DE102017209570A1 - Method for braking a vehicle - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Verfahren zum Abbremsen eines Fahrzeugs (1) bei einem automatisierten Park- oder Rangiermanöver vorgeschlagen, wobei das Fahrzeug mindestens ein Fahrzeugbremssystem umfasst und wobei bei einer Fehlfunktion des Fahrzeugbremssystems während eines automatisierten Park- oder Rangiermanövers die Lenkung des Fahrzeugs (1) derart angesteuert wird, dass mindestens ein Reifen des Fahrzeugs in Kontakt mit einem geeigneten Hindernis (3) gebracht wird, insbesondere ohne das Hindernis zu überfahren.A method is proposed for braking a vehicle (1) in an automated parking or maneuvering maneuver, wherein the vehicle comprises at least one vehicle braking system and wherein, in the event of a malfunction of the vehicle braking system during an automated parking or maneuvering maneuver, the steering of the vehicle (1) is triggered in such a way is that at least one tire of the vehicle is brought into contact with a suitable obstacle (3), in particular without overriding the obstacle.
Description
Stand der TechnikState of the art
Moderne Fahrzeuge werden immer häufiger mit Assistenzsystemen zur Entlastung des Fahrers ausgestattet. Dazu gehören neben Assistenzsystemen in hohem Geschwindigkeitsbereich wie z. B. Automated Cruise Control (ACC) auch Assistenzsysteme zur Erleichterung des Parkens und Manövrierens, die bei geringen Geschwindigkeiten zum Einsatz kommen. In einer einfachen Ausgestaltung übernehmen diese Assistenzsysteme zum Parken und Manövrieren die Querführung des Fahrzeugs, während der Fahrer für die Längsführung verantwortlich ist. In einer weitergefassten Ausführung wird auch die Längsführung des Park- oder Manövriervorgangs vom Fahrzeug übernommen, wobei jedoch der Fahrer die Funktion üblicherweise überwachen muss und damit insbesondere im Falle eines Ausfalls oder einer Fehlfunktion des Assistenzsystems das Fahrzeug durch Betätigen des Bremspedals oder der Parkbremse zum Stehen bringen kann.Modern vehicles are increasingly equipped with assistance systems to relieve the driver. In addition to assistance systems in a high speed range such. Automated Cruise Control (ACC) also assistance systems to facilitate parking and maneuvering, which are used at low speeds. In a simple embodiment, these assistance systems for parking and maneuvering take over the lateral guidance of the vehicle, while the driver is responsible for the longitudinal guidance. In a broader embodiment, the longitudinal guidance of the parking or maneuvering process is taken over by the vehicle, but the driver usually has to monitor the function and thus bring the vehicle to a halt by operating the brake pedal or the parking brake, in particular in the event of a malfunction or malfunction of the assistance system can.
Auf dem Weg zum autonomen Fahren spielen solche Park- und Manöverassistenzsysteme eine immer wichtigere Rolle, welche der Fahrer nur noch von außerhalb des Fahrzeugs oder überhaupt nicht mehr überwachen muss. Im Fall einer Fehlfunktion ergeben sich damit höhere Anforderungen an das Backup-Bremssystem. Hierzu kann beispielsweise die automatische Parkbremse (APB) genutzt werden. Nachteilig an der Verwendung der automatischen Parkbremse ist, dass der Anhalteweg im Fehlerfall stark ansteigt, da die automatische Parkbremse in der Regel nur auf eine Achse wirkt und es unter Umständen mehr als eine Sekunde dauern kann, bis die automatische Parkbremse vollständig geschlossen ist.On the way to autonomous driving such parking and maneuver assistance systems play an increasingly important role, which the driver only has to monitor from outside the vehicle or not at all. In the event of a malfunction, this results in higher demands on the backup braking system. For this purpose, for example, the automatic parking brake (APB) can be used. A disadvantage of using the automatic parking brake is that the stopping distance increases greatly in the event of a fault, since the automatic parking brake usually acts on only one axis and it may take more than a second for the automatic parking brake to be completely closed.
In der
In der
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es, den Anhalteweg im Falle einer Fehlfunktion während eines automatisierten Park- oder Rangiermanövers gegenüber dem Stand der Technik zu reduzieren und damit die Sicherheit von automatisierten Fahrmanövern zu erhöhen.The object of the invention is to reduce the stopping distance in the event of a malfunction during an automated parking or maneuvering maneuver compared to the prior art and thus to increase the safety of automated driving maneuvers.
Es wird ein Verfahren zum Abbremsen eines Fahrzeugs bei einem automatisierten Park- oder Rangiermanöver vorgeschlagen, wobei das Fahrzeug mindestens ein Fahrzeugbremssystem umfasst und wobei bei einer erkannten Fehlfunktion des Fahrzeugbremssystems während eines automatisierten Park- oder Rangiermanövers die Lenkung des Fahrzeugs derart angesteuert wird, dass mindestens ein Reifen des Fahrzeugs in Kontakt mit einem geeigneten Hindernis gebracht wird, insbesondere ohne das Hindernis zu überfahren.A method is proposed for braking a vehicle during an automated parking or maneuvering maneuver, wherein the vehicle comprises at least one vehicle braking system and wherein, when a malfunction of the vehicle braking system during an automated parking or maneuvering maneuver, the steering of the vehicle is controlled such that at least one Tires of the vehicle is brought into contact with a suitable obstacle, in particular without overriding the obstacle.
Es ist also vorgesehen im Fehlerfall ein Hindernis, wie z.B. einen Bordstein, gezielt mit mindestens einem Reifen des Fahrzeugs zu berühren, um so das Fahrzeug schneller in den Stillstand zu bremsen. Die Erfindung beruht insbesondere auf der Idee, in einem Fehlerfall nicht nur ein Backup-Bremssystem wie z.B. die automatische Parkbremse zu nutzen um das Fahrzeug in einen sicheren Zustand zu bringen, sondern die Lenkung mit einzubeziehen. Im Grundgedanken soll die Lenkung im Fehlerfall genutzt werden, um die Reifen in Kontakt mit einem geeigneten Hindernis zu bringen, bevorzugt ohne das Hindernis zu überfahren. Bei dem Hindernis kann es sich insbesondere um einen Bordstein handeln. Durch den gezielt herbeigeführten Kontakt mindestens eines Reifens mit dem Hindernis wird das Fahrzeug zusätzlich verzögert und der Anhalteweg wird verkürzt.It is therefore provided in the event of an error obstacle, such. a curb, targeted to touch at least one tire of the vehicle, so as to brake the vehicle faster to a standstill. In particular, the invention is based on the idea, in the event of an error, of not only a backup braking system, such as e.g. to use the automatic parking brake to bring the vehicle to a safe state, but to include the steering. In principle, the steering should be used in the event of a fault to bring the tires in contact with a suitable obstacle, preferably without overriding the obstacle. In particular, the obstacle may be a curb. The deliberately brought about contact of at least one tire with the obstacle, the vehicle is additionally delayed and the stopping distance is shortened.
Hierdurch ergeben sich insbesondere folgende Vorteile:This results in particular the following advantages:
Zum einen erhöht sich durch eine Verkürzung des Anhaltewegs die Sicherheit der automatisierten Parkfunktion. Weiterhin ergeben sich bei den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen aufgrund des vergleichsweise langen Anhaltewegs häufig Funktionseinschränkungen, beispielsweise hinsichtlich der zulässigen Geschwindigkeiten oder Steigungen. Durch eine Verkürzung des Anhaltewegs gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Parkfunktion außerhalb dieser Einschränkungen eingesetzt werden.On the one hand, the shortening of the stopping distance increases the safety of the automated parking function. Furthermore, in the solutions known from the state of the art, functional limitations often arise due to the comparatively long stopping distance, for example with regard to the permissible speeds or gradients. By shortening the stopping distance according to the present invention, the parking function can be used outside of these limitations.
Bevorzugt werden Hindernisse in der Umgebung des Fahrzeugs durch eine Umfeldsensorik des Fahrzeugs erfasst und geometrische Parameter, insbesondere die Höhe, der erfassten Hindernisse bestimmt. Ein geeignetes Hindernis wird basierend auf den geometrischen Parametern ausgewählt. Besonders bevorzugt wird ein Bordstein als geeignetes Hindernis ausgewählt. Bevorzugt wird dabei der Lenkwinkel zum Zeitpunkt des Kontakts so gewählt, dass das Hindernis nicht überfahren wird. Hierzu ist es besonders vorteilhaft, wenn neben der Orientierung des Hindernisses auch dessen Geometrie (insbesondere Höhe) durch die Umfeldsensorik erfasst wird. Zusammen mit der geschätzten Geschwindigkeit zum Zeitpunkt des Auftreffens kann damit abgeschätzt werden, welcher Lenkwinkel genutzt werden muss, um das Hindernis nicht zu überfahren. Diese Ausführungsform hat insbesondere den Vorteil, dass z. B. im Falle, dass das Hindernis ein Bordstein ist, das Fahrzeug auf der sicheren Seite des Bordsteins (Fahrbahn) verbleibt. So ist es beispielsweise denkbar, dass sich kurz hinter dem Bordstein keine befestigte Straße oder ein Abgrund befindet. Weiterhin werden keine potentiell auf dem Bordstein befindlichen Personen gefährdet. Hierdurch wird die Sicherheit weiter erhöht.Obstacles in the surroundings of the vehicle are preferably detected by an environment sensor system of the vehicle and geometric parameters, in particular the height, of the detected obstacles are determined. A suitable obstacle is selected based on the geometric parameters. Particularly preferably, a curb is selected as a suitable obstacle. Preferably, the steering angle at the time of contact is selected so that the obstacle is not run over. For this purpose, it is particularly advantageous if, in addition to the orientation of the obstacle, its geometry (in particular height) is also detected by the environmental sensor system. Together with the estimated speed at the time of impact can thus be estimated which steering angle must be used so as not to run over the obstacle. This embodiment has the particular advantage that z. B. in the event that the obstacle is a curb, the vehicle remains on the safe side of the curb (road). For example, it is conceivable that there is no paved road or abyss just behind the curb. Furthermore, no potentially on the curb persons are endangered. As a result, the security is further increased.
Als Umfeldsensorik kann beispielsweise eine vorhandene Sensorik des Parkassistenzsystems genutzt werden. Zur Erfassung und Vermessung von Parklücken sowie Objekten im Fahrzeugumfeld weisen Parkassistenzsysteme üblicherweise Abstandssensoren auf, die beispielsweise als Ultraschallsensoren oder Radarsensoren oder Lidarsensoren oder Videosensoren ausgebildet sein können. Es ist auch möglich eine Kombination von verschiedenen Sensortypen zu verwenden. Diese Umfeldsensorik kann vorteilhaft auch für die Erfassung von geeigneten Hindernissen in der Fahrzeugumgebung im Sinne der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Auf diese Weise muss vorteilhaft keine gesonderte Umfeldsensorik vorgesehen werden.For example, an existing sensor system of the parking assistance system can be used as environment sensor. For the detection and measurement of parking spaces as well as objects in the vehicle environment, parking assistance systems usually have distance sensors, which may be designed, for example, as ultrasonic sensors or radar sensors or lidar sensors or video sensors. It is also possible to use a combination of different sensor types. This environment sensor system can advantageously also be used for the detection of suitable obstacles in the vehicle environment in the sense of the present invention. In this way, advantageously no separate environment sensor system must be provided.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Lenkwinkel während des gesamten Anhaltemanövers immer so gewählt wird, dass sich eine maximale Verzögerung durch den Kontakt mit dem Hindernis ergibt, ohne das Risiko, das Hindernis zu überfahren. Hierdurch wird der Anhalteweg weiter verkürzt und die Sicherheit erhöht.Furthermore, it is advantageous if the steering angle during the entire stopping maneuver is always chosen so that there is a maximum delay by the contact with the obstacle, without the risk of overriding the obstacle. This further shortens the stopping distance and increases safety.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Lenkwinkel so gewählt, dass eine Felge des berührenden Rades nicht durch das Hindernis beschädigt wird. Beispielsweise können sehr flache Lenkwinkel gegen einen Bordstein ausgeschlossen werden.In a further preferred embodiment, the steering angle is selected so that a rim of the touching wheel is not damaged by the obstacle. For example, very flat steering angles can be ruled out against a curb.
Das Fahrzeug weist insbesondere mindestens ein primäres Fahrzeugbremssystem und mindestens ein Backup-Bremssystem, insbesondere eine automatische Parkbremse, auf. Bei einer erkannten Fehlfunktion des primären Fahrzeugbremssystems während eines automatisierten Park- oder Rangiermanövers wird nun bevorzugt zusätzlich das Backup-Bremssystem aktiv.In particular, the vehicle has at least one primary vehicle brake system and at least one backup brake system, in particular an automatic parking brake. In the event of a malfunction of the primary vehicle brake system during an automated parking or maneuvering maneuver, the backup braking system now preferably also becomes active.
Besonders bevorzugt wird die Orientierung des Fahrzeugs relativ zu dem Hindernis bestimmt. Abhängig von der Orientierung und von der Fahrtrichtung des Fahrzeugs kann für jeden Reifen eine zugehörige Zeitspanne geschätzt werden, bis der jeweilige Reifen in Kontakt mit dem Hindernis gebracht werden kann. Die Lenkung kann derart angesteuert werden, dass abhängig von der jeweiligen geschätzten Zeitspanne entweder ein Reifen der Vorderachse oder ein Reifen der Hinterachse in Kontakt mit dem Hindernis gebracht wird. Die Zeitspanne bis zum Kontakt eines Reifens mit dem Hindernis kann bevorzugt berechnet werden, wobei zusätzlich eine Stellgeschwindigkeit der Lenkung des Fahrzeugs berücksichtigt wird. Die Entscheidung, ob ein Reifen eines Vorderrads oder ein Reifen eines Hinterrads genutzt werden soll, kann dabei auf Basis der geschätzten Zeit bis zum Kontakt gefällt werden, wobei die kürzere Zeit bevorzugt wird. Diese Ausführungsform hat insbesondere den Vorteil, dass abhängig von der Orientierung des Fahrzeugs relativ zum Hindernis eine weitere Reduktion des Anhaltewegs erreicht werden kann. Für diese und andere Ausführungsformen der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn durch die Umfeldsensorik die genaue Orientierung des Fahrzeugs relativ zu dem Hindernis (z. B. Bordstein) erfasst wird. Die Orientierung des Fahrzeugs relativ zu dem Hindernis wird bevorzugt mittels einer Umfeldsensorik des Fahrzeugs bestimmt.Particularly preferably, the orientation of the vehicle relative to the obstacle is determined. Depending on the orientation and direction of travel of the vehicle, an associated amount of time may be estimated for each tire until the respective tire can be brought into contact with the obstacle. The steering may be controlled such that either a front axle tire or a rear axle tire is brought into contact with the obstacle depending on the respective estimated time period. The period of time until the contact of a tire with the obstacle can be preferably calculated, wherein additionally an adjustment speed of the steering of the vehicle is taken into account. The decision as to whether a tire of a front wheel or a tire of a rear wheel should be used can be made on the basis of the estimated time to contact, with the shorter time being preferred. This embodiment has the particular advantage that, depending on the orientation of the vehicle relative to the obstacle, a further reduction of the stopping distance can be achieved. For these and other embodiments of the invention, it is advantageous if the environment sensor system detects the exact orientation of the vehicle relative to the obstacle (eg curb). The orientation of the vehicle relative to the obstacle is preferably determined by means of an environment sensor system of the vehicle.
Im Fall, dass das Fahrzeug eine Hinterachslenkung aufweist und dass die Orientierung des Fahrzeugs relativ zu dem Hindernis bestimmt wird kann bevorzugt abhängig von der Orientierung des Fahrzeugs die Hinterachslenkung gegensinnig zur Lenkung der Vorderachse angesteuert werden. So kann vorteilhaft innerhalb noch kürzerer Zeit ein Kontakt zwischen einem Reifen und einem Hindernis hergestellt werden und das Fahrzeug schneller zum Stillstand gebracht werden.In the event that the vehicle has a rear axle steering and that the orientation of the vehicle is determined relative to the obstacle can preferably depending on the orientation of the vehicle, the Hinterachslenkung be driven in opposite directions to the steering of the front axle. So can be made within a relatively short time a contact between a tire and an obstacle and the vehicle can be brought to a standstill faster.
Bevorzugt wird zur Berechnung der Zeitspanne bis zum Kontakt zwischen Reifen und Hindernis zusätzlich die Stellgeschwindigkeit der Lenkung berücksichtigt. Die Stellgeschwindigkeit verursacht, dass sich eine für die jeweilige Lenkung charakteristische Zeit während des Stellvorgangs zwischen Ist- und Soll-Lenkwinkel ergibt. Es kann beispielsweise je nach Orientierung des Fahrzeugs und des Hindernis die Situation eintreten, dass durch den Stellvorgang der Lenkung ein zusätzlicher Zeitverlust entsteht. Wird die Stellgeschwindigkeit berücksichtigt, ergibt sich der Vorteil, dass der Zeitpunkt bis zum Kontakt zwischen Reifen und Hindernis noch genauer bestimmt werden kann und im Falle von Alternativen, z. B. bei der Entscheidung ob ein Kontakt mit einem Vorderrad oder einem Hinterrad hergestellt werden soll, siehe oben, die bessere Alternative noch genauer bestimmt werden kann.Preferably, to calculate the time until the contact between the tire and the obstacle, the control speed of the steering is additionally taken into account. The positioning speed causes a characteristic of the respective steering time during the adjustment between the actual and target steering angle results. Depending on the orientation of the vehicle and the obstacle, it may happen, for example, that additional time is lost as a result of the steering operation. If the positioning speed is taken into account, there is the advantage that the time to contact between tire and obstacle can be determined even more accurately and in the case of alternatives, for. As in the decision whether a contact with a front wheel or a rear wheel to be made, see above, the better alternative can be determined more accurately.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Fahrzeug vorgesehen, das zur Durchführung eines wie oben beschrieben ausgeführten Verfahrens eingerichtet ist. Das Fahrzeug weist ein Park- oder Rangierassistenzsystem auf, umfassend eine Umfeldsensorik, insbesondere eine Video-, Radar-, Ultraschall- und/oder Lidarsensorik, die eingerichtet ist, das Umfeld des Fahrzeugs hinsichtlich eines geeigneten Hindernisses, insbesondere eines Bordsteins zu überwachen. Das Fahrzeug weist außerdem eine Aktorik auf, insbesondere ein Bremsregelsystem, eine automatische Parkbremse, ein elektronischer Bremskraftverstärker, eine Integrated- Power- Brake und/oder ein Electronic Power Steering, sowie eine Steuerungseinheit, die eingerichtet ist, die Aktorik anzusteuern. Außerdem weist das Fahrzeug eine Überwachungseinheit auf, die eingerichtet ist das Park- oder Rangierassistenzsystem auf eine Fehlfunktion der Aktorik zu überwachen, sowie ein Lenksystem, welches eingerichtet ist, die Lenkung des Fahrzeugs so anzusteuern, dass zumindest ein Reifen des Fahrzeugs in Kontakt mit dem geeigneten Hindernis kommt.According to a further aspect of the invention, a vehicle is provided, which is set up to carry out a method as described above. The vehicle has a parking or maneuvering assistance system, comprising an environment sensor system, in particular a video, radar, ultrasound and / or Lidarsensorik, which is adapted to the environment of the vehicle with respect to a suitable obstacle, in particular a curb. The vehicle also has an actuator, in particular a brake control system, an automatic parking brake, an electronic brake booster, an integrated power brake and / or an electronic power steering, and a control unit which is set up to control the actuators. In addition, the vehicle has a monitoring unit which is set up to monitor the parking or maneuvering assistance system for a malfunction of the actuators, and a steering system which is set up to control the steering of the vehicle such that at least one tire of the vehicle is in contact with the appropriate one Obstacle is coming.
Das Fahrzeug weist bevorzugt ein primäres Bremssystem und mindestens ein Backup-Bremssystem auf, wobei im Falle einer Fehlerfunktion des primären Bremssystems das Backup-Bremssystem zusätzlich aktiv wird.The vehicle preferably has a primary brake system and at least one backup brake system, wherein in case of a malfunction of the primary brake system, the backup brake system becomes additionally active.
Figurenlistelist of figures
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1 stellt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens als Flussdiagramm dar.1 represents an embodiment of a method according to the invention as a flowchart. -
Die
2 a)-d ) zeigen schematisch in Draufsicht Situationen während der Durchführung eines automatischen Park- oder Manövriervorgangs.The2 a) -d ) show schematically in plan view situations during the performance of an automatic parking or maneuvering operation.
Ausführungen der ErfindungEmbodiments of the invention
In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung werden gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente gegebenenfalls verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.In the following description of the embodiments of the invention, the same elements are denoted by the same reference numerals, wherein a repeated description of these elements is optionally omitted. The figures illustrate the subject matter of the invention only schematically.
Schritt
Schritt
Gleichzeitig erfolgt in Schritt
Im Falle eines Fehlers, z.B. im primären Bremssystem, erfolgt in Schritt
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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