WO2015048959A1 - Verfahren und vorrichtung für einen automatischen lenkeingriff - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to the technical field of driver assistance systems which provide an automated steering intervention to assist a driver.
  • Driver assistance systems are known in the art, e.g. Lane Departure Prevention Systems or Emergency Steering Systems that provide automated steering intervention to assist a driver.
  • a steering wheel with optoelectronic sensor is disclosed in DE196 31 502 C1.
  • the steering wheel is equipped with a fiber optic sensor that responds to the pressure of the hands of a driver on the steering wheel.
  • the sensor signal varies with the magnitude of the pressure.
  • a plurality of pressure sensors applied to the steering wheel wherein at least one pressure sensor in the right area and a pressure sensor in the left area of the steering wheel is arranged, it can be determined whether the driver holds the steering wheel with one or two hands. It is state of the art with a plurality of pressure sensors different pressure points on a steering wheel, e.g. Evaluate the rear left, right or front independently, in particular to close a driver's intention or driver attention or a number of hands on the steering wheel.
  • DE 10 2004 057 262 A1 discloses a method and a device for deactivating a driver assistance system influencing the steering of a vehicle as a function of a driver's steering variable, in particular if the driver's steering variable exceeds a threshold value. This principle is known to all driver assistance systems as a driver overriding the assistance system.
  • the claimed in DE 10 2007 052 258 A1 driver assistance system provides that when the driver brings at least one hand to the previously untouched steering wheel, the automatic lateral control of the vehicle from the activated in the deactivated Condition changes and when removing the hand from the steering wheel, the automatic traverse control is reactivated.
  • a mechanical steering system or an electronically amplified steering system (power steering) or electronic steering system (steer-by-wire) in a vehicle converts a steering angle on the steering wheel of a vehicle into cornering of the vehicle.
  • driver assistance systems with an automated steering intervention such as e.g. a driver assistance system for tracking (lane keeping system) or an emergency steering system or a parking system known or implemented in today's production vehicles.
  • the automated steering intervention is recognizable by a deflection of the steering wheel for the driver.
  • the automated steering intervention in the sense of the invention claimed here always relates to an activated driver assistance system for an automated steering intervention such as, for example, an automated steering intervention. a driver assistance system for tracking or an emergency steering system or a parking system.
  • the core idea of the invention to provide a method for determining an engagement strength of an automatic steering intervention for a vehicle, in which the engagement strength is determined in dependence on how firmly a driver holds the steering wheel or with how many hands he holds the steering wheel. Furthermore, it is a core idea of the invention that a threshold value for a maximum allowable engagement strength is determined depending on how firmly a driver holds the steering wheel or with how many hands he holds the steering wheel. In this embodiment of the invention, the idea of safety is in the foreground. By the specified dependence of the threshold can be ensured that the vehicle remains manageable for the driver during the autonomous steering operation. This applies in particular to an embodiment of the invention in which the threshold value is increased with an increasing pressure applied by the driver to the steering wheel or with an increasing number of hands on the steering wheel.
  • the effectiveness of the automatic steering intervention is thus estimated in advance and included in the selected engagement strength or it is ensured that the vehicle remains manageable even during the autonomous steering movement for the driver.
  • the intervention strength is additionally increased, if it requires the surrounding situation and the driver holds the steering wheel firmly and / or with two hands, so that he could outvote the assistance system with a high probability, even at an increased intervention strength.
  • the engagement strength is determined as a function of a driver's manual torque or a pressure force applied by the driver to the steering wheel.
  • the pressure force on the steering wheel is indicative of the number of hands on the steering wheel, especially when a plurality of pressure sensors are provided at different locations on the steering wheel.
  • the engagement strength is increased with an increasing driver's hand moment.
  • a maximum allowable engagement strength is limited by an upper threshold. This threshold is selected depending on how tightly a driver holds the steering wheel or with how many hands he holds the steering wheel. If the steering wheel increasingly solid, especially with an increasing applied by the driver to the steering wheel pressure force, or held with an increasing number of hands on the steering wheel, the threshold is increased.
  • the engagement strength is varied by varying a torque applied to the steering wheel and / or a duration of a torque applied to the steering wheel.
  • the engagement strength is increased by increasing the torque and / or increasing the duration of the torque.
  • the engagement strength is determined as a function of a speed of the vehicle. As the speed increases, the intervention intensity becomes smaller, in particular because the intervention, but also the incorrect intervention, has a greater effect on the driving behavior and the driving situation.
  • the engagement strength is also determined as a function of a driver's attention recognition.
  • the driver's attention may e.g. be detected with an interior camera that receives the driver's line of sight.
  • the driver's activity may be evaluated, e.g. if the driver performs an operation of the accelerator or brake pedal or the steering wheel, it can be closed to an attentive driver. If the driver is now attentive and has two hands on the steering wheel and / or the steering wheel firmly in his hand, a higher level of engagement can be selected than if the driver were inattentive.
  • the invention also provides a device for an automatic steering intervention, which includes a sensor system for detecting an environmental situation.
  • the sensor system recognizes the need for automatic steering intervention, e.g. when the vehicle leaves the lane or is about to leave.
  • an automatic steering intervention at risk of collision can be performed to avoid a potential collision object.
  • the device also comprises a memory on which a method as described above is deposited and a processor for carrying out a method.
  • a device for outputting a torque to a steering wheel of a vehicle is provided, wherein strength and / or duration of the torque are derived from the engagement strength.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Bestimmung einer Eingriffsstärke eines automatischen Lenkeingriffs für ein Fahrzeug angegeben. Die Eingriffsstärke wird in Abhängigkeit davon bestimmt, wie fest ein Fahrer das Lenkrad in der Hand oder mit wie vielen Händen er das Lenkrad hält.

Description

Verfahren und Vorrichtung für einen automatischen Lenkeingriff
Die Erfindung betrifft das technische Gebiet der Fahrerassistenzsysteme die einen automatisierten Lenkeingriff zur Unterstützung eines Fahrers vorsehen.
Im Stand der Technik sind Fahrerassistenzsysteme bekannt, z.B. Systeme zur Verhinderung des Verlassens der Fahrspur oder Notlenksysteme, die einen automatisierten Lenkeingriff zur Unterstützung eines Fahrers vorsehen.
Weiterhin sind im Stand der Technik Vorrichtungen bekannt, die eine vom Fahrer auf das Lenkrad aufgebrachte Druckkraft messen. Dies kann kapazitiv oder auch mit lichtleitenden Fasern geschehen, die bei Änderung der Biegung eine geringere Lichtdurchlässigkeit aufweisen. Ein Lenkrad mit optoelektronischen Sensor wird in der Schrift DE196 31 502 C1 offenbart. Das Lenkrad ist mit einem faseroptischen Sensor ausgestattet, der auf den Druck der Hände eines Fahrers am Lenkrad reagiert. Das Sensorsignal verändert sich mit der Stärke des Drucks. Werden z.B. eine Vielzahl von Drucksensoren am Lenkrad aufgebracht, wobei zumindest ein Drucksensor im rechten Bereich und ein Drucksensor im linken Bereich des Lenkrads angeordnet ist, kann bestimmt werden, ob der Fahrer das Lenkrad mit einer oder mit zwei Händen hält. Es ist Stand der Technik mit einer Mehrzahl von Drucksensoren verschiedene Druckpunkte an einem Lenkrad, z.B. Hinterseite links, rechts oder Vorderseite unabhängig voneinander auszuwerten, um so insbesondere auf eine Fahrerintention oder Fahreraufmerksamkeit oder eine Anzahl der Hände am Lenkrad zu schließen.
Weiterhin ist es im Stand der Technik bekannt, in Abhängigkeit von einer Fahrerlenkgröße ein Fahrerassistenzsystem zu deaktivieren, welches die Lenkung eines Fahrzeugs beeinflusst. In der DE 10 2004 057 262 A1 wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Deaktivierung eines die Lenkung eines Fahrzeugs beeinflussenden Fahrerassistenzsystems in Abhängigkeit von einer Fahrerlenkgröße offenbart, insbesondere wenn dies Fahrerlenkgröße einen Schwellwert überschreitet. Dieses Prinzip ist für alle Fahrerassistenzsysteme als eine Überstimmung des Assistenzsystems durch einen Fahrer bekannt.
Das in der DE 10 2007 052 258 A1 beanspruchte Fahrerassistenzsystem sieht vor, dass wenn der Fahrer mindestens eine Hand an das zuvor unberührte Lenkrad bringt, die automatische Querführungsregelung des Fahrzeugs vom aktivierten in den deaktivierten Zustand wechselt und bei einem Entfernen der der Hand vom Lenkrad die automatische Querführungsregelung wieder aktiviert wird.
Weiterhin ist es Stand der Technik, dass ein mechanisches Lenksystem oder ein elektronisch verstärktes Lenksystem (Servolenkung) oder elektronisches Lenksystem (Steer- by-Wire) in einem Fahrzeug einen Lenkwinkel am Lenkrads eines Fahrzeugs in eine Kurvenfahrt des Fahrzeugs umsetzt.
Weiterhin sind Fahrerassistenzsysteme mit einem automatisierten Lenkeingriff wie z.B. ein Fahrerassistenzsystem zur Spurhaltung (Lane Keeping System) oder eine Notlenksystem oder eine Einparksystem bekannt bzw. schon in heutigen Serienfahrzeugen umgesetzt. Der automatisierte Lenkeingriff ist an einer Auslenkung des Lenkrads für den Fahrer erkennbar.
Es ist die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung eine verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung für einen automatischen Lenkeingriff insbesondere für die Eingriffsstärke eines automatischen Lenkeingriffs anzugeben. Der automatisierte Lenkeingriff im Sinne der hier beanspruchten Erfindung betrifft immer ein aktiviertes Fahrerassistenzsystem für einen automatisierten Lenkeingriff wie z.B. ein Fahrerassistenzsystem zur Spurhaltung oder eine Notlenksystem oder eine Einparksystem.
Hintergrund der Erfindung ist es, dass das Ergebnis eines automatisierten Lenkeingriffs - nämlich der tatsächliche Lenkwinkel- immer auch mit einemgleichzeitig auf das Lenkrad aufgebrachten Fahrerhandmoment zusammenhängt. Hat der Fahrer beide Hände fest am Lenkrad wirkt sich ein Eingriff weniger stark auf die Fahrzeugführung aus als dies der Fall wäre, wenn der Fahrer nur eine Hand locker am Lenkrad hält oder sogar freihändig unterwegs ist. Falls der Fahrer das Lenkrad nur locker oder gar nicht hält, ist die Wirkung des automatisierten Lenkeingriffs stärker, als in dem Fall, dass der Fahrer das Lenkrad fest hält. Der Fahrer bringt kaum oder gar keinen Widerstand gegen den automatischen Lenkeingriff auf und so wird bei einem gleichem automatisiert aufgebrachten Moment das Lenkrad mehr gedreht und aus dem größeren Lenkwinkel resultiert eine stärkere Lenkbewegung.
Es ist daher der Kerngedanke der Erfindung, ein Verfahren zur Bestimmung einer Eingriffsstärke eines automatischen Lenkeingriffs für ein Fahrzeug anzugeben, bei dem die Eingriffsstärke in Abhängigkeit davon bestimmt wird, wie fest ein Fahrer das Lenkrad hält oder mit wie vielen Händen er das Lenkrad hält. Weiterhin ist es ein Kerngedanke der Erfindung, dass ein Schwellwerts für eine maximal erlaubte Eingriffsstärke in Abhängigkeit davon bestimmt wird, wie fest ein Fahrer das Lenkrad hält oder mit wie vielen Händen er das Lenkrad hält. Bei dieser Ausprägung der Erfindung steht der Gedanke der Sicherheit im Vordergrund. Durch die angegebene Abhängigkeit des Schwellwerts kann sichergestellt werden, dass das Fahrzeug für den Fahrer während des autonomen Lenkvorgangs beherrschbar bleibt. Dies gilt insbesondere für eine Ausgestaltung der Erfindung, in der mit einer zunehmenden vom Fahrer auf das Lenkrad aufgebrachten Druckkraft oder mit einer zunehmenden Anzahl von Händen am Lenkrad, der Schwellwert erhöht wird.
Die Wirksamkeit des automatischen Lenkeingriffs wird also im Voraus abgeschätzt und in die gewählte Eingriffsstärke mit einbezogen bzw. es wird sichergestellt, dass das Fahrzeug auch während der autonomen Lenkbewegung für den Fahrer beherrschbar bleibt.
In einer positiven Ausgestaltung der Erfindung wird die Eingriffsstärke zusätzlich erhöht, falls es die Umgebungssituation erfordert und der Fahrer das Lenkrad fest und/oder mit zwei Händen hält, so dass er auch bei einer erhöhten Eingriffsstärke das Assistenzsystem mit einer hohen Wahrscheinlichkeit überstimmen könnte.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die Eingriffsstärke in Abhängigkeit von einem Fahrerhandmoment bzw. einer vom Fahrer auf das Lenkrad aufgebrachten Druckkraft bestimmt. Die Druckkraft am Lenkrad lässt auf die Zahl der Hände am Lenkrad schließen, insbesondere wenn eine Mehrzahl von Drucksensoren an verschiedenen Orten auf dem Lenkradvorgesehen ist.
Weiterhin kann anhand der Drucksensoren auf die Stärke der Verbindung der einen oder der zwei Hände mit dem Lenkrad geschlossen werden. Daraus kann wiederum abgeleitet werden, wie stark ein Eingriff vom Fahrer gedämpft würde bzw. mit welcher Reaktion der Fahrer einen Eingriff übersteuern könnte.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die Eingriffsstärke mit einem zunehmenden Fahrerhandmoment erhöht.
Bei einer zunehmenden vom Fahrer auf das Lenkrad aufgebrachten Druckkraft oder mit einer zunehmenden Anzahl von Händen am Lenkrad wird die Eingriffsstärke erhöht, da mit einer stärkeren Dämpfung durch den Fahrer zu rechnen ist. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird eine maximal erlaubte Eingriffsstärke durch einen oberen Schwellwert begrenzt. Dieser Schwellwert wird in Abhängigkeit davon gewählt, wie fest ein Fahrer das Lenkrad oder mit wie vielen Händen er das Lenkrad hält. Wird das Lenkrad zunehmend fest, insbesondere mit einer zunehmenden vom Fahrer auf das Lenkrad aufgebrachten Druckkraft, oder mit einer zunehmenden Anzahl von Händen am Lenkrad gehalten, wird der Schwellwert erhöht.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die Eingriffsstärke variiert, indem ein auf das Lenkrad aufgebrachtes Drehmoment und/oder eine Zeitdauer eines auf das Lenkrad aufgebrachten Drehmoments verändert werden. Die Eingriffsstärke wird vergrößert indem das Drehmoment vergrößert und/oder die Zeitdauer des Drehmoments vergrößert wird.
Insbesondere wird die Eingriffsstärke in Abhängigkeit von einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs bestimmt. Mit zunehmender Geschwindigkeit wird die Eingriffsstärke kleiner, insbesondere da sich der Eingriff, aber auch der Fehleingriff, stärker auf das Fahrverhalten und die Fahrsituation auswirkt.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Eingriffsstärke auch in Abhängigkeit von einer Fahreraufmerksamkeitserkennung bestimmt. Die Fahreraufmerksamkeit kann z.B. mit einer Innenraumkamera erkannt werden, die die Blickrichtung des Fahrers aufnimmt. Alternativ kann auch die Fahreraktivität bewertet werden, z.B. führt der Fahrer eine Betätigung des Gas- oder Bremspedals oder des Lenkrads durch, kann daraus auf einen aufmerksamen Fahrer geschlossen werden. Ist der Fahrer nun aufmerksam und hat zwei Hände am Lenkrad und/oder das Lenkrad fest in der Hand, so kann eine höhere Eingriffsstärke gewählt werden als wenn der Fahrer unaufmerksam wäre.
Die Erfindung gibt zudem eine Vorrichtung für einen automatischen Lenkeingriff an, die ein Sensorsystem zur Erfassung einer Umgebungssituation umfasst. Mit dem Sensorsystem wird die Notwendigkeit eines automatischen Lenkeingriffs erkannt, z.B. wenn das Fahrzeug die Fahrspur verlässt oder kurz davor ist. Ebenso kann ein automatischer Lenkeingriff bei Kollisionsgefahr durchgeführt werden, um ein potentiellen Kollisionsobjekt zu umfahren. Die Vorrichtung umfasst zudem einen Speicher auf dem ein Verfahren wie zuvor beschrieben hinterlegt ist und einen Prozessor zur Ausführung eines Verfahrens. Weiterhin ist eine Vorrichtung zur Ausgabe eines Drehmoments auf ein Lenkrad eines Fahrzeugs vorgesehen, wobei Stärke und/oder Dauer des Drehmoments aus der Eingriffsstärke abgeleitet werden.

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Bestimmung einer Eingriffsstärke oder eines Schwellwerts für eine
maximal erlaubte Eingriffsstärke eines automatischen Lenkeingriffs für ein Fahrzeug dadurch gekennzeichnet, dass
die Eingriffsstärke in Abhängigkeit davon bestimmt wird, wie fest ein Fahrer das Lenkrad oder mit wie vielen Händen er das Lenkrad hält.
2. Verfahren nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, dass
die Eingriffsstärke in Abhängigkeit von einer vom Fahrer auf das Lenkrad aufgebrachten Druckkraft bestimmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
der automatische Lenkeingriff Bestandteil eines Lenkassistenten oder
Notlenkassistenten oder eines Systems zur Verhinderung eines Spurverlassens ist.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Eingriffsstärke durch ein auf das Lenkrad aufgebrachtes Drehmoment und/oder einer Zeitdauer eines auf das Lenkrad aufgebrachten Drehmoment variiert wird.
5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
mit einer zunehmenden vom Fahrer
auf das Lenkrad aufgebrachten Druckkraft oder mit einer zunehmenden Anzahl von Händen am Lenkrad, die Eingriffsstärke erhöht wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
mit einer zunehmenden vom Fahrer auf das Lenkrad aufgebrachten Druckkraft oder mit einer zunehmenden Anzahl von Händen am Lenkrad, der Schwellwert erhöht wird.
7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Eingriffsstärke in Abhängigkeit von einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs bestimmt wird.
8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Eingriffsstärke in Abhängigkeit von einer Fahreraufmerksamkeitserkennung bestimmt wird.
9. Vorrichtung für einen automatischen Lenkeingriff
umfassend
-ein Sensorsystem zur Erfassung einer Umgebungssituation,
-einen Speicher auf dem ein Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche hinterlegt ist und einen Prozessor zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche und
- ein Vorrichtung zur Ausgabe eines Drehmoments auf ein Lenkrad eines Fahrzeugs.
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DE102013219867 2013-10-01

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