DE102007054453A1 - Verfahren zur Ermittlung einer Wahrscheinlichkeit für das Stattfinden eines bevorstehenden Überholvorgangs - Google Patents

Verfahren zur Ermittlung einer Wahrscheinlichkeit für das Stattfinden eines bevorstehenden Überholvorgangs Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung einer Wahrscheinlichkeit für das Stattfinden eines bevorstehenden Überholvorgangs. Die Ermittlung der Wahrscheinlichkeit erfolgt dabei in Abhängigkeit von Daten einer Sensorik zur Erkennung des vorausfahrenden Fahrzeugs, wobei durch die Sensorik zumindest erkannt wird, ob ein vorausfahrendes Fahrzeug vorhanden ist oder nicht. Ferner erfolgt die Ermittlung der Wahrscheinlichkeit zusätzlich abhängig von der aktuell gefahrenen Fahrzeuggeschwindigkeit des folgenden Fahrzeugs in Verbindung mit Informationen über den Verlauf der Fahrbahn und/oder in Verbindung mit Informationen über die auf der aktuell befahrenen Fahrbahn zulässige Höchstgeschwindigkeit.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Wahrscheinlichkeit für das Stattfinden eines bevorstehenden Überholvorgangs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Aus der DE 10 2005 007 800 A1 ist bereits ein Verfahren zur Erkennung eines bevorstehenden Überholvorgangs bekannt. Hierbei wird auf das Vorliegen eines bevorstehenden Überholvorgangs geschlossen, indem der Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug ermittelt wird, die Relativgeschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs bestimmt wird, und anhand eines Wertes einer vom Abstand und der Relativgeschwindigkeit abhängigen Funktion entschieden wird, ob tatsächlich ein Überholvorgang bevorsteht oder nicht.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein alternatives Verfahren zur Erkennung eines bevorstehenden Überholvorgangs anzugeben bzw. ein Verfahren zur Ermittlung einer Wahrscheinlichkeit für einen bevorstehenden Überholvorgang zu schaffen. Insbesondere soll ein Verfahren angegeben werden, durch welches die Wahrscheinlichkeit für einen vermeintlich bevorstehenden Überholvorgang ermittelt werden kann. Ferner soll in Abhängigkeit von der Wahrscheinlichkeit für das Auftreten eines bevorstehenden Überholvorgangs die Steuerung des Energiemanagements des Kraftfahrzeugs erfolgen bzw. adaptiert werden – insbesondere soll die Steuerung des Energiemanagements bei einem Hybridfahrzeug mit einem Energiespeicher (z. B. Hochvoltbatterie und/oder Kondensatoreinrichtung bzw. supercap) an die mit hoher Wahrscheinlichkeit bevorstehende Fahrsituation „Überholvorgang" entsprechend angepasst werden.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, während in den Unteransprüchen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung angegeben sind.
  • Gemäß der Erfindung wird die Wahrscheinlichkeit für das Stattfinden eines bevorstehenden Überholvorgangs in Abhängigkeit von Daten einer Sensorik zur Erkennung eines vorausfahrenden Fahrzeugs ermittelt, wobei durch die Sensorik zumindest das Vorhandensein bzw. Nichtvorhandensein eines vorausfahrenden Fahrzeugs ermittelbar ist. Erfindungsgemäß werden bei Vorhandensein eines vorausfahrenden Fahrzeugs zumindest die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit des überholenden Fahrzeugs (nachfolgendes Fahrzeug) in Verbindung mit Informationen über den bevorstehenden zu fahrenden Verlauf der aktuell befahrenen Fahrbahn bzw. Fahrroute (z. B. Daten eines Navigationssystems) und/oder in Verbindung mit Informationen über die auf der aktuell befahrenen Fahrbahn zulässige Höchstgeschwindigkeit ausgewertet.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung dienen weitere Informationen der Ermittlung der Wahrscheinlichkeit für das Stattfinden eines bevorstehenden Überholvorgangs – insbesondere Daten anhand derer auf die Fahrzeugart des vorausfahrenden Fahrzeugs geschlossen werden kann und/oder Daten anhand derer der Abstand zum vorausfahrenden (zu überholenden) Fahrzeug ermittelt werden kann und/oder Daten, die eine Information über die Relativgeschwindigkeit zum vorausfahrenden Fahrzeug umfassen. Zur Ermittlung des Fahrzeugtyps könnten beispielsweise Daten eines Kamerasystems ausgewertet werden, so dass zumindest zwischen den Fahrzeugarten „PKW" und „LKW" unterschieden werden kann. Dabei kann unter der Fahrzeugart „LKW" auch ein Traktor subsumiert werden. Neben der Unterscheidung zwischen „PKW" und LKW" kann die Unterscheidung erweitert werden um die Fahrzeugtypen „Motorrad" und „Fahrrad".
  • Darüber hinaus können alternativ oder zusätzlich auch Informationen über aktuell vorliegende Witterungsverhältnisse (Regen, Schnee, Außentemperatur, Luftfeuchte, Sichtverhältnisse und dergleichen) und/oder Daten zur Erkennung eines Fahrerprofils (z. B. konservativ, normal, sportlich – z. B. i. A. vom Beschleunigungsverhalten des Fahrers) zur Ermittlung der Überholwahrscheinlichkeit herangezogen und ausgewertet werden.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Steuerung des Energiemanagements des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von der ermittelten Wahrscheinlichkeit für das Stattfinden eines bevorstehenden Überholvorgangs durchgeführt – insbesondere wird das Lademanagement der Fahrzeugbatterie in Abhängigkeit vom ermittelten Grad an Überholwahrscheinlichkeit verändert bzw. gesteuert. Dabei kann das Energiemanagement sich auf den Lade- bzw. Entladevorgang der Bordnetzbatterie eines Kraftfahrzeugs mit Brennkraftmaschinenantrieb beziehen. Im Focus der Erfindung steht allerdings eher die Steuerung des Energiemanagements bei einem Hybridfahrzeug, welches zumindest eine elektrische Maschine als Antriebsaggregat umfasst. Mit Vorteil wird hier der Ladezustand des die elektrische Antriebsmaschine versorgenden Energiespeichers (insbesondere (Hochvolt-)Batterie und/oder Kondensatoranordnung) in Abhängigkeit von der ermittelten Überholwahrscheinlichkeit gesteuert.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
  • 1: den Ablauf eines Überholvorgangs mit einem Hybridfahrzeug, bei unterschiedlichen Ladezuständen des elektrischen Energiespeichers zur Versorgung der elektrischen Abtriebsmaschine, und
  • 2: ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • 1 zeigt ein, hinter einem Lastkraftwagen L (vorausfahrendes Fahrzeug) herfahrendes, Kraftfahrzeug P (folgendes Fahrzeug). Dabei ist das Kraftfahrzeug P als Hybridfahrzeug ausgebildet und umfasst als Antriebsaggregate eine Brennkraftmaschine und eine sowohl generatorisch als auch motorisch betreibbare elektrische Maschine. Die Fahrzeuge bewegen sich im dargestellten Ausführungsbeispiel auf einer Straße, auf der bis zu einem vorbestimmten Streckenpunkt x eine zulässige Höchstgeschwindigkeit von 60 km/h vorgeschrieben ist. Ab dem Streckenpunkt x ist diese Höchstgeschwindigkeit aufgehoben, so dass beispielsweise eine Höchstgeschwindigkeit von 100 km/h zugelassen wird.
  • Gemäß der oberen Abbildung wird ein Überholvorgang dargestellt, bei dem die Steuerung des Energiemanagements – insbesondere die Steuerung des Ladezustands des die elektrische Abtriebsmaschine versorgenden elektrischen Energiespeichers E (im Folgenden auch Hochvoltenergiespeicher genannt) – nicht in Abhängigkeit von einer zuvor ermittelten Wahrscheinlichkeit W für das Stattfinden eines bevorstehenden Überholvorgangs erfolgt. Aufgrund dieses unzureichenden Energiemanagements könnte, wie dargestellt, zu Beginn des Überholvorgangs der Hochvoltenergiespeicher E nur unzureichend aufgeladen sein, so dass während des Überholvorgangs nicht mehr ausreichend elektrische Energie für die Versorgung der elektrischen Antriebsmaschine zur Verfügung steht. Der Hochvoltenergiespeicher E könnte dann, wie dargestellt, während des Überholvorgangs soweit entleert sein, dass keine zusätzliche Antriebsenergie bzw. kein zusätzliches Antriebsmoment über die elektrische Maschine mehr bereitgestellt werden kann. Eine derartige Situation gilt es unter Berücksichtung von Sicherheitsaspekten zu vermeiden.
  • Gemäß der unteren Abbildung von 1, bei der durch das erfindungsgemäße Verfahren die Wahrscheinlichkeit für einen bevorstehenden Überholvorgang ermittelt wird, kann die Situation gemäß 1 (oben) mit hoher Wahrscheinlichkeit vermieden werden. Das Folgefahrzeug P detektiert über eine Sensorik das vorausfahrende Fahrzeug L und ermittelt in einer Steuereinrichtung, in Abhängigkeit von der eigenen aktuell gefahrenen Fahrzeuggeschwindigkeit vP in Verbindung mit Informationen PNav über den Verlauf der aktuell befahrenen Fahrbahn (Navigationsdaten) und/oder in Verbindung mit einer Information über die auf dieser Fahrbahn zulässige Höchstgeschwindigkeit vzul, ein Maß an Wahrscheinlichkeit W für einen bevorstehenden Überholvorgang, bei dem das vorausfahrende Fahrzeug überholt werden würde. Dabei können die Informationen PNav über den Verlauf der aktuell befahrenen Fahrbahn z. B. per Navigationssystem und/oder durch eine z. B. kamerabasierte Sensorik zur Erfassung von Umgebung und/oder Verkehrszeichen generiert werden. Die Informationen über die zulässige Höchstgeschwindigkeit vzul können ebenfalls mittels einer kamerabasierten Sensorik und/oder elektronische Streckeninformationssysteme ermittelt werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel, 1 (unten), hat das Folgefahrzeug P beispielsweise mittels Kamerasystem die Aufhebung der zulässigen Höchstgeschwindigkeit von 60 km/h detektiert und zuvor während der Zeitdauer der vorhandenen Geschwindigkeitsbegrenzung von 60 km/h den Hochvoltenergiespeicher E bis auf eine vorbestimmte obere Grenze aufgeladen – so dass zum Zeitpunkt des Wegfalls der Höchstgeschwindigkeit ausreichend elektrische Energie zur Versorgung der elektrischen Antriebsmaschine während eines vermeintlich bevorstehenden Überholvorgangs zur Verfügung steht. Die vorbestimmte Grenze bis zu der der Hochvoltenergiespeicher E aufgeladen werden soll, liegt oberhalb einer vorbestimmten Grenze, die lediglich einen ausreichenden Rekuperationsbetrieb (Rückgewinnung von Energie im Schub- und Bremsbetrieb) gewährleisten soll. Liegt die Ladungsgrenze, die eine effiziente Rückgewinnung von Schub- bzw. Bremsenergie gewährleisten soll, bei einem Ladezustand SOC = 80%, so könnte diese Grenze um einen vorbestimmten Deltabetrag auf beispielsweise 85% angehoben werden. Auf diese Weise ist zum einen noch eine Reserve für die Energierückgewinnung vorhanden und zum anderen steht eine erhöhte Ladungsmenge für einen bevorstehenden Überholvorgang zur Verfügung. In einer Weiterbildung der Erfindung kann der vorbestimmte Deltabetrag, um den die vorbestimmte Ladungsgrenze für den Rekuperationsbetrieb angehoben wird, bzw. eine neu bestimmte Ladungsgrenze, in Abhängigkeit von dem ermittelten Grad der Überholwahrscheinlichkeit W veränderbar ausgebildet sein. Hierdurch könnte bei einer höheren Überholwahrscheinlichkeit W ein größerer Ladezustand zugelassen werden als bei einer niedrigeren Überholwahrscheinlichkeit W.
  • 2 zeigt ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer schematischen Darstellung. Dargestellt ist die Wirkungsweise einer Steuereinrichtung zur Ermittlung der Wahrscheinlichkeit W für das Stattfinden eines bevorstehenden Überholvorgangs. Dabei beinhaltet die Steuereinrichtung Mittel 2 zur Ermittlung der Wahrscheinlichkeit W sowie Mittel 4 zur Erstellung bzw. Anpassung einer Lade- bzw. Entladestrategie für die entsprechende Ansteuerung des elektrischen Energiespeichers E. Die Mittel 2 zur Ermittlung der Wahrscheinlichkeit W sind beispielsweise in Form eines Berechnungsmodells nach Bayes (Bayes Netzwerk) oder eines Fuzzy-Modells (Fuzzy Netzwerk) oder einem anderen geeigneten Modell bzw. Netzwerk ausgebildet. Bevorzugte Eingangsgrößen für die Wahrscheinlichkeitsermittlung sind zumindest die Fahrzeug-Istgeschwindigkeit vP des Folgefahrzeugs P sowie Daten PNav über den Straßenverlauf der aktuell befahrenen Fahrbahn (insbesondere den Verlauf der Fahrbahn, der für den bevorstehenden Überholvorgang voraussichtlich zu befahren ist) und/oder Informationen über die zulässige Höchstgeschwindigkeit vzul auf der aktuell befahrenen Fahrbahn (insbesondere die zulässige Höchstgeschwindigkeit Vzul auf einem Straßenabschnitt vor dem Überholvorgang als auch die zulässige Höchstgeschwindigkeit vzul auf einem späteren Streckenabschnitt, zu dem voraussichtlich der Überholvorgang stattfinden wird). Als weitere bevorzugte Eingangsgrößen in deren Abhängigkeit die Wahrscheinlichkeitsermittlung noch verbessert werden kann, sind dargestellt und vorgesehen:
    • • Daten PFahrzeug, die eine Unterscheidung zwischen vorgegebenen Fahrzeugtypen (wie PKW, LKW, Krad; Fahrrad, ..) erlauben – z. B. über die Auswertung von Frontkameradaten,
    • • Blinkersignale PBlinker des Folgefahrzeugs P und/oder des vorausfahrenden Fahrzeugs L,
    • • Sensorsignale PLicht eines Lichtsensors zur Ermittlung der äußeren Lichtverhältnisse,
    • • Sensorsignale PRegen eines Regensensors zur Ermittlung äußerer Witterungsverhältnisse, und/oder
    • • Informationen PFahrer die eine Klassifizierung von unterschiedlichen Fahrertypen bzw. die Auswahl eines Fahrertyps aus einer vorbestimmten Auswahl von verschiedenen Fahrertypen erlauben.
  • Zur Klassifizierung bzw. Auswahl oder Erkennung eines Fahrertyps wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein weiteres Bayes Netzwerk 6 verwendet, über welches in Abhängigkeit von vorbestimmten Betriebsparametern Px (z. B. Fahrpedalweg/-gradient, Lenkausschlag/-gradient, und dergleichen) ein Fahrertyp ermittelt bzw. zugeordnet werden kann. Ist erst in Abhängigkeit einzelner vorbestimmter Größen eine Wahrscheinlichkeit W (z. B. mit einem Wahrscheinlichkeitsgrad zwischen 0% ... 100%) für einen bevorstehenden Überholvorgang ermittelt worden, wird durch die Mittel 4 zur Erstellung bzw. Anpassung einer Lade- bzw. Entladestrategie der Lade- bzw. Entladevorgang des Energiespeichers E in Abhängigkeit von dem gefundenen Wahrscheinlichkeitsgrad W gesteuert. Hierfür können beispielsweise unterschiedlichen Wahrscheinlichkeitsgraden W unterschiedliche Energiemanagement- bzw. Entlade-/Ladestrategien zugeordnet sein.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 102005007800 A1 [0002]

Claims (8)

  1. Verfahren zur Ermittlung einer Wahrscheinlichkeit (W) für das Stattfinden eines bevorstehenden Überholvorgangs für ein, einem vorausfahrenden Fahrzeug (L) folgendes Kraftfahrzeug (P), wobei die Ermittlung der Wahrscheinlichkeit (W) in Abhängigkeit von Daten einer Sensorik zur Erkennung des vorausfahrenden Fahrzeugs (L) erfolgt, wobei durch die Sensorik zumindest erkannt wird, ob ein vorausfahrendes Fahrzeug (L) vorhanden ist oder nicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung der Wahrscheinlichkeit (W) in Abhängigkeit von – der aktuell gefahrenen Fahrzeuggeschwindigkeit (vP) des folgenden Fahrzeugs (P) in Verbindung mit – Informationen (PNav) über den Verlauf der Fahrbahn und/oder mit Informationen über die auf der aktuell befahrenen Fahrbahn zulässige Höchstgeschwindigkeit (vzul) erfolgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung der Wahrscheinlichkeit (W) in Abhängigkeit von – Daten (PFahrzeug) zur Unterscheidung zwischen unterschiedlichen Fahrzeugarten, und/oder – Daten bezüglich des Abstandes zum vorausfahrenden Fahrzeug (L), und/oder – Daten, die eine Information über die relative Geschwindigkeit umfassen mit der sich das folgende Fahrzeug (P) dem vorausfahrenden Fahrzeug (L) nähert, erfolgt.
  3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung der Wahrscheinlichkeit (W) in Abhängigkeit von Daten (PRegen) einer Sensorik zur Erfassung von Witterungsverhältnissen und/oder Daten (PFahrer) einer Sensorik zur Erkennung eines Fahrerprofils erfolgt.
  4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung des Energiemanagements des Kraftfahrzeugs, insbesondere die Steuerung von Lade- und Entladevorgängen eines elektrischen Energiespeichers (E), in Abhängigkeit von einer ermittelten Wahrscheinlichkeit (W) für das Stattfinden eines möglicherweise bevorstehenden Überholvorgangs eines vorausfahrenden Fahrzeugs (L) erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung des Energiemanagements des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von einer ermittelten Wahrscheinlichkeit (W) für das Stattfinden eines möglicherweise bevorstehenden Überholvorgangs eines vorausfahrenden Fahrzeugs (L) erfolgt, wobei die Steuerung des Energiemanagements die Steuerung von Lade- und Entladevorgängen eines elektrischen Energiespeichers (E) zur Versorgung einer elektrischen Maschine zur Erzeugung von auf zumindest ein Antriebsrad wirkenden Antriebsmoment umfasst.
  6. Verfahren nach vorstehendem Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug als ein eine elektrische Maschine und eine Brennkraftmaschine umfassendes Hybridfahrzeug ausgebildet ist, bei dem die Erzeugung von auf die Antriebsräder wirkendem Antriebsmoment in Abhängigkeit von unterschiedlichen Betriebssituationen zumindest entweder ausschließlich durch die elektrische Maschine oder durch die Brennkraftmaschine und die elektrische Maschine gemeinsam erfolgt.
  7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 4–6, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Steuerung der Ladevorgänge des elektrischen Energiespeichers
    Figure 00090001
    eine vorbestimmte obere Ladegrenze vorhanden ist, bis zu der der Energiespeicher (E) außerhalb eines Rekuperationsbetriebs aufgeladen werden darf, und diese Ladegrenze in Abhängigkeit von der ermittelten Wahrscheinlichkeit (W) für das Stattfinden eines bevorstehenden Überholvorgangs angehoben wird.
  8. Verfahren nach vorstehendem Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Maß der Anhebung der Ladegrenze variierbar ist, und die Anhebung der Ladegrenze in Abhängigkeit von dem Grad der ermittelten Wahrscheinlichkeit (W) für das Stattfinden eines bevorstehenden Überholvorgangs erfolgt.
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