DE102015205650A1

DE102015205650A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Regelung einer die Fahrzeuglängsdynamik eines sich in einem Untersteuerzustandes befindenden Kraftfahrzeugs beschreibenden Größe während einer Kurvenfahrt

Info

Publication number: DE102015205650A1
Application number: DE102015205650.3A
Authority: DE
Inventors: Benjamin Baust; Patrick Lott
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2015-03-27
Filing date: 2015-03-27
Publication date: 2016-09-29
Also published as: WO2016156013A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung einer die Fahrzeuglängsdynamik eines sich in einem Untersteuerzustandes befindenden Kraftfahrzeugs beschreibenden Größe während einer Kurvenfahrt, bei dem – mittels einer die Fahrzeugumgebung erfassenden Umfeldsensorik oder mittels einer in einer Datenbank hinterlegten Karte der Kurvenradius der vorliegenden Kurve erfasst wird, – anhand des ermittelten Kurvenradius ein Sollradius für die Fahrzeugtrajektorie ermittelt wird – das Vorliegen eines untersteuernden Fahrzustandes erfasst wird und – bei Vorliegen eines untersteuernden Fahrzustandes eine fahrerunabhängige Fahrzeugverzögerung oder Fahrzeugbeschleunigung so durchgeführt wird, dass der Radius der Fahrzeugtrajektorie dem Sollradius entspricht.

Description

Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik bekannt sind Fahrerassistenzsysteme mit Videokameras bzw. Radar, die mit entsprechenden Algorithmen Hindernisse sowie Fahrbahnränder erkennen können.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung einer die Fahrzeuglängsdynamik eines sich in einem Untersteuerzustandes befindenden Kraftfahrzeugs beschreibenden Größe während einer Kurvenfahrt, bei dem

– mittels einer die Fahrzeugumgebung erfassenden Umfeldsensorik oder mittels einer in einer Datenbank hinterlegten Karte der Kurvenradius der vorliegenden Kurve erfasst wird,
– anhand des ermittelten Kurvenradius ein Sollradius für die Fahrzeugtrajektorie ermittelt wird
– das Vorliegen eines untersteuernden Fahrzustandes erfasst wird und
– bei Vorliegen eines untersteuernden Fahrzustandes eine fahrerunabhängige Fahrzeugverzögerung oder Fahrzeugbeschleunigung so durchgeführt wird, dass der Radius der Fahrzeugtrajektorie dem Sollradius entspricht.

Dadurch wird dem Fahrzeug eine sichere Spurhaltung während eines untersteuernden Fahrzustandes erleichtert.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kurvenradius anhand einer Detektion der Fahrbahnmarkierungen ermittelt wird. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass die Fahrbahnmarkierungen möglicherweise von anderen Sicherheitssystemen erfasst werden oder mitverwendet werden können.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die erforderliche Änderung des Radius der Fahrzeugtrajektorie zur Erreichung des Sollradius anhand der Beziehung
ermittelt wird, wobei v_x die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit, a_y die Fahrzeugquerbeschleunigung und ∆R die erforderliche Änderung des Radius der Fahrzeugtrajektorie kennzeichnen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der vor dem Fahrzeug liegende Kurvenradius und der Sollradius fortlaufend ermittelt werden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass ermittelt wird, ob sich Gegenverkehr auf der Gegenfahrbahn befindet und dass im Falle von Gegenverkehr der Sollradius derart bestimmt wird, dass die Fahrzeugtrajektorie die Gegenfahrbahn nicht berührt oder überschneidet.
Weiter umfasst die Erfindung eine Vorrichtung, enthaltend Mittel, die zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren ausgestaltet sind. Dabei handelt es sich insbesondere um ein Steuergerät, in welchem der Programmcode zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren hinterlegt ist.
Die Zeichnung umfasst die 1 und 2.
1 zeigt eine Darstellung der Radiusänderung der Trajektorie als Funktion der Fahrzeugverzögerung.
2 zeigt einen Vergleich zwischen dem möglichen Kurvenverhalten eines Fahrzeugs ohne adaptive Einbeziehung des tatsächlichen Kurvenradius und mit adaptiver Einbeziehung des tatsächlichen Kurvenradius des Fahrbahnverlaufs.
Während der Kurvenfahrt eines Kraftfahrzeugs ergibt sich der Kurvenradius R der Fahrzeugtrajektorie gemäß der Beziehung
Dabei ist v_x die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit und a_y die Fahrzeugquerbeschleunigung.
Findet während der Kurvenfahrt eine Fahrzeugverzögerung statt, dann stellt sich durch die Fahrzeugverzögerung eine Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit sowie der Fahrzeugquerbeschleunigung ein und damit stellt sich eine Änderung des Kurvenradius der Fahrzeugtrajektorie ein:
beziehungsweise
Es treten zwei gegenteilige Effekte auf. Durch die Abnahme der Längsgeschwindigkeit, d.h. ∆v_x < 0, verkleinert sich der Kurvenradius. Allerdings findet durch die gleichzeitige Abnahme der Querbeschleunigung wegen, d.h. ∆a_y < 0, eine Vergrößerung des Kurvenradius R statt. Der Bremsschlupf führt über den Kamm´schen Kreis zu einer geringeren Seitenführungskraft und einer geringeren Querbeschleunigung.
In 1 ist in Abszissenrichtung die Längsbeschleunigung a_x und in Ordinatenrichtung die Radiusänderung ∆R der Fahrzeugtrajektorie in jeweils dimensionslosen Größen aufgetragen.
Mittels einer Simulation ergibt sich bei einer vorgegebenen Fahrzeugverzögerung, d.h. ax < 0, bzw. Fahrzeugbeschleunigung, d.h. ax > 0, der mit 100 bezeichnete Kurvenverlauf. Dieser Kurvenverlauf ergibt sich als Summe der Komponenten 101 und 102. Der Kurvenverlauf 101 stellt dabei jenen Anteil der Kurvenradiusänderung dar, welcher auf die Änderung der Längsgeschwindigkeit zurückgeht. 102 kennzeichnet die auf die Änderung der Querbeschleunigung zurückgehende Kurvenradiusänderung.
Um das Fahrverhalten des Fahrzeugs für den Fahrer möglichst komfortabel und sicher zu machen, sollte eine fahrerunabhängige Längsverzögerung in einer Kurve möglichst schwach ausfallen und zugleich sollte die Verzögerung so gewählt sein, dass eine gewünschte Radiusveränderung der Fahrzeugtrajektorie erreicht, aber nicht überschritten wird.
Durch eine Umfeldsensorik, z.B. eine Radar- oder Videosensorik, ist es möglich, mit Hilfe der Fahrbahnmarkierungen den vorliegenden Kurvenradius zu bestimmen. Auch kann der Kurvenradius einer in einer fahrzeuginternen oder fahrzeugexternen Datenbank hinterlegten Karte entnommen werden. Dadurch kann adaptiv die Radiusänderung der Fahrzeugtrajektorie dem aktuellen Kurvenradius angepasst werden und so ein Verlassen der Fahrbahn verhindert werden.
In 2 sind zwei Fahrsituationen dargestellt. Dabei wird jeweils ein Fahrzeug 200 betrachtet, welches sich in der eingezeichneten Fahrspur der nach rechts oben weisenden Kurve befindet. Im obigen Fall würde das durch ein Regelungssystem zu schwach verzögernde, untersteuernde Fahrzeug ohne adaptive Anpassung des Kurvenradius die Fahrspur rechts oben verlassen, während bei bekanntem Kurvenradius die Fahrspurhaltung sichergestellt ist. Im unteren Bild wird ein Fahrzeug mit einer zu starken Verzögerung durch ein Regelungssystem betrachtet. Ohne adaptive Regelung bzw. Anpassung des Kurvenradius und des Fahrbahnrandes würde das Fahrzeug die Kurve an der Innenseite verlassen, während es mit adaptiver Regelung die Fahrspur hält.
Mittels einer Radarsensorik kann zudem festgestellt werden, ob sich Gegenverkehr auf der Gegenfahrbahn befindet. Abhängig davon kann der Sollkurvenradius an der Mittellinie oder, bei fehlendem Gegenverkehr, an der tatsächlichen Fahrbahnbegrenzung ausgelegt werden.
Ist ein Verlassen der Fahrbahn aufgrund zu hoher Geschwindigkeit nicht mehr vermeidbar, dann können erkannte Hindernisse abseits der Fahrbahn, z.B. ein Baum, in die Bestimmung der Regelparameter einfließen.

Claims

Verfahren zur Regelung einer die Fahrzeuglängsdynamik eines sich in einem Untersteuerzustandes befindenden Kraftfahrzeugs beschreibenden Größe während einer Kurvenfahrt, bei dem – mittels einer die Fahrzeugumgebung erfassenden Umfeldsensorik oder mittels einer in einer Datenbank hinterlegten Karte der Kurvenradius der vorliegenden Kurve erfasst wird, – anhand des ermittelten Kurvenradius ein Sollradius für die Fahrzeugtrajektorie ermittelt wird – das Vorliegen eines untersteuernden Fahrzustandes erfasst wird und – bei Vorliegen eines untersteuernden Fahrzustandes eine fahrerunabhängige Fahrzeugverzögerung oder Fahrzeugbeschleunigung so durchgeführt wird, dass der Radius der Fahrzeugtrajektorie dem Sollradius entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kurvenradius anhand einer Detektion der Fahrbahnmarkierungen ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erforderliche Änderung des Radius der Fahrzeugtrajektorie zur Erreichung des Sollradius anhand der Beziehung
ermittelt wird, wobei v_x die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit, a_y die Fahrzeugquerbeschleunigung und ∆R die erforderliche Änderung des Radius der Fahrzeugtrajektorie kennzeichnen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vor dem Fahrzeug liegende Kurvenradius und der Sollradius fortlaufend ermittelt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ermittelt wird, ob sich Gegenverkehr auf der Gegenfahrbahn befindet und dass im Falle von Gegenverkehr der Sollradius derart bestimmt wird, dass die Fahrzeugtrajektorie die Gegenfahrbahn nicht berührt oder überschneidet.
Vorrichtung, enthaltend Mittel, die zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren ausgestaltet sind.