 2005-09-14 2007-11-16 Koyo Steering Europ K S E Soc Procede pour la detection de la tenue d'un volant de conduite d'une direction assistee electronique de vehicule automobile
DE102007001362A1 (de) * 2007-01-09 2008-07-10 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Fahrerermüdungserkennung mittels Drehmomentsensorik
EP2093093B1 (de) 2008-02-25 2012-10-17 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung fehlender Fahreraktivität am Lenkrad
DE102008021150A1 (de) * 2008-02-25 2009-08-27 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung fehlender Fahreraktivität am Lenkrad
US8483910B2 (en) * 2008-09-18 2013-07-09 Trw Automotive U.S. Llc Method of controlling a vehicle steering apparatus
DE102009047323A1 (de) * 2009-12-01 2011-06-09 Zf Lenksysteme Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Erkennen eines Ermüdungszustands des Fahrers eines Fahrzeugs
PL2426030T3 (pl) * 2010-08-11 2013-05-31 Thyssenkrupp Presta Ag Urządzenie do sterowania kierowaniem dla pojazdu i sposób sterowania kierowaniem
EP2591942B1 (de) * 2011-11-11 2015-02-25 Volvo Car Corporation Anordnung und Verfahren zur Sicherstellung der Fahreraufmerksamkeit
FR3018058B1 (fr) * 2014-03-03 2017-08-11 Jtekt Europe Sas Procede de filtrage pour la detection des transitions d’un signal de direction assistee
US9321447B2 (en) 2014-05-16 2016-04-26 International Business Machines Corporation Vehicle powertrain synchronization based on predicted driver actions
SE539620C2 (en) 2016-02-16 2017-10-17 Scania Cv Ab A steering wheel torque evaluation module

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5766027A (en) * 1980-10-06 1982-04-22 Nissan Motor Co Ltd Alarming device for vehicle
EP1480846A1 (de) * 2002-02-04 2004-12-01 Cesium Ab Verfahren und mittel zum messen der interaktion zwischen fahrer und fahrzeug
GB2390460A (en) * 2002-06-08 2004-01-07 Imagination Station Ltd Vehicle driver tiredness alarm

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009039028A1 (de) * 2009-08-13 2011-02-17 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zur Freihandfahrt-Erkennung bei Fahrerassistenzsystemen
DE102009039028B4 (de) 2009-08-13 2018-11-29 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung der Lenkradaktivität eines Fahrers
DE102009028647A1 (de) * 2009-08-19 2011-02-24 Zf Lenksysteme Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Erkennen eines Bedienzustands eines Lenkrads in einem Fahrzeug
US9604647B2 (en) 2010-08-30 2017-03-28 Bayerische Motoern Werke Aktiengesellschaft Method for detecting a lack of driver activity at the steering wheel of a motor vehicle
DE102011002401A1 (de) * 2011-01-03 2012-07-05 Zf Lenksysteme Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Erkennen eines Bedienzustands eines Lenkrads in einem Fahrzeug
DE102016012212A1 (de) * 2016-10-13 2018-04-19 Daimler Ag Verfahren zum Bestimmen eines auf den Lenkradkranz des Handlenkrads eines Kraftfahrzeugs wirkenden Lenkradkranz-Drehmoments

Also Published As

Publication number Publication date
EP1645454B1 (de) 2008-02-27
EP1645454A1 (de) 2006-04-12
DE602004012105D1 (de) 2008-04-10
ATE387332T1 (de) 2008-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE602004012105T2 (de) Vorrichtung zum Erfassen der Handlung eines Fahrers an einem Lenkrad eines Lenksystems eines Kraftfahrzeuges
DE102015016217B4 (de) Elektrische Servolenkungsvorrichtung und Verfahren zum Steuern einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung
DE102017126878B4 (de) Fahrerunterstützungssystem für ein Fahrzeug
DE102014201107B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Beschränkung eines unterstützenden Lenkmoments in einem Lenksystem mit elektronischer Lenkunterstützung
DE102016118100B4 (de) Fahrunterstützungsvorrichtung für ein fahrzeug
DE112015000480B4 (de) Fahrzeuglenksteuervorrichtung
DE102015114629B4 (de) Fahrspurabweichungsprävention-Steuerungssystem für ein Fahrzeug
EP2613986B1 (de) Lenkwinkelbestimmung für ein kraftfahrzeug
DE112012007157B4 (de) Fahrunterstützungsvorrichtung und Fahrunterstützungsverfahren
DE602005001061T2 (de) Elektronisches Kraftfahrzeugregelsystem einschließlich kommunizierend verbundene Regel-und Antriebseinheiten
DE112012007158B4 (de) Fahrunterstützungsvorrichtung und Fahrunterstützungsverfahren
DE102008010572B4 (de) Fahrzeuglenkungsvorrichtung
DE10332581B4 (de) Fahrzeugfahrbedienungsvorrichtung mit einer Vorrichtung zum Bestimmen der Linearität einer Reifencharakteristik
DE4334261B4 (de) Steuervorrichtung für ein Lenkservo
DE102009020157B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Berechnung eines virtuellen Rotorwinkels
WO2011020631A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum erkennen eines bedienzustands eines lenkrads in einem fahrzeug
DE10201704A1 (de) Elektrisches Servolenk-Steuergerät
EP2155534A1 (de) Fahrerassistenzvorrichtung und verfahren für dessen steuerung
DE102015212495B4 (de) Blinkersignalsysteme und Verfahren dafür
DE102010043915B4 (de) Verfahren zum Betreiben einer Hilfskraftlenkung
EP1536971B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur erkennung des aufmerksamkeitsgrades eines fahrzeugführers
DE102011002401A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Erkennen eines Bedienzustands eines Lenkrads in einem Fahrzeug
DE102019130456A1 (de) System und Verfahren zum Erfassen eines Handfrei-Zustands eines Lenkrads
DE112012006440B4 (de) Eigenschaftsänderungs-Erfassungseinrichtung für ein Lenkgetriebesystem
EP3589531A1 (de) Betriebsverfahren für ein steer-by-wire-lenksystem, steuereinheit für ein steer-by-wire-lenksystem, steer-by-wire-lenksystem und fahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition