DE102018108919A1 - Method for controlling the driving, braking and / or steering behavior of at least one motor vehicle following a preceding motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung oder Regelung des Fahr-, Brems- und/oder Lenkverhaltens wenigstens eines einem vorausfahrenden Kraftfahrzeug (2) nachfolgenden Kraftfahrzeugs (4a, 4b, 4c, 6), wobei das vorausfahrende Kraftfahrzeug (2) und das wenigstens eine nachfolgende Kraftfahrzeug (4a, 4b, 4c, 6) einen elektronisch gekoppelten Fahrzeugverband (1) bilden, bei welchem das Fahr-, Brems- und/oder Lenkverhalten des wenigstens einen nachfolgenden Kraftfahrzeugs (4a, 4b, 4c, 6, 8) abhängig von dem Fahr-, Brems- und/oder Lenkverhalten des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs (2) automatisch gesteuert oder geregelt wird, und bei welchem mittels einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation (10) eine Kommunikation zwischen dem vorausfahrenden Kraftfahrzeug (2) und dem wenigstens einen nachfolgenden Kraftfahrzeug (4a, 4b, 4c, 6, 8) stattfindet.The invention relates to a method for controlling or regulating the driving, braking and / or steering behavior of at least one preceding motor vehicle (2) following motor vehicle (4a, 4b, 4c, 6), wherein the preceding motor vehicle (2) and the at least one following motor vehicle (4a, 4b, 4c, 6) form an electronically coupled vehicle body (1), in which the driving, braking and / or steering behavior of at least one subsequent motor vehicle (4a, 4b, 4c, 6, 8) depends on the driving, braking and / or steering behavior of the preceding motor vehicle (2) is automatically controlled or regulated, and in which by means of a vehicle-to-vehicle communication (10) communication between the preceding motor vehicle (2) and the at least one following motor vehicle (4a, 4b, 4c, 6, 8) takes place.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung oder Regelung des Fahr-, Brems- und/oder Lenkverhaltens wenigstens eines einem vorausfahrenden Kraftfahrzeug nachfolgenden Kraftfahrzeug, wobei das vorausfahrende Kraftfahrzeug und das wenigstens eine nachfolgende Kraftfahrzeug einen elektronisch gekoppelten Fahrzeugverband bilden, bei welchem das Fahr-, Brems- und/oder Lenkverhalten des wenigstens einen nachfolgenden Kraftfahrzeugs abhängig von dem Fahr-, Brems- und/oder Lenkverhalten des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs automatisch gesteuert oder geregelt wird, und bei welchem mittels einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation eine Kommunikation zwischen dem vorausfahrenden Kraftfahrzeug und dem wenigstens einen nachfolgenden Kraftfahrzeug stattfindet, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a method for controlling or regulating the driving, braking and / or steering behavior of at least one motor vehicle following a preceding motor vehicle, wherein the preceding motor vehicle and the at least one subsequent motor vehicle form an electronically coupled vehicle body in which the driving, braking - And / or steering behavior of the at least one subsequent motor vehicle is automatically controlled or regulated depending on the driving, braking and / or steering behavior of the preceding motor vehicle, and in which by means of a vehicle-to-vehicle communication communication between the preceding motor vehicle and the at least one subsequent motor vehicle takes place, according to the preamble of
Die Erfindung betrifft auch einen elektronisch gekoppelten Fahrzeugverband aus einem vorausfahrenden Kraftfahrzeug und wenigstens einem dem vorausfahrenden Kraftfahrzeug nachfolgenden Kraftfahrzeug, dessen Fahr-, Brems- und/oder Lenkverhalten nach einem solchen Verfahren gesteuert oder geregelt wird, gemäß Anspruch 13.The invention also relates to an electronically coupled vehicle assembly comprising a preceding motor vehicle and at least one motor vehicle following the preceding motor vehicle whose driving, braking and / or steering behavior is controlled or regulated by such a method, according to claim 13.
Ein solcher elektronisch oder lose gekoppelter Fahrzeugverband umfasst mindestens ein erstes Kraftfahrzeug (Führungsfahrzeug) sowie ein letztes und evtl. mittlere Kraftfahrzeuge. Es ist bekannt, Kraftfahrzeuge elektronisch gekoppelt, längsgeregelt oder längs- und quergeregelt möglichst dicht hintereinander fahren zu lassen. Das jeweilige Folgekraftfahrzeug orientiert sich dabei am vorausfahrenden Kraftfahrzeug. Alle Kraftfahrzeuge sind wenigstens mit Sensoren zur Frontraumüberwachung und zur Fahrspurorientierung sowie mit Mitteln zur Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation ausgestattet. Derartige lose oder elektronisch gekoppelte Fahrzeugverbände oder Fahrzeugkolonnen von Kraftfahrzeugen werden in der Literatur im Allgemeinen als „Platoon“ bezeichnet.Such electronically or loosely coupled vehicle association includes at least a first motor vehicle (leading vehicle) and a last and possibly medium-sized motor vehicles. It is known to let motor vehicles electronically coupled, longitudinally controlled or longitudinally and cross-regulated drive as closely as possible in succession. The respective following motor vehicle is based on the preceding vehicle. All motor vehicles are equipped at least with sensors for front space monitoring and lane orientation and with means for vehicle-to-vehicle communication. Such loose or electronically coupled vehicle bodies or vehicle convoys of motor vehicles are generally referred to in the literature as "platoon".
Die Kraftfahrzeuge sind dabei beispielsweise über Fahrerassistenzsysteme zur automatischen Abstandshaltung (auch als ACC-Systeme bekannt - Adaptive Cruise Control) nicht mechanisch sondern elektronisch gekoppelt. Hierzu kann der aktuelle Abstand d des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs über einen Sensor in dem dahinter fahrenden Kraftfahrzeug bestimmt werden und auf einen vorgegebenen Sollwert, z. B. 8 m, geregelt werden. Zur Abstandsmessung können beispielsweise Radarsensoren oder Lidarsensoren verwendet werden.The vehicles are coupled, for example via driver assistance systems for automatic distance control (also known as ACC systems - Adaptive Cruise Control) not mechanically but electronically. For this purpose, the current distance d of the preceding motor vehicle can be determined via a sensor in the motor vehicle driving behind it and adjusted to a predetermined desired value, for. B. 8 m, are regulated. Radar sensors or lidar sensors can be used for distance measurement, for example.
Bei enger Kolonnenfahrt während Fahrten ab ca. 80 km/h können die Luftwiderstände der Kolonnenfahrzeuge um bis zu 30% reduziert werden. Hierbei sind typischerweise Abstände im Bereich von 8 m bis 20 m zwischen dem vorausfahrenden und dem diesen nachfolgenden Kraftfahrzeug günstig, um eine signifikante Reduktion des Luftwiderstands zu erreichen. Je kleiner die Abstände zwischen den beteiligten Kraftfahrzeugen sind, desto kleiner werden die Luftwiderstände der einzelnen Kraftfahrzeuge. Zur signifikanten Reduzierung des Luftwiderstands werden aufgrund der geringen Abstände höhere Anforderungen an die Fahrerassistenzsysteme zu automatischen Abstandshaltung gestellt.With narrow column travel during journeys starting from approx. 80 km / h the air resistances of the column vehicles can be reduced by up to 30%. In this case, distances in the range of 8 m to 20 m between the preceding vehicle and the following motor vehicle are typically favorable in order to achieve a significant reduction of the air resistance. The smaller the distances between the motor vehicles involved, the smaller the air resistance of the individual motor vehicles. To significantly reduce air resistance due to the small distances higher demands on the driver assistance systems for automatic distance maintenance.
Beispielhafte Verfahren zur elektronischen Kopplung von Fahrzeugen über Fahrerassistenzsysteme sind in
An die Steuerung und Regelung eines Fahrzeugverbands werden unter anderem die folgenden Anforderungen gestellt:
- - Einhalten eines kurzen Längsabstands der beteiligten Fahrzeuge untereinander (z.B. 8m - 20m) mit einer definierten Toleranz (Längsregelung).
- - Automatische Querführung der Folgefahrzeuge möglichst exakt in der Spur des Führungsfahrzeugs (Querregelung).
- - Sicherstellen der Stabilität des Fahrzeugverbands, d.h. insbesondere Vermeiden des „Ziehharmonika-Effekts“ (Kettenstabilität - string stability), der nicht nur zu einem erhöhten Verbrauch führt, sondern auch die Gefahr von Auffahrunfällen signifikant erhöht. Die Kettenstabilität ist dabei für Längs- und Querführung einzuhalten.
- - Kleine Änderungen in der Geschwindigkeit der vorausfahrenden Kraftfahrzeuge des Fahrzeugverbands dürfen nicht von den nachfolgenden Kraftfahrzeugen verstärkt ausgeführt werden.
- - Für die Führung in Querrichtung (Querregelung) darf es bei den nachfolgenden Kraftfahrzeugen nicht zu einem Schneiden von Kurven und damit zu einem Verlassen der Fahrspur kommen.
- - Ausreichend schnelle Bremsreaktion der Folgefahrzeuge bei starkem Bremsen des Führungsfahrzeugs zur Vermeidung von Auffahrunfällen.
- - Maintaining a short longitudinal distance between the vehicles involved (eg 8m - 20m) with a defined tolerance (longitudinal control).
- - Automatic lateral guidance of the following vehicles as accurately as possible in the track of the leading vehicle (lateral control).
- - Ensuring the stability of the vehicle body, ie in particular avoiding the "accordion effect" (chain stability - string stability), which not only leads to increased consumption, but also significantly increases the risk of rear-end collisions. The chain stability is to be observed for longitudinal and transverse guidance.
- - Small changes in the speed of the vehicles in front of the vehicle association must not be exacerbated by the following motor vehicles.
- - For the guidance in the transverse direction (transverse control) may not come in the following vehicles to a cutting of curves and thus to leave the lane.
- - Sufficiently fast braking reaction of the following vehicles with heavy braking of the leading vehicle to avoid rear-end collisions.
Ein gattungsgemäßes Verfahren ist aus
Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der oben beschriebenen Art derart weiter zu entwickeln, dass die Dynamik der Steuerung oder Regelung des Fahr-, Brems- und/oder Lenkverhaltens des elektronisch gekoppelten Fahrzeugverbands erhöht wird. Weiterhin soll auch ein elektronisch gekoppelter Fahrzeugverband aus einem vorausfahrenden Kraftfahrzeug und wenigstens einem dem vorausfahrenden Kraftfahrzeug nachfolgenden Kraftfahrzeug angegeben werden, dessen Fahr-, Brems- und/oder Lenkverhalten nach einem solchen Verfahren gesteuert oder geregelt wird.The present invention is based on the object to further develop a method of the type described above such that the dynamics of the control or regulation of the driving, braking and / or steering behavior of the electronically coupled vehicle body is increased. Furthermore, an electronically coupled vehicle combination of a preceding motor vehicle and at least one motor vehicle following the preceding vehicle should be specified, whose driving, braking and / or steering behavior is controlled or regulated by such a method.
Dese Aufgabe durch die Merkmale von Anspruch 1 und von Anspruch 13 gelöst.Dese object solved by the features of
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die Erfindung geht von einem Verfahren zur Steuerung oder Regelung des Fahr-, Brems- und/oder Lenkverhaltens wenigstens eines einem vorausfahrenden Kraftfahrzeug nachfolgenden Kraftfahrzeug aus, wobei das vorausfahrende Kraftfahrzeug und das wenigstens eine nachfolgende Kraftfahrzeug einen elektronisch gekoppelten Fahrzeugverband bilden, bei welchem
- a) das Fahr-, Brems- und/oder Lenkverhalten des wenigstens einen nachfolgenden Kraftfahrzeugs abhängig von dem Fahr-, Brems- und/oder Lenkverhalten des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs automatisch gesteuert oder geregelt wird, und bei welchem
- b) mittels einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation eine Kommunikation zwischen dem vorausfahrenden Kraftfahrzeug und dem wenigstens einen nachfolgenden Kraftfahrzeug stattfindet.
- a) the driving, braking and / or steering behavior of the at least one subsequent motor vehicle is automatically controlled or regulated depending on the driving, braking and / or steering behavior of the preceding motor vehicle, and in which
- b) by means of a vehicle-to-vehicle communication, a communication between the preceding vehicle and the at least one subsequent motor vehicle takes place.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass bei dem Verfahren
- c) in dem vorausfahrenden Kraftfahrzeug eine Gaspedalposition, eine Änderung der Gaspedalposition, eine Geschwindigkeit und/oder eine Beschleunigung einer Betätigung eines Gaspedals des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs und/oder eine Betätigungskraft des Gaspedals und/oder eine Bremspedalposition, eine Änderung der Bremspedalposition, eine Geschwindigkeit und/oder eine Beschleunigung einer Betätigung eines Bremspedals des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs und/oder eine Betätigungskraft des Bremspedals und/oder ein Lenkradwinkel, eine Änderung des Lenkradwinkels, eine Geschwindigkeit und/oder eine Beschleunigung einer Betätigung eines Lenkrads des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs und/oder eine Betätigungskraft des Lenkrads erfasst wird, und dass bei dem Verfahren
- c) in dem vorausfahrenden Kraftfahrzeug ein
- c1) von der Gaspedalposition, von der Änderung der Gaspedalposition, von der Geschwindigkeit und/oder von der Beschleunigung der Betätigung und/oder von der Betätigungskraft des Gaspedals des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs, und/oder
- c2) von der Bremspedalposition, von der Änderung der Bremspedalposition, von der Geschwindigkeit und/oder von der Beschleunigung der Betätigung und/oder von der Betätigungskraft des Bremspedals des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs, und/oder
- c3) vom Lenkradwinkel, von der Änderung des Lenkradwinkels, von der Geschwindigkeit und/oder von der Beschleunigung der Betätigung und/oder von der Betätigungskraft des Lenkrads des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs
- d) das Fahrintensionssignal von dem vorausfahrenden Kraftfahrzeug mittels der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation zu dem wenigstens einen nachfolgenden Kraftfahrzeug übermittelt wird, und wobei bei dem Verfahren dann weiterhin
- e) bei der automatischen Steuerung oder Regelung des Fahr-, Brems- und/oder Lenkverhaltens des wenigstens einen nachfolgenden Kraftfahrzeugs das Fahrintensionssignal berücksichtigt wird.
- c) in the preceding vehicle, an accelerator pedal position, a change in the accelerator pedal position, a speed and / or acceleration of an actuation of an accelerator pedal of the preceding vehicle and / or an actuating force of the accelerator pedal and / or a brake pedal position, a change in the brake pedal position, a speed and / or detecting an acceleration of operation of a brake pedal of the preceding vehicle and / or an operating force of the brake pedal and / or a steering wheel angle, a change of the steering wheel angle, a speed and / or an acceleration of an operation of a steering wheel of the preceding vehicle and / or an operating force of the steering wheel and that in the process
- c) in the preceding vehicle a
- c1) the accelerator pedal position, the change of the accelerator pedal position, the speed and / or the acceleration of the actuation and / or the actuating force of the accelerator pedal of the preceding motor vehicle, and / or
- c2) the brake pedal position, the change in the brake pedal position, the speed and / or the acceleration of the actuation and / or the actuation force of the brake pedal of the preceding motor vehicle, and / or
- c3) from the steering wheel angle, from the change of the steering wheel angle, from the speed and / or from the acceleration of the actuation and / or from the actuation force of the steering wheel of the preceding vehicle
- d) the Fahrintensionssignal is transmitted from the preceding motor vehicle by means of the vehicle-to-vehicle communication to the at least one subsequent motor vehicle, and wherein in the method then continue
- e) in the automatic control or regulation of the driving, braking and / or steering behavior of the at least one subsequent motor vehicle, the driving initiation signal is taken into account.
Eine Erfassung in dem vorausfahrenden Kraftfahrzeug der Gaspedalposition, der Änderung der Gaspedalposition, der Geschwindigkeit und/oder der Beschleunigung der Betätigung des Gaspedals erfolgt beispielsweise mit einem (meist ohnehin bereits vorhandenen) elektrischen Gaspedalsensor (z.B. Winkelsensor oder Wegsensor), welcher abhängig von einer Betätigung des Gaspedals ein Gaspedalsignal erzeugt, beispielsweise in Zusammenwirken mit einer Auswerte- oder Steuerelektronik.A detection in the preceding vehicle of the accelerator pedal position, the change of the accelerator pedal position, the speed and / or accelerating the operation of the accelerator pedal, for example, with a (usually already existing) electric accelerator pedal sensor (eg angle sensor or displacement sensor), which generates an accelerator pedal signal depending on an operation of the accelerator pedal, for example, in cooperation with an evaluation or control electronics.
Eine Erfassung in dem vorausfahrenden Kraftfahrzeug der Bremspedalposition, der Änderung der Bremspedalposition, der Geschwindigkeit und/oder der Beschleunigung der Betätigung des Bremspedals erfolgt beispielsweise mit einem (meist ohnehin bereits vorhandenen) elektrischen Bremswertgeber (z.B. Winkelsensor oder Wegsensor), welcher abhängig von einer Betätigung des Bremspedals ein Bremspedalsignal erzeugt, beispielsweise ebenfalls in Zusammenwirken mit der oder einer Auswerte- oder Steuerelektronik. Der elektrische Bremswertgeber ist dann beispielsweise in einem Fußbremsmodul integriert und misst den Betätigungsweg oder -winkel des Bremspedals.A detection in the vehicle in front of the brake pedal position, the change in the brake pedal position, the speed and / or the acceleration of the operation of the brake pedal, for example, with a (usually already existing) electric brake sensor (eg angle sensor or displacement sensor), which depends on an operation of the Brake pedal generates a brake pedal signal, for example, also in cooperation with the or an evaluation or control electronics. The electric brake value transmitter is then integrated, for example, in a foot brake module and measures the actuation travel or angle of the brake pedal.
Eine Erfassung in dem vorausfahrenden Kraftfahrzeug des Lenkradwinkels, der Änderung des Lenkradwinkels, der Geschwindigkeit und/oder der Beschleunigung der Betätigung des Lenkrads erfolgt beispielsweise mit einem (meist ohnehin bereits vorhandenen) elektrischen Lenkradwinkelsensor, welcher abhängig von einer Betätigung oder Drehung des Lenkrads aus einer Neutralposition heraus den Lenkradwinkel misst und abhängig davon ein Lenkradwinkelsignal erzeugt, beispielsweise ebenfalls in Zusammenwirken mit der oder einer Auswerte- oder Steuerelektronik.A detection in the preceding vehicle of the steering wheel angle, the change of the steering wheel angle, the speed and / or the acceleration of the operation of the steering wheel, for example, with a (usually already existing) electric steering wheel angle sensor, which depends on an operation or rotation of the steering wheel from a neutral position out the steering wheel angle measures and depending generates a steering wheel angle signal, for example, also in cooperation with the or an evaluation or control electronics.
Die Position des Gaspedals, des Bremspedals und/oder des Lenkrads kann beispielsweise bezogen auf einen Gesamtbetätigungsweg oder Gesamtbetätigungswinkel ausgehend von einer Nullstellung bis zu einer Maximalstellung beispielsweise in Prozent angegeben werden, z.B. 40% für Teillast beim Gaspedal. Die Geschwindigkeit der Betätigung des Gaspedals, des Bremspedals und/oder des Lenkrads wird dann beispielsweise in %/s erfasst, die Beschleunigung der Betätigung der Betätigung des Gaspedals, des Bremspedals und/oder des Lenkrads dann beispielsweise in %/s2.The position of the accelerator pedal, the brake pedal and / or the steering wheel, for example, based on a Gesamtbetätigungsweg or total operating angle, starting from a zero position to a maximum position, for example, in percent be given, eg 40% for partial load at the accelerator pedal. The speed of operation of the accelerator pedal, the brake pedal and / or of the steering wheel is then detected, for example, in% / s, the acceleration of the operation of the operation of the accelerator pedal, the brake pedal and / or of the steering wheel then, for example, in% / s 2.
Alternativ oder zusätzlich zu Weg- oder Winkelsensoren wird wenigstens ein Kraftsensor vorgesehen, durch welchen eine Betätigungskraft, eine zeitliche Änderung der Betätigungskraft und/oder eine zeitliche Beschleunigung der Betätigungskraft des Gaspedals, des Bremspedals und/oder des Lenkrads erfasst wird und dann betätigungskraftabhängig das Gaspedalsignal, des Bremspedalsignal und/oder das Lenkradwinkelsignal erzeugt wird.Alternatively or in addition to displacement or angle sensors, at least one force sensor is provided by which an actuating force, a change in the operating force over time and / or a temporal acceleration of the actuating force of the accelerator pedal, the brake pedal and / or the steering wheel is detected and then actuation force-dependent the accelerator pedal signal, the brake pedal signal and / or the steering wheel angle signal is generated.
Auf der Basis des Gaspedalsignals, des Bremspedalsignals und/oder des Lenkradwinkelsignals wird dann beispielsweise in der Auswerte- oder Steuerelektronik das Fahrerintensionssignal erzeugt.On the basis of the accelerator pedal signal, the brake pedal signal and / or the steering wheel angle signal, the driver's initial signal is then generated, for example, in the evaluation or control electronics.
Anstatt alle drei Signale nämlich das Gaspedalsignal, das Bremspedalsignal und das Lenkradwinkelsignal kumulativ bei der Erzeugung oder Bildung des Fahrintensionssignals heranzuziehen, können auch nur zwei dieser Signale oder auch nur eines dieser Signale für die Erzeugung des Fahrerintensionssignals herangezogen werden.Instead of using all three signals namely the accelerator pedal signal, the brake pedal signal and the steering wheel angle signal cumulatively in the generation or formation of the driving initiation signal, only two of these signals or only one of these signals can be used for the generation of the driver's intent signal.
Denkbar ist beispielsweise auch, dass das Fahrintensionssignal zusätzlich abhängig von Signalen wenigstens einer an Bord des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs angeordneten Sensoreinrichtung, welche beispielsweise wenigstens einen Raddrehzahlsensor, einen Längsbeschleunigungssensor, und/oder einen Querbeschleunigungssensor enthält, welche eine Geschwindigkeit und/oder eine Längs- und/oder Querbeschleunigung des vorausfahrenden Fahrzeugs als Reaktion oder Wirkung des vorausfahrenden Fahrzeugs auf eine Betätigung des Gas- oder Bremspedals und/oder des Lenkrads erfasst, gebildet wird.It is also conceivable, for example, for the driving initiation signal additionally to be dependent on signals from at least one sensor device arranged on board the preceding motor vehicle, which contains, for example, at least one wheel speed sensor, a longitudinal acceleration sensor, and / or a lateral acceleration sensor which has a speed and / or a longitudinal and / or Transverse acceleration of the preceding vehicle detected in response or action of the preceding vehicle to an operation of the gas or brake pedal and / or the steering wheel, is formed.
Anstatt daher wie in der oben genannten
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Maßnahmen liegen darin, dass das wenigstens eine nachfolgende Fahrzeug bereits auf eine vom Fahrer des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs durch Gaspedal-, Bremspedal- und/oder Lenkradbetätigung eingeleitete Änderung des Fahr-, Brems- und/oder Lenkverhaltens reagieren kann, bevor diese Änderung vom vorausfahrenden Kraftfahrzeug tatsächlich umgesetzt und dann erst von dort angeordneten Sensoren wie Geschwindigkeitssensoren oder Beschleunigungssensoren erfasst werden kann.The advantages of the measures according to the invention are that the at least one subsequent vehicle can already react to a change in the driving, braking and / or steering behavior initiated by the driver of the preceding motor vehicle by accelerator pedal, brake pedal and / or steering wheel actuation, before this change actually be implemented by the preceding vehicle and then detected only from there arranged sensors such as speed sensors or acceleration sensors.
Dadurch werden zeitliche Verzögerungen bedingt durch eine Umsetzung von Pedal- und/oder Lenkradbetätigungen durch den Antriebsstrang und/oder die Bremsanlage und/oder die Lenkeinrichtung des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs sowie auch zeitliche Verzögerungen in der Detektion von Auswirkungen der Gaspedal-, Bremspedal- und/oder Lenkradbetätigungen durch Sensoren (Sensordatenaufnahme, Fusion, Berechnungszyklen, Kommunikationsverzögerungen) eliminiert.As a result, time delays are caused by an implementation of pedal and / or steering wheel actuations by the drive train and / or the brake system and / or the steering device of the preceding motor vehicle as well as time delays in the detection of effects of accelerator pedal, brake pedal and / or Lenkradbetätigungen through sensors (sensor data acquisition, fusion, computation cycles, communication delays).
Die Erfindung setzt daher am frühesten Zeitpunkt an, an welchem eine Fahrerintention zur Änderung des Fahr-, Brems- und/oder Lenkverhaltens des vorausfahrenden Fahrzeugs detektierbar ist. Darauf basierend wird dann insbesondere eine Vorhersage über das sich aus der Gaspedal-, Bremspedal- und/oder Lenkradbetätigung ergebende Fahr- , Brems- und/oder Lenkverhalten des vorausfahrenden Fahrzeugs getroffen. Diese Vorhersage ermöglicht es dann, eine automatische Steuerung oder Regelung des Fahr-, Brems- und/oder Lenkverhaltens in dem wenigstens einen nachfolgenden Kraftfahrzeug zu beeinflussen oder anzupassen.Therefore, the invention starts at the earliest time at which a driver intention for Change the driving, braking and / or steering behavior of the vehicle ahead is detectable. Based on this, a prediction about the driving, braking and / or steering behavior of the preceding vehicle resulting from the accelerator pedal, brake pedal and / or steering wheel actuation is made. This prediction then makes it possible to influence or adapt an automatic control or regulation of the driving, braking and / or steering behavior in the at least one following motor vehicle.
Dadurch kann das wenigstens eine nachfolgende Kraftfahrzeug im Idealfall gleichzeitig mit dem Führungsfahrzeug sein Fahr-, Brems- und/oder Lenkverhalten automatisch anpassen und dadurch einen Aufbau eines Regelfehlers verhindern. Mathematisch gesehen bedeutet dies, dass eine Verstärkung einer Störung in Bezug zum Relativabstand, zur Relativgeschwindigkeit oder zur Relativbeschleunigung zwischen dem vorausfahrenden Kraftfahrzeug und dem wenigstens einen nachfolgenden Kraftfahrzeug reduziert und dadurch eine hohe Kettenstabilität erreicht werden kann.As a result, the at least one subsequent motor vehicle, in the ideal case, can automatically adjust its driving, braking and / or steering behavior simultaneously with the leading vehicle, thereby preventing a build-up of a control error. Mathematically speaking, this means that an amplification of a disturbance in relation to the relative distance, the relative speed or the relative acceleration between the preceding motor vehicle and the at least one following motor vehicle can be reduced, thereby achieving high chain stability.
Mit dem Verfahren kann eine kettenstabile Regelung eines elektronisch oder lose gekoppelten Fahrzeugverbands mit einer dezentralen kraftfahrzeugbezogenen automatischen Steuerung oder Regelung des Fahr-, Brems- und/oder Lenkverhaltens des wenigstens einen nachfolgenden Kraftfahrzeugs erreicht werden, auch wenn das vorausfahrende Kraftfahrzeug über keine automatische Steuerung oder Regelung seines Fahr-, Brems- und/oder Lenkverhaltens verfügt und beispielsweise ausschließlich fahrerwunschabhängig betrieben wird.With the method, a chain-stable control of an electronically or loosely coupled vehicle association can be achieved with a decentralized motor vehicle-related automatic control or regulation of the driving, braking and / or steering behavior of the at least one subsequent motor vehicle, even if the preceding motor vehicle via any automatic control or regulation has its driving, braking and / or steering behavior and is operated, for example, only driver-dependent.
Alternativ ist jedoch auch möglich, dass das vorausfahrende Kraftfahrzeug ebenfalls über eine automatische Steuerung oder Regelung seines Fahr-, Brems- und/oder Lenkverhaltens verfügt, beispielsweise in Form einer Autopiloteinrichtung, wobei aber der Fahrer des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs eine solche Steuerung oder Regelung durch Fahrereingriffe (Gas-, Bremspedal, Lenkradeingriff) überspielen oder unterdrücken kann.Alternatively, however, it is also possible that the preceding vehicle also has an automatic control or regulation of its driving, braking and / or steering behavior, for example in the form of an autopilot device, but the driver of the vehicle in front driving such a control or regulation by driver interventions ( Gas, brake pedal, steering wheel engagement) dubbing or can suppress.
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.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann basierend auf dem Fahrintensionssignal des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs eine Vorhersage in Bezug auf das künftige Fahr-, Brems- und/oder Lenkverhalten des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs getroffen werden.According to a preferred embodiment, based on the driving initiation signal of the preceding vehicle, a prediction with respect to the future driving, braking and / or steering behavior of the preceding vehicle can be made.
Es kann beispielsweise basierend auf dem Fahrintensionssignal des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs eine Geschwindigkeit und/oder eine Beschleunigung und/oder ein Ruck des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs berechnet oder geschätzt werden. Unter Ruck wird kinematisch die Ableitung der Beschleunigung nach der Zeit, also die zweite zeitliche Ableitung der Geschwindigkeit oder die dritte zeitliche Ableitung des Ortsvektors verstanden.For example, a speed and / or an acceleration and / or a jerk of the preceding motor vehicle can be calculated or estimated based on the driving initiation signal of the preceding vehicle. Under jerk kinematically the derivative of the acceleration according to the time, ie the second time derivative of the speed or the third time derivative of the position vector understood.
Beispielsweise kann die Geschwindigkeit und/oder die Beschleunigung und/oder der Ruck des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs an Bord des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs oder an Bord des wenigstens einen nachfolgenden Kraftfahrzeugs auf der Basis des übermittelten Fahrintensionssignals berechnet oder geschätzt werden.For example, the speed and / or acceleration and / or jerk of the preceding vehicle may be calculated or estimated aboard the preceding vehicle or aboard the at least one subsequent motor vehicle based on the transmitted driving intention signal.
Insbesondere kann der Ruck des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs auf der Basis der der Gaspedalposition, der erfassten Änderung der Gaspedalposition, der Geschwindigkeit und/oder der Beschleunigung der Betätigung und/oder der Betätigungskraft des Gaspedals des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs und/oder auf der Basis der Bremspedalposition, der erfassten Änderung der Bremspedalposition, der Geschwindigkeit und/oder der Beschleunigung der Betätigung und/oder der Betätigungskraft des Bremspedals des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs berechnet oder geschätzt werden. Dazu können eine zeitliche Änderung der Positionen von Gas- und/oder Bremspedal geeignet gefiltert und verstärkt, das Gaspedalsignal und das Bremspedalsignal miteinander kombiniert und daraus dann der Ruck abgeleitet werden. Dieser Ruck des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs bietet dann zusammen mit der geschätzten Beschleunigung des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs und der geschätzten Geschwindigkeit des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs eine Möglichkeit, das zukünftige Verhalten des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs für eine gewisse Zeitspanne vorherzusagen.In particular, the jerk of the preceding vehicle may be detected based on the accelerator pedal position, the sensed change in accelerator pedal position, the speed and / or the acceleration of the actuation and / or the accelerator pedal of the preceding vehicle and / or the brake pedal position Changing the brake pedal position, the speed and / or the acceleration of the actuation and / or the operating force of the brake pedal of the preceding motor vehicle can be calculated or estimated. For this purpose, a temporal change of the positions of the accelerator and / or brake pedal can be suitably filtered and amplified, the accelerator pedal signal and the brake pedal signal combined with each other and then the jerk can be derived therefrom. This jerk of the preceding vehicle, together with the estimated acceleration of the preceding vehicle and the estimated speed of the preceding vehicle, then provides a possibility to predict the future behavior of the preceding vehicle for a certain period of time.
Beispielsweise kann in dem Fahrintensionssignal, welches von dem vorausfahrenden Kraftfahrzeug auf das wenigstens eine nachfolgende Kraftfahrzeug per Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation übertragen wird, bereits eine Information über die Geschwindigkeit und/oder die Beschleunigung und/oder den Ruck des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs enthalten sein. Eine Schätzung oder Berechnung der Geschwindigkeit und/oder der Beschleunigung und/oder des Rucks des vorausfahrende Fahrzeugs auf der Basis des Gaspedalsignals und/oder des Bremspedalsignals erfolgt dann beispielsweise bereits an Bord des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs.For example, information about the speed and / or the acceleration and / or the jolt of the preceding vehicle may already be included in the driving initiation signal, which is transmitted from the preceding vehicle to the at least one subsequent motor vehicle by vehicle-to-vehicle communication. An estimate or calculation of the speed and / or the acceleration and / or the jolt of the preceding vehicle on the basis of the accelerator pedal signal and / or the brake pedal signal then takes place, for example, already aboard the preceding motor vehicle.
Beispielsweise stellt das vorausfahrende Kraftfahrzeug ein erstes führendes Kraftfahrzeug des elektronisch gekoppelten Fahrzeugverbands dar.For example, the preceding motor vehicle represents a first leading motor vehicle of the electronically coupled vehicle body.
Gemäß einer Weiterbildung kann das wenigstens eine nachfolgende Kraftfahrzeug ein dem vorausfahrenden Kraftfahrzeug unmittelbar oder mittelbar nachfolgendes Kraftfahrzeug innerhalb des elektronisch gekoppelten Fahrzeugverbands sein. Ein dem vorausfahrenden Kraftfahrzeug mittelbar nachfolgendes Kraftfahrzeug ist insbesondere ein Kraftfahrzeug zwischen welchem und dem vorausfahrenden Kraftfahrzeug noch wenigstens ein weiteres Kraftfahrzeug innerhalb des elektronisch gekoppelten Fahrzeugverbands in Fahrtrichtung gesehen angeordnet ist. Beispielsweise kann das Fahrintensionssignal des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs von diesem auf das unmittelbar nachfolgende Kraftfahrzeug und von diesem dann auf das diesem unmittelbar nachfolgende Kraftfahrzeug jeweils per Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation übertragen werden. Alternativ kann aber das Fahrintensionssignal von dem vorausfahrenden Kraftfahrzeug auch unmittelbar auf ein nachfolgendes Kraftfahrzeug per Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation übertragen werden, zwischen welchem und dem vorausfahrenden Kraftfahrzeug noch wenigstens ein weiteres Kraftfahrzeug in Fahrtrichtung des Fahrzeugverbands gesehen angeordnet ist. According to a development, the at least one subsequent motor vehicle may be a motor vehicle directly or indirectly following the preceding motor vehicle within the electronically coupled vehicle association. A motor vehicle indirectly following the preceding motor vehicle is in particular a motor vehicle between which and the preceding motor vehicle at least one further motor vehicle within the electronically coupled vehicle association is arranged seen in the direction of travel. For example, the driving initiation signal of the preceding motor vehicle can be transmitted from this to the immediately following motor vehicle and then to the motor vehicle immediately following it by vehicle-to-vehicle communication. Alternatively, however, the driving initiation signal from the preceding motor vehicle can also be transmitted directly to a following motor vehicle by vehicle-to-vehicle communication, between which and the preceding motor vehicle at least one further motor vehicle is arranged as viewed in the direction of travel of the vehicle association.
Die elektronische Kopplung des elektronisch gekoppelten Fahrzeugverbands und insbesondere zwischen dem vorausfahrenden Kraftfahrzeug und dem wenigstens einen nachfolgenden Kraftfahrzeug kann wenigstens Folgendes umfassen:
- a) ein längsführendes Fahrerassistenzsystem, welches auf der Basis eines Relativabstands und/oder einer Relativgeschwindigkeit des wenigstens einen nachfolgenden Kraftfahrzeugs in Bezug auf das vorausfahrende Kraftfahrzeug einen bestimmten Relativabstand und/oder eine bestimmte Relativgeschwindigkeit einsteuert oder einregelt wie beispielsweise eine Adaptive Cruise Control (ACC), oder
- b) ein längs- und querführendes Fahrerassistenzsystem, welches einerseits auf der Basis eines Relativabstands und/oder einer Relativgeschwindigkeit des wenigstens einen nachfolgenden Kraftfahrzeugs in Bezug auf das vorausfahrende Kraftfahrzeug einen bestimmten Relativabstand und/oder eine bestimmte Relativgeschwindigkeit einsteuert oder einregelt und durch welches andererseits das wenigstens eine nachfolgende Kraftfahrzeug einer durch das vorausfahrende Kraftfahrzeug vorgegebenen Trajektorie automatisch nachfolgt. Dann weist das wenigstens eine nachfolgende Kraftfahrzeug eine Längsregelung oder Längsführung wie auch eine Querregelung oder Querführung auf.
- a) a longitudinally guiding driver assistance system which on the basis of a relative distance and / or a relative speed of the at least one following motor vehicle with respect to the preceding motor vehicle controls or regulates a certain relative distance and / or a certain relative speed such as an Adaptive Cruise Control (ACC), or
- b) a longitudinal and transverse leading driver assistance system, which einsteuelt on the basis of a relative distance and / or a relative speed of the at least one following motor vehicle with respect to the preceding vehicle a certain relative distance and / or a certain relative speed on the one hand and on the other hand, the at least a subsequent motor vehicle automatically follows a trajectory predetermined by the preceding motor vehicle. Then, the at least one subsequent motor vehicle on a longitudinal control or longitudinal guidance as well as a transverse control or transverse guidance.
Bevorzugt erfolgt die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation drahtlos.Preferably, the vehicle-to-vehicle communication is wireless.
Bevorzugt kann das Fahrerintensionssignal zusätzlich abhängig von einer Betätigung einer Motorbremse, einer generatorischen Bremse oder eines Retarders des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs gebildet werden.Preferably, the driver's extension signal can additionally be formed depending on an actuation of an engine brake, a regenerative brake or a retarder of the vehicle in front.
Die Erfindung umfasst auch einen elektronisch gekoppelten Fahrzeugverband aus einem vorausfahrenden Kraftfahrzeug und wenigstens einem dem vorausfahrenden Kraftfahrzeug nachfolgenden Kraftfahrzeug, wobei eine Steuerung oder Regelung des Fahr-, Brems- und/oder Lenkverhaltens des wenigstens einen nachfolgenden Kraftfahrzeugs nach einem oben beschriebenen Verfahren erfolgt.The invention also encompasses an electronically coupled vehicle assembly comprising a preceding motor vehicle and at least one motor vehicle following the preceding motor vehicle, wherein control or regulation of the driving, braking and / or steering behavior of the at least one following motor vehicle takes place according to 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 Seitenansicht eines Fahrzeugverbands aus miteinander lose oder elektronisch gekoppelten Kraftfahrzeugen; -
2 eine schematische Draufsicht aufden Fahrzeugverband von 1 ; -
3 ein Ablaufschema einer bevorzugten Ausführungsform eines Verfahrens zur Steuerung oder Regelung des Fahr-, Brems- und/oder Lenkverhaltens von einem Führungsfahrzeug des Fahrzeugverbands nach1 nachfolgenden Kraftfahrzeugen; -
4 eine schematische Darstellung des Führungsfahrzeugs desFahrzeugverbands von 1 .
-
1 a schematic side view of a vehicle body of loose or electronically coupled vehicles; -
2 a schematic plan view of the vehicle association of1 ; -
3 a flowchart of a preferred embodiment of a method for controlling or regulating the driving, braking and / or steering behavior of a leading vehicle of the vehicle association according to1 subsequent motor vehicles; -
4 a schematic representation of the leading vehicle of the vehicle association of1 ,
Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment
In
Im Ausführungsbeispiel handelt es sich bei den Kraftfahrzeugen
Die Kraftfahrzeuge des Fahrzeugverbands können Daten über eine Fahrzeug-zu Fahrzeug-Kommunikation austauschen. Dabei ist in jedem Kraftfahrzeug beispielsweise eine drahtlose Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung vorhanden, jeweils mit einer Sendeeinrichtung sowie mit einer Empfangseinrichtung. Dabei kann die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung beispielsweise auch als Laser- oder Infrarotsende- und Empfangseinrichtung ausgeführt sein. Die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation, welche in
Die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation
Jedes der dem Führungsfahrzeug
Die Fahrzeug-Folgeregelungseinrichtung umfasst daher je Kraftfahrzeug
Aufgrund der Abstands-, Geschwindigkeits- und Lenkdaten, welche in jedem nachfolgenden Kraftfahrzeug
In
Dabei erfasst der wenigstens eine elektrische Drehwinkelsensor
Der elektrische Bremswertgeber
Der Lenkradwinkelsensor
Dabei kann jeweils auch eine eigene Auswerteelektronik jeweils mit dem elektrischen Drehwinkelsensor
Das Gaspedalsignal, das Bremspedalsignal sowie das Lenkradwinkelsignal werden dann hier bevorzugt in der Auswerte- und Steuerelektronik des Führungsfahrzeugs
Das Fahrintensionssignal wird mittels der drahtlosen Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung
Beispielsweise in jeder Auswerte- und Steuerelektronik eines nachfolgenden Kraftfahrzeugs
Dieses Verfahren soll nun anhand des in
In einem Schritt
Dabei werden von den Sensoren
In einem Schritt
In einem Schritt
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Fahrzeugverbandvehicle Association
- 22
- Führungsfahrzeuglead vehicle
- 4a4a
- zweites Kraftfahrzeugsecond motor vehicle
- 4b4b
- drittes Kraftfahrzeugthird motor vehicle
- 4c4c
- viertes Kraftfahrzeugfourth motor vehicle
- 66
- letztes Kraftfahrzeuglast motor vehicle
- 88th
- sechstes Kraftfahrzeugsixth motor vehicle
- 1010
- Fahrzeug-zu-Fahrzeug-KommunikationVehicle-to-vehicle communication
- 1212
- Gaspedalaccelerator
- 1414
- Bremspedalbrake pedal
- 1616
- Lenkradsteering wheel
- 1818
- DrehwinkelsensorRotation angle sensor
- 2020
- BremswertgeberBrake signal transmitter
- 2222
- LenkradwinkelsensorSteering wheel angle sensor
- 2424
- Auswerte- und SteuerelektronikEvaluation and control electronics
- 2626
- Fahrzeug-zu-Fahrzeug-KommunikationseinrichtungVehicle-to-vehicle communication device
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102007046765 A1 [0006]DE 102007046765 A1 [0006]
- EP 1569183 A2 [0006]EP 1569183 A2 [0006]
- EP 2738751 A1 [0008, 0021]EP 2738751 A1 [0008, 0021]
Claims (13)
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2018
- 2018-04-16 DE DE102018108919.8A patent/DE102018108919A1/en active Pending
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