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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zur Kollisionsvermeidung
für ein Fahrzeug durch Ausweichen, insbesondere durch automatisches
Ausweichen, vor einem Hindernis.
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Derartige
Verfahren sind im Stand der Technik bekannt. So ist in der Druckschrift
WO 90/02985 A1 ein
Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Kollisionsvermeidung
für Fahrzeuge offenbart, welches bzw. welche eine vorausschauende
Erfassung eines Hindernisses beinhaltet, wobei im Falle eines vor
dem Fahrzeug erkannten Hindernisses ein kollisionsvermeidendes Beschleunigungs-,
Brems- bzw. automatisches Ausweichmanöver durchgeführt wird.
Dies wird durch ein hierarchisch aufgebautes Verfahren und durch
eine zugehörige Vorrichtung bewerkstelligt, wobei sensorisch
Daten des Fahrzeugs und seiner Sollbahn erfasst und daraus ermittelte Sollsignale
der Fahrzeugbahn einer zweiten hierarchischen Stufe einer Kollisionsvermeidungs-Vorrichtung
zusammen mit den bspw. sensorisch erfassten Daten einer Hindernisbahn
zugeführt und darüber Stellglieder der Fahrzeugregelung
im Sinne einer Kollisionsvermeidung in einer dritten hierarchischen Stufe
angesteuert werden. Für das Ausweichmanöver wird
gemäß einer in einer Regel- und Steuereinheit
hinterlegten Ausweichstrategie eine Ausweichtrajektorie errechnet.
Die Stellglieder für die Lenkung wird in der Weise beaufschlagt,
dass das Fahrzeug der Ausweichtrajektorie folgt und das Hindernis
umfährt.
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In
der Druckschrift
DE
100 36 276 A1 wird das vorstehende Verfahren weiter verbessert,
in dem die Berechnung einer alternativen Ausweichtrajektorie nochmals
durchgeführt wird, wenn auf der ersten Ausweichtrajektorie
(Ausweichweg) ein weiteres Hindernis entdeckt wird. Falls für
diese Alternativ-Ausweichtrajektorie ein gefahrloses Umfahren des
Hindernisses möglich ist, werden die Stellglieder des Fahrzeugs
mit entsprechenden Stellsignalen beaufschlagt, um der Alternativ-Ausweichtrajektorie
zu folgen. Falls jedoch die Alternativ-Ausweichtrajektorie ein gefahrenfreies
Ausweichen nicht ermöglicht, wird gemäß einer
hinterlegten Optimierungsstrategie vorteilhaft diejenige Ausweichtrajektorie
gewählt, bei der der zu erwartende Schaden am geringsten
ist.
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Bei
den Verfahren zur (automatischen) Kollisionsvermeidung, bei denen
eine Kollision nicht mehr durch Bremsen, sondern nur noch durch
Ausweichen vermieden werden kann, ergeben sich hochdynamische Querbewegungen
des Fahrzeugs (die Querbewegung bezieht sich dabei auf die Fahrbahnlängsrichtung).
Bei hochdynamischen Ausweichvorgängen, bei denen sich das
Fahrzeug mit hoher Querbeschleunigung quer zur Fahrbahnlängsrichtung,
d. h. lateral, bewegt, verhält sich das Fahrzeug querdynamisch
nicht linear. Hinzukommt, dass fahrsituationsabhängig je
nach Hindernisgröße und Hindernisbewegung sowie
dem zur Kollisionsvermeidung zur Verfügung stehenden Verkehrsraum,
der notwendige laterale Ausweichversatz sehr unterschiedlich, von wenigen
Zentimetern bis hin zu einem vollständigen Fahrspurwechsel,
variieren kann.
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Für
eine sichere Kollisionsvermeidung durch Ausweichen ist eine möglichst
präzise Querregelung bzw. -steuerung des Fahrzeugs erforderlich.
Dazu muss die Ist-Position des Fahrzeugs mit hoher Genauigkeit und
Zuverlässigkeit bekannt und laufend mit der Soll-Position
entlang der Trajektorie verglichen werden. Hierzu wird also zusätzlich
zur Größe des Hindernisses und der Hindernisposition
auch die eigene Ist-Position (aktuelle Position) des Fahrzeugs auf
der Fahrbahn benötigt.
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Zur
Ermittlung der aktuellen Position des Fahrzeugs auf der Fahrbahn
sind heute beispielsweise Videobilderfassungs- und -verarbeitungssysteme bekannt,
welche die Position des Fahrzeugs relativ zur Fahrspur mittels Fahrspurmarkierungserkennung bestimmen.
Diese Systeme besitzen den Nachteil, dass sie oftmals während
der hochdynamischen Ausweichvorgänge Schwierigkeiten haben,
die Fahrspurmarkierungen zu erkennen. Des Weiteren sind nicht immer
Fahrspurmarkierungen auf der Fahrbahn aufgebracht, so dass in diesen
Fällen die aktuelle Fahrzeugposition nicht ermittelt werden
kann.
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Die
aktuelle Fahrzeugposition kann auch oder zusätzlich mittels
eines Satellitennavigationssystems ermittelt werden. Bei der Verwendung
von bspw. GPS bzw. Differential GPS-Signalen, kann es vorkommen,
dass zeitweise der Empfang von Positionsdaten aufgrund einer fehlenden
Verbindung zu der erforderlichen Anzahl von Satelliten nicht möglich ist.
In beiden Fällen ist wegen fehlender oder mit nicht ausreichender
Genauigkeit ermittelbarer Ist-Position eine Bestimmung einer Ausweichtrajektorie und/oder
eine Bahnfolgeregelung des Fahrzeuges entlang einer Ausweichtrajektorie
nicht oder nur unzuverlässig möglich. Dies macht
in diesen Fällen eine automatische Kollisionsvermeidung
unmöglich oder zumindest unsicher.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, eine sichere und zuverlässige
Kollisionsvermeidung für ein Fahrzeug durch Ausweichen,
insbesondere automatisches Ausweichen, vor einem Hindernis zu gewährleisten.
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Die
Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch
1 und einer Vorrichtung gemäß Anspruch 6. Vorteilhafte
Weiterbildungen sind Gegenstände der Unteransprüche
und können dem Ausführungsbeispiel und den Figuren
entnommen werden.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren zur Kollisionsvermeidung
für ein Fahrzeug durch Ausweichen, insbesondere automatisches
Ausweichen vor einem Hindernis, wobei zur Bestimmung einer Ausweichtrajektorie
oder zur Regelung der Fahrzeugbewegung entlang einer oder der bestimmten
Ausweichtrajektorie mittels einer Positionsbestimmungseinheit eine aktuelle
Position des Fahrzeugs ermittelt wird, zeichnet sich dadurch aus,
dass in Fällen, in denen die Positionsbestimmungseinheit
keine oder eine ungenügende Bestimmung der aktuellen Position
ermöglicht, die aktuelle Position mittels einer Rekonstruktionseinheit
auf Basis von Fahrzeugzustandsinformationen rekonstruiert wird.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die im
Stand der Technik zur Ermittlung der aktuellen Position eingesetzten
Positionsbestimmungseinheiten, insbesondere Satellitennavigationssysteme
und/oder Videobilderfassungs- und Auswertesysteme, bei den zur Kollisionsvermeidung
erforderlichen hochdynamischen Ausweichmanövern Fehler
oder Aussetzer aufweisen. Wird vorliegend ein solcher Fehler oder
Aussetzer erkannt, wird erfindungsgemäß die aktuelle
Position des Fahrzeugs mittels einer Rekonstruktionseinheit auf
Basis von Fahrzeugzustandsinformationen rekonstruiert.
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Das
Bereitstellen der Fahrzeugzustandsinformationen, insbesondere in
Situationen bei denen während eines Ausweichmanövers
hochdynamische Querbeschleunigungen auftreten, sind Fehler oder Aussetzer
der entsprechenden Sensoren weitaus weniger häufig als
bei optischen Sensordaten oder Satellitennavigationssystemen. Die
für die Regelung der Fahrzeugbewegung entlang einer Ausweichtrajektorie
erforderliche aktuelle Position des Fahrzeugs kann somit insbesondere
während automatischer Kollisionsausweichmanöver
zuverlässig und hinreichend genau bestimmt werden.
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Bevorzugt
wird in dem Verfahren von der Positionsbestimmungseinheit die aktuelle
Position mittels Satellitennavigationsdaten ermittelt, insbesondere
mittels GPS, GLONASS, Galileo-Daten, die eine hochgenaue Positionsbestimmung,
insbesondere mit einer Genauigkeit im 10 cm-Bereich ermöglichen.
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Alternativ
oder zusätzlich umfasst die Positionsbestimmungseinheit
bevorzugt ein optisches Sensorsystem, insbesondere ein Videobilderfassungs-
und Auswertesystem, wobei die Daten des Sensorsystems zur Bestimmung
der aktuellen Position verwendet werden. Der Begriff „aktuelle
Position” ist vorliegend breit zu verstehen. So kann darunter der
geographische Ort auf der Oberfläche (ermittelt als geographische
Höhe und Breite) aber auch die aktuelle Position relativ
zu einem Fahrbahnabschnitt oder der Fahrbahnlängsrichtung
verstanden werden. Insbesondere wird vorliegend unter dem Begriff „Position” auch
die Lage bzw. Orientierung des Fahrzeugs sowie die zeitliche Änderung
der Lage bzw. Orientierung des Fahrzeugs verstanden.
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Die
Fahrzeugzustandsinformationen umfassen kinematische Größen
und daraus ableitbare Größen. Diese werden im
Fahrzeug bspw. von entsprechenden Sensoren bzw. als aus Sensordaten
ermittelte Größen kontinuierlich mit der erforderlichen
Update-Rate bereitgestellt, um während der hochdynamischen
Ausweichmanöver die aktuelle Position mit der erforderlichen
zeitlichen Auflösung ermitteln zu können.
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Bevorzugt
umfassen die Fahrzeugzustandinformationen zumindest folgende Größen:
Fahrzeuggeschwindigkeiten (vist, vxist, vyist), Fahrzeugbeschleunigung
(aist, axist, ayist), Giergeschwindigkeit (psipist)
sowie den Lenkwinkel (delta). Die Indizes „ist” zeigen
an, dass damit die aktuellen Größen bzw. Messwerte
gemeint sind. Die Geschwindigkeit vist bzw.
die Beschleunigung aist sind jeweils in
ihre x- bzw. y-Komponenten zerlegt. Die x-Komponente liegt vorzugsweise
in Fahrbahnlängsrichtung.
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In
vorteilhafter Weise ist eine Entscheidungseinheit vorhanden, mittels
der auf Basis vorgebbarer Kriterien entschieden wird, ob eine von
der Positionsbestimmungseinheit oder von der Rekonstruktionseinheit
ermittelte aktuelle Position zur Regelung ded Fahrzeugbewegung entlang
der Ausweichtrajektorie verwendet wird. Die Kriterien können
bspw. dann eine Ermittlung der aktuellen Position durch die Rekonstruktionseinheit vorsehen,
wenn die Positionsbestimmungseinheit einen Code ausgibt, der anzeigt, dass
keine eine ungenügende Satellitenverbindung vorhanden ist,
oder keine Fahrbahnmarkierung auf der Fahrbahn erkannt wird. Dem
Fachmann sind je nach Anwendung sinnvoll anwendbare Kriterien bekannt,
auf Basis der die Entscheidungseinheit eine solche Entscheidung
vornehmen könnte.
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Der
vorrichtungsgemäße Teil der Aufgabenstellung wird
durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 6 erfüllt.
Die Vorrichtung zur Kollisionsvermeidung für ein Fahrzeug
durch Ausweichen, insbesondere automatischem Ausweichen, vor einem
Hindernis, umfasst eine Einheit zur Bestimmung einer Ausweichtrajektorie,
eine Positionsbestimmungseinheit zur Ermittlung einer aktuellen
Position des Fahrzeugs, eine Rekonstruktionseinheit zur Ermittlung
einer aktuellen Position des Fahrzeugs auf Basis von Fahrzeugzustandsinformationen,
und eine Entscheidungseinheit mittels der auf Basis vorgebbarer
Kriterien entscheidbar ist, ob eine von der Positionsbestimmungseinheit
oder von der Rekonstruktionseinheit ermittelte aktuelle Position
zur Regelung der Fahrzeugbewegung entlang der Ausweichtrajektorie verwendet
wird.
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Die
Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert.
Dabei zeigen schematisch:
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1 schematischer
Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur
Kollisionsvermeidung für ein Fahrzeug durch Ausweichen,
insbesondere automatischem Ausweichen, vor einem Hindernis;
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2 schematischer
Aufbau einer Rekonstruktionseinheit;
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3 Realisierung
einer Querregelungseinheit.
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1 zeigt
den schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung zur Kollisionsvermeidung für ein Fahrzeug durch
Ausweichen, insbesondere automatischem Ausweichen, vor einem Hindernis.
Die Vorrichtung umfasst eine Eigenpositionsbestimmungseinheit 1 mit
einer Positionsbestimmungseinheit 101, einer Rekonstruktionseinheit 102, sowie
einer Entscheidungseinheit 103. Die Positionsbestimmungseinheit 101 dient
dazu, die aktuelle Position des Fahrzeugs auf der Fahrbahn zu ermitteln. Hierfür
umfasst die Positionsbestimmungseinheit optische Sensoren, insbesondere
Kameras, die Fahrbahnmarkierungen auf der Straße detektieren und auswerten.
Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Positionsbestimmungseinheit
beispielsweise ein Differential GPS-System umfassen. Mit der Eigenpositionsbestimmungseinheit 1 sind
zumindest eine Ist-Lateralposition yist und
ein Ist-Kurswinkel bzw. Ist-Gierwinkel chiist des
Fahrzeugs ermittelbar. Die Positionsdaten werden in einem Datenvektor
Z zusammengefasst und bereitgestellt.
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Weiterhin
ist sind an der Vorrichtung von 1 vorhanden:
- – Eine Umgebungserfassungseinheit 2,
welche beispielsweise basierend auf der Basis einer optischen oder
elektromagnetischen Abtastung (bspw. mittels Radar oder LIDAR) der
Umgebung den das eigene Fahrzeug umgebenden Verkehrsraum erfasst
und damit auch den zur Kollisionsvermeidung verfügbaren
Kollisionsvermeidungsraum ermittelt. Der Kollisionsvermeidungsraum
ist mir anderen Worten der Raum der für Ausweichmanöver
zur Verfügung steht. Die erfassten Informationen bzw. Umgebungsdaten
werden in einem Datenvektor Zu zusammengefasst
und bereitgestellt.
- – Eine Objekterkennungseinheit 3, welche zum Beispiel
basierend auf einem Stereovideokamerasystem mit nach geschalteter
Bildauswertung mindestens die longitudinale und laterale Positionen
der das Fahrzeug umgebenden Objekte und Personen relativ zum eigenen
Fahrzeug und/oder zur Fahrspur bestimmt. In vorteilhafter Ausführung
werden zusätzlich die longitudinale und laterale Relativgeschwindigkeiten
der das Fahrzeug umgebenden Objekte und Personen relativ zum eigenen
Fahrzeug und/oder zur Fahrspur bestimmt und alle erfassen Signale
im Datenvektor Zo zusammengefasst und bereitgestellt.
- – Eine Fahrzustandserkennungseinheit 4, welche den
Ist-Fahrzustand bestehend aus den Größen Fahrgeschwindigkeit
|vist|, Beschleunigung a, Querbeschleunigung
ayist, Quergeschwindigkeit vyist und
Giergeschwindigkeit psipist sowie Lenkwinkel
(delta) ermittelt und im Datenvektor Zf zusammenfasst
und bereitstellt.
- – Eine Bedien-, Anzeige- und Warneinheit 6,
welche erstens, die Fahrtrichtung bzw. Soll-Spur (Ausweichs-Trajektorie)
anzeigt, auf die ausgewichen werden soll, um die Kollision durch
manuelles Lenken zu verhindern, und zweitens, eine Ausweichaufforderung
an den Fahrer anzeigt, mit der der Fahrer durch manuelles Ausweichen
mit mittlerem dynamischen Fahrverhalten die drohende Kollision noch
verhindern kann.
- – Eine Situationsbewertung- und -entscheidungseinheit 5,
welche aufgrund der Information über die Position inklusive
der Orientierung des Fahrzeugs auf der Fahrbahn, der Umgebungsinformation über
den verfügbaren Kollisionsvermeidungsraum um das eigene
Fahrzeug herum und der Information des Fahrzustands Zf die
Situation bewertet und zur Kollisionsverhinderung Aktivierungssignale
Sactqf-WL zur Unterstützung beim
manuellen Ausweichen und Sactqf-NL zum Auslösen der
automatischen Not-Ausweichung an eine Querregelungseinheit 9 sendet.
Des weitern wird der zur Kollisionsverhinderung durch Ausweichen erforderlichem
Endquerversatz Ykv aus den Eingangsinformationen
und/oder aus einer Prädiktion der Bewegungsbahn des Hindernisses
ermittelt und einer Trajektorienplanungseinheit 7 sowie der
Querregelungseinheit 9 übermittelt. Zusätzlich
ermittelt die Situationsbewertung- und Entscheidungseinheit 5 in
Abhängigkeit vom Fahrzustand und vom Reibwert der Fahrbahn
eine maximal zugelassene Querbeschleunigung aymax,
die beim Durchfahren der jeweiligen Ausweichtrajektorie erreicht
werden darf und gibt diese als Vorgabe an die Trajektorienplanungseinheit 7 sowie der
Querregelungseinheit 9 weiter.
- – Eine Trajektorienplanungseinheit 7, welche
fahrsituationsabhängig nach Vorgabe der Situationsbewertung-
und Entscheidungseinheit 5 einen Trajektorientyp trjtyp auswählt und eine fahrbare Ausweichtrajektorie
sowohl für die Situationsbewertung- und Entscheidungseinheit 5 als
auch für die Querregelungseinheit 9 abhängig
von dem zur Kollisionsverhinderung erforderlichem Endquerversatz
Ykv und einer maximal zugelassenen Querbeschleunigung
aymax bestehend aus: einem Soll-Bahnkrümmungsverlauf
einem Soll-Lateralpositionsverlauf (ysoll-trj),
einem Soll-Kurs- bzw. Gierwinkelverlauf chisoll-trj,
einem Soll-Kurs- bzw. Gierwinkelgeschwindigkeitsverlauf chipsoll-trj, einem Soll-Querschleunigungsverlauf
aysoll-trj , erzeugt
und im Trajektoriendatenvektor Ztrj zusammenfasst
und bereitstellt.
- – Eine Querregelungseinheit 9, welche wenigstens
einen Lateralpositionsfehler yerr bestehend aus
der Differenz zwischen einem Soll-Lateralpositionsverlauf ysoll-trj, einer von der Trajektorienplanungseinheit 7 vorgebenen
Ausweichtrajektorie und einer Ist-Lateralposition yist aus
einer Eigenpositionsbestimmungseinheit 1 ausregelt, nachdem
die Situationsbewertung- und Entscheidungseinheit 5 das
Aktivierungssignal Sact-qf-NL zum Auslösen
der automatischen Not-Ausweichung gegeben hat und welche unter Berücksichtigung
des Soll-Bahnkrümmungsverlaufes csoll-trj und/oder
des Lateralpositionsfehlers yerr für
den Fall, dass der Fahrer auf eine Warnung durch manuelles Lenken
reagiert, den Fahrer beim Durchfahren der Ausweichstrajektorie durch
Zusatzlenkmomente und/oder durch Erzeugung eines Giermomentes mit
kurzen Einzelradbremseingriffen unterstützt, nachdem die
Situationsbewertung- und Entscheidungseinheit 5 das Aktivierungssignal
Sactqf-WL zur Unterstützung beim
manuellen Ausweichen gegeben hat.
- – Eine Querregelungsstelleinheit 8, welche
ein Lenkstellglied 801 und/oder Einzelradbremseinrichtung 802 beinhaltet,
und welche Stellsignale ulenk und/oder uerbr zur positionsgenauen Fahrzeugführung
entsprechend der Vorgabe der Querregelungseinheit 9 erzeugt
und bereitstellt.
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2 zeigt
den schematischen Aufbau einer Rekonstruktionseinheit und die Vorgehensweise
bei der Rekonstruktion der aktuellen Position des eigenen Fahrzeugs.
Die Grundidee bei der Bestimmung der aktuellen Position mittels
der Eigenpositionsbestimmungseinheit 1 besteht darin, dass,
wenn die Positionsbestimmungseinheit keine oder keine ausreichend
genaue aktuelle Position liefert, bspw. wegen fehlender Fahrbahnmarkierungen
oder fehlender Satellitenverbindung im Falle eines Satelliten gestützten Positionsbestimmungssystems,
die aktuelle Position durch die Rekonstruktionseinheit 102 mit
Hilfe von Signalen aus der Fahrzustandserkennungseinheit 4 rekonstruiert
wird. Die Entscheidungseinheit 103 stellt dann die rekonstruierte
Ist-Position an die Querregelungseinheit 9 bereit.
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Wie
in 2 dargestellt, wird in vorteilhafter Weise in
der Rekonstruktionseinheit 102 in einem ersten Modul 102a zunächst
unter Verwendung der von der Fahrzustandserkennungseinheit 4 zur
Verfügung gestellten Messsignale Ist-Querbeschleunigung
ayist und Fahrgeschwindigkeit vist der
Ist-Kurswinkel vom Fahrzeug chiist, beispielsweise
durch numerische Integration entsprechend der Gleichung: chiist(tk)
= chiist(tk – dt)
+ [ayist(tk)/vist(tk)]·dt (1)ermittelt.
Hier stellen dt die zeitliche Abtastschrittweite und tk der
aktuelle, d. h. k-te Abtastzeitpunkt dar. Alternativ kann der Ist-Kurswinkel
vom Fahrzeug chiist auch aus Messsignalen
von Ist-Giergeschwindigkeit psipist und
Ist-Quergeschwindigkeit vyist sowie der Fahrgeschwindigkeit
vist ermittelt werden. In einer besonders
vereinfachten und vorteilhaften Ausführungsform wird der
Ist-Kurswinkel vom Fahrzeug chiist näherungsweise
direkt aus dem Messsignal der Ist-Giergeschwindigkeit psipist durch numerische Integration entsprechend
der folgenden Gleichung ermittelt: chiist(tk) = chiist(tk – dt)
+ psipist(tk)·dt (2)
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In
einem zweiten Modul 102b wird dann in der Rekonstruktionseinheit 102 die
Ist-Längsposition auf der Fahrbahn vom Fahrzeug xist und die Ist-Querposition yist auf
der Fahrbahn mit dem im ersten Modul 102a ermittelten Ist-Kurswinkel
chiist(tk) und der gemessenen
Fahrgeschwindigkeit vist(tk)
durch eine zusätzliche numerische Integration entsprechend
folgenden Gleichungen: xist(tk) = xist(tk – dt) + [vist(tk)·cos(chiist(tk))]·dt (3) yist(tk)
= yist(tk – dt)
+ [vist(tk)·sin(chiist(tk))]·dt (4)näherungsweise
rekonstruiert.
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In 3 ist
eine vorteilhafte Realisierung der Querregelungseinheit 9 dargestellt.
Die Eingangsgrößen aus der Trajektorienplanungseinheit 7 (linke Seite
der 3) sind ein Soll-Bahnkrümmungsverlauf
ein Soll-Lateralpositionsverlauf ysoll-trj und
ein Soll-Kurs- bzw. Gierwinkelverlauf chisoll-trj.
Die Eingangsgrößen aus der Eigenpositionsbestimmungseinheit 1 (linke
Seite der 3) sind eine Ist-Lateralposition
yist und ein Ist-Kurswinkel bzw. Ist-Gierwinkel chiist.
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Die
in 3 dargestellte Querregelungseinheit 9 generiert
einen Stellanteil uff aus einer Vorsteuerung
(feed forward) und einen Stellanteil ufb aus
einer Rückführung (feed back).
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Der
Vorsteueranteil uff bestimmt aus dem Soll-Bahnkrümmungsverlauf
csoll-trj wenigstens einen Stellwert uff-c. Zur Verbesserung des dynamischen Verhaltens
kann zusätzlich ein Stellwert uff-cp aus
der zeitlichen Änderung der Soll-Bahnkrümmungsverlauf mit
Hilfe eines Differenzier- und Tiefpassgliedes DT1 eingesetzt werden.
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Die
Lateralpositionsregelung bestimmt einen Rückführungsstellanteil
ufb, wobei wenigstens der aus der Differenz
zwischen der Soll-Lateralposition ysoll-trj und
der Ist-Lateralposition yist gebildete Lateralpositions-Regelfehler
yerr über den Regelparameter Ky geregelt wird.
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Eine
Verbesserung des Regelverhaltens kann erreicht werden, wenn zusätzlich
zum Lateralpositions-Regelfehler yerr auch
der aus der Differenz zwischen dem Soll-Kurswinkel chisoll-trj und
dem Ist-Kurswinkel chiist gebildete Kurswinkel-Regelfehler chierr in der Regelung berücksichtigt
wird.
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Weiterhin
kann in der Regelung zur Verbesserung des Regelverhaltens bei hochdynamischen Ausweichvorgängen
auch die zeitliche Änderung des Lateralposition-Regelfehler
yperr sowie die zeitliche Änderung
des Kurswinkel-Regelfehler chiperr berücksichtigt
werden, wobei die zeitlichen Änderungen beispielsweise
mit Hilfe von Differenzier- und Tiefpassgliedern DT1 oder Zustandsvariablenfilter
oder Zustandsbeobachter gebildet werden können.
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Aufgrund
dessen, dass zum einen fahrsituationsabhängig je nach Hindernisgröße
und Hindernisbewegung sowie dem zur Kollisionsvermeidung zur Verfügung
stehenden Kollisionsvermeidungsraum, der erforderliche laterale
Endausweichquerversatz Ykv sehr unterschiedlich,
von wenigen Zentimetern bis hin zur einem vollständigen
Fahrspurwechsel variieren kann und zum anderen sich die Ausweichtrajektorien
beim manuellen Ausweichen und beim automatischen Not-Ausweichung
in der maximal zugelassenen Querbeschleunigung aymax, unterscheiden,
ist es vorteilhaft, die Vorsteuergewichtungsparameter Kc und
Kcp sowohl in Abhängigkeit von
der maximal zugelassenen Querbeschleunigung aymax als
auch in Abhängigkeit vom Endausweichquerversatz Ykv zu bestimmen. Da das querdynamische Verhalten
des Fahrzeuges sich mit der gefahrenen Fahrgeschwindigkeit ändert,
ist es vorteilhaft sowohl die Vorsteuergewichtungsparameter Kc und Kcp als auch
die Rückführungsverstärkungen Ky, Kyp, Kchi, Kchip in Abhängigkeit
von der Fahrgeschwindigkeit vist zu bestimmen.
Dann gilt für die Vorsteuergewichtungsparameter: Kc = f1(aymax, Ykv, vist) (5), Kcp = f2(aymax, Ykv, vist) (6),und
für die Rückführungsverstärkungen: Ky = f3(vist) (7), Kyp = f4(vist) (8), Kchi = f5(vist) (9), Kchip f6(vist) (10).
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Der
Stellanteil ufb der Rückführung
ergibt sich durch Summation aller Einzelstellanteile aus den vier gewichteten
Zustandsrückführungen. Mit Hilfe von Gewichtungsparametern
Klenk und Kerbr können
die fahrsituationsabhängigen Stellsignale ulenk und/oder uerbr für das Lenkstellglied 801 und/oder
die Einzelradbremseinrichtung 802 gebildet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 90/02985
A1 [0002]
- - DE 10036276 A1 [0003]