DE102017211966A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines automatisch gelenkten Kraftfahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs (1), wobei ein Fahrzeugführer zwischen unterschiedlichen Fahrweisen wählen kann, und wobei in Abhängigkeit von der gewählt Fahrweise Betriebsparameter des Kraftfahrzeugs (1), insbesondere eine Motormomenten-Kennlinie, eine Getriebeschalt-Kennlinie und/oder eine Fahrwerkseinstellung, verändert werden. Es ist vorgesehen, dass in einem teil- oder vollautomatisierten Fahrbetrieb, in welchem das Kraftfahrzeug (1) automatisch gelenkt wird, um einer Soll-Trajektorie (3,5,6) zu folgen, in Abhängigkeit der gewählten Fahrweise die Soll-Trajektorie (3,5,6) verändert wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, wobei ein Fahrzeugführer zwischen unterschiedlichen Fahrweisen wählen kann, und wobei in Abhängigkeit von der gewählten Fahrweise Betriebsparameter des Kraftfahrzeugs, insbesondere eine Motormomenten-Kennlinie, eine Getriebeschalt-Kennlinie und/oder eine Fahrwerkseinstellung, verändert werden.
  • Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit einem Steuergerät, das dazu ausgebildet ist, ein derartiges Verfahren durchzuführen sowie ein entsprechendes Kraftfahrzeug.
  • Stand der Technik
  • Verfahren, Vorrichtungen und Fahrzeuge in der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beim Betrieb von Kraftfahrzeugen, die in herkömmlicher Weise über ein Lenkrad handgesteuert sind, kann vorgesehen sein, die Fahrzeugabstimmung an die vom Fahrer gewünschte Fahrweise anzupassen. Beispielsweise kann bei einer elektrisch angetriebenen Servolenkung (EPS) mittels eines Schalters als Auswahlvorrichtung eine der drei Einstellungen „Normal“, „Sport“ und „Komfort“ ausgewählt werden, wodurch das Unterstützungsniveau der Servolenkung an die gewünschte Fahrweise angepasst wird. In der Schalterstellung „Sport“ wird im Vergleich zur Schalterstellung „Normal“ die Unterstützungskennlinie reduziert, so dass der Fahrer zum Lenken mittels Lenkrad ein höheres Handmoment aufbringen muss. Gleichzeitig spürt der Fahrer eine höhere Fahrbahnrückmeldung. In der Schalterstellung „Komfort“ wird im Vergleich zur Schalterstellung „Normal“ die Unterstützungskennlinie erhöht, so dass der Fahrer zum Lenken mittels Lenkrad ein geringeres Handmoment aufbringen muss. Gleichzeitig spürt der Fahrer auch eine geringere Fahrbahnrückmeldung.
  • Es werden inzwischen aber auch Lenksysteme entwickelt und erprobt, die neben der herkömmlichen händischen Lenkung über ein Lenkrad („Hands on“ Modus) zusätzlich oder alternativ eine autonome Lenkung erlauben, bei der kein händischer Eingriff des Fahrers nötig ist („Hands off“ Modus).
  • Offenbarung der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass auch bei einer automatischen/autonomen Lenkung des Kraftfahrzeugs die Fahrzeugabstimmung an die vom Fahrer gewünschte Fahrweise angepasst werden kann. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass ein Fahrzeugführer zwischen unterschiedlichen Fahrweisen wählen kann, und wobei in Abhängigkeit von der gewählten Fahrweise Betriebsparameter des Kraftfahrzeugs, insbesondere eine Motormomenten-Kennlinie, eine Getriebeschalt-Kennlinie und/oder eine Fahrwerkseinstellung, verändert werden, wobei in einem teil- oder vollautomatisierten Fahrbetrieb, in welchem das Kraftfahrzeug automatisch gelenkt wird, um einer Soll-Trajektorie zu folgen, in Abhängigkeit der gewählten Fahrweise die Soll-Trajektorie verändert wird. Durch die Veränderung der Soll-Trajektorie kann in vorteilhafter Weise die reale Fahrweise des Kraftfahrzeugs an die vom Fahrer gewünschte Fahrweise auch in einem teil- oder vollautomatisierten Fahrbetrieb, in welchem das Kraftfahrzeug automatisch gelenkt wird, angepasst werden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass in Abhängigkeit der gewählten Fahrweise zumindest eine sportliche, eine normale oder eine komfortable Soll-Trajektorie eingestellt wird. Somit kann der Fahrer in vorteilhafter Weise auch bei der automatischen Lenkung des Kraftfahrzeugs zwischen den unterschiedlichen Fahrweisen wählen, die er bei der händischen Lenkung über ein Lenkrad zur Verfügung hat und deren Eigenschaften er kennt. Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass eine sportliche Soll-Trajektorie zum Durchfahren einer Kurve derart vorgegeben wird, dass das Kraftfahrzeug näher an einem Scheitelpunkt der Kurve vorbeigelenkt wird als bei einer normalen Soll-Trajektorie. Ein nahes Vorbeilenken des Kraftfahrzeugs an einem Scheitelpunkt einer Kurve hat den Vorteil, dass diese einfache Änderung der Trajektorie zu einem sportlicheren Fahrgefühl mit hoher Dynamik führt.
  • Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die sportliche Soll-Trajektorie mehr Lenkbewegungen aufweist als die normale Soll-Trajektorie. Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass die sportliche Soll-Trajektorie größere Lenkwinkel aufweist als die normale Soll-Trajektorie. Mehr Lenkbewegungen und/oder größere Lenkwinkel führen ebenfalls in vorteilhafter Weise zu einem sportlicheren Fahrgefühl.
  • Alternativ oder zusätzlich kann auch vorgesehen sein, dass eine komfortable Soll-Trajektorie zum Durchfahren der Kurve derart vorgegeben wird, dass das Kraftfahrzeug weiter von dem Scheitelpunkt der Kurve entfernt vorbeigelenkt wird als bei der Normal-Trajektorie. Ein Vorbeilenken des Kraftfahrzeugs in einer weiteren Entfernung von dem Scheitelpunkt einer Kurve hat den Vorteil, dass diese einfache Änderung der Trajektorie zu einem komfortableren Fahrgefühl führt.
  • Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die komfortable Soll-Trajektorie weniger Lenkbewegungen aufweist als die normale Soll-Trajektorie. Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass die komfortable Soll-Trajektorie kleinere Lenkwinkel aufweist als die normale Soll-Trajektorie. Weniger Lenkbewegungen und/oder kleinere Lenkwinkel führen ebenfalls in vorteilhafter Weise zu einem komfortableren Fahrgefühl.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die jeweilige Soll-Trajektorie in Abhängigkeit einer aktuellen Verkehrssituation, einer aktuell maximal möglichen Haftreibung zwischen den Rädern und der Fahrbahn, deren Fahrgeschwindigkeit und/oder des Verlaufs der zu befahrenden Straße vorgegeben wird. Durch diese Weiterbildung kann in vorteilhafter Weise unabhängig von der gewählten Fahrweise und der gewählten Soll-Trajektorie auch bei ungünstigen Außenbedingungen wie Regen eine sichere Fahrweise gewährleistet werden.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Anspruch 8 ist zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, das teil- oder vollautomatisiert betreibbar ist und eine Auswahleinrichtung zum Auswählen einer anderen Fahrweise aufweist, vorgesehen. Die Vorrichtung zeichnet sich durch ein speziell hergerichtetes Steuergerät aus, das dazu ausgebildet ist, bei bestimmungsgemäßem Gebrauch das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Es ergeben sich hierdurch die bereits genannten Vorteile.
  • Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug nach Anspruch 9, ist dazu ausgebildet, teil- oder vollautomatisiert zu fahren und ist mit einer Auswahleinrichtung zum Auswählen einer von mehreren Fahrweisen ausgestattet. Das Kraftfahrzeug zeichnet sich durch die erfindungsgemäße Vorrichtung mit dem Steuergerät aus, das dazu ausgebildet ist, bei bestimmungsgemäßem Gebrauch das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen.
  • Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich insbesondere aus dem zuvor beschriebenen sowie aus den Ansprüchen.
  • Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert werden. Dazu zeigen
    • 1 den Wegverlauf eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs in einer Kurvenfahrt bei normaler Soll-Trajektorie,
    • 2 den Wegverlauf eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs in einer Kurvenfahrt bei sportlicher Soll-Trajektorie,
    • 3 den Wegverlauf eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs in einer Kurvenfahrt bei komfortabler Soll-Trajektorie.
  • 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug 1. Das Kraftfahrzeug 1 befindet sich in einem teil- oder vollautomatisierten Fahrbetrieb, in welchem das Kraftfahrzeug 1 automatisch in eine Kurve 2 gelenkt wird. Bei dem Kraftfahrzeug 1 kann für den teil- oder vollautomatisierten Fahrbetrieb über eine Auswahlvorrichtung, beispielsweise über einen Charismaschalter, eine Fahrweise aus den Optionen „normale Fahrweise“, „sportliche Fahrweise“ und „komfortable Fahrweise“ ausgewählt werden. Je nach gewählter Fahrweise wird über ein speziell hergerichtetes Steuergerät die Soll-Trajektorie verändert. In 1 wurde vom Fahrer eine normale Fahrweise gewählt. Das Steuergerät steuert das Fahrzeug 1 in einer entsprechenden normalen Soll-Trajektorie 3 durch die Kurve 2. Bei dieser durchfährt das Fahrzeug 1 die Kurve 2 in einen bestimmten Abstand vom Scheitelpunkt 4 der Kurve 2.
  • Neben der gewählten Fahrweise kann die Soll-Trajektorie durch das Steuergerät zusätzlich auch durch andere Parameter bestimmt werden, insbesondere externe Parameter, wie die aktuelle Verkehrssituation, die aktuellen Reibwerte an den Reifen, die durch die Wetterbedingungen beeinflusst werden und den Straßenverlauf, aber auch fahrzeuginterne Parameter, wie der allgemeine Fahrzeugzustand und der bekannten Reglerperformance der unterlagerten EPS Zahnstangenpositionsregelung.
  • Entsprechend der mit der Auswahlvorrichtung gewählten Fahrweise wird durch das Steuergerät die entsprechende Soll-Trajektorie ausgewählt. Zusätzlich kann durch das Steuergerät die Dynamik eines überlagerten Trajektorienreglers sowie einer unterlagerten EPS -Zahnstangenpositionsregelung angepasst werden.
  • 2 zeigt das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug 1 wieder in einem teil- oder vollautomatisierten Fahrbetrieb, in welchem das Kraftfahrzeug 1 automatisch in die Kurve 2 gelenkt wird. In 2 wurde vom Fahrer eine sportliche Fahrweise gewählt. Das Steuergerät steuert das Fahrzeug 1 in einer entsprechenden sportlichen Soll-Trajektorie 5 durch die Kurve 2. Bei dieser wird das Fahrzeug 1 in einen Abstand näher an dem Scheitelpunkt 4 der Kurve 2 vorbeigelenkt als bei einer normalen Soll-Trajektorie. Weiterhin weist die sportliche Soll-Trajektorie 5 größere Lenkwinkel und optional auch mehr Lenkbewegungen auf als die normale Soll-Trajektorie.
  • Im Sportmodus wird die Kurve 2 also eng am Scheitelpunkt der Kurve angefahren, wodurch eine hohe Dynamik und Präzision eines untergehaltenen EPS Reglers benötigt, um eine geringe Trajektorieabweichung zu garantieren und einen ausreichenden Abstand zu einer Leitplanke zu gewährleisten.
  • 3 zeigt das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug 1 wieder in einem teil- oder vollautomatisierten Fahrbetrieb, in welchem das Kraftfahrzeug 1 automatisch in die Kurve 2 gelenkt wird. In 3 wurde vom Fahrer eine komfortable Fahrweise gewählt. Das Steuergerät steuert das Fahrzeug 1 in einer entsprechenden komfortablen Soll-Trajektorie 6 durch die Kurve 2. Bei dieser wird das Fahrzeug 1 in einen Abstand weiter an dem Scheitelpunkt 4 der Kurve 2 vorbeigelenkt als bei einer normalen Soll-Trajektorie. Dazu weist die komfortable Soll-Trajektorie 5 kleinere Lenkwinkel und optional weniger Lenkbewegungen auf als die normale Soll-Trajektorie, so dass das Fahrzeug 1 in einem großen, sanften Bogen um die Kurve 2 fährt.

Claims (9)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs (1), wobei ein Fahrzeugführer zwischen unterschiedlichen Fahrweisen wählen kann, und wobei in Abhängigkeit von der gewählten Fahrweise Betriebsparameter des Kraftfahrzeugs (1), insbesondere eine Motormomenten-Kennlinie, eine Getriebeschalt-Kennlinie und/oder eine Fahrwerkseinstellung, verändert werden, dadurch gekennzeichnet, dass in einem teil- oder vollautomatisierten Fahrbetrieb, in welchem das Kraftfahrzeug (1) automatisch gelenkt wird, um einer Soll-Trajektorie (3,5,6) zu folgen, in Abhängigkeit der gewählten Fahrweise die Soll-Trajektorie (3,5,6) verändert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit der gewählten Fahrweise zumindest eine sportliche (5), eine normale (3) oder eine komfortable (6) Soll-Trajektorie eingestellt wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine sportliche Soll-Trajektorie (5) zum Durchfahren einer Kurve (2) derart vorgegeben wird, dass das Kraftfahrzeug (1) näher an einem Scheitelpunkt (4) der Kurve (2) vorbeigelenkt wird als bei einer normalen Soll-Trajektorie (3).
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine komfortable Soll-Trajektorie (6) zum Durchfahren der Kurve (2) derart vorgegeben wird, dass das Kraftfahrzeug (1) weiter von dem Scheitelpunkt (4) der Kurve (2) entfernt vorbeigelenkt wird als bei der Normal-Trajektorie (3).
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die komfortable Soll-Trajektorie (6) weniger Lenkbewegungen aufweist als die normale Soll-Trajektorie (3) und/oder kleinere Lenkwinkel aufweist als die normale Soll-Trajektorie (3).
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die sportliche Soll-Trajektorie (5) mehr Lenkbewegungen aufweist als die normale Soll-Trajektorie (3) und/oder größere Lenkwinkel aufweist als die normale Soll-Trajektorie (3).
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Soll-Trajektorie (3,5,6) in Abhängigkeit einer aktuellen Verkehrssituation, einer aktuell maximal möglichen Haftreibung zwischen den Rädern und der Fahrbahn, deren Fahrgeschwindigkeit und des Verlaufs der zu befahrenden Straße vorgegeben wird.
  8. Vorrichtung zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs (1), das teil- oder vollautomatisiert betreibbar ist und eine Auswahleinrichtung zum Auswählen einer anderen Fahrweise aufweist, gekennzeichnet durch ein speziell hergerichtetes Steuergerät, das dazu ausgebildet ist, bei bestimmungsgemäßem Gebrauch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 durchzuführen.
  9. Kraftfahrzeug (1), das dazu ausgebildet ist, teil- oder vollautomatisiert zu fahren, mit einer Auswahleinrichtung zum Auswählen einer von mehreren Fahrweisen und mit einer Vorrichtung nach Anspruch 8.
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