DE102007029483A1

DE102007029483A1 - Abstandsregelvorrichtung für Kraftfahrzeuge, mit Erkennung von Einscherern

Info

Publication number: DE102007029483A1
Application number: DE102007029483A
Authority: DE
Inventors: Stephan Eisenlauer; Andre Kroehnert
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-06-26
Filing date: 2007-06-26
Publication date: 2009-01-08
Anticipated expiration: 2027-06-27
Also published as: DE102007029483B4

Abstract

Abstandsregelvorrichtung für Kraftfahrzeuge, mit einem Ortungssystem (10) zur Ortung von vorausfahrenden Fahrzeugen (24, 30, 32) auf der eigenen Spur (22) und auf Nebenspuren (26), einem Regler (16) zur Regelung der Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs (14) in Abhängigkeit vom Abstand (D) zu einem auf der eigenen Spur vorausfahrenden Fahrzeug (24) und einem Bewertungsmodul (18) zur Bewertung einer Einscherwahrscheinlichkeit (P) für auf einer Nebenspur (26) geortete Fahrzeuge (32), gekennzeichnet durch ein Reaktionsmodul (20) zur Auslösung einer abgestuften Reaktion des Reglers (16) in Abhängigkeit von der Einscherwahrscheinlichkeit (P).

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Abstandsregelvorrichtung für Kraftfahrzeuge, mit einem Ortungssystem zur Ortung von vorausfahrenden Fahrzeugen auf der eigenen Spur und auf Nebenspuren, einem Regler zur Regelung der Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs in Abhängigkeit vom Abstand zu einem auf der eigenen Spur vorausfahrenden Fahrzeug, und einem Bewertungsmodul zur Bewertung einer Einscherwahrscheinlichkeit für auf einer Nebenspur geortete Fahrzeuge.
Solche Abstandsregelvorrichtungen werden auch als ACC-Systeme (Adaptive Cruise Control) bezeichnet und ermöglichen insbesondere auf Autobahnen und gut ausgebauten Landstraßen eine beträchtliche Erhöhung des Fahrkomforts. Als Ortungssystem ist zumeist ein Radarsensor vorgesehen, doch kann alternativ oder ergänzend auch ein monokulares oder biokulares Videosystem, ein Lidar-Sensor und, für kleine Abstände, auch ein Ultraschallsensor eingesetzt werden. Das Ortungssystem ortet nicht nur Fahrzeuge, die auf der von dem eigenen Fahrzeug befahrenen Spur fahren, sondern auch Fahrzeuge auf Nebenspuren und ist aufgrund eines gewissen Winkelauflösungsvermögens auch in der Lage, den Lateralabstand der vorausfahrenden Fahrzeuge zu messen und zu entscheiden, ob sich ein geortetes Fahrzeug auf der eigenen Spur oder auf einer Nebenspur befindet. Das auf der eigenen Spur unmittelbar vorausfahrende Fahrzeug wird dann als Zielobjekt für die Abstandsregelung ausgewählt.
Wenn ein Fahrzeug, insbesondere ein langsameres Fahrzeug, von einer Nebenspur in die Lücke zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug einschert, so sollte das System in der Lage sein, den Einscherer möglichst frühzeitig zu erkennen, damit der Regler rechtzeitig für eine Anpassung der Geschwindigkeit sorgen kann. Aus diesem Grund weisen bekannte ACC-Systeme häufig ein Bewertungsmodul auf, das anhand der dynamischen Daten des auf der Nebenspur georteten Fahrzeugs eine Einscherwahrscheinlichkeit für dieses Fahrzeug berechnet. Wenn diese Einscherwahrscheinlichkeit einen bestimmten Schwellenwert überschreitet, wird eine Reaktion des Reglers ausgelöst, und das einscherende Fahrzeug wird dann anstelle des bisher verfolgten Fahrzeugs als Zielobjekt ausgewählt.
In DE 10 2004 013 818 wird ein System zur Erkennung von Einschervorgängen vorgeschlagen, das auf einem Zustandsautomaten basiert.
DE 10 2004 047 084 beschreibt ein System, bei dem die Einscherwahrscheinlichkeit mit Hilfe einer Fuzzy-Logic bestimmt wird. Letztlich beruht jedoch auch hier die Entscheidung, ob der Regler auf den potentiellen Einscherer reagieren soll, auf einer Ja/Nein-Aussage.
Die bisher in der Praxis eingesetzten ACC-Systeme sind generell für Fahrten mit relativ hoher Geschwindigkeit vorgesehen und lassen sich deshalb nur oberhalb einer bestimmten Grenzgeschwindigkeit von beispielsweise 30 km/h aktivieren. Es gibt jedoch Bestrebungen, den Einsatzbereich der ACC-Systeme auf den niedrigen Geschwindigkeitsbereich zu erweitern, so daß beispielsweise auch in Stausituationen oder im Stadtverkehr eine Erhöhung des Fahrkomforts erreicht wird. Da jedoch bei niedrigen Geschwindigkeiten im allgemeinen auch die Fahrzeugabstände relativ gering sind und Spurwechselvorgänge der anderen Verkehrsteilnehmer relativ häufig auftreten, erhält die rechtzeitige Erkennung und die angemessene Reaktion auf potentielle Einscherer hier ein besonderes Gewicht.
Offenbarung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Abstandsregelvorrichtung zu schaffen, die eine der jeweiligen Verkehrssituation angemessenere Reaktion auf potentielle Einscherer ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorrichtung ein Reaktionsmodul aufweist, das in Abhängigkeit von der Einscherwahrscheinlichkeit eine abgestufte Reaktion des Reglers auslöst.
Die Frage, ob in Anbetracht eines potentiellen Einscherers eine Anpassung der Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs vorgenommen werden soll, wird bei diesem System somit nicht mit "ja" oder "nein" beantwortet, sondern vielmehr wird die Einscherwahrscheinlichkeit in der Form eines mehrwertigen Signals vom Bewertungsmodul übernommen und die Reaktion des Reglers ist dann in dem Sinne abgestuft, daß die Änderung der Regelstrategie um so gravierender ausfällt, je höher die Einscherwahrscheinlichkeit ist.
Diese Lösung hat den Vorteil, daß das System in der Lage ist, eine Geschwindigkeitsanpassung im Hinblick auf einen eventuellen Einscherer vorbeugend vorzunehmen, schon bevor sich entscheiden läßt, ob wirklich ein Einschervorgang stattfindet. Damit wird eine bessere Anpassung des Systemverhaltens an das intuitive Verhalten eines erfahrenen Kraftfahrers erreicht, der z. B., wenn er sich nicht sicher ist, ob ein Fahrzeug von einer Nebenspur einscheren wird, vorsichtshalber darauf verzichten wird, das eigene Fahrzeug zu beschleunigen und dichter zu dem vorausfahrenden Fahrzeug aufzuschließen. Auf diese Weise wird insbesondere bei hoher Verkehrsdichte den anderen Verkehrsteilnehmern ein gefahrloserer Spurwechsel ermöglicht. Wenn sich dann im weiteren Verlauf zeigt, daß der potentielle Einscherer doch keinen Spurwechsel vornimmt, kann in dem Maße, in dem die Einscherwahrscheinlichkeit abnimmt, wieder der ursprüngliche Sollabstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug hergestellt werden.
Dieses Systemverhalten führt somit weder zu einem möglichen Zeitverlust noch zu einer Behinderung des Nachfolgeverkehrs, trägt jedoch insbesondere bei Fahrten mit niedriger Geschwindigkeit und geringen Fahrzeugabständen erheblich dazu bei, das Unfallrisiko zu senken. Darüber hinaus wird eine komfortablere Fahrweise erreicht, da durch die "vorausschauende" Reaktion auf potentielle Einscherer abrupte Verzögerungsvorgänge vermieden werden können.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die abgestufte Reaktion auf einen potentiellen Einscherer besteht in einer Modifikation der für eine normale Verfolgungsfahrt geltenden Regelstrategie, und diese Modifikation kann als Funktion der Einscherwahrscheinlichkeit sowohl hinsichtlich ihrer Art als auch hinsichtlich ihrer Intensität variieren.
Beispielsweise kann die Modifikation bei geringer Einscherwahrscheinlichkeit einfach nur darin bestehen, daß die im Rahmen der Regelstrategie zulässige maximale positive Beschleunigung a_lim begrenzt wird. Bei der Einscherwahrscheinlichkeit P = 0 stimmt a_lim mit dem Grenzwert überein, der für die normale Regelstrategie bei der Verfolgung eines Zielobjekts vorgesehen ist. Mit zunehmender Einscherwahrscheinlichkeit wird a_lim dann stetig reduziert. Wenn das Zielobjekt beschleunigt, wird auf diese Weise verhindert, daß das eigene Fahrzeug in gleichem Maße beschleunigt. So wird die für den potentiellen Einscherer geschaffene Lücke vergrößert, und es wird der für die Fahrzeuginsassen unkomfortable Effekt vermieden, daß das eigene Fahrzeug zunächst beschleunigt und dann, wenn das Fahrzeug auf der Nebenspur sicher als Einscherer erkannt wird, relativ scharf wieder verzögert werden muß. Mit zunehmende Einscherwahrscheinlichkeit sinkt a_lim dann auf einen vorbestimmten Minimalwert, beispielsweise auf 0, ab. Dieser Minimalwert wird jedoch vorzugweise schon bei einer weit unter 1 liegenden Einscherwahrscheinlichkeit erreicht.
Bei noch größerer Einscherwahrscheinlichkeit besteht dann die Modifikation der Regelstrategie stattdessen oder zusätzlich darin, daß der Sollabstand zum Zielobjekt vergrößert wird, um eine größere Lücke für den Einscherer zu schaffen. Bei einer normalen Folgefahrt ist der Sollabstand durch eine vom Fahrer innerhalb gewisser Grenzen wählbare Zeitlücke τ bestimmt, die den zeitlichen Abstand zwischen dem Zielobjekt und dem eigenen Fahrzeug angibt. Der Sollabstand ist somit geschwindigkeitsabhängig. Damit auch die Vergrößerung des Sollabstands die gleiche Geschwindigkeitsabhängigkeit aufweist, ist es zweckmäßig, die Zeitlücke τ um einen bestimmten Wert Δτ zu vergrößern, wobei Δτ stetig als Funktion von P zunimmt. Bei einer bestimmten Einscherwahrscheinlichkeit, die immer noch deutlich kleiner ist als 1, erreicht Δτ dann z. B. einen Wert, der der für den Einscherer benötigten Lücke entspricht.
Bei noch größerer Einscherwahrscheinlichkeit erfolgt dann ein Wechsel des Zielobjekts, d. h., es wird nicht mehr auf den Abstand zu dem bisher verfolgten Fahrzeug geregelt, sondern auf den Abstand zu dem potentiellen Einscherer.
Damit jedoch die Reaktion bei diesem Zielobjektwechsel nicht zu heftig und unkomfortabel ausfällt, wird dabei die maximal zulässige Verzögerung (negative Sollbeschleunigung) als Funktion von P variiert, d. h., der untere Grenzwert a^– _lim für die Sollbeschleunigung wird in Abhängigkeit von P stetig verringert, bis schließlich bei der Einscherwahrscheinlichkeit P = 1 der untere Grenzwert gilt, der für eine normale Verfolgungsfahrt vorgesehen ist. Von diesem Augenblick ab wird somit das einscherende Fahrzeug als ein "normales" Zielobjekt behandelt.
Das Bewertungsmodul berechnet die Einscherwahrscheinlichkeit P vorzugsweise in Abhängigkeit von mehreren dynamischen Parametern, die vom Ortungssystem für das auf der Nebenspur geortete Fahrzeug gemessen werden. Diese Parameter umfassen insbesondere den Lateralabstand Y des potentiellen Einscherers sowie dessen laterale Geschwindigkeitskomponente V_y.
Vorzugsweise wird auch die Differenzgeschwindigkeit ΔV berücksichtigt, d. h., die Differenz zwischen der Geschwindigkeit V1 des eigenen Fahrzeugs und der Geschwindigkeit V2 des potentiellen Einscherers. Im Prinzip kann diese Differenzgeschwindigkeit ΔV = V1 – V2 sowohl positiv als auch negativ sein. Bei positiver Differenzgeschwindigkeit, d. h., wenn das einscherende Fahrzeug schneller ist, wird jedoch im allgemeinen keine Systemreaktion erforderlich sein, und die Einscherwahrscheinlichkeit wird dann nur für die Entscheidung über den Zielobjektwechsel benötigt. Für die Berechnung der Einscherwahrscheinlichkeit genügt es daher, den Absolutbetrag der Differenzgeschwindigkeit zu betrachten.
Vorzugsweise fließt der Betrag der Differenzgeschwindigkeit so in die Einscherwahrscheinlichkeit ein, daß die Einscherwahrscheinlichkeit P mit zunehmender Differenzgeschwindigkeit abnimmt. Dahinter steht die Überlegung, daß der Fahrer des Fahrzeugs auf der Nebenspur, wenn er wirklich einscheren will, seine Geschwindigkeit an die Geschwindigkeit anpassen wird, die auf der Spur gefahren wird, auf die er wechseln will. Eine große Differenzgeschwindigkeit ist daher ein Indiz dafür, daß der Fahrer keinen Spurwechsel beabsichtigt.
Weiterhin ist es zweckmäßig, bei der Berechnung der Einscherwahrscheinlichkeit neben dem absoluten Lateralabstand Y des potentiellen Einscherers auch den relativen Lateralabstand Y_rel zu berücksichtigen. Dieser relative Lateralabstand gibt den Lateralabstand des potentiellen Einscherers im Verhältnis zum mittleren Lateralabstand der anderen Fahrzeuge an, die auf der betreffenden Nebenspur fahren.
Das hat den Vorteil, daß man einen zutreffenderen Wert für die Einscherwahrscheinlichkeit in den Fällen enthält, in denen die Fahrzeuge auf der Nebenspur ein Hindernis umfahren müssen oder in denen eine Spurverengung stattfindet wie beispielsweise bei der Einfahrt in eine Baustelle. In diesen Fällen wird der Lateralabstand aller auf der Nebenspur fahrenden Fahrzeuge abnehmen, was die unrealistische Konsequenz hätte, daß die Einscherwahrscheinlichkeit für sämtliche Fahrzeuge auf der Nebenspur zunähme, wenn man nur den absoluten Lateralabstand berücksichtigten würde. Der relative Lateralabstand zeigt dagegen an, inwieweit sich der potentielle Einscherer anders verhält als die übrigen Fahrzeuge auf der Nebenspur.
Für die Berechnung des relativen Lateralabstands können zum einen die Lateralabstände aller übrigen Fahrzeuge gemessen werden, die zu dem aktuellen Zeitpunkt auf der Nebenspur geortet werden können. Um eine größere statistische Basis zu erhalten, ist es jedoch zweckmäßig, die Lateralabstände aller auf der Nebenspur überholenden oder überholten Fahrzeuge fortlaufend zu messen und aus diesen Lateralabständen einen gleitenden Mittelwert zu bilden, mit dem dann der Lateralabstand des potentiellen Einscherers verglichen werden kann.
Auf analoge Weise ist es bei der Berechnung der Einscherwahrscheinlichkeit auch möglich, ergänzend zu der absoluten Lateralgeschwindigkeit V_y des potentiellen Einscherers eine relative Lateralgeschwindigkeit des potentiellen Einscherers zu berechnen und auszuwerten.
Für die Berechnung der Einscherwahrscheinlichkeit P, die von zwei oder mehreren der oben genannten dynamischen Parameter abhängig ist, sind verschiedene Algorithmen denkbar. Beispielsweise ist es möglich, für jeden in Betracht gezogenen Parameter zunächst eine Teilwahrscheinlichkeit zu berechnen, die durch eine fest vorgegebene Funktion dieses einen Parameters gegeben ist und die zwischen 0 und 1 variiert. Aus den so erhaltenen Teilwahrscheinlichkeiten für die verschiedenen Parameter läßt sich dann eine gewichtete Summe bilden, um die Gesamt-Einscherwahrscheinlichkeit P zu erhalten.
Die Gewichtsfaktoren können empirisch so bestimmt werden, daß sie der Wichtigkeit der verschiedenen Einflußgrößen entsprechen. Beispielsweise wird man generell dem absoluten und/oder relativen Lateralversatz und der Lateralgeschwindigkeit ein höheres Gewicht geben als der Differenzgeschwindigkeit ΔV. Außerdem sollten die Gewichtsfaktoren so normiert werden, daß ihre Summe gleich 1 ist, damit auch die Gesamt-Einscherwahrscheinlichkeit P in keinem Fall größer werden kann als 1.
Sofern im Fahrzeug ein Videosystem vorhanden ist, mit dem Spurmarkierungen auf der Fahrbahn erkannt werden können, läßt die Einscherwahrscheinlichkeit auch durch Auswertung des Videobildes bestimmen oder präzisieren. Gegebenefalls kann auch berücksichtigt werden, ob im Videobild zu erkennen ist, daß der Fahrer des potentiellen Einscherfahrzeugs den Blinker gesetzt hat.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen:
1 ein Blockdiagramm einer Abstandsregelvorrichtung gemäß der Erfindung;
2 eine Skizze einer Verkehrssituation, zur Erläuterung der Funktionsweise der Abstandsregelvorrichtung;
3 Diagramme zur Erläuterung von Teilschritten bei der Berechnung einer Einscherwahrscheinlichkeit;
4 ein Diagramm zur Illustration eines letzten Schrittes bei der Berechnung der Einscherwahrscheinlichkeit; und
5 ein Diagramm zur Erläuterung von unterschiedlichen Systemreaktionen in Abhängigkeit von der Einscherwahrscheinlichkeit.
Ausführungsform der Erfindung
Die in 1 gezeigte Abstandsregelvorrichtung umfaßt als Ortungssystem einen Radarsensor 10, der vorn im Fahrzeug eingebaut ist und mit dem die Abstände, Relativgeschwindigkeiten und Azimutwinkel von georteten Objekten, insbesondere von vorausfahrenden Fahrzeugen, gemessen werden.
Kernstück der Abstandsregelvorrichtung ist ein elektronisches Datenverarbeitungssystem 12 mit zugehöriger Software, das die Daten des Radarsensors 10 auswertet und auf Aktoren des Antriebssystems und des Bremssystems des hier nur symbolisch dargestellten Fahrzeugs 14 einwirkt. Speziell soll es sich in dem hier betrachteten Beispiel um eine Abstandsregelvorrichtung handeln, die auch im unteren Geschwindigkeitsbereich, bis hin zur Geschwindigkeit 0, aktivierbar ist. Die Grundfunktionen einer solchen Abstandsregelvorrichtung (ACC-System) sind als solche bekannt und werden deshalb hier nur durch einen Funktionsblock symbolisiert, der als Regler 16 bezeichnet werden soll. Gesondert dargestellt sind in 1 lediglich ein Bewertungsmodul 18 und ein Reaktionsmodul 20.
Das Bewertungsmodul 18 dient dazu, anhand der vom Radarsensor 10 gemessenen und im Regler 16 aufbereiteten Ortungsdaten für jedes auf einer Nebenspur geortete Fahrzeug eine Einscherwahrscheinlichkeit zu berechnen, das heißt, eine Wahrscheinlichkeit dafür, daß das betreffende Fahrzeug in Begriff ist, auf die von dem eigenen Fahrzeug befahrene Spur zu wechseln.
Das Reaktionsmodul 20 dient dazu, die vom Regler 16 verfolgte Regelstrategie in Abhängigkeit von der berechneten Einscherwahrscheinlichkeit so zu modifizieren, daß im Hinblick auf potentielle Einscherer ein angepaßtes Systemverhalten erreicht wird.
Bei dem regulären Verhalten des Reglers 16, ohne Berücksichtigung von Einscherern, ist zu unterscheiden zwischen einer Freifahrtsituation, in der kein vorausfahrendes Fahrzeug in der eigenen Spur geortet wird, und einer Folgefahrtsituation, in der ein unmittelbar in der eigenen Spur vorausfahrendes Fahrzeug als Zielobjekt verfolgt wird. In der Freifahrtsituation wird statt dessen auf eine vom Fahrer gewählte Wunschgeschwindigkeit geregelt. Eine Reaktion auf Einscherer wird in erster Linie in einer Folgefahrtsituation erforderlich sein, kann jedoch unter Umständen auch in einer Freifahrtsituation angebracht sein, wenn das eigene Fahrzeug von einem anderen Fahrzeug "geschnitten" wird. Bei den nachstehenden Erörterungen steht die Folgefahrtsituation im Vordergrund.
2 illustriert eine Situation, in der das eigene, mit der Abstandsregelvorrichtung ausgerüstete Fahrzeug 14 auf der rechten Spur 22 einer zweispurigen Fahrbahn fährt und ein vorausfahrendes Fahrzeug, das Zielobjekt 24, verfolgt, wobei der Abstand D zum Zielobjekt 24 auf eine vom Fahrer gewählte Zeitlücke τ geregelt wird.
Die linke Nebenspur 26 der Fahrbahn weist im gezeigten Beispiel eine Spurverengung 28 auf. Ein auf der Nebenspur 26 fahrendes Fahrzeug 30 wird durch die Spurverengung veranlaßt, die Geschwindigkeit zu reduzieren und etwas nach rechts auszuweichen. Hinter dem Fahrzeug 30 folgt auf der Nebenspur 26 ein Fahrzeug 32, das möglicherweise im Begriff ist, in die Lücke zwischen dem eigenen Fahrzeug 14 und dem Zielobjekt 24 einzuscheren.
Das Bewertungsmodul 18 berechnet für das Fahrzeug 32, den potentiellen Einscherer, eine Einscherwahrscheinlichkeit P und wertet dazu die folgenden dynamischen Parameter des Fahrzeugs 32 aus:

– eine Differenzgeschwindigkeit ΔV = |V1 – V2| zwischen der Geschwindigkeit V1 des eigenen Fahrzeugs 14 und der Geschwindigkeit V12 des potentiellen Einscherers (berücksichtigt wird hier nur die Geschwindigkeitskomponente in Richtung der Längsachse des eigenen Fahrzeugs 14),
– den Lateralabstand Y des Fahrzeugs 32, d. h., den Abstand zwischen diesem Fahrzeug und der Mitte des eigenen Fahrzeugs 14 in Querrichtung der Fahrbahn,
– die Lateralgeschwindigkeit Vy des Fahrzeugs 32, d. h., die Geschwindigkeitskomponente dieses Fahrzeugs quer zur Fahrbahn (positiv bei Annäherung an die vom Fahrzeug 14 befahrene Spur) und
– einen relativen Lateralabstand Y_rel des Fahrzeugs 32.

Der relative Lateralabstand Y_rel ist gegeben durch den Quotienten aus dem absoluten Lateralabstand Y des Fahrzeugs 32 und dem mittleren Lateralabstand Y_ave der übrigen Fahrzeuge, die auf der Nebenspur 26 fahren, hier repräsentiert durch den Lateralabstand des Fahrzeugs 30.
Die Differenzgeschwindigkeit V kann in einer modifizierten Ausführungsform auch durch die Geschwindigkeit des Zielobjekts 24 beeinflußt sein, z. B. indem man die Differenz zwischen der mittleren Geschwindigkeit der Fahrzeuge 14 und 24 und der Geschwindigkeit V2 des Fahrzeugs 32 bildet. Die Geschwindigkeit des Zielobjekts 24 kann sich beispielsweise dann deutlich von der Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs 14 unterscheiden, wenn das eigene Fahrzeug gerade erst auf das Zielobjekt 24 auffährt und noch nicht den Sollabstand erreicht hat.
Die Lateralgeschwindigkeit V_y ist durch die zeitliche Ableitung des vom Radarsensor 10 gemessenen Lateralabstands Y gegeben.
Sofern der Radarsensor 10 in der Lage ist, die Breite eines georteten Objekts zu messen oder zumindest abzuschätzen, oder sofern zusätzlich zum Radarsensor ein Videosystem vorhanden ist, kann der Lateralabstand Y des Fahrzeugs 32 durch den Abstand der rechten (oder, bei einer rechten Nebenspur, der linken) Kante dieses Fahrzeugs von der Mitte des eigenen Fahrzeugs 14 gegeben sein. Falls mit Hilfe eines Videosystems die Spurmarkierungen auf der Fahrbahn erkannt werden können, kann der Lateralabstand Y auch direkt auf die Grenze zwischen den Spuren 22 und 26 bezogen sein.
Für jeden der oben beschriebenen Parameter ΔV, Vy, Y und Y_rel wird zunächst eine Teilwahrscheinlichkeit P_ΔV, P_Vy, P_y bzw. P_rel berechnet, die eine Einscherwahrscheinlichkeit allein unter Berücksichtigung dieses einzelnen Parameters angibt. In 3 ist qualitativ in Diagrammform dargestellt, wie die Teilwahrscheinlichkeiten von den betreffenden Parametern abhängen.
Die von der Differenzgeschwindigkeit ΔV abhängige Teilwahrscheinlichkeit P_ΔV hat bei der Differenzgeschwindigkeit 0 den Wert 1 und nimmt mit zunehmender Differenzgeschwindigkeit stetig, beispielsweise linear ab. Dies beruht auf der Überlegung, daß die Einscherwahrscheinlichkeit um so größer ist, je besser die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 32 bereits an die auf der rechten Spur 22 gefahrene Geschwindigkeit angepaßt ist. Die gleiche Überlegung gilt jedoch auch für den Fall, daß ein Einscherer von einer rechten Nebenspur einschert.
Die von der Lateralgeschwindigkeit Vy abhängige Teilwahrscheinlichkeit P_VY hat bei der Lateralgeschwindigkeit 0 den Wert 0 und nimmt mit zunehmender Lateralgeschwindigkeit (in Richtung auf die eigene Spur) stetig zu, bis sie schließlich den Wert 1 erreicht.
Die vom Lateralabstand Y abhängige Teilwahrscheinlichkeit P_Y hat im gezeigten Beispiel bei dem Lateralabstand Y = 0 (das Fahrzeug 32 befindet sich bereits auf der Mitte der Spur 22) den Wert 1 und nimmt mit zunehmendem Lateralabstand stetig ab, bis sie bei einem bestimmten Abstand den Wert 0 erreicht. Einscherer von rechten und linken Nebenspuren können auf die gleiche Weise behandelt werden, indem der Absolutbetrag des Lateralabstands ausgewertet wird.
In einer modifizierten Ausführungsform ist es denkbar, daß die Teilwahrscheinlichkeit P_Y bei kleinen Lateralabständen, bis etwa zu einem Wert, der der halben Breite des eigenen Fahrzeugs entspricht, konstant den Wert 1 hat und erst dann allmählich auf 0 abfällt.
Für die Abhängigkeit der Teilwahrscheinlichkeit P_rel vom relativen Lateralabstand P_rel gilt sinngemäß das Gleiche wie für die Teilwahrscheinlichkeit P_Y.
In einer modifizierten Ausführungsform können auch noch weitere dynamische Parameter berücksichtigt und in entsprechende Teilwahrscheinlichkeiten umgerechnet werden, beispielsweise eine relative Lateralgeschwindigkeit, die analog zu dem relativen Lateralabstand gebildet ist. Ebenso kann es zweckmäßig sein, als weiteren Parameter die zeitliche Ableitung der Differenzgeschwindigkeit zu berücksichtigen, d. h., die Rate, mit der sich die Geschwindigkeit des potentiellen Einscherers 32 der Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs annähert. Die entsprechende Teilwahrscheinlichkeit wird bei negativer Änderungsrate (Differenzgeschwindigkeit nimmt ab) groß sein und bei positiver Änderungsrate kleiner.
Wie in 4 dargestellt ist, wird aus den verschiedenen Teilwahrscheinlichkeiten P_ΔV, P_Vy, P_Y, und P_rel eine Gesamtwahrscheinlichkeit gebildet, die dann die eigentliche Einscherwahrscheinlichkeit P repräsentiert. Dazu wird aus den Teilwahrscheinlichkeiten eine gewichtete Summe gebildet und zwar in der Weise, daß die Summe der Gewichtsfaktoren den Wert 1 hat. Auf diese Weise können die Bedeutungen der verschiedenen Teilwahrscheinlichkeiten unterschiedlich gewichtet werden. Beispielsweise wird man generell der Differenzgeschwindigkeit ΔV ein geringes Gewicht geben als etwa der Lateralgeschwindigkeit oder dem Lateralabstand.
In 5 ist in Diagrammform dargestellt, wie das Reaktionsmodul 20 die Regelstrategie des Reglers 16 in Abhängigkeit von der Einscherwahrscheinlichkeit P modifiziert. Der von 0 bis 1 reichende Wertebereich der Einscherwahrscheinlichkeit P ist im gezeigten Beispiel in drei etwa gleich breite Zonen 34, 36 und 38 unterteilt, die sich hinsichtlich der Art der Modifikation der Regelstrategie unterscheiden. Außerdem wird in jeder dieser Zonen ein Parameter der Regelstrategie stetig in Abhängigkeit von der Einscherwahrscheinlichkeit P variiert, wie in 3 durch eine Kurve 40 symbolisiert wird.
In der Zone 34 (z. B. 0 P < 1/3) besteht die Modifikation der Regelstrategie lediglich darin, daß der sogenannte positive Beschleunigungsruck begrenzt wird. Dieser Beschleunigungsruck ist die Beschleunigung, mit der der Regler auf eine Beschleunigung des Zielobjekts 24 reagiert. In einer normalen Folgefahrtsituation, wenn keine potentiellen Einscherer vorhanden sind, hat dieser Beschleunigungsruck einen bestimmten oberen Grenzwert a_lim. Dieser Grenzwert gilt auch für die Einscherwahrscheinlichkeit P = 0. Mit zunehmender Einscherwahrscheinlichkeit wird dieser Grenzwert jedoch um einen bestimmten Betrag Δa_lim(P) reduziert. Dieser Betrag nimmt mit zunehmendem P stetig zu und erreicht beispielsweise bei
P = 1/3 den Wert 0.
In der Zone 36 (1/3 P < 2/3) wird zusätzlich die Zeitlücke τ, die den Abstand D zum Zielobjekt 24 bestimmt, um einen bestimmten Wert Δτ(P) erhöht. Auch dieser Wert ist stetig von P abhängig und hat beispielsweise am unteren Rand der Zone 36 den Wert 0 und am oberen Rand dieser Zone einen Wert, der der Länge der Lücke entspricht, die für das einscherende Fahrzeug geschaffen werden sollte.
In der Zone 38 wird er nicht mehr auf das bisherige Zielobjekt 24 geregelt, sondern statt dessen auf das Fahrzeug 32, das nun mit hoher Wahrscheinlichkeit ein Einscherer ist. Im allgemeinen wird dies eine (weitere) Verzögerung des eigenen Fahrzeugs erfordern. In einer normalen Folgefahrtsituation (ohne Einscherer) gibt es für die maximale Verzögerung im Rahmen der Regelstrategie einen Grenzwert a^– _lim. Wenn in der Zone 38 auf den Einscherer geregelt wird, gilt jedoch nicht dieser normale Grenzwert, sondern statt dessen ein Grenzwert a^– _lim(P), der in Abhängigkeit von P stetig variiert. Beispielsweise entspricht dieser Grenzwert am unteren Rand der Zone 38 der (negativen) Sollbeschleunigung, die der Regler zuletzt gefordert hat (etwa um am oberen Rand der Zone 36 den Abstand zum alten Zielobjekt 24 zu vergrößern). Mit zunehmender Einscherwahrscheinlichkeit wird der Grenzwert a^– _lim(P) dann stetig erhöht, d. h., es werden stärkere Fahrzeugverzögerungen zugelassen, bis schließlich bei P = 1 der normale Grenzwert a^– _lim erreicht wird. Somit erfolgt der Zielobjektwechsel nicht abrupt, sondern es wird stetig von dem alten Zielobjekt 24 auf den Einscherer 32 als neues Zielobjekt "überblendet".
Insgesamt wird durch die in 5 dargestellten Modifikationen der Regelstrategie eine vorausschauende, angepaßte und komfortable Reaktion auf echte oder vermeintliche Einscherer erreicht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102004013818 [0004]
- DE 102004047084 [0005]

Claims

Abstandsregelvorrichtung für Kraftfahrzeuge, mit einem Ortungssystem (10) zur Ortung von vorausfahrenden Fahrzeugen (24, 30, 32) auf der eigenen Spur (22) und auf Nebenspuren (26), einem Regler (16) zur Regelung der Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs (14) in Abhängigkeit vom Abstand (D) zu einem auf der eigenen Spur vorausfahrenden Fahrzeug (24), und einem Bewertungsmodul (18) zur Bewertung einer Einscherwahrscheinlichkeit (P) für auf einer Nebenspur (26) geortete Fahrzeuge (32), gekennzeichnet durch ein Reaktionsmodul (20) zur Auslösung einer abgestuften Reaktion des Reglers (16) in Abhängigkeit von der Einscherwahrscheinlichkeit (P).
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsmodul 20 dazu ausgebildet ist, eine von dem Regler (16) angewandte Regelstrategie auf unterschiedliche Arten zu modifizieren, wobei die Art der Modifikation von der Größe der Einscherwahrscheinlichkeit P abhängig ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsmodul (20) dazu ausgebildet ist, die Regelstrategie des Reglers (16) auf eine oder mehrere der folgenden Arten zu modifizieren: a) Begrenzung der bei der Reaktion auf eine Beschleunigung des vorausfahrenden Fahrzeugs (24) maximal zugelassenen Beschleunigung (a^– _lim(P)), b) Vergrößerung des Abstands (D) zu dem vorausfahrenden Fahrzeug (24), c) Auswahl des auf der Nebenspur georteten Fahrzeugs (32) anstelle des auf der eigenen Spur vorausfahrenden Fahrzeugs (24) als Zielobjekt für die Abstandsregelung, mit Begrenzung der im Rahmen der Abstandsregelung maximal zulässigen Verzögerung (a^– _lim(P)) des eigenen Fahrzeugs.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsmodul (20) dazu ausgebildet ist, mit zunehmender Einscherwahrscheinlichkeit (P) nacheinander die in Anspruch 3 genannten Modifikationen a), b) und c) in dieser Reihenfolge anzuwenden.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsmodul (20) dazu ausgebildet ist, die Intensität der Reaktion des Reglers (16) in Abhängigkeit von der Einscherwahrscheinlichkeit (P) zu variieren.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsmodul (20) dazu ausgebildet ist, einen Wert (Δa^– _lim(P)), der die Begrenzung der positiven Beschleunigung bestimmt, in Abhängigkeit von der Einscherwahrscheinlichkeit (P) stetig zu variieren.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsmodul (20) dazu ausgebildet ist, den Abstand (D) zum in der eigenen Spur vorausfahrenden Fahrzeug (24) oder eine diesem Abstand entsprechende Zeitlücke (τ) in Abhängigkeit von der Einscherwahrscheinlichkeit (P) stetig zu variieren.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsmodul (20) dazu ausgebildet ist, einen Wert (a^– _lim(P)), der die maximale Verzögerung des eigenen Fahrzeugs (14) bestimmt, in Abhängigkeit von der Einscherwahrscheinlichkeit (P) stetig zu variieren.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bewertungsmodul (18) dazu ausgebildet ist, die Einscherwahrscheinlichkeit (P) in Abhängigkeit von der Lateralgeschwindigkeit (V_y) und dem Lateralabstand (Y) des georteten Fahrzeugs (32) und zusätzlich in Abhängigkeit von der Differenzgeschwindigkeit (ΔV) zwischen dem georteten Fahrzeug (32) und dem eigenen Fahrzeug (14) zu bestimmen.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bewertungsmodul (18) dazu ausgebildet ist, die Einscherwahrscheinlichkeit (P) unter Berücksichtigung eines relativen Lateralabstands (Y_rel) zu bestimmen, der den Lateralabstand des georteten Fahrzeugs (32) im Verhältnis zu den Lateralabständen anderer auf der Nebenspur (26) georteter Fahrzeuge (30) angibt.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bewertungsmodul (18) dazu ausgebildet ist, die Einscherwahrscheinlichkeit (P) unter Berücksichtigung einer relativen Lateralgeschwindigkeit zu bestimmen, die die Lateralgeschwindigkeit des georteten Fahrzeugs (32) im Verhältnis zu den Lateralgeschwindigkeiten anderer auf der Nebenspur (26) georteter Fahrzeuge (30) angibt.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bewertungsmodul (18) dazu ausgebildet ist, für mehrere dynamische Parameter des georteten Fahrzeugs, die in die Bestimmung der Einscherwahrscheinlichkeit (P) einfließen, jeweils eine nur von diesem Parameter abhängige Teilwahrscheinlichkeit (P_ΔV, P_Vy, P_Y, P_rel) zu berechnen und die Einscherwahrscheinlichkeit (P) als gewichtete Summe der Teilwahrscheinlichkeiten zu bilden.