DE102004033731A1 - Automatically correcting influence of side wind on motor vehicle, by comparing signal from existing lane departing warning system with signal from steering sensor - Google Patents

Abstract

The method involves monitoring the steering angle of a motor vehicle using sensors and making corrections using an actuator. To correct the influence of side wind, signals are used from a lane departing warning (LDW) system that is already present in the vehicle. The signal from a steering angle sensor is compared with a signal from the LDW system.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur automatischen Korrektur des Einflusses von Seitenwind auf ein Kraftfahrzeug, wobei ein Lenkwinkel des Kraftfahrzeuges sensorisch überwacht und mit einem Stellglied korrigiert wird.The The invention relates to a method for automatic correction the influence of crosswind on a motor vehicle, wherein a steering angle of Motor vehicle sensory monitored and corrected with an actuator.

Bei einer Fahrt über eine offene Brücke kann seitlich auftreffender Wind eine derart große Kraft auf eine Karosserie eines Kraftfahrzeuges ausüben, dass es trotz gerade stehender Räder und einem dementsprechenden Lenkwinkel sowohl des Lenkrads auch der lenkenden Räder von Null Grad zu einer Abweichung von der Geradeausfahrt auf der gewählten Fahrspur kommt. Dieser Einfluss muss ohne automatische Korrektur mit einem Fahrassistenzsystem durch den Fahrer selbst mit einem entsprechenden Gegenlenken ausgeglichen werden. Besonders bei einer Vorbeifahrt an einem Lastkraftwagen mit hohen Aufbauten tritt der Effekt auf, dass starker Seitenwind durch den Lastkraftwagen abgeschirmt wird, so dass aufgrund des gewählten Lenkeinschlags und des wegfallenden Windeinflusses die Fahrspur beim Überholen plötzlich verlassen wird. Zudem erfolgt besonders bei unerfahrenen Fahrern das Gegenlenken gegen seitliche Windeinflüsse häufig mit einer zu großen Lenkbewegung, wodurch im Extremfall das Kraftfahrzeug ins Schleudern geraten kann.at a ride over an open bridge Can laterally impinging wind such a large force on a body a motor vehicle exercise that despite the wheels being straight and a corresponding steering angle of both the steering wheel also the steering wheels from zero degrees to a deviation from the straight ahead on the selected Lane is coming. This influence must be without automatic correction with a driver assistance system by the driver himself with a corresponding counter-steering be compensated. Especially with one Passing by on a truck with high bodies occurs the Effect on that strong side wind shielded by the truck so that is due to the chosen Steering and the dropping wind influence the lane when overtaking suddenly will leave. In addition, especially with inexperienced drivers the countersteering against lateral wind influences often with too much steering movement, whereby in extreme cases, the motor vehicle may start to spin.

Zur automatischen Korrektur des Seitenwind-Einflusses sind aus der Praxis der Kraftfahrzeugtechnik mehrere unterschiedliche Systeme zum selbsttätigen Ausgleich des Einflusses von Seitenwind bekannt, um die Fahrsicherheit erhöhen.to automatic correction of crosswind influence are from the practice of automotive engineering several different systems for automatic compensation of influence Known by crosswinds to increase driving safety.

Die EP 0 529 258 B1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Minimierung des Seitenwind-Einflusses auf das Fahrverhalten eines Fahrzeugs. Dabei sind an beiden Seiten der Karosserie jeweils Drucksensoren angeordnet aus deren Signalen eine Druckdifferenz und dementsprechend eine auf das Kraftfahrzeug einwirkende Kraft quer zur Fahrtrichtung ermittelbar ist. Anhand dieser Druckdifferenz wird ein Lenkwinkel zum Ausgleich dieser Querkraft errechnet und mittels eines Stellgliedes in der Servolenkung des Kraftfahrzeuges der Lenkwinkel automatisch korrigiert, um eine Geradeausfahrt sicherzustellen. Dies erfordert jedoch einen hohen konstruktiven Aufwand und das System ist nicht in der Lage, eine Änderung des Einflusses des seitlichen Winddrucks beispielsweise durch zusätzliche Dachlasten zu berücksichtigen.The EP 0 529 258 B1 describes a method and apparatus for minimizing crosswind influence on the drivability of a vehicle. In each case, pressure sensors are arranged on both sides of the body from the signals of which a pressure difference and, accordingly, a force acting on the motor vehicle can be determined transversely to the direction of travel. Based on this pressure difference, a steering angle is calculated to compensate for this transverse force and automatically corrected by means of an actuator in the power steering of the motor vehicle, the steering angle to ensure a straight ahead. However, this requires a high design effort and the system is not able to take into account a change in the influence of lateral wind pressure, for example, by additional roof loads.

Die EP 0 927 678 A1 zeigt ein Verfahren unter Verwendung von Fahrzeugdynamikgrößen wie der Querbeschleunigung und der Gierrate. Durch Vergleich des aktuellen Lenkwinkels und der Fahrzeugbewegungsgrößen kann auf einen Seitenwind-Einfluss geschlossen werden z. B. wenn bei konstantem Lenkwinkel und Geradeausfahrt eine plötzliche Seitenbeschleunigung auftritt. Als nachteilig hierbei ist anzusehen, dass die verfügbaren Größen Beschleunigung und Winkelgeschwindigkeit für die Gierrate auf eine Spurabweichung durch Seitenwind nur verzögert oder mit einer Phasenverschiebung und einer sehr kleinen Amplitude reagieren, so dass ein Ausgleich dieser Effekte eventuell zu spät oder nicht ausreichend erfolgen kann.The EP 0 927 678 A1 shows a method using vehicle dynamics quantities such as lateral acceleration and yaw rate. By comparing the current steering angle and the vehicle movement variables can be concluded that a crosswind influence z. B. when a constant lateral acceleration occurs at constant steering angle and straight ahead. A disadvantage here is to consider that the available magnitudes acceleration and angular velocity for the yaw rate to a lane departure through crosswind only delayed or react with a phase shift and a very small amplitude, so that a balance of these effects may be too late or insufficient.

Aus der DE 198 24 914 C2 ist eine Servolenkung bekannt, mit der annähernd stationäre Querbeschleunigungen, beispielsweise durch Seitenwind durch entsprechendes selbst tätiges Gegensteuern eines Servoaggregats, ausgeglichen werden, so dass trotz konstanten Seitenwind-Einflusses das Lenkrad im Wesentlichen in Mittelstellung gehalten werden kann. Ein Ausgleich kurzfristiger Änderungen des Seitenwindes ist mit dieser Servolenkung nicht möglich.From the DE 198 24 914 C2 is a power steering is known to be compensated with the approximately stationary lateral acceleration, for example by crosswind by corresponding self-acting countersteering a servo unit, so that despite constant crosswind influence the steering wheel can be held substantially in the center position. A compensation of short-term changes of the crosswind is not possible with this power steering.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur automatischen Korrektur des Einflusses von Seitenwind auf ein Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art anzugeben, das ohne weiteren konstruktiven Aufwand umsetzbar ist und einen Ausgleich kurzfristiger Änderungen des Seitenwinds ermöglicht.It Object of the invention, a method for automatic correction the influence of crosswind on a motor vehicle of the beginning specify the type mentioned, without further design effort can be implemented and compensates for short-term changes in crosswinds.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass zur Korrektur des Einflusses von Seitenwind ausschließlich Signale eines bereits im Kraftfahrzeug vorhandenen LDW-Systems (Lane Departure Warning) verwendet werden.According to the invention Task solved by that to correct the influence of crosswind only signals an already existing in the motor vehicle LDW system (Lane Departure Warning) used become.

Der Kerngedanke der Erfindung besteht darin, dass auf eine zusätzliche Sensorik beispielsweise zur Erfassung der Stärke des Seitenwindes an den Seiten der Kraftfahrzeugkarosserie verzichtet wird und lediglich ein Signal eines bereits im Kraftfahrzeug vorhandenen LDW-Systems verwendet wird.Of the Core idea of the invention is that on an additional Sensors, for example, to detect the strength of the crosswind to the Pages of the vehicle body is omitted and only a signal of an already existing in the motor vehicle LDW system is used.

Derartige Systeme sind in der Kraftfahrzeugtechnik bekannt. Sie dienen der Überwachung des korrekten Einhaltens einer Fahrspur. Bei einer Übermüdung des Fahrers ist es nicht auszuschließen, dass dieser unabsichtlich oder aufgrund äußerer Einflüsse geringfügig das Lenkrad einschlägt, seine Fahrspur verlässt und im Extremfall auf die Gegenfahrbahn gerät, auf der er ein erhebliches Verkehrsrisiko darstellt. Die LDW-Systeme sind in der Lage, einen unabsichtlichen Spurwechsel des Kraftfahrzeuges festzustellen und entweder zumindest eine entsprechende Warnmitteilung auszugeben, beispielsweise einen Alarmton, um den Fahrzeuglenker aufzuwecken, oder sogar selbsttätig in die Steuerung des Kraftfahrzeuges einzugreifen, um das Fahrzeug wieder in die vorher gewählte Fahrspur zurückzulenken. Dabei wird über ein Stellglied in einer Servolenkung entweder elektromotorisch oder hydraulisch direkt in die Servolenkung eingegriffen.Such systems are known in automotive engineering. They are used to monitor the correct compliance of a lane. In the event of driver fatigue, it can not be ruled out that the driver, unintentionally or due to external influences, slightly slips the steering wheel, leaves his lane and, in extreme cases, encounters the oncoming lane, where he represents a significant traffic hazard. The LDW systems are able to detect an unintentional lane change of the motor vehicle and either to issue at least one corresponding warning message, such as an alarm sound to wake the vehicle driver, or even automatically in the controller of the motor vehicle to steer the vehicle back into the previously selected lane. It is intervened via an actuator in a power steering either electromotive or hydraulic directly into the power steering.

Tritt nun trotz aufmerksamer Fahrweise aufgrund des Einflusses von Seitenwind beziehungsweise aufgrund des Ausbleibens dieses Einflusses beim Vorbeifahren an einem Lastkraftwagen eine Spurabweichung auf, wird diese in genau der gleichen Weise von dem LDW-System festgestellt und durch entsprechendes Gegenlenken selbsttätig ausgeglichen. Im Rahmen der Erfindung kann das LDW-System in für den Fachmann beliebiger Weise oder wie im Folgenden beschrieben ausgestaltet sein. Es versteht sich, dass als Stellglied an der Servolenkung, das korrigierend in die Lenkung eingreift, ein vorzugsweise ebenfalls bereits vorhandenes elektrisches und/oder hydraulisches Stellglied eines sonstigen Fahrassistenz- oder Einparkhilfesystems verwendet wird.kick now despite attentive driving due to the influence of crosswind or due to the absence of this influence when driving past on a truck to a lane deviation, this is in exactly the same way determined by the LDW system and by appropriate Countersteering automatically balanced. Within the scope of the invention, the LDW system may be known to those skilled in the art in any way or as described below be. It is understood that as an actuator to the power steering, the corrective intervention in the steering, preferably also already existing electrical and / or hydraulic actuator another driver assistance or parking assistance system is used.

Der Vorteil der Erfindung liegt darin, dass keine zusätzlichen Installationskosten für die Ausstattung des Kraftfahrzeuges mit weiteren Sensoren oder Lenksystemen anfallen, da lediglich das Signal eines bereits im Kraftfahrzeug vorhandenen LDW-Systems verwendet wird. Mit diesem Verfahren sind auch Abweichungen von einer Geradeausfahrt, die durch eine quer zur Fahrtrichtung geneigte Fahrbahn verursacht werden, in gleicher Weise selbsttätig ausgleichbar, ohne dass der Fahrer eingreifen muss. Zudem sind die Ansprechzeiten des Systems sehr kurz, weshalb auch bereits bei kleinsten Abweichungen von einer Geradeausfahrt eine Korrektur erfolgt und somit die allgemeine Verkehrssicherheit erhöht wird. Es werden außerdem nur die tatsächlichen Seitenwindeinflüsse, die zu einer Abweichung von der Geradeausfahrt führen, kompensiert.Of the Advantage of the invention is that no additional Installation costs for the equipment of the motor vehicle with other sensors or steering systems incurred, since only the signal of one already in the vehicle existing LDW system is used. With this method are also deviations from a straight-ahead, passing through a cross inclined to the direction of travel caused in the same direction Way compensated automatically, without the driver having to intervene. In addition, the response times of the system very short, which is why even with the smallest deviations from a straight-ahead driving a correction takes place and thus the general Traffic safety is increased. It will also only the actual Crosswind influences which lead to a deviation from the straight ahead, compensated.

Bevorzugt wird das Signal eines Lenkwinkelsensors, der den Einschlagswinkel der lenkenden Räder des Kraftfahrzeuges und/oder den Lenkwinkel am Lenkrad überwacht, mit ei nem Signal des LDW-Systems verglichen. Wird beispielsweise das Lenkrad gerade gehalten und tritt dennoch eine von dem LDW-System festgestellte Spurabweichung auf, kann darauf geschlossen werden, dass ein Seitenwind-Einfluss auf das Kraftfahrzeug einwirkt. Dies erfolgt insbesondere dadurch, dass eine Soll-Position beispielsweise in der Mitte einer Fahrspur mit der tatsächlichen Ist-Position des Kraftfahrzeuges auf der Fahrspur im zeitlichen Verlauf von dem LDW-System verglichen wird. Bei Feststellung des Einflusses von Seitenwind auf das Kraftfahrzeug, d. h. einem Abweichen von der Soll-Position, kann in an sich bekannter Weise über ein Stellglied der Lenkwinkel verändert werden, um das Kraftfahrzeug wieder in die Mitte der Fahrspur zurückzulenken.Prefers becomes the signal of a steering angle sensor which determines the steering angle the steering wheels the motor vehicle and / or the steering angle monitored on the steering wheel, compared with a signal from the LDW system. For example the steering wheel is held straight and still occurs one of the LDW system detected lane departure, it can be concluded, that a side wind influence acts on the motor vehicle. This takes place in particular in that a desired position, for example in the middle of a lane with the actual actual position of the motor vehicle on the lane compared over time by the LDW system becomes. In determining the influence of crosswind on the motor vehicle, d. H. a deviation from the desired position, can in a conventional manner via a Actuator the steering angle can be changed to redirect the motor vehicle back to the middle of the lane.

Das zur Korrektur des Seitenwind-Einflusses verwendete LDW-System kann ein bildverarbeitendes LDW-System sein, bei dem vorzugsweise an der Vorder- und/oder Rückseite des Kraftfahrzeuges Kameras angeordnet sind, die ein Bild der vom Kraftfahrzeug befahrenen Fahrbahn aufnehmen und beispielsweise anhand der weißen Begrenzungslinien am Rand der Fahrspur erkennen ob das Kraftfahrzeug die Spur korrekt einhält. Die hierfür notwendige Bildverarbeitung ist im Stand der Technik bekannt.The The LDW system used to correct crosswind influence can be an image processing LDW system, preferably at the front and / or back of the motor vehicle cameras are arranged, which take a picture of the Record motor vehicle traffic lane and, for example, based the white one Boundary lines at the edge of the lane recognize whether the motor vehicle the track is correct. The one for this necessary image processing is known in the art.

In einer alternativen Ausgestaltung verwendet das LDW-System Laser-Sensoren, die beispielsweise links und rechts an der Karosserie des Kraftfahrzeuges im Bereich der Außenspiegel angeordnet sind sowie seitlich nach unten zur Fahrbahn hin Laserstrahlen aussenden und anhand des Reflektionsverhaltens des Untergrundes feststellen, ob eine weiße Begrenzungslinie überfahren wird oder nicht.In In an alternative embodiment, the LDW system uses laser sensors, For example, the left and right of the body of the vehicle in the area of the exterior mirrors are arranged and laterally down to the road towards laser beams send out and on the basis of the reflection behavior of the underground determine if a white one Run over the boundary line will or not.

Es ist für den Fachmann ersichtlich, dass das Verfahren zur automatischen Korrektur des Einflusses von Seitenwind auf ein Kraftfahrzeug in einem zentralen Steuergerät im Kraftfahrzeug hard- und/oder softwaremäßig implementiert ist und das Steuergerät mit den entsprechenden Lenkwinkelsenso ren, den Sensoren des LDW-Systems sowie einem Stellglied für eine Servolenkung über bekannte Datenbus-Architekturen in Verbindung steht.It is for those skilled in the art will appreciate that the method of automatic correction the influence of crosswind on a motor vehicle in a central control unit is implemented in the motor vehicle hardware and / or software and the control unit with the corresponding Lenkwinkelsenso ren, the sensors of the LDW system and an actuator for a power steering over known data bus architectures is connected.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind. Der Rahmen der vorliegenden Erfindung ist nur durch die Ansprüche definiert.It It is understood that the above features not only in the specified combination but also in other combinations are usable. The scope of the present invention is only through the requirements Are defined.

Claims (5)

Verfahren zur automatischen Korrektur des Einflusses von Seitenwind auf ein Kraftfahrzeug, wobei ein Lenkwinkel des Kraftfahrzeuges sensorisch überwacht und mit einem Stellglied korrigiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Korrektur des Einflusses von Seitenwind ausschließlich Signale eines bereits im Kraftfahrzeug vorhandenen LDW-Systems (Lane Departure Warning) verwendet werden.Method for the automatic correction of the influence of side wind on a motor vehicle, wherein a steering angle of the motor vehicle is monitored by a sensor and corrected with an actuator, characterized in that to correct the influence of crosswind exclusively signals already existing in the motor vehicle LDW system (Lane Departure Warning ) be used. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal eines Lenkwinkelsensors mit dem Signal eines LDW-Systems verglichen wird, insbesondere ein Vergleich zwischen einer Soll- und einer Ist-Position erfolgt.Method according to claim 1, characterized in that that the signal of a steering angle sensor with the signal of an LDW system comparison, in particular a comparison between a target and an actual position. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein bildverarbeitendes LDW-System verwendet wird.Method according to claim 1 or 2, characterized that an image processing LDW system is used. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein LDW-System mit Lasersensoren verwendet wird.Method according to claim 1 or 2, characterized that an LDW system with laser sensors is used. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren in einem Steuergerät im Kraftfahrzeug umgesetzt wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized that the method implemented in a control unit in the motor vehicle becomes.