EP2504213A1 - Verfahren zur unterstützung des fahrers eines fahrzeugs - Google Patents

Verfahren zur unterstützung des fahrers eines fahrzeugs

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Publication number
EP2504213A1
EP2504213A1 EP10761012A EP10761012A EP2504213A1 EP 2504213 A1 EP2504213 A1 EP 2504213A1 EP 10761012 A EP10761012 A EP 10761012A EP 10761012 A EP10761012 A EP 10761012A EP 2504213 A1 EP2504213 A1 EP 2504213A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
steering
driver
vehicle
control
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10761012A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Volker Niemz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2504213A1 publication Critical patent/EP2504213A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00—Steering not otherwise provided for
    • B62D15/02—Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
    • B62D15/027—Parking aids, e.g. instruction means
    • B62D15/0285—Parking performed automatically
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00—Steering not otherwise provided for
    • B62D15/02—Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
    • B62D15/027—Parking aids, e.g. instruction means
    • B62D15/028—Guided parking by providing commands to the driver, e.g. acoustically or optically
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/0481—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures
    • B62D5/0496—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures by using a temperature sensor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W2050/0062—Adapting control system settings
    • B60W2050/007—Switching between manual and automatic parameter input, and vice versa
    • B60W2050/0072—Controller asks driver to take over
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/02—Ensuring safety in case of control system failures, e.g. by diagnosing, circumventing or fixing failures
    • B60W50/029—Adapting to failures or work around with other constraints, e.g. circumvention by avoiding use of failed parts
    • B60W2050/0295—Inhibiting action of specific actuators or systems

Definitions

  • the invention relates to a method for assisting the driver of a vehicle with an electronic steering, in particular during a parking operation. Furthermore, the invention is based on a device for carrying out the method according to the preamble of claim 10.
  • Methods for assisting the driver of a vehicle are used, in particular, as parking systems, in which the driver of the vehicle is assisted during a parking procedure.
  • the driver is supported during the parking process in a parking space, generally in a longitudinal parking gap, either by steering instructions or an automatic Lenkradreglung.
  • the driver will receive instructions on how to operate the steering wheel via a suitable output device, for example a screen of an on-board computer.
  • a suitable output device for example a screen of an on-board computer.
  • the steering is generally adopted by the system by means of a suitable actuator.
  • An automatic driver assistance system is described for example in US-A 2005/0137769.
  • both the control and the longitudinal guidance that is, acceleration and deceleration of the vehicle, taken over by the driver assistance system.
  • a control unit is provided on the front axle with the steerable wheels, by which the wheels are controlled in accordance with a control specification of the driver on the steering wheel.
  • By the electrical control of the front wheels and an automatic steering is possible.
  • Disadvantage of driver assistance systems with automatic steering wheel control is that due to different load sources for automatic steering Additional forces occur that add up to the force necessary to steer the steerable wheels.
  • the steering of the steerable wheels can be done for example via a rack. In this case, the force that must be applied to the control is the force necessary to move the rack.
  • Forces that can occur include friction with the ground, restoring forces of the tires and suspension, and a torsional springback force. Due to certain environmental influences, such as the state of the steering and the battery state of charge, as well as due to maneuvers with special power requirements, for example when steering in the state, it may come to shutdown or partial activation of the automatic steering. This leads to a parked for the driver parking.
  • the demolition results, for example, from an overheating of the actuator for the steering, which results, for example, due to the increased power requirement.
  • the inventive method for assisting the driver of a vehicle with an electronic steering, in particular during a parking operation comprises the following steps:
  • the handover of the control is given to the driver in good time before the abort of the automatic control.
  • the transfer of the control can be indicated acoustically, visually and / or haptically to the driver, for example.
  • An acoustic indication can be made for example by a suitable sound signal.
  • a sound signal for example, a warning sound can be delivered.
  • An optical display can be made for example via a display device of an on-board computer. For this purpose, it is possible, for example, to make a request to take over the control light up in the display field. In addition or as an alternative to a written version, a symbol can also be displayed. In order to attract the attention of the driver, it is still possible that the display of the request to take over the control is combined with a color change of the display unit. Alternatively or in addition to a color change, the display could also blink, for example. To haptically indicate to the driver the transfer of the control, it is possible, for example, to generate a vibration in the steering wheel. The vibration gives the driver a clear indication that his attention is required.
  • the driver Since, however, it is to be expected that the driver will not hold the steering wheel during an automatic parking operation, that is to say a parking operation in which the system also takes over the control, it is alternatively also possible for the driver to display the information via a Vibration of the seat or to transmit, for example, by a braking intervention or a short stutter braking.
  • the display is preferably by vibration of the seat and / or the steering wheel.
  • the display of the request to the Driver to take over control, acoustically and visually, acoustically and haptically or optically and haptically.
  • the display is acoustically, visually and haptically. In this way, it can be ensured that the driver's attention is definitely aroused.
  • step (a) If the driver receives a request to take over the control, it is preferred if the driver in this case, upon transfer of the control, necessary steering movements for driving through the path determined in step (a) are displayed. In this way, the fully automatic system for supporting the vehicle is reduced to a semi-automatic system. However, the driver still receives assistance in parking the vehicle, even if now the steering of the vehicle and the driving maneuver are no longer performed automatically by the vehicle.
  • the reaction time of the driver and the speed with which the driver moves the steering wheel are taken into account in the display.
  • the system it is possible, for example, to provide in the system to detect the steering speed and the reaction time of the driver when the system is operated semi-automatically, that is, the driver the necessary steering movements are displayed.
  • the changed requests can then be calculated from the data thus acquired.
  • the recorded data can be stored in a memory, for example, so that they can be used again during later parking processes.
  • the system it is possible for the system to display another driver, so that the data stored for a driver is not overwritten.
  • the driver prior to the request to take control, the driver is warned that control is being transferred.
  • the warning that the controller is handed over can take place acoustically, optically and / or haptically.
  • Particularly preferred is a combination of at least two of the three types of display.
  • the warning it is possible for the warning to be acoustic and optical, acoustic and haptic, optical and tactile or auditory, visual and tactile.
  • the speed of the vehicle and the steering speed are taken into account.
  • the effort is dependent on both the steering speed and the speed of the vehicle. The slower the vehicle drives and the higher the steering speed, the greater the effort needed to steer. Particularly high is the effort when the vehicle is steered at a standstill.
  • the air pressure in the tires of the steerable wheels, the tread depth of the tires of the steerable wheels, the coefficient of friction of the tires on the ground, the temperature and / or humidity are taken into account.
  • the expected amount of effort for steering adjustment increases with decreasing air pressure in the tires of the steerable wheels.
  • the coefficient of friction of the wheels on the ground also depends on the air pressure in the tires of the steerable wheels and the tread depth of the tires of the steerable wheels.
  • the coefficient of friction of the wheels on the ground can be determined, for example, by determining the braking distance. Any other type of determination of the coefficient of friction of the wheels on the ground, which is known to those skilled in the art, can be used.
  • the determination of the coefficient of friction is known to the person skilled in the art, for example, from ESP or ABS systems.
  • the coefficient of friction of the wheels on the ground is particularly dependent on the air pressure in the tires of the steerable wheels and the tread depth of the tires of the steerable wheels.
  • Additional sources of power for the actuator that controls the steering are tire restoring forces due to steering and springback due to torsion.
  • the rack With which the steerable wheels are steered in a rack and pinion steering, driven. At the same time, a movement of the steering wheel takes place, so that the driver is informed about the respective steering operation due to the rotation of the steering wheel.
  • a movement of the steering wheel takes place, so that the driver is informed about the respective steering operation due to the rotation of the steering wheel.
  • the steering adjustments can be made automatically again. For this it is possible, for example, to indicate to the driver that the control can now be taken over again by the system. The driver may then be given the option to notify the system that he wishes to take over control. Alternatively, it is also possible that the controller remains with the driver. The notification that the driver wishes to take over the control can be effected, for example, by actuating a switch.
  • the notification that the controller can be taken over again by the system can be done visually via the display device of the onboard computer.
  • the system can automatically take over control again and the driver merely receives an indication that the steering adjustment takes place automatically again.
  • the indication can be made acoustically, optically or haptically, for example. It is particularly preferred if the indication is also haptic, for example by the steering is adjusted so that a significantly increased effort is required for the operation. In this case, however, a simultaneous optical or acoustic display is preferred. It is preferred if the driver is given the choice to return the control system to the system or to retain it.
  • the maximum permissible temperature at which the control is passed to the driver is, for example, the maximum permissible operating temperature at which faultless operation of the actuator can be ensured. This temperature is device-dependent and is specified by the device manufacturer for the actuator, for example. However, it is preferred if the maximum permissible temperature at which the control is transferred to the driver is below the maximum permissible operating temperature at which the actuator can still be operated, in order to obtain a safety margin in this way. Thus, the maximum permissible temperature at which the control is transferred to the driver is preferably at most 80% of the maximum permissible operating temperature of the actuator.
  • the predetermined temperature at which the steering settings are automatically carried out again after the servomotor has cooled down is, for example, at a maximum of 60% of the maximum permissible operating temperature of the actuator. Due to the correspondingly large distance between the predetermined temperature, to which the steering adjustments are automated again, it is ensured that a transfer to the driver does not take place after only one steering adjustment again, but that several steering adjustments can be made, wherein it is particularly preferred the number of steering adjustments that can still be performed is sufficient to complete the automatic driving, in particular the parking operation.
  • the environment of the vehicle is first detected. If the maneuver to be performed is a parking operation, it is first determined whether a sufficiently large parking space, the one
  • Parking the vehicle allows exists.
  • the environment adjacent to the vehicle is detected in a L Lucassparklücke while driving past. If a gap is detected which is long enough to park the vehicle, a suitable parking space is assumed.
  • the system for detecting the environment the length of the parking space and possibly also the width of the parking space can be detected.
  • distance sensors which are connected to a suitable evaluation unit used. Commonly used distance sensors are, for example, ultrasonic sensors, radar sensors, infrared sensors, capacitive sensors or LIDAR sensors. These sensors send a signal that is reflected by objects in the detection area and then pick up the echo. From the running time of the signal, the distance to an object.
  • a parking space is limited by a front boundary, a rear boundary and a side boundary.
  • the front and rear limits are generally formed by further parking vehicles.
  • a longitudinal parking space is limited only by a rear boundary or only by a front boundary. This is the case when the parking space is the first or the last parking space in a row.
  • Such a parking space may be detected, for example, by a recurring pattern of close-vehicle-to-vehicle boundaries with short intervening areas where the boundary is farther from the vehicle.
  • the system is informed by the driver that it is such a parking space.
  • a suitable access lane is then calculated.
  • the entrance lane being calculated is the lane swept from the center of the rear axle of the vehicle.
  • the steering adjustments of the steerable wheels of the vehicle required for driving through the web can then be determined.
  • the determined path is traversed on the basis of the previously determined steering settings of the steerable wheels.
  • the temperature of the actuator for the steering settings is now measured in each case.
  • the expected effort for the subsequent steering adjustment is the expected temperature increase determined. In this way, it can be estimated whether the predetermined, maximum allowable temperature for the actuator can be exceeded due to the expected effort. If the preset, maximum permissible temperature for the actuator can be exceeded, the control is transferred to the driver.
  • the invention further relates to a device for carrying out the method, wherein the device comprises a control device, an actuator for performing steering adjustments and means for detecting the temperature of the actuator.
  • the actuator is controlled by the control unit and the means for detecting the Temperature are connected to the controller, so that detected temperatures can be transmitted to the controller.
  • the controller is configured to include means for detecting a trajectory to be traversed by the vehicle and determining the steering adjustments of the steerable wheels of the vehicle required for traversing the track, and means for estimating the force required for the steering adjustments and a resultant resulting actuator temperature.
  • any known to those skilled actuator with the appropriate steering settings can be performed.
  • the actuator is dependent on the type of steering.
  • any temperature sensors such as thermocouples can be used. Suitable temperature sensors are known to the person skilled in the art.
  • the temperature sensors provide a voltage change to the controller, wherein the voltage change can then be converted into a temperature change and a temperature of the actuator.
  • the control unit is preferably equipped with a processor.
  • a program shall be provided to calculate the trajectory to be traversed.
  • storage means are provided in which the acquired data, for example data of the temperature sensors and the distance sensors can be stored.
  • the controller can then access the stored data and calculate the trajectory to be traversed from the stored data.
  • Another program can be used to calculate the force required to perform the steering adjustment, and the force required to calculate the expected increase in the temperature of the actuator. In comparison with the stored temperature data then the expected temperature can be determined after performing the steering adjustment and if a cancellation of the automatic control is necessary, the driver will be sent a warning.
  • control unit is connected, for example, with a suitable display device, for example a monitor in the instrument panel of the vehicle.
  • a suitable bus system for example, a CAN bus.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterstützung des Fahrers eines Fahrzeugs mit einer elektronischen Lenkung, insbesondere bei einem Einparkvorgang, bei dem zunächst eine mit dem Fahrzeug zu durchfahrende Bahn ermittelt wird und die für das Durchfahren der Bahn erforderlichen Lenkeinstellungen der lenkbaren Räder des Fahrzeug ermittelt werden. Anschliessend wird die Bahn mittels einer automatischen Steuerung durchfahren. Während des Durchfahrens der Bahn wird ein zu erwartender Kraftaufwand für jede der Lenkeinstellungen abgeschätzt und die Temperatur eines Stellantriebs, mit dem die jeweiligen Lenkeintellungen durchgeführt werden, gemessen. Die automatische Steuerung des Fahrzeugs wird abgebrochen und die Steuerung an den Fahrer übergeben, wenn auf Grund des zu erwartenden Kraftaufwandes eine vergebene maximal zulässige Temperatur für den Stellantrieb überschritten werden kann. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zur Unterstützung des Fahrers eines Fahrzeugs Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterstützung des Fahrers eines Fahrzeugs mit einer elektronischen Lenkung, insbesondere bei einem Einparkvorgang. Weiterhin geht die Erfindung aus von einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Obergriff des Anspruchs 10.
Verfahren zur Unterstützung des Fahrers eines Fahrzeuges finden insbesondere Einsatz als Einparksysteme, bei denen der Fahrer des Fahrzeuges bei einem Einparkvorgang unterstützt wird. Hierbei wird der Fahrer während des Einparkvorganges in eine Parklücke, im Allgemeinen in eine Längsparklücke, entweder durch Lenkanweisungen oder eine automatische Lenkradreglung unterstützt. Wenn der Fahrer durch Lenkanweisungen unterstützt wird, so erhält der Fahrer über eine geeignete Ausgabevorrichtung, zum Beispiel einen Bildschirm eines Bordcomputers, Anweisungen, wie er das Lenkrad zu betätigen hat. Bei einer automatischen Lenkradregelung wird die Lenkung im Allgemeinen mit Hilfe eines geeigneten Stellantriebs vom System übernommen.
Ein automatisches Fahrassistenzsystem ist zum Beispiel in US-A 2005/0137769 beschrieben. Hierbei wird sowohl die Steuerung als auch die Längsführung, das heißt Beschleunigen und Abbremsen des Fahrzeugs, vom Fahrassistenzsystem übernommen. Hierzu ist an der Vorderachse mit den lenkbaren Rädern eine Steuerungseinheit vorgesehen, durch die die Räder entsprechend einer Steuerungsvorgabe des Fahrers am Lenkrad gesteuert werden. Durch die elektrische Steuerung der Vorderräder ist auch eine automatische Lenkung möglich. Nachteil von Fahrassistenzsystemen mit automatischer Lenkradregelung ist jedoch, dass auf Grund unterschiedlicher Belastungsquellen für die automatische Lenkung zu- sätzliche Kräfte auftreten, die sich zur Kraft addieren, die notwendig ist, um die lenkbaren Räder zu steuern. Die Steuerung der lenkbaren Räder kann zum Beispiel über eine Zahnstange erfolgen. In diesem Fall ist die Kraft, die zur Steuerung aufgebracht werden muss, die Kraft, die notwendig ist, um die Zahnstange zu bewegen. Kräfte die auftreten können, sind zum Beispiel Reibungskräfte mit dem Untergrund, Rückstellkräfte der Reifen und Radaufhängung, sowie eine rückfedernde Kraft auf Grund von Torsion. Auf Grund bestimmter Umwelteinflüsse, zum Beispiel dem Zustand der Lenkung und dem Batterieladungszustand, sowie auf Grund von Fahrmanövern mit besonderem Leistungsbedarf, zum Beispiel beim Lenken im Stand, kann es zur Abschaltung oder Teilaktivierung der automatischen Lenkung kommen. Dies führt zu einem für den Fahrer abgebrochenen Parkvorgang. Der Abbruch ergibt sich zum Beispiel aus einer Ü- berhitzung des Stellantriebs für die Lenkung, die sich zum Beispiel auf Grund der erhöhten Kraftanforderung ergibt.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Unterstützung des Fahrers eines Fahrzeugs mit einer elektronischen Lenkung, insbesondere bei einem Einparkvorgang, umfasst folgende Schritte:
(a) Ermitteln einer mit dem Fahrzeug zu durchfahrenden Bahn und Bestimmen der für das Durchfahren der Bahn erforderlichen Lenkeinstellungen der lenkbaren Räder der Fahrzeugs und das Durchfahren der Bahn mittels einer automatischen Steuerung,
(b) Abschätzen eines zu erwartenden Kraftaufwands für jede der Lenkeinstellungen,
(c) Messen der Temperatur eines Stellantriebs, mit dem die jeweilige Lenkeinstellung durchgeführt wird,
(d) Abbrechen der automatischen Steuerung des Fahrzeugs und Übergabe der Steuerung an den Fahrer, wenn auf Grund des zu erwartenden Kraftaufwandes eine vorgegebene maximale zulässige Temperatur für den Stellantrieb überschritten werden kann. Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass ein unplausibler Systemabbruch vermieden wird. Es erfolgt eine rechtzeitige Mitteilung an den Fahrer, bevor es zu einem Systemabbruch auf Grund von Überhitzung kommt. Zudem kann der Fahrer rechtzeitig über den Grund des Abbruchs informiert werden.
Wenn ein Abbrechen der automatischen Steuerung des Fahrzeugs notwendig ist, ist es vorteilhaft, wenn dem Fahrer die Übergabe der Steuerung rechtzeitig vor dem Abbruch der automatischen Steuerung übergeben wird. Die Übergabe der Steuerung kann dem Fahrer zum Beispiel akustisch, optisch und/oder haptisch angezeigt werden.
Eine akustische Anzeige kann zum Beispiel durch ein geeignetes Tonsignal erfolgen. Als Tonsignal kann zum Beispiel ein Warnton abgegeben werden. Alternativ ist es auch möglich, den Fahrer zum Beispiel durch eine geeignete Sprachausgabe aufzufordern, die Lenkung nun selbst zu übernehmen.
Eine optische Anzeige kann zum Beispiel über ein Anzeigegerät eines Bordcomputers erfolgen. Hierzu ist es zum Beispiel möglich, eine Aufforderung, die Steuerung zu ü- bernehmen, im Anzeigefeld aufleuchten zu lassen. Zusätzlich oder alternativ zu einer schriftlichen Ausführung kann auch ein Symbol angezeigt werden. Um die Aufmerk- samkeit des Fahrers zu erregen, ist es weiterhin möglich, dass die Anzeige der Aufforderung, die Steuerung zu übernehmen mit einem Farbwechsel der Anzeigeeinheit kombiniert wird. Alternativ oder zusätzlich zu einem Farbwechsel könnte die Anzeige zum Beispiel auch aufblinken. Um dem Fahrer die Übergabe der Steuerung haptisch anzuzeigen, ist es zum Beispiel möglich, eine Vibration im Lenkrad zu erzeugen. Durch die Vibration erhält der Fahrer einen klaren Hinweis, dass seine Aufmerksamkeit gefordert ist. Da jedoch damit zu rechnen ist, dass der Fahrer bei einem automatischen Einparkvorgang, das heißt einem Einparkvorgang, bei dem das System auch die Steuerung übernimmt, das Lenk- rad nicht festhält, ist es alternativ zum Beispiel auch möglich, dem Fahrer die Anzeige über eine Vibration des Sitzes oder zum Beispiel auch durch einen Bremseingriff oder eine kurze Stotter-Bremsung zu übermitteln. Bevorzugt ist jedoch die Anzeige durch Vibration des Sitzes und/oder des Lenkrades.
Neben der akustischen, optischen und/oder haptischen Anzeige, die Steuerung zu übernehmen, ist es weiterhin bevorzugt, wenn die Anzeige der Aufforderung an den Fahrer, die Steuerung zu übernehmen, akustisch und optisch, akustisch und haptisch oder optisch und haptisch erfolgt. Insbesondere ist es auch bevorzugt wenn die Anzeige akustisch, optisch und haptisch erfolgt. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die Aufmerksamkeit des Fahrers auf jeden Fall erregt wird.
Wenn der Fahrer eine Aufforderung erhält, die Steuerung zu übernehmen, ist es bevorzugt, wenn dem Fahrer in diesem Fall bei Übergabe der Steuerung notwendige Lenkbewegungen zum Durchfahren der in Schritt (a) ermittelten Bahn angezeigt werden. Auf diese Weise reduziert sich das vollautomatische System zur Unterstützung des Fahrzeuges zu einem halbautomatischen System. Der Fahrer erhält jedoch weiterhin Unterstützung beim Einparken des Fahrzeugs, auch wenn nun die Lenkung des Fahrzeugs und das Fahrmanöver nicht mehr selbsttätig vom Fahrzeug ausgeführt werden. Wenn dem Fahrer die notwendigen Lenkbewegungen zum Durchfahren der ermittelten Bahn angezeigt werden, ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die Reaktionszeit des Fahrers und die Geschwindigkeit, mit der der Fahrer das Lenkrad bewegt, bei der Anzeige berücksichtig werden. Hierzu ist es zum Beispiel möglich, im System vorzusehen, die Lenkgeschwindigkeit und die Reaktionszeit des Fahrers zu erfassen, wenn das System halb-automatisch betrieben wird, das heißt, dass dem Fahrer die notwendigen Lenkbewegungen angezeigt werden. Aus den so erfassten Daten können dann die geänderten Aufforderungen berechnet werden. Die erfassten Daten lassen sich zum Beispiel in einem Speicher ablegen, so dass auf diese auch bei späteren Einparkvorgängen wieder zurückgegriffen werden kann. Bei einem Fahrerwechsel ist es zum Beispiel möglich, dass dem System ein anderer Fahrer angezeigt wird, so dass die für einen Fahrer abgelegten Daten nicht überschrieben werden. Alternativ ist es jedoch auch möglich, die Daten bezüglich Reaktionsgeschwindigkeit und Lenkgeschwindigkeit jeweils nach dem Neustart des Fahrzeugs neu zu ermitteln. Bevorzugt ist es jedoch, die Daten für verschiedene Fahrer abzulegen und dem System jeweils vorab mitzuteilen, wer das Fahrzeug fährt. In einer Ausführungsform der Erfindung erhält der Fahrer zum Beispiel vor der Aufforderung, die Steuerung zu übernehmen, eine Warnung, dass die Steuerung übergeben wird. Die Warnung, dass die Steuerung übergeben wird, kann akustisch, optisch und/oder haptisch erfolgen. Besonders bevorzugt ist eine Kombination aus mindestens zwei der drei Anzeigearten. So ist es zum Beispiel möglich, dass die Warnung akus- tisch und optisch, akustisch und haptisch, optisch und haptisch oder akustisch, optisch und haptisch erfolgt. Um zu vermeiden, dass das Fahrzeug zum Zeitpunkt der Ubergabe der Steuerung an den Fahrer ungesteuert weiterfährt, da das System die Steuerung bereits abgegeben hat, der Fahrer die Steuerung jedoch noch nicht übernommen hat, ist es vorteilhaft, wenn das Fahrzeug zur Übergabe der Steuerung in den Stillstand abbremst. Dies ist jedoch nur dann möglich, wenn auch die Längsführung, das heißt Beschleunigung und Verzögerung des Fahrzeugs vom System übernommen werden. Bei Systemen, bei denen der Fahrer noch das Beschleunigen und Verzögern übernimmt, ist es nicht möglich, das Fahrzeug zum Stillstand abzubremsen. Da jedoch bei Systemen, bei denen die Längsführung beim Fahrer liegt, eine erhöhte Aufmerksamkeit vom Fahrer gefordert wird, wird dieser rechtzeitig erfassen, dass die Steuerung übergeben werden muss. Lediglich bei Systemen, bei denen die Längsführung auch vom System übernommen wird, ist mit einer reduzierten Aufmerksamkeit des Fahrers zu rechnen. Durch diese reduzierte Aufmerksamkeit des Fahrers ist bei Übergabe der Steuerung, wenn das Fahrzeug nicht zum Stillstand abgebremst wird, die Gefahr einer Kollision auf Grund einer ungesteuerten Weiterfahrt des Fahrzeuges eine Kollision nicht auszuschließen.
Neben der Übergabe der Steuerung an den Fahrer ist es bei einem vollautomatischen System weiterhin auch möglich, die Längsführung an den Fahrer zu übergeben. Dies hat den Vorteil, dass der Fahrer die volle Kontrolle über das Fahrzeug hat und auf diese Weise auch die Aufforderungen zum Lenkeinschlag an den Fahrstil des Fahrers an- gepasst übermittelt werden können.
Um den zu erwartenden Kraftaufwand für jede der Lenkeinstellungen abschätzen zu können, werden zum Beispiel die Geschwindigkeit des Fahrzeugs und die Lenkgeschwindigkeit berücksichtigt. Der Kraftaufwand ist dabei sowohl von der Lenkgeschwindigkeit als auch der Geschwindigkeit des Fahrzeuges abhängig. Je langsamer das Fahrzeug fährt und je höher die Lenkgeschwindigkeit ist, umso größer ist der Kraftaufwand, der zur Lenkung benötigt wird. Besonders hoch ist der Kraftaufwand, wenn das Fahrzeug im Stillstand gelenkt wird.
Neben der Lenkgeschwindigkeit und der Geschwindigkeit des Fahrzeuges kann zur Abschätzung des zu erwartenden Kraftaufwandes für jede der Lenkeinstellungen zusätzlich der Luftdruck in den Reifen der lenkbaren Räder, die Profiltiefe der Reifen der lenkbaren Räder, der Reibwert der Reifen auf dem Untergrund, die Temperatur und/oder die Luftfeuchtigkeit berücksichtigt werden. So nimmt zum Beispiel der zu erwartende Kraftaufwand für eine Lenkeinstellung mit abnehmendem Luftdruck in den Reifen der lenkbaren Räder zu.
Der Reibwert der Räder auf dem Untergrund ist auch von dem Luftdruck in den Reifen der lenkbaren Räder und der Profiltiefe der Reifen der lenkbaren Räder abhängig.
Der Reibwert der Räder auf dem Untergrund lässt sich zum Beispiel durch eine Bremswegermittlung bestimmen. Auch jede beliebige andere Art der Bestimmung des Reibwertes der Räder auf dem Untergrund, die dem Fachmann bekannt ist, kann genutzt werden. Die Bestimmung des Reibwertes ist dem Fachmann zum Beispiel aus ESP oder ABS-Systemen bekannt.
Da die Reifen mit zunehmender Temperatur üblicherweise weicher werden, nimmt auch der Reibwert mit zunehmender Temperatur und damit der benötigte Kraftaufwand für eine Lenkeinstellung zu. Eine Erhöhung der Luftfeuchtigkeit führt im Allgemeinen zu einer Verringerung des Reibwertes und damit zu einer Abnahme des zu erwartenden Kraftaufwandes für jede der Lenkeinstellungen.
Insbesondere relevant für den zu erwartenden Kraftaufwand für jede Lenkeinstellung ist der Reibwert der Räder auf dem Untergrund und dieser ist insbesondere abhängig von dem Luftdruck in den Reifen der lenkbaren Räder und der Profiltiefe der Reifen der lenkbaren Räder.
Zusätzliche Belastungsquellen für den Stellantrieb, mit dem die jeweiligen Lenkeinstellungen durchgeführt werden, sind auch Rückstellkräfte der Reifen auf Grund der Lenkung und die rückfedernde Kraft auf Grund der Torsion.
Mit dem Stellantrieb wird bei einer Zahnstangenlenkung die Zahnstange, mit der die lenkbaren Räder gelenkt werden, angetrieben. Gleichzeitig erfolgt hierbei eine Bewegung des Lenkrades, so dass der Fahrer über den jeweiligen Lenkvorgang auf Grund der Drehung des Lenkrades informiert wird. Bei einer elektronischen Lenkung ist es alternativ auch möglich, dass nur die lenkbaren Räder bewegt werden, das Lenkrad jedoch abgekoppelt ist und damit nicht bewegt wird. In diesem Fall ist es zum Beispiel möglich, den Fahrer über eine Anzeige zum Beispiel auf dem Anzeigegerät des Bord- Computers über die aktuelle Stellung der Räder zu informieren. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn eine Übergabe der Steuerung an den Fahrer erfolgt.
Um Abschätzen zu können, ob auf Grund des zu erwartenden Kraftaufwandes eine vorgegebene, maximal zulässige Temperatur für den Stellantrieb überschritten werden kann, wird aus dem abgeschätzten zu erwartenden Kraftaufwand auf eine sich daraus ergebende Temperaturerhöhung für den Stellantrieb geschlossen. Die Summe der aus dem Kraftaufwand zu erwartenden Temperaturerhöhung und der gemessenen Temperatur des Stellantriebes ergibt die kritische Temperatur, die mit der vorgegebenen, ma- ximal zulässigen Temperatur für den Stellantrieb verglichen wird. Sobald die Temperatur, die sich aus der gemessenen Temperatur des Stellantriebes und der aus dem zu erwartenden Kraftaufwand abgeschätzten Temperatur ergibt, die vorgegebene, maximal zugelassene Temperatur für den Stellantrieb zu überschreiten droht, wird die entsprechende Warnung an den Fahrer ausgegeben und die Steuerung an den Fahrer übergeben. Bei Übergabe der Steuerung an den Fahrer erfolgt die Steuerung wieder unabhängig vom Stellantrieb, so dass der Stellantrieb nicht benötigt wird und so abkühlen kann.
Sobald der Stellantrieb unter einer vorgegebenen Temperatur abgekühlt ist, können die Lenkeinstellungen wieder automatisch erfolgen. Hierzu ist es zum Beispiel möglich, dem Fahrer anzuzeigen, dass nun wieder die Steuerung vom System übernommen werden kann. Der Fahrer kann dann die Option erhalten, dem System mitzuteilen, dass er eine Übernahme der Steuerung wünscht. Alternativ ist es jedoch auch möglich, dass die Steuerung beim Fahrer verbleibt. Die Mitteilung, dass der Fahrer eine Übernahme der Steuerung wünscht, kann zum Beispiel durch Betätigung eines Schalters erfolgen.
Die Mitteilung, dass die Steuerung wieder vom System übernommen werden kann, kann zum Beispiel optisch über die Anzeigevorrichtung des Bordcomputers erfolgen. Alternativ ist es jedoch auch möglich, dass das System automatisch wieder die Steuerung übernimmt und der Fahrer lediglich einen Hinweis erhält, dass die Lenkeinstellung wieder automatisch erfolgt. Der Hinweis kann zum Beispiel akustisch, optisch oder haptisch erfolgen. Besonders bevorzugt ist es, wenn der Hinweis auch haptisch erfolgt, zum Beispiel indem die Lenkung so eingestellt wird, dass zur Betätigung ein deutlich erhöhter Kraftaufwand erforderlich ist. Bevorzugt ist hierbei jedoch eine gleichzeitige optische oder akustische Anzeige. Bevorzugt ist es, wenn dem Fahrer die Wahl gelas- sen wird, die Steuerung wieder an das System abzugeben oder zu behalten. Die maximal zulässige Temperatur, bei deren Erreichen die Steuerung an den Fahrer übergeben wird, ist zum Beispiel die maximal zulässige Betriebstemperatur, bei der eine fehlerfreie Funktion des Stellantriebs gewährleistet werden kann. Diese Temperatur ist geräteabhängig und wird zum Beispiel vom Gerätehersteller für den Stellantrieb vorgegeben. Bevorzugt ist es jedoch, wenn die maximal zulässige Temperatur, bei der die Steuerung an den Fahrer übergeben wird, unterhalb der maximal zulässigen Betriebstemperatur, bei der der Stellantrieb noch betrieben werden kann, liegt, um auf diese Weise eine Sicherheitsreserve zu erhalten. So liegt die maximal zulässige Temperatur, bei der die Steuerung an den Fahrer übergeben wird, bevorzugt maximal bei 80% der maximal zulässigen Betriebstemperatur des Stellantriebs.
Die vorgegebene Temperatur, bei der nach einem Abkühlen des Stellmotors die Lenkeinstellungen wieder automatisch erfolgen, liegt zum Beispiel bei maximal 60% der maximal zulässigen Betriebstemperatur des Stellantriebes. Durch den entsprechend großen Abstand der vorgegebenen Temperatur, zu der die Lenkeinstellungen wieder automatisiert erfolgen, wird sichergestellt, dass nicht bereits nach nur einer Lenkeinstellung wieder eine Übergabe an den Fahrer erfolgt, sondern dass mehrere Lenkeinstellungen durchgeführt werden können, wobei es insbesondere bevorzugt ist, wenn die Anzahl der Lenkeinstellungen, die noch durchgeführt werden können, ausreichend ist, um den automatischen Fahrvorgang, insbesondere den Einparkvorgang, abzuschließen.
Um die mit dem Fahrzeug zu durchfahrende Bahn zu ermitteln, wird zunächst die Umgebung des Fahrzeugs erfasst. Wenn das durchzuführende Fahrmanöver ein Einpark- Vorgang ist, wird zunächst festgestellt, ob eine ausreichend große Parklücke, die ein
Einparken des Fahrzeugs ermöglicht, vorliegt. Hierzu wird bei einer Längsparklücke während des Vorbeifahrens die Umgebung neben dem Fahrzeug erfasst. Wenn eine Lücke detektiert wird, die lang genug ist um das Fahrzeug einzuparken, wird von einer geeigneten Parklücke ausgegangen. Mit dem System zur Erfassung der Umgebung lassen sich so die Länge der Parklücke und gegebenenfalls auch die Breite der Parklücke erfassen. Als System zur Erfassung der Umgebung werden üblicherweise Abstandsensoren, die mit einer geeigneten Auswerteeinheit verbunden sind, eingesetzt. Üblicherweise verwendete Abstandssensoren sind zum Beispiel Ultraschallsensoren, Radarsensoren, Infrarotsensoren, kapazitive Sensoren oder LIDAR-Sensoren. Diese Sensoren senden ein Signal aus, das von Objekten im Detektionsbereich reflektiert wird und nehmen dann das Echo auf. Aus der Laufzeit des Signals kann der Abstand zu einem Objekt bestimmt werden. Aus den mit dem Abstandssystem erfassten Daten lassen sich dann die Begrenzungen einer geeigneten Parklücke ermitteln. Üblicherweise ist eine Parklücke durch eine vordere Begrenzung, eine hintere Begrenzung und eine seitliche Begrenzung begrenzt. Die vordere und die hintere Begrenzung werden da- bei im Allgemeinen durch weitere parkende Fahrzeuge gebildet. Alternativ ist es jedoch auch möglich, dass eine Längsparklücke nur durch eine hintere Begrenzung oder nur durch eine vordere Begrenzung begrenzt ist. Dies ist dann der Fall, wenn die Parklücke die erste beziehungsweise die letzte Parklücke in einer Reihe ist. Eine solche Parklücke kann zum Beispiel durch ein wiederkehrendes Muster von Begrenzungen nah am Fahrzeug, die in etwa Fahrzeuglänge aufweisen, mit kurzen dazwischen liegenden Bereichen, in denen die Begrenzung weiter vom Fahrzeug entfernt ist, detektiert werden. Alternativ ist es auch möglich, dass dem System vom Fahrer mitgeteilt wird, dass es sich um eine solche Parklücke handelt.
Unter Berücksichtigung der so erfassten Daten wird dann eine geeignete Einfahrbahn berechnet. Üblicherweise ist die Einfahrbahn, die berechnet wird, die Bahn, die vom Mittelpunkt der Hinterachse des Fahrzeugs überstrichen wird. Aus der so ermittelten Bahn können dann die für das Durchfahren der Bahn erforderlichen Lenkeinstellungen der lenkbaren Räder des Fahrzeugs ermittelt werden. Um das Fahrzeug in die Parklücke einzuparken wird dann die ermittelte Bahn anhand der zuvor ermittelten Lenkeinstellungen der lenkbaren Räder durchfahren. Beim Durchfahren der so ermittelten Bahn wird nun jeweils die Temperatur des Stellantriebes für die Lenkeinstellungen gemessen. Wenn nun eine erhöhte Temperatur des Stellantriebes gemessen wird, insbesondere eine Temperatur, die sich bereits in der Nähe der vorgegebenen maximal zulässigen Temperatur befindet, oder die bereits nah an der zulässigen Betriebstemperatur des Stellantriebes liegt, wird aus dem zu erwartenden Kraftaufwand für die nachfolgende Lenkeinstellung die zu erwartende Temperaturzunahme bestimmt. Auf diese Weise lässt sich abschätzen, ob die vorgegebene, maximal zulässige Temperatur für den Stellantrieb auf Grund des zu erwartenden Kraftaufwandes überschritten werden kann. Wenn die vorgegebene, maximal zulässige Temperatur für den Stellantrieb überschritten werden kann, erfolgt eine Übergabe der Steuerung an den Fahrer.
Die Erfindung betrifft weiterhin auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wobei die Vorrichtung ein Steuergerät, einen Stellantrieb zur Durchführung von Lenkeinstellungen und Mittel zur Erfassung der Temperatur des Stellantriebs umfasst.
Der Stellantrieb ist vom Steuergerät ansteuerbar und die Mittel zur Erfassung der Temperatur sind mit dem Steuergerät verbunden, so dass erfasste Temperaturen an das Steuergerät übertragen werden können. Das Steuergerät ist so ausgestaltet, dass es Mittel zur Erfassung einer mit dem Fahrzeug zu durchfahrenden Bahn und zur Bestimmung der für die zum Durchfahren der Bahn erforderlichen Lenkeinstellungen der lenkbaren Räder des Fahrzeugs sowie Mittel zur Abschätzung für den für die Lenkeinstellungen erforderlichen Kraftaufwand und einer sich daraus ergebenden Temperatur für den Stellantrieb umfasst.
Als Stellantrieb zur Durchführung von Lenkeinstellungen eignet sich jeder beliebige, dem Fachmann bekannte Stellantrieb, mit dem entsprechende Lenkeinstellungen durchgeführt werden können. Der Stellantrieb ist dabei unter anderem auch von der Art der Lenkung abhängig.
Als Mittel zur Erfassung der Temperatur können zum Beispiel beliebige Temperatur- sensoren, beispielsweise Thermoelemente eingesetzt werden. Geeignete Temperatursensoren sind dem Fachmann bekannt. Die Temperatursensoren liefern eine Spannungsänderung an das Steuergerät, wobei die Spannungsänderung dann in eine Temperaturänderung und eine Temperatur des Stellantriebs umgerechnet werden kann.
Um die zu durchfahrende Bahn zu berechnen, ist das Steuergerät vorzugsweise mit einem Prozessor ausgestattet. Zusätzlich ist ein Programm vorzusehen, mit dem die Bahn, die durchfahren werden soll, berechnet werden kann. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn Speichermittel vorgesehen sind, in denen die erfassten Daten, beispielsweise Daten der Temperatursensoren und der Abstandssensoren gespeichert werden können. Das Steuergerät kann dann auf die gespeicherten Daten zugreifen und aus den gespeicherten Daten die zu durchfahrende Bahn berechnen. Über ein weiteres Programm kann der Kraftaufwand, der zur Durchführung der Lenkeinstellung notwendig ist, berechnet werden und aus dem Kraftaufwand die zu erwartende Temperaturerhö- hung des Stellantriebs. Im Vergleich mit den abgelegten Temperaturdaten kann dann die zu erwartende Temperatur nach Durchführung der Lenkeinstellung bestimmt werden und falls ein Abbrechen der automatischen Steuerung notwendig ist, dem Fahrer eine Warnung übermittelt werden. Hierzu ist das Steuergerät zum Beispiel mit einer geeigneten Anzeigevorrichtung, beispielsweise einem Monitor in der Armaturentafel des Fahrzeugs, verbunden. Der Datenaustausch zwischen dem Steuergerät und belie- bigen anderen elektronischen Komponenten kann zum Beispiel durch ein geeignetes Bus-System beispielsweise ein CAN-Bus erfolgen.

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren zur Unterstützung des Fahrers eines Fahrzeugs mit einer elektronischen Lenkung, insbesondere bei einem Einparkvorgang, folgende Schritte umfassend:
(a) Ermitteln einer mit dem Fahrzeug zu durchfahrenden Bahn und Bestimmen der für das Durchfahren der Bahn erforderlichen Lenkeinstellungen der lenkbaren Räder des Fahrzeugs und Durchfahren der Bahn mittels einer automatischen Steuerung,
(b) Abschätzen eines zu erwartenden Kraftaufwands für jede der Lenkeinstellungen,
(c) Messen der Temperatur eines Stellantriebs, mit dem die jeweiligen Lenkeinstellungen durchgeführt werden,
(d) Abbrechen der automatischen Steuerung des Fahrzeugs und Übergabe der Steuerung an den Fahrer, wenn aufgrund des zu erwartenden Kraftaufwands eine vorgegebene maximal zulässige Temperatur für den Stellantrieb überschritten werden kann.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass dem Fahrer bei Ü- bergabe der Steuerung an den Fahrer notwendige Lenkbewegungen zum Durchfahren der in Schritt (a) ermittelten Bahn angezeigt werden.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrer eine Warnung erhält, dass die Steuerung übergeben wird.
4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem Fahrer die Übergabe der Steuerung akustisch, optisch und/oder haptisch angezeigt wird.
5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug zur Übergabe der Steuerung in den Stillstand abbremst.
6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abschätzung des zu erwartenden Kraftaufwands für jede der Lenkeinstellungen die Lenkgeschwindigkeit und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs berücksichtigt werden.
7. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abschätzung des zu erwartenden Kraftaufwands für jede der Lenkeinstellungen zusätzlich der Luftdruck in den Reifen der lenkbaren Räder, die Profiltiefe der Reifen der lenkbaren Räder, der Reibwert der Räder auf dem Untergrund, die Temperatur und/oder die Luftfeuchtigkeit berücksichtigt werden.
8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Abkühlen des Stellmotors unter eine vorgegebene Temperatur die Lenkeinstellungen wieder automatisch erfolgen.
9. Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrer einen Hinweis erhält, wenn die Lenkeinstellungen wieder automatisch erfolgen.
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, umfassend ein Steuergerät, einen Stellantrieb zur Durchführung von Lenkeinstellungen und Mittel zur Erfassung der Temperatur des Stellantriebs, wobei der Stellantrieb vom Steuergerät ansteuerbar ist und die Mittel zur Erfassung der Temperatur mit dem Steuergerät verbunden sind, so dass erfasste Temperaturen an das Steuergerät übertragen werden können, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät so ausgestaltet ist, dass das Steuergerät Mittel zur Erfassung einer mit dem Fahrzeug zu durchfahrenden Bahn und zur Bestimmung der für das Durchfahren der Bahn erforderlichen Lenkeinstellungen der lenkbaren Räder des Fahrzeugs sowie Mittel zur Abschätzung des für die Lenkeinstellung erforderlichen Kraftaufwands und einer sich daraus ergebenden Temperatur für den Stellantrieb umfasst.
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