DE102023109635A1 - Method and device for detecting a manual steering intervention in a vehicle with a steer-by-brake function - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung (1) zur Erkennung eines manuellen Lenkeingriffs (ME) in einem Fahrzeug mit einer Steer-by-Brake-Funktion, wobei in einem Zustandsschätzer (2) auf Basis gemessener Fahrzeugzustandsgrößen, einschließlich einer Bremsdruckdifferenz (Δp) an einer Vorderachse und einer Geschwindigkeit (v), sowie bekannter Parameter des Fahrzeugs, einschließlich Lenkrollradius (LRR), Spreizung (S), Nachlauf (NL), einer Relaxationslänge (RL) und/oder Lateralsteifigkeit (LS) der Reifen des Fahrzeugs und einer Vorderachslast (VAL), bei einem Steer-by-Brake-Eingriff ein Erwartungswert (LWe) eines Lenkwinkels und Erwartungswerte für eine Gierrate (GRe) und eine Querbeschleunigung (QBe) berechnet werden, wobei die Erwartungswerte (LWe, GRe, QBe) mit korrespondierenden gemessenen Werten des Lenkwinkels (LW), der Gierrate (GR) und der Querbeschleunigung (QB) verglichen werden, wobei bei einer Abweichung der gemessenen Werte von den Erwartungswerten (LWe, GRe, QBe) geschlussfolgert wird, dass ein manueller Lenkeingriff (ME) vorliegt und die Steer-by-Brake-Funktion abgeschaltet wird.The invention relates to a method and a device (1) for detecting a manual steering intervention (ME) in a vehicle with a steer-by-brake function, wherein in a state estimator (2) on the basis of measured vehicle state variables, including a brake pressure difference (Δp) at a front axle and a speed (v), as well as known parameters of the vehicle, including scrub radius (LRR), kingpin (S), caster (NL), a relaxation length (RL) and/or lateral stiffness (LS) of the tires of the vehicle and a Front axle load (VAL), with a steer-by-brake intervention an expected value (LWe) of a steering angle and expected values for a yaw rate (GRe) and a lateral acceleration (QBe) are calculated, with the expected values (LWe, GRe, QBe) corresponding to measured values of the steering angle (LW), the yaw rate (GR) and the lateral acceleration (QB), whereby if the measured values deviate from the expected values (LWe, GRe, QBe), it is concluded that a manual steering intervention (ME) is present and the steer-by-brake function is switched off.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung eines manuellen Lenkeingriffs in einem Fahrzeug mit einer Steer-by-Brake-Funktion gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Erkennung eines manuellen Lenkeingriffs in einem Fahrzeug mit einer Steer-by-Brake-Funktion gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6.The invention relates to a method for detecting a manual steering intervention in a vehicle with a steer-by-brake function according to the preamble of claim 1. The invention also relates to a device for detecting a manual steering intervention in a vehicle with a steer-by-brake -Function according to the preamble of claim 6.
Ein Lenkeingriff in einem Fahrzeug kann über eine Bremsanlage erzeugt werden (Steer-by-Brake) und bietet damit einen erheblichen Kostenvorteil gegenüber einer elektrischen oder teilelektrischen Lenkung. Eine elektrische oder teilelektrische Lenkung ist mit einem Sensor für Hands-on-Detection (Lenkwinkel-Moment oder kapazitives Lenkrad) ausgestattet. Bei einer Erkennung eines manuellen Lenkeingriffs sollen Assistenz-Systeme ausgeschaltet werden, damit sichergestellt ist dass der Fahrer die Hoheit über das Fahrzeug beibehält.A steering intervention in a vehicle can be generated via a braking system (steer-by-brake) and thus offers a considerable cost advantage compared to electric or partially electric steering. An electric or partially electric steering is equipped with a sensor for hands-on detection (steering angle torque or capacitive steering wheel). If a manual steering intervention is detected, assistance systems should be switched off to ensure that the driver retains control of the vehicle.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Verfahren und eine neuartige Vorrichtung zur Erkennung eines manuellen Lenkeingriffs in einem Fahrzeug mit einer Steer-by-Brake-Funktion anzugeben.The invention is based on the object of specifying a novel method and a novel device for detecting a manual steering intervention in a vehicle with a steer-by-brake function.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Erkennung eines manuellen Lenkeingriffs in einem Fahrzeug mit einer Steer-by-Brake-Funktion mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Vorrichtung zur Erkennung eines manuellen Lenkeingriffs in einem Fahrzeug mit einer Steer-by-Brake-Funktion mit den Merkmalen des Anspruchs 6.The object is achieved according to the invention by a method for detecting a manual steering intervention in a vehicle with a steer-by-brake function with the features of claim 1 and by a device for detecting a manual steering intervention in a vehicle with a steer-by-brake -Function with the features of claim 6.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous configurations of the invention are the subject matter of the dependent claims.
Bei einem Verfahren zur Erkennung eines manuellen Lenkeingriffs in einem Fahrzeug mit einer Steer-by-Brake-Funktion werden in einem Zustandsschätzer auf Basis gemessener Fahrzeugzustandsgrößen, einschließlich einer Bremsdruckdifferenz an einer Vorderachse und einer Geschwindigkeit, sowie bekannter Parameter des Fahrzeugs, einschließlich Lenkrollradius, Spreizung, Nachlauf, einer Relaxationslänge und/oder Lateralsteifigkeit der Reifen des Fahrzeugs und einer Vorderachslast, bei einem Steer-by-Brake-Eingriff ein Erwartungswert eines Lenkwinkels und Erwartungswerte für eine Gierrate und eine Querbeschleunigung berechnet, wobei die Erwartungswerte mit korrespondierenden gemessenen Werten des Lenkwinkels, der Gierrate und der Querbeschleunigung verglichen werden, wobei bei einer Abweichung der gemessenen Werte von den Erwartungswerten geschlussfolgert wird, dass ein manueller Lenkeingriff vorliegt und die Steer-by-Brake-Funktion abgeschaltet wird.In a method for detecting a manual steering intervention in a vehicle with a steer-by-brake function, in a state estimator based on measured vehicle state variables, including a brake pressure difference on a front axle and a speed, as well as known parameters of the vehicle, including steering scrub radius, spread, caster, a relaxation length and/or lateral stiffness of the tires of the vehicle and a front axle load, in a steer-by-brake intervention an expected value of a steering angle and expected values for a yaw rate and a lateral acceleration are calculated, with the expected values being compared with corresponding measured values of the steering angle, the Yaw rate and the lateral acceleration are compared, with a deviation of the measured values from the expected values, it is concluded that a manual steering intervention is present and the steer-by-brake function is switched off.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann auf einen zusätzlichen Sensor (Lenkwinkel-Moment oder kapazitives Lenkrad) durch Verwendung eines Zustandsschätzers basierend auf anderen verfügbaren und/oder beobachtbaren Fahrzeugzustandsdaten verzichtet werden.According to the present invention, an additional sensor (steering angle torque or capacitive steering wheel) can be eliminated by using a state estimator based on other available and/or observable vehicle state data.
Selbst wenn ein solcher Sensor weiterhin verwendet wird, dann kann beim Ausfall des Sensors bei einem Steer-by-Brake-Eingriff trotzdem ein manueller Lenkeingriff erkannt werden.Even if such a sensor continues to be used, if the sensor fails during a steer-by-brake intervention, a manual steering intervention can still be detected.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.
Dabei zeigen:
-
1 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Erkennung eines manuellen Lenkeingriffs in einem Fahrzeug, und -
2 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung zur Erkennung eines manuellen Lenkeingriffs in einem Fahrzeug.
-
1 a schematic view of a device for detecting a manual steering intervention in a vehicle, and -
2 a schematic view of a further embodiment of the device for detection tion of a manual steering intervention in a vehicle.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided with the same reference symbols in all figures.
Die Vorrichtung 1 umfasst einen Zustandsschätzer 2 oder Beobachter, der auf Basis gemessener Fahrzeugzustandsgrößen und bekannter Fahrzeuggeometrien und Eigenschaften, insbesondere Parameter und/oder Konstanten, bei einem Steer-by-Brake-Eingriff einen Erwartungswert LWe eines Lenkwinkels und Erwartungswerte GRe, QBe für Beschleunigungen berechnet.The device 1 comprises a
Die maßgeblichen Fahrzeugzustandsgrößen für die Erwartungswerte der Lenkwinkel LWe und Beschleunigungen GRe, QBe sind:
- - eine Bremsdruckdifferenz Δp, insbesondere an einer Vorderachse des Fahrzeugs,
- - eine Geschwindigkeit v des Fahrzeugs,
- - ein Gewicht G oder eine Masse des Fahrzeugs und/oder deren Verteilung auf die Vorderachse und weitere Achsen des Fahrzeugs, insbesondere eine Vorderachslast VAL.
- - a brake pressure difference Δp, in particular on a front axle of the vehicle,
- - a speed v of the vehicle,
- - A weight G or a mass of the vehicle and/or its distribution to the front axle and other axles of the vehicle, in particular a front axle load VAL.
Zusätzlich werden folgende hinterlegten Fahrzeugparameter berücksichtigt:
- - eine Lenk- und Vorderachsgeometrie des Fahrzeugs, insbesondere ein Lenkrollradius LRR, eine Spreizung S und ein Nachlauf NL,
- - Eigenschaften der Reifen des Fahrzeugs, insbesondere deren Kurvensteifigkeit und/oder Relaxationslänge RL und/oder Lateralsteifigkeit LS.
- - a steering and front axle geometry of the vehicle, in particular a scrub radius LRR, a spread S and a caster NL,
- - Characteristics of the tires of the vehicle, in particular their cornering stiffness and/or relaxation length RL and/or lateral stiffness LS.
Die Erwartungswerte LWe, GRe, QBe werden in einem Vergleicher 3 mit gemessenen Werten, insbesondere dem Lenkwinkel LW und/oder der Gierrate GR und/oder der Querbeschleunigung QB verglichen. Weicht der gemessene Lenkwinkel LW und/oder die gemessene Beschleunigung, beispielsweise die Gierrate GR und/oder die Querbeschleunigung QB und deren Verlauf vom jeweiligen Erwartungswert LWe, GRe, QBe ab, dann wird geschlussfolgert, dass ein manueller Lenkeingriff ME des Fahrers vorliegt. Wenn dies der Fall ist, dann kann die Steer-by-Brake-Funktion abgeschaltet werden.The expected values LW e , GR e , QB e are compared in a
Bei einem Steer-By-Brake-Vorgang ergeben sich abhängig von den Eingangsgrößen Bremsdruckdifferenz Δp an der Vorderachse und Geschwindigkeit v, sowie den Parametern Lenkrollradius LRR, Spreizung S, Nachlauf NL, Lateralsteifigkeit LS und Vorderachslast VAL die Ausgangsgrößen Lenkwinkel LW und die von der Geschwindigkeit v abhängigen Beschleunigungen Gierrate GR und Querbeschleunigung QB. Daraus resultieren eine Kurvenkrümmung, eine Änderung der gemessenen Spurlage SL und eine Änderung der gemessenen lateralen Abstände D zu Nebenobjekten.In a steer-by-brake process, depending on the input variables brake pressure difference Δp on the front axle and speed v, as well as the parameters scrub radius LRR, spread S, caster NL, lateral stiffness LS and front axle load VAL, the output variables steering angle LW and those from the speed result v dependent accelerations yaw rate GR and lateral acceleration QB. This results in a curve curvature, a change in the measured lane position SL and a change in the measured lateral distances D to adjacent objects.
Bei einem manuellen Lenkeingriff ME ergeben sich abhängig von den Eingangsgrößen Geschwindigkeit v und Lenkwinkel LW sowie den Parametern Radstand RS und Eigenlenkgradient die Ausgangsgrößen Kurvenkrümmung und die von der Geschwindigkeit v abhängigen Beschleunigungen Gierrate GR und Querbeschleunigung QB.In the case of a manual steering intervention ME, depending on the input variables speed v and steering angle LW as well as the parameters wheelbase RS and self-steering gradient, the output variables curve curvature and the accelerations yaw rate GR and lateral acceleration QB dependent on the speed v result.
Die Vorrichtung 1 umfasst einen Zustandsschätzer 2 oder Beobachter, der auf Basis gemessener Fahrzeugzustandsgrößen und bekannter Fahrzeuggeometrien und Eigenschaften, insbesondere Parameter und/oder Konstanten, bei einem Steer-by-Brake-Eingriff einen Erwartungswert LWe eines Lenkwinkels und Erwartungswerte GRe, QBe für Beschleunigungen, insbesondere den Erwartungswert GRe einer Gierrate und den Erwartungswert QBe einer Querbeschleunigung, sowie eine prädizierte Spurlage SLp und prädizierte Abstände Dp zu Nebenobjekten berechnet.The device 1 comprises a
Die maßgeblichen Fahrzeugzustandsgrößen für die Erwartungswerte der Lenkwinkel LWe und Beschleunigungen GRe, QBe sind:
- - die Bremsdruckdifferenz Δp, insbesondere an einer Vorderachse des Fahrzeugs, optional auch an einer Hinterachse,
- - die Geschwindigkeit v des Fahrzeugs,
- - ein Gewicht G oder eine Masse des Fahrzeugs und/oder deren Verteilung auf die Vorderachse und weitere Achsen des Fahrzeugs, insbesondere eine Vorderachslast VAL und optional weitere Achslasten.
- - the brake pressure difference Δp, in particular on a front axle of the vehicle, optionally also on a rear axle,
- - the speed v of the vehicle,
- - A weight G or a mass of the vehicle and/or its distribution to the front axle and other axles of the vehicle, in particular a front axle load VAL and optionally other axle loads.
Zusätzlich werden folgende hinterlegten Fahrzeugparameter berücksichtigt:
- - eine Lenk- und Vorderachsgeometrie des Fahrzeugs, insbesondere ein Lenkrollradius LRR, eine Spreizung S und ein Nachlauf NL, sowie eine Spur SP und ein Radstand RS,
- - Eigenschaften der Reifen des Fahrzeugs, insbesondere deren Kurvensteifigkeit und/oder Relaxationslänge RL und/oder Lateralsteifigkeit LS.
- - A steering and front axle geometry of the vehicle, in particular a scrub radius LRR, a spread S and a caster NL, as well as a track SP and a wheelbase RS,
- - Characteristics of the tires of the vehicle, in particular their cornering stiffness and/or relaxation length RL and/or lateral stiffness LS.
Die Erwartungswerte LWe, GRe, QBe, die prädizierte Spurlage SLp und die prädizierten Abstände Dp zu Nebenobjekten werden in einem Vergleicher 3 mit jeweils korrespondierenden gemessenen Werten, insbesondere dem Lenkwinkel LW, der Gierrate GR, der Querbeschleunigung QB, einer Spurlage SL und Abständen D zu Nebenobjekten verglichen, um einen manuellen Lenkeingriff ME des Fahrers zu detektieren. Auf das jeweilige Ergebnis des Vergleichs wird eine Betragswertbildung BW, eine Filterung F, eine Gewichtung und ein Test T auf Überschreitung eines Schwellwertes angewandt. In einer Verknüpfungseinheit 4 werden die so bearbeiteten Signale miteinander verknüpft, um ein Ausmaß A des manuellen Lenkeingriffs ME zu bestimmen. Abhängig von diesem Ausmaß A kann entschieden werden, ob die Steer-by-Brake-Funktion abgeschaltet wird.The expected values LW e , GR e , QB e , the predicted track position SL p and the predicted distances D p to secondary objects are compared in a
Der Zustandsschätzer 2 kann zur Modellierung eines Steer-by-Brake-Vorgangs anhand der genannten Eingangsdaten ausgebildet sein. Hierzu können dem Zustandsschätzer 2 die gemessenen Werte Lenkwinkel LW, Gierrate GR, Querbeschleunigung QB, Spurlage SL und Abstände D zu Nebenobjekten als Initialwerte zugeführt werden.The
Die gemessenen Größen können gefiltert sein. Die Filterung F kann konventionell oder modellgestützt (beispielsweise Beobachter, Kalmanfilter oder Particlefilter) erfolgen.The measured quantities can be filtered. The filtering F can be conventional or model-based (for example observer, Kalman filter or particle filter).
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Vorrichtung zur Erkennung eines manuellen LenkeingriffsDevice for detecting a manual steering intervention
- 22
- Zustandsschätzerstate estimator
- 33
- Vergleichercomparator
- 44
- Verknüpfungseinheit linkage unit
- AA
- Ausmaßextent
- BWBW
- Betragswertbildungabsolute value formation
- DD
- Abstände zu NebenobjektenDistances to secondary objects
- Dpdp
- prädizierte Abstände zu Nebenobjektenpredicted distances to secondary objects
- Ff
- Filterungfiltering
- GG
- GewichtWeight
- GRGR
- Gierrateyaw rate
- GReGRe
- Erwartungswert GierrateExpected yaw rate
- LRRLRR
- Lenkrollradiusscrub radius
- LSLS
- Lateralsteifigkeitlateral stiffness
- LWLw
- Lenkwinkelsteering angle
- LWeLWe
- Erwartungswert eines LenkwinkelsExpected value of a steering angle
- MEME
- manueller Lenkeingriffmanual steering intervention
- NLNL
- Nachlauftrailing
- QBQB
- Querbeschleunigunglateral acceleration
- QBeQBe
- Erwartungswert QuerbeschleunigungExpected lateral acceleration
- RLRL
- Relaxationslängerelaxation length
- RSRS
- Radstandwheelbase
- SS
- Spreizungspread
- SLSL
- Spurlagetracking
- SLpSLp
- prädizierte Spurlagepredicted lane position
- SPSP
- Spurtrack
- TT
- Test auf Überschreitung eines SchwellwertesTest for exceeding a threshold
- vv
- Geschwindigkeitspeed
- VALVAL
- Vorderachslastfront axle load
- ΔpΔp
- Bremsdruckdifferenzbrake pressure difference
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- EP 2448795 B1 [0003]EP 2448795 B1 [0003]
Claims (6)
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DE102023109635.4A DE102023109635A1 (en) | 2023-04-17 | 2023-04-17 | Method and device for detecting a manual steering intervention in a vehicle with a steer-by-brake function |
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ID=86498508
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DE102023109635.4A Pending DE102023109635A1 (en) | 2023-04-17 | 2023-04-17 | Method and device for detecting a manual steering intervention in a vehicle with a steer-by-brake function |
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DE (1) | DE102023109635A1 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2448795B1 (en) | 2009-06-29 | 2017-08-30 | Volvo Lastvagnar AB | A method and a system for changing a vehicle's trajectory |
-
2023
- 2023-04-17 DE DE102023109635.4A patent/DE102023109635A1/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2448795B1 (en) | 2009-06-29 | 2017-08-30 | Volvo Lastvagnar AB | A method and a system for changing a vehicle's trajectory |
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Legal Events
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