DE10018557A1 - Verfahren zur Regelung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs - Google Patents

Verfahren zur Regelung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Regelung der Geschwindigkeit eines Fahrzeuges (1) vorgeschlagen, bei dem mit einem Radarsensor (6) mindestens ein vorausfahrendes Fahrzeug (9) in der gleichen Fahrspur (3) innerhalb eines Radarerfassungsbereichs (7) detektiert und bei dem im zu regelnden Fahrzeug (1) die Querbeschleunigung erfasst wird. Im zu regelnden Fahrzeug (1) wird eine Beschleunigungsänderungsbegrenzung vorgenommen, wenn zusätzlich oder anstelle einer Querbeschleunigung ein Erreichen der Grenze des Radarerfassungsbereichs (7) des zu regelnden Fahrzeugs (1) und/oder ein Verlassen des vorausfahrenden Fahrzeugs (9) des Radarerfassungsbereichs (7) unter Ausschluss eines Fahrspurwechsels ausgewertet wird.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Geschwindigkeit eines Fahrzeuges, insbesondere in Abhängigkeit von einem vorausfahrenden Fahrzeug in der gleichen Fahrspur, nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Es ist beispielsweise aus der DE 197 22 947 C1 bekannt, dass eine Erfassung des vorausfahrenden Fahrzeugs auch unter Berücksichtigung des Straßenverlaufs, z. B. in Kurven, grundsätzlich über die mit einem Sensor, z. B. ein Radarsensor, ermittelten Signalen bewerkstelligt werden kann.
Es ist darüber hinaus aus der DE 42 42 700 A1 bekannt, dass ein Radarsensor zur Erfassung der vorausfahrenden Fahrzeuge an einem Fahrzeug angebracht ist. Dieser Radarsensor ist z. B. ein Baustein eines Fahrzeugkomfortsystems ACC (Adaptiv Cruise Control), bei dem ständig Informationen über den Abstand und die Relativgeschwindigkeit des Fahrzeuges zu anderen Fahrzeugen und zu den Straßengegebenheiten verarbeitet werden.
Beispielsweise wird in einer aus der DE 195 30 065 A1 bekannten Weise ein FMCW-Radar (Frequency Modulated Continuous Wave) außen im vorderen Bereich des Kraftfahrzeuges angebracht, das sowohl die Sendetechnik mit einem Antennensystem zur Erzeugung der Radarstrahlen als auch einen Empfänger mit Auswerteelektronik aufweist. Durch ein mehrstrahliges Verfahren kann gemäß der DE 195 30 065 A1 auch eine laterale Positionsbestimmung der Objekte, beispielsweise bei Fahrzeugen in einer Kurve, durchgeführt werden.
Die eingangs erwähnte Geschwindigkeitsregelung in einem ACC- System erfolgt in der Art, dass die Fahrgeschwindigkeit an langsamere vorausfahrende Fahrzeuge angepasst wird, wenn diese von dem Radar-Abstandssensor mit begrenztem Erfassungsbereich gemessen werden und sich im voraussichtlichen Kursbereich befinden. Für das Systemverhalten stellt hierbei die Kurvenfahrt eine besonders kritische Situation dar, da einerseits die vorgegebene Sollgeschwindigkeit für die Kurvenfahrt zu hoch sein kann und andererseits der durch den Radarsensor erfasste Bereich in der Kurve eingeschränkt ist und somit­ vorausfahrende Fahrzeuge erst später detektiert werden können, was zu kritischen Annäherungen führen kann.
Es ist darüber hinaus auch an sich bekannt, beispielsweise aus dem Fachaufsatz "Abstandsregelung mit Radar", F. Ackermann, Spektrum der Wissenschaft, Ausgabe 6/80, Seite 24 bis 34, die Spur- oder Kursprädiktion mit Hilfe von für andere Zwecke schon vorgesehenen, fahrzeugeigenen Sensoren vorzunehmen. Beispielsweise kann die mit einem entsprechenden Sensor erfasste Gierrate, d. h. die Winkelgeschwindigkeit des Fahrzeugs um die Hochachse, oder die auf das ACC-Fahrzeug wirkende Querbeschleunigung ausgewertet werden, um die Geschwindigkeit zu begrenzen. Damit wird eine Kurve jedoch erst erkannt, wenn sich das Fahrzeug selbst in derselben befindet, so dass dies zu spät ist um eine sinnvolle Kursprädiktion durchzuführen.
Insbesondere muss hierbei zusätzlich auch verhindert werden, dass am Kurveneingang eine Regelung auf Fahrzeuge auf Nachbarspuren erfolgt.
Vorteile der Erfindung
Ein Verfahren zur Regelung der Geschwindigkeit eines Fahrzeuges, bei dem mit einem Radarsensor mindestens ein vorausfahrendes Fahrzeug in der gleichen Fahrspur innerhalb eines Radarerfassungsbereichs detektiert und bei dem im zu regelnden Fahrzeug die Querbeschleunigung erfasst wird, ist erfindungsgemäß in vorteilhafter Weise mit den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruch 1 weitergebildet.
Auf einfache Weise wird dazu im zu regelnden Fahrzeug eine Beschleunigungsbegrenzung oder eine Beschleunigungsänderungsbegrenzung vorgenommen, wenn zusätzlich oder anstelle einer Querbeschleunigung auch Informationen über das Erreichen der Grenzen des Radarerfassungsbereichs und/oder ein Verlassen des vorausfahrenden Fahrzeugs des Radarerfassungsbereichs unter Ausschluss eines Spurwechsels ausgewertet werden. Mit der Erfindung wird in vorteilhafter Weise ein zuverlässiger Betrieb des eingangs erwähnten ACC-Systems in Kurven gewährleistet. Dies ist durch die Kombination der erwähnten verschiedenen Ansätze möglich, die ein unkomfortables oder ungewolltes Beschleunigen vor bzw. in Kurven verhindern.
So kann erfindungsgemäß die Beschleunigung oder Beschleunigungsänderung in einer Kurve bei Vorliegen einer noch nicht zur Beschleunigungsbegenzung fahrenden Querbeschleunigung im ACC-Fahrzeug in Abhängigkeit von dem eingeschränkten Radarsichtbereich begrenzt werden. Der Radarsichtbereich resultiert aus den geometrischen Beziehungen zwischen dem Fahrbahnverlauf und dem Radarerfassungsbereich des Radarsensors am ACC-Fahrzeug. Ein Kriterium für die Bestimmung der Beschleunigungsbegrenzung ist die Zeitdauer (τRange), bis das ACC-Fahrzeug die seitliche Grenze (αRange) des Radarerfassungsbereichs erreicht hat. Ab hier können weiter entfernte Objekte, die sich auf der eigenen Fahrspur befinden, aufgrund des Straßenverlaufs nicht mehr durch den Radarsensor erfasst werden, was zu nicht komfortablen Annäherungen an vorausfahrende Fahrzeuge führen kann.
Es ist außerdem besonders vorteilhaft, wenn die Beschleunigungsbegrenzung um so stärker ist, je kürzer der in Zeiteinheiten gemessenen Radarerfassungsbereich ist.
Beim Betrieb des ACC-Systems kann weiterhin das Problem auftreten, dass bei oder vor Einfahrt des ACC-Fahrzeugs in eine Kurve der Verlust des bereits in der Kurve befindlichen vorausfahrenden Fahrzeugs als Zielobjekts durch ein Verlassen des Radarerfassungsbereichs auftritt, während das ACC-Fahrzeug noch nicht den eigentlichen Kurvenbereich erreicht hat. Eine Erfassung dieser Art von Zeilobjektverlusten unter Ausschluss von Ausschervorgängen ist somit möglich, falls bis zum Zeitpunkt des Zielobjektverlustes dieses sich im Kurs des ACC-Fahrzeuges befindet und nicht einer Nachbarspur zugeordnet wird.
Auch hier kann nach der Erkennung dieser Art von Zielobjektverlusten entweder die Beschleunigung oder die Beschleunigungsänderung des ACC-Fahrzeugs begrenzt werden. Die Reaktionszeit liegt hierbei in der Größenordnung der bei einem Zielobjektverlust vorliegenden Ist-Zeitlücke und kann proportional zu dieser gewählt werden.
Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.
Zeichnung
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Regelung der Geschwindigkeit eines Fahrzeuges in Abhängigkeit von einem vorausfahrenden in einer Kurve befindlichen Fahrzeug in der gleichen Fahrspur, wird anhand der Skizzen in den Fig. 1 und 2 der Zeichnung erläutert.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In Fig. 1 ist ein zu regelndes ACC-Fahrzeug 1 gezeigt, das sich auf einer Fahrbahn 2 mit Fahrspuren 3, 4 und 5 befindet. Das Fahrzeug 1 weist einen Radarsensor 6 mit einem Radarerfassungsbereich 7 und einen Beschleunigungssensor 8 auf und befindet sich in einem Abstand vor einer Kurve. Auf der Fahrbahn 2 befindet sich auf der gleichen Spur 4 noch ein vorausfahrendes Fahrzeug 9, das bereits in die Kurve hineingefahren ist und den Radarerfassungsbereich 7 gerade verlässt.
Mit dem Signal des Beschleunigungssensor 8 oder einer aus dem Lenkradwinkel, der Differenz der Raddrehzahlen oder der Gierrate bestimmten Querbeschleunigung kann bei einer ausreichenden Querbeschleunigung die Beschleunigung oder die Beschleunigungsänderung des ACC-Fahrzeugs 1 in einer hier nicht näher erläuterten, aber an sich bekannten Schaltungsanordnung begrenzt werden. Bei der Darstellung nach der Fig. 1 ist das Fahrzeug 1 aber noch nicht in die Kurve eingefahren, so dass hier eine zu einer Begrenzung führende Querbeschleunigung noch nicht vorliegt. Um aber trotzdem ein unkomfortables Beschleunigen nach einem Zielobjektverlust des vorausfahrenden Fahrzeugs 9 zu verhindern, wird dieser Zielobjektverlust zusätzlich zur Querbeschleunigung selbst ausgewertet und so ein entsprechendes Signal zur Begrenzung der Beschleunigung oder der Beschleunigungsänderung des ACC-Fahrzeugs 1 generiert.
Aus Fig. 2 ist zu entnehmen, dass das Fahrzeug 1 sich im Unterschied zu der Darstellung nach der Fig. 1 bereits in der Kurve befindet. Hier wird bei einer ev. noch nicht zur Beschleunigungsbegenzung führenden Querbeschleunigung im ACC-Fahrzeug 1 die Begrenzung in Abhängigkeit von dem eingeschränkten Radarsichtbereich 10 in der Weite dRange bewirkt. Der Radarsichtbereich 10 resultiert aus den geometrischen Beziehungen zwischen dem Verlauf der Fahrbahn 2 und dem Radarerfassungsbereich 7 des Radarsensors 6 am ACC-Fahrzeug 1. Ein Kriterium für die Bestimmung der Beschleunigungsbegrenzung ist dabei die Zeitdauer τRange, bis das ACC-Fahrzeug 1 die seitliche Grenze αRange des Radarerfassungsbereichs 7 erreicht hat.
Es gilt hier folgende Beziehung:
τRange = dRange/V1 = 2*αRange/k * V1,
wobei k die Kurvenkrümmung (k = 1/R) und V1 die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 darstellt.

Claims (3)

1. Verfahren zur Regelung der Geschwindigkeit eines Fahrzeuges (1), bei dem mit einem Radarsensor (6) mindestens ein vorausfahrendes Fahrzeug (9) in der gleichen Fahrspur (3) innerhalb eines Radarerfassungsbereichs (7) detektiert und bei dem im zu regelnden Fahrzeug (1) die Querbeschleunigung erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass im zu regelnden Fahrzeug (1) eine Beschleunigungs­ begrenzung oder eine Beschleunigungsänderungsbegrenzung vorgenommen wird, wenn zusätzlich oder anstelle einer Querbeschleunigung ein Erreichen der Grenze des Radarerfassungsbereichs (7) des zu regelnden Fahrzeugs (1) und/oder ein Verlassen des vorausfahrenden Fahrzeugs (9) des Radarerfassungsbereichs (7) ausgewertet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschleunigungsbegrenzung oder die Beschleunigungsänderungsbegrenzung vorgenommen wird, wenn ein Verlassen des vorausfahrenden Fahrzeugs (9) des Radarerfassungsbereichs (7) unter Ausschluss eines Fahrspurwechsels ausgewertet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe der Beschleunigungsbegrenzung oder der Beschleunigungsänderungsbegrenzung abhängig ist von einer Einschränkung des Radarsichtbereichs (10), die aus einer geometrischen Beziehung zwischen dem Fahrbahnverlauf und dem Radarerfassungsbereich (7) resultiert (αRange, dRange, τRange).
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