EP1472131A1 - Verfahren und vorrichtung zur praediktiven fahrdynamikregelung bezuglich der spurhaltung und stabilisierung eines fahrzeugs - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur praediktiven fahrdynamikregelung bezuglich der spurhaltung und stabilisierung eines fahrzeugs

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EP1472131A1
EP1472131A1 EP02792640A EP02792640A EP1472131A1 EP 1472131 A1 EP1472131 A1 EP 1472131A1 EP 02792640 A EP02792640 A EP 02792640A EP 02792640 A EP02792640 A EP 02792640A EP 1472131 A1 EP1472131 A1 EP 1472131A1
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EP
European Patent Office
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lane
vehicle
detected
motor vehicle
respect
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP02792640A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Knoop
Michael Weilkes
Fred Oechsle
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1472131A1 publication Critical patent/EP1472131A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60T2260/00—Interaction of vehicle brake system with other systems
    • B60T2260/08—Coordination of integrated systems

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for influencing a system which controls or regulates the position and / or the orientation of a motor vehicle with respect to a lane, with the features of the preambles of the independent claims.
  • DE 199 16 267 AI discloses a method and a device for monitoring or influencing a vehicle on a route.
  • the method determines a target value and an actual movement of the vehicle, carries out a comparative analysis of the target path and the actual movement, and haptically transmits an information variable according to the comparative result to the driver of the vehicle or controls at least one wheel brake according to the result the comparative consideration. It is proposed to deactivate the method and the device as soon as a vehicle dynamics control is activated.
  • the driver In today's driving stabilization systems, the driver must maintain the lane by specifying the steering angle, in particular also in critical situations in which many drivers are overwhelmed.
  • the proposed method supports the driver particularly in critical driving dynamics
  • Lane detection It does not require a digital map and therefore does not need to be updated. Furthermore, the proposed system is not based on infrastructure facilities.
  • the lane keeping system is deactivated according to the invention when a risk of collision of the motor vehicle with an obstacle in the lane is detected. If an obstacle is detected on the road, a possible collision between the obstacle and the vehicle can be avoided by deactivating the lane keeping. That is a clear advantage.
  • An advantageous embodiment of the first embodiment of the invention is characterized in that the system is also deactivated if no situation that is potentially dangerous with respect to the driving dynamics of the motor vehicle is detected or - if clear indications are detected that the driver of the motor vehicle wants to leave the lane ,
  • the advantage of these deactivations is that the driver does not “patronize” the driver when the driving situation is recognized as harmless and when the driver wishes to leave the lane after he has left the lane. In these cases, the driver remains responsible for lane-keeping.
  • the lane keeping system is only activated when a potentially dangerous situation with respect to the driving dynamics of the motor vehicle is detected.
  • the lane keeping system is only activated if no additional risk of collision of the motor vehicle with an obstacle in the lane is detected and if no clear indications are detected that the driver of the vehicle wants to leave the lane.
  • a third embodiment is characterized in that the lane keeping system is deactivated when a risk of collision with an obstacle in the lane is detected and in that the lane keeping system is only activated when a potentially dangerous situation with respect to the driving dynamics of the motor vehicle is detected.
  • An advantageous embodiment of the third embodiment is characterized in that the lane keeping system is also deactivated if no situation which is potentially dangerous with respect to the driving dynamics of the motor vehicle is detected or if clear indications are detected that the driver of the motor vehicle wants to leave the lane, and that the lane keeping system is only activated if, in addition to the detection of a potentially dangerous situation for the driving dynamics, no risk of collision of the motor vehicle with an obstacle in the lane is detected and - if no clear indications are detected that the driver of the vehicle wants to leave the lane.
  • Variables and / or - by determining whether control interventions influencing the driving dynamics are carried out by a driving stabilization system present in the vehicle Since an increasing number of vehicles are equipped with a vehicle stabilization system or vehicle dynamics control system, the sensors of the vehicle stabilization system or vehicle dynamics control system can advantageously be used as a result.
  • the detection of clear indications that the driver of the vehicle wants to leave the lane is that a direction indicator is actuated by the driver or that the steering wheel angular velocity exceeds a predefinable threshold value.
  • the system controlling or regulating the position and / or orientation of a motor vehicle with respect to a lane is an autonomous system. In this case, no external infrastructure is required to operate it.
  • FIG. 1 shows the structure of the present invention in the form of a block diagram.
  • Fig. 2 the options for influencing the lane keeping system are shown in the form of a link table.
  • FIG. 3 shows the structure of the invention in a compact form.
  • the proposed system contains a vehicle-autonomous device for recording the following variables:
  • Measured variables are, for example, the longitudinal distance from the obstacle, the lateral placement with regard to of
  • a video sensor and a downstream evaluation unit.
  • a radar sensor can also be used to detect obstacles. The data from both sensors are then merged using sensor data fusion.
  • Detection of the status or the operating state of a vehicle stabilization system includes e.g. the detection of the status of status flags
  • a status flag of a vehicle dynamics control can, for example, indicate whether the vehicle dynamics controller is in active mode (block 14, FIG. 1). 6. Acquisition of vehicle operating parameters. This includes, for example, the detection of an actuation of the direction indicator or the detection of the steering wheel angular velocity (block 15, FIG. 1).
  • a measure of the dynamics of the driving state is formed in block 17 in FIG. 1 from the vehicle movement variables (block 13, FIG. 1) and / or the status flags of a driving dynamics control (block 14, FIG. 1).
  • This measure referred to as driving dynamics measure MF, influences, among other measures (explained later), the activation or deactivation of a lane keeping control.
  • This lane departure request dimension MV is used to prevent a lane-keeping intervention when the driver takes the lane z. B. wants to leave to turn.
  • Information from systems for traffic light detection and / or traffic sign detection can also be included in the lane departure measurement. This makes sense, since turning processes are to be expected more at traffic lights or intersections.
  • the lane departure request measure can also include information about the existence of intersections or junctions in front of the vehicle, which may be provided by future lane detection systems. You can also use it to assess the risk of leaving the lane
  • Tracking interventions can be blocked or activated later if the vehicle leaves its lane to the right and if a right side lane exists.
  • the determined lane sizes block 11, Fig. 1
  • the detected obstacles in front of the vehicle block 11
  • a collision risk measure MK is determined in block 16 in FIG. 1. If there is an imminent collision with an obstacle in your own lane, then lane-keeping interventions are also prevented. The driver wants to avoid the collision by "escaping from the street”.
  • the collision risk dimension MK means a high risk of collision.
  • the driving dynamics measure MF.
  • a large value of MF means a potentially dangerous situation in terms of driving dynamics.
  • the lane departure request dimension MV The greater the value of the lane departure request dimension, the more they interpret
  • the tracking control 19 processes in particular the position and angular orientation of the vehicle relative to the course of the lane (block 10, FIG. 1).
  • the lane control further processes the lane sizes (block 11, FIG. 1) and the vehicle movement sizes (block 13, FIG. 1).
  • a target variable (target variable 101 in FIG. 1) is determined from these variables and acts on a lower-level control system (block 21, FIG. 1).
  • the target value is calculated in such a way that the vehicle is kept in its lane in addition to the stabilization that is already carried out by driving stabilization systems. Of course, several setpoints can also be calculated. Suitable target values are, for example, the target yaw rate, the target steering angle, the Target steering torque or the target transverse speed.
  • Brake interventions are triggered in order to adjust the actual yaw rate of the vehicle to the target yaw rate.
  • the steering torque control of an active steering system 4.
  • the yaw rate control of an active steering system which in turn triggers steering angle or steering torque interventions in order to adjust the actual yaw rate of the vehicle to the target yaw rate.
  • Brake interventions, steering angle interventions or interventions in normal force actuators are triggered in order to adjust the actual yaw rate of the vehicle to the target yaw rate.
  • the lane departure control is activated if the following conditions are simultaneously met: 1.
  • the driving situation is critical in terms of driving dynamics, d. H. the driving dynamics measure MF exceeds a limit GF1.
  • the lane departure request dimension MV falls below a limit GVl.
  • the collision risk measure MK falls below a limit GK1.
  • a tracking control is deactivated if
  • the lane departure request measure MV exceeds a limit GV2 or 3.
  • the collision risk measure MK exceeds a limit GK2.
  • Lane departure request dimension further measures are carried out. These are, for example
  • the vehicle movement quantities are recorded in block 13.
  • Block 14 determines the status of driving stabilization systems.
  • Block 15 determines vehicle operating parameters. The following three quantities are now derived from the results of blocks 10 to 15:
  • Block 16 receives its input signals from block 11 (lane sizes), from block 12 (obstacles), from block 13 (vehicle movement sizes) and optionally from block 10. 2.
  • block 17 the dangerousness of the present driving dynamics state is determined. This is determined from the vehicle movement variables in block 13 and the determined status of the driving stabilization systems in block 14. 3.
  • indications for a possible wish of the driver to leave the lane are determined.
  • the lane sizes determined in block 11, the vehicle movement variables determined in block 13 and the vehicle operating parameters determined in block 15 are used as input variables.
  • the collision risk due to obstacles in block 16 is detected by a collision risk measure MK.
  • a driving dynamics measure MF is created in block 17, and a lane departure request measure MV is created in block 18. These measures can be evaluated, for example compared with threshold values. The results of these evaluations in blocks 16, 17 and 18 go into the
  • Evaluation logic 20 a decides whether the tracking control 19 is activated or deactivated.
  • the activation or deactivation signals are identified by the number 100 in FIG.
  • the tracking regulation receives its
  • Input signals from block 10 (the vehicle position in the Lane), from block 11 (these are the lane sizes) and from block 13 (vehicle movement sizes).
  • the tracking control 19 calculates setpoints 101, which are passed on to a subordinate control system 21. In addition to activating and deactivating the
  • Tracking control 19 fulfills the evaluation logic 20 for a further purpose.
  • Reversible restraint systems 22 can be controlled by this evaluation logic, warning systems 23 can be controlled and irreversible restraint systems 24 can be controlled.
  • a two-dimensional matrix is shown in FIG. In the vertical direction, from left to top, line 200 is the driving dynamics measure MF, line 201 the lane departure request measure MV and line 202 that
  • Collision risk measure MK shown.
  • the number 203 above the left column
  • the number 240 above the seven right columns
  • the tracking control is deactivated.
  • the symbol> means that the driving dynamics measure MF exceeds a limit GFl.
  • Collision risk measure MK can exceed or fall below a limit value (2 options). It is possible to choose different limit values for exceeding and falling below for each of these dimensions. This will be explained in the following using the driving dynamics measure MF.
  • the collision risk measure MK and the lane departure request measure MV are both very small, ie there is no risk of collision and there are no strong indications of a lane change desired by the driver. If the driving dynamics measure now exceeds a first limit GF1, then the lane departure control is activated. Deactivating the
  • tracking control only takes place after the driving dynamics measure falls below a limit GF2. It is possible to choose the values GFl and GF2 differently. This results in hysteresis behavior.
  • Block 30 contains sensor means, block 31 contains tracking means, block 32 contains activation and deactivation means and block 33 contains actuator means.
  • the output signals from block 30 are fed to blocks 31 and 32.
  • the output signals from block 32 are fed to blocks 31 and 33.
  • the output signals from block 31 are passed to block 33.
  • the sensor means 30 detect the vehicle position and orientation within the lane (see block 10, FIG. 1), the lane sizes (see block 11, FIG. 1), obstacles in front of the vehicle (see block 12, FIG. 1), vehicle movement variables ( see block 13, FIG. 1), the status of driving stabilization systems (see block 14, FIG. 1) and vehicle operating parameters (see block 15, FIG. 1).
  • the output signals of the sensor means are
  • Lane keeping means 31 are supplied, which ensure automatic tracking of the vehicle (e.g., that the vehicle is always in the middle of the correct
  • Lane drives and Activation and deactivation means 32 are supplied, by means of which the lane keeping means 31 can be activated and deactivated.
  • the output signals of blocks 31 and 32 control actuator means 33. These include, for example, irreversible or reversible restraint systems, warning systems or subordinate actuating systems (see blocks 21, 22, 23 and 24, FIG. 1).

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beeinflussung eines die Position und/oder die Orientierung eines Kraftfahrzeugs bezüglich einer Fahrspur steuernden oder regelnden Systems. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass das System dann deaktiviert wird, wenn eine Kollisionsgefahr mit einem Hindernis auf der Fahrspur detektiert wird und dass das System nur dann aktiviert wird, wenn eine bezüglich der Fahrdynamik des Kraftfahrzeugs potentiell gefährliche Situation detektiert wird.

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR PRAEDIKTIVEN FAHRDYNAMIKREGELUNG BEZÜGLICH DER SPURHALTUNG UND STABILISIERUNG EINES FAHRZEUGS
Stand der Technik
Die Erfindung geht von einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Beeinflussung eines die Position und/oder die Orientierung eines Kraftf hrzeugs bezüglich einer Fahrspur steuernden oder regelnden Systems mit den Merkmalen der Oberbegriffe der unabhängigen Ansprüche.
Die Einführung von Videosensoren, die das Fahrzeugumfeld erfassen, ermöglicht neue Systeme der aktiven Sicherheit. Dazu gehören Systeme, die den Verlauf der Fahrbahn vor dem Fahrzeug erfassen und bei drohendem Abkommen von der Fahrbahn Eingriffe in die Fahrzeugbewegung vornehmen.
Aus der DE 199 16 267 AI sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen oder zum Beeinflussen eines Fahrzeugs auf einem Weg bekannt. Das Verfahren ermittelt dabei einen Sollwert und eine Istbewegung des Fahrzeugs, führt eine vergleichende Betrachtung des Sollweges und der Istbewegung durch, und übermittelt auf haptischem Wege eine Informationsgröße nach Maßgabe des vergleichenden Ergebnisses an den Fahrer des Fahrzeugs durch oder steuert mindestens eine Radbremse nach Maßgabe des Ergebnisses der vergleichenden Betrachtung an. Es wird hierbei vorgeschlagen, das Verfahren und die Vorrichtung dann zu deaktivieren, sobald eine Fahrdynamikregelung aktiviert wird.
Die Merkmale der Oberbegriffe der unabhängigen Ansprüche gehen aus der DE 199 16 267 AI hervor.
Vorteile der Erfindung
Bei heutigen Fahrstabilisierungssystemen muss der Fahrer die Spurhaltung durch Lenkwinkelvorgabe vornehmen, insbesondere auch in kritischen Situationen, in denen viele Fahrer überfordert sind. Das vorgeschlagene Verfahren unterstützt den Fahrer insbesondere in fahrdynamisch kritischen
Situationen durch Spurhaltung, die z.B. während eines Eingriffs eines Fahrstabilisierungssystems (z.B. ESP = „electronic stability program", FDR = „Fahrdynamikregelung") aktiviert wird. Das vorgeschlagene Verfahren arbeitet fahrzeugautonom auf Basis einer videobasierten
Fahrspurerfassung. Es benötigt keine digitale Karte und muss daher nicht aktualisiert werden. Weiterhin stützt sich das vorgeschlagene System nicht auf Einrichtungen der Infrastruktur .
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beeinflussung eines die Position und/oder die Orientierung eines Kraftfahrzeugs bezüglich einer Fahrspur steuernden oder regelnden Systems (= Spurhaltesystem, oft als „lane-keeping-system" bezeichnet) . Dabei dreht es sich nicht um den Aufbau und die Wirkungsweise des Spurhaltesystems, sondern um eine vorteilhafte Steuerung eines solchen Systems. Diese vorteilhafte Steuerung des Spurhaltesystems äußert sich darin, dass abhängig von sowohl Fahrzeuggrößen als auch von Umweltgrößen eine Aktivierung bzw. eine Deaktivierung dieses Systems erfolgt. In einer ersten Ausführungsform wird das Spurhaltesystem erfindungsgemäß dann deaktiviert, wenn eine Kollisionsgefahr des Kraftfahrzeugs mit einem Hindernis auf der Fahrspur detektiert wird. Bei einem detektierten Hindernis auf der Fahrbahn kann durch Deaktivierung der Spurhaltung eine mögliche Kollision zwischen dem Hindernis und dem Fahrzeug vermieden werden. Das ist ein deutlicher Vorteil.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der ersten Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das System auch dann deaktiviert wird, wenn keine bezüglich der Fahrdynamik des Kraftfahrzeugs potentiell gefährliche Situation detektiert wird oder - wenn deutliche Indizien dafür detektiert werden, dass der Fahrer des Kraftfahrzeugs die Fahrspur verlassen möchte. Der Vorteil dieser Deaktivierungen besteht darin, dass bei als ungefährlich erkannten Fahrsituationen und bei einem erkannten Fahrerwunsch nach Verlassen der Fahrbahn keine „Bevormundung" des Fahrers durch das Spurhaltesystem erfolgt. In diesen Fällen bleibt die Spurhaltung Aufgabe des Fahrers .
In einer zweiten Ausführungsform wird das Spurhaltesystem nur dann aktiviert, wenn eine bezüglich der Fahrdynamik des Kraftfahrzeugs potentiell gefährliche Situation detektiert wird.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der zweiten
Ausführungsform wird das Spurhaltesystem nur dann aktiviert, wenn zusätzlich keine Kollisionsgefahr des Kraftfahrzeugs mit einem Hindernis auf der Fahrspur detektiert wird und wenn keine deutlichen Indizien dafür detektiert werden, dass der Fahrer des Fahrzeugs die Fahrspur verlassen möchte .
Eine dritte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass das Spurhaltesystem dann deaktiviert wird, wenn eine Kollisionsgefahr mit einem Hindernis auf der Fahrspur detektiert wird und dass das Spurhaltesystem nur dann aktiviert wird, wenn eine bezüglich der Fahrdynamik des Kraftfahrzeugs potentiell gefährliche Situation detektiert wird.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der dritten Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass das Spurhaltesystem auch dann deaktiviert wird, wenn keine bezüglich der Fahrdynamik des Kraftfahrzeugs potentiell gefährliche Situation detektiert wird oder wenn deutliche Indizien dafür detektiert werden, dass der Fahrer des Kraftfahrzeugs die Fahrspur verlassen möchte, und dass das Spurhaltesystem nur dann aktiviert wird, wenn zusätzlich zur Detektion einer für die Fahrdynamik potentiell gefährlichen Situation keine Kollisionsgefahr des Kraftfahrzeugs mit einem Hindernis auf der Fahrspur detektiert wird und - wenn keine deutlichen Indizien dafür detektiert werden, dass der Fahrer des Fahrzeugs die Fahrspur verlassen möchte.
Es ist von Vorteil, wenn in die Detektion einer Kollisionsgefahr mit einem Hindernis den geometrischen Verlauf der Fahrspur beschreibende
Größen, die Fahrzeugbewegung beschreibende Größen sowie durch ein Video- und/oder Radarsystem erfasste
Hindernisse eingehen. Dadurch wird eine qualitative Erfassung einer Kollisionsgefahr ermöglicht.
Weiterhin ist von Vorteil, wenn die Detektion einer bezüglich der Fahrdynamik potentiell gefährlichen Situation durch Auswertung von die Fahrzeugbewegung beschreibenden
Größen und/oder - durch Feststellung, ob durch ein beim Fahrzeug vorhandenes Fahrstabilisierungssystem die Fahrdynamik beeinflussende Regelungseingriffe durchgeführt werden, erfolgt. Da eine zunehmende Anzahl von Fahrzeugen mit einem Fahrstabilisierungssystem bzw. Fahrdynamikregelungssystem ausgestattet sind, kann dadurch vorteilhafterweise auf die Sensorik des Fahrstabilisierungssystems bzw. des Fahrdynamikregelungssystems zurückgegriffen werden.
Es ist von Vorteil, wenn die Detektion von deutlichen Indizien dafür, dass der Fahrer des Fahrzeugs die Fahrspur verlassen möchte, darin besteht, dass ein Fahrtrichtungsanzeiger durch den Fahrer betätigt wird oder dass die Lenkradwinkelgeschwindigkeit einen vorgebbaren Schwellenwert überschreitet.
Sowohl die Überprüfung des Zustandes des Fahrtrichtungsanzeigers als auch die Ermittlung der Lenkradwinkelgeschwindigkeit sind mit geringem Aufwand darstellbar.
Es ist vorteilhaft, die Orientierung des Fahrzeugs bezüglich einer Fahrspur durch den Winkel zwischen der Fahrspurtangente und der Fahrzeuglängsachse zu beschreiben. Vorteilhaft ist, wenn es sich bei dem die Position und/oder die Orientierung eines Kraftfahrzeugs bezüglich einer Fahrspur steuernden oder regelnden Systems um ein fahrzeugautonomes System handelt. In diesem Fall ist man zu dessen Betrieb auf keine externe Infrastruktur angewiesen.
Zeichnung
Die Zeichnung besteht aus den Figuren 1 und 3.
In Fig. 1 ist der Aufbau der vorliegenden Erfindung in Form eines Blockschaltbildes dargestellt.
In Fig. 2 sind in Form einer Verknüpfungstabelle die Beeinflussungsmöglichkeiten des SpurhalteSystems dargestellt.
In Fig. 3 ist der Aufbau der Erfindung in kompakter Form dargestellt .
Ausführungsbeispiele
Das vorgeschlagene System enthält eine fahrzeugautonom arbeitende Einrichtung zur Erfassung folgender Größen:
1. Erfassung von Fahrspurgrößen bzw. des Fahrspurverlaufs. Dies beinhaltet die Bestimmung beispielsweise der Breite, der Krümmung oder der Krümmungsänderung der Fahrspur . Dies kann auch die Erfassung der Existenz von Nebenfahrspuren oder die Erfassung von
Fahrbahnmarkierungen (z.B. der Mittellinie der Fahrbahn) beinhalten. Dargestellt ist dies in Block 11 von Fig. 1.
2. Erfassung der Fahrzeugposition und Fahrzeugorientierung relativ zur Fahrspur. Dies beinhaltet beispielsweise die Erfassung der zeitlichen Ablage des Fahrzeugs (seitliche Ablage = seitlicher Versatz aus der Fahrbahnmitte heraus) und die Erfassung des Winkels zwischen Fahrspurtangente und Fahrzeuglängsachse. Dargestellt ist dies in Block 10 in Figur 1.
3. Die Erfassung von Hindernissen wie zum Beispiel anderen Fahrzeugen oder auf der Fahrbahn befindlichen Objekten oder Lebewesen. Erfaßte Größen sind beispielsweise der Längsabstand vom Hindernis, die Querablage bzgl . des
Hindernisses oder die Relativgeschwindigkeit. Dargestellt ist dies in Block 12 in Figur 1.
Die Erfassung dieser Größen kann zum Beispiel per Videosensor und nachgeschalteter Auswerteeinheit erfolgen. Für die Erfassung von Hindernissen kann zusätzlich zum Videosensor auch ein Radarsensor verwendet werden. Die Daten beider Sensoren werden dann per Sensordatenfusion zusammengeführt .
Außerdem werden die folgenden weiteren Größen erfasst.
4. Erfassung von Fahrzeugbewegungsgrößen. Es werden Größen wie beispielsweise die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit, die Gierrate des Fahrzeugs und die Querbeschleunigung erfaßt.
(Block 13, Fig. 1)
5. Erfassung des Status bzw. des Betriebzustandes eines Fahrzeugstabilisierungssystems . Dies beinhaltet z.B. die Erfassung des Zustandes von Statusflags einer
Fahrdynamikregelung. Ein Statusflag einer Fahrdynamikregelung kann beispielsweise anzeigen, ob der Fahrdynamikregler im aktiven Modus ist (Block 14, Fig. 1) • 6. Erfassung von Fahrzeugbedienungsgrößen. Dies beinhaltet z.B. die Erfassung einer Betätigung des Fahrtrichtungsanzeigers oder die Erfassung der Lenkradwinkelgeschwindigkeit (Block 15, Fig. 1).
Aus den Fahrzeugsbewegungsgrößen (Block 13, Fig. 1) und/oder den Statusflags einer Fahrdynamikregelung (Block 14, Fig. 1) wird in Block 17 in Fig. 1 ein Maß für die Dynamik des Fahrzustandes gebildet. Dieses als Fahrdynamikmaß MF bezeichnete Maß beeinflusst neben anderen (später erläuterten) Maßen die Aktivierung oder Deaktivierung einer Spurhalteregelung .
Weiterhin wird aus den Fahrzeugbedienungsgrößen (Block 15, Fig. 1) und eventuell zusätzlich den Fahrzeugbewegungsgrößen (Block 13, Fig. 1) sowie den Fahrspurgrößen (Block 11, Fig. 1) in Block 18 in Fig. 1 ein Maß für den Wunsch des Fahrers nach Verlassen der Fahrspur errechnet. Dieses Spurverlassenswunsch-Maß MV dient zur Unterbindung eines Spurhaltungseingriffs, wenn der Fahrer die Fahrspur z. B. zum Abbiegen verlassen möchte. In das Spurverlassenswunsch- Maß können auch Informationen von Systemen zur Ampelerfassung und/oder Verkehrszeichenerfassung eingehen. Dies ist sinnvoll, da an Ampeln oder Kreuzungen verstärkt mit Abbiegevorgängen zu rechnen ist. Ebenso können in das Spurverlassenswunsch-Maß auch Informationen über die Existenz von Kreuzungen oder Einmündungen vor dem Fahrzeug eingehen, die von zukünftigen Fahrspurerfassungssystemen möglicherweise bereitgestellt werden. Zur Bewertung der Gefährdung bei einem Verlassen der Fahrspur können auch
Informationen über die Existenz von Nebenfahrspuren hinzugezogen werden. Zum Beispiel können
Spurhaltungseingriffe gesperrt oder später aktiviert werden, wenn das Fahrzeug von seiner Fahrspur nach rechts abkommt und wenn eine rechte Nebenfahrspur existiert. Außerdem wird aus den ermittelten Fahrspurgrößen (Block 11, Fig. 1) , den erfassten Hindernissen vor dem Fahrzeug (Block
12, Fig. 1), den ermittelten Fahrzeugbewegungsgrößen (Block
13, Fig. 1) sowie optional der ermittelten Fahrzeugposition und Fahrzeugorientierung relativ zur Fahrspur (Block 10,
Fig. 1) in Block 16 in Fig. 1 ein Kollisionsgefährdungsmaß MK ermittelt. Steht eine Kollision mit einem Hindernis in der eigenen Fahrspur unmittelbar bevor, dann werden die Spurhaltungseingriffe ebenfalls unterbunden. Der Fahrer möchte die Kollision durch „Flucht von der Straße" vermeiden.
Im folgenden werden in Kurzform nochmals die drei ermittelten Maße zusammengefasst : - das Kollisionsgefährdungsmaß MK. Ein großer Wert von MK bedeutet eine hohe Kollisonsgefahr . das Fahrdynamikmaß MF . Ein großer Wert von MF bedeutet eine fahrdynamisch potentiell gefährliche Situation. das Spurverlassenswunsch-Maß MV. Je größer der Wert des Spurverlassenswunsch-Maßes ist, desto stärker deuten die
Indizien darauf hin, dass der Fahrer die Fahrspur bewusst verlassen möchte.
Die Spurhaltungsregelung 19 verarbeitet insbesondere die Position und Winkelorientierung des Fahrzeugs relativ zum Fahrspurverlauf (Block 10, Fig. 1). Weiter verarbeitet die Spurhaltungsregelung die Fahrspurgrößen (Block 11, Fig. 1) und die Fahrzeugbewegunggrößen (Block 13, Fig. 1). Aus diesen Größen wird eine Sollgröße (Sollgröße 101 in Fig. 1) ermittelt, die auf ein unterlagertes Stellsystem (Block 21, Fig. 1) wirkt. Die Sollgröße wird so berechnet, dass das Fahrzeug zusätzlich zu der von Fahrstabilisierungssystemen ohnehin vorgenommenen Stabilisierung in seiner Fahrspur gehalten wird. Selbstverständlich können auch mehrere Sollgrößen berechnet werden. Geeignete Sollgrößen sind beispielsweise die Soll-Gierrate, der Soll-Lenkwinkel, das Soll-Lenkmoment oder die Soll-Quergeschwindigkeit. Als unterlagerte Stellsysteme kommen dazu in Betracht:
1. Die Gierratenregelung eines Fahrdynamikregelungssystems (ESP-System, FDR-System) , das seinerseits radselektive
Bremseingriffe auslöst, um die Ist-Gierrate des Fahrzeug an die Soll-Gierrate anzugleichen.
2. Die Lenkwinkelregelung eines aktiven Lenksystems.
3. Die Lenkmomentregelung eines aktiven Lenksystems 4. Die Gierratenregelung eines aktiven Lenksystems, das seinerseits Lenkwinkel- oder Lenkmomenteingriffe auslöst, um die Ist-Gierrate des Fahrzeugs an die Soll-Gierrate anzugleichen .
5. Die Gierratenregelung eines Systems zur Verbundregelung mehrerer Fahrwerksysteme, das seinerseits radselektive
Bremseingriffe, Lenkwinkeleingriffe oder Eingriffe in Normalkraftsteller (z. B. aktive Feder- oder Dämpferelemente, aktive Stabilisatoren) auslöst, um die Ist-Gierrate des Fahrzeug an die Soll-Gierrate anzugleichen.
6. Die Quergeschwindigkeitsregelung eines Fahrdynamikregelungssystems, eines aktiven Lenksystems oder eines Verbundregelungssystems, die ihrerseits Eingriffe in die Fahrzeugbewegung vornimmt, um die Ist- Quergeschwindigkeit an die Soll-Quergeschwindigkeit anzugleichen .
Die Spurhaltungsregelung wird aktiviert, wenn folgende Bedingungen zugleich erfüllt sind: 1. Die Fahrsituation ist fahrdynamisch kritisch, d. h. das Fahrdynamikmaß MF überschreitet eine Grenze GF1.
2. Das Spurverlassenswunsch-Maß MV unterschreitet eine Grenze GVl .
3. Das Kollisionsgefährdungsmaß MK unterschreitet eine Grenze GK1. Eine Spurha1tungsregelung wird deaktiviert, wenn
1. das Fahrdynamikmaß MF eine Grenze GF2 unterschreitet oder
2. das Spurverlassenswunsch-Maß MV eine Grenze GV2 überschreitet oder 3. das Kollisionsgefährdungsmaß MK eine Grenze GK2 überschreitet .
Bei der Deaktivierung ist es vorteilhaft, einen gleitenden Übergang der SpurhaitungsSollgröße (Signal 101 in Fig. 1) in den Passivzustand vorzunehmen, um sprunghafte Änderungen der Eingriffe in die Fahrzeugbewegung zu vermeiden.
Im Vorfeld eines Eingriffs in die Fahrzeugbewegung können (möglicherweise mit niedrigeren Grenzen für das Fahrdynamikmaß und mit höheren Grenzen für das
Spurverlassenswunsch-Maß) weitere Maßnahmen durchgeführt werden. Dies sind beispielsweise
1. Die Auslösung reversibler Rückhaltesysteme (z. B. Gurtstraffer) in Block 22, Fig. 1, 2. Die Änderung der Auslöseschwellen irreversibler
Rückhaltesysteme (z. B. Airbag) in Block 24, Fig. 1,
3. Die Auslösung von Signalisierungsmaßnahmen (z. B. Warnblinkern) zur Warnung anderer Verkehrsteilnehmer in Block 23, Fig. 1.
Nun soll anhand von Figur 1 der Aufbau der vorliegenden Erfindung in mehr formaler Weise beschrieben werden.
In Block 10 wird die Fahrzeugposition innerhalb der
Fahrspur erfaßt . - In Block 11 werden Fahrspurgrößen erfaßt.
In Block 12 wird eine Objektliste der Hindernisse vor dem
Fahrzeug erstellt.
Die Fahrzeugbewegungsgrößen werden in Block 13 erfaßt.
Block 14 ermittelt den Status von Fahrstabilisierungssystemen.
Block 15 ermittelt Fahrzeugbedienungsgrößen. Aus den Ergebnissen der Blöcke 10 bis 15 werden nun die folgenden drei Größen hergeleitet:
1. In Block 16 wird die Kollisionsgefährdung durch Hindernisse ermittelt. Block 16 erhält seine Eingangssignale von Block 11 (Fahrspurgrößen) , von Block 12 (Hindernisse) , von Block 13 (Fahrzeugbewegungsgrößen) sowie optional von Block 10. 2. In Block 17 wird die Gefährlichkeit des vorliegenden fahrdynamischen Zustandes ermittelt. Dieses wird aus den Fahrzeugbewegungsgrößen in Block 13 und dem ermittelten Status der Fahrstabilisierungssysteme in Block 14 ermittelt . 3. In Block 18 werden Indizien für einen möglichen Wunsch des Fahrers zum Verlassen der Fahrspur ermittelt. Als Eingangsgrößen werden die in Block 11 ermittelten Fahrspurgrößen, die in Block 13 ermittelten Fahrzeugbewegungsgrößen und die in Block 15 ermittelten Fahrzeugbedienungsgrößen verwendet.
Dabei besteht die Möglichkeit die Ergebnisse der Blöcke 16, 17 und 18 auch quantitativ zu erfassen. Die Kollisionsgefährdung durch Hindernisse in Block 16 wird durch ein Kollisionsgefährdungsmaß MK erfaßt. In Block 17 wird ein Fahrdynamikmaß MF erstellt, in Block 18 wird ein Spurverlassenswunsch-Maß MV erstellt. Diese Maßzahlen können ausgewertet werden, also beispielsweise mit Schwellenwerten verglichen werden. Die Ergebnisse dieser Auswertungen in den Blöcken 16, 17 und 18 gehen als Eingangssignale in die
Bewertungslogik 20 ein. Die Bewertungslogik 20 entscheidet über eine Aktivierung oder eine Deaktivierung der Spurhaltungsregelung 19. Die Aktivierungs- oder Deaktivierungssignale sind in Figur 1 mit der Ziffer 100 bezeichnet. Die Spurhaltungsregelung erhält ihre
Eingangssignale aus Block 10 (die Fahrzeugposition in der Fahrspur) , aus Block 11 (das sind die Fahrspurgrößen) und aus Block 13 (Fahrzeugbewegungsgrößen) . Durch die Spurhaltungsregelung 19 werden Sollgrößen 101 berechnet, welche an ein unterlagertes Stellsystem 21 weitergegeben werden. Neben der Aktivierung und Deaktivierung der
Spurhaltungsregelung 19 erfüllt die Bewertungslogik 20 noch einen weiteren Zweck. Durch diese Bewertungslogik können reversible Rückhaltesysteme 22 angesteuert werden, es können Warnsysteme 23 angesteuert werden und es können irreversible Rückhaitesysteme 24 angesteuert werden.
In Figur 2 ist eine zweidimensionale Matrix dargestellt. In senkrechter Richtung sind links von oben nach unten als Zeile 200 das Fahrdynamikmaß MF, als Zeile 201 das Spurverlassenswunsch-Maß MV und als Zeile 202 das
Kollisionsgefährdungsmaß MK dargestellt. In horizontaler Richtung bedeutet die Ziffer 203 (über linker Spalte) , dass die Spurhalteregelung aktiviert ist. Die Ziffer 240 (über den sieben rechten Spalten) bedeutet, dass die Spurhalteregelung deaktiviert ist.
In dieser Matrix sind die Symbole > und < zu finden. Dabei bedeutet beispielsweise im mit 204 gekennzeichneten Feld das Symbol >, dass das Fahrdynamikmaß MF eine Grenze GFl übersteigt. In Feld 205 bedeutet das Symbol <, dass das
Fahrdynamikmaß MF eine Grenze GFl unterschreitet. Damit sind in dieser Matrix alle 8 = 2 * 2 * 2 möglichen Kombinationen umfaßt, nämlich dass das Fahrdynamikmaß MF einen Grenzwert über- oder unterschreiten kann (2 Möglichkeiten) , dass das Spurverlassenswunsch-Maß MV einen Grenzwert über- oder unterschreiten kann (2 Möglichkeiten) und dass das
Kollisionsgefährdungsmaß MK einen Grenzwert über- oder unterschreiten kann (2 Möglichkeiten) . Es ist möglich, für jedes dieser Maße verschiedene Grenzwerte bezüglich dem Überschreiten und dem Unterschreiten zu wählen. Das soll im folgenden anhand des Fahrdynamikmaßes MF erläutert werden. Das Kollisionsgefährungsmaß MK und das Spurverlassenswunsch- Maß MV seien beide sehr klein, d.h. es besteht keine Kollisionsgefahr und es liegen keine starken Indizien für einen vom Fahrer gewünschten Spurwechsel vor. Übersteigt nun das Fahrdynamikmaß eine erste Grenze GFl, dann wird die Spurhaltungsregelung aktiviert. Die Deaktivierung der
Spurhaltungsregelung erfolgt allerdings erst, nachdem das Fahrdynamikmaß eine Grenze GF2 unterschreitet. Dabei ist es möglich, die Werte GFl und GF2 verschieden zu wählen. Auf diese Weise ergibt sich ein Hysterese-Verhalten.
Schließlich soll noch Figur 3 erläutert werden. Dabei sind in Block 30 Sensormittel enthalten, in Block 31 Spurhaltemittel enthalten, in Block 32 Aktivierungs- und Deaktivierungsmittel enthalten sowie in Block 33 Aktormittel enthalten. Die Ausgangssignale von Block 30 werden den Blöcken 31 und 32 zugeleitet. Die Ausgangssignale von Block 32 werden den Blöcken 31 und 33 zugeleitet. Die Ausgangssignale von Block 31 werden Block 33 zugeleitet. Die Sensormittel 30 erfassen die Fahrzeugposition und -Orientierung innerhalb der Fahrspur (siehe Block 10, Fig. 1), die Fahrspurgrößen (siehe Block 11, Fig. 1), Hindernisse vor dem Fahrzeug (siehe Block 12, Fig. 1), Fahrzeugbewegungsgrößen (siehe Block 13, Fig. 1) , den Status von Fahrstabilisierungssystemen (siehe Block 14, Fig. 1) sowie Fahrzeugbedienungsgrößen (siehe Block 15, Fig. 1). Die Ausgangssignale der Sensormittel werden
Spurhaltemitteln 31 zugeleitet, welche für eine automatische Spurhaltung des Fahrzeugs sorgen (z.B. dafür, dass das Fahrzeug stets in der Mitte des korrekten
Fahrstreifens fährt) und Aktivierungs- und Deaktivierungsmitteln 32 zugeleitet, durch welche die Spurhaltemittel 31 aktiviert und deaktiviert werden können. Die Ausgangssignale der Blöcke 31 und 32 steuern Aktormittel 33. Darin sind beispielsweise irreversible oder reversible Rückhaltesysteme, Warnsysteme oder unterlagerte Stellsysteme enthalten (siehe Blöcke 21, 22, 23 und 24, Fig. 1).

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Beeinflussung eines die Position und/oder die Orientierung eines Kraftfahrzeugs bezüglich einer Fahrspur steuernden oder regelnden Systems (19) , dadurch gekennzeichnet, dass das System (19) dann deaktiviert wird, wenn eine Kollisionsgefahr des Kraftfahrzeugs mit einem Hindernis auf der Fahrspur (16) detektiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das System (19) auch dann deaktiviert wird, wenn keine bezüglich der Fahrdynamik des Kraftfahrzeugs potentiell gefährliche Situation detektiert wird (17) oder wenn deutliche Indizien dafür detektiert werden, dass der Fahrer des Kraftfahrzeugs die Fahrspur verlassen möchte (18) .
3. Verfahren zur Beeinflussung eines die Position und/oder die Orientierung eines Kraftfahrzeugs bezüglich einer Fahrspur steuernden oder regelnden Systems (19), dadurch gekennzeichnet, dass das System (19) nur dann aktiviert wird, - wenn eine bezüglich der Fahrdynamik des Kraftfahrzeugs potentiell gefährliche Situation detektiert wird (17) .
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das System nur dann aktiviert wird, wenn zusätzlich keine Kollisionsgefahr des Kraftfahrzeugs mit einem Hindernis auf der Fahrspur detektiert wird (16) und wenn keine deutlichen Indizien dafür detektiert werden, dass der Fahrer des Fahrzeugs die Fahrspur verlassen möchte (18) .
5. Verfahren zur Beeinflussung eines die Position und/oder die Orientierung eines Kraftfahrzeugs bezüglich einer Fahrspur steuernden oder regelnden Systems (19), dadurch gekennzeichnet, dass das System (19) dann deaktiviert wird, wenn eine Kollisionsgefahr des Kraftfahrzeugs mit einem Hindernis auf der Fahrspur detektiert wird (16) und dass das System (19) nur dann aktiviert wird, wenn eine bezüglich der Fahrdynamik des Kraftfahrzeugs potentiell gefährliche Situation detektiert wird (17) .
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das System (19) auch dann deaktiviert wird, - wenn keine bezüglich der Fahrdynamik des Kraftfahrzeugs potentiell gefährliche Situation detektiert wird (17) oder wenn deutliche Indizien dafür detektiert werden, dass der Fahrer des Kraftfahrzeugs die Fahrspur verlassen möchte (18), und dass das System (19) nur dann aktiviert wird, wenn zusätzlich zur Detektion einer für die Fahrdynamik potentiell gefährlichen Situation keine Kollisionsgefahr des Kraftfahrzeugs mit einem Hindernis auf der Fahrspur detektiert wird (16) und wenn keine deutlichen Indizien dafür detektiert werden, dass der Fahrer des Fahrzeugs die Fahrspur verlassen möchte (18) .
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass in die Detektion einer Kollisionsgefahr mit einem Hindernis (16) den geometrischen Verlauf der Fahrspur beschreibende Größen (11) , die Fahrzeugbewegung beschreibende Größen (13) sowie durch ein Video- und/oder Radarsystem erfasste
Hindernisse (12) eingehen.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektion einer bezüglich der Fahrdynamik potentiell gefährlichen Situation (17) durch Auswertung von die Fahrzeugbewegung beschreibenden Größen (13) und/oder - durch Feststellung, ob durch ein beim Fahrzeug vorhandenes Fahrstabilisierungssystem die Fahrdynamik beeinflussende Regelungseingriffe durchgeführt werden (14), erfolgt .
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 , 4 oder 6 , dadurch gekennzeichnet, dass die Detektion von deutlichen Indizien dafür, dass der Fahrer des Fahrzeugs die Fahrspur verlassen möchte (18), darin besteht, - dass ein Fahrtrichtungsanzeiger durch den Fahrer betätigt wird oder dass die Lenkradwinkelgeschwindigkeit einen vorgebbaren Schwellenwert überschreitet.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Orientierung des Fahrzeugs bezüglich einer Fahrspur durch den Winkel zwischen der Fahrspurtangente und der Fahrzeuglängsachse beschrieben wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem die Position und/oder die Orientierung eines Kraftfahrzeugs bezüglich einer Fahrspur steuernden oder regelnden Systems (19) um ein fahrzeugautonomes System handelt.
12. Vorrichtung zur Beeinflussung eines die Position und/oder die Orientierung eines Kraftfahrzeugs bezüglich einer Fahrspur steuernden oder regelnden Systems (31) , dadurch gekennzeichnet, dass Aktivierungs- und Deaktivierungsmittel (32) vorhanden sind, durch welche das System (31) dann deaktiviert wird, wenn eine Kollisionsgefahr des Kraftfahrzeugs mit einem Hindernis auf der Fahrspur detektiert wird und dass das System (31) nur dann aktiviert wird, wenn eine bezüglich der Fahrdynamik des Kraftfahrzeugs potentiell gefährliche Situation detektiert wird.
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