DE19940007A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Unterstützung des Einparkens eines Kraftfahrzeugs - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Unterstützung des Einparkens eines KraftfahrzeugsInfo
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Abstract
Die Erfindung befasst sich mit einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Unterstützung des Einparkens eines Kraftfahrzeugs, d. h. mit einem Einparkassistenten. Aus von Sensoren (2) gelieferten Fahrzustandssignalen wird in einem Funktionsblock (3) eine Soll-Trajektorie berechnet. Diese besteht aus Klothoidbögen und/oder Kreisbögen. Ferner wird auf der Basis der von den Sensoren (2) gelieferten Signale, insbesondere eines Gierwinkelsignals und eines Wegesignals, eine Ist-Trajektorie in einem Funktionsblock (4) berechnet. Dann werden Soll- und Ist-Trajektorien verglichen, und das Vergleichsergebnis ermöglicht eine mit den Phasen des Einparkvorgangs schritthaltende Berechnung des Lenkwinkels, für den in einem Funktionsblock (5) eine Stellgröße ermittelt wird. Von den Sensoren (2) gelieferte Feed-back-Signale ermöglichen eine genaue Regelung der während des Einparkvorgangs eingeschlagenen Lenkwinkel. Lenkradeingriffe des Fahrers werden toleriert, haben aber keine Auswirkung auf den Lenkwinkel. Der Fahrer muss lediglich Gas- und Bremspedal betätigen, um die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs zu beeinflussen.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterstützung des
Einparkens eines Kraftfahrzeugs, das mit einem
Lenkstellmotor und Sensoren zum Erfassen der
Fahrzeugposition, des Fahrzustands und veränderlicher
Umgebungsbedingungen ausgerüstet ist, wobei auf den Befehl
eines Fahrers hin eine geregelte Unterstützung des
Einparkvorgangs mittels des Lenkstellers und gestützt auf
vorbestimmte Fahrzeugdaten und auf Signale der Sensoren
ausgeführt wird, sowie ein zur Durchführung des Verfahrens
eingerichtete Vorrichtung.
Bei einem zur Zeit bei der Robert Bosch GmbH in der
Entwicklung befindlichen elektronischen Lenksystem wird
durch einen am Lenkgetriebe der Vorderräder angebrachten
elektronisch geregelten Lenksteller, ausgehend von einem
von einem Lenkradsensor erfassten Fahrerlenkwunsch unter
Berücksichtigung von fahrdynamischen Größen die Querdynamik
durch eine Modifikation des dem Fahrerlenkwunsch
entsprechenden Lenkwinkels verbessert, d. h., dass das
Fahrzeug in fahrdynamischen Situationen stabilisiert wird.
Das System weist einen Lenkstellmotor auf, der dem vom
Fahrer gestellten Lenkwinkel einen Korrekturwinkel
hinzuaddiert.
Die DE 29 01 504 beschreibt ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum Einparken von Kraftfahrzeugen, welche mit
einer reinen Steuerung des Einparkvorgangs arbeitet. Dabei
werden keine den Verlauf der Einpark-Trajektorie
verändernde Feed-Back-Signale berücksichtigt, sondern statt
dessen feste Trajektorien vorgegeben.
Aus dem Patent FR 2 728 859 ist ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Regelung des Einparkvorgangs bekannt. Dabei
ist aber der Fahrer noch zuständig, um Lenkeingriffe
durchzuführen. Dazu werden Sensoren verwendet, die den
Gierwinkel und den Lenkwinkel erfassen. Unbefriedigend ist
dabei, dass die Leistung des damit realisierten Systems
durch die relativ große Totzeit des Fahrers bei den
Lenkeingriffen beeinträchtigt ist.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Unterstützung des Einparkens eines
Kraftfahrzeugs so zu ermöglichen, dass das Fahrzeug
automatisch in die Parklücke lenkt, der Fahrer aber selbst
durch Gaspedal- und Bremspedaleingriffe die Geschwindigkeit
regelt.
Die obige Aufgabe wird anspruchsgemäß gelöst.
Gemäß einem wesentlichen Aspekt ist das die obige Aufgabe
lösende Verfahren gekennzeichnet durch folgende Schritte:
- 1. Erfassung einer das unterstützte Einparken initiierenden Befehlseingabe des Fahrers und Erzeugung eines Initialisierungssignals;
- 2. Erfassung der momentanen Fahrzeugposition und des Fahrzustands aus den Fahrzeugdaten und wenigstens aus einem Gierwinkelsignal und aus einem Wegesignal;
- 3. Erfassung der Umgebungsbedingungen aus von an dem Fahrzeug angebrachten Sensoren erzeugten Signalen;
- 4. Vorgabe einer oder mehrerer Soll-Tajektorien, die eine von der Fahrzeugposition, dem Fahrzustand, den Umgebungsbedingungen und den Fahrzeugdaten abhängige Soll- Bahnkurve des einzuparkenden Fahrzeugs angeben;
- 5. Erfassung einer jeweiligen Ist-Trajektorie, abhängig von den jeweiligen in den Schritten B und C erfassten Signalen;
- 6. Vergleich der in Schritt D vorgegebenen Soll- Trajektorie und der in Schritt E erfassten Ist-Trajektorie; und
- 7. Berechnung der jeweiligen Stellgröße für den Lenkstellmotor aus dem in Schritt F erhaltenen Vergleichsergebnis.
Dabei wird das in Schritt B erfasste Wegesignal
vorteilhafterweise von einem Weggeber, vorzugsweise von je
einem an jedem Fahrzeugrad befindlichen
Radgeschwindigkeitssensor, erfasst. Das ebenfalls in
Schritt erfasste Gierwinkelsignal kann entweder durch einen
geeigneten Sensor gemessen werden oder aber aus geeigneten
Signalen, bspw. aus der Drehrate eines Drehratensensors
und/oder aus den Radgeschwindigkeiten, rekonstruiert
werden.
Die Umgebungsbedingungen werden in Schritt C vorzugsweise
mittels eines Ultraschallsensors erfaßt. Es ist jedoch auch
denkbar Radarsensoren oder optische Sensoren, z. B.
Kameras, einzusetzen. Die in Schritt C erfassten
Umgebungsbedingungen können die Form oder Ausmaße einer
Parklücke angeben.
Die oder jede in Schritt D vorgegebene Soll-Trajektorie
wird bevorzugt aus einem oder mehreren Klothoidbögen
und/oder aus einem oder mehreren Kreisbögen
zusammengesetzt. Ein Klothoid ist eine ebene Kurve, deren
Krümmungsradius gemäß der Beziehung R = a . a/s (R:
Krümmungsradius; s: Bogenlänge; a: Parameter) stetig
kleiner wird.
Um zu vermeiden, dass die Lenkbeschleunigung und der
Lenkruck zu hoch werden, wird die im Schritt E berechnete
Stellgröße einer Filterung unterworfen, die abrupte
Übergänge an den Flanken der Stellgröße glättet.
Eine zur Durchführung des Verfahrens eingerichtete
Vorrichtung weist erfindungsgemäß eine Regel-/
Steuereinheit, die von den Sensoren in Abhängigkeit von der
Fahrzeugposition, dem Fahrzustand und den veränderlichen
Umgebungsbedingungen erzeugten Signale sowie die
Fahrzeugdaten empfängt, Mittel zur Berechnung einer Ist-
Trajektorie aus den Sensorsignalen und den Fahrzeugdaten,
Mittel zum Vergleich der jeweils berechneten Ist-
Trajektorie mit einer vorbestimmten Soll-Trajektorie und
Mittel zur Berechnung einer Stellgröße für einen
Lenkstellmotor aus dem Vergleichsergebnis auf.
Die das Verfahren durchführende Regel-/Steuereinheit kann
über Filtermittel verfügen oder über Filtermittel mit dem
Lenkstellmotor verbunden sein, so dass die berechnete
Stellgröße in der oben beschriebenen Weise gefiltert werden
kann.
Das oben spezifizierte Verfahren und die Vorrichtung bieten
gegenüber dem Stand der Technik mehrere Vorteile:
- - Es wird keine echte elektronische Steer-by-Wire- Lenkung benötigt. Der bei dem in der Entwicklung befindlichen fahrdynamischen Lenksystem eingesetzte Lenkstellmotor ist ausreichend, da er automatische, genaue und sehr feine Lenkeingriffe ermöglicht.
- - Die verwendeten Sensoren ermöglichen eine genaue Berechnung der gefahrenen Bahnkurve und damit eine genaue Regelung des Einparkvorgangs mit ständigen Korrekturen und Anpassungen.
- - Die Auswahl der jeweiligen Soll-Trajektorie und ihre Kombination aus Klothoidbögen und Kreisbögen ermöglicht eine einfache Beschreibung der Trajektorie und eine schnelle Berechnung des Vergleichsergebnisses zwischen Ist- und Soll-Trajektorie während des Einparkvorgangs.
- - Die durch die Regel-/Steuereinheit ausgeführte Regelung ermöglicht ein präzises Manöver und temporäre Abweichungen von der Soll-Trajektorie, um den Fahrkomfort zu erhöhen.
- - Die Filterung erhöht den Fahrkomfort, da sie ruckhafte Bewegungen des Lenkrads glätten kann.
Die nachstehende Beschreibung beschreibt ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens und
erläutert gleichzeitig die Durchführung durch die
erfindungsgemäße Vorrichtung unter Bezug auf die
beiliegende Zeichnung.
Fig. 1 zeigt schematisch Funktionsblöcke der
erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 2 zeigt graphisch die geometrische Grundlage zur
Ermittlung einer Bahnkurve über den Zusammenhang
zwischen dem Krümmungsradius R, dem Winkel θ und
dem Weg s;
Fig. 3 zeigt graphisch ein Klothoid als ein Kurve, deren
Krümmung c(s) sich linear mit dem Weg s
verändert;
Fig. 4 veranschaulicht in einer ebenen Darstellung eines
Kraftfahrzeugs Größen, die zur Bestimmung der
Klothoidbögen dienen;
Fig. 5 erläutert graphisch eine Trajektorie und einen
Lenkwinkel für einen Fall, wo eine Fahrt am
Lenkeinschlag notwendig ist;
Fig. 6 zeigt graphisch eine Trajektorie und einen
Lenkwinkel für einen Fall, wo keine Fahrt am
Lenkeinschlag notwendig ist;
Fig. 7 zeigt eine mit dem dargestellten Algorithmus
erzielte Einpark-Trajektorie.
Das im nachfolgenden Text dargestellte Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Unterstützung des
Einparkens eines Kraftfahrzeugs und einer zur Durchführung
des Verfahrens eingerichteten Vorrichtung (kurz:
Einparkassistent) verwendet insbesondere folgende Sensoren:
- - Ultragschallsensoren zur Erfassung der Umgebungsbedingungen;
- - aktive Radgeschwindigkeitssensoren, die Radgeschwindigkeitssignale bis zum Stillstand des Fahrzeugs liefern;
- - einen Lenkwinkelsensor;
- - einen Drehratensensor, mit dem Signale über die Giergeschwindigkeit erfassbar sind; und
- - (optionell) einen Querbeschleunigungssensor.
Es ist denkbar, in einem anderen Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung einen oder mehrere der beispielhaft
angeführten Sensoren wegzulassen, entweder weil das
erfindungsgemäße Verfahren auch ohne das von dem
entsprechenden Sensor gelieferte Sensorsignal voll
funktionsfähig ist, oder weil das Sensorsignal aus anderen
Sensorsignalen rekonstruiert werden kann. Welche Sensoren
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
tatsächlich eingesetzt werden kann von einem Fachmann
anhand seines Fachwissens im Einzelfall entschieden werden.
Es wäre es bspw. denkbar, auf einen Drehratensensor zu
verzichten und das Drehratensignal aus anderen
Sensorsignalen zu rekonstruieren.
Fig. 1 zeigt Funktionsblöcke des Einparkassistenten. Aus
dem Block 1 stehen Fahrzeugdaten zur Verfügung.
Beispielsweise ist der Block 1 ein Speicher, in dem die
Fahrzeugdaten abgespeichert sind. Eine alternative
Möglichkeit ist ein Regel-/Steuerwerk, das die
Fahrzeugdaten enthält. Der Block 2 ist der Sensorblock, der
die oben erwähnten Sensoren umfasst. Der Funktionsblock 3
berechnet die Soll-Trajektorie in der weiter unten
beschriebenen Weise und erhält dazu die Fahrzeugdaten aus
dem Block 1 und die Sensorsignale aus dem Block 2.
Ein zur Ermittlung der Ist-Trajektorie vorgesehener
Funktionsblock 4 erhält ebenfalls die Fahrzeugdaten aus dem
Block 1 und die Sensorsignale aus dem Block 2 als
Eingangssignale. Insbesondere ist der Drehratensensor zur
Rekonstruktion des Gierwinkels wichtig. Alternativ kann der
Gierwinkel auch durch einen entsprechenden Gierwinkelsensor
gemessen werden.
Die im Block 3 vorgegebene Soll-Trajektorie und die im
Block 4 ermittelte Ist-Trajektorie werden in einem
Vergleicher 8 verglichen. Aus dem Vergleichsergebnis und
aus Signalen der Blöcke 1 und 2 berechnet der
Funktionsblock 5 die Stellgröße. Der Vergleich zwischen den
Soll- und Ist-Trajektorien ermöglicht eine genaue Regelung
des Lenkwinkels mittels der im Block 5 berechneten
Stellgröße. Diese Regelung ist möglich, da die
Lenkeingriffe von einer Regel-/Steuereinheit ausgeführt
werden. Die im Funktionsblock 5 berechnete Stellgröße wird
im Funktionsblock 6 gefiltert. Diese Filterung bewirkt eine
Glättung der Flanke der Stellgröße und erreicht damit, dass
die Lenkbeschleunigung und der Ruck am Lenkrad nicht zu
hoch werden. Außerdem werden dem Funktionsblock 6 auch
Fahrzeugdaten aus dem Block 1 zugeführt und dort gefiltert
oder in die Filterung der Stellgröße mit einbezogen.
In dem Vergleicher 8 können neben der Ist- und der Soll-
Trajektorie auch Fahrzustandssignale, bspw. die
Orientierung des Kraftfahrzeugs, miteinander oder mit den
Fahrzeugdaten verglichen werden. Der Funktionsblock 7
repräsentiert ein Stellglied, das als ein Lenkstellmotor
ausgebildet ist. Die Sensoren und der Lenkstellmotor können
Teil eines fahrdynamischen Lenksystems des Kraftfahrzeugs
sein. Die zusätzlichen Kosten für eine erfindungsgemäße
Vorrichtung in einem Kraftfahrzeug können so auf ein
Minimum redzuiert werden.
Die oben bezogen auf Fig. 1 beschriebenen Funktionen des
Einparkassistenten können von einer Regel-/Steuereinheit,
z. B. einem ohnehin im Fahrzeug vorhandenen Fahrzeugrechner
ausgeführt werden.
Nachstehend werden unter Bezug auf die Fig. 2 und 3 die
geometrischen Grundlagen zur Ermittlung einer Trajektorie
auf der Basis eines Klothoidbogens beschrieben.
In Fig. 2 ist graphisch der Zusammenhang zwischen dem
Krümmungsradius R, dem Winkel θ und dem Weg s einer
beliebigen Bahnkurve veranschaulicht. Fig. 2 zeigt, wie der
Winkel θ sich mit der Änderung des Wegs s in Abhängigkeit
vom Krümmungsradius R verhält. Die Krümmung c(s) ist mit
Gleichung 1.1 gegeben:
Der Winkel θ berechnet sich aus dem Weg s anhand der
folgenden Gleichung:
Diese Gleichung läßt sich mit Hilfe der Gleichung 1.1 wie
folgt ausdrücken:
Aus dem Winkel θ(s) werden die kleinen Änderungen (dx, dy)
der kartesischen Koordinaten (x, y) berechnet:
Die Koordinaten (x, y) werden aus der Gleichung 1.4
abgeleitet:
Die allgemeine Gleichung 1.5 wird für den speziellen Fall
der Klothoide vereinfacht. Die Klothoide ist eine Kurve,
deren Krümmung c(s) sich linear mit dem Weg s verändert.
Diese Kurve wird auch als Cornu-Spirale (siehe Fig. 3)
bezeichnet.
c(s) = k . s + c0 Gl. 1.6
Aus dem Einsatz der Krümmung (siehe Gl. 1.6) in die Formel
1.5 ergibt sich:
was sich unter den Bedingungen:
θ0 = 0, x0 = 0
c0 = 0, y0 = 0 Gl. 1.8
wie folgt vereinfachen lässt:
Die Integration der Funktionen sin(u2) und cos(u2) ist
nicht trivial. Dafür wird die Reihenentwicklung der
trigonometrischen Funktionen angewandt.
Unter bestimmten Bedingungen von Konvergenzen der Reihen
(Gl 1.10) kann die Reihenfolge der Summe und der
Integration invertiert werden. Diese Bedingungen sind in
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel (Gl. 1.10) erfüllt.
Die Gleichung (1.11) lässt sich wie folgt transformieren:
Die Gleichung 1.13 dient dazu, bedeutende Punkte der
Trajektorie schnell zu berechnen. Im folgenden Abschnitt
wird das Verfahren angewandt, um eine Einpark-Trajektorie
zu berechnen.
Weiterhin wird bezogen auf die Fig. 4 bis 7 die Einpark-
Trajektorie mit Hilfe eines Algorithmus berechnet, der auf
der vorangehend erläuterten Gleichung 1.13 beruht.
Es sei angenommen, dass das zu parkende Fahrzeug parallel
zu der Parklücke steht. Die Trajektorie in der
Längsrichtung wird passend zu der existierenden Parklücke
vorausgesetzt. Intuitiv soll die Einpark-Trajektorie die
folgenden Phasen beinhalten:
- 1. Geradeaus rückwärts fahren,
- 2. weiterfahren (eventuell langsamer) und das Lenkrad nach rechts bis zu dem Lenkeinschlag drehen,
- 3. weiter rückwärts fahren,
- 4. Lenkrad nach links bis zum Lenkeinschlag drehen,
- 5. weiter rückwärts fahren,
- 6. Lenkrad wieder gerade stellen, und
- 7. das Fahrzeug anhalten.
Berechnung des Lenkwinkels
Die oben beschriebenen intuitiven Phasen sollen
formalisiert werden.
- - Wegen der einfachen Handhabung von Klothoiden wird angenommen, dass die Phasen 2, 4 und 7 Klothoid- Trajektorien sind.
- - Wegen der Symmetrie des Einparkvorgangs sind die Phasen 2 und 6, 3 und 5 symmetrisch.
Die Bestimmung der Phase 2 wird anhand der Fig. 4
hergeleitet. Die Klothoide sind durch einen Parameter k
bestimmt, der auf der Begrenzung des Lenkwinkels und der
Fahr- und Lenkgeschwindigkeiten beruht.
Die Länge der Phase 3 ist so berechnet, dass das Fahrzeug
tief genug in die Parklücke fährt. Der Einfluss dieser
Länge auf die Trajektorie wird anhand der Fig. 6 und 7
dargestellt. Insbesondere zeigt die Fig. 6 die Trajektorie
des Fahrzeugs, wenn die Phase 4 nicht existiert.
Die wichtigen Punkte für die Berechnung der Trajektorie
sind in den Fig. 5 und 6 mit den Buchstaben A, B, C, D,
E, F, G, R gekennzeichnet.
In Fig. 4 ist schematisch bei einem Fahrzeug mit
eingeschlagenen Vorderrädern der sich ergebende Radius
R = 1/c(s) und der Lenkwinkel δ(s) dargestellt. Die Klothoide
ergibt sich zu
c(s) = k . s + c0 Gl. 2.1
Der Ackermannwinkel ist
δ(s) = arctan[L . c(s)] Gl. 2.2
Daraus ergibt sich:
Dies ergibt
Der Lenkwinkel ergibt sich zu:
Daraus erhält man den für die Klothoide bestimmenden
Parameter:
Dabei findet eine Begrenzung der Lenkwinkelgeschwindigkeit
δ ≦ δM max , des Lenkwinkels δ ≦ δv max und der
Fahrgeschwindigkeit v ≦ vmax statt. Das Ergebnis des
Einparkvorgangs mit dem zuvor erläuterten Algorithmus ist
in Fig. 7 dargestellt, welche in einem x-y-
Koordinatensystem eine beispielhafte Einpark-Trajektorie
und den zugrundeliegenden Soll-Lenkwinkel veranschaulicht.
Um die Steuerung im Fahrzeug zu programmieren, wird der
gefahrene Weg benötigt. Im Fahrzeug wird dieser Weg mit
aktiven Radgeschwindigkeitssensoren oder in vereinfachter
Form mit Hilfe eines Weggebers gemessen. Die
Radgeschwindigkeitssensoren können die Radgeschwindigkeit
bis zur Geschwindigkeit Null präzise erfassen.
Bei dem oben beschriebenen System darf der Fahrer während
des Einparkvorgangs Lenkeingriffe durchführen. Diese
Lenkeingriffe haben aber keinen Einfluß auf das Manöver.
Falls beim Einparken ein Hindernis im Wege steht, soll der
Fahrer bremsen und den Einparkvorgang stoppen. Da der
Lenkradwinkel mit dem zugrundeliegenden Lenksystem
sensorisch erfasst wird, werden die Fahrereingriffe am
Lenkrad durch den Lenkstellmotor während des Einparkens
kompensiert. Diese Vorgehensweise ermöglicht, dass der
Fahrer trotzdem das Gefühl hat, den Einparkvorgang selbst
zu steuern und sich deshalb wohl fühlt.
Aufgrund der vom Drehratensensor gelieferten Signale wird
der Gierwinkel berechnet. Bei hochdynamischen Fahrmanövern
kann diese Berechnung u. U. zeitlich problematisch sein.
Beim Einparken treten dagegen in der Regel keine
Schwierigkeiten auf, da sich die Fahrgeschwindigkeit und
die Dynamik des Fahrmanövers in Grenzen hält.
Somit ermöglicht der Einparkassistent über die Berechnung
des Gierwinkels eine echte Regelung des Lenkwinkels
durchzuführen, damit die Fahrzeugorientierung dem
erwarteten Verhalten entspricht. Mit dieser Regelung können
Fehler, die zu einer Abweichung zwischen den gefahrenen und
der berechneten Trajektorie führen können, wie bspw. Fehler
in der Lenkanlage oder unterschiedliche Reibungen,
korrigiert werden.
Da der Sprung des dem Lenkstellmotor als Stellgröße
zugeführten Signals zwischen den Phasen, in denen der
Lenkwinkel konstant ist (Phasen 1, 3 und 5) und den Phasen,
in denen sich der Lenkwinkel verändert, zunächst abrupt
ist, wird die Stellgröße in dem in Fig. 1 gezeigten
Funktionsblock 6 gefiltert, indem die abrupten Sprünge der
Stellgröße geglättet werden. Dabei kann die Stellgröße
gefiltert werden, damit die Lenkbeschleunigung begrenzt
ist. Da die Soll-Trajektorie unverändert bleibt, können
Abweichungen von der Soll-Trajektorie auftreten. Es werden
also temporäre Abweichungen von der Soll-Trajektorie
geduldet, um ein gleichförmiges Fahrmanöver zu ermöglichen
und um dadurch den Fahrkomfort zu erhöhen. Die Abweichungen
zwischen der Soll-Trajektorie und der Ist-Trajektorie
werden im Laufe des Einparkvorgangs durch die Regel-/
Steuereinheit mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens
korrigiert.
Claims (15)
1. Verfahren zur Unterstützung des Einparkens eines
Kraftfahrzeugs, das mit einem Lenkstellmotor und Sensoren
zum Erfassen der Fahrzeugposition, des Fahrzustands und
veränderlicher Umgebungsbedingungen ausgerüstet ist, wobei
auf den Befehl eines Fahrers hin eine geregelte
Unterstützung des Einparkvorgangs mittels des Lenkstellers
und gestützt auf vorbestimmte Fahrzeugdaten und auf Signale
der Sensoren ausgeführt wird, gekennzeichnet durch folgende
Schritte:
- 1. Erfassung einer das unterstützte Einparken initiierenden Befehlseingabe des Fahrers und Erzeugung eines Initialisierungssignals;
- 2. Erfassung der momentanen Fahrzeugposition und des Fahrzustands aus den Fahrzeugdaten und wenigstens aus einem Gierwinkelsignal und aus einem Wegesignal;
- 3. Erfassung der Umgebungsbedingungen aus von an dem Fahrzeug angebrachten Sensoren erzeugten Signalen;
- 4. Vorgabe einer oder mehrerer Soll-Tajektorien, die eine von der Fahrzeugposition, dem Fahrzustand, den Umgebungsbedingungen und den Fahrzeugdaten abhängige Soll- Bahnkurve des einzuparkenden Fahrzeugs angeben;
- 5. Erfassung einer jeweiligen Ist-Trajektorie, abhängig von den jeweiligen in den Schritten B und C erfassten Signalen;
- 6. Vergleich der in Schritt D vorgegebenen Soll- Trajektorie und der in Schritt E erfassten Ist-Trajektorie; und
- 7. Berechnung der jeweiligen Stellgröße für den Lenkstellmotor aus dem in Schritt F erhaltenen Vergleichsergebnis.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass der Lenkstellmotor und zumindest ein Teil der Sensoren
Teil eines fahrdynamischen Lenksystems des Kraftfahrzeugs
sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass das in Schritt B erfasste Wegesignal
von je einem an jedem Fahrzeugrad befindlichen
Radgeschwindigkeitssensor erfasst wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, dass das in Schritt B erfasste
Gierwinkelsignal von einem geeigneten Sensor gemessen wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, dass das in Schritt B erfasste
Gierwinkelsignal aus einem oder mehreren in den Schritten B
und C anderweitig gemessenen Signalen, insbesondere aus
einem Drehratensignal oder aus dem Wegesignal,
rekonstruiert wird.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Umgebungsbedingungen in
Schritt C mittels eines Ultraschallsensors erfasst werden.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die in Schritt C erfassten
Umgebungsbedingungen die Form und/oder Ausmaße einer
Parklücke angeben.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die oder jede in Schritt D
vorgegebene Soll-Trajektorie aus einem oder mehreren
Klothoidbögen und/oder einem oder mehreren Kreisbögen
zusammengesetzt werden.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die im Schritt E berechnete
Stellgröße einer Filterung unterworfen wird, um zu
vermeiden, dass die Lenkbeschleunigung und der Lenkruck zu
hoch werden.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass Lenkeingriffe des Fahrers
toleriert werden, aber keinen Einfluss auf den
Einparkvorgang nehmen.
11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Einparkgeschwindigkeit
durch Gas- und Bremspedaleingriffe des Fahrers beinflusst
und die Lenkwinkel ausschließlich durch die Stellbewegungen
des Lenkstellmotors bewirkt werden.
12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem
der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorrichtung eine Regel-/Steuereinheit, die von den
Sensoren in Abhängigkeit von der Fahrzeugposition, dem
Fahrzustand und den veränderlichen Umgebungsbedingungen
erzeugten Signale sowie die Fahrzeugdaten empfängt, Mittel
zur Berechnung einer Ist-Trajektorie aus den Sensorsignalen
und den Fahrzeugdaten, Mittel zum Vergleich der jeweils
berechneten Ist-Trajektorie mit einer vorbestimmten Soll-
Trajektorie und Mittel zur Berechnung einer Stellgröße für
einen Lenkstellmotor aus dem Vergleichsergebnis aufweist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
dass die Regel-/Steuereinheit die von den jeweiligen
Sensoren erzeugten Signale sowie die Fahrzeugdaten von
einer anderen Steuer-/Regeleinheit in dem Fahrzeug
empfängt.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
dass die andere Steuer-/Regeleinheit als ein
fahrdynamisches Lenksystem des Fahrzeugs ausgebildet ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüch 12 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, dass Filtermittel in funktioneller
Verbindung mit der Regel-/Steuereinheit vorgesehen sind,
um die von der Regel-/Steuereinheit berechnete Stellgröße
so zu filtern, dass die Lenkbeschleunigung und der Lenkruck
nicht zu hoch werden.
Priority Applications (4)
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---|---|---|---|
DE1999140007 DE19940007A1 (de) | 1999-08-24 | 1999-08-24 | Verfahren und Vorrichtung zur Unterstützung des Einparkens eines Kraftfahrzeugs |
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