DE102021005088A1

DE102021005088A1 - Verfahren zur Regelung oder Steuerung einer Längsbewegung eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE102021005088A1
Application number: DE102021005088.6A
Authority: DE
Inventors: Goran Huskic; Alexander Fürsich; Thomas Rothermel; Klaus-Peter Kuhn; Peter Boesch
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2021-10-12
Filing date: 2021-10-12
Publication date: 2021-11-25

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung oder Steuerung einer Längsbewegung eines Fahrzeuges (1) nach Maßgabe einer in Abhängigkeit einer erfassten Umgebungssituation geplanten Soll-Trajektorie (S). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zum zielgenauen Anhalten des Fahrzeuges (1) an einer durch die Soll-Trajektorie (S) vorgegebenen Halteposition vor einem eingeleiteten Fahrzeugstillstand von einer Beschleunigungsregelung auf eine Wegeregelung oder Wegesteuerung umgeschaltet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung oder Steuerung einer Längsbewegung eines Fahrzeuges nach Maßgabe einer in Abhängigkeit einer erfassten Umgebungssituation geplanten Soll-Trajektorie.
Aus der DE 10 2012 213 815 A1 sind ein Verfahren und ein System zum Anhalten eines Kraftfahrzeuges bekannt. Das Fahrzeug weist ein elektronisches Umfeldsteuergerät zur Auswertung der Daten eines oder mehrerer Umfeldsensoren und ein elektronisches Bremsensteuergerät zur Ansteuerung eines Bremssystems auf, die über eine Datenverbindung, insbesondere eine Fahrzeugdatenbus, Informationen und/oder Anweisungen austauschen. Das Verfahren umfasst die Schritte Erfassen eines Abstandes zu einem Hindernis, insbesondere einem vorausfahrenden Fahrzeug, Ermitteln der Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges, Regeln des Abstandes zu dem Hindernis durch das Umfeldsteuergerät, wenn die Fahrgeschwindigkeit einen Übergabeschwellenwert übersteigt, und Anhalten des Kraftfahrzeuges durch das Bremsensteuergerät, wenn die Fahrgeschwindigkeit kleiner als der oder gleich dem Übergabeschwellenwert ist, wobei das Umfeldsteuergerät nach Maßgabe des erfassten Abstandes eine Sollstrecke an das Bremsensteuergerät vorgibt, nach der das Kraftfahrzeug stehen soll.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Regelung oder Steuerung einer Längsbewegung eines Fahrzeuges nach Maßgabe einer in Abhängigkeit einer erfassten Umgebungssituation geplanten Soll-Trajektorie anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst, welches die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Ein Verfahren zur Regelung oder Steuerung einer Längsbewegung eines Fahrzeuges nach Maßgabe einer in Abhängigkeit einer erfassten Umgebungssituation geplanten Soll-Trajektorie sieht erfindungsgemäß vor, dass zum zielgenauen Anhalten des Fahrzeuges an einer durch die Soll-Trajektorie vorgegebenen Halteposition vor einem eingeleiteten Fahrzeugstillstand von einer Beschleunigungsregelung auf eine Wegeregelung oder Wegesteuerung umgeschaltet wird.
Durch Anwendung des Verfahrens können interne Störeinflüsse beim Folgen der Soll-Trajektorie, wie z. B. Systemlatenzen, Unstetigkeiten durch Getriebeschaltungen, etc., sowie externe Störeinflüsse, wie beispielsweise ein Überfahren von Straßenschäden, kompensiert werden. Dabei stellt das Verfahren eine nicht fahrzeugspezifische generische Lösung dar.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:

1 schematisch ein auftretendes Problem bei einer Regelung einer Längsbewegung eines Fahrzeuges und
2 schematisch ein Blockschaltbild zur Wegeregelung oder Wegesteuerung bei einem Anhaltevorgang als Teil einer Trajektorienregelung des Fahrzeuges.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt ein auftretendes Problem bei einer Regelung einer Längsbewegung eines automatisiert fahrenden Fahrzeuges 1.
Im Allgemeinen ist bekannt, dass es vergleichsweise schwierig ist, dieselbe Lösung für eine Trajektorienregelung sowohl für einen Fahrbetrieb als auch für ein Anhalten des Fahrzeuges 1 hochgenau zu realisieren. Die Trajektorienregelung ist ein wichtiger Bestandteil eines autonom/automatisiert fahrenden Fahrzeuges 1. Basierend auf einer Umgebungserfassung wird entschieden, welche die nächsten Schritte für das Fahrzeug 1 sind. Das Ergebnis einer solchen Entscheidung ist eine in 2 gezeigte Soll-Trajektorie S, z. B. eine Position P des Fahrzeuges 1 auf einer Fahrbahn in Bezug auf die Zeit t, als Bewegungsreferenz in einer bekannten Umgebung. Ein Anhaltevorgang des Fahrzeuges 1 wird auch mittels einer Trajektorie realisiert und wird üblicherweise nicht separat betrachtet. Es kommt allerdings vergleichsweise häufig vor, dass ein sogenannter Überschießer am Ende einer Anhaltetrajektorie des Fahrzeuges 1 auftritt, so dass das automatisiert fahrende Fahrzeug 1, wie in 1 gezeigt ist, zumindest abschnittsweise eine Haltelinie H, beispielsweise an einer Lichtsignalanlage 2, überfährt.
Dabei ist das Überschießen anhand eines ersten Diagrammes D1 in Bezug auf eine Beschleunigung a und in einem zweiten Diagramm D2 anhand einer Geschwindigkeit v des Fahrzeuges 1 dargestellt. In beiden Diagrammen D1, D2 ist eine jeweilige Trajektorien-Größe der Soll-Trajektorie S in Bezug auf die Beschleunigung a und die Geschwindigkeit v mittels gestrichelter Linie und die jeweilige Ist-Größe in Bezug auf die Beschleunigung a und die Geschwindigkeit v mittels durchgezogener Linie dargestellt.
Mittels des in dem zweiten Diagramm D2 gezeigten Kreises K ist das typische Problem dargestellt, bei dem eine momentane Geschwindigkeit v des Fahrzeuges 1 noch positiv ist, obwohl eine Referenzgeschwindigkeit aus der Soll-Trajektorie S bereits Null beträgt.
Insbesondere bei einer Getriebeschaltung ist das Überschießen relativ stark ausgeprägt und führt zusätzlich zu einer Beeinträchtigung eines Fahrkomforts. Im Fall, dass kurz vor einem Fahrzeugstillstand ein Getriebegang wechselt, wird noch ein Momentenschub erzeugt und das Fahrzeug 1 beschleunigt deswegen noch leicht, anstatt zu bremsen. Ein solcher Umstand ist für Insassen des Fahrzeuges 1 deutlich spürbar, woraus die Beeinträchtigung des Fahrkomforts resultiert.
2 zeigt ein Blockschaltbild zur Durchführung eines Verfahrens zur Lösung des oben beschriebenen Problems, wobei das Verfahren vorsieht, einen Anhaltevorgang des Fahrzeuges 1 kurz vor einem Fahrzeugstillstand zu erkennen und daraufhin eine Wegeregelung oder Wegesteuerung aktiviert wird.
In dem Blockschaltbild sind eine Recheneinheit R1, eine weitere Recheneinheit R2 und ein Bremssystem B des Fahrzeuges 1 dargestellt.
In der Recheneinheit R1 wird anhand von Kartendaten sowie erfasster Signale einer Anzahl von am und/oder im Fahrzeug 1 angeordneter Umfeldsensoren 3 eine Trajektorienplanung TP durchgeführt und eine Soll-Trajektorie S ermittelt.
Die ermittelte Soll-Trajektorie S wird einem in der weiteren Recheneinheit R2 angeordneten Trajektorienregler TR zugeführt. Anhand der Soll-Trajektorie S, eines Zustandes einer Feststellbremse F und einer momentanen Geschwindigkeit v des Fahrzeuges 1 erfolgt eine Erkennung E eines Anhaltevorganges kurz vor einem Fahrzeugstillstand.
Der weiteren Recheneinheit R2 werden zudem eine momentane Beschleunigung a, eine momentane Position P des Fahrzeuges 1 etc. zugeführt. Dabei kann die Erkennung E des Anhaltevorganges kurz vor dem Fahrzeugstillstand beispielsweise eine Funktion der momentanen Geschwindigkeit v des Fahrzeuges 1, eines Feststellbremssignals und der Soll-Trajektorie S sein.
Dabei erfolgt eine Erkennung E des Anhaltevorganges des Fahrzeuges 1 immer parallel zur Trajektorienregelung und sobald ein Anhaltevorgang erkannt wird, erhält ein im Bremssystem B angeordneter Restwegregler/Restwegsteuerer RR/RS zur Wegeregelung oder Wegesteuerung einen Vorrang vor einem Beschleunigungsregler BR.
Dem Beschleunigungsregler BR wird eine ermittelte Beschleunigung a in Form einer Soll-Größe zugeführt, wobei dem Restwegregler/Restwegsteuerer RR/RS ein ermittelter Restweg RW bis zu einer Anhalteposition zugeführt wird. Die Wegregelung/Wegesteuerung oder Restwegregelung/Restwegsteuerung kann in einem vergleichsweise schnellen unterlagerten Regler erfolgen und somit wird z. B. ein Radmoment RM eingestellt. Beispielsweise wird der Restweg RW aus der Soll-Trajektorie S und der momentanen Position P des Fahrzeuges 1 abgeleitet.
Ein von dem Beschleunigungsregler BR ermitteltes Beschleunigungsmoment BM in Bezug auf die Soll-Trajektorie S, ein von der Erkennung E des Anhaltevorganges erzeugtes Umschaltbit UB und beispielsweise das Radmoment RM wird einem Umschalter U zugeführt.
Dieser Umschalter U stellt dann beispielsweise ein Radmoment RM ein, wobei mittels des Umschalters U eine Umschaltung von der Beschleunigungsregelung auf die Wegeregelung oder Wegesteuerung erfolgt. Der Umschalter U gibt dann ein Moment, beispielsweise ein Radmoment RM aus, welches einer Anhaltetrajektorie des Fahrzeuges 1 zugrunde gelegt wird.
Denkbar ist auch, eine Wegeregelung oder Wegesteuerung zu implementieren, welche abhängig von dem Restweg RW, z. B. einen letzten durchschnittlichen Beschleunigungsruck vor dem Anhaltevorgang des Fahrzeuges 1 konstant hält.
Die Anwendung des beschriebenen Verfahrens kann zu einem genaueren und komfortableren Anhalten des Fahrzeuges 1 führen. Eine Übernahme durch den Wegeregler erfolgt insbesondere erst kurz vor dem Fahrzeugstillstand, insbesondere nach Unterschreiten eines vorgegebenen Geschwindigkeitsschwellwertes, beispielsweise die letzten 2 km/h der momentanen Geschwindigkeit v des Fahrzeuges 1. Dies ist abhängig von einer Implementierung der oben genannten Erkennung E des Anhaltevorganges vor dem Fahrzeugstillstand.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012213815 A1 [0002]

Claims

Verfahren zur Regelung oder Steuerung einer Längsbewegung eines Fahrzeuges (1) nach Maßgabe einer in Abhängigkeit einer erfassten Umgebungssituation geplanten Soll-Trajektorie (S), dadurch gekennzeichnet, dass zum zielgenauen Anhalten des Fahrzeuges (1) an einer durch die Soll-Trajektorie (S) vorgegebenen Halteposition vor einem eingeleiteten Fahrzeugstillstand von einer Beschleunigungsregelung auf eine Wegeregelung oder Wegesteuerung umgeschaltet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum zielgenauen Anhalten des Fahrzeuges (1) an der durch die Soll-Trajektorie (S) vorgegebenen Halteposition vor dem eingeleiteten Fahrzeugstillstand bei Unterschreiten eines vorgegebenen Geschwindigkeitsschwellwertes von der Beschleunigungsregelung auf die Wegeregelung oder Wegesteuerung umgeschaltet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass über die Wegeregelung oder Wegesteuerung ein Radmoment (RM) geregelt oder gesteuert wird.