DE102012015381A1 - Method for collision avoidance of vehicle, involves providing steering intervention for assisting driver of vehicle when driving around objects - Google Patents

Method for collision avoidance of vehicle, involves providing steering intervention for assisting driver of vehicle when driving around objects Download PDF

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Abstract

The method involves providing steering intervention for assisting a driver of the vehicle (F) when driving around objects (H1-H4). The steering operation is suppressed when a critical driving situation is present. The dynamic critical situation is present if vehicle is located in state in which driving dynamics control system stabilizing in the driving operation. The kickdown operation is present if the speed of the vehicle is located outside of predetermined speed range. The vehicle is passed through a narrow curve.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kollisionsvermeidung oder Kollisionsfolgenminderung für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method for collision avoidance or Kollisionsfolgenminderung for a vehicle according to the preamble of patent claim 1.

Ein gattungsgemäßes Verfahren ist aus der DE 10 2004 062 504 A1 bekannt. Bei diesem Verfahren, werden Objekte, mit denen ein Fahrzeug kollidieren könnte, erfasst und den Objekten werden fiktive Abstoßkräfte zugeordnet, die vom jeweiligen Objekt und vom Abstand zwischen dem jeweiligen Objekt und dem Fahrzeug abhängig sind. In Abhängigkeit der fiktiven Abstoßkräfte wird dann eine regulierende Beschleunigung berechnet und ein Eingriff in die Fahrdynamik des Fahrzeugs nach Maßgabe dieser Beschleunigung durchgeführt. Das Fahrzeug wird somit an den Objekten vorbeigeführt, so als ob diese es abdrängen würden.A generic method is from the DE 10 2004 062 504 A1 known. In this method, objects that could collide with a vehicle are detected, and the objects are assigned fictitious repulsion forces, which depend on the respective object and the distance between the respective object and the vehicle. Depending on the fictitious repulsive forces, a regulating acceleration is then calculated and an intervention in the driving dynamics of the vehicle is carried out in accordance with this acceleration. The vehicle is thus passed past the objects, as if they would push it off.

Nachteilig ist hierbei, dass ein Eingriff in die Querdynamik des Fahrzeugs in bestimmten Situationen zu einem fahrdynamisch instabilen Zustand führen kann.The disadvantage here is that an intervention in the transverse dynamics of the vehicle in certain situations can lead to a driving dynamics unstable state.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Eingriff in die Querdynamik des Fahrzeugs derart zu gestalten, dass instabile Zustände vermieden werden.The invention is therefore based on the object to make the engagement in the lateral dynamics of the vehicle such that unstable states are avoided.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The object is solved by the features of patent claim 1. Advantageous embodiments and further developments emerge from the subclaims.

Erfindungsgemäß wird bei einem Verfahren zur Kollisionsvermeidung oder Kollisionsfolgenminderung für ein Fahrzeug ein Lenkeingriff zur Unterstützung eines Fahrers des Fahrzeugs beim Umfahren von Objekten durchgeführt, wobei der Lenkeingriff unterdrückt wird, wenn eine fahrdynamisch kritische Situation vorliegt.According to the invention, in a method for collision avoidance or collision sequence reduction for a vehicle, a steering intervention is carried out to assist a driver of the vehicle when driving around objects, wherein the steering intervention is suppressed if there is a critical driving dynamics situation.

Vorzugsweise wird eine fahrdynamisch kritische Situation als vorliegend erkannt, wenn ein im Fahrzeug vorgesehenes Fahrdynamikregelsystem stabilisierend in den Fahrbetrieb des Fahrzeugs eingreift und/oder wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs außerhalb eines vorgegebenen Geschwindigkeitsbereichs liegt und/oder wenn ein Kickdown-Betrieb vorliegt und/oder wenn Kurvenradius der Fahrstrecke kleiner als eine vorgegebene Schwelle ist und/oder wenn Sensoren, die zur Objekterkennung vorgesehen sind, nicht betriebsbereit sind.Preferably, a driving dynamics critical situation is recognized as present when a provided in the vehicle vehicle dynamics control system intervenes stabilizing in the driving of the vehicle and / or if the speed of the vehicle is outside a predetermined speed range and / or if there is a kickdown operation and / or if turning radius the distance traveled is less than a predetermined threshold and / or if sensors that are provided for object detection, are not ready.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens werden Objekte, die sich innerhalb eines als Sicherheitsbereich vorgegebenen Ortsbereichs in der Umgebung des Fahrzeugs befinden, als relevante Objekte identifiziert, wobei Fahrspurmarkierungen vorteilhafterweise ebenfalls als Objekte behandelt werden. Der Lenkeingriff wird in Abhängigkeit der als relevant identifizierten Objekte derart erzeugt, dass das Fahrzeug von diesen Objekten abgedrängt wird, so als ob eine von den Objekten abhängige virtuelle Abstoßkraft auf das Fahrzeug wirken würde.In an advantageous development of the method, objects which are located within a local area specified as a security area in the surroundings of the vehicle are identified as relevant objects, and lane markings are advantageously also treated as objects. The steering intervention is generated as a function of the identified as relevant objects such that the vehicle is pushed away from these objects, as if a dependent of the objects virtual repulsion force would act on the vehicle.

Vorteilhafterweise wird der Beitrag, den ein Objekt zum Lenkeingriff leistet, in Abhängigkeit des Abstands zwischen dem Objekt und Fahrzeug bestimmt und zusätzlich in Abhängigkeit von mindestens einem der folgenden Parameter:

  • – einer Annäherungsgeschwindigkeit, mit der das Fahrzeugs sich dem Objekt nähert,
  • – einer Eigengeschwindigkeit des Objekts in Richtung Fahrzeug,
  • – einer von der Art des Objekts abhängigen Objektklasse, der das Objekt zugeordnet ist,
  • – einer Umgebungssituation, in der sich das Objekt befindet.
Advantageously, the contribution that an object makes to the steering intervention is determined as a function of the distance between the object and the vehicle, and additionally in dependence on at least one of the following parameters:
  • An approach speed with which the vehicle approaches the object,
  • An intrinsic speed of the object towards the vehicle,
  • An object class dependent on the type of the object to which the object is assigned,
  • - an environmental situation in which the object is located.

Vorzugsweise wird der Lenkeingriff dadurch bewirkt, dass ein in Abhängigkeit der relevanten Objekte bestimmtes Zusatzlenkmoment auf eine Lenkanlage des Fahrzeugs aufgebracht wird und dabei einem vom Fahrer auf die Lenkanklage aufgebrachten Handlenkmoment überlagert wird.The steering intervention is preferably effected by applying a supplementary steering torque, which is determined as a function of the relevant objects, to a steering system of the vehicle and thereby being superimposed on a manual steering torque applied by the driver to the steering application position.

Vorzugsweise, wird das Zusatzlenkmoment begrenzt, so dass der Fahrer die Situation jederzeit durch Mitlenken oder Gegenlenken beherrschen kann. Vorzugsweise wird das Zusatzlenkmoment schrittweise auf Null reduziert, wenn der Fahrer es überdrückt, d. h. wenn der Fahrer stärker als das Zusatzlenkmoment gegenlenkt.Preferably, the additional steering torque is limited, so that the driver can control the situation at any time by steering or counter steering. Preferably, the additional steering torque is gradually reduced to zero when the driver overrides it, d. H. when the driver counteracts more than the additional steering torque.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und anhand von Figuren näher beschreiben. Dabei zeigen:The invention will be described in more detail below with reference to an embodiment and with reference to figures. Showing:

1 eine typische Verkehrssituation auf einer Straße, 1 a typical traffic situation on a road,

2 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens. 2 a flow chart of the method according to the invention.

1 zeigt ein Fahrzeug F in einer Umgebungssituation mit Objekten H1, H2, H3, H4, O1, O2. Bei den Objekten H1, H2, O1, O2 handelt es sich um nicht überfahrbare Hindernisse, beispielsweise um Fahrzeuge, Fußgänger, Radfahrer, Bäume, Bauten etc. Bei den Objekten H3, H4 handelt es sich hingegen um überfahrbare Hindernisse, nämlich um Fahrspurmarkierungen, die zur Begrenzung von Fahrspuren auf der Fahrbahn aufgetragen sind. Die Objekte H1, H2, H3, H4 liegen innerhalb eines ellipsenförmigen begrenzten Ortsbereichs E und die Objekte O1, O2 liegen außerhalb dieses Bereichs. Der Ortsbereich E ist durch seine Halbachsen dmin,x, dmin,y relativ zum Fahrzeug F definiert und markiert einen Sicherheitsbereich des Fahrzeugs, in dem Objekte als relevant angesehen werden. Das heißt, die innerhalb des Ortsbereichs E liegenden Objekte H1, H2, H3, H4 werden als relevante Objekte angesehen, während die außerhalb des Ortsbereichs E liegenden Objekte als nicht relevante Objekte angesehen werden. Den relevanten Objekten H1, H2, H3, H4 ist jeweils eine, durch einen Pfeil gezeigte fiktive Abstoßkraft F →H1, F →H2, F →H3, F →H4 zugeordnet. 1 shows a vehicle F in an environmental situation with objects H1, H2, H3, H4, O1, O2. The objects H1, H2, O1, O2 are non-traversable obstacles, such as vehicles, pedestrians, cyclists, trees, buildings, etc. The objects H3, H4, however, are traversable obstacles, namely lane markings, the are applied to the limitation of lanes on the roadway. The objects H1, H2, H3, H4 are within an elliptical limited location area E and the objects O1, O2 are outside this area. The location area E is defined by its semi-axes d min, x , d min, y relative to the vehicle F and marks a safety area of the vehicle in which objects are considered to be relevant. That is, the objects H1, H2, H3, H4 lying within the location area E are regarded as relevant objects, while the objects lying outside the location area E are regarded as irrelevant objects. The relevant objects H1, H2, H3, H4 are each a fictitious repulsive force shown by an arrow F → H1 , F → H2 , F → H3 , F → H4 assigned.

Prinzipiell lässt sich das Verfahren wie folgt beschreiben: Wenn das Fahrzeug F sich einem relevanten Objekt nähert, beispielsweise dem Objekt H1, wird es mit der diesem Objekt H1 zugeordneten fiktiven Abstoßkraft F →H1, abgedrängt. Diese Abdrängung wird dadurch bewirkt, dass auf eine Lenkanlage des Fahrzeugs F zusätzlich zu einem vom Fahrer aufgebrachten Handlenkmoment MH ein Zusatzlenkmoment MZ aufgebracht wird, so dass das Fahrzeug F seinen Kurs ändert, als ob es durch die fiktive Abstoßkraft F →H1 des Objekts H1 abgedrängt worden wäre. Bei mehreren relevanten Objekten werden deren Abstoßkräfte zu einer resultierenden fiktiven Abstoßkraft F →H zusammengefasst und das Zusatzlenkmoment MZ wird nach Maßgabe der resultierenden fiktiven Abstoßkraft F →H generiert.In principle, the method can be described as follows: When the vehicle F approaches a relevant object, for example the object H1, it becomes associated with the fictitious repulsive force associated with this object H1 F → H1 , pushed. This displacement is effected by an additional steering torque M Z is applied to a steering system of the vehicle F in addition to a applied by the driver manual steering torque M H , so that the vehicle F changes course, as if it were by the fictitious repulsion force F → H1 of the object H1 would have been pushed. With several relevant objects, their repulsive forces become a resulting fictitious repulsion force F → H summarized and the additional steering torque M Z is in accordance with the resulting fictitious repulsion force F → H generated.

Das Verfahren wird nachfolgend anhand des in der 2 gezeigten Flussdiagramms im Detail beschrieben. Der Verfahrensablauf gemäß dem Flussdiagramm wird zyklisch wiederholt.The method is described below with reference to in the 2 shown flowchart described in detail. The procedure according to the flowchart is repeated cyclically.

Nach dem Start werden in Schritt S1 Objekte erfasst und als relevant klassifiziert, wenn sie innerhalb des Ortsbereichs E liegen. Anderenfalls werden sie als nicht relevant klassifiziert und im Weiteren unberücksichtigt gelassen. An dieser Stelle werden die relevanten Objekte zusätzlich noch nach ihrer Art klassifiziert, beispielsweise nach den Klassen überfahrbare Hindernisse und nicht überfahrbare Hindernisse oder noch detaillierter beispielsweise nach den Klassen Fahrspurmarkierung, Schlaglöcher, sonstige überfahrbare Hindernisse, Fahrzeuge, Fußgänger, Radfahrer, sonstige nicht überfahrbare Hindernisse.After the start, objects are detected in step S1 and classified as relevant if they lie within the location area E. Otherwise, they are classified as irrelevant and subsequently disregarded. At this point, the relevant objects are additionally classified according to their type, for example, the class traversable obstacles and non-drivable obstacles or even more detailed, for example, the classes lane marking, potholes, other accessible obstacles, vehicles, pedestrians, cyclists, other obstacles not passable.

In Schritt S2 wird für jedes relevantes Objekte Hi eine zugehörige fiktive Abstoßkraft F →Hi berechnet. Die fiktive Abstoßkraft F →Hi eines Objekts Hi (i = 1, ... n) ist dabei abhängig von dem Abstand di = (di,x, di,y) zwischen dem Fahrzeug F und dem jeweiligen Objekt Hi, von der Annäherungsgeschwindigkeit v →fi = (v →fi,x, v →fi,y) des Fahrzeugs F an das jeweiligen Objekt Hi, d. h. von der Relativgeschwindigkeit zwischen Fahrzeug F und Objekt Hi, und von der Eigengeschwindigkeit v →i = (v →i,x, v →i,y) des jeweiligen Objekts in Richtung Fahrzeug F: F →Hi = f(d →i, v →fi, v →i) (1) In step S2, for each relevant object Hi, there is an associated notional repulsive force F → Hi calculated. The fictional repulsion force F → Hi of an object Hi (i = 1,... n) is dependent on the distance d i = (d i, x , d i, y ) between the vehicle F and the respective object Hi, from the approaching speed v → fi = (v → fi, x , v → fi, y ) of the vehicle F to the respective object Hi, ie from the relative speed between the vehicle F and object Hi, and from the airspeed v → i = (v → i, x , v → i, y ) of the respective object towards vehicle F: F → Hi = f (d → i , v → fi , v → i ) (1)

Die Berechnung der fiktiven Abstoßkraft F →Hi erfolgt dabei durch Berechnung und Summation von drei Teilkräften F →Hi = F →di + F →vfi + F →vi (2) wobei F →di eine vom Abstand d →i abhängige Teilkraft ist, F →vfi eine von der Annäherungsgeschwindigkeit v →fi abhängige Teilkraft ist und F →vi eine von der Eigengeschwindigkeit v →i des Objekts abhängige Teilkraft ist.The calculation of the fictitious repulsion force F → Hi takes place by calculation and summation of three partial forces F → Hi = F → di + F → vfi + F → vi (2) in which F → di one from the distance d → i dependent partial force is, F → vfi one from the approach speed v → fi dependent partial force is and F → vi one of the airspeed v → i of the object is dependent partial force.

Die vom Abstand d →i abhängige Teilkraft F →di ist eine vektorielle Größe F →di = (F →di,x, F →di,y) (3) deren Komponenten Fdi,x, Fdi,y umgekehrt proportional zur Längs- bzw. Querkomponenten des Abstand d →i sind. Die Komponenten Fdi,x, Fdi,y der Teilkraft F →di werden wie folgt berechnet

Figure 00050001
wobei

di,x
den longitudinalen Abstand des Fahrzeugs zum Objekt Hi bezeichnet, d. h. die Längskomponente des Abstands d →i,
di,y
den lateralen Abstand des Fahrzeugs zum Objekt Hi bezeichnet, d. h. die Querkomponente des Abstands d →i, und
cx0 und cy,0
vorgegebene Proportionalitätsfaktoren bezeichnen.
The distance d → i dependent partial force F → di is a vectorial size F → di = (F → di, x , F → di, y ) (3) their components F di, x , F di, y inversely proportional to the longitudinal or transverse components of the distance d → i are. The components F di, x , F di, y of the partial force F → di are calculated as follows
Figure 00050001
in which
d i, x
denotes the longitudinal distance of the vehicle to the object Hi, ie the longitudinal component of the distance d → i ,
d i, y
denotes the lateral distance of the vehicle to the object Hi, ie the transverse component of the distance d → i , and
c x0 and c y, 0
denote predetermined proportionality factors.

Für Fahrspurmarkierungen, die als relevante Objekte identifiziert worden sind, wird die Longitudinalkomponente Fdi,x dieser Teilkraft F →di auf Null gesetzt, d. h. es gilt F →di, = (0, Fdi,y). (6) For lane markings that have been identified as relevant objects, the longitudinal component F di, x of this sub-force F → di set to zero, ie it applies F → di , = (0, F di, y ). (6)

Die von der Annäherungsgeschwindigkeit v →fi des Fahrzeugs F zum jeweiligen Objekt Hi abhängige Teilkraft F →vfi ist ebenfalls eine vektorielle Größe F →vfi = (Fvfi,x, Fvfi,y). (7) The of the approach speed v → fi of the vehicle F to the respective object Hi dependent partial force F → vfi is also a vectorial size F → vfi = ( Fvfi, x , Fvfi, y ). (7)

Deren Komponenten Fvfi,x, Fvfi,y sind proportional zur longitudinalen bzw. lateralen Komponenten der Annäherungsgeschwindigkeit v →fi. Die Komponenten Fvfi,x, Fvfi,y der Teilkraft F →vfi werden wie folgt berechnet: Fvfi,x = cx1·vfi,x (8) Fvfi,y = cy1·vfi,y (9). wobei

vfi,x
die longitudinale Annäherungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs an das Objekt Hi bezeichnet, d. h. die Längskomponente der Relativgeschwindigkeit v →fi zwischen dem Fahrzeug F und Objekt Hi,
vfi,y
die laterale Annäherungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs an das Objekt Hi bezeichnet, d. h. die Querkomponente der Relativgeschwindigkeit v →fi zwischen dem Fahrzeug F und Objekt Hi, und
cx1 und cy1
vorgegebene Proportionalitätsfaktoren bezeichnen.
Their components F vfi, x , F vfi, y are proportional to the longitudinal or lateral components of the approach speed v → fi . The components F vfi, x , F vfi, y of the partial force F → vfi are calculated as follows: F vfi, x = c x1 · v fi, x (8) F vfi, y = c y1 * v fi, y (9). in which
v fi, x
denotes the longitudinal approach speed of the vehicle to the object Hi, ie the longitudinal component of the relative speed v → fi between the vehicle F and the object Hi,
v fi, y
denotes the lateral approach speed of the vehicle to the object Hi, ie the transverse component of the relative speed v → fi between the vehicle F and object Hi, and
c x1 and c y1
denote predetermined proportionality factors.

Für Fahrspurmarkierungen, die als relevante Objekte identifiziert worden sind, wird die Longitudinalkomponente Fvfi,x dieser Teilkraft F →vfi auf Null gesetzt, d. h. es gilt F →vfi = (0, Fvfi,y) (10) For lane markings which have been identified as relevant objects, the longitudinal component F vfi, x of this partial force F → vfi set to zero, ie it applies F → vfi = (0, F vfi, y ) (10)

Die von der Eigengeschwindigkeit v →i des Objekts Hi abhängige Teilkraft F →vi ist ebenfalls eine vektorielle Größe F →vi = (Fvi,x, Fvi,y). (11) The of the own speed v → i of the object Hi dependent partial force F → vi is also a vectorial size F → vi = (F vi, x , F vi, y ). (11)

Deren Komponenten Fvi,x, Fvi,y sind proportional zur longitudinalen bzw. lateralen Komponenten der Eigengeschwindigkeit v →i des Objekts Hi in Richtung Fahrzeug F. Die Komponenten Fvi,x, Fvi,y der Teilkraft F →vi werden wie folgt berechnet: F →vi,x = cx1·vi,x (12) F →vi,y = cy1·vi,y (13) wobei

vi,x
die longitudinale Geschwindigkeit des Objekts Hi in Richtung Fahrzeug F bezeichnet,
vi,y
die laterale Geschwindigkeit des Objekts Hi in Richtung Fahrzeug F bezeichnet und
cx2 und cy2
vorgegebene Proportionalitätsfaktoren bezeichnen.
Their components F vi, x , F vi, y are proportional to the longitudinal or lateral components of the airspeed v → i of the object Hi in the direction of the vehicle F. The components F vi, x , F vi, y of the partial force F → vi are calculated as follows: F → vi, x = c x1 · v i, x (12) F → vi, y = c y1 · v i, y (13) in which
v i, x
denotes the longitudinal velocity of the object Hi in the direction of the vehicle F,
v i, y
the lateral velocity of the object Hi in the direction of the vehicle F denotes and
c x2 and c y2
denote predetermined proportionality factors.

Fahrspurmarkierungen weisen keine Eigengeschwindigkeit auf. Für Fahrspurmarkierungen wird diese Teilkraft daher nicht berechnet oder ihre Komponenten werden auf Null gesetzt: F →vi = (0, 0) (14) Lane markings have no airspeed. For lane markings, this partial force is therefore not calculated or its components are set to zero: F → vi = (0, 0) (14)

In Schritt S3 werden die berechneten fiktiven Abstoßkräfte F →H1, F →H2,...,F →Hn zu einer resultierenden fiktiven Abstoßkraft F →H zusammengefasst. Die Zusammenfassung erfolgt durch eine gewichtete Summation:

Figure 00080001
In step S3, the calculated notional repulsive forces are calculated F → H1 , F → H2 , ..., F → Hn to a resulting fictional repulsion force F → H summarized. The summary is done by a weighted summation:
Figure 00080001

Mit gi ist dabei ein dem Objekt Hi zugeordneter Gewichtungsfaktor bezeichnet. Dieser Gewichtungsfaktor kann für alle Objekte auf den Wert gi = 1 gesetzt werden. Vorteilhafterweise wird er aber in Abhängigkeit der Relevanz des Objektes Hi festgelegt, so dass ein relevantes Objekt einen größeren Einfluss auf die resultierende fiktive Abstoßkraft F →H hat als ein wenig relevantes Objekt. Die Relevanz wird beispielsweise in Abhängigkeit der Objektklasse und in Abhängigkeit der Umgebungssituation bestimmt. Ein Fußgänger im Bereich eines Fußgängerüberwegs kann damit stärker berücksichtigt werden als ein stehendes Objekt und wird somit einen größeren Abstand erzwingen. Fußgängerüberwege können dabei durch Vorrichtungen zur Verkehrszeichenerkennung oder Ampelerkennung erkannt werden aber auch mittels eines Navigationssystems anhand von digitalen Karten oder durch Fahrzeug-Fahrzeug- oder Fahrzeug-Infrastruktur-Kommunikation.In this case, g i denotes a weighting factor assigned to the object Hi. This weighting factor can be set to the value g i = 1 for all objects. Advantageously, however, it is determined as a function of the relevance of the object Hi, so that a relevant object has a greater influence on the resulting fictitious repulsion force F → H has as a little relevant object. The relevance is determined, for example, depending on the object class and the environmental situation. A pedestrian in the area of a pedestrian crossing can thus be considered more as a stationary object and thus force a greater distance. Pedestrian crossings can be detected by devices for traffic sign recognition or traffic light recognition but also by means of a navigation system based on digital maps or vehicle-vehicle or vehicle infrastructure communication.

Den Proportionalitätskonstanten cx0, cy0, cx1, cy1, cx2 und cy2 können feste Werte zugewiesen werden, wobei es durchaus denkbar ist, diese Werte analog zum Gewichtungsfaktor gi objektabhängig zu definieren,.Fixed values can be assigned to the proportionality constants c x0 , c y0 , c x1 , c y1 , c x2 and c y2 , it being quite conceivable to define these values object- dependently analogous to the weighting factor g i .

In Schritt S4 wird das Zusatzlenkmoment MZ berechnet, das auf die Lenkanlage des Fahrzeugs F zusätzlich zu einem vom Fahrer bereits aufgebrachten Handlenkmoment MH noch aufgebracht werden muss, um das Fahrzeug von seinem Kurs derart abzudrängen, als ob die resultierende fiktive Abstoßkraft F →H auf das Fahrzeug F wirken würde. Das Zusatzlenkmoment MZ wird dabei begrenzt, so dass der Fahrer jederzeit in der Lage ist dieses zu überdrücken. Die Grenzen können dabei abhängig davon sein, ob das Zusatzlenkmoment MZ und das Handlenkmoment MH gleichgerichtet oder gegengerichtet sind, d. h. ob der Fahrer bezüglich des Zusatzlenkmoments MZ mitlenkt oder gegenlenkt.In step S4, the additional steering torque M Z is calculated, which still has to be applied to the steering system of the vehicle F in addition to a manual steering torque M H already applied by the driver in order to force the vehicle off its course, as if the resulting fictitious repulsive force F → H would act on the vehicle F. The additional steering torque M Z is limited so that the driver is able to overpress this at any time. The limits may be dependent on whether the additional steering torque M Z and the manual steering torque M H are rectified or directed, ie whether the driver with respect to the additional steering torque M Z mitlenk or counter-steering.

In Schritt S5 wird geprüft, ob eine fahrdynamisch kritische Situation vorliegt. Liegt eine fahrdynamisch kritische Situation vor, wird ein Lenkeingriff nicht zugelassen und es wird zurück zu Schritt 1 verzweigt. Ansonsten ist wird ein Lenkeingriff zugelassen und es wird zu Schritt 6 verzweigt.In step S5, it is checked whether there is a driving-dynamics critical situation. If there is a critical driving situation, a steering intervention is not allowed and it is branched back to step 1. Otherwise, a steering intervention is permitted and it is branched to step 6.

Die Prüfung, ob eine fahrdynamisch kritische Situation vorliegt, umfasst dabei die Prüfung, ob mindestens eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:

  • a) Ein im Fahrzeug vorgesehenes Fahrdynamikregelsystem greift stabilisierend in den Fahrbetrieb ein.
  • b) Die Geschwindigkeit des Fahrzeugs F liegt außerhalb eines vorgegebenen Geschwindigkeitsbereichs.
  • c) Es liegt ein Kickdown-Betrieb vor, d. h. der Fahrer hat das Fahrpedal vollständig durchgetreten.
  • d) Der Kurvenradius der Fahrstrecke ist kleiner als eine vorgegebene Schwelle, d. h. es wird eine enge Kurve durchfahren.
  • e) Sensoren, die zur Objekterkennung vorgesehen sind, sind nicht betriebsbereit.
The test as to whether there is a critical driving situation involves checking whether at least one of the following conditions is met:
  • a) provided in the vehicle driving dynamics control system intervenes stabilizing in the driving.
  • b) The speed of the vehicle F is outside a predetermined speed range.
  • c) There is a kickdown operation, ie the driver has completely passed the accelerator pedal.
  • d) The curve radius of the route is smaller than a predetermined threshold, ie it is traversed a tight curve.
  • e) Sensors intended for object recognition are not ready for operation.

Wenn auch nur eine dieser Bedingungen erfüllt ist, wird davon ausgegangen dass eine fahrdynamisch kritische Situation vorliegt oder vorliegen könnte, und der Lenkeingriff wird unterdrückt, da er unzulässig ist.If only one of these conditions is fulfilled, it is assumed that a critical driving situation exists or might be present, and the steering intervention is suppressed because it is inadmissible.

Die Berücksichtigung der vorstehend genannten Bedingungen hat folgenden Hintergrund:
Fahrdynamikregelsysteme, wie sie oben bei Bedingung a) genannt sind, werden üblicherweise auch als ESP (elektronisches Stabilitäts-Programm) oder VDC (vehicle dynamic control) bezeichnet. Wenn ein solches Fahrdynamikregelsystem in den Fahrbetrieb des Fahrzeugs F eingreift, liegt ein instabiler Zustand vor. Durch die Bedingung a) wird sichergestellt, dass in solchen Fällen keine durch das Zusatzlenkmoment MZ bedingten zusätzlichen Störungen entstehen können, die das Fahrdynamikregelsystem zusätzlich ausregeln müsste.The consideration of the above conditions has the following background:
Vehicle dynamics control systems, as mentioned above in condition a), are also commonly referred to as ESP (Electronic Stability Program) or VDC (Vehicle Dynamic Control). When such a vehicle dynamics control system intervenes in the driving operation of the vehicle F, there is an unstable state. By the condition a) ensures that in such cases no additional interference caused by the additional steering torque M Z may arise, which would have to compensate the driving dynamics control system in addition.

Bei hohen Geschwindigkeiten kann bereits eine geringe Querstörung zu einer Instabilität führen und bei geringen Geschwindigkeiten ist die zu bewältigende Situation in der Regel so komplex, dass sie systemseitig nur unzureichend bewältigt werden kann. Durch die Bedingung b) wird daher sichergestellt, dass die Lenkunterstützung durch das Zusatzlenkmoment MZ bei Geschwindigkeiten oberhalb einer vorgegebenen oberen Geschwindigkeitsgrenze und bei Geschwindigkeiten unterhalb einer vorgegebenen unteren Geschwindigkeitsgrenze nicht verfügbar ist.At high speeds, even a slight transverse disturbance can lead to instability and at low speeds, the situation to be mastered is usually so complex that it can only be handled inadequately by the system. Condition b) therefore ensures that the steering assistance by the additional steering torque M Z is not available at speeds above a predetermined upper speed limit and at speeds below a predetermined lower speed limit.

Bei hohen Beschleunigungen kann bereits eine geringe Querstörung zu einer Instabilität führen. Durch die Bedingung c) wird sichergestellt, in Fällen, in denen der Fahrer durch Kickdown eine hohe Beschleunigung angefordert hat, keine durch das Zusatzlenkmoment MZ bedingten Querstörungen entstehen können.At high accelerations, even a slight transverse disturbance can lead to instability. Condition c) ensures that, in cases where the driver has requested a high acceleration due to kickdown, there can be no transverse disturbances due to the additional steering torque M Z.

Beim Durchfahren einer engen Kurve nahe an der Stabilitätsgrenze, kann bereits eine geringe Querstörung zur Überschreitung der Stabilitätsgrenze führen. Durch die Bedingung d) wird sichergestellt, dass in solchen Fällen keine durch das Zusatzlenkmoment MZ bedingten zusätzlichen Querstörungen entstehen können. Der Kurvenradius oder die Krümmung der Fahrstrecke, kann anhand des Lenkwinkels oder mittels eines Spurerkennungssystems ermittelt werden.When driving through a narrow curve close to the stability limit, even a small transverse disturbance can lead to exceeding the stability limit. By the condition d) it is ensured that in such cases no additional transverse disturbances caused by the additional steering torque M Z can arise. The curve radius or the curvature of the route, can be determined by the steering angle or by means of a lane detection system.

Fahrdynamisch kritische Situationen können auch entstehen, wenn das Zusatzlenkmoment MZ nicht an die vorliegende Situation angepasst ist. Die zuverlässige Erkennung der Situation ist daher Voraussetzung zur Erzeugung eines angemessenen Lenkeingriffs. Durch die Bedingung e) wird sichergestellt, dass ein Lenkeingriff entsprechend dem berechneten Zusatzlenkmoment MZ nur dann vorgenommen wird, wenn die zur Objekterkennung vorgesehenen Sensoren, beispielsweise Radar- oder Kamerasensoren, verfügbar sind und damit eine zuverlässige Situationsbewertung möglich ist.Driving dynamics critical situations can also arise if the additional steering torque M Z is not adapted to the present situation. Reliable detection of the situation is therefore a prerequisite for generating an appropriate steering intervention. By the condition e) it is ensured that a steering intervention according to the calculated additional steering torque M Z is only made if the sensors provided for object recognition, such as radar or camera sensors, are available and thus a reliable situation assessment is possible.

Nach der Verzweigung von Schritt 6 zu Schritt 6 wird in Schritt S6 ein Lenkeingriff gemäß dem berechneten Zusatzlenkmoment MZ durchgeführt. Anschließend wird zu Schritt S1 zurück verzweigt und die Schritte S1 bis S5 werden erneut durchlaufen. Dabei wird das Zusatzlenkmoment MZ erneut berechnet und damit an eine ggf. geänderte Situation angepasst.After the branch from step 6 to step 6, a steering intervention according to the calculated additional steering torque M Z is performed in step S6. Subsequently, a branch back is made to step S1 and steps S1 to S5 are run through again. In this case, the additional steering torque M Z is calculated again and thus adapted to a possibly changed situation.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird in Schritt S5 zusätzlich noch geprüft, ob eine Abbruchbedingung für einen bereits eingeleiteten Lenkeingriff erfüllt ist. Die Abbruchbedingung ist beispielsweise dann erfüllt, wenn der Fahrer das Zusatzlenkmoment MZ überdrückt, d. h. ein Handlenkmoment MH aufbringt, das um einen bestimmten Betrag höher ist als das Zusatzlenkmoment MZ. In diesem Fall wird das Zusatzlenkmoment MZ schrittweise bis auf den Wert null reduziert und der Lenkeingriff damit abgebrochen.In an advantageous embodiment of the method is additionally checked in step S5, whether a termination condition for an already initiated steering intervention is met. The termination condition is met, for example, when the driver overrides the additional steering torque M Z , ie applies a manual steering torque M H , which is higher by a certain amount than the additional steering torque M Z. In this case, the additional steering torque M Z is gradually reduced to the value zero and the steering intervention is canceled.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens, wird eine Fahrspurbegrenzung fiktiv um einen zusätzlichen Abstand parallel zur tatsächlichen Fahrspurbegrenzung verschoben, falls das Fahrzeug sich auf die Fahrspurbegrenzung zu bewegt, weil es einem nicht überfahrbaren Hindernis ausweichen will. Die Ausweichabsicht kann man beispielsweise daran erkennen, dass der Fahrer in Richtung Fahrspurbegrenzung lenkt, wenn sich ein nicht überfahrbares Hindernis auf der Fahrspur des Fahrzeugs befindet und wenn bei dieser Lenkaktion des Fahrers vorgegebene Grenzwerte des Lenkradwinkels und der Lenkradwinkelgeschwindigkeit überschritten werden. Der zusätzliche Abstand, um den die Fahrspurbegrenzung fiktiv verschoben wird, ist derart bemessen, dass das Fahrzeug, das Objekt, dem ausgewichen werden soll, kollisionsfrei passieren kann. Damit wird die Wirkung der Fahrspurbegrenzung aufgehoben und dem Fahrzeug Platz geschaffen, falls der Fahrer die Fahrspur verlässt, um einem nicht überfahrbaren Hindernis auszuweichen.In an advantageous embodiment of the method, a lane boundary is fictitious shifted by an additional distance parallel to the actual lane boundary, if the vehicle moves to the lane boundary, because it wants to avoid a non-drivable obstacle. For example, the avoidance intent may be seen by the driver steering in the direction of lane boundary when a non-drivable obstacle is in the vehicle lane and when predetermined steering wheel angle and steering wheel angular velocity limits are exceeded in that driver's steering action. The additional distance by which the lane boundary is fictively shifted is such that the vehicle, the object to be dodged, passes without collision can. Thus, the effect of the lane boundary is removed and the vehicle created space in case the driver leaves the lane to avoid a non-drivable obstacle.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens werden für Schlaglöcher und andere als überfahrbare Hindernisse klassifizierte Objekt fiktive Anziehkräfte anstelle der fiktiven Abstoßkräfte berechnet. Voraussetzung ist hierfür, dass die laterale Ausdehnung des Objektes kleiner ist als die halbe Fahrzeugbreite und dass der Abstand zwischen den äußeren Kanten des Schlaglochs und der nächst gelegenen Fahrspurmarkierung oder sonstigen Fahrspurbegrenzung mindestens gleich einem viertel der Fahrzeugbreite ist. In einem solchen Fall wird der Fahrer unterstützt, das Schlagloch mittig zwischen den Rädern zu überfahren. Die fiktiven Anziehkräfte werden nach den gleichen Algorithmen wie die fiktiven Abstoßkräfte berechnet. Sie entsprechen den Abstoßkräften mit umgekehrter Richtung.In a further advantageous embodiment of the method fictitious attraction forces are calculated instead of the fictitious repulsive forces for potholes and other objects classified as traversable obstacles. The prerequisite for this is that the lateral extent of the object is less than half the vehicle width and that the distance between the outer edges of the pothole and the nearest lane marking or other lane boundary is at least equal to a quarter of the vehicle width. In such a case, the driver is supported to run over the pothole in the middle between the wheels. The fictive attractions are calculated according to the same algorithms as the fictitious repulsion forces. They correspond to the repulsion forces in the opposite direction.

Insgesamt wird beim vorliegenden Verfahren die resultierende fiktive Abstoßkraft F →H in Abhängigkeit von Art, Ort und Bewegungszustand der Objekte berechnet und in Abhängigkeit der Fahrsituation gewichtet, wobei zur Bewertung der Fahrsituation Aktivitäten des Fahrers sowie die Umgebung und der Bewegungszustand des Fahrzeugs F berücksichtigt werden.Overall, in the present method, the resulting fictitious repulsion force F → H calculated depending on the type, location and state of motion of the objects and weighted depending on the driving situation, being considered to evaluate the driving situation activities of the driver and the environment and the state of motion of the vehicle F.

Der besondere Vorteil des Verfahrens liegt darin, dass die resultierende fiktive Abstoßkraft F →H und damit auch das hieraus abgeleitete Zusatzlenkmoment MH fortlaufend berechnet werden und damit fortlaufend aktualisiert werden, so dass auf eine Situationsänderung schnell und mit geringem Rechenaufwand reagiert werden kann.The particular advantage of the method is that the resulting fictitious repulsion force F → H and thus also derived therefrom additional steering torque M H are continuously calculated and thus updated continuously, so that can be responded to a situation change quickly and with little computational effort.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102004062504 A1 [0002] DE 102004062504 A1 [0002]

Claims (10)

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kollisionsvermeidung oder Kollisionsfolgenminderung für ein Fahrzeug (F), bei dem ein Lenkeingriff zur Unterstützung eines Fahrers der Fahrzeugs (F) beim Umfahren von Objekten (H1, H2, H3, H4) durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenkeingriff unterdrückt wird, wenn eine fahrdynamisch kritische Situation vorliegt.The invention relates to a method for collision avoidance or collision following reduction for a vehicle (F), in which a steering intervention to assist a driver of the vehicle (F) when passing objects (H1, H2, H3, H4) is performed, characterized in that Steering intervention is suppressed when a dynamic driving situation exists. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die fahrdynamisch kritische Situation vorliegt, wenn ein im Fahrzeug (F) vorgesehenes Fahrdynamikregelsystem stabilisierend in den Fahrbetrieb eingreift.A method according to claim 1, characterized in that the driving dynamics critical situation exists when a provided in the vehicle (F) driving dynamics control system intervenes stabilizing in the driving operation. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die fahrdynamisch kritische Situation vorliegt, wenn eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs (F) außerhalb eines vorgegebenen Geschwindigkeitsbereichs liegt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the driving dynamics critical situation exists when a speed of the vehicle (F) is outside a predetermined speed range. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die fahrdynamisch kritische Situation vorliegt, wenn ein Kickdown-Betrieb vorliegt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the driving dynamics critical situation exists when a kickdown operation is present. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die fahrdynamisch kritische Situation vorliegt, wenn ein Kurvenradius einer durchfahrenen Fahrstrecke kleiner als eine vorgegebene Schwelle ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the driving dynamics critical situation exists when a turning radius of a traveled route is less than a predetermined threshold. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die fahrdynamisch kritische Situation vorliegt, wenn Sensoren, die zur Objekterkennung vorgesehen sind, nicht betriebsbereit sind.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the driving dynamics critical situation exists when sensors that are provided for object detection, are not ready. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Objekte (H1, H2, H3, H4), die innerhalb eines vorgegebenen Sicherheitsbereichs (E) in der Umgebung des Fahrzeugs (F) erfasst werden, als relevante Objekte identifiziert werden, dass Spurmarkierungen (H3, H4) als Objekte behandelt werden und dass der Lenkeingriff in Abhängigkeit der relevanten Objekte (H1, H2, H3, H4) derart erzeugt wird, dass das Fahrzeug (F) von den Objekten (H1, H2, H3, H4) abgedrängt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized, that objects (H1, H2, H3, H4) detected within a predetermined safety area (E) in the environment of the vehicle (F) are identified as relevant objects, that lane markings (H3, H4) are treated as objects and the steering intervention is generated as a function of the relevant objects (H1, H2, H3, H4) such that the vehicle (F) is pushed away from the objects (H1, H2, H3, H4). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Beitrag, denn ein Objekt (Hi) zum Lenkeingriff leistet, von einem Abstand (d →i) des Objektes (Hi) zum Fahrzeug (F) und zusätzlich von mindestens einem der folgenden Parameter abhängig ist: – einer Annäherungsgeschwindigkeit (v →fi) des Fahrzeugs (F) an das Objekt (Hi), – einer Eigengeschwindigkeit (v →i) des Objekts (Hi), – einer von der Art des Objekts (Hi) abhängigen Objektklasse, – einer Umgebungssituation, in der sich das Objekt (Hi) befindet.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the contribution, because an object (Hi) makes a steering intervention, from a distance (d → i ) of the object (Hi) to the vehicle (F) and additionally dependent on at least one of the following parameters: - an approaching speed (v → fi ) of the vehicle (F) to the object (Hi), - an airspeed (v → i ) of the object (Hi), - an object class dependent on the type of the object (Hi), - an environment situation in which the object (Hi) is located. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenkeingriff dadurch bewirkt wird, dass ein in Abhängigkeit der relevanten Objekte (H1, H2, H3, H4) bestimmtes Zusatzlenkmoment (MZ) auf eine Lenkanlage des Fahrzeugs (F) aufgebracht wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the steering intervention is effected in that a depending on the relevant objects (H1, H2, H3, H4) certain Zusatzlenkmoment (M Z ) is applied to a steering system of the vehicle (F). Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzlenkmoment (MZ) begrenzt ist und schrittweise auf Null reduziert wird, wenn der Fahrer das Zusatzlenkmoment (MZ) überdrückt.A method according to claim 9, characterized in that the additional steering torque (M Z ) is limited and is gradually reduced to zero when the driver overstocks the additional steering torque (M Z ).
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