DE102022124593A1 - Verfahren zum Ausrichten eines Fahrzeuges auf einem Fahrstreifen, Spurhaltesystem und Fahrzeug - Google Patents

Verfahren zum Ausrichten eines Fahrzeuges auf einem Fahrstreifen, Spurhaltesystem und Fahrzeug Download PDF

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Stephan Kallenbach
Christian Löper
Richard Matthaei
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatisierten Ausrichten eines Fahrzeuges (1) innerhalb eines Fahrstreifens (F) in Abhängigkeit einer vorgegebenen Soll-Querposition (QSoll), mit mindestens den folgenden Schritten:- Ermitteln einer Ist-Querposition (QIst) des Fahrzeuges (1) innerhalb des Fahrstreifens (F);- Ermitteln einer Abweichung in Abhängigkeit der Ist-Querposition (QIst) und der vorgegebenen Soll-Querposition (QSoll);- Ermitteln und Ausgeben eines Soll-Lenkradwinkels und/oder eines Soll-Lenkradmoments in Abhängigkeit der ermittelten Abweichung derartig, dass sich die Abweichung bei einer Ansteuerung eines aktiven Lenksystems mit dem ausgegebenen Soll-Lenkradwinkelund/oder mit dem ausgegebenen Soll-Lenkradmoment verringert; und- Ansteuern des aktiven Lenksystems mit dem ausgegebenen Soll-Lenkradwinkel und/oder mit dem ausgegebenen Soll-Lenkradmoment, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ermitteln der Abweichung zusätzlich ein Querversatz (V) berücksichtigt wird, wobei der Querversatz (V) während der Fahrt des Fahrzeuges (1) innerhalb des Fahrstreifens (F) aus Eingangs-Informationen ermittelt oder adaptiv angepasst wird, so dass das Fahrzeug (1) unter Berücksichtigung des während der Fahrt ermittelten oder adaptiv angepassten Querversatzes (V) automatisiert innerhalb des Fahrstreifens (F) ausgerichtet wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausrichten eines Fahrzeuges auf einem Fahrstreifen, ein Spurhaltesystem zur Durchführung des Verfahrens sowie ein Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug.
  • Mit einem Spurhaltesystem wird ein Fahrzeug normalerweise derartig in Abhängigkeit einer vorgegebenen Soll-Querposition auf einem Fahrstreifen ausgerichtet, dass zunächst eine Ist-Querposition des Fahrzeuges auf dem Fahrstreifen ermittelt wird, daraus eine Abweichung zu der vorgegebenen Soll-Querposition festgestellt wird und anschließend ein Soll-Lenkradwinkel und/oder ein Soll-Lenkradmoment derartig bestimmt wird, dass sich die festgestellte Abweichung bei einer Ansteuerung eines aktiven Lenksystems mit dem ausgegebenen Soll-Lenkradwinkel und/oder mit dem ausgegebenen Soll-Lenkradmoment verringert, sich vorzugsweise an Null annähert.
  • Derartige Spurhaltesysteme sind nur bedingt anpassbar an ein natürliches Verhalten eines Fahrers oder an Gegebenheiten in der Umgebung um das Fahrzeug, beispielsweise in Stausituationen. Aufgrund des geringen Komforts ist die Akzeptanz für ein solches Spurhaltesystem eher gering.
  • US 2015/0248132 A1 beschreibt beispielhaft ein Spurhaltesystem, bei dem korrigierende Lenkeingriffe vorgenommen werden. US 2014/0257628 A1 beschreibt ein Spurhaltesystem, bei dem ein Ist-Lenkradmoment und ein Ist-Lenkradsignal überwacht werden und anhand dessen Resonanzfrequenzen des Lenksystems überwacht werden, um festzustellen, ob der Fahrer das Lenkrad hält oder nicht. KR 101830714 B1 beschreibt ein Spurhaltesystem, das in Abhängigkeit eines Fahrverhaltens des Fahrers aktiv, passiv oder ausgeschaltet wird.
  • Aufgabe der Erfindung ist daher, ein Verfahren und ein Spurhaltesystem bereitzustellen, die in einfacher Weise eine Verbesserung des Fahrerkomforts ermöglichen. Aufgabe ist weiterhin, ein entsprechendes Fahrzeug bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren, ein Spurhaltesystem und ein Fahrzeug gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Die Unteransprüche gegeben bevorzugte Weiterbildungen an.
  • Erfindungsgemäß ist demnach vorgesehen, dass in einem Verfahren zum automatisierten Ausrichten eines Fahrzeuges auf einem Fahrstreifen bzw. gleichbedeutend damit innerhalb eines Fahrstreifens in Abhängigkeit einer vorgegebenen Soll-Querposition, d.h. einer Position quer zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges, mindestens die folgenden Schritte durchgeführt werden:
    • - Ermitteln einer Ist-Querposition des Fahrzeuges auf dem Fahrstreifen;
    • - Ermitteln einer Abweichung in Abhängigkeit der Ist-Querposition und der vorgegebenen Soll-Querposition;
    • - Ermitteln und Ausgeben eines Soll-Lenkradwinkels und/oder eines Soll-Lenkradmoments in Abhängigkeit der ermittelten Abweichung derartig, dass sich die Abweichung bei einer nachfolgenden Ansteuerung eines aktiven Lenksystems mit dem ausgegebenen Soll-Lenkradwinkel und/oder mit dem ausgegebenen Soll-Lenkradmoment verringert und sich dabei vorzugsweise an Null annähert; und
    • - Ansteuern des aktiven Lenksystems mit dem ausgegebenen Soll-Lenkradwinkel und/oder mit dem ausgegebenen Soll-Lenkradmoment zum automatisierten Ausrichten des Fahrzeuges auf dem Fahrstreifen, durch Kompensieren der vorher ermittelten Abweichung,
    wobei zum Ermitteln der Abweichung zusätzlich ein veränderbarer Querversatz berücksichtigt wird, wobei der Querversatz nicht der Ist-Querposition entspricht oder nicht unmittelbar damit zusammenhängt, wobei der Querversatz während der Fahrt des Fahrzeuges auf dem Fahrstreifen aus Eingangs-Informationen, die ebenfalls während der Fahrt erfasst werden, ermittelt oder adaptiv angepasst wird, so dass das Fahrzeug unter Berücksichtigung des während der Fahrt ermittelten oder adaptiv angepassten Querversatzes automatisiert auf dem Fahrstreifen ausgerichtet wird.
  • Vorteilhafterweise kann also von der ursprünglich vorgegebenen Soll-Querposition auf dem Fahrstreifen, beispielsweise die Fahrstreifenmitte, auch abgewichen werden, was sich nach dem adaptiv ermittelbaren oder anpassbaren Querversatz richtet. Dieser kann dann anhand beliebiger Eingangs-Informationen, die sich durch die aktuelle Fahrsituation ergeben, ermittelt werden, so dass sich eine automatische Anpassung der Ausrichtung während der Fahrt in Abhängigkeit der aktuellen Fahrsituation ergibt. Da sich das Verhalten des Spurhaltesystems auf diese Weise variabel anpassen lässt, steigt die Akzeptanz und auch der Fahrerkomfort wird erhöht.
  • Vorzugsweise kann dabei vorgesehen sein, dass eine angepasste Ist-Querposition aus der ermittelten Ist-Querposition und dem während der Fahrt ermittelten oder adaptiv angepassten Querversatz gebildet wird, z.B. durch Bilden einer Differenz aus beiden, und die Abweichung aus der angepassten Ist-Querposition und der vorgegebenen Soll-Querposition ermittelt wird. Ist also ein für die Ausrichtung des Fahrzeuges zuständiger Spurhalte-Algorithmus selbst nicht in der Lage, den Querversatz zu berücksichtigen, so kann diesem, statt wie üblich die Ist-Querposition, in einfacher Weise die den Querversatz berücksichtigende angepasste Ist-Querposition übertragen werden, wobei dies vorzugsweise in einem dem Spurhalte-Algorithmus vorgeschalteten Eingangs-Berechnungsmodul geschieht. Die Abweichung wird dann basierend darauf ermittelt und das Fahrzeug entsprechend unter Berücksichtigung des Querversatzes ausgerichtet.
  • Alternativ kann für den Fall, dass der Spurhalte-Algorithmus den Querversatz selbst berücksichtigen kann, vorgesehen sein, dass eine angepasste Soll-Querposition aus der vorgegebenen Soll-Querposition und dem ermittelten oder adaptiv angepassten Querversatz gebildet wird, z.B. durch Bilden einer Summe aus beiden vorzugsweise in dem Spurhalte-Algorithmus, und die Abweichung dann aus der ermittelten Ist-Querposition und der angepassten Soll-Querposition ermittelt wird. Auf diese Weise kann die Anpassung direkt in dem Spurhalte-Algorithmus implementiert werden, beispielsweise durch eine entsprechende Software-Anpassung.
  • Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass der Querversatz limitiert wird, vorzugsweise durch eine Fahrstreifen-Breite und/oder eine Fahrzeug-Breite und/oder eine Position der Fahrstreifenbegrenzungen des Fahrstreifens. Dadurch wird erreicht, dass keine sicherheitskritischen Zustände dadurch entstehen, dass das Fahrzeug unter Berücksichtigung des ermittelten oder angepassten Querversatzes auf einen Nachbar-Fahrstreifen gelangt und/oder benachbarte Fahrzeuge stört.
  • Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass der Querversatz während der Fahrt des Fahrzeuges auf dem Fahrstreifen aus mindestens einer Eingangs-Information ermittelt oder angepasst wird, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus:
    • eine Umgebungs-Information, eine Verkehrszeichen-Information, eine Objekt-Information, eine Navigations-Information, eine Infrastruktur-Information, eine Fremdfahrzeug-Information, eine Fahrstreifen-Information, von Fahrdynamiksensoren erfasste Fahrdynamikgrößen. Zum Ermitteln des Querversatzes stehen also eine Reihe von Informationen über die aktuelle Fahrsituation zur Verfügung, aufgrund derer oder in Abhängigkeit derer das Fahrzeug entsprechend angepasst auf dem Fahrstreifen ausgerichtet werden kann.
  • Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass als Fahrdynamikgrößen ein Ist-Lenkradwinkel und/oder ein Ist-Lenkradmoment erfasst werden, während das aktive Lenksystem mit dem ausgegebenen Soll-Lenkradwinkel und/oder mit dem ausgegebenen Soll-Lenkradmoment angesteuert wird, wobei der Querversatz währenddessen adaptiv angepasst wird,
    • - solange der Ist-Lenkradwinkel von dem vorgegebenen Soll-Lenkradwinkel abweicht, und/oder
    • - solange das Ist-Lenkradmoment von dem vorgegebenen Soll-Lenkradmoment abweicht,
    und die Abweichung währenddessen in Abhängigkeit dieses adaptiv angepassten Querversatzes ermittelt und der Bestimmung des Soll-Lenkradwinkels und/oder des Soll-Lenkradmomentes zugrunde gelegt wird. Es wird also geprüft oder beobachtet, ob der Fahrer aktiv gegen das aktive Lenksystem arbeitet, d.h. das Fahrzeug auf einer Ist-Querposition halten möchte, die nicht der Soll-Querposition entspricht. Folglich wird dann adaptiv ein Querversatz ermittelt oder angepasst, der den Fahrerwunsch berücksichtigt, so dass das Spurhaltesystem durch eine entsprechende Anpassung der Ist-Querposition oder der Soll-Querposition automatisch den Fahrerwunsch berücksichtigt. Dies erhöht die Akzeptanz für ein solches Spurhaltesystem und den Fahrerkomfort, da dieser die Ausrichtung des Fahrzeuges in komfortabler Weise mitbestimmen kann.
  • Vorzugsweise ist dabei weiterhin vorgesehen, dass der Querversatz solange adaptiv angepasst wird,
    • - bis der Ist-Lenkradwinkel mit dem ermittelten Soll-Lenkradwinkel übereinstimmt, und/oder
    • - bis das Ist-Lenkradmoment mit dem ermittelten Soll-Lenkradmoment übereinstimmt, wobei die Abweichung zwischen der dann vorliegenden Ist-Querposition und der ursprünglichen Soll-Querposition (unangepasst), dem Querversatz entspricht, der vom Fahrer gewünscht ist. Dieser Querversatz kann also dann in einfacher Weise der zukünftigen Ausrichtung des Fahrzeuges dauerhaft zugrunde gelegt werden, bis der Fahrer beispielsweise eine erneute Anpassung einleitet.
  • Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass zum Ermitteln der Abweichung nur dann zusätzlich ein veränderbarer Querversatz berücksichtigt wird und/oder nur dann ein Querversatz von ungleich Null ermittelt wird, wenn aus den Eingangs-Informationen folgt, dass
    • - eine Fahrzeug-Geschwindigkeit des Fahrzeuges einen vorgegebenen Geschwindigkeits-Schwellwert überschritten oder unterschritten hat, und/oder
    • - der Fahrstreifen einer vorgegebenen Fahrbahnart zugehörig ist, beispielsweise einer Autobahn oder einer Landstraße.
  • Es kann also gezielt eine Fahrbahnart und/oder eine Fahrzeug-Geschwindigkeit parametriert werden, bei denen die Adaptions-Funktionalität überhaupt aktiviert wird. Dies ist dahingehend vorteilhaft, dass eine Abweichung von der ursprünglich vorgegebenen Soll-Querposition nur in bestimmten Fahrsituationen überhaupt sinnvoll ist.
  • So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Querversatz während der Fahrt des Fahrzeuges auf dem Fahrstreifen einer Autobahn bei Unterschreiten eines Geschwindigkeits-Schwellwertes von beispielsweise 40km/h oder 30km/h derartig ermittelt oder angepasst wird, dass das Fahrzeug zur Bildung einer Rettungsgasse beiträgt. Eine Rettungsgasse ist dabei lediglich bei bestimmten Fahrbahnarten sinnvoll und auch nur dann, wenn sich ein Stau bildet (bei geringen Fahrzeug-Geschwindigkeiten), d.h. nur dann ist üblicherweise das Bilden einer Rettungsasse vorgesehen.
  • Vorzugsweise ist dazu vorgesehen, dass aus den Eingangs-Informationen ermittelt wird, auf welchem Fahrstreifen sich das Fahrzeug befindet, beispielsweise auf einem äußerst linken Fahrstreifen, auf einem mittleren Fahrstreifen oder auf einem äußerst rechten Fahrstreifen, und der Querversatz zum Bilden der Rettungsgasse derartig in Abhängigkeit des Fahrstreifens vorgegeben wird, dass das Fahrzeug
    • - bei einer Fahrt auf dem äußerst linken Fahrstreifen maximal links auf dem äußerst linken Fahrstreifen ausgerichtet wird, oder
    • - bei einer Fahrt auf dem mittleren Fahrstreifen maximal rechts auf dem mittleren Fahrstreifen ausgerichtet wird, oder
    • - bei einer Fahrt auf dem äußerst rechten Fahrstreifen maximal rechts auf dem äußerst rechten Fahrstreifen ausgerichtet wird. Dies entspricht den üblichen Vorgaben zur Bildung einer Rettungsgasse, so dass das Spurhaltesystem automatisch zur Einhaltung der Vorgaben beitragen kann, ohne dass der Fahrer zur Ausrichtung des Fahrzeuges auf dem Fahrstreifen tätig werden muss.
  • Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass aus den Eingangs-Informationen ermittelt wird, ob sich das Fahrzeug auf einen Tunnel zubewegt und der Querversatz in Abhängigkeit einer aus den Eingangs-Informationen ermittelten Tunnel-Höhe für den aktuelle Fahrstreifen, auf dem sich das Fahrzeug befindet, ermittelt oder angepasst wird. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass eine für die aktuelle Ist-Querposition vorgeschriebene Mindesthöhe unterschritten wird und das Fahrzeug dadurch nicht beispielsweise einer Tunnelwand zu nahekommt, wenn der Querversatz oder die Soll-Querposition wie vorher vorgegebenen umgesetzt werden.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass aus den Eingangs-Informationen ermittelt wird, ob sich das Fahrzeug auf ein Objekt, beispielsweise einen Baum, zubewegt, das in einen lichten Raum des Fahrstreifens ragt und der Querversatz in Abhängigkeit davon derartig ermittelt oder angepasst wird, dass eine Berührung mit dem Objekt vermieden wird. Auf diese Weise kann auch bei einer solchen Fahrsituation automatisch durch das Spurhaltesystem reagiert und das Fahrzeug entsprechend auf dem Fahrstreifen ausgerichtet werden, ohne dass der Fahrer eingreifen muss.
  • Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass aus den Eingangs-Informationen ermittelt wird, ob ein relevantes Ereignis auf einem Nachbar-Fahrstreifen oder einem Standstreifen auftritt, wobei der Querversatz bei Auftreten eines relevanten Ereignisses derartig festgelegt wird, dass sich das Fahrzeug auf dem Fahrstreifen von dem Nachbar-Fahrstreifen oder dem Standstreifen entfernt. Auf diese Weise kann beispielsweise bei einem liegengebliebenen Fremdfahrzeug auf der Standspur oder bei Personen oder defekten Fremdfahrzeugen auf einem Nachbar-Fahrstreifen oder bei sonstigen relevanten Ereignissen automatisch eine geänderte Ausrichtung des Fahrzeuges über eine entsprechende Festlegung des Querversatzes bewirkt werden, um Gefahrensituationen aufgrund des relevanten Ereignisses zu vermeiden.
  • Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass bei einer Ermittlung oder einer Anpassung des Querversatzes eine Fahrerwarnung ausgegeben wird. Auf diese Weise wird eine Anpassung der Ausrichtung des Fahrzeuges transparent gemacht, so dass sich der Fahrer nicht wundert oder aufschreckt.
  • Erfindungsgemäß ist weiterhin ein Spurhaltesystem zum automatisierten Ausrichten eines Fahrzeuges auf einem Fahrstreifen in Abhängigkeit einer vorgegebenen Soll-Querposition, insbesondere gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren, und ein Fahrzeug mit einem solchen Spurhaltesystem vorgesehen. Das Spurhaltesystem weist dabei ein Spurhaltemodul mit einem Spurhalte-Eingang zum Aufnehmen von Eingangs-Informationen und einem Spurhalte-Ausgang zum Ausgeben eines Soll-Lenkradwinkels und/oder eines Soll-Lenkradmoments auf,
    wobei das Spurhaltemodul ferner einen Spurhalte-Algorithmus aufweist, wobei der Spurhalte-Algorithmus ausgebildet ist, in Abhängigkeit einer Ist-Querposition des Fahrzeuges auf dem Fahrstreifen und der vorgegebenen Soll-Querposition eine Abweichung zu ermitteln und in Abhängigkeit der ermittelten Abweichung den Soll-Lenkradwinkel und/oder das Soll-Lenkradmoment derartig zu bestimmen, dass sich die Abweichung bei einer Ansteuerung eines mit dem Spurhalte-Ausgang verbindbaren oder verbundenen aktiven Lenksystems mit dem ausgegebenen Soll-Lenkradwinkel und/oder mit dem ausgegebenen Soll-Lenkradmoment verringert,
    wobei das Spurhaltesystem weiterhin ein Adaptionsmodul aufweist, vorzugsweise als Bestandteil des Spurhaltemoduls, beispielsweise als Software oder Hardware, wobei das Adaptionsmodul ausgebildet ist, während der Fahrt des Fahrzeuges auf dem Fahrstreifen aus den Eingangs-Informationen einen Querversatz zu ermitteln oder adaptiv anzupassen und dem Spurhaltemodul derartig bereitzustellen, dass bei der Ermittlung der Abweichung zusätzlich der Querversatz berücksichtigt werden kann, um das Fahrzeug unter Berücksichtigung des während der Fahrt ermittelten oder adaptiv angepassten Querversatzes automatisiert auf dem Fahrstreifen auszurichten.
  • Auf diese Weise ist für eine Anpassung der Ausrichtung lediglich ein zusätzliches Adaptionsmodul als Hardware- oder Software-Erweiterung nötig, das mit dem Spurhalte-Algorithmus entsprechend Signale oder Daten austauschen kann.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • 1 eine schematische Ansicht eines Fahrzeuges mit einem erfindungsgemäßen Spurhaltesystem;
    • 2 das Fahrzeug gemäß 1 während einer Fahrt auf einem Fahrstreifen; und
    • 3a, 3b beispielhafte Ansichten einer Umgebung um das Fahrzeug.
  • 1 zeigt eine stark schematisierte Ansicht eines Fahrzeuges 1 mit einem aktiven Lenksystem 2 und einem Spurhaltesystem 3. Das Spurhaltesystem 3 weist ein Spurhaltemodul 4 auf, das beispielsweise über einen Spurhalte-Algorithmus SA einen Soll-Lenkradwinkel WSoll und/oder ein Soll-Lenkradmoment MSoll ermittelt und über einen Spurhalte-Ausgang 4a ausgibt. Der Spurhalte-Ausgang 4a ist signalleitend mit einem Lenksystem-Eingang 2a verbunden, so dass das aktive Lenksystem 2 den an den Spurhalte-Ausgang 4a ausgegebenen Soll-Lenkradwinkel WSoll und/oder Soll-Lenkradmoment MSoll über einen Lenk-Aktuator 2b umsetzen kann. Das Fahrzeug 1 wird dadurch automatisch entsprechend dem Soll-Lenkradwinkel WSoll und/oder Soll-Lenkradmoment MSoll gelenkt.
  • Der Spurhalte-Algorithmus SA ermittelt den Soll-Lenkradwinkel WSoll und/oder das Soll-Lenkradmoment MSoll dabei in Abhängigkeit einer aktuellen Ist-Querposition Qlst des Fahrzeuges 1 innerhalb eines Fahrstreifens F sowie einer vorgegebenen Soll-Querposition QSoll, beispielsweise im Rahmen eines Regelkreises. Wie in 2 dargestellt, ist als Soll-Querposition QSoll normalerweise eine Fahrstreifenmitte FM vorgegeben, so dass das Spurhaltesystem 3 das Fahrzeug 1 normalerweise auf der Fahrstreifenmitte FM hält bzw. das Fahrzeug 1 mittig auf dem Fahrstreifen F ausrichtet, insofern die Spurhalte-Funktionalität XS aktiviert ist.
  • Die Ermittlung der Ist-Querposition Qlst erfolgt in Abhängigkeit von Umgebungs-Signalen SE1, die dem Spurhaltemodul 4 über einen Spurhalte-Eingang 4b von einer Umfeldsensorik 5 zugeführt werden. Die Umfeldsensorik 5 kann beispielsweise einen Radar-Sensor 5a, einen LIDAR-Sensor 5b, eine Kamera 5c, oder dergleichen aufweisen, wobei die dann ausgegebenen Umgebungs-Signale SE1 eine Umgebung U um das Fahrzeug 1 charakterisieren. Die Ist-Querposition Qlst des Fahrzeuges 1 innerhalb des Fahrstreifens F kann dann beispielsweise aus den von der Umfeldsensorik 5 aufgenommenen seitlichen Fahrstreifenbegrenzungen FB abgeleitet werden, beispielsweise in einem Eingangs-Berechnungsmodul 4c. Die Ist-Querposition Qlst kann dabei beispielsweise auf eine Fahrzeug-Längsmittelachse 1a und/oder einen Fahrzeug-Schwerpunkt 1b bezogen sein.
  • Aus der so ermittelten Ist-Querposition Qlst des Fahrzeuges 1 innerhalb des Fahrstreifens F kann dann vom Spurhalte-Algorithmus SA eine Abweichung D zur vorgegebenen Soll-Querposition QSoll ermittelt werden (oder alternativ eine vergleichbare, die Abweichung D charakterisierende Größe). In Abhängigkeit der ermittelten Abweichung D wird vom Spurhalte-Algorithmus SA dann ein entsprechender Soll-Lenkradwinkel WSoll und/oder ein entsprechendes Soll-Lenkradmoment MSoll derartig ermittelt, dass sich bei einer Einstellung dieses ermittelten Soll-Lenkradwinkels WSoll und/oder Soll-Lenkradmoments MSoll durch das aktive Lenksystem 2 die Abweichung D verringert, bis sich das Fahrzeug 1 schließlich wieder auf der vorgegebenen Soll-Querposition QSoll innerhalb des Fahrstreifens F befindet.
  • Ausgehend davon ist vorgesehen, dass das Spurhaltesystem 3 bzw. der Spurhalte-Algorithmus SA das Fahrzeug 1 bei aktivierter Spurhalte-Funktionalität XS zusätzlich in Abhängigkeit eines adaptiv ermittelten oder adaptiv angepassten Querversatzes V bzw. Offsets auf dem Fahrstreifen F ausrichten kann, insofern eine zusätzliche Adaptions-Funktionalität XA aktiviert ist. Die angepasste Ausrichtung des Fahrzeuges 1 wird dabei dadurch erreicht, dass aus der vorgegebenen Soll-Querposition QSoll und dem adaptiv ermittelten oder angepassten Querversatz V eine angepasste Soll-Querposition QaSoll gebildet wird, beispielsweise durch Addition mit der Soll-Querposition (QaSoll=QSoll+V), wobei die angepasste Soll-Querposition QaSoll dann vom Spurhalte-Algorithmus SA als Führungsgröße des Regelkreises verwendet wird. Gleichwirkend dazu kann aber auch aus der Ist-Querposition Qlst und dem adaptiv ermittelten oder angepasste Querversatz V eine angepasste Ist-Querposition Qalst gebildet werden, beispielsweise durch Subtraktion von der Ist-Querposition (Qalst=Qlst-V). Der Spurhalte-Algorithmus SA verwendet dann die angepasste Ist-Querposition Qalst als Regelgröße des Regelkreises, um das Fahrzeug 1 entsprechend auf dem Fahrstreifen F auszurichten.
  • Der Soll-Lenkradwinkel WSoll und/oder das Soll-Lenkradmoment MSoll als Stellgröße(n) des Regelkreises werden also in beiden Fällen zusätzlich in Abhängigkeit des adaptiv ermittelten oder angepassten Querversatzes V gebildet, insofern die Adaptions-Funktionalität XA aktiviert ist. Die adaptive Ermittlung oder Anpassung des Querversatzes V erfolgt dabei durch ein Adaptionsmodul 4d innerhalb des Spurhaltemoduls 4, wobei das Adaptionsmodul 4d als Software oder Hardware innerhalb des Spurhaltemoduls 4 ausgeführt sein kann. Je nach Aktivierung des Adaptionsmoduls 4d bzw. der Adaptions-Funktionalität XA kann dieses einen Querversatz V bilden und ausgeben.
  • Das Adaptionsmodul 4d übergibt den adaptiv ermittelten oder angepassten Querversatz V dann direkt dem Spurhalte-Algorithmus SA, so dass dieser den angepassten Soll-Querversatz QaSoll ermitteln und basierend darauf die Stellgrößen (Wsoll, MSoll) berechnen kann. Alternativ kann der adaptiv ermittelte oder angepasste Querversatz V aber auch dem Eingangs-Berechnungsmodul 4c übergeben werden, in dem der Ist-Querversatz QIst aus den Umgebungs-Signalen SE1 ermittelt wird. Das Eingangs-Berechnungsmodul 4c ermittelt dann den angepassten Ist-Querversatz Qalst aus beiden (QIst, V) und gibt diesen an den Spurhalte-Algorithmus SA aus, so dass dieser basierend darauf die Stellgrößen (Wsoll, MSoll) berechnen kann. In beiden Fällen wird das Fahrzeug 1 in Abhängigkeit des adaptiv ermittelten oder adaptiv angepassten Querversatzes V auf dem Fahrstreifen F ausgerichtet.
  • Dem Adaptionsmodul 4d stehen zum Ermitteln oder Anpassen des Querversatzes V eine Reihe von Eingangs-Informationen IE zur Verfügung, wobei die Eingangs-Informationen IE aus Eingangs-Signalen SE generiert werden, die dem Spurhaltemodul 4 über den Spurhalte-Eingang 4b zur Verfügung gestellt werden. Als Eingangs-Signale SE werden dabei beispielsweise die Umgebungs-Signale SE1 von der Umfeldsensorik 5, Fahrdynamik-Signale SE2 von Fahrdynamik-Sensoren 6 und Fremd-Signale SE3 von externen Datenquellen 7 zur Verfügung gestellt.
  • Als Fahrdynamik-Sensoren 6 können beispielsweise ein Geschwindigkeitssensor 6a zum Ermitteln einer Fahrzeug-Geschwindigkeit v1, ein Lenkradwinkel-Sensor 6b zum Ermitteln eines Ist-Lenkrandwinkels Wist, ein Lenkradmoment-Sensor 6c zum Ermitteln eines Ist-Lenkradmoments Mist, oder weitere Sensoren zum Ermitteln von Fahrdynamikgrößen G vorgesehen sein. Die jeweils gemessenen Fahrdynamikgrößen G werden dann über die Fahrdynamik-Signale SE2 ausgegeben und an das Spurhaltemodul 4 übermittelt. In dem Adaptionsmodul 4d können die jeweiligen Fahrdynamikgrößen G dann direkt als Eingangs-Informationen IE zum Ermitteln des Querversatzes V herangezogen werden.
  • Bei den externen Datenquellen 7 handelt es sich beispielsweise um ein Satelliten-Navigationssystem 7a (GPS, GNSS, ...) zum Ermitteln einer Navigations-Information IN, ein V2X-Kommunikationssystem 7b (V2X - vehicle to X (X = vehicle oder infrastructure)) zum Ermitteln einer Fremdfahrzeug-Information I9 oder einer Infrastruktur-Information II, oder weitere Datenquellen, die externe Informationen über die Fremd-Signale SE3 bereitstellen können. Diese externen Informationen IN, I9, II können dann in dem Adaptionsmodul 4d als Eingangs-Informationen IE zum Ermitteln des Querversatzes V herangezogen werden.
  • Aus den Umgebungs-Signalen SE1, die die Umgebung U um das Fahrzeug 1 charakterisieren, lassen sich beispielsweise im Adaptionsmodul 4d oder im Eingangs-Berechnungsmodul 4c über eine TSR-Erkennung (TSR - Traffic Sign Recognition) beispielsweise Verkehrszeichen-Informationen IV als Eingangs-Informationen IE gewinnen. Weiterhin können im Adaptionsmodul 4d oder im Eingangs-Berechnungsmodul 4c über entsprechende Bildverarbeitungs-Algorithmen Objekt-Informationen IO zu bestimmten Objekten O auf oder neben dem Fahrstreifen F, beispielsweise auf dem Standstreifen S, oder oberhalb des Fahrstreifens F, beispielsweise Tunnel 8, Bäume, etc. gewonnen werden. Dabei kann auch eine Objekt-Dynamik OD ermittelt werden. Auch eine Fahrbahn-Information IF betreffend die Fahrbahnart AF, z.B. Autobahn AF1, Landstraße AF2, der der Fahrstreifen F zugehörig ist, kann im Adaptionsmodul 4d oder im Eingangs-Berechnungsmodul 4c durch eine entsprechende Bildverarbeitung aus den Umgebungs-Signalen SE1 gewonnen werden.
  • Mit den genannten Eingangs-Informationen IE lässt sich ein Querversatz V wie folgt ermitteln oder anpassen und das Spurhaltesystem 3 damit wie folgt betreiben:
    • Gemäß einer Ausführungsform ist bei einer Fahrt des Fahrzeuges 1 auf einer Autobahn AF1 vorgesehen, dass das Adaptionsmodul 4d bzw. die Adaptions-Funktionalität XA bei einer Fahrzeug-Geschwindigkeit v1 aktiviert wird, die größer ist als ein parametrierbarer Geschwindigkeits-Schwellwert vG von beispielsweise 50km/h. Die Fahrzeug-Geschwindigkeit v1 steht dabei als Eingangs-Information IE aus den Fahrdynamik-Signalen SE2 bzw. den Fahrdynamikgrößen G zur Verfügung. Ob es sich um eine Fahrt auf der Autobahn AF1 handelt, lässt sich aus den Fahrbahn-Informationen IF und/oder aus den Navigations-Informationen IN herleiten.
  • Erkennt der Spurhalte-Algorithmus SA bei der Aktivierung der Spurhalte-Funktionalität XS, dass die Ist-Querposition QIst des Fahrzeuges 1 nicht mit der Soll-Querposition QSoll übereinstimmt bzw. eine Abweichung D vorliegt, werden wie beschrieben entsprechende Soll-Lenkradwinkel WSoll und/oder Soll-Lenkradmomente MSoll ermittelt und an das aktive Lenksystem 2 ausgegeben, um die Abweichung D zu kompensieren.
  • Währenddessen werden vom aktivierten Adaptionsmodul 4d aus den Fahrdynamik-Signalen SE2 bzw. aus den Fahrdynamikgrößen G (Eingangs-Informationen IE) der Ist-Lenkradwinkel Wist und/oder das Ist-Lenkradmoment Mist ausgewertet. Folgt aus der Auswertung dieser Fahrdynamikgrößen G (und ggf. weiterer Größen), dass der Fahrer kontinuierlich bzw. über einen längeren Zeitraum von beispielsweise mehr als 10 Sekunden gegenlenkt bzw. gegen das aktive Lenksystem 2 arbeitet, d.h. das Fahrzeug 1 versucht auf einer Ist-Querposition QIst zu halten, die nicht der Soll-Querposition QSoll entspricht, wird vom Adaptionsmodul 4d schrittweise ein Querversatz V ermittelt bzw. dieser adaptiv angepasst. Das Gegenlenken durch den Fahrer kann beispielsweise dadurch erkannt werden, dass der Ist-Lenkradwinkel Wist über den Zeitraum nicht dem vom Spurhalte-Algorithmus SA vorgegebenen Soll-Lenkradwinkel WSoll bzw. das Ist-Lenkmoment Mist über den Zeitraum nicht dem vom Spurhalte-Algorithmus SA vorgegebenen Soll-Lenkmoment MSoll entspricht und sich diesem auch nicht annähert.
  • Der Querversatz V wird dabei solange vom Adaptionsmodul 4d ermittelt bzw. adaptiv angepasst, bis erkannt wird, dass der Fahrer nicht mehr gegenlenkt bzw. bis der Ist-Lenkradwinkel Wist dem vorgegebenen Soll-Lenkradwinkel WSoll bzw. bis das Ist-Lenkradmoment Mist dem vorgegebenen Soll-Lenkradmoment MSoll entspricht. Der fortlaufend ermittelte bzw. adaptiv angepasste Querversatz V wird dabei fortlaufend wie beschrieben entweder dem Spurhalte-Algorithmus SA übergeben, so dass dieser dann auf die daraus folgende angepasste Soll-Querposition QaSoll (QSoll + V) regelt, oder aber an das Eingangs-Berechnungsmodul 4c, das daraus eine angepasste Ist-Querposition Qalst (QIst - V) ermittelt und diese dem Spurhalte-Algorithmus SA vorgibt.
  • Der Querversatz V wird also adaptiv so lange angepasst, bis sich eine Ist-Querposition QIst ergibt, bei der der oben beschriebenen Fall eintritt, dass der Fahrer nicht mehr gegenlenkt. Der Unterschied zwischen der ursprünglich vorgegebenen Soll-Querposition QSoll, z.B. der Fahrstreifenmitte FM, und der dann tatsächlich vorliegenden Ist-Querposition QIst entspricht dann im Wesentlichen direkt dem Querversatz V.
  • Dabei ist vorgesehen (nicht nur in dieser Ausführungsform), dass der Querversatz V limitiert ist durch eine Fahrstreifenbreite FW des Fahrstreifens F, durch die Lage der Fahrstreifenbegrenzungen FB und durch eine Fahrzeug-Breite 1W (einschließlich einer Ladung), wobei diese Größen dem Adaptionsmodul 4d ebenfalls als Eingangs-Information IE zur Verfügung gestellt werden können. Auf diese Weise kann je nach Situation sichergestellt werden, dass der Spurhalte-Algorithmus SA und das Adaptionsmodul 4d keine Vorgaben machen, die dazu führen, dass sich das Fahrzeug 1 auf der Fahrstreifenbegrenzung FB bewegt oder auf einem Nachbar-Fahrstreifen FN fährt.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist bei einer Fahrt des Fahrzeuges 1 auf einer Autobahn AF1 vorgesehen, dass die Adaptions-Funktionalität XA bzw. das Adaptionsmodul 4d bei einer Fahrzeug-Geschwindigkeit v1 aktiviert wird, die kleiner ist als ein parametrierbarer Geschwindigkeits-Schwellwert vG von beispielsweise 30km/h. Die Fahrzeug-Geschwindigkeit v1 steht dabei als Eingangs-Information IE aus den Fahrdynamik-Signalen SE2 bzw. den Fahrdynamikgrößen G zur Verfügung. Ob es sich um eine Fahrt auf der Autobahn AF1 handelt, lässt sich aus den Fahrbahn-Informationen IF und/oder aus den Navigations-Informationen IN herleiten. Bei einer Aktivierung des Adaptionsmoduls 4a bzw. der Adaptions-Funktionalität XA unter diesen Bedingungen (AF1, v1 <30km/h) wird nachfolgend vom Adaptionsmodul 4d adaptiv ein Querversatz V ermittelt, bei dessen Berücksichtigung das Fahrzeug 1 zur Bildung einer Rettungsgasse R beiträgt. Zusätzlich kann bei einer erweiterten Ausführungsform das Einleiten des Unterstützens der Bildung der Rettungsgasse davon abhängig gemacht werden, ob seitens des Rettungsfahrzeuges oder eines anderen Fahrzeuges oder eines Infrastrukturelementes (z.B. Road Side Unit) das Herannahen eines Rettungsfahrzeuges per Funk angekündigt wird. Dafür muss das Fahrzeug 1 dann zusätzlich mit einem entsprechenden Funkkommunikationsmodul für die V2X-Kommunikation, entsprechend vehicle-to-everything ausgestattet sein.
  • Um dies zu erreichen, wird beispielsweise anhand der Fahrbahn-Informationen IF und/oder der Navigations-Informationen IN und/oder der Umgebungs-Informationen IU zunächst ermittelt, auf welchem Fahrstreifen F der Autobahn AF1 sich das Fahrzeug 1 befindet, beispielsweise auf einem äußerst linken Fahrstreifen F1a, auf einem mittleren Fahrstreifen F1b oder auf einem äußerst rechten Fahrstreifen F1c. Zur Bildung einer Rettungsgasse R wird dann vom Adaptionsmodul 4d ein Querversatz V ermittelt und ausgegeben, bei dessen Berücksichtigung durch das Spurhaltesystem 3 das Fahrzeug 1
    • - bei einer Fahrt auf dem äußerst linken Fahrstreifen F1a maximal links auf dem äußerst linken Fahrstreifen F1a ausgerichtet wird, oder
    • - bei einer Fahrt auf dem mittleren Fahrstreifen F1b maximal rechts auf dem mittleren Fahrstreifen F1b ausgerichtet wird, oder
    • - bei einer Fahrt auf dem äußerst rechten Fahrstreifen F1c maximal rechts auf dem äußerst rechten Fahrstreifen F1c ausgerichtet wird.
    In Ländern mit Linksverkehr ist zur Bildung der Rettungsgasse R eine entsprechend gespiegelte Ausrichtung vorgesehen.
  • Auf diese Weise kann bei einer Aktivierung des Adaptionsmoduls 4d bzw. der Adaptions-Funktionalität XA gemäß dieser Ausführungsform ein Querversatz V vorgegeben werden, mit dem dann automatisch eine Spuranpassung zur Bildung einer Rettungsgasse R erfolgt, ohne dass der Fahrer dazu tätig werden muss. Der vorgegebene Querversatz V wird dann wie beschrieben entweder dem Spurhalte-Algorithmus SA übergeben, so dass dieser dann auf die daraus folgende angepasste Soll-Querposition QaSoll (QSoll + V) regelt, oder aber an das Eingangs-Berechnungsmodul 4c, das daraus eine angepasste Ist-Querposition Qalst (QIst - V) ermittelt und diese dem Spurhalte-Algorithmus SA vorgibt.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform, die auch mit anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, ist bei einer Fahrt des Fahrzeuges 1 auf einem Fahrstreifen F einer beliebigen Fahrbahnart AF, z.B. Autobahn AF1, Landstraße AF2, etc., vorgesehen, dass die Adaptions-Funktionalität XA bzw. das Adaptionsmodul 4d aktiviert wird, wenn erkannt wird, dass sich das Fahrzeug 1 auf einen Tunnel 8 zubewegt, wie beispielhaft in 3a dargestellt. Die Information, ob ein Tunnel 8 vorausliegt, kann beispielsweise aus der Navigations-Information IN und/oder der Infrastruktur-Information II des V2X-Kommunikationssystems 7b und/oder der Verkehrszeichen-Information IV und/oder der Objekt-Information IO hergeleitet werden. Aus diesen Eingangs-Informationen IE lässt sich dabei auch eine Tunnel-Höhe 8H ableiten, die für jeden Fahrstreifen F der jeweiligen Fahrbahn variabel sein kann, wie in 3a dargestellt.
  • Auf diese Weise kann bei einer Aktivierung des Adaptionsmoduls 4a bzw. der Adaptions-Funktionalität XA unter diesen Bedingungen (Tunnel 8 vorhanden) für den aktuellen Fahrstreifen F, in dem sich das Fahrzeug 1 befindet, adaptiv ein Querversatz V in Abhängigkeit der fahrstreifenabhängigen Tunnelhöhe 8H ermittelt oder der Querversatz V in Abhängigkeit der Tunnelhöhe 8H limitiert werden. Dadurch wird erreicht, dass sich das Fahrzeug 1, das eine bestimmte Fahrzeug-Höhe 1H aufweist, nicht auf einer Ist-Querposition QIst innerhalb des aktuellen Fahrstreifens F bewegt, bei der die Fahrzeug-Höhe 1H größer oder gleich einer von der Tunnelhöhe 8H abhängigen zulässigen Gesamthöhe für diesen Fahrstreifen F ist. Der vorgegebene Querversatz V wird dann wie beschrieben entweder dem Spurhalte-Algorithmus SA übergeben, so dass dieser dann auf die daraus folgende angepasste Soll-Querposition QaSoll (QSoll + V) regelt, oder aber an das Eingangs-Berechnungsmodul 4c, das daraus eine angepasste Ist-Querposition Qalst (QIst - V) ermittelt und diese dem Spurhalte-Algorithmus SA vorgibt.
  • Ergänzend kann (auch in allen anderen Ausführungsformen) vorgesehen sein, dass eine Fahrerwarnung WF ausgegeben wird, über die der Fahrer über die Festlegung und/oder Anpassung eines Querversatzes V informiert wird, so dass dieser nachvollziehen kann, warum als Soll-Querposition QSoll nicht mehr beispielsweise die Fahrstreifenmitte FM gilt.
  • Analog zu der beschriebenen Ausführungsform mit der Festlegung des Querversatzes V in Abhängigkeit der fahrstreifenabhängigen Tunnelhöhe 8H kann bei einer Fahrt des Fahrzeuges 1 auf einem Fahrstreifen F einer beliebigen Fahrbahnart AF, z.B. Autobahn AF1, Landstraße AF2, etc., vorgesehen, dass die Adaptions-Funktionalität XA bzw. das Adaptionsmodul 4d aktiviert wird, wenn erkannt wird, dass sich das Fahrzeug 1 auf ein Objekt O, beispielsweise ein Baum, oberhalb und/oder seitlich des Fahrstreifens F bewegt, das in den lichten Raum des Fahrstreifens F hineinragt. Dies wird beispielsweise durch das in 3b dargestellte Verkehrsschild „unzureichendes Lichtraumprofil“ angedeutet, das von dem Adaptionsmodul 4d beispielsweise aus den über die TSR-Erkennung gewonnenen Verkehrszeichen-Informationen IU und/oder aus den Navigations-Informationen IN und/oder aus den Infrastruktur-Information II abgeleitet werden kann.
  • Auf diese Weise kann bei einer Aktivierung des Adaptionsmoduls 4a bzw. der Adaptions-Funktionalität XA unter diesen Bedingungen („unzureichendes Lichtraumprofil“, Objekt O im lichten Raum vorhanden) für den aktuellen Fahrstreifen F, in dem sich das Fahrzeug 1 befindet, adaptiv ein Querversatz V ermittelt oder der Querversatz V entsprechend limitiert werden. Dadurch wird erreicht, dass sich das Fahrzeug 1, das eine bestimmte Fahrzeug-Höhe 1H aufweist, nicht auf einer Ist-Querposition QIst innerhalb des aktuellen Fahrstreifens F bewegt, bei der das jeweils hineinragende Objekt O vom Fahrzeug 1 berührt wird. Der vorgegebene Querversatz V wird dann wie beschrieben entweder dem Spurhalte-Algorithmus SA übergeben, so dass dieser dann auf die daraus folgende angepasste Soll-Querposition QaSoll (QSoll + V) regelt, oder aber an das Eingangs-Berechnungsmodul 4c, das daraus eine angepasste Ist-Querposition Qalst (QIst - V) ermittelt und diese dem Spurhalte-Algorithmus SA vorgibt.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform, die auch mit anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, ist bei einer Fahrt des Fahrzeuges 1 auf einem Fahrstreifen F einer beliebigen Fahrbahnart AF, z.B. Autobahn AF1, Landstraße AF2, etc., vorgesehen, dass die Adaptions-Funktionalität XA bzw. das Adaptionsmodul 4d aktiviert wird, wenn erkannt wird, dass sich ein relevantes Ereignis E auf einem Nachbar-Fahrstreifen FN oder einem Standstreifen S ergibt, wie in 2 dargestellt. Dabei kann es sich beispielsweise um ein Objekt O, beispielsweise Personen, oder ein (defektes) Fremdfahrzeug 9 oder eine Wanderbaustelle auf dem Nachbar-Fahrstreifen FN oder dem Standstreifen S handeln, oder ein Nachbar-Fahrstreifen FN fällt weg (Fahrbahnverengung). Die Information über das relevante Ereignis E auf dem Nachbar-Fahrstreifen FN oder dem Standstreifen S kann beispielsweise aus der Fremdfahrzeug-Information I9 und/oder den Objekt-Informationen IO und/oder den Umgebungs-Informationen IU und/oder den Navigations-Informationen IN hergeleitet werden.
  • Auf diese Weise kann bei einer Aktivierung des Adaptionsmoduls 4a bzw. der Adaptions-Funktionalität XA unter diesen Bedingungen (relevantes Ereignis E auf dem Nachbar-Fahrstreifen FN oder dem Standstreifen S) für den aktuellen Fahrstreifen F, in dem sich das Fahrzeug 1 befindet, adaptiv ein Querversatz V in Abhängigkeit des jeweiligen Nachbar-Fahrstreifens FN oder dem Standstreifen S ermittelt werden. Der vorgegebene Querversatz V wird dann wie beschrieben entweder dem Spurhalte-Algorithmus SA übergeben, so dass dieser dann auf die daraus folgende angepasste Soll-Querposition QaSoll (QSoll + V) regelt, oder aber an das Eingangs-Berechnungsmodul 4c, das daraus eine angepasste Ist-Querposition Qalst (QIst - V) ermittelt und diese dem Spurhalte-Algorithmus SA vorgibt.
  • Die Offenbarung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Es gibt Raum für verschiedene Anpassungen und Modifikationen, die der Fachmann aufgrund seines Fachwissens als auch zu der Offenbarung zugehörend in Betracht ziehen würde. Als Beispiel wird die Möglichkeit erwähnt, dass statt des aktiven Gegenlenkens die Adaption des Querversatzes durch den Fahrer inkrementell mit Hilfe einer Bedieneinheit, z.B. Lenkradbedieneinheit, erfolgen kann. Vorzugsweise werden dafür zwei Tasten der Lenkradbedieneinheit benutzt, die die Ausrichtung nach Links, Rechts bewirken.
  • Bezugszeichen (Teil der Beschreibung)
  • 1
    Fahrzeug
    1a
    Fahrzeug-Längsmittelachse
    1b
    Fahrzeug-Schwerpunkt
    1H
    Fahrzeug-Höhe
    1W
    Fahrzeug-Breite
    2
    Lenksystem
    2a
    Lenksystem-Eingang
    2b
    Lenk-Aktuator
    3
    Spurhaltesystem
    4
    Spurhaltemodul
    4a
    Spurhalte-Ausgang
    4b
    Spurhalte-Eingang
    4c
    Eingangs-Berechnungsmodul
    4d
    Adaptionsmodul
    5
    Umfeldsensorik
    5a
    Radar-Sensor
    5b
    LIDAR-Sensor
    5c
    Kamera
    6
    Fahrdynamik-Sensor
    6a
    Geschwindigkeitssensor
    6b
    Lenkradwinkel-Sensor
    6c
    Lenkradmoment-Sensor
    7
    externe Datenquelle
    7a
    Satelliten-Navigationssystem
    7b
    V2X-Kommunikationssystem
    8
    Tunnel
    8H
    Tunnelhöhe
    9
    Fremdfahrzeug
    AF
    Fahrbahnart
    AF1
    Autobahn
    AF2
    Landstraße
    D
    Abweichung
    E
    relevantes Ereignis
    F
    Fahrstreifen
    F1a
    äußerst linker Fahrstreifen F der Autobahn AF1
    F1b
    mittlerer Fahrstreifen F der Autobahn AF1
    F1c
    äußerst rechter Fahrstreifen F der Autobahn AF1
    FB
    Fahrstreifenbegrenzung
    FM
    Fahrstreifenmitte
    FN
    Nachbar-Fahrstreifen
    FW
    Fahrstreifenbreite
    G
    Fahrdynamikgrößen
    I9
    Fremdfahrzeug-Information
    IE
    Eingangs-Information
    IF
    Fahrbahn-Information
    II
    Infrastruktur-Information
    IN
    Navigations-Information
    IO
    Objekt-Information
    IV
    Verkehrszeichen-Information
    IU
    Umgebungs-Informationen
    Mist
    Ist-Lenkradmoment
    MSoll
    Soll-Lenkradmoment
    O
    Objekt
    OD
    Objekt-Dynamik
    Qalst
    angepasste Ist-Querposition
    QaSoll
    angepasste Soll-Querposition
    QIst
    Ist-Querposition
    QSoll
    Soll-Querposition
    R
    Rettungsgasse
    S
    Standstreifen
    SA
    Spurhalte-Algorithmus
    SE
    Eingangs-Signal
    SE1
    Umgebungs-Signal
    SE2
    Fahrdynamik-Signal
    SE3
    Fremd-Signal
    U
    Umgebung
    V
    Querversatz
    v1
    Fahrzeug-Geschwindigkeit
    vG
    Geschwindigkeits-Schwellwert
    Wist
    Ist-Lenkradwinkel
    WF
    Fahrer-Warnung
    WSoll
    Soll-Lenkradwinkel
    XA
    Adaptions-Funktionalität
    XS
    Spurhalte-Funktionalität
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 2015/0248132 A1 [0004]
    • US 2014/0257628 A1 [0004]
    • KR 101830714 B1 [0004]

Claims (19)

  1. Verfahren zum automatisierten Ausrichten eines Fahrzeuges (1) innerhalb eines Fahrstreifens (F) in Abhängigkeit einer vorgegebenen Soll-Querposition (QSoll), mit mindestens den folgenden Schritten: - Ermitteln einer Ist-Querposition (QIst) des Fahrzeuges (1) innerhalb des Fahrstreifens (F); - Ermitteln einer Abweichung (D) in Abhängigkeit der Ist-Querposition (QIst) und der vorgegebenen Soll-Querposition (QSoll); - Ermitteln und Ausgeben eines Soll-Lenkradwinkels (WSoll) und/oder eines Soll-Lenkradmoments (MSoll) in Abhängigkeit der ermittelten Abweichung (D) derartig, dass sich die Abweichung (D) bei einer Ansteuerung eines aktiven Lenksystems (2) mit dem ausgegebenen Soll-Lenkradwinkel (WSoll) und/oder mit dem ausgegebenen Soll-Lenkradmoment (MSoll) verringert; und - Ansteuern des aktiven Lenksystems (2) mit dem ausgegebenen Soll-Lenkradwinkel (WSoll) und/oder mit dem ausgegebenen Soll-Lenkradmoment (MSoll), dadurch gekennzeichnet, dass zum Ermitteln der Abweichung (D) zusätzlich ein Querversatz (V) berücksichtigt wird, wobei der Querversatz (V) während der Fahrt des Fahrzeuges (1) innerhalb des Fahrstreifens (F) aus Eingangs-Informationen (IE) ermittelt oder adaptiv angepasst wird, so dass das Fahrzeug (1) unter Berücksichtigung des während der Fahrt ermittelten oder adaptiv angepassten Querversatzes (V) automatisiert innerhalb des Fahrstreifens (F) ausgerichtet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine angepasste Ist-Querposition (Qalst) aus der ermittelten Ist-Querposition (QIst) und dem während der Fahrt ermittelten oder adaptiv angepassten Querversatz (V) gebildet wird und die Abweichung (D) aus der angepassten Ist-Querposition (Qalst) und der vorgegebenen Soll-Querposition (QSoll) ermittelt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine angepasste Soll-Querposition (QaSoll) aus der vorgegebenen Soll-Querposition (QSoll) und dem ermittelten oder adaptiv angepassten Querversatz (V) gebildet wird und die Abweichung (D) aus der ermittelten Ist-Querposition (QIst) und der angepassten Soll-Querposition (QaSoll) ermittelt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Querversatz (V) limitiert wird, vorzugsweise durch eine Fahrstreifen-Breite (FW) und/oder eine Fahrzeug-Breite (1W) und/oder eine Position der Fahrstreifenbegrenzungen (FB) des Fahrstreifens (F).
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Querversatz (V) während der Fahrt des Fahrzeuges (1) innerhalb des Fahrstreifens (F) aus mindestens einer Eingangs-Information (IE) ermittelt oder angepasst wird, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: eine Umgebungs-Information (IU), eine Verkehrszeichen-Information (IV), eine Objekt-Information (IO), eine Navigations-Information (IN), eine Infrastruktur-Information (II), eine Fremdfahrzeug-Information (I9), eine Fahrstreifen-Information (IF), von Fahrdynamiksensoren (5) erfasste Fahrdynamikgrößen (G).
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Fahrdynamikgrö-ßen (G) ein Ist-Lenkradwinkel (Wlst) und/oder ein Ist-Lenkradmoment (Mist), der/das beispielsweise vom Fahrer vorgegeben wird, erfasst werden, während das aktive Lenksystem (2) mit dem ausgegebenen Soll-Lenkradwinkel (WSoll) und/oder mit dem ausgegebenen Soll-Lenkradmoment (MSoll) angesteuert wird, wobei der Querversatz (V) währenddessen adaptiv angepasst wird, - solange der Ist-Lenkradwinkel (Wlst) von dem vorgegebenen Soll-Lenkradwinkel (WSoll) abweicht, und/oder - solange das Ist-Lenkradmoment (Mist) von dem vorgegebenen Soll-Lenkradmoment (MSoll) abweicht, und die Abweichung (D) währenddessen in Abhängigkeit dieses adaptiv angepassten Querversatzes (V) ermittelt und der Bestimmung des Soll-Lenkradwinkels (WSoll) und/oder des Soll-Lenkradmomentes (MSoll) zugrunde gelegt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Querversatz (V) solange adaptiv angepasst wird, - bis der Ist-Lenkradwinkel (Wlst) mit dem ermittelten Soll-Lenkradwinkel (WSoll) übereinstimmt, und/oder - bis das Ist-Lenkradmoment (Mist) mit dem ermittelten Soll-Lenkradmoment (MSoll) übereinstimmt.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ermitteln der Abweichung (D) nur dann zusätzlich ein veränderbarer Querversatz (V) berücksichtigt wird und/oder nur dann ein Querversatz (V) von ungleich Null ermittelt wird, wenn aus den Eingangs-Informationen (IE) folgt, dass - eine Fahrzeug-Geschwindigkeit (v1) des Fahrzeuges (1) einen vorgegebenen Geschwindigkeits-Schwellwert (vG) überschritten oder unterschritten hat, und/oder - der Fahrstreifen (F) einer vorgegebenen Fahrbahnart (FA) zugehörig ist, beispielsweise einer Autobahn (AF1) oder einer Landstraße (AF2).
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Querversatz (V) während der Fahrt des Fahrzeuges (1) innerhalb des Fahrstreifens (F) einer Autobahn (AF1) bei Unterschreiten eines Geschwindigkeits-Schwellwertes (vG) von beispielsweise 40km/h derartig ermittelt oder angepasst wird, dass das Fahrzeug (1) zur Bildung einer Rettungsgasse (R) beiträgt.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Eingangs-Informationen (IE) ermittelt wird, innerhalb welches Fahrstreifens (F) sich das Fahrzeug (1) befindet, beispielsweise innerhalb eines äußerst linken Fahrstreifens (F1a), innerhalb eines mittleren Fahrstreifens (F1b) oder innerhalb eines äußerst rechten Fahrstreifens (F1c), und der Querversatz (V) zum Bilden der Rettungsgasse (R) derartig in Abhängigkeit des Fahrstreifens (F) vorgegeben wird, dass das Fahrzeug (1) - bei einer Fahrt innerhalb des äußerst linken Fahrstreifens (F1a) maximal links innerhalb des äußerst linken Fahrstreifens (F1a) ausgerichtet wird, oder - bei einer Fahrt innerhalb des mittleren Fahrstreifens (F1b) maximal rechts innerhalb des mittleren Fahrstreifens (F1b) ausgerichtet wird, oder - bei einer Fahrt innerhalb des äußerst rechten Fahrstreifens (F1c) maximal rechts innerhalb des äußerst rechten Fahrstreifens (F1c) ausgerichtet wird.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Eingangs-Informationen (IE) ermittelt wird, ob sich das Fahrzeug (1) auf einen Tunnel (8) zubewegt und der Querversatz (V) in Abhängigkeit einer aus den Eingangs-Informationen (IE) ermittelten Tunnel-Höhe (8H) für den aktuellen Fahrstreifen (F), auf der sich das Fahrzeug (1) befindet, ermittelt oder angepasst wird.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Eingangs-Informationen (IE) ermittelt wird, ob sich das Fahrzeug (1) auf ein Objekt (O) zubewegt, das in einen lichten Raum des Fahrstreifens (F) ragt und der Querversatz (V) in Abhängigkeit davon derartig ermittelt oder angepasst wird, dass eine Berührung mit dem Objekt (O) vermieden wird.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Eingangs-Informationen (IE) ermittelt wird, ob ein relevantes Ereignis (E) innerhalb eines Nachbar-Fahrstreifens (FN) oder eines Standstreifens (S) auftritt, wobei der Querversatz (V) bei Auftreten eines relevanten Ereignisses (E) derartig festgelegt wird, dass sich das Fahrzeug (1) innerhalb des Fahrstreifens (F) von dem Nachbar-Fahrstreifen (FN) oder dem Standstreifen (S) entfernt.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Soll-Querposition (QSoll) einer Fahrstreifenmitte (FM) der Fahrstreifen (F) entspricht.
  15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Ermittlung oder einer Anpassung des Querversatzes (V) eine Fahrerwarnung (FW) ausgegeben wird.
  16. Spurhaltesystem (3) zum automatisierten Ausrichten eines Fahrzeuges (1) innerhalb eines Fahrstreifens (F) in Abhängigkeit einer vorgegebenen Soll-Querposition (QSoll), insbesondere gemäß einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Spurhaltemodul (4) mit einem Spurhalte-Eingang (4b) zum Aufnehmen von Eingangs-Informationen (IE) und einem Spurhalte-Ausgang (4a) zum Ausgeben eines Soll-Lenkradwinkels (WSoll) und/oder eines Soll-Lenkradmoments (MSoll), wobei das Spurhaltemodul (4) ferner einen Spurhalte-Algorithmus (SA) aufweist, wobei der Spurhalte-Algorithmus (SA) ausgebildet ist, in Abhängigkeit einer Ist-Querposition (QIst) des Fahrzeuges (1) innerhalb des Fahrstreifens (F) und der vorgegebenen Soll-Querposition (QSoll) eine Abweichung (D) zu ermitteln und in Abhängigkeit der ermittelten Abweichung (D) den Soll-Lenkradwinkel (WSoll) und/oder das Soll-Lenkradmoment (MSoll) derartig zu bestimmen, dass sich die Abweichung (D) bei einer Ansteuerung eines mit dem Spurhalte-Ausgang (4a) verbindbaren oder verbundenen aktiven Lenksystems (2) mit dem ausgegebenen Soll-Lenkradwinkel (WSoll) und/oder mit dem ausgegebenen Soll-Lenkradmoment (MSoll) verringert, dadurch gekennzeichnet, dass das Spurhaltesystem (3) weiterhin ein Adaptionsmodul (4d) aufweist, wobei das Adaptionsmodul (4d) ausgebildet ist, während der Fahrt des Fahrzeuges (1) innerhalb des Fahrstreifens (F) aus den Eingangs-Informationen (IE) einen Querversatz (V) zu ermitteln oder adaptiv anzupassen und dem Spurhaltemodul (4) derartig bereitzustellen, dass bei der Ermittlung der Abweichung (D) zusätzlich der Querversatz (V) berücksichtigt werden kann, um das Fahrzeug (1) unter Berücksichtigung des während der Fahrt ermittelten oder adaptiv angepassten Querversatzes (V) automatisiert innerhalb des Fahrstreifens (F) auszurichten.
  17. Spurhaltesystem (3) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Spurhalte-Algorithmus (SA) ausgebildet ist, den Querversatz (V) aufzunehmen und eine angepasste Soll-Querposition (QaSoll) aus der vorgegebenen Soll-Querposition (QSoll) und dem ermittelten oder adaptiv angepassten Querversatz (V) zu bilden und die Abweichung (D) aus der ermittelten Ist-Querposition (QIst) und der angepassten Soll-Querposition (QaSoll) zu ermitteln.
  18. Spurhaltesystem (3) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein dem Spurhalte-Algorithmus (SA) vorgeschaltetes Eingangs-Berechnungsmodul (4c) ausgebildet ist, den Querversatz (V) aufzunehmen und eine angepasste Ist-Querposition (Qalst) aus der ermittelten Ist-Querposition (QIst) und dem während der Fahrt ermittelten oder adaptiv angepassten Querversatz (V) zu bilden und dem Spurhalte-Algorithmus (SA) zu übermitteln, so dass der Spurhalte-Algorithmus (SA) die Abweichung (D) aus der angepassten Ist-Querposition (Qalst) und der vorgegebenen Soll-Querposition (QSoll) ermitteln kann.
  19. Fahrzeug (1) mit einem Spurhaltesystem (3) nach einem der Ansprüche 16 bis 18.
DE102022124593.4A 2022-09-26 2022-09-26 Verfahren zum Ausrichten eines Fahrzeuges auf einem Fahrstreifen, Spurhaltesystem und Fahrzeug Pending DE102022124593A1 (de)

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