WO2007068559A1 - Collision-avoidance system for vehicles travelling offset one behind the other - Google Patents

Collision-avoidance system for vehicles travelling offset one behind the other Download PDF

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WO2007068559A1
WO2007068559A1 PCT/EP2006/068789 EP2006068789W WO2007068559A1 WO 2007068559 A1 WO2007068559 A1 WO 2007068559A1 EP 2006068789 W EP2006068789 W EP 2006068789W WO 2007068559 A1 WO2007068559 A1 WO 2007068559A1
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WO
WIPO (PCT)
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steering
vehicle
driver
lane change
change maneuver
Prior art date
Application number
PCT/EP2006/068789
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Lutz Buerkle
Tobias Rentschler
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 WO2007068559A1 publication Critical patent/WO2007068559A1/en

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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
    • B62D15/025—Active steering aids, e.g. helping the driver by actively influencing the steering system after environment evaluation
    • B62D15/0265—Automatic obstacle avoidance by steering
    • 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
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units, or advanced driver assistance systems for ensuring comfort, stability and safety or drive control systems for propelling or retarding the vehicle
    • B60W30/08—Active safety systems predicting or avoiding probable or impending collision or attempting to minimise its consequences
    • B60W30/09—Taking automatic action to avoid collision, e.g. braking and steering

Definitions

  • the invention relates to a device for preventing a collision of vehicles that move in an offset manner in the same direction, according to the preamble of patent claim 1, and a corresponding method according to the preamble of claim. 9
  • BSD Blind Spot Detection
  • BSD systems are capable of alerting the driver to a potentially dangerous situation, they can not automatically prevent an imminent collision.
  • An essential idea of the invention is to monitor the rear space of a vehicle (preferably including the vehicle side) and automatically intervene in the steering of the vehicle when in the rear space a laterally moving object has been detected and the driver intends to perform a lane change maneuver that could lead to a collision with the overtaking object.
  • the automatic steering intervention at least warns the driver or prevents him from changing the lane. This has the significant advantage that a collision with the overtaking object can be prevented with high security.
  • the Kollisionsvermei- tion system is designed so that in case of collision artificial steering forces are applied to the steering, which can be detected by the driver haptic and the driver to point out that he cancel the lane change maneuver and the steering wheel in the predetermined Direction should be pressed to avoid a collision.
  • the artificial steering forces are preferably overridden by the driver.
  • the artificial steering forces are so strong that the driver is prevented from continuing the lane change.
  • the artificial steering forces are preferably not overridden in this case.
  • the steering function according to the invention is preferably triggered only if there is also the risk of a collision.
  • To determine the risk potential can z. B. determines the approach speed and / or the location (or distance) of the rear vehicle and formed therefrom an indicator of the danger potential. If the indicator exceeds a predetermined value, the automatic steering intervention is triggered.
  • a collision avoidance system comprises at least one rearview monitoring sensor, a sensor for detecting an intended lane change maneuver, a steering divider for applying artificial steering forces to the steering, and a controller that activates the automatic steering function when an overtaking object and the start of a lane change maneuver are detected were.
  • the control unit comprises a corresponding algorithm which evaluates the sensor signals and triggers the steering function when certain triggering conditions are present.
  • the control unit or the algorithm preferably determines a
  • Compensation torque that opposes the steering direction selected by the driver is exerted on the steering of the vehicle.
  • the amount of the compensation torque is preferably dependent on the steering torque exerted by the driver, the speed of the steering angle change or other variables.
  • the compensation torque can be determined, for example, from a characteristic f or analytically.
  • an optical system For the purpose of back space monitoring is preferably an optical system, such.
  • a video system or a radar system used.
  • Such systems are well known in the art.
  • An essential triggering criterion for the steering function according to the invention is to recognize a lane change maneuver intended by the driver of the front vehicle.
  • the steering function may only be activated if the driver wants to change to the other lane and thus threatens a collision.
  • several parameters are preferably monitored.
  • At least the steering wheel torque exerted by the driver on the steering wheel and the steering direction are monitored by means of corresponding sensors.
  • the setting of the turn signal can be monitored.
  • the steering function is preferably activated only when the steering wheel torque predetermined by the driver exceeds a predetermined threshold.
  • the threshold is preferably dependent on certain driving state variables, in particular the vehicle trajectory, the yaw rate and / or the steering angle or other variables.
  • the threshold value must therefore be correspondingly higher than when driving straight ahead.
  • a lane detection system such as a video system, may be used to determine the lane course.
  • the intent of a lane change maneuver may alternatively be detected by means of a lane detection system.
  • the transverse placement of the vehicle with respect to a reference variable eg the lane center or a lane marking
  • the steering function according to the invention activated when the lateral position of the vehicle deviates too far from the reference size or comes too close.
  • the triggering threshold can basically be set arbitrarily.
  • z For example, an area around the lane center can be defined in which no steering intervention takes place. The steering intervention is activated in this case only when the vehicle leaves the predetermined area.
  • the lateral vehicle position may be evaluated as an exclusive criterion or in conjunction with one or more of the aforementioned criteria for recognizing an intended lane change maneuver.
  • Figure 1 is a schematic representation of a driving situation with a front vehicle and a laterally displaced rear vehicle.
  • FIG. 2 is a block diagram of a collision avoidance system according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 3 is a block diagram of a collision avoidance system according to a second embodiment of the invention.
  • Fig. 4 shows the essential steps of a method for
  • Fig. 1 shows a driving situation, such as driving a highway, in the two vehicles 1, 2 offset in succession on different tracks 3.4 in the same direction (arrow 8) drive.
  • the lane markings are identified by the reference numeral 7.
  • the front vehicle 1 comprises a collision avoidance system which monitors the lateral rear space 5 of the front vehicle 1 and, in the case of a driver initiated Lane change maneuver engages the steering to counteract the steering movement of the driver or at least to warn the driver.
  • the automatic steering intervention is triggered when an object is detected and the driver of the first vehicle 1 initiates a lane change maneuver. In this case, it is also preferably considered whether the rear vehicle 2 would represent a hazard in a lane change maneuver or not.
  • the (relative) speed and the location or distance of the rear vehicle 2 are preferably determined and evaluated.
  • the monitored rear area 5 can in principle be chosen arbitrarily large, but should at least include the area of the blind spot 6.
  • Fig. 2 shows a schematic block diagram of some components of the collision avoidance system. This essentially comprises a sensor 11 for monitoring the rear space of the vehicle 1, various sensors 10, 12, 13 for detecting an intended lane change maneuver
  • Control unit 14 which evaluates the signals of said sensors 10-13 and a steering divider for applying a predetermined steering torque (hereinafter compensation torque) to the steering, which counteracts the steering movement of the driver.
  • compensation torque a predetermined steering torque
  • the intention of the driver to change lanes is detected here by means of a steering wheel torque sensor 10 and a steering direction sensor 12.
  • the steering wheel torque sensor 10 measures the steering torque M L exerted by the driver on the steering wheel and the steering direction sensor 12 measures the steering direction.
  • the quality of the detection can be further improved if in addition a sensor 13 is provided which monitors the setting of the turn signal. Alternatively or additionally, the steering angle or the speed of the steering angle change could also be measured.
  • the sensor signals are evaluated by an algorithm 16 stored in the control unit 14 and further processed.
  • the automatic steering intervention is triggered when the steering torque M L exceeds a predetermined threshold (and one or more other conditions are met).
  • the algorithm 16 stored in the control unit 14 preferably comprises a unit 15 for determining the compensation torque M ⁇ O mp-
  • the compensation torque M K ⁇ mp is preferably dependent on the height of the driver steering torque M L and can be determined for example from a characteristic f.
  • driver and compensation torque M L or M ⁇ omp is linear in the simplest case.
  • the function can be chosen such that a steering force is exerted on the steering of the vehicle, which is from
  • the Driver can be detected haptically and the driver indicates that he should perform no lane change maneuver.
  • the compensation torque M K ⁇ mp is preferably overridden by the driver.
  • the function could also be designed such that the vehicle 1 is automatically held in the track 3. In this case, the impressed steering force is preferably not overridden.
  • FIG. 3 shows a collision avoidance system including a lane detection system 18 in addition to the aforementioned components.
  • This may be, for example, a video system or another system known from the prior art, which provides at least information about the lane course.
  • This information can be used, for example, to adapt the triggering threshold for activating an automatic steering intervention to cornering.
  • the threshold for the driver steering torque M L is varied as a function of the radius of curvature, wherein the threshold increases in principle with a smaller radius of curvature. This can be prevented in particular that the system already triggers at a steering torque M L , which is needed only for holding the vehicle in a curve.
  • the lane recognition system 18 can be used to determine the lateral position of the vehicle 1 in its lane 3 and to recognize an intended lane change maneuver on the basis of the absolute vehicle position or the change of position.
  • 4 shows some method steps of the collision avoidance algorithm 16. The algorithm first checks in a step 20 whether an object is located in the backspace area 5 of the front vehicle 1. If yes, it is checked in step 21 whether the steering torque M L exerted by the driver exceeds a predetermined threshold value. In the other case (N) the procedure ends.
  • the steering direction is checked in step 22. If the steering direction points in the direction of the lane of the overtaking object (J), the lateral position of the vehicle is still evaluated in step 23. This can be determined, for example, with the aid of the lane recognition system 18. When the lateral position of the vehicle deviates too much from a target trajectory (lane center) or an allowable range of motion, or the vehicle is too close to a reference mark such as lane mark 7 (Case J), the steering engagement is triggered and by means of the steering actuator 17 Compensation torque M ⁇ O mp exercised on the steering.

Abstract

The invention relates to a device for preventing a collision of vehicles (1,2), travelling offset one behind the other in the same direction (8). If an object (2) is located in the region (5) behind the first vehicle (1) and an intended lane change manouver is recognised, a compensating torque (MKomp) is automatically exerted on the steering of the vehicle in the direction opposite to the desired steering direction of the driver.

Description

ROBERT BOSCH GMBH; 70442 StuttgartROBERT BOSCH GMBH; 70442 Stuttgart
Beschreibungdescription
System zur Kollisionsvermeidung von versetzt hintereinander fahrenden FahrzeugenSystem for collision avoidance of staggered vehicles
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verhindern einer Kollision von Fahrzeugen, die versetzt hintereinander in die gleiche Richtung fahren, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 , sowie ein entsprechendes Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 9.The invention relates to a device for preventing a collision of vehicles that move in an offset manner in the same direction, according to the preamble of patent claim 1, and a corresponding method according to the preamble of claim. 9
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Warnsysteme bekannt, die den Fahrer eines Kfz vor Objekten warnen, die sich seitlich vom Fahrzeug, insbesondere im Bereich des toten Winkels befinden. Derartige Systeme werden auch als BSD-Systeme (Blind-Spot-Detection) bezeichnet und umfassen üblicherweise eine optische oder akustische Warneinrichtung, die den Fahrer entsprechend warnt. Im Falle einer optischen Warneinrichtung ist diese meist im Außenspiegel des Fahrzeugs untergebracht, um den Fahrer trotz Warnsystem dazu zu bringen, in den Außenrückspiegel zu schauen.Various warning systems are known from the prior art, which warn the driver of a vehicle in front of objects which are located laterally from the vehicle, in particular in the area of the blind spot. Such systems are also referred to as Blind Spot Detection (BSD) systems and typically include an optical or audible warning device which warns the driver accordingly. In the case of an optical warning device, this is usually housed in the exterior mirror of the vehicle to make the driver despite warning system to look in the exterior rearview mirror.
Bekannte BSD-Systeme sind zwar geeignet, den Fahrer auf eine potenziell gefährliche Situation hinzuweisen, können aber eine bevorstehende Kollision nicht selbsttätig verhindern.Although known BSD systems are capable of alerting the driver to a potentially dangerous situation, they can not automatically prevent an imminent collision.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Rückraum- Überwachungssystem bzw. ein entsprechendes Verfahren zu schaffen, mit dem eine potenziell bevorstehende Kollision automatisch verhindert werden kann.It is therefore the object of the present invention to provide a back-room monitoring system or a corresponding method with which a potentially imminent collision can be prevented automatically.
Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Patentanspruch 1 sowie im Patentanspruch 9 angegebenen Merkmale. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.This object is achieved according to the invention by the features specified in claim 1 and in claim 9. Further embodiments of the invention are the subject of dependent claims.
Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, den Rückraum eines Fahrzeugs (vorzugsweise einschließlich der Fahrzeugseite) zu überwachen und automatisch in die Lenkung des Fahrzeugs einzugreifen, wenn im Rückraum ein seitlich versetzt fahrendes Objekt erkannt wurde und der Fahrer beabsichtigt, ein Spurwechselmanöver durchzuführen, das zu einer Kollision mit dem überholenden Objekt führen könnte. Durch den automatischen Lenkeingriff wird der Fahrer zumindest gewarnt oder daran gehindert, die Spur zu wechseln. Dies hat den wesentlichen Vorteil, dass eine Kollision mit dem überholenden Objekt mit hoher Sicherheit verhindert werden kann.An essential idea of the invention is to monitor the rear space of a vehicle (preferably including the vehicle side) and automatically intervene in the steering of the vehicle when in the rear space a laterally moving object has been detected and the driver intends to perform a lane change maneuver that could lead to a collision with the overtaking object. The automatic steering intervention at least warns the driver or prevents him from changing the lane. This has the significant advantage that a collision with the overtaking object can be prevented with high security.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist das Kollisionsvermei- dungssystem so ausgelegt, dass bei Kollisionsgefahr künstliche Lenkkräfte auf die Lenkung ausgeübt werden, die vom Fahrer haptisch erfasst werden können und den Fahrer darauf hinweisen sollen, dass er das Spurwechselmanöver abbrechen und das Lenkrad in die vorgegebene Richtung betätigen sollte, um eine Kollision zu vermeiden. Die künstlichen Lenkkräfte sind dabei vom Fahrer vorzugsweise übersteuerbar. Gemäß einer anderen Ausführungsform sind die künstlichen Lenkkräfte so stark, dass der Fahrer daran gehindert wird, den Spurwechsel weiter durchzuführen. Die künstlichen Lenkkräfte sind in diesem Fall vorzugsweise nicht übersteuerbar.According to a first embodiment of the invention, the Kollisionsvermei- tion system is designed so that in case of collision artificial steering forces are applied to the steering, which can be detected by the driver haptic and the driver to point out that he cancel the lane change maneuver and the steering wheel in the predetermined Direction should be pressed to avoid a collision. The artificial steering forces are preferably overridden by the driver. According to another embodiment, the artificial steering forces are so strong that the driver is prevented from continuing the lane change. The artificial steering forces are preferably not overridden in this case.
Die erfindungsgemäße Lenkfunktion wird vorzugsweise nur ausgelöst, wenn auch die Gefahr einer Kollision vorliegt. Zur Bestimmung des Gefahrenpotentials kann z. B. die Annäherungsgeschwindigkeit und/oder der Ort (bzw. Abstand) des hinteren Fahrzeugs bestimmt und daraus ein Indikator für das Gefahrenpotential gebildet werden. Wenn der Indikator einen vorgegebenen Wert überschreitet, wird der automatische Lenkeingriff ausgelöst.The steering function according to the invention is preferably triggered only if there is also the risk of a collision. To determine the risk potential can z. B. determines the approach speed and / or the location (or distance) of the rear vehicle and formed therefrom an indicator of the danger potential. If the indicator exceeds a predetermined value, the automatic steering intervention is triggered.
Ein erfindungsgemäßes Kollisionsvermeidungssystem umfasst wenigstens eine Sensorik zur Rückraum-Überwachung, eine Sensorik zum Erkennen eines beabsichtigten Spurwechselmanövers, einen Lenksteiler zum Ausüben künstlicher Lenkkräfte auf die Lenkung, sowie ein Steuergerät, das die automatische Lenkfunktion aktiviert, wenn ein überholendes Objekt und der Beginn eines Spurwechselmanövers erkannt wurden. Das Steuergerät umfasst hierzu einen entsprechenden Algorithmus, der die Sensorsignale auswertet und bei Vorliegen bestimmter Auslösebedingungen die Lenkfunktion auslöst.A collision avoidance system according to the invention comprises at least one rearview monitoring sensor, a sensor for detecting an intended lane change maneuver, a steering divider for applying artificial steering forces to the steering, and a controller that activates the automatic steering function when an overtaking object and the start of a lane change maneuver are detected were. For this purpose, the control unit comprises a corresponding algorithm which evaluates the sensor signals and triggers the steering function when certain triggering conditions are present.
Das Steuergerät bzw. der Algorithmus bestimmt vorzugsweise einThe control unit or the algorithm preferably determines a
Kompensationsmoment, das entgegen der vom Fahrer gewählten Lenkrichtung auf die Lenkung des Fahrzeugs ausgeübt wird. Die Höhe des Kompensationsmoments ist vorzugsweise abhängig von dem vom Fahrer ausgeübten Lenkmoment, der Geschwindigkeit der Lenkwinkeländerung oder anderer Größen. Das Kompensationsmoment kann beispielsweise aus einer Kennlinie f oder analytisch ermittelt werden.Compensation torque that opposes the steering direction selected by the driver is exerted on the steering of the vehicle. The amount of the compensation torque is preferably dependent on the steering torque exerted by the driver, the speed of the steering angle change or other variables. The compensation torque can be determined, for example, from a characteristic f or analytically.
Zum Zwecke der Rückraumüberwachung wird vorzugsweise ein optisches System, wie z. B. ein Videosystem, oder ein Radarsystem eingesetzt. Derartige Systeme sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt.For the purpose of back space monitoring is preferably an optical system, such. As a video system, or a radar system used. Such systems are well known in the art.
Ein wesentliches Auslösekriterium für die erfindungsgemäße Lenkfunktion besteht darin, ein vom Fahrer des vorderen Fahrzeugs beabsichtigtes Spurwechselmanöver zu erkennen. Die Lenkfunktion darf schließlich nur aktiviert werden, wenn der Fahrer auf die andere Spur wechseln will und somit eine Kollision droht. Um diese Absicht des Fahrers möglichst genau und frühzeitig erkennen zu können, werden vorzugsweise mehrere Kenngrößen überwacht.An essential triggering criterion for the steering function according to the invention is to recognize a lane change maneuver intended by the driver of the front vehicle. Finally, the steering function may only be activated if the driver wants to change to the other lane and thus threatens a collision. In order to be able to recognize this intention of the driver as accurately and early as possible, several parameters are preferably monitored.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden hierzu zumindest das vom Fahrer am Lenkrad ausgeübte Lenkradmoment und die Lenkrichtung mittels entsprechender Sensoren überwacht. Zusätzlich kann beispielsweise auch das Setzen des Blinkers überwacht werden.According to a preferred embodiment of the invention, at least the steering wheel torque exerted by the driver on the steering wheel and the steering direction are monitored by means of corresponding sensors. In addition, for example, the setting of the turn signal can be monitored.
Um zwischen einer geringen Lenkbewegung zum Zwecke des Spurhaltens und einem beabsichtigen Spurwechselmanöver unterscheiden zu können, wird die Lenkfunktion vorzugsweise nur aktiviert, wenn das vom Fahrer vorgegebene Lenkradmoment einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Die Schwelle ist vorzugsweise abhängig von bestimmten Fahrzustandgrößen, insbesondere der Fahrzeug-Bewegungsbahn, der Gierrate und /oder dem Lenkwinkel oder anderen Größen.In order to be able to differentiate between a small steering movement for the purpose of lane keeping and an intended lane change maneuver, the steering function is preferably activated only when the steering wheel torque predetermined by the driver exceeds a predetermined threshold. The threshold is preferably dependent on certain driving state variables, in particular the vehicle trajectory, the yaw rate and / or the steering angle or other variables.
Bei einer Kurvenfahrt muss bereits zum Spurhalten ein bestimmtesWhen cornering already has to track a certain
Lenkradmoment vom Fahrer ausgeübt werden. Der Schwellenwert muss daher entsprechend höher sein als bei Geradeausfahrt. Zur Bestimmung des Spurverlaufs kann z.B. ein Fahrspurerkennungssystem, wie z.B. ein Videosystem, verwendet werden. Die Absicht eines Spurwechselmanövers kann alternativ auch mit Hilfe eines Fahrspurerkennungssystems erkannt werden. In diesem Fall wird die Querablage des Fahrzeugs bezüglich einer Referenzgröße (z.B. der Fahrspurmitte oder einer Fahrspurmarkierung) ausgewertet und die erfindungsgemäße Lenkfunktion aktiviert, wenn die laterale Position des Fahrzeugs von der Referenzgröße zu weit abweicht oder dieser zu nahe kommt. Die Auslöseschwelle kann grundsätzlich beliebig festgelegt werden. Dadurch kann z. B. ein Bereich um die Fahrspurmitte definiert werden, in dem kein Lenkeingriff stattfindet. Der Lenkeingriff wird in diesem Fall erst aktiviert, wenn das Fahrzeug den vorgegebenen Bereich verlässt. Die laterale Fahrzeug-Position kann als ausschließliches Kriterium oder in Verbindung mit einem oder mehreren der vorstehend genannten Kriterien für die Erkennung eines beabsichtigten Spurwechselmanövers ausgewertet werden.Steering wheel torque to be exerted by the driver. The threshold value must therefore be correspondingly higher than when driving straight ahead. For example, a lane detection system, such as a video system, may be used to determine the lane course. The intent of a lane change maneuver may alternatively be detected by means of a lane detection system. In this case, the transverse placement of the vehicle with respect to a reference variable (eg the lane center or a lane marking) is evaluated and the steering function according to the invention activated when the lateral position of the vehicle deviates too far from the reference size or comes too close. The triggering threshold can basically be set arbitrarily. As a result, z. For example, an area around the lane center can be defined in which no steering intervention takes place. The steering intervention is activated in this case only when the vehicle leaves the predetermined area. The lateral vehicle position may be evaluated as an exclusive criterion or in conjunction with one or more of the aforementioned criteria for recognizing an intended lane change maneuver.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings. Show it:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Fahrsituation mit einem vorderen Fahrzeug und einem seitlich versetzt fahrenden hinteren Fahrzeug;Figure 1 is a schematic representation of a driving situation with a front vehicle and a laterally displaced rear vehicle.
Fig. 2 eine Blockdarstellung eines Systems zur Kollisionsvermeidung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;FIG. 2 is a block diagram of a collision avoidance system according to a first embodiment of the invention; FIG.
Fig. 3 eine Blockdarstellung eines Systems zur Kollisionsvermeidung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; und3 is a block diagram of a collision avoidance system according to a second embodiment of the invention; and
Fig. 4 die wesentlichen Verfahrensschritte eines Verfahrens zurFig. 4 shows the essential steps of a method for
Kollisionsvermeidung gemäß einer speziellen Ausführungsform der Erfindung.Collision avoidance according to a specific embodiment of the invention.
Fig. 1 zeigt eine Fahrsituation, wie z.B. bei einer Autobahnfahrt, in der zwei Fahrzeuge 1 ,2 versetzt hintereinander auf unterschiedlichen Spuren 3,4 in die gleiche Richtung (Pfeil 8) fahren. Die Fahrspurmarkierungen sind mit dem Bezugszeichen 7 gekennzeichnet. Wenn sich das hintere Fahrzeug 2 dem vorderen Fahrzeug 1 weiter nähert und der Fahrer des vorderen Fahrzeugs 1 aus Unachtsamkeit ein Überholmanöver einleitet, kann es zur Kollision der beiden Fahrzeuge kommen. Um dies zu verhindern, umfasst das vordere Fahrzeug 1 ein Kollisionsvermeidungssystem, das den seitlichen Rückraum 5 des vorderen Fahrzeugs 1 überwacht und im Falle eines vom Fahrer eingeleiteten Spurwechselmanövers in die Lenkung eingreift, um der Lenkbewegung des Fahrers entgegen zu wirken oder den Fahrer zumindest zu warnen. Der automatische Lenkeingriff wird ausgelöst, wenn ein Objekt erkannt wird und der Fahrer des ersten Fahrzeugs 1 ein Spurwechselmanöver einleitet. Dabei wird vorzugsweise auch berücksichtigt, ob das hintere Fahrzeug 2 bei einem Spurwechselmanöver eine Gefährdung darstellen würde oder nicht. Hierzu wird vorzugsweise die (relative) Geschwindigkeit und der Ort bzw. Abstand des hinteren Fahrzeugs 2 bestimmt und bewertet.Fig. 1 shows a driving situation, such as driving a highway, in the two vehicles 1, 2 offset in succession on different tracks 3.4 in the same direction (arrow 8) drive. The lane markings are identified by the reference numeral 7. If the rear vehicle 2 approaches the front vehicle 1 further and the driver of the front vehicle 1 inadvertently initiates an overtaking maneuver, the collision of the two vehicles may occur. To prevent this, the front vehicle 1 comprises a collision avoidance system which monitors the lateral rear space 5 of the front vehicle 1 and, in the case of a driver initiated Lane change maneuver engages the steering to counteract the steering movement of the driver or at least to warn the driver. The automatic steering intervention is triggered when an object is detected and the driver of the first vehicle 1 initiates a lane change maneuver. In this case, it is also preferably considered whether the rear vehicle 2 would represent a hazard in a lane change maneuver or not. For this purpose, the (relative) speed and the location or distance of the rear vehicle 2 are preferably determined and evaluated.
Der überwachte Rückraumbereich 5 kann grundsätzlich beliebig groß gewählt sein, sollte jedoch zumindest den Bereich des toten Winkels 6 umfassen.The monitored rear area 5 can in principle be chosen arbitrarily large, but should at least include the area of the blind spot 6.
Fig. 2 zeigt eine schematische Blockdarstellung einiger Komponenten des Kollisionsvermeidungssystems. Dieses umfasst im Wesentlichen eine Sensorik 11 zur Überwachung des Rückraums des Fahrzeugs 1 , verschiedene Sensoren 10,12,13 zum Erkennen eines beabsichtigten Spurwechselmanövers, einFig. 2 shows a schematic block diagram of some components of the collision avoidance system. This essentially comprises a sensor 11 for monitoring the rear space of the vehicle 1, various sensors 10, 12, 13 for detecting an intended lane change maneuver
Steuergerät 14, das die Signale der genannten Sensoren 10-13 auswertet und einen Lenksteiler zum Aufbringen eines vorgegebenen Lenkmoments (im Folgenden Kompensationsmoment) auf die Lenkung, das der Lenkbewegung des Fahrers entgegen wirkt.Control unit 14, which evaluates the signals of said sensors 10-13 and a steering divider for applying a predetermined steering torque (hereinafter compensation torque) to the steering, which counteracts the steering movement of the driver.
Die Absicht des Fahrers zum Spurwechsel wird hier mittels eines Lenkrad- Momentensensors 10 und eines Lenkrichtungssensors 12 erkannt. Der Lenkrad- Momentensensor 10 misst das vom Fahrer am Lenkrad ausgeübte Lenkmoment ML und der Lenkrichtungssensor 12 die Lenkrichtung. Die Güte der Erkennung kann weiter verbessert werden, wenn zusätzlich ein Sensor 13 vorgesehen ist, der das Setzen des Blinkers überwacht. Wahlweise oder zusätzlich könnte auch der Lenkwinkel oder die Geschwindigkeit der Lenkwinkeländerung gemessen werden.The intention of the driver to change lanes is detected here by means of a steering wheel torque sensor 10 and a steering direction sensor 12. The steering wheel torque sensor 10 measures the steering torque M L exerted by the driver on the steering wheel and the steering direction sensor 12 measures the steering direction. The quality of the detection can be further improved if in addition a sensor 13 is provided which monitors the setting of the turn signal. Alternatively or additionally, the steering angle or the speed of the steering angle change could also be measured.
Die Sensorsignale werden von einem im Steuergerät 14 hinterlegten Algorithmus 16 ausgewertet und weiter verarbeitet. Der automatische Lenkeingriff wird ausgelöst, wenn das Lenkmoment ML einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet (und eine oder mehrere andere Bedingungen erfüllt sind). Dadurch kann insbesondere zwischen einer Lenkradbewegung zum Zwecke des Spurhaltens und einem Spurwechselmanöver unterschieden werden. Der im Steuergerät 14 hinterlegte Algorithmus 16 umfasst vorzugsweise eine Einheit 15 zum Bestimmen des Kompensationsmoments MκOmp- Das Kompensationsmoment MKθmp ist vorzugsweise abhängig von der Höhe des Fahrer-Lenkmoments ML und kann beispielsweise aus einer Kennlinie f ermittelt werden. Dabei gilt:The sensor signals are evaluated by an algorithm 16 stored in the control unit 14 and further processed. The automatic steering intervention is triggered when the steering torque M L exceeds a predetermined threshold (and one or more other conditions are met). In particular, a distinction can be made between a steering wheel movement for the purpose of lane keeping and a lane change maneuver. The algorithm 16 stored in the control unit 14 preferably comprises a unit 15 for determining the compensation torque Mκ O mp- The compensation torque M Kθ mp is preferably dependent on the height of the driver steering torque M L and can be determined for example from a characteristic f. Where:
Mκomp = -f(ML)Mκomp = -f (M L )
Dieser Zusammenhang zwischen Fahrer- und Kompensationsmoment ML bzw. Mκomp ist im einfachsten Fall linear. Die Funktion kann derart gewählt werden, dass eine Lenkkraft auf die Lenkung des Fahrzeugs ausgeübt wird, die vomThis relationship between driver and compensation torque M L or Mκomp is linear in the simplest case. The function can be chosen such that a steering force is exerted on the steering of the vehicle, which is from
Fahrer haptisch erfasst werden kann und die den Fahrer darauf hinweist, dass er kein Spurwechselmanöver durchführen sollte. Das Kompensationsmoment MKθmp ist vom Fahrer vorzugsweise übersteuerbar. Die Funktion könnte aber auch derart ausgelegt sein, dass das Fahrzeug 1 automatisch in der Spur 3 gehalten wird. In diesem Fall ist die aufgeprägte Lenkkraft vorzugsweise nicht übersteuerbar.Driver can be detected haptically and the driver indicates that he should perform no lane change maneuver. The compensation torque M Kθ mp is preferably overridden by the driver. The function could also be designed such that the vehicle 1 is automatically held in the track 3. In this case, the impressed steering force is preferably not overridden.
Fig. 3 zeigt ein Kollisionsvermeidungssystem, das zusätzlich zu den vorgenannten Komponenten ein Fahrspurerkennungssystem 18 umfasst. Dabei kann es sich beispielsweise um ein Videosystem oder ein anderes aus dem Stand der Technik bekanntes System handeln, das zumindest eine Information über den Fahrspurverlauf bereitstellt.FIG. 3 shows a collision avoidance system including a lane detection system 18 in addition to the aforementioned components. This may be, for example, a video system or another system known from the prior art, which provides at least information about the lane course.
Diese Information kann beispielsweise dazu genutzt werden, die Auslöseschwelle für das Aktivieren eines automatischen Lenkeingriffs an eine Kurvenfahrt anzupassen. In diesem Fall wird insbesondere die Schwelle für das Fahrer- Lenkmoment ML in Abhängigkeit vom Kurvenradius variiert, wobei der Schwellenwert prinzipiell mit kleinerem Krümmungsradius steigt. Dadurch kann insbesondere verhindert werden, dass das System bereits bei einem Lenkmoment ML auslöst, das lediglich zum Halten des Fahrzeugs in einer Kurve benötigt wird.This information can be used, for example, to adapt the triggering threshold for activating an automatic steering intervention to cornering. In this case, in particular, the threshold for the driver steering torque M L is varied as a function of the radius of curvature, wherein the threshold increases in principle with a smaller radius of curvature. This can be prevented in particular that the system already triggers at a steering torque M L , which is needed only for holding the vehicle in a curve.
Das Fahrspurerkennungssystem 18 kann aber dazu genutzt werden, die laterale Position des Fahrzeugs 1 in seiner Fahrspur 3 zu bestimmen und anhand der absoluten Fahrzeug-Position oder der Änderung der Position ein beabsichtigtes Spurwechselmanöver zu erkennen. Fig. 4 zeigt einige Verfahrensschritte des Kollisionsvermeidungs-Algorithmus 16. Der Algorithmus prüft zunächst in einem Schritt 20, ob sich ein Objekt im Rückraumbereich 5 des vorderen Fahrzeugs 1 befindet. Falls ja, wird in Schritt 21 überprüft, ob das vom Fahrer ausgeübte Lenkmoment ML einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Im anderen Fall (N) endet das Verfahren.However, the lane recognition system 18 can be used to determine the lateral position of the vehicle 1 in its lane 3 and to recognize an intended lane change maneuver on the basis of the absolute vehicle position or the change of position. 4 shows some method steps of the collision avoidance algorithm 16. The algorithm first checks in a step 20 whether an object is located in the backspace area 5 of the front vehicle 1. If yes, it is checked in step 21 whether the steering torque M L exerted by the driver exceeds a predetermined threshold value. In the other case (N) the procedure ends.
Wenn das vom Fahrer ausgeübte Lenkmoment ML den vorgegebenen Schwellenwert überschreitet (Fall J), wird in Schritt 22 die Lenkrichtung überprüft. Wenn die Lenkrichtung in Richtung der Fahrspur des überholenden Objekts zeigt (J), wird in Schritt 23 noch die laterale Position des Fahrzeugs ausgewertet. Diese kann beispielsweise mit Hilfe des Fahrspurerkennungssystems 18 bestimmt werden. Wenn die laterale Position des Fahrzeugs von einer Soll-Bewegungsbahn (Fahrspurmitte) oder einem erlaubten Bewegungsbereich zu stark abweicht oder das Fahrzeug sich einer Referenzmarkierung, wie z.B. Fahrspurmarkierung 7 zu stark nähert (Fall J), wird der Lenkeingriff ausgelöst und mittels des Lenkstellers 17 ein Kompensationsmoment MκOmp auf die Lenkung ausgeübt.If the steering torque M L exerted by the driver exceeds the predetermined threshold value (case J), the steering direction is checked in step 22. If the steering direction points in the direction of the lane of the overtaking object (J), the lateral position of the vehicle is still evaluated in step 23. This can be determined, for example, with the aid of the lane recognition system 18. When the lateral position of the vehicle deviates too much from a target trajectory (lane center) or an allowable range of motion, or the vehicle is too close to a reference mark such as lane mark 7 (Case J), the steering engagement is triggered and by means of the steering actuator 17 Compensation torque Mκ O mp exercised on the steering.
Mit der vorstehend beschriebenen Vorrichtung bzw. dem Verfahren kann eine bevorstehende Kollision wirksam verhindert werden. With the above-described apparatus and the method, an imminent collision can be effectively prevented.

Claims

23.11.2006ROBERT BOSCH GMBH; 70442 StuttgartPatentansprüche 23.11.2006ROBERT BOSCH GMBH; 70442 Stuttgart patent claims
1. Vorrichtung zum Verhindern einer Kollision von Fahrzeugen (1 ,2), die versetzt hintereinander in die gleiche Richtung (8) fahren, gekennzeichnet durch eine Sensorik (11) zum Überwachen des Rückraums (5) eines Fahrzeugs (1 ); eine Sensorik (10,12,13) zum Erkennen eines beabsichtigen Spurwechselmanövers des Fahrzeugs (1 ); einen Lenksteiler zum Ausüben künstlicher Lenkkräfte auf die Lenkung des1. A device for preventing a collision of vehicles (1, 2), the offset in a row in the same direction (8) drive, characterized by a sensor (11) for monitoring the rear space (5) of a vehicle (1); a sensor system (10, 12, 13) for detecting an intended lane change maneuver of the vehicle (1); a steering divider for applying artificial steering forces to the steering of the
Fahrzeugs (1 ); und ein Steuergerät (14) mit einem Algorithmus (16), der bei Vorliegen einerVehicle (1); and a control unit (14) with an algorithm (16), which in the presence of a
Auslösebedingung den Lenksteiler (17) ansteuert, so dass ein Lenkmoment (Mκomp) entgegen der vom Fahrer gewählten Lenkrichtung auf die Lenkung ausgeübt wird.Tripping condition the steering divider (17) controls, so that a steering torque (Mκomp) is applied contrary to the steering direction selected by the driver on the steering.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorik (10,12,13) zum Erkennen eines beabsichtigten Spurwechselmanövers einen Lenkmomenten- oder Lenkkraftsensor (10) umfasst.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the sensor system (10,12,13) for detecting an intended lane change maneuver a steering torque or steering force sensor (10).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorik (10,12,13) zum Erkennen eines beabsichtigten Spurwechselmanövers einen Lenkwinkel (12) umfasst.3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the sensor system (10,12,13) for detecting an intended lane change maneuver comprises a steering angle (12).
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorik (10,12,13) zum Erkennen eines beabsichtigten Spurwechselmanövers einen Blinklichtsensor (13) umfasst.4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor system (10,12,13) for detecting an intended lane change maneuver comprises a flashing light sensor (13).
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorik (11 ) zur Rückraumüberwachung einen optischen Sensor oder einen Radarsensor umfasst.5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor system (11) for monitoring the rear space comprises an optical sensor or a radar sensor.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Algorithmus (16) ein Kompensationsmoment (MκOmp) bestimmt, das von der Stärke des Fahrer-Lenkmoments (ML) abhängig ist. 6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the algorithm (16) determines a compensation torque (Mκ O mp), which is dependent on the strength of the driver steering torque (M L ).
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das auf die Lenkung ausgeübte Lenkmoment (MKθmp) so stark ist, dass es vom Fahrer übersteuert werden kann.7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the steering torque exerted on the steering (M Kθ mp) is so strong that it can be overridden by the driver.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fahrspurerkennungssystem (18) vorgesehen ist, das eine Information über den Fahrspurverlauf liefert.8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a lane detection system (18) is provided which provides information about the lane course.
9. Verfahren zum Verhindern einer Kollision von Fahrzeugen (1 ,2), die versetzt hintereinander in die gleiche Richtung (8) fahren, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückraum (5) des vorderen Fahrzeugs (1 ) überwacht; ein beabsichtigtes Spurwechselmanöver des vorderen Fahrzeugs (1 ) erfasst; und ein Kompensationsmoment (MKθmp) auf die Lenkung des Fahrzeugs (1 ) ausgeübt wird, wenn sich ein Fahrzeug (2) im Rückraum (5) befindet und ein beabsichtigtes Spurwechselmanöver des vorderen Fahrzeugs (1 ) erkannt wurde.A method of preventing a collision of vehicles (1, 2) traveling in the same direction (8) in an offset manner, characterized in that the rear space (5) of the front vehicle (1) monitors; detects an intended lane change maneuver of the front vehicle (1); and a compensation torque (M Kθ mp) is applied to the steering of the vehicle (1) when a vehicle (2) is in the rear space (5) and an intended lane change maneuver of the forward vehicle (1) has been detected.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das vom Fahrer ausgeübte Lenkmoment (ML) und die Lenkrichtung erfasst und ausgewertet werden, um ein Spurwechselmanöver zu erkennen.10. The method according to claim 9, characterized in that the driver's exerted steering torque (M L ) and the steering direction are detected and evaluated to detect a lane change maneuver.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Information eines Fahrspurerkennungssystems (18) ausgewertet wird, um ein Spurwechselmanöver zu erkennen.11. The method according to claim 9 or 10, characterized in that the information of a lane detection system (18) is evaluated to detect a lane change maneuver.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Kompensationsmoment (MKθmp) in Abhängigkeit von der Höhe des Fahrer- Lenkmoments bestimmt wird.12. The method according to any one of claims 9 to 11, characterized in that the compensation torque (M Kθ mp) is determined in dependence on the height of the driver steering torque.
13. Steuergerät, enthaltend Mittel zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche. 13. Control device, comprising means for carrying out the method according to one of the preceding claims.
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