DE102006044179B4 - A method and apparatus for assisting a driver of a motor vehicle in performing a driving maneuver - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs (101) bei der Durchführung eines Fahrmanövers des Kraftfahrzeugs (101) mit den folgenden Schritten: – Erfassen wenigstens eines Objekts (104) im Umfeld eines Kraftfahrzeugs (101) und Ermitteln einer Relativbewegung des Kraftfahrzeugs (101) und des Objekts (104), – Entscheiden, dass ein Fahrmanöver durchzuführen ist, anhand einer Bewertung der Relativbewegung des Kraftfahrzeugs (101) und des Objekts (104), – Ermitteln einer Fahrtrichtung, in die das Kraftfahrzeug (101) zu steuern ist, um das Fahrmanöver einzuleiten, – richtungsweisendes Eingreifen in den Lenkstrang des Kraftfahrzeugs (101) mittels eines Lenkungsaktuators (208) nach Maßgabe der ermittelten Fahrtrichtung, wobei mittels des Lenkungsaktuators (208) ein Lenkwinkel an wenigstens einem lenkbaren Rad (105) des Kraftfahrzeugs (101) nach Maßgabe der ermittelten Fahrtrichtung verändert wird und/oder wobei mittels des Lenkungsaktuators (208) eine von dem Fahrer bediente Lenkhandhabe (301) nach Maßgabe der Fahrtrichtung mit einem Drehmoment beaufschlagt wird, gekennzeichnet durch das Beenden des richtungsweisenden Eingriffs in den Lenkstrang, bevor das Fahrmanöver beendet worden ist.Method for supporting a driver of a motor vehicle (101) when carrying out a driving maneuver of the motor vehicle (101) with the following steps: - Detecting at least one object (104) in the vicinity of a motor vehicle (101) and determining a relative movement of the motor vehicle (101) and the object (104), - deciding that a driving maneuver is to be performed, based on an assessment of the relative movement of the motor vehicle (101) and the object (104), - determining a driving direction in which the motor vehicle (101) is to be controlled Driving maneuver initiate, - trend-setting intervention in the steering line of the motor vehicle (101) by means of a steering actuator (208) in accordance with the determined direction of travel, by means of the Lenkungsaktuators (208) a steering angle at least one steerable wheel (105) of the motor vehicle (101) in accordance with the determined direction of travel is changed and / or wherein by means of the steering actuator (208) one of the Driver operated steering handle (301) is acted upon in accordance with the direction of travel with a torque, characterized by stopping the directional intervention in the steering line, before the driving maneuver has been completed.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs bei der Durchführung eines Fahrmanövers des Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Computerprogrammprodukt mit einem Algorithmus, der ein solches Verfahren umfasst. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Unterstützen eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs bei der Durchführung eines Fahrmanövers des Kraftfahrzeugs, die zur Durchführung des Verfahrens geeignet ist nach dem Oberbegriff des Anspruchs 21.The invention relates to a method for assisting a driver of a motor vehicle in carrying out a driving maneuver of the motor vehicle according to the preamble of claim 1 as well as a computer program product with an algorithm comprising such a method. The invention further relates to a device for assisting a driver of a motor vehicle in carrying out a driving maneuver of the motor vehicle, which is suitable for carrying out the method according to the preamble of claim 21.
Hintergrund und Stand der TechnikBackground and state of the art
Ein Ziel bei der Entwicklung von Kraftfahrzeugen sind Fahrerassistenzsysteme zur Unfallvermeidung. Diese Systeme überwachen das Umfeld des Fahrzeugs, entscheiden, ob es zu einer Kollision mit einem Objekt kommen kann, und greifen in das Lenksystem oder das Bremssystem des Fahrzeugs ein, um den Unfall durch ein Ausweichen oder Abbremsen zu vermeiden. Es hat sich dabei gezeigt, dass Ausweichmanöver insbesondere bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit Vorteile gegenüber Notbremsungen haben. Mittels eines Lenkungsaktuators, der durch einen Bahnfolgeregler gesteuert wird, kann das Fahrzeug auf einer berechneten Ausweichbahn gesteuert werden, so dass das Ausweichmanöver vollautomatisch durchgeführt wird. Elektronische Assistenzsysteme erfassen die Fahrsituation in der Regel schneller als der Fahrer dies kann und treffen in der Regel schneller eine Entscheidung über das in einer Fahrsituation durchzuführende Fahrmanöver. Allerdings sind die Systeme in der Regel nicht dazu in der Lage, alle Parameter einer komplexen Fahrsituation zu erfassen und zu verarbeiten. Sie verwenden üblicherweise vereinfachte Modelle und Annahmen über die Fahrsituation. Hierdurch werden Fahrmanöver zur Gefahrenvermeidung von den Systemen oftmals weniger gut ausgeführt als von einem geübten Fahrer. Darüber hinaus können Fehler und Ungenauigkeiten innerhalb des Systems, wie beispielsweise Ungenauigkeiten bei der Umfelderfassung dazu führen, dass das Ausweichmanöver nicht optimal durchgeführt wird. Der Fahrer kann die Situation in der Regel besser und vollständiger erfassen und das Fahrzeug während des Ausweichmanövers daher zuverlässiger steuern. Insbesondere ist der Fahrer bei der Steuerung des Ausweichmanövers nicht an bestimmte Schemata gebunden, die den Assistenzsystemen beispielsweise im Hinblick auf die Gestalt der Ausweichbahn zugrunde liegen. Gleichfalls sind Assistenzsysteme bekannt, welche mithilfe eines Umfeldsensors die Position eines Fahrzeugs innerhalb seiner Fahrspur überwachen und bei einem drohenden unbeabsichtigten Verlassen der Fahrspur Maßnahmen zur Rückführung des Fahrzeugs in die Fahrspur einleiten. Grundsätzlich könnte die Rückführung des Fahrzeugs in die Fahrspur gleichfalls anhand eines automatischen Fahrmanövers vorgenommen werden. Auch in diesem Fall wird das Fahrmanöver jedoch in der Regel von einem geübten Fahrer besser durchgeführt, wobei das Assistenzsystem allerdings in der Regel schneller und zuverlässiger eine Entscheidung zur Durchführung des Fahrmanövers trifft.A goal in the development of motor vehicles are driver assistance systems for accident prevention. These systems monitor the environment of the vehicle, decide whether a collision with an object can occur and intervene in the steering system or the braking system of the vehicle to avoid the accident by avoiding or decelerating. It has been shown that evasive maneuvers have advantages over emergency braking, especially at high vehicle speeds. By means of a steering actuator, which is controlled by a track following controller, the vehicle can be controlled on a calculated avoidance path, so that the evasive maneuver is performed fully automatically. Electronic assistance systems usually detect the driving situation faster than the driver can and usually make a quicker decision about the driving maneuver to be carried out in a driving situation. However, the systems are generally not able to capture and process all the parameters of a complex driving situation. They usually use simplified models and assumptions about the driving situation. As a result, driving maneuvers for avoiding danger are often performed less well by the systems than by a skilled driver. In addition, errors and inaccuracies in the system, such as inaccuracies in the Umfassungsfassung cause the avoidance maneuver is not optimally performed. As a rule, the driver can better and more completely grasp the situation and therefore control the vehicle more reliably during the evasive maneuver. In particular, in the control of the avoidance maneuver, the driver is not bound to specific schemes that underlie the assistance systems, for example with regard to the shape of the avoidance path. Likewise, assistance systems are known which monitor the position of a vehicle within its lane with the aid of an environment sensor and initiate measures to return the vehicle to the lane in the event of an imminent unintentional departure from the lane. Basically, the return of the vehicle in the lane could also be made by means of an automatic driving maneuver. However, even in this case, the driving maneuver is usually performed better by a trained driver, the assistance system, however, usually faster and more reliable makes a decision to carry out the driving maneuver.
Die
Aus der
Die
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Es ist somit wünschenswert, dass der Fahrer in einer kritischen Fahrsituation, insbesondere im Falle einer drohenden Kollision oder bei einem unbeabsichtigten Verlassen der Fahrspur, bei der Entscheidung zur Durchführung eines Fahrmanövers möglichst zuverlässig unterstützt wird, und dass der Fahrer das Fahrmanöver jedoch zumindest zu einem erheblichen Anteil selbsttätig durchführt.It is thus desirable for the driver to be assisted as reliably as possible in the decision to carry out a driving maneuver in a critical driving situation, in particular in the case of an imminent collision or when leaving the lane unintentionally, and that the driver at least substantially reduces the driving maneuver Carries out portion automatically.
Erfindungsgemäß wird daher ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 21 bereitgestellt. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.According to the invention therefore a method having the features of claim 1 and a device having the features of claim 21 is provided. Advantageous developments emerge from the subclaims.
Demgemäß ist es vorgesehen, dass ein Verfahren der eingangs genannten Art mit den folgenden Schritten durchgeführt wird:
- – Erfassen wenigstens eines Objekts im Umfeld eines Kraftfahrzeugs und Ermitteln einer Relativbewegung des Kraftfahrzeugs und des Objekts,
- – Entscheiden, dass ein Fahrmanöver durchzuführen ist, anhand einer Bewertung der Relativbewegung des Kraftfahrzeugs und des Objekts,
- – Ermitteln einer Fahrtrichtung, in die das Kraftfahrzeug zu steuern ist, um das Fahrmanöver einzuleiten,
- – richtungsweisendes Eingreifen in den Lenkstrang des Kraftfahrzeugs mittels eines Lenkungsaktuators nach Maßgabe der ermittelten Fahrtrichtung, wobei mittels des Lenkungsaktuators ein Lenkwinkel an wenigstens einem lenkbaren Rad des Kraftfahrzeugs nach Maßgabe der ermittelten Fahrtrichtung verändert wird und/oder wobei mittels des Lenkungsaktuators eine von dem Fahrer bediente Lenkhandhabe nach Maßgabe der Fahrtrichtung mit einem Drehmoment beaufschlagt wird, und
- – Beenden des richtungsweisenden Eingriffs in den Lenkstrang, bevor das Fahrmanöver beendet worden ist.
- Detecting at least one object in the vicinity of a motor vehicle and determining a relative movement of the motor vehicle and the object,
- Deciding that a driving maneuver is to be performed based on an assessment of the relative movement of the motor vehicle and the object,
- Determining a direction of travel into which the motor vehicle is to be steered in order to initiate the driving maneuver,
- - Directional intervention in the steering line of the motor vehicle by means of a Lenkungsaktuators according to the determined direction, wherein by means of Lenkungsaktuators a steering angle is changed at least one steerable wheel of the motor vehicle in accordance with the determined direction of travel and / or wherein by means of Steering actuator operated by the driver steering handle is acted upon in accordance with the direction of travel with a torque, and
- - Ending the directional intervention in the steering line, before the driving maneuver has ended.
Zudem wird eine Vorrichtung zum Unterstützen des Fahrers eines Kraftfahrzeugs bei einem Fahrmanöver geschaffen, die Folgendes umfasst:
- – Eine Umfelderfassungseinrichtung, mit der wenigstens ein Objekt im Umfeld des Kraftfahrzeugs erfassbar ist,
- – eine Auswerteeinrichtung, in der eine Relativbewegung des Kraftfahrzeugs und des Objekts ermittelbar ist,
- – eine Entscheidungseinrichtung, in der anhand einer Bewertung der Relativbewegung des Kraftfahrzeugs und des Objekts entschieden werden kann, dass ein Fahrmanöver durchzuführen ist, und in der eine Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs ermittelbar ist, in die das Kraftfahrzeug zur Einleitung des Fahrmanövers zu steuern ist,
- – eine Manöverplanungseinrichtung, mit der ein richtungsweisender Eingriff eines Lenkungsaktuators in den Lenkstrang nach Maßgabe der ermittelten Fahrtrichtung steuerbar ist, und mit welcher der richtungsweisende Eingriff beendet werden kann, bevor das Fahrmanöver beendet worden ist,
- – wobei mittels des Lenkungsaktuators ein Lenkwinkel an wenigstens einem lenkbaren Rad des Kraftfahrzeugs nach Maßgabe der ermittelten Fahrtrichtung veränderbar ist und/oder wobei mittels des Lenkungsaktuators eine von dem Fahrer bediente Lenkhandhabe nach Maßgabe der ermittelten Fahrtrichtung mit einem Drehmoment beaufschlagbar ist.
- An environment detection device with which at least one object in the environment of the motor vehicle can be detected,
- An evaluation device in which a relative movement of the motor vehicle and of the object can be determined,
- A decision device in which, on the basis of an assessment of the relative movement of the motor vehicle and the object, it can be decided that a driving maneuver is to be carried out, and in which a direction of travel of the motor vehicle can be determined into which the motor vehicle is to be controlled in order to initiate the driving maneuver,
- A maneuvering planning device, with which a directional engagement of a steering actuator in the steering line in accordance with the determined direction of travel is controllable, and with which the directional intervention can be completed before the driving maneuver has ended,
- - By means of the steering actuator, a steering angle on at least one steerable wheel of the motor vehicle according to the determined direction of travel is variable and / or wherein by means of the steering actuator operated by the driver steering handle in accordance with the determined direction of travel is acted upon with a torque.
Es ist vorgesehen, dass anhand einer Bewertung der Relativbewegung zwischen einem Kraftfahrzeug und einem Objekt entschieden wird, dass ein Fahrmanöver durchzuführen ist. Das Fahrmanöver wird dann durch einen ”Lenkimpuls” eingeleitet, indem ein Lenkwinkel an wenigstens einem lenkbaren Rad des Kraftfahrzeugs verändert wird und/oder indem eine von dem Fahrer bediente Lenkhandhabe mit einem Lenkmoment beaufschlagt wird. Der Lenkimpuls wird kurzzeitig in den Lenkstrang des Kraftfahrzeugs eingesteuert und insbesondere vor Beendigung des Fahrmanövers beendet. Somit wird das Fahrmanöver von dem Fahrer selbsttätig weitergeführt und beendet. Die Richtung des Lenkimpulses wird nach Maßgabe einer Fahrtrichtung bestimmt, in die das Kraftfahrzeug zu steuern ist, um das Fahrmanöver einzuleiten. Der Lenkimpuls informiert den Fahrer über die Notwendigkeit zur Durchführung eines Fahrmanövers im Fall einer kritischen Fahrsituation und gibt ihm bereits die Richtung vor, in die das Kraftfahrzeug zu steuern ist, um das Fahrmanöver einzuleiten. Die Erfindung hat den Vorteil, dass die Notwendigkeit zur Durchführung eines Fahrmanövers durch ein elektronisches Fahrerassistenzsystem anhand einer Bewertung der Fahrsituation erkannt werden kann und dass durch das Fahrerassistenzsystem die Entscheidung zur Durchführung des Fahrmanövers getroffen sowie die Richtung festgelegt werden kann, in die das Kraftfahrzeug zur Einleitung des Fahrmanövers gesteuert werden soll. Hierdurch werden die Möglichkeiten eines elektronischen Fahrerassistenzsystems im Hinblick auf eine rasche Bewertung der Situation und eine rasche Entscheidung zur Durchführung eines Fahrmanövers genutzt. Nachfolgend wird das Fahrmanöver von dem Fahrer selbsttätig weitergeführt. In Fahrversuchen hat sich dabei gezeigt, dass der Fahrer das Fahrmanöver in der Regel aufgrund seiner Fähigkeit, auch sehr komplexe Fahrsituationen zuverlässig zu bewerten, intuitiv in nahezu optimaler Weise beendet. Die Ausführungsform, bei der ein Lenkwinkel an einem lenkbaren Rad des Kraftfahrzeugs eingestellt wird, hat zudem den besonderen Vorteil, dass sich das Kraftfahrzeug aufgrund des Lenkimpulses bereits unmittelbar in die Richtung bewegt, in die das Fahrmanöver auszuführen ist.It is provided that, based on an evaluation of the relative movement between a motor vehicle and an object, it is decided that a driving maneuver is to be carried out. The driving maneuver is then initiated by a "steering pulse" by changing a steering angle on at least one steerable wheel of the motor vehicle and / or by applying a steering torque to a steering handle operated by the driver. The steering pulse is briefly controlled in the steering line of the motor vehicle and terminated in particular before completion of the driving maneuver. Thus, the driving maneuver is automatically continued and terminated by the driver. The direction of the steering pulse is determined in accordance with a direction in which the motor vehicle is to be controlled in order to initiate the driving maneuver. The steering pulse informs the driver of the necessity for carrying out a driving maneuver in the event of a critical driving situation and already gives him the direction in which the motor vehicle is to be steered in order to initiate the driving maneuver. The invention has the advantage that the necessity for carrying out a driving maneuver by an electronic driver assistance system can be recognized on the basis of an assessment of the driving situation and that the driver assistance system can make the decision to carry out the driving maneuver and determine the direction in which the motor vehicle initiates the driving maneuver to be controlled. As a result, the possibilities of an electronic driver assistance system with a view to a rapid assessment of the situation and a quick decision to carry out a driving maneuver are used. Subsequently, the driving maneuver is continued automatically by the driver. In driving tests, it has been shown that the driver usually intuitively finishes the driving maneuver in an almost optimal manner due to his ability to reliably evaluate even very complex driving situations. The embodiment in which a steering angle is adjusted to a steerable wheel of the motor vehicle, also has the particular advantage that the motor vehicle already moves due to the steering momentum directly in the direction in which the driving maneuver is executed.
Unter einem Fahrmanöver wird hier insbesondere ein querdynamisches Manöver des Fahrzeugs verstanden, dass aufgrund einer bestimmten Gegebenheit zu einem bestimmten Zweck, wie beispielsweise zum Ausweichen vor einem dreidimensionalen Objekt im Umfeld des Kraftfahrzeugs oder zum Rückführen des Fahrzeugs in eine Fahrspur, ausgeführt wird. Als beendet wird das Fahrmanöver insbesondere angesehen, wenn der Zweck des Manövers erreicht ist und das Kraftfahrzeug einen Fahrzustand erreicht hat, in dem es solange belassen werden kann, bis weitere Gegebenheiten ein weiteres Fahrmanöver erforderlich machen. Der Begriff Objekt ist im Rahmen der Erfindung in seiner weitesten Bedeutung zu verstehen und umfasst neben dreidimensionalen Objekten im Umfeld des Kraftfahrzeugs auch im Wesentlichen zweidimensionale Objekte, wie beispielsweise Fahrspurmarkierungen auf einer Fahrbahnoberfläche. Unter im Wesentlichen zweidimensionalen Objekten werden dabei insbesondere solche Objekte verstanden, über die sich das Fahrzeug im Gegensatz zu dreidimensionalen Objekten hinwegbewegen kann, ohne unmittelbar Schaden zu nehmen.A driving maneuver is here understood to mean, in particular, a lateral dynamic maneuver of the vehicle that is executed for a specific purpose, such as, for example, to avoid a three-dimensional object in the surroundings of the motor vehicle or to return the vehicle to a traffic lane. When finished, the maneuver is considered in particular, if the purpose of the maneuver is reached and the motor vehicle has reached a driving state in which it can be left until further circumstances make another driving maneuver required. The term object is to be understood in the context of the invention in its broadest sense and includes three-dimensional objects in the environment of the motor vehicle and also substantially two-dimensional objects, such as lane markings on a road surface. In this case, essentially two-dimensional objects are in particular understood to mean objects over which the vehicle can move away in contrast to three-dimensional objects without being directly damaged.
Eine Ausgestaltung des Verfahrens und der Vorrichtung sieht zudem vor, dass der Lenkwinkel an dem lenkbaren Rad des Kraftfahrzeugs verändert wird, indem ein Zusatzlenkwinkel zusätzlich zu dem von dem Fahrer kommandierten Lenkwinkel an dem Rad eingestellt wird.An embodiment of the method and the device also provides that the steering angle is changed at the steerable wheel of the motor vehicle by an additional steering angle is set in addition to the commanded by the driver steering angle to the wheel.
Vorteilhaft wird in diese Ausgestaltung ein Zusatzlenkwinkel an dem lenkbaren Rad des Kraftfahrzeugs eingestellt. Der Lenkwinkel an dem Rad ergibt sich somit als Summe aus dem von dem Fahrer kommandierten Lenkwinkel und dem Zusatzlenkwinkel.Advantageously, in this embodiment, an additional steering angle is set on the steerable wheel of the motor vehicle. The steering angle on the wheel thus results as the sum of the commanded by the driver steering angle and the additional steering angle.
Eine Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung sieht zudem vor, dass ein Zusatzlenkwinkel mit einem vorgegebenen Betrag an dem lenkbaren Rad des Kraftfahrzeugs eingestellt wird.An embodiment of the method and the device also provides that an additional steering angle is set with a predetermined amount on the steerable wheel of the motor vehicle.
In dieser Ausführungsform wird in einfacher Weise ein Zusatzlenkwinkel mit einem vorgegebenen Betrag an dem lenkbaren Rad eingestellt – unabhängig von einem bereits durch den Fahrer an dem lenkbaren Rad eingestellt Lenkwinkel. Fahrversuche haben gezeigt, dass ein solches Vorgehen gut für die Einleitung eines Fahrmanövers geeignet ist.In this embodiment, an additional steering angle is set with a predetermined amount on the steerable wheel in a simple manner - regardless of a steering angle already set by the driver on the steerable wheel. Driving tests have shown that such a procedure is well suited to the initiation of a driving maneuver.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass durch Einstellen des Zusatzlenkwinkels ein Lenkwinkel mit einem vorgegebenen Betrag an dem lenkbaren Rad des Kraftfahrzeugs eingestellt wird.A further embodiment of the method and the device is characterized in that by adjusting the additional steering angle, a steering angle is set with a predetermined amount on the steerable wheel of the motor vehicle.
Bei dieser Ausführungsform wird der Zusatzlenkwinkel – in Abhängigkeit von dem bereits durch den Fahrer an dem lenkbaren Rad eingestellten Lenkwinkel – so berechnet, dass ein Gesamtlenkwinkel mit einem vorgegebenen Betrag an dem lenkbaren Rad des Fahrzeugs eingestellt wird.In this embodiment, the additional steering angle is - calculated as a function of the steering angle already set by the driver on the steerable wheel - so that a total steering angle is set with a predetermined amount of the steerable wheel of the vehicle.
Bei einer Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung ist es vorgesehen, dass aufgrund der Veränderung des Lenkwinkels ein Lenkwinkel mit einem vorgegebenen Betrag an dem lenkbaren Rad des Kraftfahrzeugs eingestellt wird.In one embodiment of the method and the device, it is provided that due to the change in the steering angle, a steering angle is set with a predetermined amount of the steerable wheel of the motor vehicle.
Bei dieser Ausführungsform wird der Lenkimpuls vorteilhaft in definierter Weise ausgeführt, indem ein betragsmäßiger vorgegebener Lenkwinkel an dem lenkbaren Rad des Kraftfahrzeugs eingestellt wird.In this embodiment, the steering pulse is advantageously carried out in a defined manner by an absolute value given steering angle is set to the steerable wheel of the motor vehicle.
Bei einer Weiterbildung des Verfahrens und der Vorrichtung ist es vorgesehen, dass der Betrag des Lenkwinkels in Abhängigkeit von einer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und/oder der Relativgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs in Bezug auf das Objekt ermittelt wird.In a development of the method and the device, it is provided that the amount of the steering angle is determined as a function of a speed of the motor vehicle and / or the relative speed of the motor vehicle with respect to the object.
Vorteilhaft ist der Betrag des Lenkwinkels bei dieser Weiterbildung in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit vorgegeben. Hierdurch kann insbesondere berücksichtigt werden, dass bei verschiedenen Geschwindigkeiten unterschiedlich starke Lenkbewegungen durchgeführt werden können, ohne das Kraftfahrzeug zu destabilisieren. Vorteilhaft kann ferner die Relativgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs in Bezug auf das Objekt bei der Ermittlung des Betrags des Lenkwinkels berücksichtigt werden.Advantageously, the amount of the steering angle in this development is predetermined as a function of the vehicle speed. In this way, it can be taken into account in particular that different steering movements can be performed at different speeds without destabilizing the motor vehicle. Advantageously, furthermore, the relative speed of the motor vehicle with respect to the object can be taken into account in determining the amount of the steering angle.
Eine Ausgestaltung des Verfahrens und der Vorrichtung sieht vor, dass der Lenkwinkel mit einer vorgegebenen Änderungsrate verändert wird.An embodiment of the method and the device provides that the steering angle is changed at a predetermined rate of change.
In dieser Ausgestaltung kann vorteilhaft eine Änderungsrate vorgegeben werden, mit welcher der Lenkwinkel an dem lenkbaren Rad des Kraftfahrzeugs verändert wird.In this embodiment, advantageously, a rate of change can be predetermined, with which the steering angle is changed at the steerable wheel of the motor vehicle.
Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens und der Vorrichtung beinhaltet, dass der richtungsweisende Eingriff in dem Lenkstrang beendet wird, wenn der Lenkwinkel den vorgegebenen Betrag erreicht hat.A further embodiment of the method and the device includes that the directional engagement in the steering line is terminated when the steering angle has reached the predetermined amount.
Vorteilhaft ist es in dieser Ausführungsform vorgesehen, dass der Lenkimpuls als ein einmaliges Einstellen eines bestimmten Lenkwinkels ausgeführt ist und beendet wird, sobald der vorgegebene Betrag des Lenkwinkels eingestellt ist.It is advantageously provided in this embodiment that the steering pulse is executed as a one-time setting of a certain steering angle and is terminated as soon as the predetermined amount of the steering angle is set.
Eine Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Betrag des auf die Lenkhandhabe ausgeübten Drehmoments in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und/oder der Relativgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs in Bezug auf das Objekt ermittelt wird.An embodiment of the method and the device is characterized in that the amount of the torque exerted on the steering handle is determined as a function of the speed of the motor vehicle and / or the relative speed of the motor vehicle with respect to the object.
Auch bei dieser Ausführungsform wird vorteilhaft berücksichtigt, dass bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten des Kraftfahrzeugs unterschiedlich starke Lenkbewegungen erfolgen können, ohne das Kraftfahrzeug zu destabilisieren, und dass bei einer höheren Relativgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs in Bezug auf das Objekt stärkere Lenkbewegungen erforderlich sind, um dem Objekt auszuweichen.In this embodiment too, it is advantageously taken into account that at different speeds of the motor vehicle different degrees of steering movements can take place without destabilizing the motor vehicle and that stronger steering movements are required at a higher relative speed of the motor vehicle with respect to the object in order to avoid the object.
Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens und der Vorrichtung ist es zudem vorgesehen, dass der richtungsweisende Eingriff in den Lenkstrang des Kraftfahrzeugs nach einer vorgegebenen Zeitdauer beendet wird.In one embodiment of the method and the device, it is also provided that the directional intervention in the steering line of the motor vehicle is terminated after a predetermined period of time.
In dieser Ausführungsform hat der Lenkimpuls vorteilhaft eine festgelegte Dauer. Die Dauer wird vorzugsweise so vorgegeben, dass das Fahrmanöver bei Beendigung des richtungsweisenden Eingriffs in den Lenkstrang noch nicht beendet ist. In this embodiment, the steering pulse advantageously has a fixed duration. The duration is preferably predetermined so that the driving maneuver at the end of the directional intervention in the steering line is not yet finished.
Eine Weiterbildung des Verfahrens und der Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass eine Sollbahn des Kraftfahrzeugs für das durchzuführende Fahrmanöver berechnet wird.A further development of the method and the device is characterized in that a desired path of the motor vehicle is calculated for the driving maneuver to be carried out.
Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens und der Vorrichtung ist es zudem vorgesehen, dass der während des richtungsweisenden Eingriffs in den Lenkstrang an dem lenkbaren Rad des Kraftfahrzeugs eingestellte Zusatzlenkwinkel und/oder das Drehmoment, mit dem die von dem Fahrer bediente Lenkhandhabe während des richtungsweisenden Eingriffs in den Lenkstrang beaufschlagt wird, in Abhängigkeit von der berechneten Sollbahn bestimmt wird.In one embodiment of the method and the device, it is also provided that the set during the directional intervention in the steering line on the steerable wheel of the motor vehicle auxiliary steering angle and / or the torque with which the driver operated steering handle during the directional engagement in the Lenkstrang is applied, is determined in dependence on the calculated desired path.
Vorteilhaft wird der Zusatzlenkwinkel und/oder das Drehmoment in dieser Ausgestaltung nach Maßgabe der berechneten Sollbahn ermittelt, wodurch ein besonders gut an die Situation angepasster Wert des Zusatzlenkwinkels und/oder des Drehmoments bestimmt werden kann.Advantageously, the additional steering angle and / or the torque is determined in this embodiment in accordance with the calculated desired path, whereby a particularly well adapted to the situation value of the additional steering angle and / or torque can be determined.
Weiterhin ist es bei einer Weiterbildung des Verfahrens und der Vorrichtung vorgesehen, dass der Zusatzlenkwinkel und/oder das Drehmoment anhand einer Bahnfolgeregelung ermittelt wird, wobei aufgrund der Bahnfolgeregelung eine Regelung der Querdynamik des Kraftfahrzeugs erfolgt, und dass der richtungsweisende Eingriff in den Lenkstrang beendet wird, wenn ein vorgegebener Anteil der Sollbahn durchfahren worden ist.Furthermore, it is provided in a development of the method and the device that the additional steering angle and / or the torque is determined by means of a train sequence control, due to the track following regulation of the transverse dynamics of the motor vehicle is carried out, and that the directional intervention is terminated in the steering line, when a predetermined portion of the desired trajectory has been passed through.
Bei dieser Weiterbildung wird der vorgegebene Anteil der Bahn vorzugsweise automatisch aufgrund einer Bahnfolgeregelung durchfahren, wobei anhand der Bahnfolgeregelung vorteilhaft eine Querregelung des Kraftfahrzeugs vorgenommen wird. In der Anfangsphase des Manövers folgt das Fahrzeug damit automatisch der berechneten Bahn, wodurch dem Fahrer das Fahrmanöver bereits in hohem Maße vorgegeben wird. Nachdem ein vorgegebener Anteil der Bahn durchfahren worden ist, wird das Manöver jedoch vorteilhaft selbsttätig von dem Fahrer beendet.In this development, the predetermined portion of the web is preferably automatically traversed on the basis of a course sequence control, with the aid of the track following regulation advantageously making a transverse control of the motor vehicle. In the initial phase of the maneuver, the vehicle thus automatically follows the calculated path, whereby the driver is already given the driving maneuver to a high degree. However, after a predetermined portion of the web has been passed, the maneuver is advantageously automatically terminated by the driver.
Eine Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung sieht vor, dass es sich bei dem Objekt um ein dreidimensionales Objekt handelt, dass die Relativbewegung des Kraftfahrzeugs und des Objekts daraufhin bewertet wird, ob ein Kollisionskurs zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt besteht, und dass entschieden wird, dass ein Fahrmanöver zum Ausweichen vor dem Objekt durchzuführen ist, wenn ein Kollisionskurs festgestellt worden ist.An embodiment of the method and apparatus provides that the object is a three-dimensional object, that the relative movement of the motor vehicle and the object is evaluated as to whether a collision course exists between the motor vehicle and the object, and that it is decided that a driving maneuver is to be performed in front of the object when a collision course has been determined.
Vorteilhaft handelt es sich in dieser Ausführungsform bei dem Fahrmanöver, das durch den Lenkimpuls eingeleitet wird, um ein Ausweichmanöver zum Verhindern einer Kollision zwischen dem Kraftfahrzeug und einem dreidimensionalen Objekt im Umfeld des Kraftfahrzeugs.Advantageously, in this embodiment, in the driving maneuver that is initiated by the steering pulse to an evasive maneuver for preventing a collision between the motor vehicle and a three-dimensional object in the environment of the motor vehicle.
Eine Weiterbildung des Verfahrens und der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Ort einer Kollision zwischen dem Kraftfahrzeug und dem dreidimensionalen Objekt bestimmt wird und dass der richtungsweisende Eingriff in den Lenkstrang begonnen wird, wenn sich das Kraftfahrzeug dem ermittelten Kollisionsort bis auf eine in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelte Entfernung genähert hat.A development of the method and the device is characterized in that a location of a collision between the motor vehicle and the three-dimensional object is determined and that the directional intervention in the steering line is started when the motor vehicle the determined collision location except for one depending on the Vehicle speed determined distance has approached.
Hierdurch kann ein Startpunkt für das Fahrmanöver zum Ausweichen vor dem Objekt, an dem der Lenkimpuls in den Lenkstrang eingesteuert wird, in besonders zuverlässiger Weise bestimmt werden. Unter einem Kollisionsort ist hier der Ort zu verstehen, an dem eine Kollision stattfinden würde, wenn das Kraftfahrzeug seinen Fahrzustand beibehalten würde.In this way, a starting point for the driving maneuver to avoid the object, at which the steering pulse is controlled in the steering column, be determined in a particularly reliable manner. A collision location here is to be understood as the location at which a collision would take place if the motor vehicle were to maintain its driving state.
Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens und der Vorrichtung beinhaltet, dass in Abhängigkeit von der berechneten Sollbahn für das Fahrmanöver zum Ausweichen vor dem dreidimensionalen Objekt ein Startpunkt für das Fahrmanöver bestimmt wird und dass der richtungsweisende Eingriff in den Lenkstrang des Kraftfahrzeugs begonnen wird, wenn das Kraftfahrzeug den Startpunkt erreicht hat.A further embodiment of the method and the device includes that a starting point for the driving maneuver is determined in response to the calculated desired path for the driving maneuver to avoid the three-dimensional object and that the directional intervention in the steering line of the motor vehicle is started when the motor vehicle Has reached the starting point.
Vorteilhaft wird der Startpunkt für das Fahrmanöver zum Ausweichen vor dem Objekt in dieser Ausgestaltung anhand der berechneten Sollbahn für das Ausweichmanöver ermittelt.Advantageously, the starting point for the maneuver for avoiding the object in this embodiment is determined on the basis of the calculated desired trajectory for the evasive maneuver.
Ferner sieht eine Ausgestaltung des Verfahrens und der Vorrichtung vor, dass überprüft wird, ob freier Raum für eine kollisionsfreie Durchführung des Ausweichmanövers zur Verfügung steht, und dass der richtungsweisende Eingriff begonnen wird, wenn festgestellt wird, dass freier Raum für die kollisionsfreie Durchführung des Ausweichmanövers zur Verfügung steht.Furthermore, an embodiment of the method and the device provides that it is checked whether there is free space for a collision-free execution of the evasive maneuver, and that the directional intervention is started when it is determined that there is free space for the collision-free execution of the evasive maneuver Available.
Hierdurch wird sichergestellt, dass das Ausweichmanöver nur dann durch einen richtungsweisenden Eingriff eingeleitet wird, wenn das Ausweichmanöver kollisionsfrei durchgeführt werden kann.This ensures that the evasive maneuver is initiated by a directional intervention only if the evasive maneuver can be performed without collision.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung ist es vorgesehen, dass es sich bei dem Objekt um eine Fahrspurmarkierung handelt und dass entschieden wird, dass ein Fahrmanöver zur Rückführung des Kraftfahrzeugs in eine Fahrspur durchzuführen ist, wenn aufgrund einer Bewertung der Relativbewegungen des Kraftfahrzeugs und der Fahrspurmarkierung festgestellt wird, dass der Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und der Fahrspurmarkierung einen Schwellenwert unterschritten hat.In a further embodiment of the method and the device, it is provided that the object is a lane marking and that it is decided that a driving maneuver for returning the motor vehicle is to be performed in a lane if it is determined based on an assessment of the relative movements of the motor vehicle and the lane marking that the distance between the motor vehicle and the lane marking has fallen below a threshold.
In dieser Ausführungsform kann das Kraftfahrzeug vorteilhaft anhand des Lenkimpulses von dem Fahrer in seine Fahrspur zurückgeführt werden, wenn es diese beispielsweise aufgrund einer Unaufmerksamkeit des Fahrers zu verlassen droht.In this embodiment, the motor vehicle can advantageously be attributed to the lane of the driver in his lane, if it threatens to leave, for example, due to inattention of the driver.
Ferner beinhaltet eine Ausgestaltung des Verfahrens und der Vorrichtung, dass der aufgrund des richtungsweisenden Eingriffs an dem lenkbaren Rad des Kraftfahrzeugs eingestellte Zusatzlenkwinkel nach dem Beenden des richtungsweisenden Eingriffs zurückgenommen wird.Furthermore, an embodiment of the method and the device that the additional steering angle set due to the directional engagement on the steerable wheel of the motor vehicle after the end of the directional engagement is withdrawn.
Hierdurch wird sichergestellt, dass der eingestellte Zusatzlenkwinkel nicht im Lenkstrang erhalten und das lenkbare Rad des Fahrzeugs nicht gegenüber der Lenkhandhabe verdreht bleibt.This ensures that the set additional steering angle is not obtained in the steering line and the steerable wheel of the vehicle is not rotated relative to the steering handle.
Eine Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Rücknahme des Zusatzlenkwinkels durch eine Änderung einer Lenkübersetzung zwischen der von dem Fahrer betätigten Lenkhandhabe und den lenkbaren Rädern des Kraftfahrzeugs erreicht wird.An embodiment of the method and the device is characterized in that the return of the additional steering angle is achieved by a change in a steering ratio between the steering handle operated by the driver and the steerable wheels of the motor vehicle.
Auf diese Weise erfolgt die Rücknahme in einer Art, die für den Fahrer besonders komfortabel ist und daher gut akzeptiert wird, wie sich in Fahrversuchen gezeigt hat.In this way, the return takes place in a way that is particularly comfortable for the driver and therefore well accepted, as has been shown in driving tests.
Darüber hinaus wird ein Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen des Anspruchs 20 bereitgestellt, das einen Algorithmus definiert, der ein Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche umfasst.In addition, there is provided a computer program product having the features of claim 20 defining an algorithm comprising a method according to any one of the preceding claims.
Die Erfindung beinhaltet die Idee, automatisch – beispielsweise innerhalb eines Fahrerassistenzsystems zur Kollisionsvermeidung oder eines Spurhaltesystems – zu ermitteln, ob ein bestimmtes Fahrmanöver von dem Kraftfahrzeug durchgeführt werden soll. Die Einleitung des Fahrmanövers erfolgt dann durch einen richtungsweisenden Eingriff in den Lenkstrang des Kraftfahrzeugs, der als ein Lenkimpuls ausgebildet ist. Der richtungsweisende Eingriff wird beendet, bevor das Fahrmanöver beendet ist, so dass der Fahrer das Fahrmanöver selbsttätig beendet. Insbesondere kann auf diese Weise ein Ausweichmanöver zum Verhindern einer Kollision zwischen dem Kraftfahrzeug und einem Objekt im Umfeld des Kraftfahrzeugs eingeleitet werden. Ferner kann durch den Lenkimpuls ein Manöver zur Rückführung des Kraftfahrzeugs in seine Fahrspur eingeleitet werden, wenn das Kraftfahrzeug die Fahrspur unbeabsichtigt zu verlassen droht.The invention includes the idea of automatically determining, for example within a driver assistance system for collision avoidance or a lane keeping system, whether a particular driving maneuver is to be performed by the motor vehicle. The initiation of the maneuver then takes place by a directional intervention in the steering line of the motor vehicle, which is designed as a steering pulse. The directional intervention is terminated before the driving maneuver is completed, so that the driver automatically terminates the driving maneuver. In particular, an evasive maneuver for preventing a collision between the motor vehicle and an object in the vicinity of the motor vehicle can be initiated in this way. Furthermore, a maneuver for returning the motor vehicle to its lane can be initiated by the steering pulse when the motor vehicle threatens to leave the lane unintentionally.
Diese und andere Gesichtspunkte der Erfindung werden anhand der Ausführungsbeispiele weiter verdeutlicht und im Hinblick auf die Ausführungsbeispiele nachfolgend anhand der Figuren beschrieben.These and other aspects of the invention will be further clarified with reference to the embodiments and with reference to the embodiments described below with reference to FIGS.
Kurze Beschreibung der FigurenBrief description of the figures
Von den Figuren zeigt:From the figures shows:
Darstellung von AusführungsbeispielenRepresentation of embodiments
In
Der Lenkstrang des Fahrzeugs
Die Ausweichdistanz wird vorzugsweise in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass in der Manöverplanungseinrichtung
Diese beträgt bei einem Ausweichen nach links bF,l + yS und für ein Ausweichen nach rechts bF,r + yS, wobei bF,l der Teil der Breite der Objektfront F links von der Mittellängsachse des Fahrzeugs
Die Ausweichbahn y(x) kann in vielfältiger Weise vorgegeben werden. Ein Beispiel ist eine Bahnvorgabe in Form eines Polynoms oder in Form aneinandergesetzter Klothoidbögen. Als besonders vorteilhaft hat sich eine Bahnvorgabe in Form einer Sigmoide herausgestellt, die durch
Sobald das Fahrzeug
In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass mittels des Lenkungsaktuators
Darüber hinaus ist es in weiteren Ausführungsformen vorgesehen, dass der richtungsweisende Eingriff in den Lenkstrang nach Maßgabe der zuvor berechneten Ausweichbahn vorgenommen wird. In einer ersten Ausführungsform erfolgt dabei eine Steuerung des Zusatzlenkwinkels anhand einer Bahnfolgeregelung, die nach einem dem Fachmann an sich bekannten Regelungsverfahren durchgeführt werden kann, wobei vorzugsweise eine Regelung der Fahrzeugquerdynamik vorgenommen wird. Das Regelungsverfahren umfasst vorzugsweise eine Vorsteuerung. Durch die Vorsteuerung wird anhand eines inversen Bewegungsmodells des Fahrzeugs
In einer weiteren Ausführungsform wird der richtungsweisende Eingriff in den Lenkstrang durchgeführt, indem anhand einer Bahnfolgeregelung ein Drehmoment in den Lenkstrang des Fahrzeugs
Der Umfeldsensor
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