DE102017005320A1 - Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs (FEgo), bei dem mindestens eine auf das Fahrzeug (FEgo) wirkende Querdynamik-Störgröße mittels wenigstens eines eine Querdynamik des Fahrzeugs (FEgo) beeinflussenden Fahrwerkseingriffs kompensiert oder verringert wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die mindestens eine Querdynamik-Störgröße anhand von erfassten Umgebungsdaten einer Fahrzeugumgebung prädiziert wird, wobei – aus den erfassten Umgebungsdaten mindestens ein das Fahrzeug (FEgo) potentiell überholendes Fahrzeug (F1) und/oder ein dem Fahrzeug (FEgo) potentiell entgegenkommendes Fahrzeug (F2) erkannt wird, – wenigstens ein Parameter des mindestens einen potentiell überholenden und/oder entgegenkommenden Fahrzeugs (F1, F2) ermittelt wird und – anhand des wenigstens einen ermittelten Parameters der wenigstens eine Fahrwerkseingriff durchgeführt wird.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise wird in der noch nicht veröffentlichten Anmeldung
DE 10 2016 011 015 ein Verfahren zur Kompensation von Seitenwindstörungen beschrieben, bei dem mindestens eine Querdynamik-Störgröße eine während eines passiven Überholvorgangs auf das Fahrzeug wirkende Seitenwindstörung ermittelt wird, wobei eine Gierrate des Fahrzeugs und eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs jeweils mehrfach zu verschiedenen Zeitpunkten erfasst oder ermittelt werden und ein Phasenvergleich zwischen mehrfach erfassten oder ermittelten Werten der Gierrate des Fahrzeugs und mehrfach erfassten oder ermittelten Werten der Querbeschleunigung des Fahrzeugs durchgeführt wird. Die Querdynamik-Störgröße wird dabei als eine auf das Fahrzeug wirkende, aus einem passiven Überholvorgang resultierende Seitenwindstörung plausibilisiert, wenn anhand des Phasenvergleichs ein zeitlicher Phasenverzug zwischen der Gierrate und der Querbeschleunigung ermittelt wird, bei dem sich die Gierrate gegenüber der Querbeschleunigung zu einem früheren Zeitpunkt ändert. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs anzugeben.
- Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
- Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
- Bei einem Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs wird mindestens eine auf das Fahrzeug wirkende Querdynamik-Störgröße mittels wenigstens eines eine Querdynamik des Fahrzeugs beeinflussenden Fahrwerkseingriffs kompensiert oder verringert.
- Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass die mindestens eine Querdynamik-Störgröße anhand von erfassten Umgebungsdaten einer Fahrzeugumgebung prädiziert wird, wobei aus den erfassten Umgebungsdaten mindestens ein das Fahrzeug potentiell überholende Fahrzeug und/oder ein dem Fahrzeug potentiell entgegenkommendes Fahrzeug erkannt wird, wobei wenigstens ein Parameter des mindestens einen potentiell überholenden und/oder entgegenkommenden Fahrzeugs ermittelt wird und wobei anhand des wenigstens einen ermittelten Parameters der wenigstens eine Fahrwerkseingriff durchgeführt wird.
- Die Querdynamik-Störgröße entspricht hierbei einer seitlich auf das Fahrzeug wirkenden Kraft, die beispielsweise mittels eines überholenden Fahrzeugs erzeugt wird, welches bei einem entsprechenden seitlichen Abstand zum Fahrzeug, wenn dieses. passiert wird, sogwirkende Luftströmungen erzeugt.
- Überholt ein Fahrzeug das eigene Fahrzeug und befindet sich die Front des überholenden Fahrzeugs in Fahrtrichtung ungefähr auf gleicher Höhe wie das Heck des eigenen Fahrzeugs, kann eine Bugwelle eine seitlich gerichtete Kraft auf das Fahrzeug erzeugen, wodurch das eigene Fahrzeug ”weggedrängt” wird.
- Befinden sich die Fahrzeuge in einem signifikanten Überlappungsbereich, beispielsweise wenn das Heck des überholenden Fahrzeugs in Fahrtrichtung ungefähr auf gleicher Höhe wie das Heck des eigenen Fahrzeugs ist, kann die sogwirkende Luftströmung eine seitlich gerichtete Kraft auf das eigene Fahrzeug erzeugen, wodurch das eigene Fahrzeug ”angesaugt” wird. Dies ist auch dann der Fall, wenn das Fahrzeug auf nahezu gleicher Höhe mit einem entgegenkommenden Fahrzeug ist. Der signifikante Überlappungsbereich kann dabei auch Anhänger eines Fahrzeugs einschließen. Physikalisch sind diese Luftströmungen mit dem allgemein bekannten Bernoulli-Effekt zu erklären.
- Mittels des Verfahrens kann die Einwirkung der Kraft auf das Fahrzeug im manuellen, teil- und/oder vollautonomen und/oder automatisierten Betrieb des Fahrzeugs vorausschauend erkannt und frühzeitig eine Gegenmaßnahme zur Reduzierung der erwarteten Kraft eingeleitet werden. Daraus resultierend wird ein Sicherheitsgefühl beim Fahren des Fahrzeugs erhöht. Ferner können mittels des Verfahrens ein Unfallrisiko sowie Beschädigungen am Fahrzeug aufgrund der Einwirkung der Querdynamik-Störgröße gegenüber konventionellen Verfahren verringert werden.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
- Dabei zeigen:
-
1A und1B schematisch eine Fahrbahn mit zwei Fahrzeugen während eines Überholmanövers und -
2 schematisch eine Fahrbahn mit zwei sich entgegenkommenden Fahrzeugen. - Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
- Die
1A und1B zeigen jeweils eine Fahrbahn1 mit zwei Fahrzeugen FEgo, F1 während eines Überholmanövers in Vogelperspektive. Ein zu überholendes Fahrzeug FEgo befindet sich auf einer ersten Fahrspur1.1 . Das überholende Fahrzeug F1 fährt auf einer zweiten Fahrspur1.2 . -
2 zeigt eine Fahrbahn1 mit zwei sich entgegenkommenden Fahrzeugen FEgo, F2 in Vogelperspektive. - Die Fahrzeuge FEgo, F1, F2 sind jeweils als ein Lastkraftwagen ausgebildet, wobei das Fahrzeug FEgo auf der ersten Fahrspur
1.1 jeweils zusätzlich einen Anhänger aufweist. - Bei dem Überholmanöver kann zwischen den Fahrzeugen FEgo, F1 der sogenannte Bernoulli-Effekt auftreten. D. h., das überholende Fahrzeug F1 erzeugt eine sogwirkende Luftströmung, insbesondere einen Unterdruck, wenn sich das überholende Fahrzeug F1 in Fahrtrichtung ungefähr auf gleicher Höhe wie das zu überholende Fahrzeug FEgo befindet. Die sogwirkende Luftströmung erzeugt dabei eine auf das Fahrzeug FEgo wirkende Querdynamik-Störgröße, insbesondere eine seitlich gerichtete Kraft auf das zu überholenden Fahrzeug FEgo, wodurch dieses lateral ”angesaugt” wird. D. h., die beiden Fahrzeuge FEgo, F1 bewegen sich beim Überholmanöver seitlich aufeinander zu. Der gleiche Effekt entsteht bei der in
2 gezeigten Situation, in welcher sich die Fahrzeuge FEgo, F2 in entgegengesetzter Fahrtrichtung passieren. Des Weiteren ist dieser Effekt auch dann zu beobachten, wenn die Fahrzeuge FEgo, F1, F2 unterschiedliche Abmessungen aufweisen. Beispielsweise ist das eigene Fahrzeug FEgo ein Personenkraftwagen und das überholende Fahrzeug F1 ein Lastkraftwagen oder umgekehrt. Wenn sich die beiden Fahrzeuge FEgo, F1 in einem signifikanten Überlappungsbereich befinden, d. h. die Fahrzeuge FEgo, F1 sind zumindest abschnittsweise auf gleicher Höhe, bewegen sich diese beim Überholmanöver seitlich aufeinander zu. - Zur Kompensierung oder Verringerung der auf das Fahrzeug FEgo wirkenden Querdynamik-Störgröße wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem Fahrzeuge F1, F2 in einer Fahrzeugumgebung erkannt werden, die zu einem Überholmanöver ansetzen oder die sich auf einem benachbarten Fahrstreifen, in
2 die zweite Fahrspur1.2 , befinden und eine entgegengesetzte Fahrtrichtung aufweisen. - Zum Erkennen der Fahrzeuge F1, F2 werden mittels einer nicht näher dargestellten, fahrzeugeigenen Sensorik Umgebungsdaten der Fahrzeugumgebung erfasst. Beispielsweise werden eine oder mehrere an einem Heck des Fahrzeugs FEgo angeordnete Kameras zur Erfassung einer hinter dem Fahrzeug FEgo liegenden Fahrzeugumgebung sowie eine oder mehrere an einem Frontbereich des Fahrzeugs FEgo angeordneten Kameras zur Erfassung einer dem Fahrzeug FEgo vorausliegenden Fahrzeugumgebung verwendet. Des Weiteren können auch eine seitliche Umgebung des Fahrzeugs FEgo erfassende Kameras verwendet werden. Damit können sowohl zurückliegende Fahrzeuge F1 als auch entgegenkommende Fahrzeuge F2 erkannt werden. Des Weiteren können dem Fahrzeug FEgo vorausliegende Fahrzeuge (nicht dargestellt) erkannt werden, die sich in gleicher Fahrtrichtung, beispielsweise auf der zweiten Fahrspur
1.2 , fortbewegen. Zur Erfassung der Umgebungsdaten können alternativ zu den Kameras auch Radarsensoren und/oder Ultraschallsensoren und/oder Lidarsensoren verwendet werden. - Die Erkennung der Fahrzeuge F1, F2 erfolgt mittels Auswertung der Umgebungsdaten. Beispielsweise werden Objekte in den Umgebungsdaten mittels Merkmalsextraktion erkannt. Nach der Erkennung der Objekte werden diese anhand von Parametern klassifiziert. Die Parameter sind anhand der Umgebungsdaten ermittelbar. Als Parameter können Abmessungen und/oder eine absolute Geschwindigkeit der Fahrzeuge F1, F2 und/oder eine Relativgeschwindigkeit und/oder ein Abstand der Fahrzeuge F1, F2 zum eigenen Fahrzeug FEgo, und zwar sowohl in Fahrtrichtrichtung als auch seitlich zwischen den Fahrzeugen F1, F2, FEgo, ermittelt werden. Des Weiteren können eigene Fahrzeugparameter, z. B. eine Geschwindigkeit, eine Beladung, ein Schwerpunkt, insbesondere eine Beladungsverteilung, sowie eine Länge des eigenen Fahrzeugs FEgo ermittelt oder berücksichtigt werden. Bei der Ermittlung der Länge des Fahrzeugs FEgo wird ein möglicher Anhänger, wie in den
1A bis2 gezeigt, mit berücksichtigt. Das Verfahren verwendet dazu Umweltsensoren, fahrzeugeigene Sensoren, welche fahrzeugspezifische Parameter erfassen und/oder Sensoren, die an einem Anhänger des Fahrzeugs FEgo angeordnet sind. - Nach Ermittlung der genannten Parameter kann die beim Überholmanöver durch das überholende Fahrzeug F1 oder durch das entgegenkommende Fahrzeug F2 auf das Fahrzeug FEgo wirkende Querdynamik-Störgröße prädiziert werden. Beispielsweise kann prädiziert werden, wie sich eine Gierrate und eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs FEgo beim Überholmanöver oder beim Entgegenkommen verhalten. Daraus resultierend kann die zu erwartende Querdynamik-Störgröße ermittelt werden. Anhand der prädizierten Querdynamik-Störgröße wird anschließend in vorausschauender Art und Weise ein Fahrwerkseingriff zur Kompensierung oder Verringerung der prädizierten Querdynamik-Störgröße durchgeführt. Der Fahrwerkseingriff kann mittels eines Reglers eines Assistenzsystems des Fahrzeugs FEgo durchgeführt werden.
- Die Art des Fahrwerkseingriffs ist abhängig von den ermittelten Parametern. Beispielsweise wird als Fahrwerkseingriff ein Lenkmoment oder ein Lenkwinkel des Fahrzeugs FEgo geändert, wobei eine Soll-Trajektorie TSoll des Fahrzeugs FEgo in der momentanen Fahrspur
1.1 beibehalten wird, wie es1A zeigt. Dieser Fahrwerkseingriff kann auch im manuellen Betrieb des Fahrzeugs FEgo durchgeführt werden, wobei ein Lenkverhalten eines Fahrers des Fahrzeugs FEgo unterstützt wird. Des Weiteren ist als Fahrwerkseingriff auch ein einseitiger, insbesondere ein einrädriger Bremseingriff denkbar, aus welchem eine Lenkbewegung des Fahrzeugs FEgo resultiert. - Alternativ oder zusätzlich kann als Fahrwerkseingriff die Soll-Trajektorie TSoll des Fahrzeugs FEgo verändert werden, um einen seitlichen Abstand des Fahrzeugs FEgo zum überholenden Fahrzeug F1 oder zum entgegenkommenden Fahrzeug F2 zu vergrößern. Dies ist in den
1B und2 gezeigt, wobei die Soll-Trajektorie TSoll in Richtung eines äußeren Fahrbahnrands1.1.1 verschoben wird. Die geänderte Soll-Trajektorie TSoll ist hierbei jeweils gestrichelt dargestellt. Zur Verschiebung der Soll-Trajektorie TSoll wird insbesondere die im Frontbereich des Fahrzeugs FEgo angeordnete Sensorik verwendet, mittels welcher der Fahrbahnrand1.1.1 sowie ein dem Fahrbahnrand1.1.1 anliegender Bereich auf Hindernisse untersucht wird. Werden keine Hindernisse erkannt, wird die Soll-Trajektorie TSoll wie gezeigt in Richtung des äußeren Fahrbahnrands1.1.1 verschoben. Anders ausgedrückt wird ein Abstand der Soll-Trajektorie TSoll zu einer dem überholenden und/oder entgegenkommenden Fahrzeug F1, F2 abgewandten Fahrbahnbegrenzung der ersten Fahrspur1.1 verringert. Die dann tatsächlich entstehende Querdynamik-Störgröße wird dadurch gegenüber der zunächst erwarteten Querdynamik-Störgröße verringert. - Bewegt sich das Fahrzeug FEgo in einer Fahrzeugkolonne, insbesondere in einem sogenannten Platooning-Verbund, wird eine Aufforderung zu einem der beschriebenen Fahrwerkseingriffe an vorausfahrende und/oder folgende Fahrzeuge (nicht dargestellt) übermittelt.
- Bezugszeichenliste
-
- 1
- Fahrbahn
- 1.1, 1.2
- Fahrspur
- 1.1.1
- Fahrbahnrand
- FEgo
- Fahrzeug
- F1
- überholendes Fahrzeug
- F2
- entgegenkommendes Fahrzeug
- TSoll
- Soll-Trajektorie
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102016011015 [0002]
Claims (6)
- Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs (FEgo), bei dem mindestens eine auf das Fahrzeug (FEgo) wirkende Querdynamik-Störgröße mittels wenigstens eines eine Querdynamik des Fahrzeugs (FEgo) beeinflussenden Fahrwerkseingriffs kompensiert oder verringert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Querdynamik-Störgröße anhand von erfassten Umgebungsdaten einer Fahrzeugumgebung prädiziert wird, wobei – aus den erfassten Umgebungsdaten mindestens ein das Fahrzeug (FEgo) potentiell überholendes Fahrzeug (F1) und/oder ein dem Fahrzeug (FEgo) potentiell entgegenkommendes Fahrzeug (F2) erkannt wird, – wenigstens ein Parameter des mindestens einen potentiell überholenden und/oder entgegenkommenden Fahrzeugs (F1, F2) ermittelt wird und – anhand des wenigstens einen ermittelten Parameters der wenigstens eine Fahrwerkseingriff durchgeführt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als wenigstens ein Parameter Abmessungen, ein Fahrzeugtyp und/oder eine Geschwindigkeit des mindestens einen potentiell überholenden und/oder entgegenkommenden Fahrzeugs (F1, F2) und/oder eine Geschwindigkeit und/oder ein Abstand des mindestens einen potentiell überholenden und/oder entgegenkommenden Fahrzeugs (F1, F2) relativ zum Fahrzeug (FEgo) ermittelt werden bzw. wird.
- Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit des Abstands in Fahrtrichtung und/oder eines prädizierten seitlichen Abstandes beim prädizierten Passieren eine Soll-Trajektorie (TSoll) des Fahrzeugs (FEgo) innerhalb einer momentan von dem Fahrzeug (FEgo) befahrenen Fahrspur (
1.1 ) beibehalten oder verändert wird. - Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass als wenigstens ein Fahrwerkseingriff ein Abstand der Soll-Trajektorie (TSoll) zu einem dem mindestens einen potentiell überholenden und/oder entgegenkommenden Fahrzeug (F1, F2) abgewandten Fahrbahnrand (
1.1.1 ) der Fahrspur (1.1 ) verringert wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als wenigstens ein Fahrwerkseingriff ein einseitiger Bremseingriff durchgeführt wird.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als wenigstens ein Fahrwerkseingriff ein Lenkwinkel oder ein Lenkmoment verändert wird.
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