WO2006061273A1 - Spurhaltesystem für kraftfahrzeuge mit trajektorienbestimmung - Google Patents

Spurhaltesystem für kraftfahrzeuge mit trajektorienbestimmung Download PDF

Info

Publication number
WO2006061273A1
WO2006061273A1 PCT/EP2005/055196 EP2005055196W WO2006061273A1 WO 2006061273 A1 WO2006061273 A1 WO 2006061273A1 EP 2005055196 W EP2005055196 W EP 2005055196W WO 2006061273 A1 WO2006061273 A1 WO 2006061273A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
vehicle
trajectory
lane
steering
information
Prior art date
Application number
PCT/EP2005/055196
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Scherl
Michael Weilkes
Lutz Buerkle
Tobias Rentschler
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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 Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO2006061273A1 publication Critical patent/WO2006061273A1/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/24—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle not vehicle-mounted
    • B62D1/28—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle not vehicle-mounted non-mechanical, e.g. following a line or other known markers

Definitions

  • the invention relates to a device for holding a vehicle in its lane according to the preamble of patent claim 1, and to a corresponding method according to the preamble of patent claim 8.
  • LKS systems Lane Keeping Support
  • Known LKS systems essentially comprise a lane detection system, such as e.g. a video system with which the relative position of the vehicle in the lane (the so-called shelf), the orientation of the vehicle and the course of the lane can be determined. If the steering angle selected by the driver deviates too much from the target steering angle given by the lane course, steering is effected by means of a steering actuator, such as a steering wheel. a servomotor, artificial steering forces exerted on the steering of the vehicle. These steering forces are so strong that they can be haptically detected by the driver and inform the driver how he would have to operate the steering to keep the vehicle in its lane.
  • the lane recognition system can be implemented, for example, as a video system whose video signals are processed by a signal processing software that provides the desired geometric data (storage, orientation, road curvature).
  • Other lane detection systems include e.g. B. a magnetic sensor, the vehicle position in conjunction with magnets integrated in the roadway or optionally also radar sensors.
  • a reference steering angle is then calculated by means of a mathematical reference model (mathematical algorithm), which would have to be taken at the steering in order to keep the vehicle optimally in its lane.
  • a support torque is then applied to the steering with the aid of a steering actuator.
  • This assist torque is calculated on the basis of a predetermined characteristic which represents a functional relationship between the assist torque and the steering angle difference.
  • LKS systems are not yet able to keep the vehicle automatically in its lane, but only have the task to assist the driver in a deviation of his steering activity from the predetermined by the lane course target steering movement by directed, artificial steering wheel forces. The driver must therefore continue to steer actively.
  • An essential idea of the invention is to derive from the data provided by the lane detection system and current driving state variables, such as e.g. the yaw rate, to determine a trajectory (i.e., trajectory) that the vehicle should follow, and to control the vehicle traverse with the aid of a trajectory follower and a steering actuator such that the vehicle follows the trajectory.
  • the trajectory slave controller is supplied with information about the trajectory (such as a path-dependent curvature) as a reference variable.
  • An inventive LKS system thus comprises a device for trajectory determination and a downstream trajectory slave controller, as well as a steering splitter as an actuator of the scheme.
  • a combination of Trajektorienbeées and downstream trajectory follow-up controller has the significant advantage that the vehicle can be automatically held in the predetermined lane, without the driver must actively intervene in the steering.
  • the device for trajectory determination and the trajectory slave controller are preferably stored as software in a motor vehicle control unit.
  • the trajectory slave controller preferably also controls a wheel angle or a variable proportional thereto in addition to the slip angle and / or the yaw rate of the vehicle.
  • the additional control of the wheel angle has the advantage that delay times in the Actuator (steering divider) and the controlled system (steering) can be taken into account by the trajectory slave controller.
  • the trajectory slave controller preferably calculates a steering wheel angle (or an equivalent size) that is to be set by the steering splitter as a function of the control deviation (s) of the controlled variable (s).
  • the setpoint values of the individual control variables are preferably derived from a control unit taking into account the trajectory from the known single-track model.
  • the actual values of the controlled variable (s) are preferably detected by sensors using appropriate sensors.
  • the trajectory slave is preferably as
  • An inventive LKS system accordingly comprises a closed loop with a device for
  • Trajektorienbetician a downstream trajectory follower and a steering splitter, the trajectory follower forms the control element and the steering divider is the actuator of the scheme.
  • Fig. 1 is a schematic representation of the steering of a motor vehicle
  • Fig. 3 is a block diagram of a control system for holding the vehicle in its lane; and 4 shows an embodiment of a trajectory slave controller for three controlled variables.
  • Fig. 1 shows a front wheel steering 1 of a motor vehicle with a steering wheel 2, a handlebar 5, a steering gear 6 with a gear ratio N and a tie rod 8, by means of a front wheel 7 is directed.
  • the steering 1 further comprises a steering divider 3, such as a servo motor, with which a momentum M A can be exerted on the handlebar 5 via a belt drive 4.
  • the transmission ratio is denoted by N A.
  • the illustrated steering is constructed mechanically identical to most conventional motor vehicle steering systems and is used here in the context of a LKS control system to keep the vehicle 11 (FIG. 2) in its lane 10 by exerting an artificial guiding torque M A.
  • FIG. 2 shows the movement path of a vehicle 11 in a lane 10, which is delimited by lane markings 9.
  • the vehicle 11 includes a lane detection system 12, such as. Example, an image processing system that determines the relative position of the vehicle 11 with respect to the lane markings 9 (the so-called shelf), the orientation of the vehicle 11, and the roadway course.
  • the image processing system includes a video camera and a special one
  • Image processing software that determines the desired geometric data (storage, orientation and lane course) from the image data.
  • the geometric data are then fed to a trajectory determination device 14 (see FIG. 3), which calculates a trajectory 13 from which the vehicle 11 should follow, taking into account current driving state variables, such as the yaw rate or the vehicle speed, in the lane 10 to stay.
  • the trajectory 13 has Preferably, a course that is possible in the middle of the lane 10.
  • Fig. 3 shows an overview of the entire LKS control system.
  • the LKS control system essentially comprises the lane detection system 12 including
  • the control circuit 16 includes a Trajektorien follower 15, and a block 3, in which a LKS algorithm and a steering divider, such. B. a servomotor, are summarized.
  • the vehicle 11 forms the controlled system of the control.
  • the trajectory 13 is preferably calculated as a curvature curve ⁇ (x) as a function of the distance traveled (x) and output to the trajectory slave controller 15.
  • the trajectory information K can also be a fixed (path-independent) value.
  • the trajectory slave controller 15 regulates three controlled variables, namely the yaw rate d ⁇ / dt, the slip angle ⁇ and the wheel angle ⁇ and calculates a steering wheel angle ⁇ L taking into account the trajectory 13.
  • the LKS algorithm contained in block 3 generates therefrom a manipulated variable (eg a torque) for the steering splitter, which then exerts a corresponding guide moment M A on the steering 1 of the vehicle 11.
  • a manipulated variable eg a torque
  • the elements 12, 14-16 shown in FIG. 3 are preferably stored as software in a motor vehicle control unit.
  • FIG. 4 shows a detailed view of the trajectory following controller 15 for controlling the wheel angle ⁇
  • Floating angle ß and the yaw rate d ⁇ / dt are respectively determined.
  • the setpoint values (provided with the index stat) of the individual control variables are derived from the stationary single-track model of the vehicle lateral movement and calculated taking into account the trajectory information K.
  • the stationary nominal values ßstatr d ⁇ / dt sta t can z. B. calculated as follows:
  • l is the distance between the center of the vehicle
  • l v is the distance between the front axle and the center of gravity of the vehicle
  • lh is the distance between the rear axle and the center of gravity of the vehicle
  • m is the vehicle mass
  • v is the vehicle speed
  • the actual control algorithm 17 is preferably used as a state controller, such as realized as LQR state controller.
  • This controller type shows a good stability and a high robustness against parameter fluctuations of the controlled system.
  • Other types of controllers that imprint sturdy stability on the system are also suitable.
  • the previously calculated trajectory 13 is traversed by the vehicle 11 and continuously recalculated, preferably when the control quality Q of the trajectory follower 15 falls below a predetermined value.
  • the trajectory can follow-up controller 15 drives this function x end up to a defined distance x end from the distance z. B. be covered in a computing cycle way or z. B. the foresight of the lane detection system 12 or the speed v of the vehicle 11 and should not exceed the look ahead range of the lane detection system 12. After traveling the distance x end , a new trajectory information K is then determined on the basis of the changed lane course.
  • the trajectory information K is preferably calculated at shorter predetermined time intervals.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Halten eines Fahrzeugs in seiner Fahrspur, umfassend einen Lenksteller (3), mit dem ein Lenkmoment (MA) auf die Lenkung (1) des Fahrzeugs (11) ausgeübt werden kann, und ein Fahrspurerkennungssystem (12), mit dem die relative Position des Fahrzeugs (11) bezüglich seiner Fahrspur (10), sowie eine Fahrspurkrümmung ermittelt werden kann. Ein besonders robustes LKS-Regelungssystem umfasst eine Einrichtung (14) zur Trajektorienbestimmung, die aus den vom Fahrspurerkennungssystem (12) ermittelten geometrischen Daten eine Trajektorie (K) ermittelt, der das Fahrzeug (11) folgen sollte, sowie einen Trajektorien-Folgeregler (15), dem eine Information (K) über die Trajektorie (13) als Führungsgröße zugeführt wird und der die Fahrzeugbewegung derart regelt, dass das Fahrzeug (11) der Trajektorie (13) folgt.

Description

Beschreibung
Spurhaltesystem für Kraftfahrzeuge mit Trajektorienbestimmung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Halten eines Fahrzeugs in seiner Fahrspur gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie ein entsprechendes Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedenste Systeme bekannt, die den Fahrer eines Kfz darin unterstützen, das Fahrzeug in seiner Fahrspur zu halten. Diese Systeme werden auch als LKS-Systeme (LKS: Lane Keeping Support) bezeichnet. Bekannte LKS-Systeme umfassen im wesentlichen ein Fahrspurerkennungssystem, wie z.B. ein Videosystem, mit dem die relative Position des Fahrzeugs in der Fahrspur (die sogenannte Ablage) , die Orientierung des Fahrzeugs und der Verlauf der Fahrspur bestimmt werden können. Wenn der vom Fahrer gewählte Lenkwinkel von dem durch den Fahrspurverlauf vorgegebenen Soll-Lenkwinkel zu stark abweicht, werden mit Hilfe eines Lenkstellers, wie z.B. eines Servomotors, künstliche Lenkkräfte auf die Lenkung des Fahrzeugs ausgeübt. Diese Lenkkräfte sind so stark, dass sie vom Fahrer haptisch erfasst werden können und den Fahrer darauf hinweisen, wie er die Lenkung betätigen müsste, um das Fahrzeug in seiner Fahrspur zu halten.
Das Fahrspurerkennungssystem kann z.B. als Videosystem realisiert sein, dessen Videosignale von einer Signalverarbeitungssoftware verarbeitet werden, die die gewünschten geometrischen Daten (Ablage, Orientierung, Fahrbahnkrümmung) liefert. Andere Fahrspurerkennungssysteme umfassen z. B. einen Magnetsensor, der die Fahrzeugposition in Verbindung mit in der Fahrbahn integrierten Magneten ermittelt oder wahlweise auch Radarsensoren.
Aus den geometrischen Positionsdaten und der Fahrbahnkrümmung wird dann mittels eines mathematischen Referenzmodells (mathematischer Algorithmus) ein Referenz-Lenkwinkel berechnet, der an der Lenkung eingeschlagen werden müsste, um das Fahrzeug optimal in seiner Fahrspur zu halten. Bei einer Abweichung des Fahrer-Lenkwinkels vom Referenz-Lenkwinkel wird dann mit Hilfe eines Lenkstellers ein Unterstützungs- moment auf die Lenkung aufgebracht. Dieses Unterstützungsmoment wird dabei anhand einer vorgegebenen Kennlinie berechnet, die einen funktionellen Zusammenhang zwischen dem Unterstützungsmoment und der Lenkwinkeldifferenz darstellt.
Hierzu wird auch auf die Druckschriften Naab, Reichhart: "Driver Assistance Systems for Lateral and Longitudinal Vehicle Guidance-Heading Control and Active Cruise Support" AVEC 94, und Shimakage, Kawazoe, Sadano, Murakami: "Design of Lane-Keeping Control with Steering Torque input for a Lane-Keeping Support System", SAE Technical Papers 2001-01-0480 verwiesen.
Bekannte LKS-Systeme sind bisher nicht in der Lage, das Fahrzeug automatisch in seiner Fahrspur zu halten, sondern haben lediglich die Aufgabe, den Fahrer bei einer Abweichung seiner Lenkaktivität von der durch den Fahrspurverlauf vorgegebenen Soll-Lenkbewegung durch gerichtete, künstliche Lenkradkräfte zu unterstützen. Der Fahrer muss also nach wie vor aktiv lenken.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein LKS- System zu schaffen, das in der Lage ist, das Fahrzeug selbsttätig in einer vorgegebenen Fahrspur zu halten, ohne dass der Fahrer hierzu die Lenkung aktiv betätigen muss. Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Patentanspruch 1 sowie im Patentanspruch 8 angegebenen Merkmale. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, aus den vom Fahrspurerkennungssystem gelieferten Daten und aktuellen Fahrzustandsgrößen, wie z.B. der Gierrate, eine Trajektorie (d.h. Bewegungsbahn) zu ermitteln, der das Fahrzeug folgen sollte, und die Fahrzeugquerbewegung mit Hilfe eines Trajektorien-Folgereglers und eines Lenkstellers derart zu regeln, dass das Fahrzeug der Trajektorie folgt. Dem Trajektorien-Folgeregler wird hierzu eine Information über die Trajektorie (wie z.B. eine wegabhängige Krümmung) als Führungsgröße zugeführt.
Ein erfindungsgemäßes LKS-System umfasst somit eine Vorrichtung zur Trajektorienbestimmung und einen nachgeschaltetem Trajektorien-Folgeregler, sowie einen Lenksteiler als Stellglied der Regelung. Eine solche Kombination aus Trajektorienbestimmung und nachgeschaltetem Trajektorien-Folgeregler hat den wesentlichen Vorteil, dass das Fahrzeug automatisch in der vorgegebenen Fahrspur gehalten werden kann, ohne dass der Fahrer aktiv in die Lenkung eingreifen muss.
Die Einrichtung zur Trajektorienbestimmung und der Trajektorien-Folgeregler sind vorzugsweise als Software in einem Kfz-Steuergerät hinterlegt.
Als Regelgrößen werden vorzugsweise der Schwimmwinkel und/oder die Gierrate des Fahrzeugs herangezogen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung regelt der Trajektorien-Folgeregler neben dem Schwimmwinkel und/oder der Gierrate des Fahrzeugs vorzugsweise auch einen Radwinkel bzw. eine hierzu proportionale Größe. Die zusätzliche Regelung des Radwinkels hat den Vorteil, dass Verzögerungszeiten im Stellglied (Lenksteiler) und der Regelstrecke (Lenkung) vom Trajektorien-Folgeregler berücksichtigt werden können.
Der Trajektorien-Folgeregler berechnet in Abhängigkeit von der bzw. den Regelabweichungen der Regelgröße (n) vorzugsweise einen Lenkradwinkel (oder eine äquivalente Größe) die vom Lenksteiler eingestellt werden soll.
Die Sollwerte der einzelnen Regelgrößen (Gierrate, Schwimmwinkel und/oder Radwinkel) werden vorzugsweise von einem Steuergerät unter Berücksichtigung der Trajektorie aus dem bekannten Einspurmodell abgeleitet. Die Ist-Werte der Regelgröße (n) werden vorzugsweise sensorisch mittels entsprechender Sensoren erfasst.
Der Trajektorien-Folgeregler ist vorzugsweise als
Zustandsregler realisiert und z. B. als Software in einem Steuergerät hinterlegt.
Ein erfindungsgemäßes LKS-System umfasst entsprechend einen geschlossenen Regelkreis mit einer Vorrichtung zur
Trajektorienbestimmung, einen nachgeschaltetem Trajektorien- Folgeregler und einem Lenksteiler, wobei der Trajektorien- Folgeregler das Regelglied und der Lenksteiler das Stellglied der Regelung bildet.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Lenkung eines Kfz;
Fig. 2 die Bewegungsbahn eines Fahrzeugs in einer Fahrspur;
Fig. 3 eine Blockdarstellung eines Regelsystems zum Halten des Fahrzeugs in seiner Fahrspur; und Fig. 4 eine Ausführungsform eines Trajektorien-Folgereglers für drei Regelgrößen.
Fig. 1 zeigt eine Vorderradlenkung 1 eines Kfz mit einem Lenkrad 2, einer Lenkstange 5, einem Lenkgetriebe 6 mit einem Übersetzungsverhältnis N und einer Spurstange 8, mittels der ein Vorderrad 7 gelenkt wird. Die Lenkung 1 umfasst ferner einen Lenksteiler 3, wie z.B. einen Servomotor, mit dem über einen Riementrieb 4 ein Moment MA auf die Lenkstange 5 ausgeübt werden kann. Das Übersetzungsverhältnis ist dabei mit NA bezeichnet.
Die dargestellte Lenkung ist mechanisch identisch aufgebaut wie die meisten herkömmlichen Kfz-Lenkungen und wird hier im Rahmen eines LKS-Regelsystems dazu genutzt, das Fahrzeug 11 (Fig. 2) durch Ausüben eines künstlichen Führungsmoments MA in seiner Fahrspur 10 zu halten.
Fig. 2 zeigt die Bewegungsbahn eines Fahrzeugs 11 in einer Fahrspur 10, die durch Fahrspurmarkierungen 9 begrenzt ist. Das Fahrzeug 11 umfasst ein Fahrspurerkennungssystem 12, wie z. B. ein Bildverarbeitungssystem, das die relative Position des Fahrzeugs 11 bezüglich der Fahrbahnmarkierungen 9 (die sogenannte Ablage) , die Orientierung des Fahrzeugs 11, sowie den Fahrbahnverlauf ermittelt. Das Bildverarbeitungssystem umfasst eine Videokamera und eine spezielle
Bildverarbeitungssoftware, die aus den Bilddaten die gewünschten geometrischen Daten (Ablage, Orientierung und Fahrspurverlauf) ermittelt.
Die geometrischen Daten werden dann einer Einrichtung 14 (siehe Fig. 3) zur Trajektorienbestimmung zugeführt, die daraus unter Berücksichtigung aktueller Fahrzustandsgrößen, wie z.B. der Gierrate oder der Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Trajektorie 13 berechnet, der das Fahrzeug 11 folgen sollte, um in der Fahrspur 10 zu bleiben. Die Trajektorie 13 hat vorzugsweise einen Verlauf, der möglichst in der Mitte der Fahrbahn 10 liegt.
Fig. 3 zeigt einen Überblick über das gesamte LKS- Regelsystem. Das LKS-Regelsystem umfasst im wesentlichen das Fahrspurerkennungssystem 12 einschließlich
Bildverarbeitungssoftware, die Einrichtung 14 zur Trajektorienbestimmung und einen nachfolgenden Regelkreis 16. Der Regelkreis 16 umfasst einen Trajektorien-Folgeregler 15, sowie einen Block 3, in dem ein LKS-Algorithmus und ein Lenksteiler, wie z. B. einen Servomotor, zusammengefasst sind. Das Fahrzeug 11 bildet die Regelstrecke der Regelung.
Die Trajektorie 13 wird vorzugsweise als ein Krümmungsverlauf κ(x) in Abhängigkeit vom zurückgelegten Weg (x) berechnet und an den Trajektorien-Folgeregler 15 ausgegeben. Die Trajektorieninformation K kann aber auch ein fester (wegunabhängiger) Wert sein.
Der Trajektorien-Folgeregler 15 regelt im vorliegenden Ausführungsbeispiel drei Regelgrößen, nämlich die Gierrate dψ/dt, den Schwimmwinkel ß und den Radwinkel δ und berechnet daraus unter Berücksichtigung der Trajektorie 13 einen Lenkradwinkel δL. Der im Block 3 enthaltene LKS-Algorithmus erzeugt daraus eine Stellgröße (z.B. ein Moment) für den Lenksteiler, der dann ein entsprechendes Führungsmoment MA auf die Lenkung 1 des Fahrzeugs 11 ausübt. Durch diese Regelung kann ein natürliches, an das Lenkverhalten des Fahrers angenähertes Lenkverhalten erreicht werden.
Die in Fig. 3 dargestellten Elemente 12,14-16 sind vorzugsweise als Software in einem Kfz-Steuergerät hinterlegt.
Fig. 4 zeigt eine detaillierte Ansicht des Trajektorien- Folgereglers 15 zur Regelung des Radwinkels δ, des
Schwimmwinkels ß und der Giergeschwindigkeit dψ/dt. Der Trajektorien-Folgeregler 15 umfasst drei Knoten 18,19,20, an denen jeweils die Regeldifferenz der Regelgrößen δ, ß,dψ/dt ermittelt wird. Die Sollwerte (mit dem Index stat versehen) der einzelnen Regelgrößen werden dabei aus dem stationären Einspurmodell der Fahrzeugquerbewegung abgeleitet und unter Berücksichtigung der Trajektorieninformation K berechnet. Die stationären Sollgrößen
Figure imgf000009_0001
ßstatr dψ/dtstat können z. B. wie folgt berechnet werden:
Figure imgf000009_0002
dt/dtstat=v * K (3)
wobei 1 der Achsabstand des Fahrzeugs, lv der Abstand der Vorderachse zum Fahrzeugschwerpunkt, Ih der Abstand der Hinterachse zum Fahrzeugschwerpunkt, m die Fahrzeugmasse, v die Fahrzeuggeschwindigkeit, Ch,Cv die Achssteifigkeit an der Vorder- bzw. der Hinterachse und K die von der Einrichtung 14 zur Trajektorienbestimmung berechnete Sollkrümmung.
Der eigentliche Regelalgorithmus 17 ist vorzugsweise als Zustandsregler, wie z.B. als LQR-Zustandsregler realisiert. Dieser Reglertyp zeigt eine gute Stabilität und eine hohe Robustheit gegenüber Parameterschwankungen der Regelstrecke. Andere Reglertypen, die dem System eine robuste Stabilität einprägen, sind ebenfalls geeignet.
Im Fahrbetrieb wird die zuvor berechnete Trajektorie 13 vom Fahrzeug 11 abgefahren und stetig neu berechnet, vorzugsweise wenn die Regelgüte Q des Trajektorien-Folgereglers 15 einen vorgegebenen Wert unterschreitet. Die Regelgüte Q kann z.B. über die Auswertung der quadratischen Abweichungen der Regeldifferenzen ermittelt werden, wobei gilt: Q = J (dt/dtstat-dt/dt ) 2+ ( ßstat- ß ) 2+ ( δstat-δ ) 2/dt ( 4 )
Wenn die Trajektorie 13 als wegabhängige Funktion κ(x) berechnet wird, fährt der Trajektorien-Folgeregler 15 diese Funktion bis zu einer definierten Wegstrecke xend a.b. Die Strecke xend kann z. B. der in einem Rechenzyklus zurückgelegte Weg sein oder z. B. von der Vorausschauweite des FahrspurerkennungsSystems 12 oder der Geschwindigkeit v des Fahrzeugs 11 abhängen und sollte die Vorausschauweite des Fahrspurerkennungssystems 12 nicht überschreiten. Nach dem Abfahren der Wegstrecke xend wird dann eine neue Trajektorieninformation K auf Basis des geänderten Fahrspurverlaufs ermittelt.
Bei Verwendung eines festen (wegunabhängigen) Krümmungswerts K, wird die Trajektorieninformation K vorzugsweise in kürzeren vorgegebenen Zeitabständen berechnet.
Bezugszeichenliste
1 Lenkung
2 Lenkrad
3 Lenksteiler mit LKS-Algorithmus
4 Riemen 5 Lenkstange
6 Lenkübersetzung
7 Vorderrad
8 Spurstange
9 Fahrspurmarkierung 10 Fahrbahn
11 Fahrzeug
12 Fahrspurerkennungssystem
13 Trajektorie
14 Einrichtung zur Trajektorienbestimmung 15 Trajektorien-Folgeregler
16 Regelkreis
17 Regelalgorithmus 18,19,20 Subtrahierknoten κ(x) Trajektorienkrümmung δ Radwinkel δL Lenkradwinkel ß Schwimmwinkel df/dt Gierrate

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Halten eines Fahrzeugs (11) in seiner Fahrspur (10) , umfassend einen Lenksteiler (3) , mit dem ein Lenkmoment (MA) auf die
Lenkung (1) des Fahrzeugs (11) ausgeübt werden kann, und - ein Fahrspurerkennungssystem (12), mit dem die relative
Position des Fahrzeugs (11) bezüglich seiner Fahrspur (10) sowie eine Information bezüglich des Fahrspurverlaufs ermittelt werden kann, gekennzeichnet durch - eine Vorrichtung (14) zur Trajektorienbestimmung, die aus den vom Fahrspurerkennungssystem (12) erhaltenen geometrischen Daten eine Trajektorie (13) ermittelt, der das Fahrzeug folgen sollte, und einen Trajektorien-Folgeregler (15) , dem eine Information (K) über die Trajektorie (13) als Führungsgröße zugeführt wird und der die Fahrzeugbewegung derart regelt, dass das
Fahrzeug (11) der Trajektorie (13) folgt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Trajektorien-Folgeregler (15) den Schwimmwinkel (ß) und/oder die Gierrate (dψ/dt) des Fahrzeugs (11) regelt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Trajektorien-Folgeregler den Radwinkel (δ) oder ein proportionale Größe regelt.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein geschlossener Regelkreis (18) vorgesehen ist, in dem der Trajektorien-Folgeregler (15) das Regelglied und der Lenksteller (3,16) das Stellglied der Regelung bildet.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trajektorien-Folgeregler (15) ein Zustandsregler ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Trajektorien-Folgeregler (15) zugeführte Trajektorien-Information (K) eine Krümmung (κ(x)) als Funktion des Weges (x) ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Trajektorien-Information (K) eine Soll-Gierrate (d ψ/dtstat) r ein Soll-Schwimmwinkel (ßstat) und/oder ein Soll-Radwinkel (δstat) berechnet werden.
8. Verfahren zum Halten eines Fahrzeugs (11) in seiner Fahrspur (10), bei dem mittels eines
Fahrspurerkennungssystems (12) die relative Position des Fahrzeugs (11) bezüglich seiner Fahrspur (10) ermittelt und mit Hilfe eines Lenkstellers (3) ein Lenkmoment (MA) auf die Lenkung (1) des Fahrzeugs (11) ausgeübt wird, um das Fahrzeug
(11) in seiner Fahrspur (10) zu halten, dadurch gekennzeichnet, dass aus den vom Fahrspurerkennungssystem
(12) erhaltenen geometrischen Daten eine Trajektorie (13) ermittelt wird, der das Fahrzeug (11) folgen sollte, und einem Trajektorien-Folgeregler (15) eine Trajektorien- Information (K) als Führungsgröße zugeführt wird, der die Fahrzeugbewegung derart regelt, dass das Fahrzeug (11) der Trajektorie (13) folgt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Giergeschwindigkeit (d ψ/dt) und/oder der Schwimmwinkel (ß) die Regelgrößen bilden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Radwinkel (δ) oder eine proportionale Größe eine weitere Regelgröße bildet.
PCT/EP2005/055196 2004-12-06 2005-10-12 Spurhaltesystem für kraftfahrzeuge mit trajektorienbestimmung WO2006061273A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004058676.4 2004-12-06
DE200410058676 DE102004058676A1 (de) 2004-12-06 2004-12-06 Spurhaltesystem für Kraftfahrzeuge mit Trajektorienbestimmung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2006061273A1 true WO2006061273A1 (de) 2006-06-15

Family

ID=35677307

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2005/055196 WO2006061273A1 (de) 2004-12-06 2005-10-12 Spurhaltesystem für kraftfahrzeuge mit trajektorienbestimmung

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102004058676A1 (de)
WO (1) WO2006061273A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102137780B (zh) * 2008-09-01 2014-08-06 罗伯特·博世有限公司 用于稳定车道保持支持系统的装置和方法
CN111897344A (zh) * 2020-08-14 2020-11-06 清华大学 一种兼顾稳定性的自动驾驶汽车路径跟踪控制方法
CN115230805A (zh) * 2022-06-02 2022-10-25 湖北三环智能科技有限公司 一种面向重载agv的精确转向控制方法

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006025498A1 (de) * 2006-06-01 2007-12-06 Zf Lenksysteme Gmbh Servolenksystem eines Kraftfahrzeugs
DE102010033530A1 (de) 2010-06-24 2011-12-29 Continental Teves Ag & Co. Ohg Verfahren und System zur Fahrspurenmittenführung eines Kraftfahrzeugs
US8996254B2 (en) 2010-12-01 2015-03-31 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle steering control apparatus
CN103085816B (zh) * 2013-01-30 2015-10-28 同济大学 一种用于无人驾驶车辆的轨迹跟踪控制方法及控制装置
DE102014208786B4 (de) * 2014-05-09 2017-08-10 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Querführungsregelungsstruktur zur Erzeugung einer Lenkvorgabe für eine Hilfskraftlenkung eines Kraftfahrzeugs mit einem Bahnführungsregler und einem über eine Krümmungsvorgabe angesteuerten, nachgelagerten Fahrzeugführungsregler
DE102014208785B4 (de) * 2014-05-09 2019-06-19 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Querführungsregelungsstruktur zur Erzeugung einer Lenkvorgabe für eine Hilfskraftlenkung mit Einstellbarkeit hinsichtlich der stationären Genauigkeit und/oder der Übersteuerbarkeit
DE102014215243B4 (de) * 2014-08-01 2020-05-07 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Robuste Totzeit- und Dynamikkompensation für Trajektorienfolgeregelung
DE102018204246A1 (de) 2018-03-20 2019-09-26 Ford Global Technologies, Llc Verfahren und Vorrichtung zur fehlertoleranten automatisierten dynamischen Echtzeit-Erkennung eines Fahrspurverlaufs
DE102018215487B4 (de) * 2018-09-12 2021-11-11 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Führung, insbesondere Querführung, eines Fahrzeugs

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0354562A2 (de) * 1988-08-10 1990-02-14 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Gerät zum automatischen Fahren
US5081585A (en) * 1987-06-17 1992-01-14 Nissan Motor Company, Ltd. Control system for autonomous automotive vehicle or the like
EP0514343A2 (de) * 1991-05-16 1992-11-19 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Automatisches Steuersystem für Seitenführung
US5245422A (en) * 1991-06-28 1993-09-14 Zexel Corporation System and method for automatically steering a vehicle within a lane in a road
EP0640903A1 (de) * 1993-08-28 1995-03-01 Lucas Industries Public Limited Company System zur Unterstützung eines Fahrzeuglenkers
US6169940B1 (en) * 1997-09-03 2001-01-02 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Automatic driving system
US6185492B1 (en) * 1997-07-09 2001-02-06 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle steering control apparatus for assisting a steering effort to move a vehicle along a line desired by a driver
US6292752B1 (en) * 1997-11-06 2001-09-18 Daimlerchrysler Ag Device for acquiring lane path indicative data
US20020007239A1 (en) * 2000-04-25 2002-01-17 Shinji Matsumoto Lane keep control for vehicle
US6622076B1 (en) * 1999-04-12 2003-09-16 Continental Teves, Ag & Co. Ohg Method and device for monitoring or for influencing the movement of a vehicle on a path
EP1440865A2 (de) * 2003-01-23 2004-07-28 HONDA MOTOR CO., Ltd. Fahrzeuglenkung

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5081585A (en) * 1987-06-17 1992-01-14 Nissan Motor Company, Ltd. Control system for autonomous automotive vehicle or the like
EP0354562A2 (de) * 1988-08-10 1990-02-14 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Gerät zum automatischen Fahren
EP0514343A2 (de) * 1991-05-16 1992-11-19 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Automatisches Steuersystem für Seitenführung
US5245422A (en) * 1991-06-28 1993-09-14 Zexel Corporation System and method for automatically steering a vehicle within a lane in a road
EP0640903A1 (de) * 1993-08-28 1995-03-01 Lucas Industries Public Limited Company System zur Unterstützung eines Fahrzeuglenkers
US6185492B1 (en) * 1997-07-09 2001-02-06 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle steering control apparatus for assisting a steering effort to move a vehicle along a line desired by a driver
US6169940B1 (en) * 1997-09-03 2001-01-02 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Automatic driving system
US6292752B1 (en) * 1997-11-06 2001-09-18 Daimlerchrysler Ag Device for acquiring lane path indicative data
US6622076B1 (en) * 1999-04-12 2003-09-16 Continental Teves, Ag & Co. Ohg Method and device for monitoring or for influencing the movement of a vehicle on a path
US20020007239A1 (en) * 2000-04-25 2002-01-17 Shinji Matsumoto Lane keep control for vehicle
EP1440865A2 (de) * 2003-01-23 2004-07-28 HONDA MOTOR CO., Ltd. Fahrzeuglenkung

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102137780B (zh) * 2008-09-01 2014-08-06 罗伯特·博世有限公司 用于稳定车道保持支持系统的装置和方法
CN111897344A (zh) * 2020-08-14 2020-11-06 清华大学 一种兼顾稳定性的自动驾驶汽车路径跟踪控制方法
CN115230805A (zh) * 2022-06-02 2022-10-25 湖北三环智能科技有限公司 一种面向重载agv的精确转向控制方法
CN115230805B (zh) * 2022-06-02 2023-09-05 湖北三环智能科技有限公司 一种面向重载agv的精确转向控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE102004058676A1 (de) 2006-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2006061273A1 (de) Spurhaltesystem für kraftfahrzeuge mit trajektorienbestimmung
DE4332836C1 (de) Vorrichtung zur spurhaltungsgeregelten Lenkung eines Fahrzeugs
EP1945494B1 (de) Lks-spurhaltsystem mit modifizierter regelcharakteristik bei kurvenfahrt
EP1502166B1 (de) Querführungsunterstützung bei kraftfahrzeugen
EP2125493B1 (de) Verfahren zur einstellung eines lenksystems in einem fahrzeug
DE102011010845B3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Beeinflussen des Kurvenfahrverhaltens eines Kraftwagens sowie Kraftwagen
DE60314199T2 (de) System und Verfahren für die Anwendung der Absicht einer Fahrzeugbedienungsperson zum Abstimmen des Fahrzeugsteuerungssystems
EP1910150B1 (de) Lenksystem für kraftfahrzeuge mit gleitender nulllage
EP1833715B1 (de) Vorrichtung zum halten eines fahrzeugs in seiner fahrspur
WO2003013940A1 (de) Fahrer-assistenzsystem und verfahren zu dessen betrieb
DE102005049071B4 (de) LKS-System mit I-Regler
WO2008138673A1 (de) Fahrerassistenzvorrichtung und verfahren für dessen steuerung
DE102006037588B4 (de) Verfahren zur automatischen oder teilautomatischen spurtreuen Mehrachslenkung eines Straßenfahrzeugs und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
EP2443017B1 (de) Verfahren zur lenkmomentbeeinflussung in einem fahrzeuglenksystem
DE102005003178A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Querführungsassistenz eines Fahrzeugs
DE102014226764A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Führen eines Fahrzeugs auf einer Fahrspur
EP2010425B1 (de) Fahrerassistenzsystem
DE10316413B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Spurführung eines Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeugs
EP1283149A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Spurstabilisierung von Gelenkfahrzeugen, insbesondere Gelenkbussen
DE102007019698B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum elektrisch gesteuerten Unterstützen einer Fahrbewegung eines Fahrzeugs sowie Fahrzeug
DE102010029922A1 (de) Verfahren zur Einstellung eines den Fahrzustand beeinflussenden Aggregats in einem Fahrzeug
DE102008033688B4 (de) Lenkungssteuergerät zur Steuerung der Querbewegung eines Fahrzeugs und Verfahren zum Betreiben eines derartigen Lenkungssteuergeräts
DE102019123899B3 (de) Verfahren für autonomes Fahren eines Fahrzeugs
EP1390250B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur lenkregelung in einem kraftfahrzeug
DE10348399B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Verbessern der Steuerbarkeit eines Fahrzeugs in einer fahrdynamischen Grenzsituation

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KM KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV LY MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NG NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SM SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GM KE LS MW MZ NA SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LT LU LV MC NL PL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 05807988

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1