DE102021005088A1 - Method for regulating or controlling a longitudinal movement of a vehicle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung oder Steuerung einer Längsbewegung eines Fahrzeuges (1) nach Maßgabe einer in Abhängigkeit einer erfassten Umgebungssituation geplanten Soll-Trajektorie (S). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zum zielgenauen Anhalten des Fahrzeuges (1) an einer durch die Soll-Trajektorie (S) vorgegebenen Halteposition vor einem eingeleiteten Fahrzeugstillstand von einer Beschleunigungsregelung auf eine Wegeregelung oder Wegesteuerung umgeschaltet wird.The invention relates to a method for regulating or controlling a longitudinal movement of a vehicle (1) in accordance with a target trajectory (S) planned as a function of a detected environmental situation. According to the invention it is provided that to stop the vehicle (1) precisely at a stopping position specified by the target trajectory (S) before the vehicle comes to a standstill, a switch is made from acceleration control to route control or route control.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung oder Steuerung einer Längsbewegung eines Fahrzeuges nach Maßgabe einer in Abhängigkeit einer erfassten Umgebungssituation geplanten Soll-Trajektorie.The invention relates to a method for regulating or controlling a longitudinal movement of a vehicle in accordance with a target trajectory planned as a function of a detected environmental situation.

Aus der DE 10 2012 213 815 A1 sind ein Verfahren und ein System zum Anhalten eines Kraftfahrzeuges bekannt. Das Fahrzeug weist ein elektronisches Umfeldsteuergerät zur Auswertung der Daten eines oder mehrerer Umfeldsensoren und ein elektronisches Bremsensteuergerät zur Ansteuerung eines Bremssystems auf, die über eine Datenverbindung, insbesondere eine Fahrzeugdatenbus, Informationen und/oder Anweisungen austauschen. Das Verfahren umfasst die Schritte Erfassen eines Abstandes zu einem Hindernis, insbesondere einem vorausfahrenden Fahrzeug, Ermitteln der Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges, Regeln des Abstandes zu dem Hindernis durch das Umfeldsteuergerät, wenn die Fahrgeschwindigkeit einen Übergabeschwellenwert übersteigt, und Anhalten des Kraftfahrzeuges durch das Bremsensteuergerät, wenn die Fahrgeschwindigkeit kleiner als der oder gleich dem Übergabeschwellenwert ist, wobei das Umfeldsteuergerät nach Maßgabe des erfassten Abstandes eine Sollstrecke an das Bremsensteuergerät vorgibt, nach der das Kraftfahrzeug stehen soll.From the DE 10 2012 213 815 A1 a method and a system for stopping a motor vehicle are known. The vehicle has an electronic environment control device for evaluating the data of one or more environment sensors and an electronic brake control device for controlling a brake system, which exchange information and / or instructions via a data connection, in particular a vehicle data bus. The method comprises the steps of detecting a distance to an obstacle, in particular a vehicle driving ahead, determining the driving speed of the motor vehicle, regulating the distance to the obstacle by the environment control device if the driving speed exceeds a transfer threshold value, and stopping the motor vehicle by the brake control device if the Driving speed is less than or equal to the transfer threshold value, the environment control device specifying a target distance to the brake control device according to the detected distance, after which the motor vehicle should stop.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Regelung oder Steuerung einer Längsbewegung eines Fahrzeuges nach Maßgabe einer in Abhängigkeit einer erfassten Umgebungssituation geplanten Soll-Trajektorie anzugeben.The invention is based on the object of specifying a method for regulating or controlling a longitudinal movement of a vehicle in accordance with a target trajectory planned as a function of a detected environmental situation.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst, welches die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.The object is achieved according to the invention by a method which has the features specified in claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous refinements of the invention are the subject matter of the subclaims.

Ein Verfahren zur Regelung oder Steuerung einer Längsbewegung eines Fahrzeuges nach Maßgabe einer in Abhängigkeit einer erfassten Umgebungssituation geplanten Soll-Trajektorie sieht erfindungsgemäß vor, dass zum zielgenauen Anhalten des Fahrzeuges an einer durch die Soll-Trajektorie vorgegebenen Halteposition vor einem eingeleiteten Fahrzeugstillstand von einer Beschleunigungsregelung auf eine Wegeregelung oder Wegesteuerung umgeschaltet wird.According to the invention, a method for regulating or controlling a longitudinal movement of a vehicle in accordance with a target trajectory planned as a function of a detected environmental situation provides that, in order to stop the vehicle precisely at a stopping position predetermined by the target trajectory, before the vehicle comes to a standstill, from an acceleration control to an Route regulation or route control is switched.

Durch Anwendung des Verfahrens können interne Störeinflüsse beim Folgen der Soll-Trajektorie, wie z. B. Systemlatenzen, Unstetigkeiten durch Getriebeschaltungen, etc., sowie externe Störeinflüsse, wie beispielsweise ein Überfahren von Straßenschäden, kompensiert werden. Dabei stellt das Verfahren eine nicht fahrzeugspezifische generische Lösung dar.By using the method, internal interference when following the target trajectory, such. B. system latencies, discontinuities due to gear shifting, etc., as well as external interference, such as driving over road damage, can be compensated. The process is a generic solution that is not vehicle-specific.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.

Dabei zeigen:

  • 1 schematisch ein auftretendes Problem bei einer Regelung einer Längsbewegung eines Fahrzeuges und
  • 2 schematisch ein Blockschaltbild zur Wegeregelung oder Wegesteuerung bei einem Anhaltevorgang als Teil einer Trajektorienregelung des Fahrzeuges.
Show:
  • 1 schematically a problem that occurs when regulating a longitudinal movement of a vehicle and
  • 2 schematically a block diagram for route regulation or route control during a stopping process as part of a trajectory regulation of the vehicle.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided with the same reference symbols in all figures.

1 zeigt ein auftretendes Problem bei einer Regelung einer Längsbewegung eines automatisiert fahrenden Fahrzeuges 1. 1 shows a problem that occurs when regulating a longitudinal movement of an automated vehicle 1 .

Im Allgemeinen ist bekannt, dass es vergleichsweise schwierig ist, dieselbe Lösung für eine Trajektorienregelung sowohl für einen Fahrbetrieb als auch für ein Anhalten des Fahrzeuges 1 hochgenau zu realisieren. Die Trajektorienregelung ist ein wichtiger Bestandteil eines autonom/automatisiert fahrenden Fahrzeuges 1. Basierend auf einer Umgebungserfassung wird entschieden, welche die nächsten Schritte für das Fahrzeug 1 sind. Das Ergebnis einer solchen Entscheidung ist eine in 2 gezeigte Soll-Trajektorie S, z. B. eine Position P des Fahrzeuges 1 auf einer Fahrbahn in Bezug auf die Zeit t, als Bewegungsreferenz in einer bekannten Umgebung. Ein Anhaltevorgang des Fahrzeuges 1 wird auch mittels einer Trajektorie realisiert und wird üblicherweise nicht separat betrachtet. Es kommt allerdings vergleichsweise häufig vor, dass ein sogenannter Überschießer am Ende einer Anhaltetrajektorie des Fahrzeuges 1 auftritt, so dass das automatisiert fahrende Fahrzeug 1, wie in 1 gezeigt ist, zumindest abschnittsweise eine Haltelinie H, beispielsweise an einer Lichtsignalanlage 2, überfährt.In general, it is known that it is comparatively difficult to find the same solution for a trajectory control both for driving and for stopping the vehicle 1 to be implemented with high precision. The trajectory control is an important part of an autonomous / automated driving vehicle 1 . A decision is made on the next steps for the vehicle based on a survey of the surroundings 1 are. The result of such a decision is an in 2 target trajectory shown S. , e.g. B. a position P of the vehicle 1 on a lane in relation to time t, as a movement reference in a known environment. A vehicle stopping process 1 is also implemented by means of a trajectory and is usually not considered separately. However, it happens comparatively often that a so-called overshoot at the end of a stopping trajectory of the vehicle 1 occurs, so that the automated driving vehicle 1 , as in 1 is shown, at least in sections, a stop line H, for example on a traffic light system 2 , run over.

Dabei ist das Überschießen anhand eines ersten Diagrammes D1 in Bezug auf eine Beschleunigung a und in einem zweiten Diagramm D2 anhand einer Geschwindigkeit v des Fahrzeuges 1 dargestellt. In beiden Diagrammen D1, D2 ist eine jeweilige Trajektorien-Größe der Soll-Trajektorie S in Bezug auf die Beschleunigung a und die Geschwindigkeit v mittels gestrichelter Linie und die jeweilige Ist-Größe in Bezug auf die Beschleunigung a und die Geschwindigkeit v mittels durchgezogener Linie dargestellt.The overshooting is based on a first diagram D1 in relation to an acceleration a and in a second diagram D2 based on a speed v of the vehicle 1 shown. In both diagrams D1 , D2 is a respective trajectory size of the target trajectory S. in terms of the acceleration a and the speed v by means of a dashed line and the respective actual size in relation to the acceleration a and the speed v represented by a solid line.

Mittels des in dem zweiten Diagramm D2 gezeigten Kreises K ist das typische Problem dargestellt, bei dem eine momentane Geschwindigkeit v des Fahrzeuges 1 noch positiv ist, obwohl eine Referenzgeschwindigkeit aus der Soll-Trajektorie S bereits Null beträgt.Using the in the second diagram D2 shown circle K is the typical problem presented in which an instantaneous speed v of the vehicle 1 is still positive, although a reference speed from the target trajectory S. is already zero.

Insbesondere bei einer Getriebeschaltung ist das Überschießen relativ stark ausgeprägt und führt zusätzlich zu einer Beeinträchtigung eines Fahrkomforts. Im Fall, dass kurz vor einem Fahrzeugstillstand ein Getriebegang wechselt, wird noch ein Momentenschub erzeugt und das Fahrzeug 1 beschleunigt deswegen noch leicht, anstatt zu bremsen. Ein solcher Umstand ist für Insassen des Fahrzeuges 1 deutlich spürbar, woraus die Beeinträchtigung des Fahrkomforts resultiert.In particular in the case of a gear shift, the overshoot is relatively pronounced and additionally leads to an impairment of driving comfort. In the event that a gear changes shortly before the vehicle comes to a standstill, a torque boost is generated and the vehicle 1 therefore accelerates slightly instead of braking. Such a circumstance is for occupants of the vehicle 1 clearly noticeable, which results in the impairment of driving comfort.

2 zeigt ein Blockschaltbild zur Durchführung eines Verfahrens zur Lösung des oben beschriebenen Problems, wobei das Verfahren vorsieht, einen Anhaltevorgang des Fahrzeuges 1 kurz vor einem Fahrzeugstillstand zu erkennen und daraufhin eine Wegeregelung oder Wegesteuerung aktiviert wird. 2 shows a block diagram for carrying out a method for solving the problem described above, the method providing for a stopping process of the vehicle 1 to recognize shortly before a vehicle standstill and then a route regulation or route control is activated.

In dem Blockschaltbild sind eine Recheneinheit R1, eine weitere Recheneinheit R2 und ein Bremssystem B des Fahrzeuges 1 dargestellt.In the block diagram are a computing unit R1 , another arithmetic unit R2 and a braking system B of the vehicle 1 shown.

In der Recheneinheit R1 wird anhand von Kartendaten sowie erfasster Signale einer Anzahl von am und/oder im Fahrzeug 1 angeordneter Umfeldsensoren 3 eine Trajektorienplanung TP durchgeführt und eine Soll-Trajektorie S ermittelt.In the arithmetic unit R1 is based on map data and recorded signals from a number of on and / or in the vehicle 1 arranged environment sensors 3 a trajectory planning TP carried out and a target trajectory S. determined.

Die ermittelte Soll-Trajektorie S wird einem in der weiteren Recheneinheit R2 angeordneten Trajektorienregler TR zugeführt. Anhand der Soll-Trajektorie S, eines Zustandes einer Feststellbremse F und einer momentanen Geschwindigkeit v des Fahrzeuges 1 erfolgt eine Erkennung E eines Anhaltevorganges kurz vor einem Fahrzeugstillstand.The determined target trajectory S. becomes one in the further arithmetic unit R2 arranged trajectory controller TR supplied. Using the target trajectory S. , a state of a parking brake F and a current speed v of the vehicle 1 recognition takes place E. a stopping process shortly before the vehicle comes to a standstill.

Der weiteren Recheneinheit R2 werden zudem eine momentane Beschleunigung a, eine momentane Position P des Fahrzeuges 1 etc. zugeführt. Dabei kann die Erkennung E des Anhaltevorganges kurz vor dem Fahrzeugstillstand beispielsweise eine Funktion der momentanen Geschwindigkeit v des Fahrzeuges 1, eines Feststellbremssignals und der Soll-Trajektorie S sein.The other arithmetic unit R2 a momentary acceleration a, a momentary position P of the vehicle 1 etc. supplied. The detection E. of the stopping process shortly before the vehicle comes to a standstill, for example, a function of the current speed v of the vehicle 1 , a parking brake signal and the target trajectory S. be.

Dabei erfolgt eine Erkennung E des Anhaltevorganges des Fahrzeuges 1 immer parallel zur Trajektorienregelung und sobald ein Anhaltevorgang erkannt wird, erhält ein im Bremssystem B angeordneter Restwegregler/Restwegsteuerer RR/RS zur Wegeregelung oder Wegesteuerung einen Vorrang vor einem Beschleunigungsregler BR.A detection takes place E. the stopping process of the vehicle 1 always parallel to the trajectory control and as soon as a stopping process is detected, a remaining path controller / remaining path controller arranged in braking system B receives it RR / RS for route regulation or route control a priority over an acceleration controller BR .

Dem Beschleunigungsregler BR wird eine ermittelte Beschleunigung a in Form einer Soll-Größe zugeführt, wobei dem Restwegregler/Restwegsteuerer RR/RS ein ermittelter Restweg RW bis zu einer Anhalteposition zugeführt wird. Die Wegregelung/Wegesteuerung oder Restwegregelung/Restwegsteuerung kann in einem vergleichsweise schnellen unterlagerten Regler erfolgen und somit wird z. B. ein Radmoment RM eingestellt. Beispielsweise wird der Restweg RW aus der Soll-Trajektorie S und der momentanen Position P des Fahrzeuges 1 abgeleitet.The acceleration controller BR a determined acceleration a is supplied in the form of a nominal value, with the remaining path controller / remaining path controller RR / RS a determined distance to go RW is fed to a stop position. The path control / path control or remaining path control / remaining path control can take place in a comparatively fast subordinate controller. B. a wheel torque RM set. For example, the distance to go is RW from the target trajectory S. and the current position P of the vehicle 1 derived.

Ein von dem Beschleunigungsregler BR ermitteltes Beschleunigungsmoment BM in Bezug auf die Soll-Trajektorie S, ein von der Erkennung E des Anhaltevorganges erzeugtes Umschaltbit UB und beispielsweise das Radmoment RM wird einem Umschalter U zugeführt.One from the accelerator BR determined acceleration torque BM in relation to the target trajectory S. , one of the detection E. toggle bit generated during the stopping process UB and for example the wheel torque RM becomes a toggle switch U fed.

Dieser Umschalter U stellt dann beispielsweise ein Radmoment RM ein, wobei mittels des Umschalters U eine Umschaltung von der Beschleunigungsregelung auf die Wegeregelung oder Wegesteuerung erfolgt. Der Umschalter U gibt dann ein Moment, beispielsweise ein Radmoment RM aus, welches einer Anhaltetrajektorie des Fahrzeuges 1 zugrunde gelegt wird.This switch U then provides a wheel torque, for example RM one, by means of the switch U a switchover from acceleration control to route control or route control takes place. The switch U there is then a moment, for example a wheel moment RM from which one of the vehicle's stopping trajectories 1 is taken as the basis.

Denkbar ist auch, eine Wegeregelung oder Wegesteuerung zu implementieren, welche abhängig von dem Restweg RW, z. B. einen letzten durchschnittlichen Beschleunigungsruck vor dem Anhaltevorgang des Fahrzeuges 1 konstant hält.It is also conceivable to implement a route regulation or route control which is dependent on the remaining distance RW , e.g. B. a last average acceleration jolt before the vehicle is stopped 1 keeps constant.

Die Anwendung des beschriebenen Verfahrens kann zu einem genaueren und komfortableren Anhalten des Fahrzeuges 1 führen. Eine Übernahme durch den Wegeregler erfolgt insbesondere erst kurz vor dem Fahrzeugstillstand, insbesondere nach Unterschreiten eines vorgegebenen Geschwindigkeitsschwellwertes, beispielsweise die letzten 2 km/h der momentanen Geschwindigkeit v des Fahrzeuges 1. Dies ist abhängig von einer Implementierung der oben genannten Erkennung E des Anhaltevorganges vor dem Fahrzeugstillstand.The application of the method described can lead to a more precise and comfortable stopping of the vehicle 1 to lead. A takeover by the route controller takes place in particular only shortly before the vehicle comes to a standstill, in particular after the speed falls below a predetermined threshold value, for example the last 2 km / h of the current speed v of the vehicle 1 . This is dependent on an implementation of the detection mentioned above E. the stopping process before the vehicle comes to a standstill.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102012213815 A1 [0002]DE 102012213815 A1 [0002]

Claims (3)

Verfahren zur Regelung oder Steuerung einer Längsbewegung eines Fahrzeuges (1) nach Maßgabe einer in Abhängigkeit einer erfassten Umgebungssituation geplanten Soll-Trajektorie (S), dadurch gekennzeichnet, dass zum zielgenauen Anhalten des Fahrzeuges (1) an einer durch die Soll-Trajektorie (S) vorgegebenen Halteposition vor einem eingeleiteten Fahrzeugstillstand von einer Beschleunigungsregelung auf eine Wegeregelung oder Wegesteuerung umgeschaltet wird.A method for regulating or controlling a longitudinal movement of a vehicle (1) in accordance with a target trajectory (S) planned as a function of a detected environmental situation, characterized in that, for the precise stopping of the vehicle (1) on one of the target trajectories (S) predetermined stop position is switched from an acceleration control to a route control or route control before the vehicle comes to a standstill. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum zielgenauen Anhalten des Fahrzeuges (1) an der durch die Soll-Trajektorie (S) vorgegebenen Halteposition vor dem eingeleiteten Fahrzeugstillstand bei Unterschreiten eines vorgegebenen Geschwindigkeitsschwellwertes von der Beschleunigungsregelung auf die Wegeregelung oder Wegesteuerung umgeschaltet wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that for the precise stopping of the vehicle (1) at the stopping position specified by the target trajectory (S) before the vehicle comes to a standstill, if the speed falls below a specified threshold value, the acceleration control switches to route control or route control. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass über die Wegeregelung oder Wegesteuerung ein Radmoment (RM) geregelt oder gesteuert wird.Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that a wheel torque (RM) is regulated or controlled via the route control or route control.
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