DE102018108912A1 - Method and driver assistance system for the autonomous and driver-independent operation of a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum autonomen und fahrerunabhängigen Betrieb eines mit einer elektrisch steuerbaren Lenkeinrichtung (18) ausgestatteten Kraftfahrzeugs (4), umfassend wenigstens die folgenden Schritte: Erfassen von das Kraftfahrzeugumfeld betreffenden Umfelddaten, und dann Ermitteln eines von der momentanen Position des Kraftfahrzeugs (4) ausgehenden und im Hinblick auf eine Kollision mit Hindernissen durch das Kraftfahrzeug (4) gefahrlos befahrbaren Fahrschlauchs (8) wenigstens auf der Basis der Umfelddaten, und dann autonomes Führen des Kraftfahrzeugs (4) entlang einer ersten Trajektorie (14) von befahrbaren Trajektorien, welche sich innerhalb des gefahrlos befahrbaren Fahrschlauchs (8) befinden. Die Erfindung sieht vor, dass während des autonomen Führens des Kraftfahrzeugs (4) entlang der ersten Trajektorie (14) eine Überprüfung dahingehend durchgeführt wird, ob eine Umkippgefahr für das Kraftfahrzeug (4) in Bezug auf eine Längsachse des Kraftfahrzeugs (4) besteht, und falls das Ergebnis dieser Überprüfung ist, dass keine Umkippgefahr für das Kraftfahrzeug (4) besteht, dann wird das Kraftfahrzeug (4) entlang der ersten Trajektorie (14) autonom weitergeführt, falls aber das Ergebnis dieser Überprüfung ist, dass eine Umkippgefahr für das Kraftfahrzeug (4) besteht, dann wird mittels der elektrisch steuerbaren Lenkeinrichtung (18) ein Lenkeingriff autonom und fahrerunabhängig derart vorgenommen, dass das Kraftfahrzeug anstatt weiterhin entlang der ersten Trajektorie (14) nun entlang einer zweiten, von der ersten Trajektorie (14) verschiedenen Trajektorie (26) von befahrbaren Trajektorien innerhalb des gefahrlos befahrbaren Fahrschlauchs (8) geführt wird, wobei sich die zweite Trajektorie (26) dadurch auszeichnet, dass bei einem Führen des Kraftfahrzeugs (4) entlang der zweiten Trajektorie (26) eine geringere Umkippgefahr oder keine Umkippgefahr mehr für das Kraftfahrzeug (4) zu erwarten ist oder besteht.The invention relates to a method for the autonomous and driver-independent operation of a motor vehicle (4) equipped with an electrically controllable steering device (18), comprising at least the following steps: detecting environment data relating to the motor vehicle environment, and then determining one of the current position of the motor vehicle (4 ) and at least on the basis of environmental data, and then autonomously guiding the motor vehicle (4) along a first trajectory (14) of passable trajectories, which are located inside the safe driving lane (8). The invention provides that during the autonomous guidance of the motor vehicle (4) along the first trajectory (14) a check is made as to whether there is a risk of tipping over for the motor vehicle (4) with respect to a longitudinal axis of the motor vehicle (4), and if the result of this check is that there is no risk of tipping over for the motor vehicle (4), then the motor vehicle (4) is autonomously continued along the first trajectory (14), but if the result of this check is that a tipping over risk for the motor vehicle ( 4), then, by means of the electrically controllable steering device (18), steering intervention is autonomous and driver-independent in such a way that the motor vehicle now travels along a second trajectory (14) different from the first trajectory (14) instead of continuing along the first trajectory (14) ) is guided by passable trajectories within the safely passable driving tube (8), wherein the second trajectory (26) is distinguished by the fact that when the motor vehicle (4) is guided along the second trajectory (26), a lesser risk of tipping or no risk of overturning is to be expected or exists for the motor vehicle (4).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum autonomen und fahrerunabhängigen Betrieb eines mit einer elektrisch steuerbaren Lenkeinrichtung, mit wenigstens einer elektrisch steuerbaren Bremseinrichtung und mit einer elektrisch steuerbaren Antriebseinrichtung ausgestatteten Kraftfahrzeugs, umfassend wenigstens die folgenden Schritte: Erfassen von das Kraftfahrzeug betreffenden Egodaten und das Kraftfahrzeugumfeld betreffenden Umfelddaten, und dann Ermitteln eines von der momentanen Position des Kraftfahrzeugs ausgehenden und im Hinblick auf eine Kollision mit Hindernissen durch das Kraftfahrzeug gefahrlos befahrbaren Fahrschlauchs wenigstens auf der Basis der Umfelddaten, und dann autonomes Führen des Kraftfahrzeugs entlang einer ersten Trajektorie von befahrbaren Trajektorien, welche sich innerhalb des gefahrlos befahrbaren Fahrschlauchs befinden, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a method for the autonomous and driver-independent operation of a motor vehicle equipped with an electrically controllable steering device, with at least one electrically controllable braking device and with an electrically controllable drive device, comprising at least the following steps: detecting environmental data relating to the motor vehicle and the motor vehicle environment; and then determining a driving route starting from the current position of the motor vehicle and safely traversable by the motor vehicle with respect to a collision with obstacles at least on the basis of the surroundings data, and then autonomously guiding the motor vehicle along a first trajectory of passable trajectories which are within the safely passable driving tube, according to the preamble of
Die Erfindung betrifft auch ein Fahrzeug, welches nach einem solchen Verfahren betrieben wird, gemäß Anspruch 18.The invention also relates to a vehicle which is operated according to such a method, according to
Die Erfindung betrifft weiterhin auch ein Fahrerassistenzsystem, welches ein Kraftfahrzeug autonom und fahrerunabhängig betreibt, mit einer elektrisch steuerbaren Lenkeinrichtung, mit wenigstens einer elektrisch steuerbaren Bremseinrichtung und mit einer elektrisch steuerbaren Antriebseinrichtung umfassend weiterhin wenigstens Folgendes: Wenigstens eine Sensoreinrichtung, welche das Kraftfahrzeug betreffende Egodaten und das Kraftfahrzeugumfeld betreffende Umfelddaten erfasst, elektronische Mittel, welche mit der Sensoreinrichtung zusammen wirken und ausgebildet sind, dass sie einen von der momentanen Position des Kraftfahrzeugs ausgehenden und im Hinblick auf eine Kollision mit Hindernissen durch das Kraftfahrzeug gefahrlos befahrbaren Fahrschlauchs wenigstens auf der Basis der Umfelddaten ermitteln, und welche das Kraftfahrzeug entlang einer ersten Trajektorie von befahrbaren Trajektorien autonom führen, welche sich innerhalb des gefahrlos befahrbaren Fahrschlauchs befinden, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 9.The invention further relates to a driver assistance system, which operates a motor vehicle autonomously and driver-independently, with an electrically controllable steering device comprising at least one electrically controllable braking device and with an electrically controllable drive device further comprising at least the following: At least one sensor device, which relates the motor vehicle ego data and the Detected surrounding environment data, electronic means which cooperate with the sensor device and are designed so that they determine a starting from the current position of the motor vehicle and safe in terms of a collision with obstacles by the motor vehicle passable driving tube based at least on the environment data and which autonomously guide the motor vehicle along a first trajectory of drivable trajectories, which are located within the safely passable driving tube, according to the preamble of claim. 9
Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Fahrerassistenzsystem, gemäß Anspruch 17.The invention also relates to a motor vehicle having such a driver assistance system, according to claim 17.
Ein solches Verfahren und ein solches Fahrerassistenzsystem sind aus dem Stand der Technik bekannt.Such a method and such a driver assistance system are known from the prior art.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein Fahrerassistenzsystem der oben beschriebenen Art derart weiter zu entwickeln, dass fahrdynamisch kritische Situationen vermieden werden können.The object of the present invention is to further develop a method and a driver assistance system of the type described above in such a way that critical driving dynamics situations can be avoided.
Weiterhin soll auch ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Fahrerassistenzsystem wie auch Fahrzeug, welches nach einem solchen Verfahren betrieben wird, zur Verfügung gestellt werden.Furthermore, a motor vehicle with such a driver assistance system as well as a vehicle, which is operated according to such a method to be made available.
Diese Aufgabe durch die Merkmale von Anspruch 1, 9, 17 und 18 gelöst.This object is solved by the features of
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die Erfindung geht von einem Verfahren zum autonomen und fahrerunabhängigen Betrieb eines mit einer elektrisch steuerbaren Lenkeinrichtung, mit wenigstens einer elektrisch steuerbaren Bremseinrichtung und mit einer elektrisch steuerbaren Antriebseinrichtung ausgestatteten Kraftfahrzeugs, umfassend wenigstens die folgenden Schritte:
- a) Erfassen von das Kraftfahrzeug betreffenden Egodaten und das Kraftfahrzeugumfeld betreffenden Umfelddaten, und dann
- b) Ermitteln eines von der momentanen Position des Kraftfahrzeugs ausgehenden und im Hinblick auf eine Kollision mit Hindernissen durch das Kraftfahrzeug gefahrlos befahrbaren Fahrschlauchs wenigstens auf der Basis der Umfelddaten, und dann
- c) autonomes Führen des Kraftfahrzeugs entlang einer ersten Trajektorie von befahrbaren Trajektorien, welche sich innerhalb des gefahrlos befahrbaren Fahrschlauchs befinden.
- a) detecting surrounding the motor vehicle Egodaten and the motor vehicle environment environment data, and then
- b) determining a starting from the current position of the motor vehicle and safe in terms of a collision with obstacles by the motor vehicle passable driving tube based at least on the basis of the environment data, and then
- c) autonomous guidance of the motor vehicle along a first trajectory of passable trajectories, which are located within the safely passable driving tube.
Die Erfindung geht weiterhin aus von einem Fahrerassistenzsystem, welches ein Kraftfahrzeug autonom und fahrerunabhängig betreibt, mit einer elektrisch steuerbaren Lenkeinrichtung, mit wenigstens einer elektrisch steuerbaren Bremseinrichtung und mit einer elektrisch steuerbaren Antriebseinrichtung umfassend weiterhin wenigstens Folgendes:
- a) Wenigstens eine Sensoreinrichtung, welche das Kraftfahrzeug betreffende Egodaten und das Kraftfahrzeugumfeld betreffende Umfelddaten erfasst,
- b) elektronische Mittel, welche mit der wenigstens einen Sensoreinrichtung zusammen wirken und ausgebildet sind, dass sie einen von der momentanen Position des Kraftfahrzeugs ausgehenden und im Hinblick auf eine Kollision mit Hindernissen durch das Kraftfahrzeug gefahrlos befahrbaren Fahrschlauchs wenigstens auf der Basis der Umfelddaten ermitteln, und
- c) welche das Kraftfahrzeug entlang einer ersten Trajektorie von befahrbaren Trajektorien autonom führen, welche sich innerhalb des gefahrlos befahrbaren Fahrschlauchs befinden.
- a) at least one sensor device which records the vehicle data relating to the motor vehicle and environment data relating to the motor vehicle environment,
- b) electronic means, which cooperate with the at least one sensor device and are designed to determine a vehicle starting from the current position of the motor vehicle and safe in terms of a collision with obstacles by the motor vehicle passable driving tube based at least on the environment data, and
- c) which autonomously guide the motor vehicle along a first trajectory of passable trajectories, which are located within the safe passable driving tube.
Unter einem Kraftfahrzeug soll neben einem Einzelfahrzeug hier auch eine Kombination aus einem Zugfahrzeug und wenigstens einem Anhänger verstanden werden. Under a motor vehicle to be understood here in addition to a single vehicle here also a combination of a towing vehicle and at least one trailer.
Der im Hinblick auf eine Kollision mit Hindernissen durch das Kraftfahrzeug gefahrlos befahrbare Fahrschlauch umfasst daher eine Mehrzahl von theoretisch von dem Kraftfahrzeug gefahrlos befahrbaren Trajektorien, ohne dass es dabei zu einer Kollision mit einem Hindernis wie einem anderen Kraftfahrzeug oder einem in oder neben der Fahrbahn angeordneten oder stehenden Objekt kommt. Dieser gefahrlos befahrbare Fahrschlauch kann auch einen neben der Fahrbahn liegenden ebenfalls gefahrlos befahrbaren Bereich umfassen, welcher dann beispielsweise einen Notausweichbereich darstellt.The driving lane which can be safely driven by the motor vehicle with respect to a collision with obstacles therefore comprises a plurality of trajectories theoretically passable by the motor vehicle without causing a collision with an obstacle such as another motor vehicle or in or beside the carriageway standing object comes. This safely passable driving lane can also include a zone lying next to the lane that can also be safely driven, which then represents an emergency evasive area, for example.
Ausgangspunkt der Überlegungen der Erfindung ist, dass bei einem vollständig autonomen Betrieb des Kraftfahrzeugs ein Eingriff des Fahrers nicht mehr möglich ist und bei fahrdynamisch kritischen Situationen deshalb das die autonome Fahrt steuernde Fahrerassistenzsystem und insbesondere eine Autopiloteinrichtung fahrdynamische Korrekturen selbst vornehmen muss.The starting point of the considerations of the invention is that in a completely autonomous operation of the motor vehicle, an intervention of the driver is no longer possible and in driving dynamics critical situations therefore the autonomous driving controlling driver assistance system and in particular an autopilot device must make vehicle dynamic corrections themselves.
Eine fahrdynamisch kritische Situation bei einem autonomen Betrieb eines Kraftfahrzeugs beispielsweise durch eine Autopiloteinrichtung kann beispielsweise dadurch entstehen, dass bei einer Kurvenfahrt die Räder infolge eines hohen Fahrbahnreibwerts eine hohe Seitenführungskraft aufbauen und bei einer relativ hohen Kurvengeschwindigkeit daher eine erhöhte Umkippgefahr besteht. Auch kann ein plötzlich vor dem Kraftfahrzeug auftauchendes Hindernis, beispielsweise ein vor dem Egofahrzeug einscherendes Kraftfahrzeug dafür sorgen, dass die Autopiloteinrichtung in kurzer Zeit eine erste Trajektorie mit einem relativ großen Lenkradwinkel bzw. Lenkwinkel einstellt, welcher ebenfalls eine erhöhte Umkippgefahr in sich birgt.A driving dynamics critical situation in an autonomous operation of a motor vehicle, for example by an autopilot device, for example, arise when cornering the wheels build a high cornering force due to a high road friction coefficient and therefore at a relatively high cornering speed, there is an increased risk of tipping. Also, an obstacle suddenly appearing in front of the motor vehicle, for example a motor vehicle shattering in front of the ego vehicle, can ensure that the autopilot device adjusts a first trajectory with a relatively large steering wheel angle or steering angle in a short time, which likewise entails an increased risk of tipping over.
Gemäß dem Verfahren ist nach der Erfindung vorgesehen, dass
- d) während des autonomen Führens des Kraftfahrzeugs entlang der ersten Trajektorie eine Überprüfung dahingehend durchgeführt wird, ob eine Umkippgefahr für das Kraftfahrzeug in Bezug auf eine Längsachse des Kraftfahrzeugs besteht, und
- e1) falls das Ergebnis dieser Überprüfung ist, dass keine Umkippgefahr für das Kraftfahrzeug besteht, dann wird das Kraftfahrzeug entlang der ersten Trajektorie autonom weitergeführt,
- e2) falls aber das Ergebnis dieser Überprüfung ist, dass eine Umkippgefahr für das Kraftfahrzeug besteht, dann wird mittels der elektrisch steuerbaren Lenkeinrichtung ein Lenkeingriff autonom und fahrerunabhängig derart vorgenommen, dass das Kraftfahrzeug anstatt weiterhin entlang der ersten Trajektorie nun entlang einer zweiten, von der ersten Trajektorie verschiedenen Trajektorie von befahrbaren Trajektorien innerhalb des gefahrlos befahrbaren Fahrschlauchs geführt wird, wobei sich die zweite Trajektorie dadurch auszeichnet, dass bei einem Führen des Kraftfahrzeugs entlang der zweiten Trajektorie eine geringere Umkippgefahr oder keine Umkippgefahr mehr für das Kraftfahrzeug zu erwarten ist oder besteht.
- d) during the autonomous driving of the motor vehicle along the first trajectory, a check is made as to whether a risk of tipping over for the motor vehicle with respect to a longitudinal axis of the motor vehicle exists, and
- e1) if the result of this check is that there is no risk of tipping over for the motor vehicle, then the motor vehicle is autonomously continued along the first trajectory,
- e2) if, however, the result of this check is that there is a risk of tipping over for the motor vehicle, steering intervention is autonomously and driver-independently carried out by means of the electrically controllable steering device such that the motor vehicle now continues along a second, from the first, along the first trajectory Trajectory different trajectory of drivable trajectories is guided within the safely passable driving tube, wherein the second trajectory is characterized in that when driving the motor vehicle along the second trajectory a lower risk of tipping over or no risk of tipping over is expected or exists for the motor vehicle.
Gemäß dem Fahrerassistenzsystem ist nach der Erfindung vorgesehen, dass
- d) die elektronischen Mittel weiterhin ausgebildet sind, dass sie
- d1) wenigstens die Lenkeinrichtung elektrisch steuern oder regeln können, und
- d2) während des autonomen Führens des Kraftfahrzeugs entlang der ersten Trajektorie eine Überprüfung dahingehend durchführen, ob eine Umkippgefahr für das Kraftfahrzeug in Bezug auf eine Längsachse des Kraftfahrzeugs besteht, und
- e) dass die elektronischen Mittel weiterhin ausgebildet sind, dass sie
- e1) falls das Ergebnis dieser Überprüfung ist, dass keine Umkippgefahr für das Kraftfahrzeug besteht, das Kraftfahrzeug entlang der ersten Trajektorie autonom weiterführen, oder
- e2) falls das Ergebnis dieser Überprüfung aber ist, dass eine Umkippgefahr für das Kraftfahrzeug besteht, mittels der elektrisch steuerbaren Lenkeinrichtung einen Lenkeingriff autonom und fahrerunabhängig derart vornehmen, dass das Kraftfahrzeug anstatt weiterhin entlang der ersten Trajektorie nun entlang einer zweiten, von der ersten Trajektorie verschiedenen Trajektorie von befahrbaren Trajektorien innerhalb des gefahrlos befahrbaren Fahrschlauchs geführt wird, wobei sich die zweite Trajektorie dadurch auszeichnet, dass bei einem Führen des Kraftfahrzeugs entlang der zweiten Trajektorie eine geringere Umkippgefahr oder keine Umkippgefahr mehr für das Kraftfahrzeug zu erwarten ist oder besteht.
- d) the electronic means are further developed that they
- d1) at least electrically control or regulate the steering device, and
- d2) during the autonomous driving of the motor vehicle along the first trajectory make a check as to whether there is a risk of tipping over for the motor vehicle with respect to a longitudinal axis of the motor vehicle, and
- e) that the electronic means continue to be designed to be
- e1) if the result of this check is that there is no danger of tipping over for the motor vehicle, autonomously continue the motor vehicle along the first trajectory, or
- e2) if the result of this check is that there is a danger of tipping over for the motor vehicle, by means of the electrically controllable steering device autonomously and driver independently make a steering intervention such that the motor vehicle now continues along the first trajectory along a second, different from the first trajectory Trajectory of traversable trajectories is guided within the safely passable driving tube, wherein the second trajectory is characterized in that when driving the motor vehicle along the second trajectory is a lower risk of tipping or no risk of tipping more for the motor vehicle is expected or exists.
Umkippgefahr für das Kraftfahrzeug bedeutet für den oben beschriebenen Fall, dass unter einem Kraftfahrzeug neben einem Einzelfahrzeug auch eine Kombination aus einem Zugfahrzeug und wenigstens einem Anhänger verstanden wird, dass die Umkippgefahr dann für das Zugfahrzeug und/oder den Anhänger besteht.Tipping risk for the motor vehicle means for the case described above that a motor vehicle next to a single vehicle and a combination of a towing vehicle and at least one trailer is understood that the risk of tipping then exists for the towing vehicle and / or the trailer.
Mit anderen Worten wird, falls festgestellt wird, dass bei einer Fahrt des Kraftfahrzeugs entlang der ersten Trajektorie beispielsweise in einer Kurve eine Umkippgefahr besteht, automatisch ein Lenkeingriff beispielsweise in Richtung auf die Nullstellung oder Geradstellung des Lenkrads durchgeführt. In other words, if it is determined that during a drive of the motor vehicle along the first trajectory, for example, in a curve there is a risk of tipping over, automatically a steering intervention, for example in the direction of the zero position or straight position of the steering wheel performed.
Der Lenkeingriff erfolgt vorzugsweise durch eine Vorgabe eines Soll-Lenkwinkels, eines Soll-Lenkradwinkels oder eines über die Lenksäule oder über den Lenkaktuator wirkenden Soll-Lenkmoments, durch welchen oder durch welches eine geringere Umkippgefahr oder keine Umkippgefahr mehr für das Kraftfahrzeug zu erwarten ist.The steering intervention is preferably carried out by specifying a desired steering angle, a desired steering wheel angle or acting on the steering column or on the steering actuator target steering torque through which or by which a lower risk of tipping over or no risk of tipping more for the motor vehicle is to be expected.
Beispielsweise wird ein Lenkeingriff durchgeführt, bei welchem der dann eingestellte zweite Lenkradwinkel des Lenkrads, der dann den neuen Soll-Lenkradwinkel darstellt, in einem Bereich zwischen dem zuletzt eingestellten ersten Lenkradwinkel bei der Fahrt entlang der ersten Trajektorie und der Nullstellung oder Geradstellung des Lenkrads liegt. Dann ist der zweite Lenkradwinkel betragsmäßig kleiner als der erste Lenkradwinkel.For example, a steering intervention is performed, in which then set second steering wheel angle of the steering wheel, which then represents the new target steering wheel angle, in a range between the last set first steering wheel angle when driving along the first trajectory and the zeroing or straight-line position of the steering wheel. Then the second steering wheel angle is smaller in magnitude than the first steering wheel angle.
Darüber hinaus könnte das Lenkrad auch über die Null- oder Geradstellung hinaus verstellt werden, um das Kraftfahrzeug in die andere Richtung zu lenken, wobei dann der zweite Lenkradwinkel jenseits der Null- oder Geradstellung des Lenkrads liegt.In addition, the steering wheel could also be adjusted beyond the zero or straight position in order to steer the motor vehicle in the other direction, in which case the second steering wheel angle is beyond the zero or straight position of the steering wheel.
Wegen des dann in Richtung auf eine geringere Umkippgefahr neu eingestellten Soll-Lenkradwinkels (zweiter Lenkradwinkel) bei der Fahrt entlang der zweiten Trajektorie in Bezug zum ersten Lenkradwinkel bei der Fahrt entlang der ersten Trajektorie wird die Querbeschleunigung verringert, wodurch auch die Umkippgefahr reduziert oder beseitigt wird. Folglich tragen das erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem dazu bei, dass bei einer autonomen Fahrt eines Kraftfahrzeugs fahrdynamisch kritische Situationen vermieden werden können.Because of the then set in the direction of a lower risk of tipping new target steering wheel angle (second steering wheel angle) when driving along the second trajectory with respect to the first steering wheel angle when driving along the first trajectory, the lateral acceleration is reduced, whereby the tipping risk is reduced or eliminated , Consequently, the method according to the invention and the driver assistance system according to the invention contribute to avoiding driving-dynamics-critical situations during autonomous driving of a motor vehicle.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des ersten Aspekts der Erfindung möglich.The measures listed in the dependent claims advantageous refinements and improvements of the first aspect of the invention are possible.
Falls bei der Überprüfung, ob während des autonomen Führens des Kraftfahrzeugs entlang der ersten Trajektorie eine Umkippgefahr für das Kraftfahrzeug besteht, festgestellt wird, dass eine Umkippgefahr für das Kraftfahrzeug besteht, dann wird (werden) gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens zusätzlich durch die wenigstens eine elektrisch steuerbare Bremseinrichtung ein Bremseingriff und/oder durch die elektrisch steuerbare Antriebseinrichtung ein Eingriff in die Antriebsleistung der Antriebseinrichtung im Sinne einer Reduzierung oder Beseitigung der Umkippgefahr für das Kraftfahrzeug vorgenommen. Ein solcher Bremseingriff kann gezielt an einzelnen Rädern oder an einer Gruppe von Rädern vorgenommen werden, um ein der Umkippneigung entgegenwirkendes Giermoment zu erzeugen. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann beispielsweise die Antriebsleistung der Antriebsmaschine reduziert werden, um die Kurvengeschwindigkeit zu verringern, was ebenfalls zu einer Reduzierung der Querbeschleunigung beiträgt.If it is determined during the check whether there is a danger of tipping over for the motor vehicle during the autonomous driving of the motor vehicle along the first trajectory, it is determined according to a preferred embodiment of the method by the at least one electrically controllable braking device a brake engagement and / or by the electrically controllable drive means made an intervention in the drive power of the drive means in the sense of reducing or eliminating the risk of tipping over for the motor vehicle. Such a braking intervention can be carried out selectively on individual wheels or on a group of wheels in order to produce a yawing moment counteracting the overturning tendency. Alternatively or additionally, for example, the drive power of the prime mover can be reduced in order to reduce the cornering speed, which also contributes to a reduction of the lateral acceleration.
Dabei kann (können) nach einer Weiterbildung des Verfahrens der Lenkeingriff und der Bremseingriff und/oder der Eingriff in die Antriebsleistung der Antriebseinrichtung abhängig von den Egodaten des Kraftfahrzeugs durchgeführt werden.In this case, according to a development of the method, the steering intervention and the braking intervention and / or the intervention in the drive power of the drive device can be carried out depending on the ego data of the motor vehicle.
Als Egodaten des Kraftfahrzeugs können insbesondere wenigstens eine der folgenden Größen erfasst werden: Die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, die Raddrehzahlen der Räder des Kraftfahrzeugs, die Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs, die Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs, die Drehrate des Kraftfahrzeugs, die Rollrate des Kraftfahrzeugs, die Beladung des Kraftfahrzeugs, das Niveau des Schwerpunkts des Kraftfahrzeugs.In particular, at least one of the following variables can be detected as ego data of the motor vehicle: the speed of the motor vehicle, the wheel speeds of the wheels of the motor vehicle, the longitudinal acceleration of the motor vehicle, the lateral acceleration of the motor vehicle, the rate of rotation of the motor vehicle, the rolling rate of the motor vehicle, the loading of the motor vehicle , the level of the center of gravity of the motor vehicle.
Beispielsweise wird bei einer relativ hohen die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs bei einer Kurvenfahrt der Lenkeingriff, d.h. die Lenkradwinkelkorrektur größer ausfallen als bei einer demgegenüber geringeren Geschwindigkeit. Weiterhin resultieren auch eine relativ hohe Beladung des Kraftfahrzeugs sowie ein relativ hohes Niveau des Schwerpunkts des Kraftfahrzeugs in einer erhöhten Umkippneigung. Deshalb werden unter solchen Randbedingungen der Lenkeingriff und optional der Bremseingriff und/oder der Eingriff in die Antriebsleistung der Antriebsmaschine entsprechend umfangreich ausfallen.For example, at a relatively high speed of the motor vehicle when cornering, the steering intervention, i. the steering wheel angle correction will be greater than at a lower speed. Furthermore, a relatively high load of the motor vehicle as well as a relatively high level of the center of gravity of the motor vehicle result in an increased tendency to overturn. Therefore, under such conditions, the steering intervention and optionally the braking intervention and / or the intervention in the drive power of the prime mover will be correspondingly extensive.
Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass
- a) bei der Überprüfung, ob während des autonomen Führens des Kraftfahrzeugs der ersten Trajektorie eine Umkippgefahr für das Kraftfahrzeug besteht, ermittelt oder geschätzt wird, ob insbesondere beim Befahren einer Kurve eine kippkritische Querbeschleunigung durch eine anhand der Egodaten ermittelten oder geschätzten Ist-Querbeschleunigung überschritten wird, und
- b1) falls dies der Fall ist, dann wird auf das Bestehen einer Umkippgefahr für das Kraftfahrzeug geschlossen, und
- b2) falls dies aber nicht der Fall ist, dann wird auf ein Nichtbestehen einer Umkippgefahr für das Kraftfahrzeug geschlossen.
- a) when checking whether there is a Umkippgefahr for the motor vehicle during autonomous driving of the motor vehicle of the first trajectory, is determined or estimated, especially if when driving a curve a kippkritische lateral acceleration is exceeded by a determined based on the ego data or estimated actual lateral acceleration , and
- b1) if this is the case, then it is concluded that there is a risk of overturning for the motor vehicle, and
- b2) if this is not the case, then it is concluded that there is no risk of tipping over for the motor vehicle.
Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens kann zusätzlich vorgesehen sein, dass wenn festgestellt wird, dass insbesondere beim Befahren einer Kurve die kippkritische Querbeschleunigung durch eine anhand der Egodaten ermittelten oder geschätzten Ist-Querbeschleunigung überschritten wird, an wenigstens einem Rad des Kraftfahrzeugs eine Testbremskraft aufgebracht und anhand eines sich dann einstellenden Radbremsschlupfs an dem wenigstens einen Rad und/oder anhand einer sich dann einstellenden Raddrehzahl an dem wenigstens einen Rad und/oder anhand einer dann von einem inaktiven Zustand in einen aktiven Zustand übergehenden Bremsschlupfregelung an dem wenigstens einen Rad auf das Bestehen einer Umkippgefahr für das Kraftfahrzeug geschlossen werden. Dabei kann das wenigstens eine Rad ein kurveninneres Rad der von dem Kraftfahrzeug befahrenen Kurve sein. Eine Variante dieser Weiterbildung geht daher davon aus, dass das Kraftfahrzeug mit einer Bremsschlupfregelung ausgestattet ist.According to a further development of the method, it can additionally be provided that when it is determined that the overturning critical acceleration is exceeded by an actual lateral acceleration determined or estimated on the basis of the ego data, a test braking force is applied to at least one wheel of the motor vehicle and based on a then adjusting Radbremsschlupfs on the at least one wheel and / or based on a then adjusting wheel speed on the at least one wheel and / or based on a then from an inactive state to an active state transitional brake slip control on the at least one wheel to the existence of a risk of tipping over the motor vehicle is closed. In this case, the at least one wheel may be a curve-internal wheel of the curve traveled by the motor vehicle. A variant of this development is therefore based on the fact that the motor vehicle is equipped with a brake slip control.
Wenn daher festgestellt wird, dass insbesondere bei einer (festgestellten) Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs die Ist-Querbeschleunigung eine kippkritische Querbeschleunigung überschreitet und optional zusätzlich beispielsweise das ABS an wenigstens einem kurveninneren Rad automatisch aktiviert wird, weil der Radbremsschlupf aufgrund der dann geringen Radaufstandskraft zunimmt, so lässt dies auf ein Bestehen einer Umkippgefahr für das Kraftfahrzeug schließen.Therefore, if it is determined that in particular during a (determined) cornering of the motor vehicle, the actual lateral acceleration exceeds a critical lateral acceleration and optionally additionally, for example, the ABS is automatically activated on at least one inside wheel, because the wheel brake slip increases due to the then small Radaufstandskraft so leaves this is indicative of an existence of a risk of tipping over for the motor vehicle.
Weiterhin kann nach einer Weiterbildung des Verfahrens das Ermitteln des gefahrlos befahrbaren Fahrschlauchs ein Ermitteln von Grenztrajektorien für das Kraftfahrzeug beinhalten, welche den Fahrschlauch begrenzen und jeweils Teil von ihm sind. Diese Grenztrajektorien werden beispielsweise durch Fahrbahn- oder Fahrspurbegrenzungen gebildet, wobei auch ein Sicherheitsabstand zwischen den Grenztrajektorien und den Fahrbahn- oder Fahrspurbegrenzungen vorgesehen werden kann. Alternativ kann wenigstens eine Grenztrajektorie aber auch außerhalb der Fahrbahn liegen, wenn das Kraftfahrzeug bis dorthin gefahrlos d.h. hindernisfrei fahren kann.Furthermore, according to a further development of the method, the determination of the safely passable driving tube may include determining border trajectories for the motor vehicle, which limit the driving tube and are each part of it. These Grenztrajektorien be formed for example by lane or lane boundaries, with a safety margin between the Grenztrajektorien and the lane or lane boundaries can be provided. Alternatively, at least one Grenztrajektorie but also lie outside the road, when the motor vehicle is safe up to there. can drive without obstacles.
Bevorzugt kann nach einer Weiterbildung des Verfahrens als erste Trajektorie eine Idealtrajektorie herangezogen, welche im Hinblick auf wenigstens eines der folgenden Kriterien eine vorgegebene Mindestanforderung erfüllt oder überschreitet: Fahrzeit, Fahrstrecke, Kraftstoffverbrauch, Verschleiß und/oder Fahrsicherheit. Diese Idealtrajektorie liegt beispielsweise etwa in der Mitte einer Fahrspur einer Fahrbahn. Diese Idealtrajektorie muss allerdings verlassen werden, wenn eine nicht tolerierbare Umkippgefahr beim Befahren durch das Kraftfahrzeug vorliegt.Preferably, according to a development of the method, the first trajectory used is an ideal trajectory which fulfills or exceeds a predefined minimum requirement with regard to at least one of the following criteria: travel time, route, fuel consumption, wear and / or driving safety. For example, this ideal trajectory lies approximately in the middle of a lane of a roadway. However, this ideal trajectory must be abandoned if there is an intolerable risk of tipping when driving through the motor vehicle.
Gemäß einer Weiterbildung des Fahrerassistenzsystems sind die elektronischen Mittel ausgebildet, dass sie
- a) die wenigstens eine elektrisch steuerbare Bremseinrichtung und/oder die elektrisch steuerbare Antriebseinrichtung steuern oder regeln können, und
- b) dass falls sie bei der Überprüfung, ob während des autonomen Führens des Kraftfahrzeugs entlang der ersten Trajektorie eine Umkippgefahr für das Kraftfahrzeug besteht, feststellen, dass eine Umkippgefahr für das Kraftfahrzeug besteht, dann steuern oder regeln sie zusätzlich die wenigstens eine elektrisch steuerbare Bremseinrichtung durch einen Bremseingriff und/oder die elektrisch steuerbare Antriebseinrichtung durch einen Eingriff in die Antriebsleistung im Sinne einer Reduzierung oder Beseitigung der Umkippgefahr für das Kraftfahrzeug.
- a) the at least one electrically controllable braking device and / or the electrically controllable drive device can control or regulate, and
- b) that, if it finds in the review of whether during the autonomous driving of the motor vehicle along the first trajectory Umkippgefahr for the motor vehicle, that a Umkippgefahr for the motor vehicle, then they control or regulate additionally the at least one electrically controllable braking device a braking intervention and / or the electrically controllable drive means by an intervention in the drive power in the sense of reducing or eliminating the risk of tipping over for the motor vehicle.
Weiterhin können bei dem Fahrerassistenzsystem die elektronischen Mittel ausgebildet sein, dass der Lenkeingriff und der Bremseingriff und/oder der Eingriff in die Antriebsleistung der Antriebseinrichtung abhängig von den Egodaten des Kraftfahrzeugs durchgeführt werden.Furthermore, in the driver assistance system, the electronic means may be designed such that the steering intervention and the braking intervention and / or the engagement in the drive power of the drive device are performed depending on the ego data of the motor vehicle.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Fahrerassistenzsystems ist die Sensoreinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie als Egodaten des Kraftfahrzeugs wenigstens eine der folgenden Größen erfasst: Die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, die Raddrehzahlen der Räder des Kraftfahrzeugs, die Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs, die Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs, die Drehrate des Kraftfahrzeugs, die Rollrate des Kraftfahrzeugs, die Beladung des Kraftfahrzeugs, das Niveau des Schwerpunkts des Kraftfahrzeugs.According to a preferred embodiment of the driver assistance system, the sensor device is designed such that it detects at least one of the following variables as ego data of the motor vehicle: the speed of the motor vehicle, the wheel speeds of the wheels of the motor vehicle, the longitudinal acceleration of the motor vehicle, the lateral acceleration of the motor vehicle, the rotation rate of the motor vehicle, the roll rate of the motor vehicle, the loading of the motor vehicle, the level of the center of gravity of the motor vehicle.
Weiterhin können gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Fahrerassistenzsystems die elektronischen Mittel ausgebildet sein, dass
- a) sie bei der Überprüfung, ob während des autonomen Führens des Kraftfahrzeugs der ersten Trajektorie eine Umkippgefahr für das Kraftfahrzeug besteht, ermitteln oder schätzen, ob insbesondere beim Befahren einer Kurve eine kippkritische Querbeschleunigung durch eine anhand der Egodaten ermittelten oder geschätzten Ist-Querbeschleunigung überschritten wird, und
- b1) falls sie feststellen, dass dies der Fall ist, auf das Bestehen einer Umkippgefahr für das Kraftfahrzeug schließen, und
- b2) falls sie aber feststellen, dass dies nicht der Fall ist, auf ein Nichtbestehen einer Umkippgefahr für das Kraftfahrzeug schließen.
- a) they determine or estimate whether, when driving a curve, a tilt-critical lateral acceleration is exceeded by an actual lateral acceleration determined or estimated on the basis of the ego data when checking whether there is a risk of tipping over during the autonomous driving of the motor vehicle of the first trajectory , and
- (b1) if they find that this is the case, conclude that there is a risk of overturning the vehicle, and
- b2) if they conclude that this is not the case, conclude that there is no risk of overturning the motor vehicle.
Gemäß einer Weiterbildung können die elektronischen Mittel zusätzlich ausgebildet sein, dass sie falls sie feststellen, dass insbesondere beim (festgestellten) Befahren der Kurve eine kippkritische Querbeschleunigung durch die anhand der Egodaten ermittelten oder geschätzten Ist-Querbeschleunigung überschritten wird, wenigstens eine elektrisch steuerbare Bremseinrichtung veranlassen, an wenigstens einem Rad des Kraftfahrzeugs eine Testbremskraft aufzubringen und dann anhand eines sich dann einstellenden Radbremsschlupfs an dem wenigstens einen Rad und/oder anhand einer sich dann einstellenden Raddrehzahl an dem wenigstens einen Rad und/oder anhand einer dann von einem inaktiven Zustand in einen aktiven Zustand übergehenden Bremsschlupfregelung an dem wenigstens einen Rad auf das Bestehen einer Umkippgefahr für das Kraftfahrzeug schließen. Dabei ist das wenigstes eine Rad bevorzugt ein kurveninneres Rad der von dem Kraftfahrzeug befahrenen Kurve. According to a development, the electronic means may additionally be designed such that, if they determine that, in particular during the (determined) driving on the curve, a critical lateral acceleration is exceeded by the actual lateral acceleration determined or estimated on the basis of the ego data, at least one electrically controllable braking device causes on at least one wheel of the motor vehicle to apply a test braking force and then based on a then adjusting Radbremsschlupfs on the at least one wheel and / or based on a then adjusting wheel speed on the at least one wheel and / or then one of an inactive state to an active state passing brake slip control on the at least one wheel on the existence of a risk of tipping over for the motor vehicle. In this case, the least one wheel is preferably a curve-internal wheel of the curve traveled by the motor vehicle.
Auch können die elektronischen Mittel bei dem Fahrerassistenzsystem ausgebildet sein, dass das Ermitteln des gefahrlos befahrbaren Fahrschlauchs ein Ermitteln von Grenztrajektorien für das Kraftfahrzeug beinhaltet, welche den Fahrschlauch begrenzen und jeweils Teil von ihm sind.Also, the electronic means may be formed in the driver assistance system, that the determination of the safely passable driving tube includes determining Grenztrajektorien for the motor vehicle, which limit the travel tube and are each part of it.
Auch können bei dem Fahrerassistenzsystem die elektronischen Mittel ausgebildet sein, dass sie als erste Trajektorie eine Idealtrajektorie heranziehen, welche im Hinblick auf wenigstens eines der folgenden Kriterien eine vorgegebene Mindestanforderung erfüllt oder überschreitet: Fahrzeit, Fahrstrecke, Kraftstoffverbrauch, Verschleiß und/oder Fahrsicherheit.Also in the driver assistance system, the electronic means may be designed such that they use as the first trajectory an ideal trajectory which meets or exceeds a predetermined minimum requirement with regard to at least one of the following criteria: travel time, route, fuel consumption, wear and / or driving safety.
Die Erfindung umfasst auch Kraftfahrzeug mit einem oben beschriebenen Fahrerassistenzsystem sowie auch ein Kraftfahrzeug, welches durch ein oben beschriebenes Verfahren betrieben wird.The invention also includes motor vehicles with a driver assistance system described above, as well as a motor vehicle, which is operated by a method described above.
Figurenlistelist of figures
Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
-
1 eine schematische Darstellung eines Fahrerassistenzsystems eines Kraftfahrzeugs gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; -
2 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs, welches gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eines Verfahrens nach der Erfindung betrieben wird; -
3 eine Rückansicht desKraftfahrzeugs von 2 ; -
4 ein Ablaufplan der bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens.
-
1 a schematic representation of a driver assistance system of a motor vehicle according to a preferred embodiment of the invention; -
2 a schematic representation of a motor vehicle, which is operated in accordance with a preferred embodiment of a method according to the invention; -
3 a rear view of the motor vehicle of2 ; -
4 a flowchart of the preferred embodiment of the method.
Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment
Auf der Basis der Umfelddaten ermittelt dann die Autopilot-Steuereinrichtung
Die Autopilot-Steuereinrichtung
Hierzu sind die Recheneinheit
Darüber hinaus ist an dem Kraftfahrzeug
Zur Erfassung der Ego-Daten weist die Ego-Sensoreinrichtung
In dem hier vorliegenden Ausführungsbeispiel sei angenommen, dass ein Querbeschleunigungssensor der EGO-Sensoreinrichtung
Weiterhin sind in der Recheneinheit
Diese Überprüfung schließt hier beispielsweise eine Überprüfung dahingehend ein, ob die durch den Querbeschleunigungssensor erfasste Ist-Querbeschleunigung
All dies soll hier beispielsweise zutreffen, weil beispielsweise der Reibwert der rechten Fahrspur
Zur Vermeidung des Umkippens verhindert nun die Recheneinheit
Der neue zweiten Soll-Lenkradwinkel führt dazu, dass sich das Kraftfahrzeug
Der vergrößerte Kurvenradius der zweiten Trajektorie
Zusätzlich kann die Recheneinheit
Im Schritt
Falls das Ergebnis dieser Überprüfung ist, dass keine Umkippgefahr für das Kraftfahrzeug
Falls das Ergebnis dieser Überprüfung ist, dass eine Umkippgefahr für das Kraftfahrzeug
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- FahrerassistenzsystemDriver assistance system
- 22
- Autopilot-SteuereinrichtungAutopilot controller
- 44
- Kraftfahrzeugmotor vehicle
- 66
- Umfeld-SensoreinrichtungEnvironment-sensor device
- 88th
- Fahrschlauchdriving tube
- 1010
- Fahrspurlane
- 1212
- Fahrbahnroadway
- 1414
-
Idealtrajektorie (
1 .Trajektorie)Ideal trajectory (1 .Trajektorie) - 1616
- Recheneinheitcomputer unit
- 1818
- Lenkeinrichtungsteering device
- 2020
- Rad-BremseinrichtungenWheel brake devices
- 2222
- Datenbusbus
- 2424
- Signalleitungensignal lines
- 2626
- zweite Trajektoriesecond trajectory
- 2828
- Radwheel
- 3030
- Schwerpunktmain emphasis
- 3232
- Ego-SensoreinrichtungEgo-sensor device
- 3434
- Pfeilearrows
Claims (18)
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DE102018108912.0A DE102018108912B4 (en) | 2018-04-16 | 2018-04-16 | Method and driver assistance system for autonomous and driver-independent operation of a motor vehicle |
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DE102018108912.0A DE102018108912B4 (en) | 2018-04-16 | 2018-04-16 | Method and driver assistance system for autonomous and driver-independent operation of a motor vehicle |
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ID=68052958
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DE102018108912.0A Active DE102018108912B4 (en) | 2018-04-16 | 2018-04-16 | Method and driver assistance system for autonomous and driver-independent operation of a motor vehicle |
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DE102018108912B4 (en) | 2024-09-26 |
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