DE102018202905A1 - Cross-guidance method and system for a vehicle - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Querführung eines Fahrzeugs, bei dem ein Lenksystem eines Fahrwerks des Fahrzeugs angesteuert wird, und ein Querführungssystem für ein Fahrzeug. The present invention relates to a method for the transverse guidance of a vehicle, in which a steering system of a chassis of the vehicle is controlled, and a transverse guide system for a vehicle.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Querführung eines Fahrzeugs, bei dem ein Lenksystem eines Fahrwerks des Fahrzeugs angesteuert wird. Ferner betrifft die Erfindung ein Querführungssystem für ein Fahrzeug.The present invention relates to a method for the transverse guidance of a vehicle, in which a steering system of a chassis of the vehicle is controlled. Furthermore, the invention relates to a transverse guide system for a vehicle.
Zu den wichtigsten Aufgaben eines Fahrwerks eines Fahrzeugs gehört die Querführung des Fahrzeugs, d. h. die Realisierung einer von der Geradeausrichtung des Fahrzeugs abweichenden Fahrtrichtung, um ein Fahren des Fahrzeugs beispielsweise in Kurven, d. h. gekrümmten Fahrbahnabschnitten zu ermöglichen.Among the most important tasks of a chassis of a vehicle is the lateral guidance of the vehicle, d. H. the realization of a direction of travel deviating from the straight-ahead direction of the vehicle, in order, for example, to drive the vehicle in curves, i. H. To allow curved road sections.
Dazu umfasst das Fahrwerk üblicherweise ein Vorderachslenksystem mit einer fast ausschließlich als Lenkrad ausgebildeten Handhabe für einen Fahrer des Fahrzeugs, um einen Gierwinkel verschwenkbar gelagerte und an einem Rahmen des Fahrwerks gehaltene Vorderräder sowie eine Lenksäule zum Transformieren einer Drehung des Lenkrads in ein entsprechendes Gieren der Vorderräder. Durch Drehen des Lenkrads kann der Fahrer entsprechend die Vorderräder des Fahrzeugs mit einem Giermoment beaufschlagen, um das Fahrzeug durch einen Kurvenabschnitt einer Fahrbahn zu steuern. Manche Fahrzeuge umfassen alternativ oder zusätzlich ein auf Hinterräder des Fahrzeugs wirkendes Hinterachslenksystem.For this purpose, the chassis usually comprises a Vorderachslenksystem with a designed almost exclusively as a steering wheel handle for a driver of the vehicle, a yaw angle pivotally mounted and held on a frame of the chassis front wheels and a steering column for transforming a rotation of the steering wheel in a corresponding yaw of the front wheels. By turning the steering wheel, the driver can accordingly apply a yaw moment to the front wheels of the vehicle to steer the vehicle through a curved portion of a road. Some vehicles alternatively or additionally include a rear axle steering system acting on rear wheels of the vehicle.
Bei modernen Fahrzeugen ist das Vorderachslenksystem zumeist als Servolenksystem (Electric Power Steering, EPS) ausgebildet. Ein Servolenksystem umfasst einen Motor, der abhängig von einer Drehung des Lenkrads ein zusätzliches in eine Drehrichtung des Lenkrads wirkendes Drehmoment erzeugt, welches sich an den Händen des Fahrers abstützt und das Gieren der Vorderräder und damit ein Querführen, d. h. Lenken, des Fahrzeugs erleichtert.In modern vehicles, the Vorderachslenksystem is usually designed as a power steering system (Electric Power Steering, EPS). A power steering system includes a motor which generates an additional torque acting in a rotational direction of the steering wheel depending on a rotation of the steering wheel, which is supported on the driver's hands and the yawing of the front wheels and thus a transverse guiding, d. H. Steering, the vehicle easier.
Entsprechend ist auch das subjektive Erleben des Fahrers beim Lenken und das subjektive Erleben weiterer Insassen des Fahrzeugs während einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs bei der Fahrwerkskonstruktion von großem Interesse. Vor allem jedoch beeinflusst das Fahrwerk eines Fahrzeugs wesentlich eine Fahrsicherheit des Fahrzeugs, da es einerseits zum Fahren des Fahrzeugs die Fahrbahn mit Kraft beaufschlagen und andererseits auf das Fahrzeugs wirkende Gegenkräfte der Fahrbahn aufnehmen muss. Entsprechend kann ein gut abgestimmtes Fahrwerk eine präzise Querführung des Fahrzeugs ermöglichen und entsprechend die Fahrsicherheit des Fahrzeugs und einen Fahrkomfort der Insassen des Fahrzeugs erhöhen.Accordingly, the subjective experience of the driver when steering and the subjective experience of other occupants of the vehicle during cornering of the vehicle in the chassis construction of great interest. Above all, however, the chassis of a vehicle significantly influences a driving safety of the vehicle, since on the one hand, it has to apply force to the road to drive the vehicle and, on the other hand, to absorb counteracting forces of the roadway acting on the vehicle. Accordingly, a well-tuned suspension allow a precise lateral guidance of the vehicle and accordingly increase the driving safety of the vehicle and a ride comfort of the occupants of the vehicle.
So offenbart die
Bei modernen Fahrzeugen sind eine Fahrdynamik des Fahrzeugs bestimmende Funktionen in einem sogenannten Fahrdynamikregelsystem zusammengefasst, welches mit Fahrwerksaktuatoren des Fahrwerks in einem Regelkreis verbunden ist. Dabei empfangen die Fahrwerksaktuatoren Steuersignale von dem Fahrdynamikregelsystem und übermitteln mittels entsprechender Sensoren erfasste aktuelle Werte von fahrdynamischen Größen. wie Querbeschleunigung und dergleichen, an das Fahrdynam ikregelsystem.In modern vehicles driving dynamics of the vehicle determining functions are summarized in a so-called vehicle dynamics control system, which is connected to Fahrwerksaktuatoren the landing gear in a control loop. In this case, the chassis actuators receive control signals from the vehicle dynamics control system and transmit current values of driving dynamics variables detected by means of corresponding sensors. such as lateral acceleration and the like, to the driving dynamics ikregelsystem.
Die
Ein weiterer wichtiger Aspekt bei der Querführung von Fahrzeugen ist die zunehmende Ausstattung der Fahrzeuge mit einer Vielzahl von Assistenzsystemen. Spurhaltesysteme, Abstandswarnsysteme, Einparksysteme und Selbstfahrsysteme sind solche Assistenzsysteme, welche der Fahrsicherheit und/oder dem Fahrkomfort des Fahrzeugs zuträglich sind. Die genannten Assistenzsysteme sind lediglich beispielhaft genannt und bilden keine abgeschlossene Liste. Wenn ein Fahrzeug mit mehreren Lenksystemen ausgestattet ist, können unterschiedliche Assistenzsysteme auch auf verschiedene Lenksysteme einwirken, wodurch sich die Komplexität der Abstimmung des Fahrwerks entsprechend erhöht.Another important aspect in the transverse guidance of vehicles is the increasing equipment of vehicles with a variety of assistance systems. Lane keeping systems, distance warning systems, parking systems and self-driving systems are such assistance systems, which are the driving safety and / or driving comfort of the vehicle beneficial. The said assistance systems are only given by way of example and do not form a completed list. If a vehicle is equipped with multiple steering systems, different assistance systems can also affect different steering systems, thereby increasing the complexity of the tuning of the chassis accordingly.
So schlägt die
Die Komplexität eines Fahrwerks lässt sich einfacher handhaben, wenn für den Betrieb des Fahrwerks benötigte Funktions- und Regelsysteme abstrahiert, separiert und entsprechend ihren funktionalen Beziehungen untereinander derart verbunden werden, dass sie Informationen austauschen können.The complexity of a chassis is easier to handle when needed for the operation of the chassis function and control systems abstracted, separated and connected according to their functional relationships with each other so that they can exchange information.
Die
Allerdings wirkt dieses Querführungsregelsystem nur auf die Vorderachse des Fahrzeugs und steuert keine weiteren Fahrwerksaktuatoren des Fahrwerks des Fahrzeugs an. Zudem bleiben bei dem Ansteuern der Vorderachslenkung mögliche Wirkungen weiterer aktiver Fahrwerkfunktionssysteme des Fahrzeugs unberücksichtigt. Infolgedessen ist die Präzision der Querführung des Fahrzeugs verringert, wodurch es während der Fahrt des Fahrzeugs zu unerwünschten Abweichungen von der geplanten Trajektorie kommen kann.However, this transverse control system acts only on the front axle of the vehicle and does not actuate any other chassis actuators of the chassis of the vehicle. In addition, when driving the front axle steering, possible effects of further active chassis operating systems of the vehicle are not taken into account. As a result, the precision of the transverse guidance of the vehicle is reduced, which can lead to undesirable deviations from the planned trajectory while the vehicle is traveling.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Querführung eines Fahrzeugs vorzuschlagen, welches die beschriebenen Nachteile vermeidet und eine höhere Präzision der Querführung gewährleistet. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Querführungssystem für ein Fahrzeug zu schaffen.The invention is therefore based on the object to propose a method for the transverse guidance of a vehicle, which avoids the disadvantages described and ensures greater precision of the transverse guidance. Another object of the invention is to provide a lateral guidance system for a vehicle.
Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Querführung eines Fahrzeugs, bei dem ein Lenksystem, beispielsweise in Gestalt eines Servolenksystems, eines Fahrwerks des Fahrzeugs angesteuert wird. Ein Ansteuern eines Lenksystems kann gewissermaßen als elementares Querführungsverfahren für die meisten Fahrzeuge angesehen werden. Dabei kann das Lenksystem für eine manuelle Betätigung durch einen Fahrer des Fahrzeugs und/oder für eine automatische Betätigung durch ein Assistenzsystem des Fahrzeugs ausgebildet sein. Im Sinne der Erfindung kann ein Lenksystem ein Vorderachslenksystem und/oder ein Hinterachslenksystem umfassen.An object of the present invention is a method for the transverse guidance of a vehicle, in which a steering system, for example in the form of a power steering system, a chassis of the vehicle is driven. Activation of a steering system can to a certain extent be regarded as an elementary lateral guidance method for most vehicles. In this case, the steering system can be designed for manual actuation by a driver of the vehicle and / or for automatic actuation by an assistance system of the vehicle. For the purposes of the invention, a steering system may include a front axle steering system and / or a rear axle steering system.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, mindestens ein weiteres Fahrwerkfunktionssystem des Fahrwerks anzusteuern. Je mehr unterschiedliche Fahrwerkfunktionssysteme des Fahrwerks in das Querführungsverfahren einbezogen werden, desto mehr kann die Präzision der Querführung des Fahrzeugs gesteigert werden.The inventive method provides to control at least one other chassis function system of the chassis. The more different chassis function systems of the chassis are included in the lateral guidance method, the more the precision of the transverse guidance of the vehicle can be increased.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird als ein weiteres Fahrwerkfunktionssystem des Fahrwerks ein Dynamiklenksystem, ein Torque Vectoring-System und/oder ein Bremssystem (BTV) angesteuert. Diese Liste der möglichen weiteren Fahrwerkfunktionssysteme ist nicht abschließend. Das erfindungsgemäße Querführungsverfahren kann jedes derzeit oder künftig verfügbare Fahrwerkfunktionssystem einbeziehen.In a preferred embodiment of the method, a dynamic steering system, a torque vectoring system and / or a braking system (BTV) is controlled as another chassis functional system of the chassis. This list of possible other suspension function systems is not exhaustive. The transverse guidance method according to the invention can incorporate any currently or future available chassis function system.
Bei weiteren Ausführungsformen wird eine Wirkung eines Assistenzsystems des Fahrzeugs berücksichtigt. Assistenzsysteme können beispielsweise als Spurhaltesystem, Abstandswarnsystem, Einparksystem oder Selbstfahrsystem ausgebildet sein. Auch hier gilt, dass das erfindungsgemäße Querführungsverfahren jedes derzeit bekannte oder künftige Assistenzsystem eines Fahrzeugs einbeziehen kann. Durch das Einbeziehen der Assistenzsysteme eines Fahrzeugs in das Querführungsverfahren wird ein hinsichtlich der Querführung unmerkliches Wechseln zwischen unterschiedlichen Betriebsmodi des Fahrzeugs möglich. Manuelles, d.h. nicht-automatisiertes Fahren, assistiertes Fahren, teilautomatisiertes oder vollautomatisiertes Fahren können jeweils einen Betriebsmodus eines Fahrzeugs darstellen.In further embodiments, an effect of an assistance system of the vehicle is taken into account. Assistance systems can be designed, for example, as a lane keeping system, distance warning system, parking system or self-propelled system. Again, it is true that the transverse guidance method according to the invention can incorporate any currently known or future assistance system of a vehicle. By including the assistance systems of a vehicle in the transverse guidance method, it becomes possible to switch between different operating modes of the vehicle imperceptibly with regard to the lateral guidance. Manual, i. Non-automated driving, assisted driving, semi-automated or fully automated driving may each represent a mode of operation of a vehicle.
Vorteilhaft wird bei einer Ausführungsform
- - von dem Assistenzsystem des Fahrzeugs ein Sollkurs des Fahrzeugs bestimmt,
- - von einer Arbitriereinheit jeder Sollkurs priorisiert,
- - von der Arbitriereinheit entsprechend der Priorisierung ein Assistenzsystem als aktiv ausgewählt,
- - von einem Trajektorienfolgeregler (TFR) aus dem Sollkurs des aktiven Assistenzsystems ein dem Sollkurs zugeordneter Trajektorienwert bestimmt.
- determines a desired course of the vehicle by the assistance system of the vehicle,
- - prioritized by each arbitration unit,
- an assistance system is selected as active by the arbitration unit according to the prioritization,
- a trajectory value assigned to the desired course is determined by a trajectory sequence controller (TFR) from the target course of the active assistance system.
Unter einem Sollkurs wird eine Trajektorie oder eine Bahn des Fahrzeugs verstanden, welche durch einen oder mehrere Parameter definiert ist. Wenn in einem Fahrzeug mehrere Assistenzsysteme verbaut sind, welche jeweils einen Sollkurs bestimmen, entscheidet die Arbitriereinheit mittels einer Priorisierung der Assistenzsysteme, welcher Sollkurs dem Fahrwerk des Fahrwerks durch entsprechendes Verstellen von Fahrwerksaktuatoren aufgeprägt wird.A desired course is understood to be a trajectory or a path of the vehicle, which is defined by one or more parameters. If a plurality of assistance systems are installed in a vehicle, which each determine a desired course, the arbitration unit decides by means of a prioritization of the assistance systems which desired course is impressed on the chassis of the chassis by corresponding adjustment of suspension actuators.
Bei einer Ausführungsform wird als ein Sollkurs des Fahrzeugs eine Krümmung κ, eine Krümmungsänderung κ̇, eine prädiktive Krümmung κpred, ein Schwimmwinkel β, eine Spürbarkeit S und/oder eine Intensität I bestimmt. Mögliche einen Sollkurs bestimmende Parameter sind eine Krümmung κ, eine Krümmungsänderung κ̇ oder eine prädiktive Krümmung κpred der Fahrbahn. Die Spürbarkeit S kann Werte zwischen 0 und 1 bzw. zwischen 0% und 100% annehmen und bestimmt die Stärke der haptischen Rückmeldung in Form eines Handmoments, die ein Fahrer des Fahrzeugs von der Motorkraft eines Servolenksystems erhält. Die Intensität I stellt eine Stellgröße für einen Gierratenregler dar. In one embodiment, a curvature κ, a curvature change κ̇, a predictive curvature κ pred , a slip angle β, a noticeability S and / or an intensity I are determined as a desired course of the vehicle. Possible parameters determining a desired course are a curvature κ, a change in curvature κ̇ or a predictive curvature κ pred of the roadway. The sensibility S can take values between 0 and 1 or between 0% and 100% and determines the strength of the haptic feedback in the form of a manual torque which a driver of the vehicle receives from the engine power of a power steering system. The intensity I represents a manipulated variable for a yaw rate controller.
Aber auch ein beispielsweise reduzierter Schwimmwinkel β des Fahrzeugs kann von Assistenzsystemen für besondere Fahrmanöver als Parameter eines Sollkurses vorgegeben werden, beispielsweise beim Steuern des Fahrzeugs durch eine Engstelle oder an einem Hindernis vorbei. Wenn von dem Basisquerverteiler auch ein Hinterachslenksystem angesteuert wird und von einem Assistenzsystem für ein besonderes Fahrmanöver ein auf die Hinterachse bezogener Schwimmwinkel βsoll vorgegeben ist, wird ein Hinterachslenkwinkel
Bei weiteren Ausführungsformen wird
- - von einem Basisquerverteiler (BQV) aus dem bestimmten Trajektorienwert ein fahrdynamischer Parameter berechnet, und
- - von einem von einem Fahrer des Fahrzeugs betätigten Fahrdynamikregelsystem (FDR) ein fahrdynamischer Parameter berechnet.
- from a base transverse distributor (BQV) from the determined trajectory value calculates a driving dynamics parameter, and
- a vehicle dynamic parameter is calculated by a vehicle dynamics control system (FDR) actuated by a driver of the vehicle.
Der Basisquerverteiler berechnet in assistierten oder teilautomatisierten Fahrsituationen des Fahrzeugs aus dem Sollkurs des aktiven Assistenzsystems entsprechende fahrdynamische Parameter und verteilt diese an die Fahrwerkfunktionssysteme des Fahrwerks. Die Betätigung des Fahrdynamikregelsystems durch den Fahrer erfolgt durch manuelles Drehen des Lenkrads, um einen manuellen Sollkurs zu bestimmen. Der manuelle Sollkurs kann beispielsweise in Form eines Lenkwinkelsignals LWI, eines Gierwinkels ψ, eines Lenkwinkels δv und/oder einer Querbeschleunigung ay bestimmt sein. Aber auch weitere Parameter können den manuellen Sollkurs bestimmen, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen.The base transverse distributor calculates corresponding driving dynamics parameters in assisted or partially automated driving situations of the vehicle from the nominal course of the active assistance system and distributes these to the chassis operating systems of the chassis. The operation of the vehicle dynamics control system by the driver is accomplished by manually turning the steering wheel to determine a manual target heading. The manual target course can be determined, for example, in the form of a steering angle signal LWI, a yaw angle ψ, a steering angle δ v and / or a lateral acceleration a y . But other parameters can determine the manual target course, without departing from the scope of the invention.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird von dem Fahrdynamikregelsystem ein Applikationswert, insbesondere eine applizierte Gierverstärkung
Beispielsweise kann der Basisquerverteiler aus einer Kurvengeschwindigkeit v des Fahrzeugs, einer Sollkrümmung κ der Trajektorie, einer von dem Fahrdynamikregelsystem applizierten Gierverstärkung
Bei weiteren Ausführungsformen wird
- - von einer Hardwareabstraktionsschicht (HWAL) der von dem Basisquerverteiler und/oder von dem Fahrdynamikregelsystem berechnete fahrdynamische Parameter in einen aktuatorspezifischen Stellwert umgerechnet, und
- - ein Fahrwerksaktuator eines Fahrwerkfunktionssystems entsprechend dem aktuatorspezifischen Stellwert verstellt.
- - from a hardware abstraction layer (HWAL) the driving dynamic parameter calculated by the base cross distributor and / or the vehicle dynamics control system is converted into an actuator-specific control value, and
- - Adjusted a chassis actuator of a chassis function system according to the actuator-specific control value.
Die Hardwareabstraktionsschicht bildet abstrakte fahrdynamische Parameter auf entsprechende konkrete Stellwerte ab, die zum Verstellen der Fahrwerksaktuatoren erforderlich sind.The hardware abstraction layer maps abstract vehicle dynamics parameters to corresponding specific control values, which are required for adjusting the chassis actuators.
Bei einem Vorderachslenksystem (EPS) sind beispielsweise die Zahlstangenposition xZS, die Zahlstangenpositionsänderung ẋZS und die Spürbarkeit S relevante Stellgrößen. Bremssysteme können durch ein Giermoment MGier gesteuert werden. Ein Hinterachslenkwinkel δh stellt eine Stellgröße für eine Hinterachslenkung dar.In a front-axle steering system (EPS), for example, the number-bar position x ZS , the number-bar position change ẋ ZS and the noticeability S are relevant manipulated variables. Brake systems can be controlled by a yaw moment M yaw . A Hinterachslenkwinkel δ h represents a control variable for a rear axle steering.
Bei vorteilhaften Ausführungsformen werden ein von einem Fahrwerkfunktionssystem und/oder einem Fahrwerksaktuator bereitgestellter, ein fahrdynamisches Potential des Fahrwerks bestimmender Potentialwert an die Hardwareabstraktionsschicht und/oder ein aus dem Potentialwert umgerechneter Potentialwert an den Basisquerverteiler und/oder das Fahrdynamikregelsystem und/oder ein aus dem umgerechneten Potentialwert transformierter Potentialwert an den Trajektorienfolgeregler und/oder die Arbitriereinheit übermittelt. Der ein fahrdynamisches Potential des Fahrwerks bestimmender Potentialwert kann eine maximale Zahnstangenposition xZS,max, eine maximale Zahnstangenpositionsänderung ẋ̇̇̇̇̇̇ZS,max, ein maximales Giermoment MGier,max und/oder einen maximalen Hinterachslenkwinkel δh,max umfassen. Der umgerechnete Potentialwert kann einen maximalen Vorderachslenkwinkel δv,max, einen maximalen Hinterachslenkwinkel δh,max und/oder ein maximales Giermoment MGier,max umfassen. Der transformierte Potentialwert kann eine Ist-Krümmung κist, eine maximale Krümmung κmax, eine maximale Krümmungsänderung κ̇max und/oder einen Ist-Schwimmwinkel βist umfassen. Durch diesen Rückkanal erhält der Trajektorienfolgeregler erforderliche Informationen, um eine sichere Querführung bis in den fahrdynamischen Grenzbereich zu gewährleisten.In advantageous embodiments, a potential value determined by a chassis operating system and / or a chassis actuator and determining a driving dynamic potential of the chassis is sent to the hardware abstraction layer and / or a potential value converted from the potential value to the base cross distributor and / or the vehicle dynamics control system and / or a converted potential value transformed potential value to the Trajektorienfolgeregler and / or the arbitration transmitted. The potential value determining a driving dynamic potential of the chassis can comprise a maximum rack position x ZS, max , a maximum rack position change ẋ̇̇̇̇̇̇ ZS, max , a maximum yaw moment M yaw, max and / or a maximum rear axle steering angle δ h , max . The converted potential value may include a maximum front axle steering angle δ v, max , a maximum rear axle steering angle δ h , max and / or a maximum yaw moment M yaw, max . The transformed potential value may be a actual curvature κ is a maximum curvature κ max, a maximum change in curvature K max and / or an actual slip angle β include. Due to this return channel, the trajectory sequence controller receives the necessary information to ensure safe lateral guidance right into the dynamic driving range.
Alle Verfahrensschritte können von einem Betriebsmodus des Fahrzeugs, einer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs, einer Fahrsituation, einem Reibwert, einer Ausstattungsvariante, einem Fahrzeugtyp und dergleichen abhängig variabel ausgeführt werden.All method steps can be carried out variably depending on an operating mode of the vehicle, a driving speed of the vehicle, a driving situation, a coefficient of friction, an equipment variant, a vehicle type and the like.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Querführungssystem für ein Fahrzeug. Das erfindungsgemäße Querführungsystem eignet sich insbesondere zum Ausführen des vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens zur Querführung eines Fahrzeugs.The invention is also a transverse guide system for a vehicle. The transverse guide system according to the invention is particularly suitable for carrying out the above-described method according to the invention for the transverse guidance of a vehicle.
Das Querführungssystem umfasst
- - mindestens ein Assistenzsystem zum Bestimmen eines Sollkurses des Fahrzeugs,
- - eine dem mindestens einen Assistenzsystem zugeordnete Arbitriereinheit zum Auswählen eines aktiven Assistenzsytems,
- - einen Trajektorienfolgeregler zum Bestimmen eines dem von einem aktiven Assistenzsystem bestimmten Sollkurs zugeordneten Trajektorienwerts,
- - einen Basisquerverteiler zum Berechnen eines dem bestimmten Trajektorienwert zugeordneten fahrdynamischen Parameters,
- - eine Hardwareabstraktionsschicht zum Umrechnen eines fahrdynamischen Parameters in einen aktuatorspezifischen Stellwert,
- - und ein Lenksystem mit einem mittels des Stellwerts verstellbaren Fahrwerksaktuator.
- at least one assistance system for determining a target course of the vehicle,
- an arbitration unit, assigned to the at least one assistance system, for selecting an active assistance system,
- a trajectory sequence controller for determining a trajectory value associated with the target course determined by an active assistance system,
- a base cross-distributor for calculating a driving-dynamic parameter assigned to the determined trajectory value,
- a hardware abstraction layer for converting a vehicle dynamic parameter into an actuator-specific control value,
- - And a steering system with an adjustable by means of the control gear actuator.
Assistenzsysteme, wie ein Spurhaltesystem, ein Abstandswarnsystem, ein Einparksystem oder ein Selbstfahrsystem, bestimmen jeweils einen Sollkurs für das Fahrzeug. Durch die Arbitriereinheit wird aus mehreren aktiven Assistenzsystemen jederzeit das in einer Fahrsituation relevante Assistenzsystem und damit der relevante Sollkurs ausgewählt. Der Trajektorienfolgeregler ist üblicherweise als PID-Regler (Proportional Integral Derivative) ausgebildet und ermöglicht das Bestimmen fahrdynamischer Parameter aus einem vorgegebenen Sollkurs. Die Hardwareabstraktionsschicht erlaubt eine von einer konkreten Ausgestaltung der Fahrwerksaktuatoren unabhängige Implementierung der Querführungssoftware. Entsprechend macht es für die Querführungssoftware keinen Unterschied, ob ein Fahrwerksaktuator elektrisch, hydraulisch, elektro-hydraulisch oder auf andere Weise angetrieben wird. Die Hardwareabstraktionsschicht kann auch Funktionen umfassen, welche eine Fahrsicherheit des Fahrzeugs gewährleisten. Das Lenksystem des Fahrzeugs kann, wie oben ausgeführt, ein Vorderachslenksystem und/oder ein Hinterachslenksystem umfassen.Assistance systems, such as a lane keeping system, a distance warning system, a parking system or a self-propelled system, each determine a target course for the vehicle. The arbitration unit selects from among several active assistance systems at any time the assistance system that is relevant in a driving situation and thus the relevant target course. The Trajektorienfolgeregler is usually designed as a PID controller (Proportional Integral Derivative) and allows the determination of driving dynamics parameters from a predetermined target course. The hardware abstraction layer allows an implementation of the transverse guidance software which is independent of a specific embodiment of the chassis actuators. Accordingly, it makes no difference to the transverse guidance software whether a chassis actuator is electrically, hydraulically, electro-hydraulically or otherwise driven. The hardware abstraction layer may also include functions that ensure driving safety of the vehicle. As stated above, the steering system of the vehicle may include a front axle steering system and / or a rear axle steering system.
Erfindungsgemäß umfasst das Querführungssystem mindestens ein weiteres Fahrwerkfunktionssystem, das einen mittels eines Stellwerts verstellbaren Fahrwerksaktuator aufweist. Das Einbeziehen weiterer Fahrwerkfunktionssysteme in die Querführung des Fahrzeugs kann die Präzision der Querführung des Fahrzeugs weiter erhöhen.According to the invention, the transverse guidance system comprises at least one further chassis operating system which has a chassis actuator which can be adjusted by means of a control value. The inclusion of other suspension function systems in the transverse guidance of the vehicle can further increase the precision of the lateral guidance of the vehicle.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Querführungssystem ein Fahrdynamikregelsystem zum Berechnen eines einem von einem Fahrer des Fahrzeugs bestimmten Sollkurs zugeordneten fahrdynamischen Parameters. Fahrdynamikregelsysteme ermöglichen einem Fahrer des Fahrzeugs, einen Sollkurs für das Fahrzeug vorzugeben. Ein solches Fahrdynamikregelsystem ist in nahezu jedem Fahrzeug verbaut und kann in das Querführungssystem integriert werden. Auf diese Weise eignet sich das Querführungssystem zur Verwendung in Fahrzeugen unterschiedlicher Baureihen und Ausstattungsvarianten eines Fahrzeugs.In an advantageous embodiment, the transverse guidance system comprises a Vehicle dynamics control system for calculating a driving dynamic parameter associated with a desired course determined by a driver of the vehicle. Vehicle dynamics control systems allow a driver of the vehicle to specify a target heading for the vehicle. Such a vehicle dynamics control system is installed in almost every vehicle and can be integrated into the lateral guidance system. In this way, the transverse guidance system is suitable for use in vehicles of different series and equipment variants of a vehicle.
Bei weiteren Ausführungsformen umfasst das Querführungssystem ein Bussystem zum Übertragen einer Information zwischen dem Assistenzsystem, der Arbitriereinheit, dem Trajektorienfolgeregler, dem Basisquerverteiler, der Hardwareabstraktionsschicht, dem Lenksystem und/oder insbesondere dem Fahrdynamikregelsystem und/oder dem weiteren Fahrwerkfunktionssystem. In modernen Fahrzeugen sind Bussysteme implementiert, welche auch für das erfindungsgemäße Querführungssystem konfiguriert und genutzt werden können.In further embodiments, the lateral guidance system comprises a bus system for transmitting information between the assistance system, the arbitration unit, the trajectory sequence controller, the base transverse distributor, the hardware abstraction layer, the steering system and / or in particular the vehicle dynamics control system and / or the further chassis function system. In modern vehicles, bus systems are implemented, which can also be configured and used for the transverse guidance system according to the invention.
Die Erfindung ist anhand einer Ausführungsform in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung weiter beschrieben. Es zeigt:
-
1 in einem schematischen Blockdiagramm eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Querführungssystems für ein Fahrzeug.
-
1 in a schematic block diagram of an embodiment of a transverse guide system according to the invention for a vehicle.
Ferner umfasst das Querführungssystem
Das Querführungssystem
Bei dem Fahrdynamikregelsystem
Zu dem Querführungssystem
Sämtliche genannten Funktionsmodule, also die Assistenzsysteme
Während des Betriebs des Querführungssystems
Zudem werden die Wirkungen dreier Assistenzsysteme
Jedes der drei Assistenzsysteme
Der Trajektorienfolgeregler
Der Basisquerverteiler
Das Fahrdynamikregelsystem
Die Hardwareabstraktionsschicht
Die Fahrwerkfunktionssysteme
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass neben der üblichen Vorderachslenkung und ggf. einer Hinterachslenkung weitere die Querführung des Fahrzeugs beeinflussende Fahrwerkfunktionssysteme angesteuert werden können. Durch die Ansteuerung mehrerer Fahrwerkfunktionssysteme wird ein äußerst stabiles und präzises Fahrverhalten des Fahrzeugs bis in den fahrdynamischen Grenzbereich hinein gewährleistet.A significant advantage of the method according to the invention is that in addition to the usual front-axle steering and, if appropriate, a rear-axle steering system, it is possible to actuate further chassis function systems influencing the transverse guidance of the vehicle. The control of several chassis operating systems ensures a very stable and precise driving behavior of the vehicle right into the dynamic driving range.
Dabei ist das Verfahren unabhängig von der Art und der Anzahl der angesteuerten Fahrwerkfunktionssysteme. Dies ermöglicht eine Verwendung in verschiedenen Fahrzeugbaureihen und Fahrzeugausstattungsvarianten.The method is independent of the type and number of controlled suspension function systems. This allows use in various vehicle series and vehicle equipment variants.
Weiterhin ist vorteilhaft, dass das erfindungsgemäße Verfahren eine Einbindung eines vorhandenen Fahrdynamikregelsystems erlaubt, so dass ein Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens die von dem Fahrdynamikregelsystem bereitgestellte Präzision der Querführung nicht negativ beeinflusst. Abgesehen davon ist keine neue Abstimmung des vorhandenen Fahrdynamikregelsystems für unterschiedliche Betriebsmodi des Fahrzeugs erforderlich. Insbesondere eine nachträgliche Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens führt deshalb nicht zu einem für den Fahrer oder Insassen des Fahrzeugs unbekannten Fahrverhalten des Fahrzeugs.Furthermore, it is advantageous that the method according to the invention allows integration of an existing vehicle dynamics control system so that carrying out the method according to the invention does not adversely affect the precision of the lateral guidance provided by the vehicle dynamics control system. Apart from that, no new tuning of the existing vehicle dynamics control system for different operating modes of the vehicle is required. In particular, a subsequent implementation of the method according to the invention therefore does not lead to an unknown for the driver or occupants of the vehicle handling of the vehicle.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- QuerführungssystemLateral control system
- 1010
- Bussystembus system
- 100100
- Planungsschichtplanning layer
- 110110
- Assistenzsystemassistance system
- 111 111
- SollkursSet course
- 120120
- Assistenzsystemassistance system
- 121121
- SollkursSet course
- 130130
- Assistenzsystemassistance system
- 131131
- SollkursSet course
- 140140
- Fahrerdriver
- 141141
- SollkursSet course
- 200200
- BahnführungsschichtWeb guiding layer
- 210210
- Arbitriereinheitarbitration unit
- 220220
- TrajektorienfolgereglerTrajektorienfolgeregler
- 221221
- Trajektorienwerttrajectory value
- 222222
- Trajektorienwerttrajectory value
- 223223
- transformierter Potentialwerttransformed potential value
- 300300
- Fahrdynamikschichtdriving dynamics layer
- 310310
- BasisquerverteilerBased Querverteiler
- 311311
- fahrdynamischer Parameterdriving dynamics parameter
- 312312
- transformierter Potentialwerttransformed potential value
- 320320
- FahrdynamikregelsystemDriving dynamics control system
- 321321
- fahrdynamischer Parameterdriving dynamics parameter
- 322322
- Applikationswertapplication value
- 330330
- HardwareabstraktionsschichtHardware Abstraction Layer
- 331331
- Stellwertcontrol value
- 332332
- Stellwertcontrol value
- 333333
- Stellwertcontrol value
- 334334
- Stellwertcontrol value
- 335335
- umgerechneter Potentialwertconverted potential value
- 336336
- umgerechneter Potentialwertconverted potential value
- 400400
- Fahrwerksschichtsuspension layer
- 410410
- VorderachslenksystemVorderachslenksystem
- 411411
- Potentialwertpotential value
- 420420
- Bremssystembraking system
- 421421
- Potentialwertpotential value
- 430430
- HinterachslenksystemHinterachslenksystem
- 431431
- Potentialwertpotential value
- 440440
- Fahrwerkfunktionssystem mit FahrwerksaktuatorChassis function system with chassis actuator
- 441441
- Potentialwertpotential value
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102014208786 B4 [0012]DE 102014208786 B4 [0012]
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