DE102011076418A1

DE102011076418A1 - Lane halt assistance system with lateral guidance on non-track-bound motor vehicle, determines new target trajectory next to original target trajectory from specification of lateral offset of target trajectory through steering action

Info

Publication number: DE102011076418A1
Application number: DE102011076418A
Authority: DE
Inventors: Helmut Spannheimer; Thomas Schaller
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2011-05-24
Filing date: 2011-05-24
Publication date: 2012-11-29

Abstract

The system guides default steering interventions in the vehicle steering system through the lane departure warning system. A new target trajectory next to original target trajectory is determined from specification of lateral offset of target trajectory by driver through steering action of driver.

Description

Die Erfindung betrifft ein Spurhalteassistenzsystem mit Querführungsunterstützung an einem nicht spurgebundenen Fahrzeug, das eine vor dem Fahrzeug liegende Fahrspur erfasst und hieraus eine Zieltrajektorie ermittelt, entlang derer das Fahrzeug zumindest annähernd kontinuierlich durch vom Spurhalteassistenzsystem vorgegebene Lenkeingriffe in das Fahrzeug-Lenksystem geführt wird. Zum Stand der Technik wird beispielshalber auf DE 10 2008 011 128 A1 sowie auf DE 10 2007 027 495 A1 verwiesen.The invention relates to a lane keeping assistance system with transverse guidance assistance on a non-lane-bound vehicle which detects a lane in front of the vehicle and determines a target trajectory along which the vehicle is guided at least approximately continuously by predetermined by the lane keeping assistance system steering interventions in the vehicle steering system. The prior art is by way of example DE 10 2008 011 128 A1 as well as on DE 10 2007 027 495 A1 directed.

In der eingangs erstgenannten Schrift ist ein Fahrerassistenzsystem zum Unterstützen eines kollisionsfreien Führens eines Kraftfahrzeugs beschrieben. Für die Querführung des Fahrzeugs wird darin eine besondere Ausprägung vorgeschlagen; als Stand der Technik ist in dieser Schrift jedoch auch ein sog. Heading Control System erwähnt, welches den Fahrer durch automatisiertes permanentes Mitlenken bei der Spurhaltung unterstützt. Dies funktioniert üblicherweise auf die im Oberbegriff des vorliegenden Patentanspruchs 1 angegebene Art, nämlich über automatische Ermittlung einer sog. Zieltrajektorie, längs derer das Fahrzeug durch automatische Eingriffe in das Fzg.-Lenksystem zumindest annähernd kontinuierlich geführt wird.The initially mentioned document describes a driver assistance system for supporting a collision-free guidance of a motor vehicle. For the transverse guidance of the vehicle, a special expression is proposed therein; however, the prior art mentions in this document also a so-called heading control system which assists the driver by automated permanent steering in tracking. This usually works on the specified in the preamble of the present claim 1, namely on automatic determination of a so-called. Target trajectory, along which the vehicle is guided by automatic intervention in the Fzg.-steering system at least approximately continuously.

Bekannt sind weiterhin sog. Spurverlass-Warnsysteme, die kontinuierlich überwachen, ob das Fahrzeug vom Fahrer in einer bspw. durch Markierungen auf der Fahrbahn vorgegebenen Fahrspur gehalten wird und die dann, wenn sich das Fahrzeug einer Seitenabstandsgrenze zur Fahrspur-Begrenzung und/oder anderen seitlichen Objekten nähert, eine Warnung an den Fahrer abgeben, die auch einen in das Fzg.-Lenksystem eingeleiteten Lenkimpuls zurück in die Fahrspur beinhalten kann. Ein solches Warnsystem ist beispielsweise in der eingangs zweitgenannten Schrift beschrieben, wobei dort zusätzlich vorgesehen ist, dass die Seitenabstandsgrenzen für den Seitenabstand zu den erfassten seitlichen Objekten vom Fahrer unabhängig von den Seitenabstandsgrenzen für den Seitenabstand zu den Fahrspurbegrenzungen variierbar sind. Für die Einstellung der gewünschten Seitenabstandsgrenzen sind in dieser Schrift Rändelräder vorgeschlagen, mit denen der Fahrer manuell den von ihm bevorzugten „Sicherheitsabstand” manuell vorgibt.Also known are lane departure warning systems which continuously monitor whether the vehicle is being held by the driver in a lane predetermined by markings on the road, for example, and if the vehicle is at a side-to-edge boundary for lane boundary and / or other lateral Approaching objects, give a warning to the driver, which may also include an introduced into the vehicle steering system steering pulse back into the lane. Such a warning system is described, for example, in the initially mentioned document, which additionally provides that the lateral distance limits for the lateral distance to the detected lateral objects from the driver can be varied independently of the lateral distance limits for the lateral distance to the lane boundaries. For setting the desired lateral distance limits knurled wheels are proposed in this document, with which the driver manually manually sets his preferred "safety distance".

Zurückkommend auf ein Spurhalteassistenzsystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, welches – anders als ein Spurverlass-Warnsystem – das Fahrzeug zumindest annähernd kontinuierlich längs einer Zieltrajektorie führt, legen diese bekannten Heading-Control-Systeme die Zieltrajektorie üblicherweise exakt in die Mitte der ermittelten Fahrspur. Für einen Fahrer, der es bevorzugt, sein Fahrzeug beispielsweise nahe des rechten Rands der zur Verfügung stehenden Fahrspur zu führen, ist dies insofern etwas unbefriedigend, als er bekanntlich zwar ein solches Spurhalteassistenzsystem durch Anlegen eines gewissen sog. Handmoments an sein Lenkrad übersteuern kann und somit sein Fahrzeug in die Nähe des Fahrspur-Randes führen kann, dass aber daran anschließend, wenn er sein an das Lenkrad (oder eine andere beliebige Lenkhandhabe) angelegtes Handmoment (bzw. eine entsprechende Kraft) reduziert, das Spurhalteassistenzsystem das Fahrzeug wieder in die Fahrspur-Mitte, nämlich auf die ursprünglich ermittelte Zieltrajektorie zurück führt.Returning to a lane departure warning system according to the preamble of claim 1, which unlike a lane departure warning system, guides the vehicle at least approximately continuously along a target trajectory, these known heading control systems usually place the target trajectory exactly in the center of the determined lane. For a driver who prefers to lead his vehicle, for example, near the right edge of the available lane, this is somewhat unsatisfactory in that he is known to override such a lane keeping assistance system by applying a certain so-called. Hand torque to his steering wheel and thus his vehicle may be near the lane boundary, but subsequently, if he reduces his hand torque (or equivalent force) applied to the steering wheel (or any other steering handle), the lane keeping assistance system will return the vehicle to the traffic lane. Center, namely on the originally determined Zieltrajektorie leads back.

Eine Abhilfemaßnahme für diese geschilderte Problematik aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung. Die Lösung dieser Aufgabe ist für ein Spurhalteassistenzsystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass aus einem vom Fahrer durch seine Lenktätigkeit vorgegebenen seitlichen Versatz von der zunächst ermittelten Zieltrajektorie, mit welchem sich das Fahrzeug weiterhin innerhalb der Fahrspur befindet, eine neue Zieltrajektorie bestimmt wird, die neben der ursprünglichen Zieltrajektorie im wesentlichen parallel zu dieser und dabei vorzugsweise um den genannten seitlichen Versatz von dieser beabstandet verläuft. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.To point out a remedy for this problem is the object of the present invention. The solution to this problem is for a lane departure warning system according to the preamble of claim 1, characterized in that from a predetermined by the driver by his steering action lateral offset from the initially determined target trajectory with which the vehicle is still within the lane, a new target trajectory is determined , which is adjacent to the original target trajectory substantially parallel to this, and preferably spaced by the said lateral offset therefrom. Advantageous developments are content of the dependent claims.

Erfindungsgemäß ist eine selbsttätige Anpassung der Zieltrajektorie an den Fahrerwunsch vorgesehen, selbstverständlich innerhalb der bestehenden Fahrspurgrenzen und vorzugsweise unter Einhaltung eines gewissen Mindestabstands zu den Fahrspur-Begrenzungen. Während in einer Fahrspur mit einer Breite von beispielsweise 3,20 m ein Fahrzeug mit einer Breite von beispielsweise 1,60 m bei Führung längs einer in der Mitte der Fahrspur liegenden und im weiteren sogenannten „ursprünglichen” Zieltrajektorie rechts und links jeweils einen Abstand von 80 cm zum Fahrspurrand besitzen kann, mag es manch ein Fahrer bevorzugen, wenn beispielsweise der rechtsseitige Abstand zum Fahrbahnrand nur 60 cm beträgt und der linksseitige dafür 1,0 m (oder umgekehrt). Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass dann, wenn der Fahrer mit seinem Lenkrad (oder seiner Lenkhandhabe) einen entsprechenden seitlichen Versatz von beispielsweise 20 cm (wie im vorhergehenden Satz) zur ursprünglichen Zieltrajektorie vorgibt, das Spurhalteassistenzsystem eine neue Zieltrajektorie bestimmt, die im wesentlichen um diesen seitlichen Versatz gegenüber der ursprünglichen Zieltrajektorie versetzt ist. Die neue Zieltrajektorie verläuft dann beispielswiese 20 cm neben der ursprünglichen Zieltrajektorie im wesentlichen parallel zu dieser. Insbesondere in Abhängigkeit von der Größe des dann vorliegenden Abstands zur Fahrspur-Begrenzung oder zu einem vom Spurhalteassistenzsystem festgestellten gegebenenfalls ein Hindernis darstellenden Objekt (hierzu wird nochmals auf die eingangs zweitgenannte Schrift verweisen) kann die neue Zieltrajektorie vom Spurhalteassistenzsystem jedoch auch um ein geringeres Maß zur ursprünglichen Zieltrajektorie seitlich versetzt sein.According to the invention an automatic adaptation of the target trajectory to the driver's request is provided, of course, within the existing lane boundaries and preferably while maintaining a certain minimum distance to the lane boundaries. While in a lane with a width of, for example, 3.20 m, a vehicle with a width of, for example, 1.60 m when guiding along a lying in the middle of the lane and in the other so-called "original" Zieltrajektorie right and left, respectively, a distance of 80 cm to the lane, some drivers may prefer, for example, if the right-side distance to the edge of the road is only 60 cm and the left-hand side is 1.0 m (or vice versa). According to the invention, it is now provided that when the driver with his steering wheel (or steering handle) sets a corresponding lateral offset of, for example, 20 cm (as in the previous sentence) to the original target trajectory, the lane keeping assistance system determines a new target trajectory substantially around it offset from the original target trajectory. The new target trajectory then runs, for example, 20 cm next to the original target trajectory substantially parallel to this. In particular, depending on the size of the then available distance to the lane boundary or to a detected by the lane keeping assistance system possibly an obstacle performing Object (this will refer again to the second-mentioned font), the new target trajectory of the lane keeping assistance system, however, also be laterally offset by a smaller amount to the original target trajectory.

Alleine mit seiner üblichen Lenktätigkeit kann der Fahrer einen solchen seitlichen Versatz der Zieltrajektorie in äußerst komfortabler Weise vorgeben, ohne dass er hierfür irgendwelche Einstellelemente, wie beispielsweise ein in der eingangs zweitgenannten Schrift erwähntes Rändelrad, betätigen muss. Vorteilhafterweise muss dem Fahrer überhaupt nicht bekannt gemacht werden, dass das Spurhalteassistenzsystem seines Fahrzeugs mit einer solchen erfindungsgemäßen Funktion ausgerüstet ist, da diese Funktion quasi selbstlernend ist bzw. direkt auf das intuitive Verhalten des Fahrers, der sein Fahrzeug wie von ihm gewünscht nahe einer der Fahrspur-spur-Begrenzungen führt und dabei die ursprüngliche Zieltrajektorie übersteuert, reagiert. Dabei empfiehlt es sich, ein gewisses Kriterium dafür vorzusehen, ob der Fahrer tatsächlich einen sog. seitlichen Versatz der Zieltrajektorie (und somit eine Übersteuerung der üblicherweise vorgesehenen Mittenführung in der Fahrspur längs der sog. ursprünglichen Zieltrajektorie) wünscht, oder ob er nur kurzzeitig aus einem anderen Grund einen geringen Lenkimpuls hin zu einer der Fahrspur-Begrenzungen vorgegeben hat. In diesem Sinne kann vorgesehen sein, dass eine neue Zieltrajektorie erst dann bestimmt wird, nachdem der Fahrer das Fahrzeug durch seine Lenktätigkeit während eines bestimmten Zeitraums oder über eine bestimmte Wegstrecke mit seitlichem Versatz zur ursprünglichen Zieltrajektorie im wesentlichen parallel zu dieser geführt hat. Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass nur dann eine neue Zieltrajektorie bestimmt wird, wenn das vom Fahrer an sein Lenkrad oder dgl. angelegte Handmoment (oder eine vom Fahrer an eine beliebige Lenkhandhabe angelegte Kraft) innerhalb eines gewissen Korridors liegt. Dieser Kraft- oder Momenten-Korridor ist betragsmäßig nach unten durch das vom Spurhalteassistenzsystem vorgegebene Lenkmoment und nach oben durch einen nur geringfügig darüber liegenden Wert bestimmt, der noch nicht dazu führt, dass das Fahrzeug die festgestellte Fahrspur verlässt.Alone with his usual steering operation, the driver can pretend such a lateral offset of the target trajectory in a very comfortable way, without having to operate any adjustment elements, such as a knurled wheel mentioned in the second-mentioned font, for this purpose. Advantageously, the driver need not be made aware at all that the lane keeping assistance system of his vehicle is equipped with such a function according to the invention, since this function is quasi self-learning or directly on the intuitive behavior of the driver, as desired by his vehicle near one of the lane Track Overlaps while overriding the original target trajectory responds. It is advisable to provide a certain criterion as to whether the driver actually wishes a so-called lateral offset of the target trajectory (and thus an overdriving of the usually provided center guidance in the lane along the so-called. Original target trajectory), or if he only briefly from one another reason has given a small steering pulse to one of the lane boundaries. In this sense, it can be provided that a new target trajectory is determined only after the driver has guided the vehicle by its steering operation during a certain period of time or over a certain distance with a lateral offset to the original target trajectory substantially parallel to this. Additionally or alternatively, it can be provided that a new target trajectory is determined only when the hand torque applied by the driver to his steering wheel or the like (or a force applied by the driver to any steering handle) lies within a certain corridor. This force or torque corridor is determined downwards by the steering moment predetermined by the lane departure warning system and upwards by a value only slightly above that does not result in the vehicle leaving the determined traffic lane.

Vorzugsweise stellt das Spurhalteassistenzsystem einen quasi zeitlich gestreckten und im wesentlichen fließenden Übergang von der ursprünglichen Zieltrajektorie zur neuen Zieltrajektorie durch geeignet vorgegebene Lenkeingriffe dar, so dass das Fahrzeug stetig (und nicht in Form einer Sprungfunktion) auf die neue Zieltrajektorie geführt wird, was zur Folge hat, dass der Fahrer beim Übergang vom der ursprünglichen zur neuen Zieltrajektorie sein Handmoment am Lenkrad langsam und stetig reduzieren kann und das Fahrzeug dabei wie von ihm gewünscht vom Spurhalteassistenzsystem geführt wird. Auch mit dieser Maßnahme erfährt der Fahrer praktisch nichts von oder über diese erfindungsgemäße im Spurhalteassistenzsystem integrierte Funktion; vielmehr verspürt er lediglich größten Komfort, indem das Spurhalteassistenzsystem seinen intuitiven Vorgaben folgt.Preferably, the lane keeping assistance system provides a quasi-temporally extended and substantially fluid transition from the original target trajectory to the new target trajectory by suitably predetermined steering interventions, so that the vehicle is continuously (and not in the form of a jump function) guided to the new target trajectory, with the result in that the driver can slowly and steadily reduce his manual torque on the steering wheel during the transition from the original to the new target trajectory and the vehicle is thereby guided by the lane keeping assistance system as desired by him. Even with this measure, the driver experiences virtually nothing from or about this invention in the lane keeping assistance system integrated function; Rather, he feels only the greatest comfort by the lane keeping assistance system follows its intuitive guidelines.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die neue Zieltrajektorie nur für eine gewisse Zeit oder Wegstrecke oder nur über einen im wesentlichen geraden Streckenverlauf der Fahrspur beibehalten wird und danach vom Spurhalteassistenzsystem wieder auf eine entsprechend systemimmanenter Vorgaben insbesondere anhand der vorausliegenden Fahrspur ermittelte quasi ursprüngliche Zieltrajektorie, die beispielsweise exakt in der Mitte der vorausliegenden Fahrspur liegen kann, gewechselt wird. Insbesondere kann dies nach Durchfahren einer Kurve erfolgen, jedoch kann dies oder weitere Details auch andersartig als vorstehend beschrieben gestaltet sein, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen. Stets steht dem Fahrer eines Fahrzeugs mit einem Spurhalteassistenzsystems mit den erfindungswesentlichen Merkmalen eine ihn optimal unterstützende Querführung zur Verfügung, die ihm die Freiheit bietet, die von ihm gewünschte „individuelle” Linie in der zur Verfügung stehenden Fahrspur fahren zu können.Furthermore, it can be provided that the new Zieltrajektorie is maintained only for a certain time or distance or only over a substantially straight course of the lane and then from the lane keeping assistance system again to a corresponding system immanent specifications in particular on the basis of the lane ahead determined quasi-original Zieltrajektorie, for example can be exactly in the middle of the leading lane, is changed. In particular, this can be done after passing through a curve, but this or other details may also be designed differently than described above, without departing from the content of the claims. Always stands the driver of a vehicle with a lane departure warning system with the features essential to the invention him optimally supporting lateral guidance available, which offers him the freedom to drive the desired by him "individual" line in the available lane can.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102008011128 A1 [0001]
DE 102007027495 A1 [0001]

Claims

Lane keeping assistance system with transverse guidance support on a non-tracked vehicle that detects a lane in front of the vehicle and determines therefrom a Zieltrajektorie along which the vehicle is at least approximately continuously guided by predetermined by Lane Keeping Assist steering intervention in the vehicle steering system, characterized in that one of Driver predetermined by his steering action lateral offset from the initially determined target trajectory, with which the vehicle is still within the lane, a new target trajectory is determined, which is next to the original target trajectory substantially parallel to this.

Lane keeping assistance system according to claim 1, characterized in that a new Zieltrajektorie is determined after the driver has guided the vehicle by its steering activity during a certain period or over a certain distance with a lateral offset to the original Zieltrajektorie substantially parallel to this.

Lane keeping assistance system according to claim 1 or 2, characterized in that only a new target trajectory is determined when the driver applied to his steering wheel or the like. Hand torque (or applied by the driver to any steering handle force) is within a certain corridor.

Lane keeping assistance system according to one of the preceding claims, characterized in that a time-stretched and substantially flowing transition from the original target trajectory to the new target trajectory is represented by suitably predetermined steering interventions.

Lane keeping assistance system according to one of the preceding claims, characterized in that the new Zieltrajektorie is maintained only for a certain time or distance or only over a substantially straight route and then again switched to a corresponding system immanent specifications in particular based on the lane ahead quasi-original Zieltrajektorie determined ,