DE112022001245T5

DE112022001245T5 - Spurhalteassistent auf basis der abweichungsrate

Info

Publication number: DE112022001245T5
Application number: DE112022001245.5T
Authority: DE
Inventors: Srimathi Srivatsan; Apurva Jamaiyar
Original assignee: RH Sheppard Co Inc
Current assignee: RH Sheppard Co Inc
Priority date: 2021-02-26
Filing date: 2022-02-02
Publication date: 2024-01-18
Also published as: CA3206730A1; US11772648B2; JP2024509121A; WO2022182486A1; US20220274596A1; MX2023009322A

Abstract

Die vorliegende Offenbarung betrifft ein System und ein Verfahren zur Bereitstellung von Unterstützung, um ein Fahrzeug innerhalb einer Fahrspur zu halten. Insbesondere betrifft die vorliegende Offenbarung ein System und ein Verfahren zur Steuerung der Höhe der von der Änderungsgeschwindigkeit des Abstands zwischen dem Fahrzeug und einer Spurmarkierung auf einer Seite der Fahrspur abhängigen Unterstützung. Weiterhin betrifft die vorliegende Offenbarung einen Herstellungsgegenstand, umfassend ein nichtflüchtiges Rechnerspeichermittel mit einem darin kodierten Rechnerprogramm, das bei der Ausführung durch eine Steuerung Unterstützung bietet, um ein Fahrzeug innerhalb der Fahrspur zu halten.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
a. Gebiet der Erfindung
Die Offenbarung betrifft ein System und ein Verfahren zur Bereitstellung von Unterstützung, um ein Fahrzeug innerhalb einer Fahrspur zu halten. Insbesondere betrifft diese Offenbarung ein System und ein Verfahren zur Steuerung der Höhe der von der Änderungsgeschwindigkeit des Abstands zwischen dem Fahrzeug und einer Spurmarkierung auf einer Seite der Fahrspur abhängigen Unterstützung.
b. Technischer Hintergrund
Herkömmliche Fahrzeuge umfassen Servolenkungssysteme, die den Fahrzeugführer beim Lenken des Fahrzeugs unterstützen, indem sie die durch den Fahrer beim Drehen des Lenkrads aufgebrachte Kraft verstärken. Auch umfassen moderne Fahrzeuge häufig ein Spurhalteassistentensystem, das Bestandteile des gleichen Servolenkungssystems verwendet, um den Fahrzeugführer beim Halten einer Lage des Fahrzeugs bezüglich einer Fahrspur zu unterstützen. Zum Beispiel kann das System der durch den Fahrer aufgebrachten Kraft in Situationen, bei denen das Fahrzeug aus der Fahrspur abdriften, oder einem unbeabsichtigten Spurwechsel aufgrund z.B. vom Fahrerfehler, Müdigkeit oder Ablenkungen entgegenwirken.
Spurhalteassistentensysteme bieten einen wesentlichen Sicherheitsvorteil für Fahrzeugführer und auch für Fahrer von umliegenden Fahrzeugen, Fußgängern und Stra-ßenarbeitern. Auch helfen Spurhalteassistentensysteme dabei, die Verkehrsinfrastruktur zu schützen. Häufig sind Spurhalteassistentensysteme jedoch komplex und auf Hardware im Fahrzeug bzw. auf Kommunikationsprotokolle angewiesen, die firmeneigen oder sonst fahrzeugspezifisch sind. Im Ergebnis können die Systeme nicht einfach an eine Anwendung unter unterschiedlichen Fahrzeugen angepasst werden.
Die vorliegende Erfindung hat die Notwendigkeit eines Systems und eines Verfahrens zur Bereitstellung von Unterstützung beim Halten eines Fahrzeugs innerhalb einer Fahrspur erkannt, mit welchen eine oder mehrere der oben bezeichneten Schwächen minimiert bzw. eliminiert werden.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Diese Offenbarung betrifft ein System und ein Verfahren zur Unterstützung, um ein Fahrzeug innerhalb einer Fahrspur zu halten. Insbesondere betrifft diese Offenbarung ein System und ein Verfahren zur Steuerung der Höhe der von der Änderungsgeschwindigkeit des Abstands zwischen dem Fahrzeug und einer Spurmarkierung auf einer Seite der Fahrspur abhängigen Unterstützung.
Eine Ausführungsform eines Spurhalteassistentensystems für ein Fahrzeug umfasst eine Spurhalteassistentensteuerung, die ausgebildet ist, ein erstes Signal, das einen Wert für einen Abstand von einem Punkt an dem Fahrzeug bis zur Kante einer Spurmarkierung auf einer Seite einer Fahrspur für das Fahrzeug zu einem ersten Zeitpunkt aufweist, und ein zweites Signal, das einen Wert für den Abstand von dem Punkt an dem Fahrzeugt bis zur Kante der Spurmarkierung zu einem zweiten nach dem ersten Zeitpunkt liegenden Zeitpunkt aufweist, zu empfangen. Weiterhin ist die Steuerung dazu ausgebildet, eine vom ersten und zweiten Signal abhängige Änderungsgeschwindigkeit des Abstands von dem Punkt auf dem Fahrzeug bis zur Kante der Spurmarkierung zu bestimmen. Ferner ist die Spurhalteassistentensteuerung dazu ausgebildet, ein von der Änderungsgeschwindigkeit abhängiges Servolenkungssystem-Steuerungssignal zu erzeugen. Das Servolenkungssystem-Steuerungssignal ist dazu ausgebildet, eine Kraft auf der Lenkung des Fahrzeugs zu erzeugen, die zur Steuerung der Lage des Fahrzeugs relativ zur Fahrspur mit einem oder mehreren lenkbaren Rädern an dem Fahrzeug verbunden ist. Die Höhe der Kraft hängt von der Änderungsgeschwindigkeit ab.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zur Bereitstellung einer Unterstützung zum Halten des Fahrzeugs innerhalb von einer Fahrspur weist den Schritt eines Empfangens eines ersten Signals, das einen Wert für einen Abstand von einem Punkt an dem Fahrzeug bis zur Kante einer Spurmarkierung auf einer Seite einer Fahrspur für das Fahrzeug zu einem ersten Zeitpunkt umfasst. Weiterhin umfasst das Verfahren den Schritt eines Empfangens eines zweiten Signals, das einen Wert für den Abstand von dem Punkt an dem Fahrzeug bis zur Kante der Spurmarkierung zu einem zweiten nach dem ersten Zeitpunkt liegenden Zeitpunkt umfasst. Weiterhin umfasst das Verfahren den Schritt einer Bestimmung einer vom ersten und zweiten Signal abhängigen Änderungsgeschwindigkeit des Abstands von dem Punkt auf dem Fahrzeug bis zur Kante der Spurmarkierung. Ferner umfasst das Verfahren den Schritt eines Erzeugens eines von der Änderungsgeschwindigkeit abhängigen Servolenkungssystem-Steuerungssignals. Das Servolenkungssystem-Steuerungssignal ist dazu ausgebildet, eine Kraft auf der Lenkung des Fahrzeugs zu erzeugen, die zur Steuerung der Lage des Fahrzeugs relativ zur Fahrspur mit einem oder mehreren lenkbaren Rädern an dem Fahrzeug verbunden ist. Die Höhe der Kraft hängt von der Änderungsgeschwindigkeit ab.
Eine Ausführungsform eines Herstellungsgegenstands umfasst ein nichtflüchtiges Rechnerspeichermittel mit einem darin kodierten Rechnerprogramm, das bei der Ausführung durch eine Steuerung Unterstützung bietet, um ein Fahrzeug innerhalb der Fahrspur zu halten. Das Rechnerprogramm umfasst Code zur Bestimmung einer von einem ersten Signal abhängigen Änderungsgeschwindigkeit eines Abstands von dem Punkt an dem Fahrzeug bis zur Kante einer Spurmarkierung auf einer Seite einer Fahrspur für das Fahrzeug, wobei das erste Signal einen Wert für den Abstand von einem Punkt an dem Fahrzeug bis zur Kante einer Spurmarkierung zu einem ersten Zeitpunkt umfasst, und wobei das zweite Signal einen Wert für den Abstand von einem Punkt auf dem Fahrzeug bis zur Kante einer Spurmarkierung zu einem zweiten nach dem ersten liegenden Zeitpunkt umfasst. Ferner umfasst das Programm Code zum Erzeugen eines von der Änderungsgeschwindigkeit abhängigen Servolenkungssystem-Steuerungssignals. Das Servolenkungssystem-Steuerungssignal ist dazu ausgebildet, eine Kraft auf der Lenkung des Fahrzeugs zu erzeugen, die zur Steuerung der Lage des Fahrzeugs relativ zur Fahrspur mit einem oder mehreren lenkbaren Rädern an dem Fahrzeug verbunden ist. Die Höhe der Kraft hängt von der Änderungsgeschwindigkeit ab.
Ein erfindungsgemäßes System und ein Verfahren zur Bereitstellung von Unterstützung, um ein Fahrzeug innerhalb einer Fahrspur zu halten, bieten Vorteile gegenüber herkömmlichen Systemen und Verfahren. Das offenbarte System und Verfahren bieten dem Fahrzeugführer Unterstützung dabei, die Lage des Fahrzeugs innerhalb einer Fahrspur zu halten, die verlässlich ist und die das dynamische Fahrzeugverhalten berücksichtigt. Dabei erfüllen das System und das Verfahren diese Funktion, auch wenn sie weniger komplex als herkömmliche Systeme und Verfahren sind, und ohne auf Hardware bzw. Kommunikationsprotokolle angewiesen zu werden, die firmeneigen bzw. sonst fahrzeugspezifisch sind. Im Ergebnis können das System und das Verfahren einfach an eine Anwendung unter unterschiedlichen Fahrzeugen angepasst werden.
Die vorstehenden Erläuterungen sowie weitere Aspekte, Merkmale, Einzelheiten, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile des offenbarten Systems und Verfahrens sind aus dem Lesen der folgenden Beschreibung bzw. Ansprüche und aus einer Prüfung der begleitenden Zeichnungen ersichtlich.
KURZSCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine schematische Ansicht des Fahrzeugs, die eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spurhalteassistentensystems umfasst,
2 ist ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bereitstellung von Unterstützung, ein Fahrzeug innerhalb einer Fahrspur zu halten.

EINGEHENDE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Mit Bezug auf die Zeichnungen, in denen identische Bauteile in den unterschiedlichen Ansichten mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden, stellt die 1 ein Fahrzeug 10 dar, das ein erfindungsgemäßes Spurhalteassistentensystem umfasst. In der dargestellten Ausführungsform umfasst das Fahrzeug 10 ein gewerbliches Fahrzeug, insbesondere einen Sattelzug mit einem Schlepper 12 bzw. einer Antriebseinheit sowie einem oder mehreren Anhängern 14 bzw. gezogene Teile. Dabei ist jedoch zu verstehen, dass das hier beschriebene Spurhalteassistentensystem auch mit mehreren anderen gewerblichen Fahrzeigen (z.B. Autobussen) sowie nichtgewerblichen Fahrzeugen (z.B. Automobilen) Verwendung finden kann. Das Fahrzeug 10 umfasst eines oder mehrere lenkbare Räder 16, ein Lenkgestänge 18 und ein Servolenkungssystem 20. Weiterhin kann das Fahrzeug 10 mehrere weitere erforderliche oder optionale Sicherheitssysteme umfassen, einschließlich, aber nicht ausschließlich, eines Abbiegesignalsystems 22, eines Notbremssystems 24, eines Stabilitätskontrollsystems 26 sowie eines Überrollschutzsystems 28. Weiterhin umfasst das Fahrzeug 10 ein erfindungsgemäßes Spurhalteassistentensystem 30. Die Systeme 20, 22, 24, 26, 28 und 30 können über einen herkömmlichen Fahrzeugkommunikationsbus 32, insbesondere eines CAN-Busses (Control Area Network) verbunden werden bzw. über sie kommunizieren. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Bus 32 ausgebildet, Daten gemäß dem Kommunikationsprotokoll J1939 der Society of Automotive Engineers zu übertragen.
Zur Auflage auf und zum Antreiben des Fahrzeugs 10 entlang einer Fahrbahn sind Räder 16 vorgesehen. In der dargestellten Ausführungsform sind die Räder 16 an beiden Seiten des Fahrzeugs lenkbare Räder und bilden zusammen Teil einer Lenkachse. Dabei ist zu verstehen, dass das Fahrzeug 10 auch eines oder mehrere angetriebene Räder (nicht gezeigt) auf beiden Seiten des Fahrzeugs umfasst, die zusammen Teil Antriebsachse bilden und die durch eine Antriebseinheit (z.B. einen Verbrennungsmotor) an dem Fahrzeug 10 angetrieben werden. Ferner kann das Fahrzeug 10 einen oder mehrere Sätze nicht angetriebener, nicht gelenkter Räder (nicht gezeigt) an jeder Seite des Fahrzeugs (z.B. als Teil einer Anhängerachse 14 an dem Anhänger 14) umfassen.
Das Lenkgestänge 18 verbindet die Räder 16 mit dem Lenkmechanismus für das Fahrzeug 10, insbesondere mit einer Lenkung des Servolenkungssystems 20, der die Lenkeingabe des Fahrzeugführers (z.B. über ein Lenkrad und eine Lenksäule (nicht gezeigt) zum Gestänge 18 und schließlich zu den Rädern 16 überträgt. Das Gestänge 18 umfasst eine Kombination von Stangen und Hebeln, die über die Lenkung zum Verdrehen der Räder 16 seitlich bewegt werden. Das Gestänge 18 kann z.B. Achsschenkel, Zugstangen, Verbindungsstücke, einen Lenkzwischenhebel und einen durch die Lenkung angetriebenen Lenkhebel umfassen.
Zur Übertragung und Verstärkung der (z.B. über ein Lenkrad (nicht gezeigt)) durch den Fahrzeugführe in das Lenkgestänge eingeleiteten Kräfte zum Verdrehen der Räder 16 ist ein Servolenkungssystem 20 vorgesehen. Erfindungsgemäß wird das System 20 auch zur Unterstützung des Fahrzeugführers beim Halten der Lage des Fahrzeugs 10 relativ zu einer Fahrspur in Abhängigkeit von durch das Spurhalteassistentensystem 30 erzeugten Signalen vorgesehen. Das System 20 umfasst eine Lenkung, die die Lenkeingaben des Fahrzeugführers in das Lenkgestänge 18 überträgt. Die Lenkung kann ein Zahnstangengetriebe oder ein Kugelumlaufgetriebe umfassen. Ferner kann das System 20 einen Elektromotor und eine Motorsteuerung umfassen, die Eingabesignale von dem Lenkwinkel und den Drehmomentsensoren an der Lenksäule empfängt und Ausgabesignale zur Steuerung des Motors erzeugt, um den Motor anzusteuern, die Bewegung der Lenksäule bzw. Bestandteile der Lenksäule zu unterstützen. Die Motorsteuerung kann auch Eingabesignale von anderen Fahrzeugsystemen, einschließlich eines erfindungsgemäßen Spurhalteassistentensystems 30, empfangen.
Zur Erzeugung eines Hinweises, dass der Fahrzeugführer abbiegen oder bei einer mehrspurigen Straße die Spur wechseln will, ist ein Abbiegesignalsystem 22 vorgesehen. Das System 22 umfasst eine Fahreroberfläche (nicht gezeigt) wie z.B. einen Hebel, über die der Fahrzeugführer eingibt, dass er abbiegen bzw. die Spur wechseln will. Das System 22 umfasst auch einen oder mehrere Anzeigen (nicht gezeigt) auf der Außenseite des Fahrzeugs (z.B. eine sichtbare Anzeige wie z.B. ein blinkendes Licht), der als Reaktion auf die Eingabe des Fahrers aktiviert werden kann, um andere Fahrzeugführer bzw. Fußgänger auf die Absicht des Fahrzeugführers hinzuweisen, sowie auf der Innenseite des Fahrzeugs (z.B. eine visuelle Anzeige wie z.B. ein blinkendes Licht bzw. eine hörbare Anzeige wie z.B. ein sich wiederholendes Geräusch), um den Fahrzeugführer darauf hinzuweisen, dass die Fahrereingabe erkannt wurde.
Das Notbremssystem 24 aktiviert Radbremsen (nicht gezeigt) am Fahrzeug 10 als Reaktion auf vorbestimmte Bedingungen (z.B. eine drohende Kollision mit einem anderen Fahrzeug, einem Fußgänger oder Verkehrsinfrastruktur). Das System 24 kann Sensoren umfassen, die ausgebildet sind, diverse Umstände außerhalb des Fahrzeugs (z.B. das Vorhandensein von bzw. der Abstand zu anderen Fahrzeugen, zu Fußgängern oder Verkehrsinfrastruktur, Umgebungsbedingungen usw.) und innerhalb des Fahrzeugs (z.B. Handlungsunfähigkeit des Fahrers) zu erfassen. Dabei können die Sensoren Kameras, RADAR- oder LiDAR-Systeme, Feuchtigkeitssensoren, oder Sensoren anderer Art umfassen. Ferner kann das System 24 eine Steuerung umfassen, die ausgebildet ist, von den Sensoren erzeugte Signale zu empfangen und Steuerungssignale zur Ansteuerung von Bestandteilen des Fahrzeugbremssystems (z.B. Flüssigkeitssteuerungsventilen) zur Justierung des Bremsens des Fahrzeugs zu erzeugen.
Das Stabilitätssteuerungssystem 26 ist zum Halten eine Fahrtrichtung für das Fahrzeug 10 vorgesehen, die mit der von dem Fahrer gewollten Richtung übereinstimmt, wie durch die Lenkeingabe des Fahrers angegeben. Das System 26 kann Sensoren umfassen, die ausgebildet sind, diverse Bedingungen zu erfassen, einschließlich eines Gierratensensors, Radgeschwindigkeitsensoren- und eines Lenkwinkelsensors. Ferner kann das System 26 eine Steuerung umfassen, die ausgebildet ist, von den Sensoren erzeugte Signale zu empfangen und Steuerungssignale zur Ansteuerung von Bestandteilen des Bremssystems des Fahrzeugs (z.B. Flüssigkeitssteuerungsventile), um das Bremsen des Fahrzeugs bzw. Bestandteile des Antriebssystems des Fahrzeugs (z.B. Luft- und Flüssigkeitsaufnahmen) einzustellen, um das Fahrzeug 10 so neu zu positionieren, dass die tatsächliche Fahrtrichtung mit der gewollten Fahrtrichtung übereinstimmt. Insbesondere kann das System 26 kontinuierlich die gewollte Richtung des Fahrzeugs 10, wie durch Signale von einem Lenkwinkelsensor bestimmt, mit der tatsächlichen Richtung des Fahrzeugs 10 zu vergleichen, wie durch einen Gierratensensor bestimmt, der die Winkelgeschwindigkeit des Fahrzeugs 10 um seine vertikale (Gier-) Achse misst. Weichen die gewollte und die tatsächliche Richtung des Fahrzeugs 10 voneinander ab, erzeugt die Steuerung Ansteuerungssignale entweder für den Fahrzeugmotor oder für die Radbremsen bzw. für alle zwei, um das Drehmoment an einem oder mehreren Rädern des Fahrzeugs 10 derart anzusteuern, dass die tatsächliche Richtung des Fahrzeugs 10 mit der gewollten Richtung übereinstimmt.
Das Überrollschutzsystem 28 ist vorgesehen, um ein Überrollen des Fahrzeugs 10 zu unterdrücken. Das System 28 kann Sensoren umfassen, die ausgebildet sind, diverse Bedingungen zu erfassen, einschließlich eines Gierraten- oder Lenkwinkelsensors bzw. einer inertialen Messeinheit (IMU - inertial measurement unit). Ferner kann das System 28 eine Steuerung umfassen, die ausgebildet ist, von den Sensoren erzeugte Signale zu empfangen und Steuerungssignale zur Ansteuerung von Bestandteilen des Bremssystems des Fahrzeugs (z.B. Flüssigkeitssteuerungsventile) bzw. Bestandteilen des Antriebssystems des Fahrzeugs (z.B. Luft bzw. Flüssigkeitsaufnahme eines Verbrennungsmotors) bzw. von Bestandteilen des Fahzeugradaufhängungssystems, um durch ein Überrollen eines Fahrzeugs 10 verursachten Kräften entgegenzuwirken.
Das Spurhalteassistentensystem 30 bietet Unterstützung, um ein Fahrzeug innerhalb einer Fahrspur zu halten. Erfindungsgemäß bestimmt das System 30 die Änderungsgeschwindigkeit eines Abstands zwischen einem Punkt an einem Fahrzeug (wie z.B. einer Außenkante eines Rads 16 oder eines auf dem Rad 16 befindlichen Reifens) und einer Spurmarkierung (auch als „Abweichungsrate“ („rate of departure“) bekannt) einer Fahrspur und justiert die Höhe der dem Fahrzeugführer in Abhängigkeit von der Änderungsgeschwindigkeit gebotenen Unterstützung (z.B. durch Erhöhen der Höhe der Unterstützung bei einem Erhöhen der Änderungsgeschwindigkeit). Auf diese Weise kann das System 30 dem Fahrzeugführer Unterstützung bieten, die Lage des Fahrzeugs innerhalb einer Fahrspur zu halten, die verlässlich ist, die das dynamische Fahrzeugverhalten berücksichtigt und dabei schon vorhandene Hardware- und Kommunikationsprotokolle verwendet, sodass das System zur Verwendung mit mehreren Fahrzeugen benützt werden kann. Das System 30 kann eine oder mehrere Kameras 34, eine Kamerasteuerung 36, und eine Spurhalteassistentensteuerung 38 umfassen.
Die Kamera 34 ist ausgebildet, Bilder einer Fahrspur 40 für ein Fahrzeug 10 zu erfassen. Die Bilder umfassen Spurmarkierungen 42, 44 auf beiden Seiten der Fahrspur 40. In der dargestellten Ausführungsform ist die Fahrspur 40 für das Fahrzeug 10, die am weitesten rechts liegende Fahrspur auf einer Straße mit mehreren in derselben Fahrtrichtung weisenden Fahrspuren. Deshalb ist die Spurmarkierung 42 eine unterbrochene Spurmarkierung, die die Abgrenzung zwischen der Fahrspur 40 für das Fahrzeug 10 und einer angrenzenden Fahrspur 46 markiert. Die Spurmarkierung 44 stellt eine nicht unterbrochene bzw. durchgehende Spurmarkierung dar, die die Abgrenzung zwischen der Fahrspur 40 und einem abseits der Straße liegenden Bereich markiert. Die Kamera 34 kann eine Digitalkamera umfassen und kann an der Windschutzscheibe des Fahrzeugs montiert werden. Die Kamera kann zum Beispiel die Kamera umfassen, die Teil des durch die Fa. Bendix Commercial Vehicle Systems LLC vertriebenen Systems AutoVue® Lane Departure Warning System ist. Ein Vorteil des offenbarten Systems und Verfahrens sieht vor, dass ein verlässliches und dynamisches Spurhalteassistentensystem 30 mittels nur einer Kamera 34 ohne zusätzliche Sensoren realisiert werden kann.
Die Kamerasteuerung 16 ist ausgebildet, von der Kamera 34 erzeugte Bilder zu verarbeiten und von den Bildern abhängige Signale zu erzeugen, die aus den Bildern gewonnene Informationen umfassen. Erfindungsgemäß umfassen die Signale Werte für die Abstände d_L und d_R von Punkten an beiden Seiten des Fahrzeugs 10 (z.B. an der Außenseite der Räder 16) zur Innenkante 50, 52 der jeweiligen Spurmarkierungen 42, 44 auf der jeweiligen Seite des Fahrzeugs 10. Dabei können die Signale das Left-Wheel-Lane-Departure-Distance-Signal (J1939, SPN8139 - Spurverlassenssignal für das linke Rad) und das Right-Wheel-Lane Departure-Distance-Signal (J1939 SPN 8140 - Spurverlassenssignal für das rechte Rad). Die Steuerung 36 kann einen programmierbaren Mikroprozessor bzw. eine Mikrosteuerung oder eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) umfassen. Die Steuerung 36 kann einen Hauptprozessor (CPU), einen Speicher, und eine Eingabe/Ausgabe-(I/O) -Schnittstelle umfassen, über die eine Steuerung 36 mehrere Eingabesignale empfangen und mehrere Ausgabesignale über einen Bus 32 übertragen kann. Die Eingabesignale können Bildinformationen von der Kamera 34 umfassen. Die Ausgabesignale können aus den von der Kamera 34 erfassten Bildern gewonnene Informationen, wie oben dargelegt, umfassen. Die Steuerung 36 kann zum Beispiel den Spurverlassungswarnungsrechner umfassen, der Teil des durch die Fa. Bendix Commercial Vehicle Systems LLC vertriebenen Systems AutoVue® Lane Departure Warning System ist.
Die Spurhalteassistentensteuerung 38 ist ausgebildet, in Abhängigkeit von den von der Kamerasteuerung 36 empfangenen Signalen Steuerungssignale für das Servolenkungssystem 20 zu erzeugen, um bei Bedarf eine Kraft auf einer Lenkung des Servolenkungssystems 20 und schließlich auf dem Lenkgestänge 18 zu erzeugen, um die Lage des Fahrzeugs 10 bezüglich der Fahrspur 40 zu erzeugen. Die Steuerung 38 kann einen programmierbaren Mikroprozessor bzw. eine Mikrosteuerung oder eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) umfassen. Mit Bezug auf die 1 kann in der dargestellten Ausführungsform die Steuerung 38 einen Hauptprozessor (CPU), einen Speicher, und eine Eingabe/Ausgabe-(I/O)-Schnittstelle umfassen, über die eine Steuerung 38 mehrere Eingabesignale empfangen und mehrere Ausgabesignale über einen Bus übertragen kann. Die Eingabesignale können neben den Signalen von der Kamerasteuerung 36 von dem Abbiegesignalsystem 22, von dem Notbremssystem 24, von dem Stabilitätskontrollsystem 26 und von dem Überrollschutzsystem 28 empfangene Signale umfassen. Die Ausgabesignale umfassen Steuerungssignale für das Servolenkungssystem 20, können aber auch Signale umfassen, die zur Erzeugung von Informationen und/oder Warnungen für den Fahrzeugführer verwendet werden. In der dargestellten Ausführungsform sind die Kamerasteuerung 36 und die Spurhalteassistentensteuerung 38 separate Steuerungen. Es ist jedoch zu verstehen, dass die Funktionalität der Steuerungen 36, 38 in einer einzigen Steuerung vereinigt werden können.
Erfindungsgemäß kann die Steuerung 38 mit entsprechenden Programmieranweisungen (d.h. Software oder einem Rechnerprogramm) zur Durchführung eines Verfahrens zur Bereitstellung von Unterstützung beim Halten eines Fahrzeugs 10 innerhalb einer Fahrspur 40, wie unten beschrieben, ausgebildet werden. Einige oder alle der Programmieranweisungen können in einem nichtflüchtigen Rechnerspeichermittel wie z.B. einem Speicher 56 kodiert werden und können durch die Steuerung 38 ausgeführt werden. Nunmehr mit Bezug auf die kann eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Bereitstellung von Unterstützung beim Halten eines Fahrzeugs 10 innerhalb einer Fahrspur 40 mit dem Schritt 60 beginnen, ein Bild von einer Fahrspur 40 für das Fahrzeug 10 zu einem Zeitpunkt t₁ mit einer Kamera 34 zu erfassen. Das Sichtfeld der Kamera sollte breit genug sein, damit das Bild die Spurmarkierungen 42, 44 auf beiden Seiten der Fahrspur 40 erfasst.
Fortgesetzt werden kann das Verfahren mit dem Schritt 62, ein oder mehrere Signale mit aus dem Bild gewonnenen Informationen in Abhängigkeit eines zum Zeitpunkt t₁ aufgenommenen Bild zu erzeugen. Dabei umfassen die Signale Werte für Abstände von Punkten auf beiden Seiten des Fahrzeugs 10 wie z.B. die Außenkante von Räder 16 bzw. von auf den Rädern 16 befindlichen Reifen zu den Kanten 50, 52 von entsprechenden Spurmarkierungen 40. 42 zu einem Zeitpunkt t₁. Mit Bezug auf die Abbildung, können die Signale einen Wert für den Abstand d_L von der Außenkante eines Rads 16 auf der linken Seite des Fahrzeugs 10 zur Innenkante 50 der Spurmarkierung 40 zu einem Zeitpunkt t₁ sowie einen Wert für den Abstand d_R von der Außenkante eine Rads 16 auf der rechten Seite des Fahrzeugs 10 zur Innenkante 62 der Spurmarkierung 42 zu dem Zeitpunkt t₁ umfassen.
Fortgesetzt werden kann das Verfahren mit dem Schritt 65 zur Bestimmung, ob mehr als ein Bild durch die Kamera 34 erfasst und durch die Steuerung 36 verarbeitet werden. Wird nur ein einziges Bild erfassten und verarbeitet, werden die Schritte 60 und 62 von dem Verfahren so wiederholt, dass die Kamera 34 ein weiteres Bild der Fahrspur 40 zu einem nach dem Zeitpunkt t₁ liegenden Zeitpunkt t₂ erfasst und die Kamerasteuerung 36 erzeugt in Abhängigkeit von einem zu einem Zeitpunkt t₂ aufgenommenen Bild ein oder mehrere Signale mit Informationen aus dem Bild, die Werte für die Abstände d_L und d_R zu einem Zeitpunkt t₂ umfasst. Sobald mehrere Bilder durch die Kamera 34 erfasst und durch die Steuerung 36 verarbeitet wurden, wird das Verfahren bei Schritt 66 fortgesetzt.
Im Schritt 66 kann die Spurhalteassistentensteuerung bestimmen, ob der Abstand d_L bzw. d_R von dem vorbestimmten Punkt an dem Fahrzeug 10 zur entsprechenden Kante 50, 52 der Spurmarkierung 42, 44 zu einem Zeitpunkt t₂ eine vorbestimmte Bedingung bezüglich eines vorbestimmten Abstands erfüllt (ist z.B. geringer als ein vorbestimmter Abstand). Wird das Fahrzeug 10 seitlich innerhalb der Fahrspur 40 zu einem Zeitpunkt t₂ oder relativ nahe zur Mitte der Fahrspur 40 zentriert (so dass das Fahrzeug weiter als der vorbestimmte Abstand von jeder Spurmarkierung 42, 44 entfernt ist), kann das System 30 feststellen, dass keine Unterstützung erforderlich ist und das Verfahren beendet werden kann. Weist der Abstand d_L bzw. d_R darauf hin, dass sich das Fahrzeug 10 relativ nahe zu einer der Spurmarkierungen 42, 44 befindet, kann sich das Verfahren mit dem Schritt 68 fortsetzen.
Im Schritt 68 bestimmt die Spurhalteassistentensteuerung 38 nach dem Empfangen von Signalen von der Kamerasteuerung 36 eine Breite der Fahrspur 40 in Abhängigkeit von mindestens einem der Signale. Die Breitenbestimmung wird zur Bestimmung verwendet, ob sich das Fahrzeug 10 in einer ordnungsgemäßen Fahrspur zur Anwendung der Spurhalteassistentenfunktionalität z.B. im Gegensatz zu einem Bereich 48 abseits der Straße befindet. Die Steuerung 38 kann die Breite der Fahrspur unter Verwendung des Abstands d_L bzw. d_R sowie weiterer Informationen wie z.B. die Breite des Fahrzeugs 10 bestimmen, die im Speicher 56 gespeichert werden können. Sodann bestimmt die Steuerung 36, ob die Breite der Fahrspur eine vorgegebene Bedingung bezüglich einer vorbestimmten Spurbreite erfüllt. Zum Beispiel kann die vorbestimmte Bedingung sein, dass die Breite der Fahrspur einen Wert aufweist, der geringer als die vorbestimmte Spurbreite ist. Bestimmt die Steuerung 38, dass die Fahrspurbreite einen Wert Null aufweist (kann nicht bestimmt werden) oder größer als die vorbestimmte Spurbreite ist, kann das Verfahren abgebrochen werden, wodurch die Erzeugung eines Servolenkungssteuerungssignals für das Servolenkungssystem 20 verhindert wird. Dabei ist zu verstehen, dass die oben beschriebene vorbestimmte Bedingung nur beispielhaft ist. In weiteren Ausführungsformen kann es die vorbestimmte Bedingung sein, dass die Spurbreite der Fahrspur 40 eine vorbestimmte Spurbreite übersteigen kann, oder dass die Spurbreite der Fahrspur 40 innerhalb eines bestimmten Bereichs auf einer oder auf beiden Seiten der vorbestimmten Spurbreite liegen kann. Es ist auch zu verstehen, dass die Steuerung 38 voraussetzen kann, dass die bestimmte Spurbreite für die Fahrspur 40 vorbestimmte Bedingungen bezüglich der mehrfachen vorbestimmten Spurbreiten erfüllen muss (z.B. muss weniger als eine maximale vorbestimmte Spurbreite und größer als eine minimale vorbestimmte Spurbreite sein).
Stellt die Steuerung 38 fest, dass die Breite der Fahrspur 40 die vorbestimmte bzw. vorbestimmten Bedingung(en) bezüglich der Spurbreite bzw. -breiten erfüllt, kann das Verfahren mit dem Schritt 70 fortgesetzt werden, in dem die Steuerung 38 bestimmt, ob es für das Fahrzeug 10 etwaige Betriebsbedingungen gibt, unter denen das Spurhalteassistentensystem 30 nicht aktiv sein sollte. Die Steuerung 38 kann ausgebildet werden, Unterdrückungssignale von mehreren Systemen im Fahrzeug 10 zu empfangen, die angeben, ob eine Fahrzeugbetriebsbedingung, unter denen die Spurhalteassistentensystem 30 nicht aktiv sein sollte, vorhanden ist oder nicht. Zum Beispiel kann die Steuerung 38 ausgebildet werden, ein Unterdrückungssignal von dem Abbiegesignalsystem 22 zu empfangen, das angibt, ob eine Abbiegesignalanzeige aktiviert wurde oder nicht. Da die Aktivierung der Abbiegesignalanzeige die Absicht des Fahrzeugführers, die Fahrspur 40 zu verlassen (z.B. in eine angrenzende Fahrspur 42), anzeigen kann, sollte das Spurhalteassistentensystem 30 keine zum Halten des Fahrzeugs 10 in der Fahrspur 40 bestimmten Servolenkungssystem-Steuerungssignale erzeugen. Zum Beispiel kann das Unterdrückungssignal von dem Abbiegesignalsystem 22 das Außenlichtsteuerungssignal des Fahrers, einschließlich des Turn-Signal-Switch-Codes (J1939, SPN 2876 - Abbiegesignalschaltcode) umfassen, das die Stellung des Abbiegesignalschalters des Fahrers angibt. Auch kann die Steuerung 38 ausgebildet werden, Unterdrückungssignale von einem oder allen des Notbremssystems 24, Stabilitätskontrollsystems 26, und eines Überrollschutzsystems 28 zu empfangen, die angeben, ob das entsprechende System aktiviert wurde. Da die Systeme 24, 26, 28 in Abhängigkeit von einer Erfassung eines unsicheren Zustands (z.B. einer drohenden Kollision bzw. Kontrollverlusts des Fahrzeugs 10) aktiviert werden und zur Verringerung des unsicheren Zustands zumindest teilweise die Steuerung von Fahrzeugsystemen wie z.B. dem Brems-, Lenk-, Antriebs- und/oder Aufhängungssystem übernehmen, sollte das Spurhalteassistentensystem 30 inaktiv bleiben, wenn eines der Systeme 24, 26, 28 zum Verhindern des Erzeugens von Servolenkungssystem-Steuerungssignalen, die den Aktionen der Systeme 24, 26, 28 entgegenwirken könnten, aktiv ist. Das Unterdrückungssignal von dem Notbremssystem 24 kann zum Beispiel das Forward-Collision-Advanced-Emergency-Braking-System-Stage-Code (J1939 SPN 5676 - fortgeschrittenes Notbremssystemstufen-Code bei einer Vorwärtskollision) umfassen, die die Betriebsstufe eines fortgeschrittenen Notbremssystems bei einer Vorwärtskollision angibt. Zum Beispiel kann das Unterdrückungssignal von dem Überrollschutzsystem 28 das ROP-Engine-Control-Code (J1939 - SPN 1816 - ROP-Motorsteuerungscode) umfassen, das angibt, ob das System 28 versucht hat, die Kontrolle über den Motor im Fahrzeug 10 zu übernehmen. Auch wenn die Systeme 22, 24, 26, 28 hier spezifisch erörtert wurden, ist es zu verstehen, dass Unterdrückungssignale aus anderen Fahrzeugsystemen abgeleitet werden können, bei denen ein gleichzeitiger Betrieb des Systems und des Spurhalteassistentensystems 30 zu unbeabsichtigten bzw. ungewollten Ergebnissen führen könnte. Empfängt die Steuerung 38 ein Unterdrückungssignal von einem der Systeme 22, 24, 26, 28, das angibt, dass die vorbestimmte Betriebsbedingung vorhanden ist, kann das Verfahren wieder abgebrochen werden, wodurch die Erzeugung eines Servolenkungssteuerungssignals für das Servolenkungssystem 20 verhindert wird.
Hat die Steuerung 38 noch kein Unterdrückungssignal von einem der Systeme 22, 24, 26, 28 empfangen, das angibt, dass eine Betriebsbedingung, unter der das Spurhalteassistentensystem 30 inaktiv bleiben sollte, vorhanden ist, kann das Verfahren mit dem Schritt 72 zur Bestimmung einer Änderungsgeschwindigkeit des Abstands d_L bzw. d_R von dem entsprechenden Punkt an dem Fahrzeug bis zur Kante 50, 52 der entsprechenden Spurmarkierung 42, 44 (auch als „rate of departure“ bzw. ROD = Spurverlassen oder Abweichungsrate bekannt) in Abhängigkeit von den von der Kamerasteuerung 36 empfangenen Signalen fortgesetzt werden. Die Steuerung 38 kann durch die Bestimmung des Unterschieds Δd zwischen den aus jeder der Abbildungen gewonnen Werten für d_L (bzw. die aus jeder der Abbildungen gewonnene Werte für d_R) die Änderungsgeschwindigkeit des Abstands (bzw. das Spurverlassen) an beiden Seiten des Fahrzeugs 10 bestimmen, indem der Unterschied Δt zwischen den Zeitpunkte t₁ und t₂ bestimmt und das Ergebnis durch Δd und Δt dividiert wird. Es ist zu verstehen, dass die Änderungsgeschwindigkeit des Abstands d_L (ROD_L) und die Änderungsgeschwindigkeit d_R (ROD_R) invers miteinander im Verhältnis stehen (d.h. steigt der eine Wert, sinkt der andere). Es ist auch zu verstehen, dass das in der dargestellte und hierin beschriebene Verfahren eine Ausführungsform der Erfindung darstellt, und dass z.B. der Schritt 72 in anderen Ausführungsformen auch vor den Schritten 66, 68 und 70 ausgeführt werden kann.
Erfindungsgemäß verwendet die Steuerung 38 letztendlich die Änderungsgeschwindigkeit des Abstands d_L bzw. d_R bzw.(ROD_L bzw. ROD_R) zur Erzeugung eines Servolenkungssystem-Steuerungssignale für das Servolenkungssystem 20, das ausgebildet ist, eine Kraft auf die Lenkung im System 20 und letztendlich auf das Lenkgestänge 18 auszuüben, um die Lage des Fahrzeugs 10 bezüglich der Fahrspur 40 über die Höhe der in Abhängigkeit von der Änderungsgeschwindigkeit ausgeübten Kraft zusteuern (siehe den unten besprochenen Schritt 80). Vor dem Erzeugen des Servolenkungssystem-Steuerungssignals kann die Steuerung 38 jedoch in mehreren Ausführungsformen ausgebildet werden, mehrere zusätzliche Aktionen vorzunehmen, die einen Einfluss darauf haben, ob das Servolenkungssystem-Steuerungssignal erzeugt wird bzw. wie das Signal konfiguriert wird.
Im Schritt 74 bestimmt die Steuerung 38 in Abhängigkeit von dem von der Kamera 36 erzeugten Signal aus dem zum Zeitpunkt t₂ aufgenommenen Bild, ob sich der Punkt an dem Fahrzeug 10, von dem der Abstand d_L bzw. d_R gemessen wird (z.B. der Außenkante eines Rades 16 bzw. eines auf dem Rad 16 befindlichen Reifens) an einer Innenseite oder einer Außenseite der entsprechenden Kante 50, 52 der Spurmarkierung 42, 44 befindet. Die Steuerung 38 bestimmt, ob dieser Punkt am Fahrzeug auf der Innen- oder Außenseite der Kante 50 oder 52 der entsprechenden Spurmarkierung 42 bzw. 44 liegt, und zwar basierend darauf, ob der gemessene Abstand d_L bzw. d_R und/oder das entsprechende Spurverlassen ROD_L bzw. ROD_R positiv oder negativ ist, da sich das Vorzeichen für den Wert beim Überqueren der Kante 50 bzw. 52 der Spurmarkierung 42 bzw. 44 durch den Punkt am Fahrzeug 10 ändert. Insbesondere ändert sich das Vorzeichen für d_L bzw. ROD_L von negativ auf positiv immer, wenn der identifizierte Punkt an der linken Seite des Fahrzeugs 10 die Kante 50 der Spurmarkierung 42 überquert, während sich das Vorzeichen für d_R bzw. ROD_R von negativ auf positiv immer ändert, wenn der identifizierte Punkt an der rechten Seite des Fahrzeugs 10 die Kante 52 der Spurmarkierung 44 überquert. Stellt die Steuerung 38 fest, dass der Punkt am Fahrzeug 10 auf einer Außenseite der Kante 50 bzw. 52 liegt, kann die Steuerung ausgebildet werden, die Servolenkungssystem-Steuerungssignal wie unten besprochen zu verändern, um die Kraft relativ zur der Kraft zu erhöhen, die erzeugt worden wäre, falls der Punkt am Fahrzeug 10 auf einer Innenseits der Kante 50 bzw. 52 liegt. Insbesondere zeigt eine Außenstellung des Punkts am Fahrzeug 10 relativ zur Kante 50 bzw. 52 an, dass das Fahrzeug 10 dabei ist, die Fahrspur 40 zu verlassen und in die angrenzende Fahrspur 46 abzudriften. Dieser Umstand kann darauf hinweisen, dass ein stärkeres Ausmaß an Unterstützung benötigt wird, um das Fahrzeug 10 dazu zu bringen, in seine vorgegebene Lage relativ zur Fahrspur 40 zurückzukehren. In diesem Fall kann die Steuerung 38 ausgebildet werden, ein Servolenkungssystem-Steuerungssignal zu erzeugen, das zu einer erhöhten Kraft auf der Lenkung in dem Servolenkungssystem 20 relativ zu den Kräften führt, die erzeugt werden, wenn derselbe Punkt an dem Fahrzeug 10 auf einer Innenseite der Kante 50 bzw. 52 liegt.
Im Schritt 76 kann die Steuerung 38 ferner in Abhängigkeit von dem von der Kamerasteuerung 36 erzeugten Signal aus dem zum Zeitpunkt t₂ aufgenommenen Bild bestimmen, ob der Punkt am Fahrzeug 10 einen vorgegeben Abstand d_x bis zur Kante 50 bzw. 52 der entsprechenden Spurmarkierung 44 bzw. 44 an der Außenseite der Spurmarkierung 42 bzw. 44 erreicht hat. Sobald sich das Fahrzeug 10 einen bestimmten Abstand in Richtung der angrenzenden Fahrspur 46 bewegt hat, kann das System 30 ausgebildet werden, die Lage des Fahrzeugs 10 als beabsichtigten Wechsel der Fahrspur (auch ohne Aktivierung einer Abbiegesignalanzeige durch das System 22) auszulegen. Gemäß dieser Auslegung wäre eine Bereitstellung von Unterstützung zum Halten des Fahrzeugs 10 innerhalb der Fahrspur 40 nicht angemessen. Deswegen kann das Verfahren wiederum abgebrochen werden, um dadurch die Erzeugung eines Servolenkungssystem-Steuerungssignals für das Servolenkungssystem 20 zu verhindern. In einer alternativen Ausführungsform (dargestellt in dem Kasten mit unterbrochenen Linien in der 2) kann das Verfahren mit dem Schritt 78 zur Erzeugung eines Servolenkungssystem-Steuerungssignals, das eine Kraft auf das Lenkgestänge ausübt, fortgesetzt werden, aber wobei die Kraft die Bewegung des Fahrzeugs 10 in die angrenzende Fahrspur 46 unterstützt, anstatt eine Wiederkehr in eine vorgegebene Seitenposition innerhalb der Fahrspur zu unterstützen. In einer noch weiteren alternativen Ausführungsform erfolgt die Erzeugung es Servolenkungssystem-Steuerungssignals, das die Bewegung des Fahrzeugs 10 in die angrenzende Fahrspur 46 unterstützt, nicht, wenn der Punkt am Fahrzeug 10 nicht einen vorbestimmten Abstand d_y, der größer als d_x ist, zur Kante 50 bzw. 52 der entsprechenden Spurmarkierung 42 bzw. 44 auf der Außenseite der Spurmarkierung 42 bzw. 44 erreicht.
Solange der Abstand d_L bzw. d_R angibt, dass das Fahrzeug 10 innerhalb der Fahrspur 40 bleibt bzw. sich nicht über einen vorgegebenen Abstand d_x hinaus in die angrenzende Fahrspur 46 bewegt hat, kann das Verfahren mit dem Schritt 80 zur Erzeugung ein oder mehrere Servolenkungssystem-Steuerungssignale S₁ bzw. S₂ in Abhängigkeit von der Änderungsgeschwindigkeit ROD_L bzw. ROD_R fortgesetzt werden. Die Steuerung 38 erzeugt Servolenkungssystem-Steuerungssignale für das System 20, die ausgebildet sind, eine Kraft auf eine Lenkung im System 20 auszuüben, die daraufhin auf das Lenkgestänge 18 ausgeübt wird, um die Räder 16 zu lenken und die Lage des Fahrzeugs 10 relativ zur Fahrspur 40 zu steuern. Erfindungsgemäß hängt die Höhe der Kraft von der Änderungsgeschwindigkeit ROD_L bzw. ROD_R ab. Insbesondere bei einem Erhöhen der Änderungsgeschwindigkeit ROD_L bzw. ROD_R veranlasst das von der Steuerung 38 erzeugte Steuerungssignal S₁ bzw. S₂ das Servolenkungssystem 20, eine höhere Kraft auf das Lenkgestänge 18 auszuüben. Auf diese Weise bietet das System 30 dem Fahrzeugführer eine Unterstützung, die Lage des Fahrzeugs 10 innerhalb einer Fahrspur 40 zu halten, die verlässlich ist, die das dynamische Fahrzeugverhalten berücksichtigt und dabei schon vorhandene Hardware- (d.h. Kamera 34) und Kommunikationsprotokolle (d.h. SAE J1939) verwendet, sodass das System 30 zur Verwendung mit mehreren Fahrzeugen benützt werden kann. Die Beziehung zwischen der sich erhöhenden Änderungsgeschwindigkeit ROD_L bzw. ROD_R und der sich auf das Lenkgestänge 18 ausgeübten Kraft kann linear oder logarithmisch sein. Wie oben erläutert, kann in bestimmten Ausführungsformen die Steuerung 38 bestimmen, ob das Fahrzeug 10 angefangen hat, sich in eine angrenzende Fahrspur 46 zu bewegen, indem sie bestimmt, ob der Punkt am Fahrzeug 10, von dem der Abstand d_L bzw. d_R gemessen wird, auf einer Innen- oder Außenseite der entsprechenden Kante 50, 52 der Spurmarkierung 42, 44 liegt. In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 38 ausgebildet werden, Servolenkungssystem-Steuerungssignale S₂ zu erzeugen, die zu einer erhöhten Kraft auf der Lenkung im Servosystem 20 führt - bezüglich der Kraft, die durch ein Servolenkungssystem-Steuerungssignal S₁ auf der Basis des Spurverlassens ROD_L bzw. ROD_R allein erzeugt worden wäre - sobald die Steuerung 38 bestimmt, dass der Punkt am Fahrzeug 10 auf einer Außenseite der Kante 50 bzw. 52 liegt. Die in diesem Fall von der Steuerung 38 erzeugte Servolenkungssystem-Steuerungssignale S₂ können die Kraft um einen vorbestimmten Betrag bezüglich der auf dem Spurverlassen ROD_L bzw. ROD₂ basierenden Kraft allein erhöhen, können einen Multiplikator, konstant bzw. gemäß der Kraft auf der Basis des Spurverlassens ROD₁ bzw. ROD₂ gewichtet, anwenden oder können eine andere Formel zur Erhöhung der Kraft einsetzen.
Ein System 30 und ein Verfahren zur Bereitstellung von Unterstützung, um ein Fahrzeug 10 innerhalb einer Fahrspur gemäß der vorliegenden Erfindung bieten Vorteile gegenüber herkömmlichen Systemen und Verfahren. Das offenbarte System 30 und Verfahren bieten dem Fahrzeugführer Unterstützung dabei, die Lage des Fahrzeugs 10 innerhalb einer Fahrspur 40 zu halten, die verlässlich ist und die das dynamische Fahrzeugverhalten berücksichtigt. Dabei erfüllen das System 30 und das Verfahren diese Funktion, auch wenn sie weniger komplex als herkömmliche Systeme und Verfahren sind, und ohne auf Hardware bzw. Kommunikationsprotokolle angewiesen zu werden, die firmeneigen bzw. sonst fahrzeugspezifisch sind. Im Ergebnis können das System 30 und das Verfahren einfach an eine Anwendung unter unterschiedlichen Fahrzeugen angepasst werden.
Obwohl die Erfindung bezüglich einer oder mehreren besonderen Ausführungsformen davon dargestellt und beschrieben wurde, wird es dem Fachmann klar sein, dass unterschiedliche Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne sich von dem Umfang der Erfindung zu entfernen.

Claims

Spurhalteassistentensystem für ein Fahrzeug, umfassend: eine Spurhalteassistentensteuerung, die ausgebildet ist, ein einen Wert für einen Abstand von einem ersten Punkt am Fahrzeug zu einer Kante einer ersten Spurmarkierung auf einer ersten Seite einer Fahrspur für das Fahrzeug zu einem ersten Zeitpunkt umfassendes erstes Signal zu empfangen, ein zweites Signal zu empfangen, das einen Wert für den Abstand von dem ersten Punkt an dem Fahrzeug bis zur Kante der ersten Spurmarkierung zu einem zweiten nach dem ersten Zeitpunkt liegenden Zeitpunkt umfasst, eine von dem ersten und zweiten Signal abhängige Änderungsgeschwindigkeit des Abstands von dem ersten Punkt am Fahrzeug bis zur Kante der ersten Spurmarkierung zu bestimmen und ein erstes Servolenkungssystem-Steuerungssignal in Abhängigkeit von der Änderungsgeschwindigkeit zu erzeugen, wobei das erste Servolenkungssystem-Steuerungssignal ausgebildet ist, eine Kraft auf eine mit einem oder mehreren lenkbaren Rädern am Fahrzeug verbundene Lenkung zu erzeugen, um die Lage des Fahrzeugs bezüglich der Fahrspur zu steuern, wobei die Höhe der Kraft von der Änderungsgeschwindigkeit abhängig ist.
Spurhalteassistentensystem nach Anspruch 1, wobei die Spurhalteassistentensteuerung ausgebildet ist, zu bestimmen, abhängig vom zweiten Signal, ob der erste Punkt am Fahrzeug auf einer Innenseite der Kante der ersten Spurmarkierung oder auf einer Außenseite der Kante der ersten Spurmarkierung liegt, und wobei die Höhe der Kraft auf einen ersten von der Änderungsgeschwindigkeit abhängigen Wert gesetzt wird, wenn der erste Punkt am Fahrzeug auf der Innenseite der ersten Spurmarkierung liegt und auf einen zweiten von der Änderungsgeschwindigkeit abhängigen Wert gesetzt wird, der größer als der erste Wert ist, wenn der erste Punkt am Fahrzeug auf der Außenseite der ersten Spurmarkierung liegt.
Spurhalteassistentensystem nach Anspruch 2, wobei die Spurhalteassistentensteuerung weiter ausgebildet ist, in Abhängigkeit von dem zweiten Signal zu bestimmen, ob der erste Punkt am Fahrzeug einen vorbestimmten Abstand bis zur Kante der ersten Spurmarkierung auf der Außenseite der ersten Spurmarkierung erreicht hat und eine Erzeugung des ersten Spurhalteassistentensystems zu verhindern, wenn der erste Punkt am Fahrzeug den vorbestimmten Abstand erreicht hat.
Spurhalteassistentensystem nach Anspruch 2, wobei die Spurhalteassistentensteuerung ferner dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von dem zweiten Signal zu bestimmen, ob der erste Punkt am Fahrzeug einen vorbestimmten Abstand bis zur Kante der ersten Spurmarkierung auf der Außenseite der ersten Spurmarkierung erreicht hat und, wenn der erste Punkt am Fahrzeug den vorbestimmten Abstand erreicht hat, ein zweites Servolenkungssystem-Steuerungssignal zu erzeugen, wobei das zweite Servolenkungssystem-Steuerungssignal ausgebildet ist, eine Kraft auf der Lenkung zu erzeugen, die das Fahrzeug aus der Fahrspur und in eine angrenzende Fahrspur treibt, wobei die Höhe der durch das zweite Servolenkungssystem-Steuerungssignal erzeugte Kraft abhängig von der Änderungsgeschwindigkeit ist.
Spurhalteassistentensystem nach Anspruch 1, wobei die Spurhalteassistentensteuerung ferner ausgebildet ist, ein die An- bzw. Abwesenheit eines Fahrzeugbetriebsbedingung angebendes Unterdrückungssignal zu empfangen und die Erzeugung des ersten Servolenkungssystem-Steuerungssignals zu verhindern, wenn das Unterdrückungssignal die Anwesenheit der Fahrzeugbetriebsbedingung angibt.
Spurhalteassistentensystem nach Anspruch 5, wobei die Fahrzeugbetriebsbedingung entweder eine Aktivierung einer Fahrzeugabbiegesignalanzeige, oder eine Aktivierung eines Notbremssystems, oder eine Aktivierung eines Stabilitätskontrollsystems oder eine Aktivierung eines Überschlagschutzsystems umfasst.
Spurhalteassistentensystem nach Anspruch 1, wobei das erste Signal ferner einen Wert für einen Abstand von einem zweiten Punkt am Fahrzeug bis zur Kante einer zweiten Spurmarkierung auf einer zweiten Seite der Fahrspur zu dem ersten Zeitpunkt umfasst und das zweite Signal ferner einen Wert für einen Abstand von einem zweiten Punkt am Fahrzeug bis zur Kante einer zweiten Spurmarkierung zu dem zweiten Zeitpunkt umfasst, wobei die Spurhalteassistentensteuerung ausgebildet ist, in Abhängigkeit von mindestens einem der ersten und zweiten Signale eine Breite der Fahrspur zu bestimmen und die Erzeugung des ersten Servolenkungssystem-Steuerungssignals zu verhindern, wenn die Breite der Fahrspur eine vorbestimmte Bedingung bezüglich einer vorbestimmten Spurbreite erfüllt.
Spurhalteassistentensystem nach Anspruch 1, wobei die Spurhalteassistentensteuerung über einen Kommunikationsbus, der ausgebildet ist, Daten gemäß dem Übertragungsprotokoll J1939 der Society of Automotive Engineers zu übertragen, kommuniziert.
Verfahren zur Bereitstellung von Unterstützung zum Halten eines Fahrzeugs innerhalb von einer Fahrspur, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Empfangen eines ersten Signals, das einen Wert für einen Abstand von einem ersten Punkt an Fahrzeug zu einer Kante einer ersten Spurmarkierung auf einer ersten Seite einer Fahrspur für das Fahrzeug zu einem ersten Zeitpunkt, Empfangen eines zweiten Signals, das einen Wert für den Abstand von dem ersten Punkt an dem Fahrzeug bis zur Kante der ersten Spurmarkierung zu einem zweiten nach dem ersten Zeitpunkt liegenden Zeitpunkt umfasst, Bestimmen einer von dem ersten und zweiten Signal abhängigen Änderungsgeschwindigkeit des Abstands von dem ersten Punkt am Fahrzeug bis zur Kante der ersten Spurmarkierung und Erzeugen eines ersten Servolenkungssystem-Steuerungssignals in Abhängigkeit von der Änderungsgeschwindigkeit, wobei das erste Servolenkungssystem-Steuerungssignal ausgebildet ist, eine Kraft auf eine mit einem oder mehreren lenkbaren Rädern am Fahrzeug verbundene Lenkung zu erzeugen, um die Lage des Fahrzeugs bezüglich der Fahrspur zu steuern, wobei die Höhe der Kraft von der Änderungsgeschwindigkeit abhängig ist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Verfahren ferner die Schritte umfasst: Bestimmen, abhängig vom zweiten Signal, ob der erste Punkt des Fahrzeugs auf einer Innenseite der Kante der ersten Spurmarkierung oder auf einer Außenseite der Kante der ersten Spurmarkierung liegt, und wobei die Höhe der Kraft auf einen ersten von der Änderungsgeschwindigkeit abhängigen Wert gesetzt wird, wenn der erste Punkt am Fahrzeug auf der Innenseite der ersten Spurmarkierung liegt und auf einen zweiten von der Änderungsgeschwindigkeit abhängigen Wert, der größer als der erste Wert ist, gesetzt wird, wenn der erste Punkt am Fahrzeug auf der Außenseite der ersten Spurmarkierung liegt.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Verfahren ferner die Schritte umfasst: Bestimmen in Abhängigkeit vom zweiten Signal, ob der erste Punkt am Fahrzeug einen vorbestimmten Abstand von der Kante der ersten Spurmarkierung auf der Außenseite der ersten Spurmarkierung erreicht hat und Verhindern der Erzeugung des ersten Servolenkungssystem-Steuerungssignals, wenn der erste Punkt am Fahrzeug den vorbestimmten Abstand erreicht hat.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Verfahren ferner die Schritte umfasst Bestimmen in Abhängigkeit vom zweiten Signal, ob der erste Punkt am Fahrzeug einen vorbestimmten Abstand von der Kante der ersten Spurmarkierung auf der Außenseite der ersten Spurmarkierung erreicht hat und, wenn der erste Punkt am Fahrzeug den vorbestimmten Abstand erreicht hat, Erzeugen eines zweiten Servolenkungssystem-Steuerungssignals, wobei das zweite Servolenkungssystem-Steuerungssignal ausgebildet ist, eine Kraft auf der Lenkung auszuüben, die das Fahrzeug aus der Fahrspur und in eine angrenzende Fahrspur treibt, wobei die Höhe der vom zweiten Servolenkungssystem-Steuerungssignal ausgeübten Kraft von der Änderungsgeschwindigkeit abhängt.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Verfahren ferner die Schritte umfasst: Empfangen eines die An- bzw. Abwesenheit einer Fahrzeugbetriebsbedingung angebenden Unterdrückungssignals und Verhindern der Erzeugung des ersten Servolenkungssystem-Steuerungssignals, wenn das Unterdrückungssignal die Anwesenheit der Fahrzeugbetriebsbedingung angibt.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Fahrzeugbetriebsbedingung entweder eine Aktivierung einer Fahrzeugabbiegesignalanzeige oder eine Aktivierung eines Notbremssystems oder eine Aktivierung eines Stabilitätskontrollsystem und eine Aktivierung eines Überschlagschutzsystems umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das erste Signal ferner einen Wert für einen Abstand von einem zweiten Punkt am Fahrzeug bis zur Kante einer zweiten Spurmarkierung auf einer zweiten Seite der Fahrspur zum ersten Zeitpunkt umfasst und das zweite Signal ferner einen Wert für einen Abstand von dem zweiten Punkt am Fahrzeug bis zur Kante einer zweiten Spurmarkierung zum zweiten Zeitpunkt umfasst, wobei das Verfahren ferner die Schritte umfasst: Bestimmen einer von zumindest einem des ersten und zweiten Signals abhängigen Breite und Verhindern der Erzeugung des ersten Servolenkungssystem-Steuerungssignals, wenn die Breite der Fahrspur eine vorgegebene Bedingung bezüglich einer vorbestimmten Spurbreite erfüllt.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das erste und zweite Signal sowie das erste Servolenkungssystem-Steuerungssignal über einen zur Übertragung von Daten gemäß des Übertragungsprotokolls J1939 der Society of Automotive Engineers ausgebildeten Kommunikationsbus übertragen werden.
Herstellungsgegenstand, umfassend ein nichtflüchtiges Rechnerspeichermittel mit einem darin kodierten Rechnerprogramm, das bei der Ausführung durch eine Steuerung Unterstützung bietet, um ein Fahrzeug innerhalb der Fahrspur zu halten, wobei das Rechnerprogram Code: zur Bestimmung einer von einem ersten Signal abhängigen Änderungsgeschwindigkeit eines Abstands von einem Punkt an dem Fahrzeug bis zur Kante einer Spurmarkierung auf einer ersten Seite einer Fahrspur für das Fahrzeug, wobei das erste Signal einen Wert für einen Abstand von dem ersten Punkt an dem Fahrzeug bis zur Kante der ersten Spurmarkierung zu einem ersten Zeitpunkt, und wobei das zweite Signal einen Wert für einen Abstand von dem ersten Punkt auf dem Fahrzeug bis zur Kante der ersten Spurmarkierung zu einem zweiten nach dem ersten liegenden Zeitpunkt, umfasst, zum Erzeugen eines ersten Servolenkungssystem-Steuerungssignals in Abhängigkeit von der Änderungsgeschwindigkeit, wobei das erste Servolenkungssystem-Steuerungssignal ausgebildet ist, eine Kraft auf einer mit einem oder mehreren lenkbaren Rädern am Fahrzeug verbundenen Lenkung des Fahrzeugs zu erzeugen, um die Lage des Fahrzeugs bezüglich der Fahrspur zu steuern, wobei die Höhe der Kraft von der .Änderungsgeschwindigkeit abhängig ist.
Herstellungsgegenstand nach Anspruch 17, wobei das Rechnerprogramm ferner Code zum Bestimmen, abhängig vom zweiten Signal, ob der erste Punkt am Fahrzeug auf einer Innenseite der Kante der ersten Spurmarkierung oder auf einer Außenseite der Kante der ersten Spurmarkierung liegt, und wobei die Höhe der Kraft auf einen ersten von der Änderungsgeschwindigkeit abhängigen Wert gesetzt wird, wenn der erste Punkt am Fahrzeug auf der Innenseite der ersten Spurmarkierung liegt und auf einen zweiten von der Änderungsgeschwindigkeit abhängigen Wert, der größer als der erste Wert ist, gesetzt wird, wenn der erste Punkt am Fahrzeug auf der Außenseite der ersten Spurmarkierung liegt, umfasst.
Herstellungsgegenstand nach Anspruch 18, wobei das Rechnerprogramm ferner Code zur Bestimmung in Abhängigkeit vom zweiten Signal, ob der erste Punkt am Fahrzeug einen vorbestimmten Abstand von der Kante der ersten Spurmarkierung auf der Außenseite der ersten Spurmarkierung erreicht hat und zum Verhindern der Erzeugung des ersten Servolenkungssystem-Steuerungssignals, wenn der erste Punkt am Fahrzeug den vorbestimmten Abstand erreicht hat, umfasst.
Herstellungsgegenstand nach Anspruch 18, wobei das Rechnerprogramm ferner Code zur Bestimmung in Abhängigkeit vom zweiten Signal, ob der erste Punkt am Fahrzeug einen vorbestimmten Abstand von der Kante der ersten Spurmarkierung auf der Außenseite der ersten Spurmarkierung erreicht hat und zum Erzeugen, wenn der erste Punkt am Fahrzeug den vorbestimmten Abstand erreicht hat, eines zweiten Servolenkungssystem-Steuerungssignals, wobei das zweite Servolenkungssystem-Steuerungssignal ausgebildet ist, eine Kraft auf die Lenkung auszuüben, die das Fahrzeug aus der Fahrspur hinaus und in eine angrenzende Fahrspur treibt, wobei die Höhe der von dem zweiten Servolenkungssystem-Steuerungssignal ausgeübten Kraft von der Änderungsgeschwindigkeit abhängt, umfasst.