DE102010028140A1

DE102010028140A1 - Fahrerassistenzverfahren für ein Kraftfahrzeug mit einer Spurführungsassistenzfunktion

Info

Publication number: DE102010028140A1
Application number: DE201010028140
Authority: DE
Inventors: Christopher Kreis; Haiyan Lu
Original assignee: ZF Lenksysteme GmbH
Current assignee: Robert Bosch Automotive Steering GmbH
Priority date: 2010-04-23
Filing date: 2010-04-23
Publication date: 2013-03-21

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzverfahren für ein Kraftfahrzeug mit einer Spurführungsassistenzfunktion, welche den Fahrer des Kraftfahrzeugs beim Halten der Fahrspur unterstützt, wobei bei einem bevorstehenden unbeabsichtigten Verlassen der aktuell von dem Kraftfahrzeug befahrenen Fahrspur durch das Kraftfahrzeug, insbesondere bei ausbleibender oder falscher Reaktion des Fahrers, ein selbsttätiger kurskorrigierender Eingriff in das Lenksystem des Kraftfahrzeugs vorgenommen wird, und wobei durch Überlagerungsmittel des Lenksystems des Kraftfahrzeugs der von dem Fahrer des Kraftfahrzeugs mittels des Lenkradwinkels vorgegebene Radlenkwinkel derart beeinflusst wird, dass ein Verlassen der aktuell von dem Kraftfahrzeug befahrenen Fahrspur verhindert, erschwert oder zumindest zeitlich verzögert wird. Während des selbsttätigen kurskorrigierenden Eingriffs wird eine Reaktion, insbesondere eine Bewegung der Lenkhandhabe, des Fahrers auf den selbsttätigen kurskorrigierenden Eingriff in das Lenksystem berücksichtigt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzverfahren für ein Kraftfahrzeug mit einer Spurführungsassistenzfunktion, welche den Fahrer des Kraftfahrzeugs beim Halten der Fahrspur unterstützt, wobei bei einem bevorstehenden unbeabsichtigten Verlassen der aktuell von dem Kraftfahrzeug befahrenen Fahrspur durch das Kraftfahrzeug, insbesondere bei ausbleibender oder falscher Reaktion des Fahrers, ein selbsttätiger kurskorrigierender Eingriff in das Lenksystem des Kraftfahrzeugs vorgenommen wird, und wobei der von dem Fahrer des Kraftfahrzeugs mittels des Lenkradwinkels vorgegebene Radlenkwinkel derart beeinflusst wird, dass ein Verlassen der aktuell von dem Kraftfahrzeug befahrenen Fahrspur verhindert, erschwert oder zumindest zeitlich verzögert wird. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein elektronisches Regel- und Steuergerät eines Kraftfahrzeugs zur Durchführung des Fahrerassistenzverfahrens.
Aus dem Stand der Technik sind Spurassistenzsysteme bekannt, bei welchen der Fahrer eines Kraftfahrzeugs durch ein zusätzliches Moment am Lenkrad bei der Spurhaltung unterstützt wird. Die erforderlichen Fahrspurdaten werden dabei beispielsweise von einer Umfeldsensorik, insbesondere in Form von Radar- oder Kamerasystemen bereit gestellt. Mit derartigen Sensorsystemen zur Erfassung des Fahrzeugumfelds kann die Position und Bewegung des Kraftfahrzeugs relativ zu seiner Umgebung messtechnisch erfasst werden. Zudem sind Kamerasysteme verfügbar, welche dazu in der Lage sind anhand vorhandener Fahrbahnmarkierungen den Verlauf der Straße vor dem Kraftfahrzeug zu erkennen und die Position des Kraftfahrzeugs relativ zur Fahrspur auszugeben. Unter Berücksichtigung derartiger Daten können bestimmte Fahrsituationen wie ein Fahrspurwechsel bzw. ein Verlassen der Fahrspur oder das langsame Heranfahren an eine Nachbarspur erkannt werden. Systeme, die den Fahrer durch gerichtete Führungsmomente bzw. Lenkmomentempfehlungen beim Halten des Fahrzeugs und der Fahrspur aktiv unterstützen, werden auch als LKS(Lane-Keeping-Support)-Systeme bezeichnet.
Zudem gibt es LDW(Lane Departure Warning)-Funktionen, die den Fahrer vor einem unbeabsichtigten Verlassen der Fahrspur warnen. Bei einem drohenden Verlassen der Fahrspur wird der Fahrer optisch, über eine ungerichtete Lenkradvibration, oder durch ein akustisches Signal gewarnt.
Erfolgt bei derartigen LDW-Funktionen keine Reaktion des Fahrers auf die Warnung und hält dieser den Lenkwinkel bzw. das Lenkrad fest, so kann ein Verlassen der Fahrspur nicht wirksam verhindert werden.
In der DE 10 2004 039 142 A1 ist ein Verfahren zur Assistenz des Fahrers eines Kraftfahrzeugs bei der Spurhaltung angegeben, bei dem wenigstens eine mit dem Abstand des Fahrzeugs zur Fahrspurberandung zusammenhängende Spurführungsgröße für das Kraftfahrzeug ermittelt wird und abhängig von der Spurführungsgröße ein fahrerunabhängiges Lenkradmoment auf das Lenkrad ausgeübt wird.
Aus der DE 197 51 125 A1 ist ein Lenksystem mit Überlagerungsmitteln bekannt. Dort wird die Bewegung (Zusatzwinkel bzw. Motorwinkel) eines Stellantriebs, d. h. eines Elektromotors mittels eines Überlagerungsgetriebes (beispielsweise ein Planetengetriebe) mit dem Lenkradwinkel überlagert. Mit Hilfe der Überlagerungsmittel ist es möglich, einen von der Lenkhandhabe vorgegebenen Lenkradwinkel zur Erhöhung der Fahrstabilität bzw. des Komforts mit einem Zusatzwinkel zu überlagern, so dass sich fahrdynamikabhängig bzw. komfortabhängig ein variables Übersetzungsverhältnis zwischen Lenkradwinkel und mittlerem Lenkwinkel der lenkbaren Räder des Kraftfahrzeugs einstellt. Dadurch ist es sicherheitstechnisch z. B. möglich, ein Kraftfahrzeug, welches auszubrechen droht, durch eine entsprechende Korrektur des Lenkwinkels wieder in eine stabile Fahrsituation zurückzuführen. Die Überlagerungsmittel können andere Fahrdynamiksysteme (z. B. ein elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP) oder ein Antiblockiersystem (ABS)) unterstützen. Komforttechnisch ist es auch möglich, einem Lenkradwinkel beispielsweise einen geschwindigkeitsabhängigen Zusatzwinkel zu überlagern. Dadurch kann bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten ein relativ kleines Übersetzungsverhältnis eingestellt werden, d. h. eine relativ kleine Drehung der Lenkhandhabe führt zu einem relativ großen Lenkwinkel der Räder. Bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten kann dagegen ein relativ großes Übersetzungsverhältnis eingestellt werden, damit sich die Fahrstabilität des Kraftfahrzeugs erhöht.
Die DE 10 2005 004 727 A1 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Unterstützung des Fahrers beim Fahren entlang einer seitlich begrenzten Fahrbahn. Unterstützungsmittel ermitteln eine Sollfahrspur und rufen einen selbsttätigen Lenkeingriff in Abhängigkeit von einer die Abweichung zwischen einer tatsächlichen Istfahrspur des Fahrzeugs und der Sollfahrspur beschreibenden Abweichungsgröße hervor. Zur Durchführung des selbsttätigen Lenkeingriffs wird eine einen einzustellenden Zusatzsolllenkwinkel und/oder ein einzustellendes Zusatzsolllenkmoment beschreibende Solllenkgröße ermittelt, die zur Einstellung des Zusatzsolllenkwinkels bzw. des Zusatzsolllenkmoments durch eine Stelleinrichtung verwendet wird. Die Art des selbsttätigen Lenkeingriffs hängt dabei davon ab, ob der Betrag der Abweichungsgröße größer ist als der Betrag wenigstens eines vorgegebenen Abweichungsschwellenwerts oder nicht. Eine Begrenzung der Solllenkgröße dient dazu, ein durch den selbsttätigen Lenkeingriff hervorgerufenes Rückwirkungsmoment auf das Lenkrad betragsmäßig zu begrenzen, damit der Fahrer stets in der Lage ist, das Fahrzeug zu beherrschen und erforderlichenfalls auch entgegen dem am Lenkrad auftretenden Rückwirkungsmoment das Lenkrad zu drehen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrerassistenzverfahren der eingangs erwähnten Art weiter zu verbessern, insbesondere indem die Fahrweise des Fahrers stärker berücksichtigt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Fahrerassistenzverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen kann ein selbsttätiger kurskorrigierender Eingriff in das Lenksystem des Kraftfahrzeugs vorgenommen werden, wenn ein unbeabsichtigtes Verlassen der aktuell von dem Kraftfahrzeug befahrenen Fahrspur bevorsteht. Sonach kann das Fahrzeug auch bei ausbleibender oder falscher Reaktion des Fahrers sicher auf der Straße gehalten und ein möglicher Unfall verhindert werden. Durch einen Eingriff mittels eines Überlagerungsstellers in der Lenkung kann ein Radlenkwinkel unabhängig vom Lenkradwinkel vorgegeben werden. Vorteilhaft ist dabei, dass die Reaktion des Fahrers nach dem erfolgtem bzw. begonnenem Eingriff in das Lenksystem beobachtet wird und diese in die Ausgestaltung der Funktion einbezogen wird. Die Reaktion des Fahrers auf den kurskorrigierenden Eingriff kann anhand der Lenkradbewegung, d. h. anhand des Lenkradwinkels oder des Lenkmoments bzw. deren Verläufe bestimmt werden. Durch die Beobachtung bzw. Berücksichtigung der Reaktion des Fahrers auf den selbsttätigen kurskorrigierenden Eingriff wird dieser sozusagen an die Fahrweise des Fahrers angepasst und sonach die Sicherheit erhöht.
Die Überlagerungsmittel des Lenksystems können zur Beeinflussung des von dem Fahrer vorgegebenen Radlenkwinkels einen entsprechenden Zusatzwinkel durch einen Zusatzwinkelsteller erzeugen und den Lenkradwinkel mit dem Zusatzwinkel überlagern. Sonach wird ein Zusatzwinkel am Vorderrad durch den Zusatzwinkelsteller vorgegeben, um den Fahrer bei der Fahrzeugführung zu unterstützen. Alternativ könnte auch ein Zusatzlenkmoment überlagert werden.
Der zu überlagernde Zusatzwinkel bzw. das zu überlagernde Zusatzlenkmoment kann abhängig von der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit, dem aktuellen Lenkradwinkel, dem aktuellen Lenkmoment, weiteren fahrdynamischen Größen und/oder Signalen von Sensoreinrichtungen des Kraftfahrzeugs zur Erfassung des Fahrzeugumfelds, insbesondere hinsichtlich der aktuellen Position des Kraftfahrzeugs in der Fahrspur, sein. Die Stärke des Zusatzwinkels ist somit abhängig von der Fahrgeschwindigkeit und dem Lenkradwinkel oder weiteren fahrdynamischen Größen. Zudem können Daten von Umfeldsensoren des Kraftfahrzeugs wie beispielsweise Kameras oder Radarsensoren berücksichtigt werden.
Die Reaktion des Fahrers kann auf ein durch die Überlagerung des Zusatzwinkels oder des Zusatzlenkmoments bedingtes, Rückwirkungsmoment auf die Lenkhandhabe erfolgen, welches entgegen der Richtung des selbsttätigen kurskorrigierenden Eingriffs in das Lenksystem gerichtet ist. Während des selbsttätigen Lenkeingriffs kann ein Rückwirkungsmoment auf das Lenkrad auftreten, welches bei einer Lenkwinkelvorgabe in Richtung Fahrbahnmitte zum Fahrbahnrand weist. Das aus der Winkelvorgabe durch den Zusatzwinkelsteller resultierende Rückwirkungsmoment wird auch als Abstützmoment am Lenkrad bezeichnet. Eine falsche Reaktion des Fahrers kann auftreten wenn der Fahrer das Rückwirkungsmoment fälschlicherweise als Lenkmomentempfehlung des Lenksystems interpretiert. Dann wäre es möglich, dass der Fahrer gegen den kurskorrigierenden Lenkeingriff lenkt. Für eine sinnvolle Funktion ist es jedoch wichtig, dass der Fahrer das Lenkrad nicht in Richtung Fahrbahnrand bewegt, sondern zur Fahrbahnmitte hin oder zumindest den aktuellen Lenkwinkel hält. Dementsprechend ist es sehr vorteilhaft die Reaktion des Fahrers auf die Winkelvorgabe bzw. Lenkmomentvorgabe des selbsttätigen kurskorrigierenden Eingriffs zu berücksichtigen.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass der selbsttätige kurskorrigierende Eingriff in das Lenksystem bei Erreichen wenigstens einer vorgegebenen Zielgröße, insbesondere einer Zielposition auf der aktuell von dem Kraftfahrzeug befahrenen Fahrspur, einem Radlenkwinkel, einem Lenkradwinkel, einer Querbeschleunigung und/oder einer Gierrate des Kraftfahrzeugs, deaktiviert wird. Um ein abruptes Abbrechen des kurskorrigierenden Eingriffs in das Lenksystem zu vermeiden, kann dieser bei der Deaktivierung mittels einer Funktion, insbesondere rampenartig abfallend heruntergefahren werden. Insbesondere bei richtiger Fahrerreaktion kann der vom Fahrer gestellte Lenkwinkel berücksichtigt werden, um den Zeitpunkt zur Deaktivierung der Winkelvorgabe festzulegen. Es kann ein Ziellenkradwinkel definiert werden, bei dessen Erreichen die Vorgabe bzw. der Eingriff heruntergefahren wird. Dieses Vorgehen ist auch über eine Zielposition auf der Fahrbahn realisierbar. Dieser Zielwinkel bzw. die Zielposition kann abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Querbeschleunigung, der Gierrate des Kraftfahrzeugs oder anderen Größen sein.
Vorteilhaft ist es, wenn bei einem Lenken des Fahrers in eine zu der Richtung des selbsttätigen kurskorrigierenden Eingriffs in das Lenksystem entgegengesetzten Richtung als Reaktion auf den selbsttätigen kurskorrigierenden Eingriff in das Lenksystem dieser deaktiviert wird. Lenkt der Fahrer demnach in Richtung Fahrbahnrand, so kann der Lenkeingriff insbesondere über eine Rampenfunktion deaktiviert bzw. abgebrochen werden.
Ebenso kann bei einem Lenken des Fahrers in eine zu der Richtung des selbsttätigen kurskorrigierenden Eingriffs in das Lenksystem entgegengesetzten Richtung als Reaktion auf den selbsttätigen kurskorrigierenden Eingriff in das Lenksystem, die Lenkbewegung des Fahrers wenigstens annähernd vollständig kompensiert werden. Somit ist es denkbar, den Fahrer bei falscher Reaktion zu überstimmen, indem die Lenkeingabe des Fahrers mit den Zusatzwinkelsteller vollständig kompensiert wird, so dass sich das Fahrzeug trotz des von dem Fahrer eingestellten Lenkradwinkels in Richtung des Fahrbahnrandes durch den entgegengesetzt gerichteten Radlenkwinkel zur Fahrbahnmitte hin bewegt. Dementsprechend kann der kurskorrigierende Eingriff alternativ auch bei einer falschen Fahrerreaktion weitergeführt werden.
Alternativ kann ferner vorgesehen sein, dass bei einem Lenken des Fahrers in einer zu der Richtung des selbsttätigen kurskorrigierenden Eingriffs in das Lenksystem entgegengesetzten Richtung als Reaktion auf den selbsttätigen kurskorrigierenden Eingriff in das Lenksystem, die Richtung des selbsttätigen kurskorrigierenden Eingriffs in das Lenksystem derart umgekehrt wird, dass das Rückwirkungsmoment des selbsttätigen kurskorrigierenden Eingriffs in das Lenksystem in Richtung der Fahrbahnmitte der aktuell von dem Kraftfahrzeug befahrenen Fahrspur weist. Bei erkannter falscher Fahrerreaktion kann der Richtungssinn des Eingriffs umgekehrt werden, so dass eine Winkelvorgabe in Richtung des Fahrbahnrandes realisiert wird, wobei das am Lenkrad wirkende Abstützmoment jedoch nun zur Fahrbahnmitte gerichtet ist.
Vorteilhaft ist es, wenn der selbsttätige kurskorrigierende Eingriff in das Lenksystem bei der Deaktivierung mittels einer Funktion, insbesondere rampenartig abfallend heruntergefahren wird. Dadurch wird ein sicherheitskritisches abruptes Beenden des Eingriffs vermieden.
Lenkt der Fahrer zur Fahrbahnmitte hin als Reaktion auf den selbsttätigen kurskorrigierenden Eingriff, so liegt die richtige Reaktion vor, d. h. die Funktion wird dann erfindungsgemäß ausgeführt bzw. weitergeführt.
In Anspruch 10 ist ein elektronisches Regel- und Steuergerät eines Kraftfahrzeugs zur Durchführung des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzverfahrens angegeben.
Es zeigen:
1 eine vereinfachte schematische Darstellung eines Überlagerungslenksystems; und
2 ein vereinfachtes Ablaufdiagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzverfahrens.
1 zeigt ein elektronisches Servolenksystem 1 bzw. Überlagerungslenksystem als Lenksystem eines nicht dargestellten Kraftfahrzeugs. Das elektronische Servolenksystem 1 weist eine als Lenkrad 2 ausgebildete Lenkhandhabe auf. Das Lenkrad 2 ist über eine Gelenkwelle bzw. Lenksäule 3 mit einem Lenkgetriebe 4 verbunden. Das Lenkgetriebe 4 dient dazu, einen Drehwinkel der Lenksäule 3 in einen Radlenkwinkel δ_Fm von lenkbaren Rädern 5a, 5b des Kraftfahrzeugs umzusetzen. Das Lenkgetriebe 4 weist eine Zahnstange 6 und ein Ritzel 7 auf, an welches die Lenksäule 3 angreift. Das elektronische Servolenksystem 1 umfasst darüber hinaus Überlagerungsmittel 8, die einen als Elektromotor 9 ausgebildeten Stellantrieb bzw. Zusatzwinkelsteller und ein von diesem angetriebenes Überlagerungsgetriebe 10 aufweisen. Das Überlagerungsgetriebe 10 ist als Planetengetriebe ausgebildet. In weiteren Ausführungsbeispielen könnte das Überlagerungsgetriebe 10 auch als Wellgetriebe oder dergleichen ausgebildet sein. Durch das Lenkrad 2 wird ein Lenkradwinkel δ_S als Maß für einen gewünschten Radlenkwinkel δ_Fm der lenkbaren Räder 5a, 5b des Kraftfahrzeugs vorgegeben. Mit Hilfe des Elektromotors 9 wird dann ein Überlagerungswinkel bzw. Zusatzwinkel δ_M generiert und durch das Überlagerungsgetriebe 10 mit dem Lenkradwinkel δ_S bzw. dem Drehwinkel der Lenksäule 3 überlagert. Der Zusatzwinkel δ_M wird grundsätzlich zur Realisierung von ein oder mehreren Nutzfunktionen, insbesondere zur Verbesserung der Fahrdynamik des Kraftfahrzeugs bzw. des Komforts, insbesondere durch Bereitstellung einer variablen Lenkübersetzung bzw. eines variablen Übersetzungsverhältnisses zwischen Lenkradwinkel δ_S und Radlenkwinkel δ_Fm der lenkbaren Räder 5a, 5b, erzeugt. Die Summe aus Lenkradwinkel δ_S und Zusatzwinkel δ_M ergibt den Eingangswinkel des Lenkgetriebes 4 bzw. im vorliegenden Ausführungsbeispiel den Ritzelwinkel δ_G.
Die Überlagerungsmittel 8 weisen ein elektronisches Steuergerät 11 auf, welches unter anderem der Regelung des Zusatzwinkels δ_M und des abgegebenen Moments des Elektromotors 9 dient. Auf dem elektronischen Steuergerät 11 läuft dazu ein Regelungsverfahren ab, welches als Regelungsstruktur bzw. als Computerprogramm auf einem nicht dargestellten Mikroprozessor des Steuergeräts 11 ausgeführt ist. Der Elektromotor 9 wird mit einem elektrischen Ansteuersignal δ_Md, welches dem Sollwert des von dem Elektromotor 9 zu erzeugenden Zusatzwinkels δ_M, also dem Soll-Zusatzwinkel entspricht, angesteuert. Der Soll-Zusatzwinkel δ_Md ergibt sich dabei in der Regel durch eine Summierung von Teilsoll-Zusatzwinkeln unterschiedlicher Nutzfunktionen (z. B. der variablen Lenkübersetzung) des elektronischen Servolenksystems 1. Der Einfachheit halber wird nachfolgend jedoch der Soll-Zusatzwinkel δ_Md mit dem Teilsoll-Zusatzwinkel der variablen Lenkübersetzung gleichgesetzt. Die Ansteuerung bzw. Regelung des Elektromotors 9 erfolgt dabei üblicherweise in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit v_x des Kraftfahrzeugs, d. h. das durch eine Nutzfunktion bereitgestellte variable Übersetzungsverhältnis zwischen dem Lenkradwinkel δ_S und dem Ritzelwinkel δ_G bzw. dem Radlenkwinkel δ_Fm der Räder 5a, 5b wird durch die Überlagerung des Lenkradwinkels δ_S mit verschiedenen, geschwindigkeitsabhängigen Zusatzwinkeln δ_M in Abhängigkeit von der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit v_x bzw. dem aktuellen Lenkradwinkel δ_S eingestellt. Damit die vorstehend angeführten Steuerungs- bzw. Regelungsfunktionen ausgeführt werden können, erhält das Steuergerät 11 unter anderem die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit v_x (z. B. über den CAN-Bus des Kraftfahrzeugs) und den Lenkradwinkel δ_S als Eingangssignale. Das elektronische Servolenksystem 1 kann in weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispielen den Überlagerungsmitteln 8 nachgeordnet auch einen elektrischen oder hydraulischen Servoantrieb aufweisen, welcher unter anderem der variablen Momentenunterstützung dient. Zudem ist in 1 ein Sensor 12 zur Erfassung des Lenkmoments M_L im Bereich der Lenksäule 3 gestrichelt angedeutet.
In 2 ist ausschnittsweise ein erfindungsgemäßes Fahrerassistenzverfahren für das Kraftfahrzeug mit einer Spurführungsassistenzfunktion, welche den Fahrer des Kraftfahrzeugs beim Halten der Fahrspur unterstützt, dargestellt, bei welchem bei einem bevorstehenden unbeabsichtigten Verlassen der aktuell von dem Kraftfahrzeug befahrenen Fahrspur durch das Kraftfahrzeug, insbesondere bei ausbleibender oder falscher Reaktion des Fahrers, ein selbsttätiger kurskorrigierender Eingriff in das elektronische Servolenksystem 1 des Kraftfahrzeugs vorgenommen wird, und wobei durch die Überlagerungsmittel 8 des elektronischen Servolenksystems 1 des Kraftfahrzeugs der von dem Fahrer des Kraftfahrzeugs mittels des Lenkradwinkels δ_S vorgegebene Radlenkwinkel δ_Fm derart beeinflusst wird, dass ein Verlassen der aktuell von dem Kraftfahrzeug befahrenen Fahrspur verhindert, erschwert oder zumindest zeitlich verzögert wird. Während des selbsttätigen kurskorrigierenden Eingriffs wird eine Reaktion, insbesondere eine Bewegung der Lenkhandhabe 2, des Fahrers auf den selbsttätigen kurskorrigierenden Eingriff in das elektronische Servolenksystem 1 berücksichtigt. Die Reaktion des Fahrers erfolgt auf ein, durch die Überlagerung des Zusatzwinkels δ_M bedingtes, Rückwirkungsmoment auf die Lenkhandhabe 2, welches entgegen der Richtung des selbsttätigen kurskorrigierenden Eingriffs in das elektronische Servolenksystem 1 gerichtet ist.
Die Überlagerungsmittel 8 des elektronischen Servolenksystem 1 erzeugen zur Beeinflussung des von dem Fahrer vorgegebenen Radlenkwinkels δ_Fm einen entsprechenden Zusatzwinkel δ_M durch den als Elektromotor 9 ausgebildeten Zusatzwinkelsteller und überlagern den Lenkradwinkel δ_S mit dem Zusatzwinkel δ_M. In weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispielen könnte auch ein Zusatzlenkmoment überlagert werden. Der zu überlagernde Zusatzwinkel δ_M ist abhängig von der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit v_x, dem aktuellen Lenkradwinkel δ_S, dem Lenkmoment M_L, weiteren fahrdynamischen Größen und/oder Signalen von Sensoreinrichtungen des Kraftfahrzeugs zur Erfassung des Fahrzeugumfelds, insbesondere hinsichtlich der aktuellen Position des Kraftfahrzeugs in der Fahrspur.
In 2 sind lediglich ausgewählte Verfahrensschritte A bis H des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzverfahrens dargestellt. Start und Ende des Fahrerassistenzverfahrens sind durch gestrichelte Pfeile angedeutet. In einem Verfahrensschritt A wird festgestellt, dass ein unbeabsichtigtes Verlassen der aktuell von dem Kraftfahrzeug befahrenen Fahrspur durch das Kraftfahrzeug bevorsteht. Dies kann beispielsweise mittels bekannter Algorithmen, insbesondere über nicht dargestellte Kameras des Kraftfahrzeugs oder sonstige Sensoreinrichtungen des Kraftfahrzeugs zur Erfassung des Fahrzeugumfelds, welche den Verlauf der Spurmarkierungen detektieren und daraus die Position des Kraftfahrzeugs relativ zur Straße berechnen, bestimmt werden. In einem Verfahrensschritt B wird der zu überlagernde Zusatzwinkel δ_M ermittelt und der entsprechende selbsttätige kurskorrigierende Eingriff in das elektronische Servolenksystem 1 gestartet. Anschließend wird in einem Verfahrensschritt C die Fahrerreaktion auf den selbsttätigen kurskorrigierenden Eingriff in das elektronische Servolenksystem 1 anhand des Lenkradwinkels δ_S überprüft. Alternativ oder zusätzlich bzw. ergänzend kann die Fahrerreaktion auch aus dem aktuellen Lenkmoment M_L abgeleitet werden. Lenkt der Fahrer gegen das Rückwirkungsmoment auf die Lenkhandhabe 2, so erhöht sich das Lenkmoment M_L. Lenkt der Fahrer jedoch in dieselbe Richtung wie das Rückwirkungsmoment auf die Lenkhandhabe 2, dann sinkt das Lenkmoment M_L ab oder bleibt zumindest auf einem geringeren Niveau. Die Fahrerreaktion ist falsch bzw. nicht erwünscht, wenn der Fahrer in eine zu der Richtung des selbsttätigen kurskorrigierenden Eingriffs in das elektronische Servolenksystem 1 entgegengesetzte Richtung, d. h. in Richtung des Fahrbahnrands der aktuell befahrenen Fahrspur lenkt. Die Fahrerreaktion ist richtig bzw. erwünscht, wenn in Richtung des kurskorrigierenden Eingriffs in das elektronische Servolenksystem 1, d. h. in Richtung der Fahrbahnmitte der aktuell befahrenen Fahrspur, gelenkt wird. Dementsprechend ist eine Verzweigung D vorgesehen. Ist die Fahrerreaktion richtig wird in einem Verfahrensschritt E der kurskorrigierende Eingriff weitergeführt, wonach der selbsttätige kurskorrigierende Eingriff in das elektronische Servolenksystem 1 bei Erreichen wenigstens einer vorgegebenen Zielgröße, insbesondere einer Zielposition auf der aktuell von dem Kraftfahrzeug befahrenen Fahrspur, einem bestimmten Radlenkwinkel δ_Fm, einem bestimmten Lenkradwinkel δ_S, einer Querbeschleunigung und/oder einer Gierrate des Kraftfahrzeugs, in einem Verfahrensschritt F deaktiviert wird. Der selbsttätige kurskorrigierende Eingriff in das elektronische Servolenksystem 1 wird bei der Deaktivierung mittels einer Funktion, insbesondere rampenartig abfallend heruntergefahren. Ist die Fahrerreaktion falsch, d. h. bei einem Lenken des Fahrers in eine zu der Richtung des selbsttätigen kurskorrigierenden Eingriffs in das elektronische Servolenksystem 1 entgegengesetzten Richtung als Reaktion auf den selbsttätigen kurskorrigierenden Eingriff in das elektronische Servolenksystem 1, wird dieser umgehend in dem Verfahrensschritt F deaktiviert. Alternativ könnte in einem weiteren Ausführungsbeispiel in einem gestrichelt angedeuteten Verfahrensschritt G bei einem Lenken des Fahrers in eine zu der Richtung des selbsttätigen kurskorrigierenden Eingriffs in das elektronische Servolenksystem 1 entgegengesetzten Richtung als Reaktion auf den selbsttätigen kurskorrigierenden Eingriff in das elektronische Servolenksystem 1, die Lenkbewegung des Fahrers wenigstens annähernd vollständig kompensiert werden. Darüber hinaus könnte alternativ in einem ebenfalls gestrichelt angedeuteten Verfahrensschritt G' bei einem Lenken des Fahrers in eine zu der Richtung des selbsttätigen kurskorrigierenden Eingriffs in das elektronische Servolenksystem 1 entgegengesetzten Richtung als Reaktion auf den selbsttätigen kurskorrigierenden Eingriff in das elektronische Servolenksystem 1, die Richtung des selbsttätigen kurskorrigierenden Eingriffs in das elektronische Servolenksystem 1 derart umgekehrt werden, dass das Rückwirkungsmoment des selbsttätigen kurskorrigierenden Eingriffs in das elektronische Servolenksystem 1 in Richtung der Fahrbahnmitte der aktuell von dem Kraftfahrzeug befahrenen Fahrspur weist.
Das erfindungsgemäße Fahrerassistenzverfahren kann auf einem elektronischen Regel- und Steuergerät des Kraftfahrzeugs ausgeführt bzw. durchgeführt werden. Ein derartiges elektronisches Regel- und Steuergerät könnte grundsätzlich auch das Steuergerät 11 sein.
Bezugszeichenliste

1: elektronisches Servolenksystem
2: Lenkrad
3: Gelenkwelle/Lenksäule
4: Lenkgetriebe
5a, 5b: lenkbare Räder
6: Zahnstange
7: Ritzel
8: Überlagerungsmittel
9: Zusatzwinkelsteller/Elektromotor
10: Überlagerungsgetriebe
11: elektronisches Steuergerät der Überlagerungsmittel
12: Sensor zur Erfassung des Lenkmoments
A–G': Verfahrensschritte
δ_Fm: Radlenkwinkel bzw. Lenkwinkel
δ_G: Ritzelwinkel
δ_S: Lenkradwinkel
v_x: Fahrzeuggeschwindigkeit
δ_M: Zusatzwinkel
δ_Md: Sollwert des Zusatzwinkels
M_L: Lenkmoment

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102004039142 A1 [0005]
DE 19751125 A1 [0006]
DE 102005004727 A1 [0007]

Claims

Fahrerassistenzverfahren für ein Kraftfahrzeug mit einer Spurführungsassistenzfunktion, welche den Fahrer des Kraftfahrzeugs beim Halten der Fahrspur unterstützt, wobei bei einem bevorstehenden unbeabsichtigten Verlassen der aktuell von dem Kraftfahrzeug befahrenen Fahrspur durch das Kraftfahrzeug, insbesondere bei ausbleibender oder falscher Reaktion des Fahrers, ein selbsttätiger kurskorrigierender Eingriff in das Lenksystem (1) des Kraftfahrzeugs vorgenommen wird, und wobei durch Überlagerungsmittel (8) des Lenksystems (1) des Kraftfahrzeugs der von dem Fahrer des Kraftfahrzeugs mittels des Lenkradwinkels (δ_S) vorgegebene Radlenkwinkel (δ_Fm) derart beeinflusst wird, dass ein Verlassen der aktuell von dem Kraftfahrzeug befahrenen Fahrspur verhindert, erschwert oder zumindest zeitlich verzögert wird, dadurch gekennzeichnet, dass während des selbsttätigen kurskorrigierenden Eingriffs eine Reaktion, insbesondere eine Bewegung der Lenkhandhabe (2), des Fahrers auf den selbsttätigen kurskorrigierenden Eingriff in das Lenksystem (1) berücksichtigt wird.
Fahrerassistenzverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlagerungsmittel (8) des Lenksystems (1) zur Beeinflussung des von dem Fahrer vorgegebenen Radlenkwinkels (δ_Fm) einen entsprechenden Zusatzwinkel (δ_M) durch einen Zusatzwinkelsteller (9) erzeugen und den Lenkradwinkel (δ_S) mit dem Zusatzwinkel (δ_M) überlagern.
Fahrerassistenzverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zu überlagernde Zusatzwinkel (δ_M) abhängig von der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit (v_x), dem aktuellen Lenkradwinkel (δ_S), dem aktuellen Lenkmoment (M_L), weiteren fahrdynamischen Größen und/oder Signalen von Sensoreinrichtungen des Kraftfahrzeugs zur Erfassung des Fahrzeugumfelds, insbesondere hinsichtlich der aktuellen Position des Kraftfahrzeugs in der Fahrspur, ist.
Fahrerassistenzverfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktion des Fahrers auf ein, durch die Überlagerung des Zusatzwinkels (δ_M) bedingtes, Rückwirkungsmoment auf die Lenkhandhabe (2) erfolgt, welches entgegen der Richtung des selbsttätigen kurskorrigierenden Eingriffs in das Lenksystem (1) gerichtet ist.
Fahrerassistenzverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der selbsttätige kurskorrigierende Eingriff in das Lenksystem (1) bei Erreichen wenigstens einer vorgegebenen Zielgröße, insbesondere einer Zielposition auf der aktuell von dem Kraftfahrzeug befahrenen Fahrspur, einem Radlenkwinkel (δ_Fm), einem Lenkradwinkel (δ_S), einer Querbeschleunigung und/oder einer Gierrate des Kraftfahrzeugs, deaktiviert wird.
Fahrerassistenzverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Lenken des Fahrers in eine zu der Richtung des selbsttätigen kurskorrigierenden Eingriffs in das Lenksystem (1) entgegengesetzten Richtung als Reaktion auf den selbsttätigen kurskorrigierenden Eingriff in das Lenksystem (1), dieser deaktiviert wird.
Fahrerassistenzverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Lenken des Fahrers in eine zu der Richtung des selbsttätigen kurskorrigierenden Eingriffs in das Lenksystem (1) entgegengesetzten Richtung als Reaktion auf den selbsttätigen kurskorrigierenden Eingriff in das Lenksystem (1), die Lenkbewegung des Fahrers wenigstens annähernd vollständig kompensiert wird.
Fahrerassistenzverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Lenken des Fahrers in eine zu der Richtung des selbsttätigen kurskorrigierenden Eingriffs in das Lenksystem (1) entgegengesetzten Richtung als Reaktion auf den selbsttätigen kurskorrigierenden Eingriff in das Lenksystem (1), die Richtung des selbsttätigen kurskorrigierenden Eingriffs in das Lenksystem (1) derart umgekehrt wird, dass das Rückwirkungsmoment des selbsttätigen kurskorrigierenden Eingriffs in das Lenksystem (1) in Richtung der Fahrbahnmitte der aktuell von dem Kraftfahrzeug befahrenen Fahrspur weist.
Fahrerassistenzverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der selbsttätige kurskorrigierende Eingriff in das Lenksystem (1) bei der Deaktivierung mittels einer Funktion, insbesondere rampenartig abfallend heruntergefahren wird.
Elektronisches Regel- und Steuergerät (11) eines Kraftfahrzeugs zur Durchführung eines Fahrerassistenzverfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9.