DE102016221563A1 - Method and driver assistance system for driving a vehicle, computer program and product and control unit - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum zumindest teilautomatisierten Führen eines Fahrzeugs (1), aufweisend eine Vorderachslenkung (4) und eine Hinterachslenkung (5) und zumindest eine Sensorik (S) zur Erfassung des Fahrzeugsumfelds und der Fahrzeugbewegungen, wobei die Lenkungen (4, 5) und die Sensorik (S) über zumindest ein Steuergerät (SG) miteinander gekoppelt sind, wobei das Fahrzeug (1) einer vorgegebenen, insbesondere berechneten, Trajektorie (T) folgt, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erkennen einer Fahrsituation, die ein Ausweichen erfordert, ein zeitversetztes Ändern der Radlenkwinkel (δv, δh) an der Vorderachse (4) und an der Hinterachse (5) erfolgt, um zumindest einen Querversatz des Fahrzeugs in Abhängigkeit von der Fahrsituation zu bewirken.Method for at least partially automated guiding of a vehicle (1), comprising a front axle steering (4) and a rear axle steering (5) and at least one sensor system (S) for detecting the vehicle environment and the vehicle movements, wherein the steering systems (4, 5) and the sensors ( S) are coupled to one another via at least one control unit (SG), wherein the vehicle (1) follows a predetermined, in particular calculated, trajectory (T), characterized in that a time-shifted change of the wheel steering angle is detected when a driving situation requiring dodging is detected (δv, δh) on the front axle (4) and on the rear axle (5) takes place in order to effect at least a transverse offset of the vehicle depending on the driving situation.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum zumindest teilautomatisierten Führen eines Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Fahrerassistenzsystem zum Ausführen des vorgenannten Verfahrens, ein Computerprogrammprodukt, ein Computerprogramm sowie ein Steuergerät mit zumindest einem Computer zum Ausführen des vorgenannten Verfahrens nach den weiteren unabhängigen Ansprüchen.The invention relates to a method for at least partially automated driving a vehicle according to the preamble of
Durch die
Des Weiteren ist durch die
Für das teilautomatisierte bzw. vollautomatisierte Führen eines Fahrzeugs kommt es darauf an, dass die Wahrscheinlichkeit einer Fehlauslösung des Fahrerassistenzsystems oder des Ausweichassistenten weitgehend ausgeschlossen ist. Ein Fahrzeug soll nur dann ausweichen, wenn dieses auch tatsächlich notwendig ist. Ein automatisch ausgelöstes Ausweichmanöver soll auf der anderen Seite auch dann noch sicher ausführbar sein, wenn kurzfristig ein Hindernis vor dem Fahrzeug zu verzeichnen ist. Zum Ausweichen muss ein Querversatz des Fahrzeugs bewirkt werden, um an dem Hindernis vorbeizufahren und eine Kollision zu vermeiden. Hierzu wird die bisher gefahrene Trajektorie verlassen und das Fahrzeug auf eine Ausweichtrajektorie gelenkt. Theoretisch wäre ein Ausweichen mit gleichsinnig lenkenden Vorder- und Hinterrädern ideal. For the partially automated or fully automated driving of a vehicle, it is important that the probability of a false triggering of the driver assistance system or the evasion assistant is largely ruled out. A vehicle should only dodge if this is actually necessary. An automatically triggered evasive maneuver on the other hand should still be safely executable even if there is an obstacle in front of the vehicle in the short term. To dodge a transverse offset of the vehicle must be effected to drive past the obstacle and to avoid a collision. For this purpose, the hitherto driven trajectory is left and the vehicle is directed to an evasion trajectory. Theoretically, dodging with the same direction steering front and rear wheels would be ideal.
Seitenkräfte an der Vorder- und Hinterachse bzw. Reifenquerkräfte an den vorgenannten Achsen können so sehr schnell aufgebaut werden und die Fahrstabilität wird beibehalten, so dass ein Fahrzeug möglichst schnell ausweichen kann. Die an der Vorderachse und Hinterachse zur Lenkung eingesetzten Aktuatoren unterliegen jedoch gewissen Leistungsgrenzen (Stellkraft, Stellgeschwindigkeit, Beschleunigung bei Beginn bzw. Verzögerung beim Beenden der Stellbewegung). Mit anderen Worten müssen die Aktuatoren bei deren Ansteuerung einen Radlenkwinkel an den jeweiligen Rädern zunächst einmal erzeugen, bevor es zum Aufbau von Reifenquerkräften und somit Seitenkräften an den Fahrzeugachsen kommen kann. Beim Einsatz von Hinterachslenkungen kann zudem ein begrenzter Stellwinkelbereich vorliegen, der sich darin ausdrückt, dass an der Hinterachse im Vergleich zur Vorderachse deutlich geringere Radlenkwinkel einstellbar sind. Durch die vorgenannten Begrenzungen können somit die theoretischen Vorteile des gleichsinnigen Lenkens nicht optimal ausgespielt werden.Side forces on the front and rear axle or tire lateral forces on the aforementioned axles can be constructed very quickly and the driving stability is maintained, so that a vehicle can avoid it as quickly as possible. However, the actuators used for steering on the front axle and rear axle are subject to certain performance limits (actuating force, positioning speed, acceleration at the beginning or deceleration at the end of the adjusting movement). In other words, when actuated, the actuators first have to generate a wheel steering angle at the respective wheels before it is possible to build tire lateral forces and thus lateral forces on the vehicle axles. When using Hinterachslenkungen also may have a limited adjustment angle range, which is expressed in the fact that at the rear axle in comparison to the front axle significantly lower Radlenkwinkel are adjustable. By the aforementioned limitations, therefore, the theoretical advantages of the same direction steering can not be optimally played.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum zumindest teilautomatisierten Führen eines Fahrzeugs, welches eine Vorderachslenkung und eine Hinterachslenkung und zumindest eine Sensorik zur Erfassung des Fahrzeugumfelds und der Fahrzeugbewegungen umfasst. Die Lenkung und die Sensorik sind dabei zumindest über ein Steuergerät miteinander gekoppelt, wobei das Fahrzeug einer vorgegebenen, insbesondere berechneten Trajektorie folgt. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass bei Erkennen einer Fahrsituation, die ein Ausweichen erfordert, ein zeitversetztes Ändern der Radlenkwinkel an der Vorderachse und an der Hinterachse erfolgt, um zumindest einen Querversatz des Fahrzeugs in Abhängigkeit von der Fahrsituation zu bewirken. Durch das zeitversetzte Ändern der Radlenkwinkel an der Vorderachse und an der Hinterachse wird ein optimales Ausweichen erreicht, indem durch den gezielten Aufbau einer notwendigen erforderlichen Gierrate möglichst schnell möglichst hohe Seitenkräfte an den jeweiligen oder allen vorhandenen Fahrzeugachsen aufgebaut werden. Es ist bekannt, dass bei einer Gierrate Seiten- bzw. Querkräfte auftreten und dass durch Änderungen der Gierrate die Seiten- bzw. Querkräfte beeinflussbar sind.The invention relates to a method for at least partially automated guidance of a vehicle, which comprises a front axle steering and a rear axle steering system and at least one sensor system for detecting the vehicle surroundings and the vehicle movements. The steering and the sensors are coupled to each other at least via a control unit, wherein the vehicle follows a predetermined, in particular calculated trajectory. The method is characterized in that upon detection of a driving situation requiring evasion, a time-shifted change of the wheel steering angles takes place on the front axle and on the rear axle in order to effect at least a lateral offset of the vehicle as a function of the driving situation. Due to the time-shifted changing the wheel steering angle on the front axle and on the rear axle an optimal evasion is achieved by as fast as possible lateral forces are built up on the respective or all existing vehicle axles by the targeted construction of a necessary yaw rate. It is known that lateral or transverse forces occur at a yaw rate and that changes in the yaw rate can influence the lateral or transverse forces.
Es ergibt sich die vorgegebene Trajektorie entweder durch den vom Fahrer eingestellten Lenkwinkel oder die Trajektorie ist beispielsweise durch Daten aus einem Navigationssystem vorgegeben und/oder aus Daten einer geeigneten Sensorik zur Erfassung des Fahrzeugumfelds und der Fahrzeugbewegungen berechnet und die Aktuatorik an der jeweiligen Achse stellt den Lenkwinkel ein. Die Sensorik kann dabei z.B. aus einer Kamera oder LiDAR (Abkürzung für engl. Light detection and ranging) oder Radar (Abkürzung für engl. radio detection and ranging) oder einer Kombination von derartigen Systemen bestehen. Beides sind Methoden zur optischen Abstands- und Geschwindigkeitsmessung sowie zur Fernmessung atmosphärischer Parameter. Statt der Radiowellen beim Radar werden Laserstrahlen beim LiDAR) verwendet. Es sind weitere optisch oder berührungslos arbeitende Systeme denkbar.The predefined trajectory results either from the steering angle set by the driver or the trajectory is predetermined, for example, by data from a navigation system and / or calculated from data from a suitable sensor system for detecting the vehicle environment and vehicle movements and the actuator system on the respective axle sets the steering angle one. The sensor can be e.g. from a camera or LiDAR (short for light detection and ranging) or radar (short for radio detection and ranging) or a combination of such systems. Both are methods for optical distance and speed measurement as well as for the remote measurement of atmospheric parameters. Instead of the radio waves at the radar, laser beams are used at the LiDAR). There are other optical or non-contact systems conceivable.
Des Weiteren kann die Sensorik zumindest einen Drehratensensor zur Erfassung der Gierrate des Fahrzeugs aufweisen, wobei Drehratensensoren die Winkelgeschwindigkeit entlang einer Drehachse messen. Mittels Integration lässt sich ableiten, um welchen Winkel sich ein Körper innerhalb einer Zeit gedreht hat. Als Gieren eines Fahrzeugs wird die Drehung des Fahrzeugs um die Hochachse im Schwerpunkt verstanden. Des Weiteren kann die Sensorik Sensoren zur Erfassung von Fahrzeuggeschwindigkeiten oder -beschleunigungen (Fahrzeugbewegungen) sowie der Lenkwinkel des Fahrzeugs an der Vorderachse und der Hinterachse aufweisen. Es können weitere Inertialsensoren wie beispielsweise Beschleunigungssensoren eingesetzt werden. Darüber hinaus können Sensoren zur Erfassung der Fahrzeugumgebung (Temperaturen der Reifen und der Fahrbahn und der Umgebung) oder Wetterverhältnissen (Feuchtigkeit, Regen, Schnee, Eis) oder Fahrzeugdaten (Raddrehzahl, Antriebsmoment, Reifendruck etc.) eingesetzt werden. Die hier genannten Sensoren stellen lediglich eine Auswahl dar.Furthermore, the sensor system can have at least one yaw rate sensor for detecting the yaw rate of the vehicle, with yaw rate sensors measuring the angular speed along an axis of rotation measure up. Integration can be used to deduce the angle at which a body has rotated within a certain time. The yaw of a vehicle is understood as the rotation of the vehicle about the vertical axis in the center of gravity. Furthermore, the sensors may include sensors for detecting vehicle speeds or accelerations (vehicle movements) as well as the steering angle of the vehicle on the front axle and the rear axle. Other inertial sensors such as acceleration sensors can be used. In addition, sensors for detecting the vehicle environment (temperatures of the tires and the road surface and the environment) or weather conditions (moisture, rain, snow, ice) or vehicle data (wheel speed, drive torque, tire pressure, etc.) can be used. The sensors mentioned here are only a selection.
Die Sensorik kann in einem Steuergerät oder mehreren Steuergeräten untergebracht sein, das oder die jeweils eine Auswerteeinheit beinhalten oder von einer separaten Auswerteeinheit gemeinsam genutzt werden. Die Sensorik kann zusätzlich aus einzelnen Sensoren bestehen, die an geeigneten Orten im Fahrzeug untergebracht sind. Steuergeräte und Sensorik sind drahtlos oder kabelgebunden miteinander gekoppelt und bevorzugt über ein Bussystem wie CAN-Bus oder dergleichen miteinander verbunden. In dem zumindest einen Steuergerät kann ein Algorithmus hinterlegt sein, um die Signale der Sensoren auszuwerten und/oder Berechnungen anzustellen, die sich z.B. auf den Zeitversatz und die Änderung der Radlenkwinkel auswirken.The sensors can be accommodated in one or more control units, which each contain an evaluation unit or are shared by a separate evaluation unit. The sensors may additionally consist of individual sensors, which are housed in suitable locations in the vehicle. Control devices and sensors are wirelessly or wired coupled to each other and preferably connected to each other via a bus system such as CAN bus or the like. An algorithm may be stored in the at least one control device in order to evaluate the signals of the sensors and / or to make calculations, which may be e.g. affect the time offset and the change in wheel steering angle.
Dem zumindest einen Steuergerät können dabei weitere Daten über das Fahrzeugumfeld zur Verfügung gestellt werden, die sich durch die Möglichkeiten von C2C und/oder C2X Kommunikation ergeben. Bei C2C und C2X handelt es sich um Informationen von außerhalb des Fahrzeugs, wobei bei einer C2C-Kommunikation von einer Verständigung von Fahrzeugen untereinander und bei C2X-Kommunikation von einer Verständigung des Fahrzeugs mit Datenlieferanten außerhalb des Fahrzeugs, z. B. am Fahrbahnrand oder auch satellitengestützt als Auskunftseinheiten für das Fahrzeugumfeld auszugehen ist. Diese können Informationen über Umgebungstemperaturen, Wetter (Nässe, Eis) und dergleichen aufweisen. Ein vorausfahrendes Fahrzeug kann somit bspw. Daten an das nachfolgende Fahrzeug senden.The at least one control unit can be provided with further data about the vehicle environment, which result from the possibilities of C2C and / or C2X communication. In C2C and C2X is information from outside the vehicle, wherein in a C2C communication of an understanding of vehicles with each other and in C2X communication of an understanding of the vehicle with data suppliers outside the vehicle, eg. B. at the roadside or satellite-based as information units for the vehicle environment is to go out. These may include information about ambient temperatures, weather (wet, ice), and the like. A vehicle in front can thus, for example, send data to the following vehicle.
Eine Fahrsituation, die ein Ausweichen erfordert, ist beispielsweise die Erfassung eines Hindernisses auf einer vorgesehenen oder berechneten Trajektorie. Dabei kann es sich um ein vorausfahrendes, sich plötzlich verlangsamendes Fahrzeug handeln oder auch um ein Hindernis, welches im Regelfall nicht auf der Trajektorie vorhanden ist, wie bspw. ein in die Trajektorie einfahrendes Fahrzeug. Die Veränderung der Radlenkwinkel an der Vorderachse und an der Hinterachse müssen in dem Maß erfolgen, dass das Fahrzeug das Hindernis sicher umfährt, so dass eine Kollision vermieden wird. Hierzu ist es erforderlich, den sogenannten Querversatz des Fahrzeugs zu ermitteln, der erforderlich ist, so dass es nicht zu einer Kollision kommt.A driving situation that requires evasion is, for example, the detection of an obstacle on an intended or calculated trajectory. This may be a vehicle driving ahead, suddenly slowing down, or else an obstacle, which as a rule is not present on the trajectory, such as, for example, a vehicle entering the trajectory. The change in the wheel steering angles at the front axle and at the rear axle must be made to the extent that the vehicle safely bypasses the obstacle, so that a collision is avoided. For this purpose, it is necessary to determine the so-called transverse offset of the vehicle, which is required so that there is no collision.
Bei dem zeitversetzten Ändern der Radlenkwinkel an der Vorderachse und an der Hinterachse erfolgt das Einstellen der Radlenkwinkel gemäß der Erfindung zeitlich versetzt. Theoretisch betrachtet wird eine Änderung der Radlenkwinkel an der Hinterachse zeitverzögert erst dann vorgenommen, wenn die Änderung an dem Radlenkwinkel an der Vorderachse zumindest begonnen wurde. Das bedeutet jedoch nicht zwingend, dass beispielsweise der Aktuator der Hinterachslenkung erst dann angesteuert wird, wenn an der Vorderachse ein Radlenkwinkel bereits eingestellt oder die Änderung des Radlenkwinkels dort abgeschlossen wurde. Vielmehr ist ein dynamisches Zusammenspiel der Aktuatoren in Abhängigkeit von deren Leistungsfähigkeit an der Vorderachse und an der Hinterachse gemeint, so dass beispielsweise an der Hinterachse ein gegensinniger oder geringerer gleichsinniger Radlenkwinkel in Bezug auf den an der Vorderachse eingestellten oder einzustellenden Radlenkwinkel eingestellt wird, nachdem die Änderung an der Vorderachse begonnen wurde. Zeitversetzt zur Änderung der Radlenkwinkel an der Vorderachse kann an der Hinterachse auch ein gleichsinniger oder geringerer gegensinniger Radlenkwinkel eingestellt werden. Der Zeitversatz wird gezielt und in Abhängigkeit von bestimmten Parametern innerhalb und außerhalb des Fahrzeugs für die benötigte Änderung der Radlenkwinkel berechnet und mittels der Lenkungsaktuatoren an Vorder- und Hinterachse umgesetzt. Auf die zu berücksichtigen Parameter wird später noch im Detail eingegangen. Dadurch soll ein gezielter, insbesondere kurzzeitiger Gierratenauf- und abbau erreicht werden, um die Minimierung des Zeitaufwandes für das Ausweichen erreichen zu können. Mit anderen Worten wird durch den Zeitversatz ein schneller Aufbau von Seitenkräften erreicht, der ein reaktionsschnelles kurzfristiges Ausweichen des Fahrzeugs ermöglicht. In vorteilhafter Weise kann damit den vorgenannten Einschränkungen der Leistungsfähigkeit der Lenkungsaktuatoren begegnet werden.In the time-shifted changing the wheel steering angle on the front axle and on the rear axle, the adjustment of the Radlenkwinkel according to the invention is offset in time. Theoretically, a change in the wheel steering angle at the rear axle is delayed in time only made when the change was initiated at the wheel steering angle on the front axle at least. However, this does not necessarily mean that, for example, the actuator of the rear-axle steering is only activated when a wheel steering angle has already been set on the front axle or the change in the wheel steering angle has been completed there. Rather, a dynamic interaction of the actuators is meant in dependence on their performance at the front axle and at the rear axle, so that, for example, at the rear axle, an opposing or smaller wheel steering angle in the same direction with respect to the wheel steering angle set or adjusted at the front axle is set after the change started at the front axle. Time-displaced to change the wheel steering angle on the front axle can be set on the rear axle and a co-directional or lesser opposite wheel steering angle. The time offset is calculated specifically and as a function of certain parameters inside and outside the vehicle for the required change in the wheel steering angle and implemented by means of the steering actuators on the front and rear axles. The parameters to be considered will be discussed in detail later. As a result, a targeted, in particular short-term yaw rate build-up and dismantling is to be achieved in order to achieve the minimization of the time required for evasion. In other words, the time offset achieves a faster build-up of lateral forces, which enables a responsive short-term avoidance of the vehicle. Advantageously, this can be used to counteract the aforementioned limitations on the performance of the steering actuators.
Bei einem dynamischen Lenkvorgang während des Ausweichens ändert sich der Radlenkwinkel permanent. Für die vorliegende Betrachtung ist daher jeweils der Radlenkwinkel zu einem bestimmten Zeitpunkt bzw. dessen Änderung innerhalb eines Zeitintervalls zu berücksichtigen.In a dynamic steering operation during evasion, the wheel steering angle changes permanently. For the present consideration, therefore, the wheel steering angle at a specific time or its change within a time interval must be taken into account.
Bevorzugt erfolgt das zeitversetzte Lenken an der Vorderachse und an der Hinterachse zumindest in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder des Reibwerts und/oder der an der Vorder- und/oder Hinterachse anliegenden Radlenkwinkel und/oder einer Gierrate des Fahrzeugs und/oder zumindest einer Kenngröße zumindest eines Lenkungsaktuators und/oder Daten über Fahrzeugumfeld und Fahrzeugbewegungen und einem benötigten Querversatz. Dem Reibwert kommt hierbei eine besondere Bedeutung zu.Preferably, the time-shifted steering takes place on the front axle and on the rear axle at least as a function of the driving speed of the vehicle and / or the coefficient of friction and / or the wheel steering angle applied to the front and / or rear axle and / or a yaw rate of the vehicle and / or at least one characteristic of at least one steering actuator and / or data on the vehicle environment and Vehicle movements and a required transverse offset. The coefficient of friction is of particular importance here.
Bei Kraftfahrzeugen wird der Kontakt zwischen Fahrzeug und Fahrbahn nur durch die Reifenaufstandsflächen vermittelt. Die Übertragung der Seitenkraft in Bezug auf die jeweilige Fahrzeugachse bzw. die von den Reifen zu übertragenden Reifenquerkräfte hängen zum einen von der Radlast und von dem möglichen Kraftschlussbeiwert zwischen Reifen und Fahrbahn ab bzw. sind durch diese begrenzt. Hierbei spielt der Fahrbahnzustand eine besondere Rolle, da der Reibwert oder Kraftschlussbeiwert zwischen Reifen und Fahrbahn sehr stark davon abhängt, wie die Fahrbahn beschaffen ist (trocken, feucht, nass, Schnee, Eis, Schotter etc.). Hinzu kommen weitere Einflüsse auf den Reifen, wie z. B. Bremsen oder Beschleunigen. Verzögern oder Beschleunigen haben bekanntlich einen direkten Einfluss auf die Seitenführungskraft oder Querkraft des Reifens. Ein Reifen kann nur dann maximale Seitenführungskraft übertragen, wenn dieser sich auch dreht. Daher ist beispielsweise beim Verzögern/Bremsen zu berücksichtigen, dass Reifen bzw. Räder nicht blockieren. Gleichwohl kann ein Reifen auch Querkräfte übertragen, wenn dieser sich nicht dreht (Gleitreibung des Reifens mit der Fahrbahn).In motor vehicles, the contact between the vehicle and the roadway is mediated only by the tire contact patch. The transmission of the lateral force with respect to the respective vehicle axle or the tire lateral forces to be transmitted by the tires depend on or are limited by the wheel load and the possible coefficient of adhesion between the tire and the roadway. In this case, the condition of the road surface plays a special role, since the coefficient of friction or coefficient of adhesion between the tire and the roadway depends very much on the nature of the roadway (dry, moist, wet, snow, ice, gravel, etc.). In addition, other influences on the tire, such. B. braking or accelerating. Delaying or accelerating is known to have a direct impact on the cornering force or lateral force of the tire. A tire can transmit maximum cornering force only if it turns. Therefore, for example, during deceleration / braking, it should be noted that tires or wheels do not lock. However, a tire can also transmit lateral forces if it does not turn (sliding friction of the tire with the road).
Im Gegensatz zur Geradeausfahrt, ergeben sich bei Kurvenfahrten und somit auch beim Ausweichen Seitenkräfte. Aufgrund der Profil- und Struktur-Elastizitäten in Reifenquerrichtung kann die Kraftübertragung nur bei gleichzeitiger elastischer Verformung des Reifens erfolgen. Diese macht sich in Form eines Querschlupfes bemerkbar, der auch als Schräglaufwinkel bezeichnet wird. Das Rad läuft bei Kurvenfahrt dabei unter dem Einfluss der Seitenkraft um einen Winkel α abweichend schräg zur Fahrzeuglängsrichtung bzw. Rad-Rollrichtung. Das Verhalten eines Fahrzeugs kann dabei als neutral bezeichnet werden, wenn bei einer Kurvenfahrt die Schräglaufwinkel α an der Vorder- und der Hinterachse etwa gleich sind. Ist der Schräglaufwinkel an der Vorderachse größer als an der Hinterachse, so untersteuert das Fahrzeug. Ist der Schräglaufwinkel an der Hinterachse größer als an der Vorderachse übersteuert das Fahrzeug.In contrast to straight-ahead driving, side forces result when cornering and thus when dodging. Due to the profile and structure elasticities in the tire transverse direction, the power transmission can take place only with simultaneous elastic deformation of the tire. This manifests itself in the form of a transverse slip, which is also referred to as slip angle. When cornering, the wheel runs under the influence of the lateral force by an angle α deviating obliquely to the vehicle longitudinal direction or wheel-rolling direction. The behavior of a vehicle can be described as neutral if, when cornering, the slip angles α at the front and rear axles are approximately the same. If the slip angle at the front axle is greater than at the rear axle, the vehicle is understeering. If the slip angle at the rear axle is greater than at the front axle, the vehicle oversteers.
Der Schwimmwinkel β schließlich beschreibt den Winkel zwischen der Fahrzeuglängsachse und der Fahrgeschwindigkeit im Schwerpunkt des Fahrzeugs. Vereinfacht gesagt, ist der Schwimmwinkel ein Maß für das Fahrverhalten eines PKW. Ist bei Kurvenfahrt oder auch beim Ausweichen mit einer kurvenähnlichen Trajektorie der Schwimmwinkel sehr groß, so neigt das Fahrzeug zum Ausbrechen an der Hinterachse (Übersteuern). Der Schwimmwinkel ist der Winkel zwischen Bewegungsrichtung des Fahrzeugs und der Längsachse im Schwerpunkt. Die Gierrate eines Fahrzeugs wird ebenfalls um den Schwerpunkt bestimmt. Gieren ist das Drehen eines Fahrzeuges um dessen Hochachse. Da das Gieren des Fahrzeugs einen direkten Einfluss mit Blick auf den Aufbau von Seitenkräften hat, ist die Gierrate neben dem Schwimmwinkel eine für die Fahrstabilität deutlich wichtige Größe. Aus der Gierrate kann schließlich der Gierwinkel bestimmt werden.The slip angle β finally describes the angle between the vehicle longitudinal axis and the driving speed in the center of gravity of the vehicle. Put simply, the slip angle is a measure of the driving behavior of a car. If the slip angle is very large when cornering or when dodging with a curve-like trajectory, the vehicle tends to break out at the rear axle (oversteer). The slip angle is the angle between the direction of movement of the vehicle and the longitudinal axis in the center of gravity. The yaw rate of a vehicle is also determined around the center of gravity. Yawing is the turning of a vehicle around its vertical axis. Since the yaw of the vehicle has a direct influence with regard to the development of lateral forces, the yaw rate in addition to the slip angle is a significant factor for the driving stability size. From the yaw rate finally the yaw angle can be determined.
Eine weitere wichtige Größe sind die unmittelbar vor dem Ausweichvorgang an der Vorderachse und/oder der Hinterachse anliegenden Radlenkwinkel. Wird der Ausweichvorgang ausgehend von der Geradeausfahrt eines Fahrzeuges begonnen, so ist von einem Radlenkwinkel von 0 Grad an der Vorder- und/oder Hinterachse auszugehen, so dass keine Gierrate vorliegen sollte. Bei einer normalen Kurvenfahrt (mit konstantem Radius) sollte zumindest an der Vorderachse ein Radlenkwinkel anliegen und es liegt eine konstante Gierrate vor. Je nach Fahrsituation kann jedoch bei gelenkter Hinterachse ebenfalls ein Radlenkwinkel anliegen, beispielsweise wenn bei einem Überholvorgang zur Erhöhung der Stabilität die Hinterachse gleichsinnig zur Vorderachse gelenkt wird. Wie eingangs bereits gesagt, sind die Eigenschaften bzw. Leistungsdaten oder auch Begrenzungen des oder der Lenkungsaktuatoren ein entscheidender Faktor und können als Kenngröße eines Lenkungsaktuators zusammengefasst werden. Beispielhaft, jedoch nicht erschöpfend, seien an dieser Stelle die folgenden Einflussgrößen genannt, die in die Bildung einer Kenngröße für einen Lenkungsaktuator einfließen können:
- - Einstellbare Stellwinkel (Stellweg)
- - Stellwinkelgeschwindigkeit
- - Beschleunigung des Aktuators
- - Stellkraft
- - Stellmoment
- - Umgebungstemperatur.
- - Adjustable adjustment angle (travel)
- - angular velocity
- - acceleration of the actuator
- - Force
- - Setting torque
- - Ambient temperature.
Wie bereits oben gesagt, sind ebenfalls Daten über das Fahrzeugumfeld und Fahrzeugbewegungen für das zeitversetzte Lenken zu berücksichtigen. Umfelddaten können Auskunft geben über Temperaturen und Fahrbahnzustände, wobei Fahrzeugbewegungen in erster Linie die Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder Beschleunigungen in Bezug auf die Trajektorie sowie ggf. weitere wie Fahrzeugquerbewegungen, beispielsweise bei Abweichung von der Trajektorie betreffen.As already stated above, data on the vehicle environment and vehicle movements for the time-delayed steering are also to be considered. Environment data can provide information about temperatures and road conditions, with vehicle movements primarily the vehicle speed and / or accelerations with respect to the trajectory and possibly further such as vehicle lateral movements, for example, in deviation from the trajectory concern.
Zum Erreichen eines schnellstmöglichen Aufbaus einer, insbesondere maximal möglichen, Seitenkraft an der Vorder- und der Hinterachse des Fahrzeugs wird in dem zumindest einen Steuergerät eine benötigte Gierratenänderung des Fahrzeugs berechnet. Bei dieser Berechnung wird der Schwimmwinkel des Fahrzeugs und die Schräglaufwinkel an Vorder- und Hinterachse berücksichtigt, die, wie bereits zuvor gesagt, einen Einfluss auf Kraftübertragung der Reifen haben. Zur Erzeugung von Reifenquerkräften werden schließlich die erforderlichen Radlenkwinkeländerungen in Abhängigkeit von der benötigten Gierratenänderung des Fahrzeugs und schließlich der zeitliche Versatz der Änderung der Radlenkwinkel an der Vorder- und der Hinterachse berechnet. Es handelt sich hierbei nicht um einen einmaligen Vorgang einer Berechnung unmittelbar vor dem Ausweichen. Vielmehr wird über den gesamten Ausweichvorgang permanent und dynamisch der zeitliche Versatz der Änderung der Radlenkwinkel berechnet und angepasst. Sich während des Ausweichvorgangs ändernden Gegebenheiten, wie beispielsweise Änderungen des Reibwertes mit Blick auf die Fahrbahn oder dessen Zustand, wird somit Rechnung getragen. To achieve the fastest possible structure of a, in particular maximum possible, lateral force at the front and the rear axle of the vehicle, a required yaw rate change of the vehicle is calculated in the at least one control unit. This calculation takes into account the flotation angle of the vehicle and the slip angles at the front and rear axles which, as previously stated, have an influence on the power transmission of the tires. To generate tire lateral forces, the required wheel steering angle changes are finally calculated as a function of the required yaw rate change of the vehicle and finally the time offset of the change in the wheel steering angle at the front and the rear axle. This is not a one-time process of calculation just before dodging. Rather, the temporal offset of the change in the wheel steering angle is calculated and adjusted permanently and dynamically over the entire avoidance process. During the evasive change conditions, such as changes in the coefficient of friction with a view of the road or its condition is thus taken into account.
Für ein optimales Ausweichen oder eine optimierte Ausweichstrategie, insbesondere mit Blick auf eine kurze Reaktionszeit bei plötzlich auftretender Gefahren- oder Hindernissituation, kann in Abhängigkeit vom Reibwert, dem benötigten Querversatz und der vor dem Ausweichvorgang vorliegenden Fahrgeschwindigkeit von drei unterschiedlichen Fahrsituationen und damit verknüpften Verhaltensweisen ausgegangen werden. Die drei vorgenannten Einflussgrößen bestimmen dabei nicht ausschließlich aber wesentlich die zeitliche Abfolge der Gierratenänderung sowie dessen Anteil. Ziel sämtlicher Ansteuerstrategien ist die Realisierung eines schnellen und maximal möglichen Seitenkraftaufbaus zum Erreichen von Reifenquerkräften, um den Zeitaufwand des Ausweichens zu minimieren.For an optimal evasion or an optimized avoidance strategy, in particular with regard to a short reaction time in the event of a sudden danger or obstacle situation, three different driving situations and associated behaviors can be assumed, depending on the coefficient of friction, the required transverse offset and the forward speed prevailing before the evasive action , The three aforementioned influencing factors do not exclusively determine the temporal sequence of the yaw rate change and its proportion. The aim of all driving strategies is the realization of a fast and maximum possible lateral force build-up to achieve tire lateral forces in order to minimize the time needed for evasion.
Bei einer trockenen unbeschädigten Fahrbahn ist von einem hohen Reibwert auszugehen. Unter derartigen Bedingungen können die höchsten Seitenkräfte und Reifenquerkräfte erzielt werden. Gerade bei diesen Verhältnissen kann aufgrund der oben angesprochenen Begrenzung durch die Leistung der Lenkaktuatoren das maximal zur Verfügung stehende Seitenkraftpotential der Reifen nicht ausgeschöpft werden. Mit anderen Worten könnten höhere Seitenkräfte erreicht werden, wenn die Lenkungsaktuatoren bspw. verzugslos, unbegrenzt schnell und mit sehr großem Stellwinkel arbeiten würden. Aufgrund der Begrenzungen wird daher eine Strategie nachfolgend vorgeschlagen.For a dry, undamaged road surface, a high coefficient of friction must be assumed. Under such conditions, the highest side forces and lateral tire forces can be achieved. Especially with these conditions, the maximum available lateral force potential of the tires can not be exhausted due to the above-mentioned limitation by the performance of the steering actuators. In other words, higher side forces could be achieved if the steering actuators, for example, would work without delay, with unlimited speed and with a very large adjustment angle. Because of the limitations, therefore, a strategy is proposed below.
Zum Einleiten des Ausweichens wird in Abhängigkeit vom einzustellenden Radlenkwinkel an der Vorderachse ein zu diesem, insbesondere zeitversetzt, gegensinniger Radlenkwinkel an der Hinterachse eingestellt, um temporär die benötigte Gierratenänderung des Fahrzeugs möglichst schnell zu erreichen. Bei den vorgenannten Bedingungen kann eine maximal mögliche Gierratenänderung erfolgen, ohne dass es zum Über- oder Untersteuern des Fahrzeuges kommt, wobei gleichzeitig ein maximaler Seitenkraftaufbau erreicht werden kann. Mit Blick auf eine kurze Reaktionszeit bzw. das erforderliche späte Ausweichen und eine zu vermeidende Fehlauslösung kann das Einleiten des Ausweichens hier sehr kurzfristig erfolgen, da mittels des zeitlichen Versatzes ein sehr schneller Seitenkraftaufbau ermöglicht wird.To initiate evasion, a wheel steering angle in the opposite direction to the rear axle is set in dependence on the wheel steering angle to be set on the front axle in order to temporarily achieve the required yaw rate change of the vehicle as quickly as possible. In the aforementioned conditions, a maximum possible yaw rate change can take place without oversteering or understeering of the vehicle, while at the same time maximum lateral force build-up can be achieved. With a view to a short reaction time or the required late evasion and a false triggering that can be avoided, the initiation of evasion can take place here very quickly, since a very fast lateral force build-up is made possible by means of the temporal offset.
Bei weniger guten Bedingungen mit einem vergleichsweise mittleren Reibwert (feuchte bis nasse Fahrbahn, Fahrbahn verschmutzt, etc.) kann bereits mit einem reduzierten Gierratenaufbau bzw. einer reduzierten Gierratenänderung gearbeitet werden, da das Reifenkraftpotential derart ist, dass die Reifenquerkräfte zumindest zeitweise ein Maximum erreichen. Es kann mit anderen Worten aufgrund der Umfeld- bzw. Fahrbahnbedingungen nur begrenzt Seitenkraft übertragen werden. Bei noch höherer Gierrate würde das Fahrzeug rutschen, da die Reifen ohne Seitenführungskraft weniger Querkräfte übertragen können. Bevorzugt wird zum Einleiten des Ausweichens in Abhängigkeit vom einzustellenden Vorderachslenkwinkel, insbesondere zeitversetzt, ein zu diesem gleichsinniger insbesondere geringerer Lenkwinkel an der Hinterachse eingestellt, um die temporär benötigte Gierratenänderung des Fahrzeugs zu erreichen. In der Wirkung wird der Phasenverzug der Reifenquerkräfte und somit auch der Phasenverzug bzw. Zeitversatz der Stellwinkel an Vorderachse bzw. Hinterachse (Rädern) kleiner und die Radlenkwinkelgeschwindigkeit ist ebenso geringer. Im Unterschied zu Verhältnissen mit hohem Reibwert ist sogar ein gegensinniges Lenken zu Beginn des Manövers unter Umständen nicht mehr notwendig.In less good conditions with a comparatively average coefficient of friction (wet to wet road, road dirt, etc.) can already be worked with a reduced yaw rate or a reduced yaw rate change, since the tire force potential is such that the tire lateral forces at least temporarily reach a maximum. In other words, due to the environmental or road conditions, only limited lateral force can be transmitted. At even higher yaw rate, the vehicle would slip because the tires can transmit less lateral forces without cornering force. In order to initiate the evasion as a function of the front axle steering angle to be set, in particular with a time offset, a steering angle at the rear axle which is in the same direction, in particular, is set to achieve the temporarily required yaw rate change of the vehicle. In effect, the phase distortion of the tire lateral forces and thus the phase delay or skew of the adjustment angle at the front axle or rear axle (wheels) is smaller and the Radlenkwinkelgeschwindigkeit is also lower. In contrast to conditions with a high coefficient of friction even opposing steering at the beginning of the maneuver may no longer be necessary.
Bei Verhältnissen mit glatter Fahrbahn durch Schnee oder Eis ist von einem noch sehr viel geringeren Reibwert auszugehen, so dass die Leistung der Lenkungsaktuatoren ausreichen kann, um das maximale, wenngleich vergleichsweise noch geringere Reifenkraftpotential auszunutzen bzw. zu erreichen. Die Begrenzung der Eigenschaften bzw. Leistung der Lenkungsaktuatoren wirkt sich hier insbesondere bei den Änderungen der Radlenkwinkel geringer aus. Gleichwohl ist auch hier in vorteilhafter Weise eine Optimierung aufgrund des Zeitversatzes möglich, da etwaige Änderungen z.B. der Fahrbahnbedingungen sensiert und eingerechnet werden können.In conditions with a slippery road through snow or ice, a much lower coefficient of friction is to be assumed, so that the power of the steering actuators can be sufficient to exploit or achieve the maximum, albeit comparatively even, lower tire force potential. The limitation of the properties or performance of the steering actuators has a smaller effect here, in particular in the case of changes in the wheel steering angle. However, an optimization due to the time offset is also possible here in an advantageous manner, since any changes, e.g. the road conditions can be sensed and included.
Bei den vorgenannten Beispielen ist zu berücksichtigen, dass eine Fahrbahn nur theoretisch betrachtet beständig gleiche Bedingungen aufweist. So kann während des Ausweichens und insbesondere beim Einleiten des Ausweichens ein erster Fahrbahnabschnitt Bedingungen mit hohen Reibwerten aufweisen, während ein sich daran anschließender Abschnitt Glätte, also eine Fahrbahn mit geringerem Reibwert, aufweist. In the above examples, it should be noted that a roadway only consistently has the same conditions theoretically. Thus, during the evasion and in particular when initiating the evasion, a first roadway section may have conditions with high coefficients of friction, while an adjoining section has smoothness, ie a roadway with a lower coefficient of friction.
Schlussfolgernd kann gesagt werden, dass der zeitliche Versatz der Lenkwinkeländerungen an der Hinterachse im Vergleich zur Vorderachse abnimmt, je geringer der Reibwert ist.In conclusion, it can be said that the time lag of the steering angle changes at the rear axle decreases in comparison to the front axle, the lower the coefficient of friction.
Bevorzugt werden nach dem Einleiten während des gesamten Ausweichmanövers dynamische Änderungen der Lenkwinkel vorgenommen, wobei der Lenkwinkel an der Hinterachse zeitversetzt zu dem Lenkwinkel an der Vorderachse geändert wird, um die Gierrate zumindest beizubehalten oder zu ändern, um gezielt Seitenkraft an der Vorder- und/oder Hinterachse aufzubauen. In Abhängigkeit von den vorherrschenden Bedingungen lässt sich der Ausweichvorgang somit optimal gestalten.Dynamic changes in the steering angle are preferably made after initiation during the entire evasive maneuver, wherein the steering angle is changed at the rear axle with a time offset to the steering angle at the front axle to at least maintain or change the yaw rate to specifically lateral force on the front and / or Build rear axle. Depending on the prevailing conditions, the avoidance process can thus be optimally designed.
Ausgehend von der zuvor beschriebenen, zumindest temporären, d. h. kurzzeitigen Erhöhung der Gierrate wird nach dem Einleiten des Ausweichens bevorzugt schnell, insbesondere schnellstmöglich an der Hinterachse eine gleichsinnige Änderung der Radwinkel eingestellt, um eine Erhöhung der Seitenkraft zu bewirken. Dabei wird die Gierrate reduziert, um diese schließlich soweit notwendig abzubauen. Die anfängliche Erhöhung der Gierrate beim Einleiten des Ausweichens zum möglichst schnellen Aufbau einer Seitenkraft wird mit diesem Schritt durch Änderung des Radlenkwinkels an der Hinterachse gleichsinnig zum Radlenkwinkel an der Vorderachse in einen fahrstabilen Zustand überführt.Starting from the previously described, at least temporary, d. H. short-term increase in the yaw rate is preferred after the initiation of avoidance quickly, especially as quickly as possible adjusted at the rear axle a same direction change the wheel angle to cause an increase in the lateral force. In doing so, the yaw rate is reduced in order to reduce it as much as necessary. The initial increase in the yaw rate when initiating evasion to build up a side force as quickly as possible is converted into a stable state by this step by changing the wheel steering angle on the rear axle in the same direction as the wheel steering angle on the front axle.
Die bisher genannten Verfahrensschritte erstrecken sich vom Einleiten des Ausweichens bis in den Ausweichvorgang hinein. Bevorzugt werden zum Beenden des Ausweichens zeitversetzt Radwinkeländerungen annähernd gegensinnig zu den Änderungen beim Einleiten an der Vorder- und/oder Hinterachse vorgenommen. Dabei kann das Ausweichen als beendet betrachtet werden, wenn das Fahrzeug sich um den Betrag des Querversatzes neben dem Hindernis befindet. Es kann dort abgebremst und ggfs. bis zum Stillstand angehalten werden oder die Fahrt von dort, insbesondere mit gleicher Geschwindigkeit fortgesetzt werden.The method steps mentioned so far extend from the initiation of evasion into the evasive action. Preferably, to complete the evasion, time-shifted wheel angle changes are made approximately in opposite directions to the changes on the introduction to the front and / or rear axle. In this case, the avoidance can be regarded as completed when the vehicle is located by the amount of the transverse offset next to the obstacle. It can be braked there and, if necessary, stopped until it stops or the journey can continue from there, in particular at the same speed.
In einer Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass nach Beenden des Ausweichens die Radlenkwinkel an den Rädern bzw. die Lenkwinkel an zumindest einer Achse annähernd invers zum Ausweichen zeitlich versetzt verändert werden, derart, dass die ursprüngliche Trajektorie vor dem Ausweichen wieder eingenommen werden kann. In der Wirkung soll nach Passieren des Hindernisses die Fahrt auf der ursprünglich geplanten bzw. vorberechneten Trajektorie fortgesetzt werden können. Es ist hierbei zu berücksichtigen, dass mit Blick auf den Fahrkomfort ein schnellstmögliches Rückkehren auf die Trajektorie unter Umständen nicht notwendig oder erwünscht ist. Insbesondere beim teilautomatisierten Führen ist zudem denkbar, dass nach dem Passieren des Hindernisses bzw. Beenden des Ausweichvorgangs der Fahrer die Kontrolle übernimmt und das Fahrzeug auf der von ihm gedachten Trajektorie weiterführt.In one embodiment, it may be provided that after completion of the avoidance, the wheel steering angle on the wheels or the steering angle are at least one axis approximately inversely to the evasion delayed offset, such that the original trajectory can be taken before evading again. In effect, after passing the obstacle, the journey on the originally planned or pre-calculated trajectory should be continued. It should be borne in mind here that with regard to driving comfort, the fastest possible return to the trajectory may not be necessary or desirable. In particular, in semi-automated guiding is also conceivable that after passing the obstacle or stopping the avoidance process, the driver takes control and continues the vehicle on the imaginary of him trajectory.
Beim teilautomatisierten Führen des Fahrzeugs hat der Fahrer die Solltrajektorie vorgegeben und/oder wird das Fahrzeug zumindest in einem Teilbereich der Trajektorie automatisiert gelenkt (z.B. auf einem Teilstück der beabsichtigten Trajektorie). Dabei kann die Aufmerksamkeit des Fahrers notwendig sein. Beim automatisierten Führen wird der Fahrer soweit entlastet, dass das Fahrzeug sämtliche Aufgaben und Entscheidungen während der Fahrt trifft. Das Ausweichen kann in beiden Fällen automatisiert vorgenommen werden, ohne dass der Fahrer in den Ausweichvorgang eingreifen muss.In partially automated driving of the vehicle, the driver has predetermined the desired trajectory and / or the vehicle is automatically steered (at least in a section of the intended trajectory), at least in a partial area of the trajectory. This may require the attention of the driver. In automated driving, the driver is relieved to the extent that the vehicle meets all tasks and decisions while driving. The avoidance can be automated in both cases, without the driver having to intervene in the evasive action.
In weiteren vorteilhaften Ausführungsformen können zusätzlich zu den Aktuatoren für eine Vorder- und Hinterachslenkung weitere Aktuatoren für das Ausweichen eingesetzt werden. Auch kann an z.B. einer Hinterachse mehr als ein Aktuator zum Lenken eingesetzt werden.In further advantageous embodiments, in addition to the actuators for a front and rear axle steering further actuators can be used for the evasion. Also can be connected to e.g. a rear axle more than one actuator can be used for steering.
Zusätzlich zur Vorder- und Hinterachslenkung kann an zumindest einem Rad eine Beschleunigung oder Verzögerung oder bei zumindest zwei Rädern ein erstes Rad beschleunigt und ein zweites Rad verzögert werden oder zumindest zwei Räder beschleunigt oder verzögert werden, um zusätzlich die Gierrate zu beeinflussen. Dadurch kann der zeitliche Versatz der Änderungen der Radlenkwinkel reduziert werden. Anders betrachtet kann der Zeitaufwand für das Ausweichen in gleichem Maße oder zusätzlich minimiert werden. Auch kann bei Ausfall oder Störung (z.B. verminderte Leistung) eines Lenkungsaktuators, insbesondere an der Hinterachse, ein Ausgleich erreicht werden. Bevorzugt kann die Verzögerung durch Bremsen bewirkt werden, welches durch Aktuatoren zum Bremsen erreicht werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Verzögerung und/oder die Beschleunigung an zumindest einer Achse mittels Torque-Vectoring oder vorzugsweise durch einen elektrischen Rad- oder Achsantrieb bewirkt werden. Bei Torque-Vectoring handelt es sich um ein aktives Differential, bei dem mittels einer in das Differential integrierten Kupplung oder Bremse eine Verzögerung oder ein Antrieb bewirkendes Moment auf die jeweilige Achsseite wirken kann.In addition to the front and rear axle steering, acceleration or deceleration may be accelerated on at least one wheel, or a first wheel accelerated and at least two wheels decelerated, or at least two wheels accelerated or decelerated to additionally affect the yaw rate. As a result, the time offset of the changes in the wheel steering angle can be reduced. In other words, the amount of time spent on evading can be minimized to the same extent or in addition. Also, in case of failure or malfunction (e.g., reduced power) of a steering actuator, especially at the rear axle, compensation can be achieved. Preferably, the deceleration can be effected by braking, which can be achieved by actuators for braking. Alternatively or additionally, the deceleration and / or the acceleration can be effected on at least one axis by means of torque vectoring or preferably by an electric wheel or axle drive. Torque vectoring is an active differential in which a torque or torque can be applied to the respective axle side by means of a clutch or brake integrated in the differential.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Fahrerassistenzsystem zum zumindest teilautomatisierten Führen eines Fahrzeugs, zum Ausführen des vorgenannten Verfahrens mit zumindest einer Sensorik und zumindest einem Steuergerät, wobei die Sensorik zumindest eine optische Erfassungseinrichtung und/oder Radar und/oder LiDAR und/oder die Sensorik und/oder das zumindest eine Steuergerät zumindest eine Einrichtung zur Kommunikation mit mobilen oder stationären Einrichtungen außerhalb des Fahrzeugs aufweist. Bei der mobilen Einrichtung außerhalb des Fahrzeuges kann es sich um weitere Fahrzeuge handeln, die ebenfalls mit einer solchen Einrichtung zur Kommunikation ausgerüstet sind. So können beispielsweise Umfelddaten über Wetter und Fahrbahnzustände von einem vorausfahrenden Fahrzeug über die von dem Fahrzeug mit dem Fahrerassistenzsystem beabsichtigten Trajektorie ausgewertet und ggf. für das Ausweichen genutzt werden (C2C-Kommunikation). Bei den stationären Einrichtungen außerhalb des Fahrzeugs kann es sich beispielsweise um am Fahrbahnrand aufgestellte Einrichtungen handeln, die Wetter- oder Fahrbahnzustandsdaten an das Fahrzeug übermitteln können. Auch denkbar ist die Nutzung von satellitengestützten Informationssystemen, die während der Fahrt entlang der Trajektorie ausgewertet werden können (C2X-Kommunikation). The invention further relates to a driver assistance system for at least partially automated driving of a vehicle, for carrying out the aforementioned method with at least one sensor system and at least one control device, the sensor system comprising at least one optical detection device and / or radar and / or LiDAR and / or the sensor system and / or or the at least one control device has at least one device for communication with mobile or stationary devices outside the vehicle. The mobile device outside the vehicle may be other vehicles that are also equipped with such a device for communication. Thus, for example, environment data on weather and road conditions can be evaluated by a vehicle in front via the trajectory intended by the vehicle with the driver assistance system and possibly used for avoidance (C2C communication). The stationary devices outside the vehicle may be, for example, devices set up at the edge of the roadway, which can transmit weather or road condition data to the vehicle. Also conceivable is the use of satellite-based information systems that can be evaluated while driving along the trajectory (C2X communication).
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Computerprogrammprodukt, aufweisend ein von einem Computer verwendbares Medium, insbesondere Speicher-Medium, mit einem vom Computer lesbaren Programmcode, welches das vorgenannte Verfahren implementiert, wenn das Programm auf einem Computer ausgeführt wird.The invention further relates to a computer program product comprising a computer-usable medium, in particular a storage medium, with computer-readable program code which implements the aforesaid method when the program is executed on a computer.
Die Erfindung betrifft ebenso ein Computerprogramm mit einem Programmcode zum Implementieren des vorgenannten Verfahrens, wenn das Programm auf einem Computer ausgeführt wird. Der Programmcode kann dabei einen Algorithmus beinhalten, der sich insbesondere zur Auswertung der möglichen von der Sensorik bereitgestellten oder in dem zumindest einen Steuergerät hinterlegten Daten eignet, um die vorgenannten verschiedenen Aktuatoren, insbesondere hinsichtlich des Zeitversatzes, anzusteuern, so dass der Zeitaufwand des Ausweichens minimiert wird.The invention also relates to a computer program having a program code for implementing the aforementioned method when the program is executed on a computer. The program code may include an algorithm that is particularly suitable for evaluating the potential provided by the sensor or stored in the at least one control unit data to control the aforementioned different actuators, in particular with regard to the time offset, so that the time required for evasion is minimized ,
Schließlich betrifft die Erfindung zumindest ein Steuergerät mit zumindest einem Computer (Rechner bzw. Recheneinheit), der ein Computerprogramm zum Ausführen eines Verfahrens wie vorgenannt ausführen kann, wobei das Steuergerät mit zumindest einer im Fahrzeug angeordneten Sensorik, vorzugsweise über ein Fahrzeugbus-System, wie z.B. CAN-Bus, gekoppelt ist und kommunizieren kann, wobei das Steuergerät zumindest eine Kommunikationseinrichtung zur Kommunikation mit außerhalb des Fahrzeugs befindlichen mobilen (C2C) oder ortsfesten (C2X) Kommunikationseinrichtungen, wie bereits vorgenannt, aufweist, um Fahrzeugumfelddaten berücksichtigen zu können.Finally, the invention relates to at least one control device having at least one computer (computer or computing unit), which can execute a computer program for carrying out a method as mentioned above, wherein the control device is equipped with at least one sensor system arranged in the vehicle, preferably via a vehicle bus system, such as e.g. CAN bus, is coupled and can communicate, wherein the controller has at least one communication device for communication with outside of the vehicle located mobile (C2C) or fixed (C2X) communication devices, as already mentioned above, to account for vehicle environment data.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Figur zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeuges mit gelenkter Vorder- sowie Hinterachse, -
2 eine schematische Darstellung eines Ausweichvorganges eines Fahrzeuges, -
3 eine graphische Gegenüberstellung von ausgesuchten Fahrwerkswerten bei einem Ausweichvorgang (hoher Reibwert), -
4 eine Darstellung analog 3 mit mittlerem Reibwert, -
5 eine Darstellung analog 3 oder 4 mit niedrigem Reibwert.
-
1 a schematic representation of a motor vehicle with steered front and rear axle, -
2 a schematic representation of an evasive action of a vehicle, -
3 a graphical comparison of selected chassis values during an evasive action (high coefficient of friction), -
4 arepresentation analog 3 with average coefficient of friction, -
5 arepresentation analog 3 or4 with low coefficient of friction.
In der Position
Die
Zum Ende des Ausweichens, d. h. Erreichen des Querversatzes
In
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1.1.
- Fahrzeugvehicle
- 2.Second
- Vorderradfront
- 3.Third
- Hinterradrear wheel
- 4.4th
- Vorderachslenkungfront axle
- 5.5th
- Hinterachslenkung rear axle
- 21.21st
- VorderachseFront
- 31.31st
- Hinterachserear axle
- 41.41st
- Lenkgestängesteering linkage
- 51.51st
- Lenkgestänge steering linkage
- ESCESC
- Elektronische Stabilitäts ControlleElectronic stability control
- RG R G
- Gierrateyaw rate
- SGSG
- Steuergerätcontrol unit
- SG S G
- Schwerpunktmain emphasis
- SS
- Sensoriksensors
- TT
- Trajektorietrajectory
- TaTa
- Ausweichtrajektorieevasion
- Ta'Ta '
- Ausweichtrajektorieevasion
- HH
- Hindernis (-fahrzeug) Obstacle (vehicle)
- Querversatztransverse offset
- ΨΨ
- Gierwinkelyaw
- ββ
- Schwimmwinkelfloat angle
- δv δ v
- Radlenkwinkel vorneWheel steering angle front
- δh δ h
- Radlenkwinkel hintenWheel steering angle rear
- δ̇̇v δ̇̇ v
- Radlenkwinkelgeschwindigkeit vorneRadlenkwinkelgeschwindigkeit front
- δ̇h δ̇ h
- Radlenkwinkelgeschwindigkeit hintenRadlenkwinkelgeschwindigkeit behind
- Fq,vFq, v
- Seitenkraft, Reifenquerkraft vorneSide force, front tire force
- Fq,hFq, h
- Seitenkraft, Reifenquerkraft hintenLateral force, lateral tire force behind
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102008013988 A1 [0002]DE 102008013988 A1 [0002]
- EP 1251060 B1 [0003]EP 1251060 B1 [0003]
Claims (15)
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---|---|---|---|
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