DE102009018006A1

DE102009018006A1 - Verfahren zur Abstands- und Geschwindigkeitsregelung eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE102009018006A1
Application number: DE200910018006
Authority: DE
Inventors: Winfried Dipl.-Math. Kronjäger
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2009-04-18
Filing date: 2009-04-18
Publication date: 2009-12-24

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abstands- und Geschwindigkeitsregelung eines eine Fahrspur (9) befahrenden Kraftfahrzeuges (1) unter Berücksichtigung einer Verkehrssituation auf zumindest einer überholberechtigten Fahrspur (7).
Um ein verbessertes Abstands- und Geschwindigkeitsregeln zu ermöglichen sind die Schritte Ermitteln einer Tempomatsollbeschleunigung a_SollTmp (33) mittels einer Tempomatsetzgeschwindigkeit v_SetTmp (35), Ermitteln einer Folgeregelungsollbeschleunigung a_SollACC (27) mittels einer von dem die weitere Fahrspur (7) befahrenden Objekt (5) abhängigen Folgeregelungssetzgeschwindigkeit v_{TmpÜberholspur} (21) und Ermitteln einer Minimumsollbeschleunigung a_Sollmin (37) als Minimum aus der Tempomatsollbeschleunigung a_SollTmp (33) und der Folgeregelungsollbeschleunigung a_SollACC (27) als Eingangsgröße eines Beschleunigungsstellglieds (39) des Kraftfahrzeuges (1) vorgesehen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abstands- und Geschwindigkeitsregelung eines eine Fahrspur befahrenden Kraftfahrzeuges unter Berücksichtigung einer Verkehrssituation auf zumindest einer überholberechtigten Fahrspur sowie ein zum Ausführen des Verfahrens eingerichtetes Kraftfahrzeug.
Verfahren zur Abstands- und Geschwindigkeitsregelung sind bekannt. Mittels an dem Kraftfahrzeug vorhandenen Sensorvorrichtungen ist es möglich, die Verkehrssituation auf der überholberechtigten Fahrspur zu ermitteln und darauf basierend eine Abstands- und/oder Geschwindigkeitsregelung des Kraftfahrzeuges vorzunehmen. Aus der DE 103 24 725 A1 ist ein Verfahren zur Regelung des Überholens auf einer nicht Überholspur von mehrspurigen Fahrbahnen zwischen einem zu steuernden Fahrzeug und wenigstens einem weiteren vorausfahrenden Fahrzeug unter Verwendung einer Abstands- und Geschwindigkeitsregeleinrichtung bekannt. Es werden mehrere dem zu steuernden Fahrzeug vorausfahrende Fahrzeuge erfasst und überwacht sowie die Fahrbahnspuren für die vorausfahrenden Fahrzeuge ermittelt und anhand der jeweils ermittelten Spur, Geschwindigkeiten und/oder Abstände der vorausfahrenden Fahrzeuge zum zu steuernden Fahrzeug die Geschwindigkeit des zu steuernden Fahrzeugs so angepasst, dass ein Überholen auf der Überholspur zugelassen wird, wenn das vorausfahrende Fahrzeug auf einer Nichtüberholspur fährt und ein Überholen auf einer Nichtüberholspur nicht zugelassen wird, wenn das vorausfahrende Fahrzeug auf einer Überholspur fährt. Es wird ermittelt, ob das auf einer Überholspur vorausfahrende Fahrzeug ein Einzelfahrzeug oder Fahrzeug einer Fahrzeugkolonne ist. Dabei wird ein Überholen auf der Nichtüberholspur bei erkanntem Einzelfahrzeug verhindert und bei erkannter Kolonne ein Überholen auf der Nichtüberholspur in Abhängigkeit von länderspezifischen gesetzlichen Bestimmungen erlaubt, wobei die Geschwindigkeit auf eine Kolonnenüberholgeschwindigkeit eingeregelt wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Abstands- und Geschwindigkeitsregelung eines eine Fahrspur befahrenden Kraftfahrzeugs unter Berücksichtigung einer Verkehrssituation auf zumindest einer überholberechtigten Fahrspur zu ermöglichen, insbesondere eine Regelstrategie für eine komfortablere und situationsangepasste Abstands- und Geschwindigkeitsregelung bereitzustellen.
Die Aufgabe ist bei einem Verfahren zur Abstands- und Geschwindigkeitsregelung eines eine Fahrspur befahrenden Kraftfahrzeuges unter Berücksichtigung einer Verkehrssituation auf zumindest einer überholberechtigten Fahrspur gelöst. Es sind die Schritte:
Ermitteln einer Tempomatsollbeschleunigung (a_sollTmp) mittels einer Tempomatsetzgeschwindigkeit (v_SetTmp), Ermitteln einer Folgeregelungssollbeschleunigung (a_sollACC) mittels einer von dem die weitere Fahrspur befahrenden Objekt abhängigen Folgeregelungssetzgeschwindigkeit (v_{TmpÜberholspur}), und
Ermitteln einer Minimumsollbeschleunigung (a_sollmin) als Minimum aus einer der Tempomatsollbeschleunigung (a_sollTmp) und der Folgeregelungsbeschleunigung (a_sollACC) als Eingangsgröße eines Beschleunigungsstellglieds des Kraftfahrzeuges vorgesehen.
Vorteilhaft können unabhängig voneinander die Tempomatsollbeschleunigung und die Folgeregelungsollbeschleunigung ermittelt werden, wobei stets die jeweils kleinere Beschleunigung dem Beschleunigungsstellglied als Eingangsgröße zur Verfügung gestellt wird. So kann vorteilhaft sichergestellt werden, dass die mittels des Tempomats ermittelte Tempomatsollbeschleunigung nicht dazu führen kann, dass das Kraftfahrzeug das sich auf der weiteren überholberechtigten Fahrspur befindende Objekt unerwünschter Weise oder zu schnell überholt. Vorteilhaft können mittels der errechneten Folgeregelungssollbeschleunigung die Verkehrssituation auf der zumindest einen überholberechtigten Fahrspur vorrangig berücksichtigt werden, um dadurch beispielsweise gesetzliche Vorschriften, insbesondere ein Rechtsüberholverbot und/oder eine Erlaubnis des Rechtsüberholens unter vorgegebenen Bedingungen, die länderspezifisch sein können, einzuhalten.
Bei einer Ausführungsform des Verfahrens ist ein Setzen der Folgeregelungssetzgeschwindigkeit auf einen Folgeregelungsmaximalwert (v_maxACC), falls auf der weiteren Fahrspur und der Fahrspur selbst das Objekt nicht vorhanden ist, vorgesehen. Vorteilhaft kann das Fahrzeug dadurch, falls vor diesem kein Objekt liegt bzw. fährt auf eine Maximalgeschwindigkeit beschleunigt werden, was beispielsweise einer gewünschten Reisegeschwindigkeit in einem Folgeregelungsmodus entsprechen kann.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist ein Ermitteln der Folgeregelungssetzgeschwindigkeit als Summe einer Ist-Objekt-Geschwindigkeit (v_{ObjÜberholspur}) des Objekts und einer von einem Ist-Folgeabstand (d_{ObjÜberholspur}) des Kraftfahrzeuges zu dem Objekt abhängigen ersten Regelfunktion (v_Korr1(d_{ObjÜberholspur})) falls die Ist-Objekt-Geschwindigkeit eine Objektmaximalgeschwindigkeit (v_max1) überschreitet vorgesehen. Vorteilhaft kann mittels der Objektmaximalgeschwindigkeit ein Wert in die Regelstrategie eingebracht werden, ab dem, beispielsweise entsprechend länderspezifischen Vorschriften, ein Überholen auf einer nicht überholberechtigten Fahrspur, also beispielsweise der weiteren Fahrspur, nicht mehr erlaubt ist. In Deutschland kann dieser Wert beispielsweise bei 80 km/h Stunde liegen. Mittels der ersten Regelfunktion kann das Fahrzeug geschwindigkeits- und/oder abstandsgeregelt dem Objekt folgen.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist ein Ermitteln der Folgeregelungssetzgeschwindigkeit als Summe aus einem Minimum der Summe der Ist-Objekt-Geschwindigkeit und einer Vorbeifahrmaximaldifferenzgeschwindigkeit (Δv_{maxvorbeifahren}) und einer Vorbeifahrmaximalgeschwindigkeit (v_max2) und einer zweiten von dem Ist-Folgeabstand abhängigen Regelfunktion (v_Korr2(d_{ObjÜberholspur})) falls die Ist-Objektgeschwindigkeit die Objektmaximalgeschwindigkeit unterschreitet vorgesehen. Vorteilhaft kann geprüft werden, ob das Objekt mit einer geringeren Ist-Objektgeschwindigkeit fährt als die Objektmaximalgeschwindigkeit. In diesem Fall kann vorteilhaft ein geregeltes Vorbeifahren, das insbesondere länderspezifischen Vorschriften genügt, mittels der zweiten Regelfunktion, der Vorbeifahrmaximalgeschwindigkeit sowie der Vorbeifahrmaximaldifferenzgeschwindigkeit eingestellt bzw. eingeregelt werden.
Die Aufgabe ist ferner bei einem Kraftfahrzeug, eingerichtet, ausgelegt und/oder konstruiert zum Durchführen eines vorab beschriebenen Verfahrens gelöst. Es ergeben sich die vorab beschriebenen Vorteile.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezug auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:
1 ein Blockschaltbild einer Folge- und/oder Abstandsregelung eines Kraftfahrzeuges;
2 eine schematische Ansicht einer Verkehrssituation mit einem Kraftfahrzeug, das im folgegeregelten Modus einem Objekt folgt;
3 die in 2 dargestellte Verkehrssituation, wobei im Unterschied das Kraftfahrzeug das Objekt in einem Vorbeifahrmodus überholt;
4 eine Regelkennlinie einer ersten Regelfunktion des in 2 gezeigten Folgemodus;
5 eine weitere Regelkennlinie einer zweiten Regelfunktion des in 3 gezeigten Vorbeifahrmodus; und
6 ein Blockschaltbild einer weiteren Folge- und/oder Abstandsregelung des Kraftfahrzeugs.
1 zeigt ein Blockschaltbild einer Abstands- und/oder Geschwindigkeitsregelung für ein Kraftfahrzeug 1. Das Kraftfahrzeug 1 weist eine Sensorvorrichtung 3 zum Erfassen eines Objektes 5 auf. Das Objekt 5 ist Teil einer Verkehrssituation auf einer überholberechtigten Fahrspur 7 gegenüber einer Fahrspur 9, die das Kraftfahrzeug 1 befährt. In Ländern des Rechtsverkehrs, kann es sich bei der überholberechtigten Fahrspur 7 um eine links von der Fahrspur 9, in Fahrtrichtung gesehen, angeordnete Überholspur einer mehrstreifigen Straße handeln, beispielsweise einer Schnellstraße, einer Autobahn. Die Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges 1 und des Objektes 5 ist in 1 mittels Pfeilen 11 verdeutlicht. 1 verdeutlicht beispielhaft einen Linksverkehr. Die zur Fahrspur 9 des Kraftfahrzeugs 1 benachbarte überholberechtigte Fahrspur 7 wird nachfolgend auch als weitere Fahrspur bezeichnet.
Das Kraftfahrzeug 1 weist weiterhin eine Fahrspurmarkierungserfassungseinheit 61 auf, mit der eine zwischen der Fahrspur 9 und der weiteren Fahrspur 7 vorhandene Fahrspurmarkierung detektiert und die Art der Fahrspurmarkierung erkannt werden kann. Vorteilhafterweise weist die Fahrspurmarkierungserfassungseinheit 61 eine Videokamera mit einer entsprechenden Verarbeitungseinheit auf. Ergänzend oder alternativ können auch Informationen aus einer Navigationskomponenten mit einer digitalen Karte für diesen Zweck genutzt werden. Anhand der Art der erkannten Fahrspurmarkierung wird bestimmt, ob die Fahrspur 9 ebenfalls eine überholberechtigte Fahrspur ist, d. h. ob es für das Kraftfahrzeug 1 zulässig ist, an den sich auf der weiteren Fahrspur 7 befindenden Objekten 5 vorbeizufahren. Das ist beispielsweise dann der Fall, wenn die Fahrspurmarkierung als durchgezogene Linie ausgeführt ist.
Mittels der Sensorvorrichtung 3 kann ein Ist-Folgeabstand (d_{ObjÜberholspur}) 13 des Kraftfahrzeuges 1 relativ zu dem Objekt 5 ermittelt werden. Der Ist-Folgeabstand (d_{ObjÜberholspur}) 13 ist in 1 mittels eines Doppelpfeiles zwischen dem Kraftfahrzeug 1 und dem Objekt 5 symbolisiert. Bei dem Objekt 5 kann es sich um einen beliebigen Verkehrsteilnehmer, beispielsweise ein Motorrad, ein Kraftfahrzeug, Bus und/oder ein Lastfahrzeug und/oder andere handeln. Die Sensorvorrichtung 3 kann dazu ausgelegt sein, eine Ist-Objektgeschwindigkeit v_{ObjÜberholspur} 15 zu ermitteln. Die Ist-Objektgeschwindigkeit 15 und der Ist-Folgeabstand 13 werden einer Ist-Objektverfolgungseinheit 17 als Eingangsgröße zur Verfügung gestellt. Die Ist-Objektverfolgungseinheit 17 ist Teil einer Folgeregelvorrichtung 19, die in 1 mittels eines gepunkteten Rechtecks symbolisiert ist. Die Objektverfolgungseinheit 17 errechnet eine Folgeregelungssetzgeschwindigkeit V_{TmpÜberholspur} 21 als Ausgangsgröße. Das Kraftfahrzeug 1 weist eine weitere, nicht näher dargestellte Sensorvorrichtung zum Ermitteln einer Ist-Geschwindigkeit 23 v_KFZIST auf. Von der Folgeregelungssetzgeschwindigkeit v_{TmpÜberholspur} 21 wird die Ist-Geschwindigkeit v_KFZIST 23 abgezogen, wobei diese Differenz als Führungsgröße einem Folgeführungsregler 25, der Teil der Folgeregelvorrichtung 19 ist, zur Verfügung gestellt wird. Der Folgeführungsregler 25 errechnet daraus eine Folgeregelungssollbeschleunigung 27 a_sollACC, die als eine erste Eingangsgröße einem Minimumglied 29 zur Verfügung gestellt wird. Dem Minimumglied 29 wird außerdem eine Tempomatsollbeschleunigung a_sollTmp 33 als Ausgangsgröße eines Geschwindigkeitsreglers 31 zugeführt. Dem Geschwindigkeitsregler 31 wird als Eingangsgröße ebenso eine Differenz aus einer Tempomatsetzgeschwindigkeit v_SetTmp 35 und der Ist-Geschwindigkeit v_KFZIST 23 zugeführt.
Das Minimumglied 29 bildet als Ausgangsgröße das Minimum der Folgeregelungssollbeschleunigung a_SollACC 27 und der Tempomatsollbeschleunigung a_sollTmp 33, nämlich eine Minimumsollbeschleunigung a_Sollmin 37, die als Eingangsgröße einem Beschleunigungsstellglied 39 des Kraftfahrzeuges 1 zugeführt wird.
Bei dem Beschleunigungsstellglied 39 kann es sich beispielsweise um eine Beschleunigungsregelung für das Kraftfahrzeug 1 und/oder eine Antriebseinheit sowie Verzögerungseinheit, die mittels der Minimumsollbeschleunigung a_Sollmin 37 steuerbar ist, handeln. Es ist denkbar, dass das Beschleunigungsstellglied 39 einen kaskadierten Beschleunigungsregler darstellt. Es ist jedoch auch denkbar, dass mittels der Minimumsollbeschleunigung a_Sollmin 37 lediglich eine Beschleunigung des Kraftfahrzeuges 1 gesteuert wird. Denkbar sind beispielsweise Break by Wire-Systeme sowie sogenannte elektronische Fahrpedale und/oder Momentenschnittstellen des Kraftfahrzeuges 1. Das Beschleunigungsstellglied 39 wirkt auf das Kraftfahrzeug 1, insbesondere mittels Einstellen einer positiven oder negativen Beschleunigung des Kraftfahrzeuges 1, also indirekt auf die Ist-Geschwindigkeit v_KFZIST 23, den Ist-Folgeabstand d_{ObjÜberholspur} 13 sowie die Ist-Objektgeschwindigkeit v_{ObjÜberholspur} 15. Es ist zu erkennen, dass insgesamt zwei geschlossene Regelkreise realisiert sind, die mittels des Minimumglieds 29 abwechselnd wirksam sind, wobei immer derjenige Regelkreis aktiv bzw. wirksam ist, der eine geringere Sollbeschleunigung, also im Ergebnis die Minimumsollbeschleunigung a_Sollmin 37 für das Beschleunigungsstellglied 39 generiert.
2 zeigt eine schematische Ansicht einer Verkehrssituation zu einer ersten Zeit und einer zweiten Zeit des Kraftfahrzeuges 1 und des Objekts 5. Das Objekt 5 fährt in einer Kolonne 41 auf der überholberechtigten Fahrspur 7. Die Kolonne 41 bewegt sich mit einer Fahrgeschwindigkeit, die größer ist als eine Objektmaximalgeschwindigkeit v_max1, wobei sich zwischen den die überholberechtigte Fahrspur 7 befahrenden Objekten vergleichsweise große Abstände gebildet haben. Ausgehend von dem Kraftfahrzeug 1 bzw. der Sensorvorrichtung 3 des Kraftfahrzeuges 1 ist schematisch ein Erfassungskegel 43 eingezeichnet, wobei der Ist-Folgeabstand d_{ObjÜberholspur} 13 bzw. die Ist-Objektgeschwindigkeit v_{ObjÜberholspur} 15 mittels der Sensorvorrichtung 3 erfassbar sind. In 2 ist zu erkennen, dass das Kraftfahrzeug 1 entlang der Fahrtrichtung, die in 2 von links nach rechts verläuft und mittels des Pfeiles 11 symbolisiert ist, dem Objekt 5 mit geringem konstanten Abstand folgt, ohne an diesem Objekt vorbeizufahren.
3 zeigt die in 2 gezeigte schematische Ansicht der Verkehrssituation, mit dem Unterschied, dass die Kolonne 41 sich mit einer geringeren Geschwindigkeit als die Objektmaximalgeschwindigkeit v_max1 bewegt, wobei sich zwischen den Objekten der Kolonne 41 vergleichsweise geringe Abstände gebildet haben. Es ist zu erkennen, dass das Kraftfahrzeug 1 an der Kolonne 41 vorbeifährt und der Erfassungskegel der Sensoreinheit nahe Objekte verliert und entferntere Objekte neu erfasst, d. h. das für die Ist-Objektgeschwindigkeit betrachtete Objekt 5 wechselt während der Vorbeifahrt ständig.
4 zeigt ein Diagramm einer ersten Regelfunktion v_Korr1(d_{ObjÜberholspur}). Auf einer x-Achse 45 ist der Ist-Folgeabstand d_{ObjÜberholspur} 13 aufgetragen. Auf einer y-Achse 47 ist eine Korrekturgeschwindigkeit v_Korr1 aufgetragen. Das in 4 gezeigte Diagramm weist beispielhaft eine erste Kennlinie 49, die gestrichelt dargestellt ist und eine zweite Kennlinie 51, die durchgezogen dargestellt ist, auf. Die erste Kennlinie 49 hat einen nicht linearen Verlauf, wobei bei einem Nulldurchgang 53 eine geringere Steigung und ein Wendepunkt der ersten Kennlinie 49 liegen. An dem Nulldurchgang 53 weist also die erste Kennlinie 49 eine vergleichsweise geringe Steigung auf, wobei sich ein als komfortabel empfundenes schwaches Eingreifen der dahinter stehenden Folgeregelung ergibt. Eine entsprechende Funktion kann in der Folgeregelungvorrichtung 19 implementiert sein, wobei sich die Formel vTmpÜberholspur = vObjÜberholspur + vKorr1(dObjÜberholspur)ergibt. Es ist denkbar, dass v_Korr1 zusätzlich auch von der Ist-Objektgeschwindigkeit v_{ObjÜberholspur} 15 abhängt, wobei beispielsweise vorgesehen sein kann, dass bei größeren Geschwindigkeiten der Nulldurchgang 53 weiter rechts liegt, was gleichbedeutend mit einem größeren Wunschfolgeabstand ist. Der Wunschfolgeabstand, also der Abstand, der eingeregelt werden soll, ist in dem Diagramm der 4 auf der x-Achse 45 bei dem Nulldurchgang 53.
Mit der zweiten Kennlinie 51, die ebenfall den Nulldurchgang 53 an dem Wunschfolgeabstand aufweist, ergibt sich ein lineares Regelverhalten.
Die Folgeregelvorrichtung 19 wird bei Verkehrssituationen, wie sie in 2 dargestellt ist, auf die auf eine der in 4 gezeigten Kennlinien 49, 51 geschaltet. Hierzu kann die Folgeregelvorrichtung 19 nicht näher dargestellte Vorrichtungen zum Erkennen der Verkehrssituation aufweisen, also zum Erkennen der Kolonne 41. Außerdem wird abgeprüft, ob die Ist-Objektgeschwindigkeit v_{ObjÜberholspur} 15 tatsächlich kleiner ist als die Objektmaximalgeschwindigkeit v_max1.
5 zeigt ein weiteres Diagramm für eine zweite Regelfunktion v_Korr2(d_{ObjÜberholspur}) mit einer dritten Kennlinie 55. Die dritte Kennlinie 55 verläuft links von einem Eingriffspunkt 57 auf der x-Achse 45 und steigt rechts neben dem Eingriffspunkt 57 linear an. Diese dritte Kennlinie 55 kann vorteilhaft in einem Fahrzustand des Kraftfahrzeuges 1 verwendet werden, wenn sowohl vor dem Kraftfahrzeug 1 als auch auf der überholberechtigten Fahrspur 7 sich kein Objekt innerhalb des Erfassungskegels 43 der Sensorvorrichtung 3 des Kraftfahrzeuges 1 befindet. Die dritte Kennlinie 55 kann auch für eine Vorbeifahrt an der Kolonne 41, wie sie in 3 dargestellt ist, der Folgeregelvorrichtung 19 zugrunde liegen. Die in 3 gezeigte Vorbeifahrt kann mittels der Formel vTmpÜberholspur = Minimum(vObjÜberholspur + Δvmaxvorbeifahren, vmax2) + vKorr2(dObjÜberholspur)angegeben werden. Dabei gibt v_max2 eine Maximalgeschwindigkeit, mit der Fahrzeuge bzw. Objekte der Kolonne 41 überholt werden dürfen und ΔV_{maxvorbeifahren} eine maximale Geschwindigkeitsdifferenz, mit der die Kolonne 41 von dem Kraftfahrzeug 1 überholt werden darf an.
Für v_max1 und v_max2 gilt die Ungleichung v_max1 < v_max2.
6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Blockschaltbilds einer Abstands- und Geschwindigkeitsregelung. Im Folgenden wird lediglich auf die Unterschiede zur Darstellung gemäß 1 eingegangen. Im Unterschied zu 1 wird hier die Setzgeschwindigkeit des Geschwindigkeitsregler 31 durch das Minimum der Tempomatsetzgeschwindigkeit 35 und der Folgeregelungssetzgeschwindigkeit 21 gesteuert. Die daraus resultierende Tempomatbeschleunigung 33 und die Beschleunigung eines herkömmlichen Folgereglers 27 fließen als weiteres Minimumglied als Minimumsollbeschleunigung a_Sollmin 37 in das Beschleunigungsstellglied 39.
Gegenüber einem herkömmlichen Tempomat wird die Sollgröße des Geschwindigkeitsreglers 31 dabei durch Bewegungsdaten von Fahrzeugen der überholberechtigten Fahrspur 7, also der Kolonne 41 beeinflusst.
Gemäß der Darstellung in 6, kann als Setzgeschwindigkeit bzw. Führungsgröße des Geschwindigkeitsreglers 31 das Minimum aus einer vom Fahrer gewählten Setzgeschwindigkeit bzw. der Tempomatsetzgeschwindigkeit v_SetTmp 35 und der Folgeregelungssetzgeschwindigkeit v_{TmpÜberholspur} 21 dienen, die aus den Bewegungsdaten der überholberechtigten Fahrspur berechnet wird, gewählt werden.
Es ist denkbar, die Ausgangsgrößen des Minimumglieder 29a, 29b durch einen Filter zu glätten, beispielsweise durch einen Mittelwertfilter, der nicht näher dargestellt ist.
Falls auf der überholberechtigten Fahrspur 7 kein Objekt vorhanden ist, wird die Folgeregelungssetzgeschwindigkeit v_{TmpÜberholspur} 21 auf eine maximal wählbare Geschwindigkeit der Folgeregelvorrichtung 19 eingestellt, beispielsweise auf 180 km/h, wobei gilt v_{TmpÜberholspur} = v_maxACC, wobei v_maxACC eine maximale einstellbare Geschwindigkeit ist.
Sofern sich auf der überholberechtigten Fahrspur 7 das Objekt 5 befindet und gilt v_{ObjÜberholspur} > v_max1, wird die Objektverfolgungseinheit 17 mit dem Übertragungsverhalten V_{TmpÜberholspur} = v_{ObjÜberholspur} + V_Korr1(v_{ObjÜberholspur}, d_{ObjÜberholspur}) betrieben.
v_max1 ist die Objektmaximalgeschwindigkeit.
v_Korr1(v_{ObjÜberholspur}, v_{ObjÜberholspur}) ist eine monoton steigende Funktion und ist in einem Bereich des seitlichen Wunschfolgeabstands gleich 0 (vgl. dazu 4, insbesondere erste Kennlinie 49 sowie Nulldurchgang 53).
Durch die Funktion v_Korr1, also insbesondere die erste Kennlinie 49 kann vorteilhaft erreicht werden, dass das Kraftfahrzeug 1 geregelt auf der Fahrspur 9 versetzt dem auf der überholberechtigten Fahrspur 7 fahrenden Objekt 5 in dem Wunschfolgeabstand folgt und/oder dass die Ist-Geschwindigkeit v_KFZIST 23 erst bei einem Aufschließen auf das seitliche Objekt 5 angepasst wird.
Für den Fall, dass die Kolonne 41 bzw. das Objekt 5 mit einer geringeren Ist-Objektgeschwindigkeit v_{ObjÜberholspur} 15 unterwegs als die Objektmaximalgeschwindigkeit v_max1, also die Ungleichung v_{ObjÜberholspur} < v_max1 wahr ist, kann die Folgeregelungssetzgeschwindigkeit 21 wie folgt berechnet werden:
v_{TmpÜberholspur} = Minimum (v_{ObjÜberholspur} + Δx_{maxvorbeifahren}, v_max2) + V_Korr2(v_{ObjÜberholspur}, d_{ObjÜberholspur}), wobei v_max2 eine Maximalgeschwindigkeit darstellt, mit der Objekte, also die Kolonne 41 überholt werden dürfen.
Die dazugehörige dritte Kennlinie 55 ist in 5 dargestellt. Die dritte Kennlinie 55 ist monoton steigend und positiv.
Durch die dritte Kennlinie 55 kann vorteilhaft erreicht werden, dass die Ist-Geschwindigkeit V_KFZIST 23 des Kraftfahrzeuges 1 erst bei einem tatsächlichen Aufschließen auf das Objekt 5 angepasst wird. Größere Lücken in der Kolonne 41 können also vorteilhaft mit einer vergleichsweise großen Geschwindigkeit überbrückt werden.
Für die Parameter v_max1 und v_max2 gilt v_max1 ist kleiner als v_max2.
Es ist denkbar, für den Fall, dass während eines Vorbeifahrens bzw. Überholvorgangs das Objekt 5 mittels der Sensorvorrichtung 3 nicht weiter verfolgbar ist, beispielsweise weil sich das Objekt 5 seitlich aus dem Erfassungskegel 43 hinaus bewegt hat. Für diesen Fall kann vorteilhaft die Folgeregelvorrichtung 19 so eingestellt werden, dass die Folgeregelungssetzgeschwindigkeit v_{TmpÜberholspur} für eine geschätzte Dauer, die das Kraftfahrzeug 1 zum Überholen des Objekts 5 benötigt, konstant gehalten wird.
Falls während des Vorbeifahrens an dem Objekt 5 ein weiteres Objekt, das beispielsweise vor dem Objekt 5 fährt, mittels des Erfassungskegels 43 erfasst wird und ein damit ermittelbarer Abstand also der Ist-Folgeabstand d_{ObjÜberholspur} 13 kleiner ist als ein wählbarer bzw. vorgebbarer Mindestabstand dx_{minÜberholspur}, können vorteilhaft die Daten des neuen Objekts sofort zur Berechnung der Folgeregelungssetzgeschwindigkeit v_{TmpÜberholspur} 21 berücksichtigt werden. Die Ungleichung d_{ObjÜberholspur} < dx_{minÜberholspur} kann dafür abgeprüft werden und muss erfüllt sein.
Als aktive Sicherheitsreserve ist es denkbar, dass das Kraftfahrzeug bzw. das Beschleunigungsstellglied 39 vorrangig auf einen Fahrerbefehl, der beispielsweise mittels des Fahrpedals eingebbar ist, reagiert. Falls in einem solchen Fall der Führer des Kraftfahrzeuges 1 aus irgendwelchen Gründen, beispielsweise um eine Kollision zu vermindern, eine höhere Beschleunigung wünscht als die berechnete Minimumsollbeschleunigung a_Sollmin 37 wird diese also von dem Beschleunigungsstellglied 39 eingestellt bzw. eingeregelt. Sobald der Fahrer seinen manuellen Eingriff beendet, ist es denkbar, die Folgeregelungssetzgeschwindigkeit v_{TmpÜberholspur} 21 für diesen Fall auf die beim Beenden des manuellen Eingriffs vorhandene Ist-Geschwindigkeit v_KFZIST 23 zu setzen, so dass also mit der aktuellen Ist-Geschwindigkeit v_KFZIST 23 weitergefahren wird. Dies kann zur Sicherheit auf ein zeitliches Maß, beispielsweise von wenigen Sekunden bis zu Minuten begrenzt sein. Während der Erhöhung der Folgeregelungssetzgeschwindigkeit v_{TmpÜberholspur} 21 ist es denkbar, diesen Wert solange beizubehalten, wie der eigentlich berechnete Wert der Folgeregelungssetzgeschwindigkeit v_{TmpÜberholspur} 21 kleiner ist als die mittels des manuellen Eingriffs eingestellte Geschwindigkeit oder solange wie die vom Fahrer gewählte bzw. gesetzte Tempomatgeschwindigkeit größer ist.
Zusammenfassend basiert die Regelung auf einer Beschleunigungsregelung, siehe 1, d. h. es werden Beschleunigungssollwerte a_SollACC, a_SollTmp derart bestimmt, dass eine Einregelung auf diese Werte zu dem gewünschten Erfolg führt. Gewünscht ist dabei entweder die Einhaltung eines Sollabstands, Sollzeitabstands zu dem vorausfahrenden Objekt 5 (Zeitabstand = Zeitlücke) oder die Einhaltung einer gewünschten Setzgeschwindigkeit bzw. der Folgeregelungssetzgeschwindigkeit v_{TmpÜberholspur} (vgl. 3 und 5). Vorteilhaft wird die Folgeregelungssetzgeschwindigkeit v_{TmpÜberholspur} 21 in Abhängigkeit eines Fahrerwunsches und in Abhängigkeit einer Verkehrssituation auf der überholberechtigten Fahrspur 7, beispielsweise bei Rechtsverkehr eine linke Fahrspur einer mehrstreifigen Straße oder eine rechte Fahrspur bei Linksverkehr, bestimmt.
Vorteilhaft kann ein kontrolliertes Folgen oder ein kontrolliertes Vorbeifahren an dem Objekt 5 erreicht werden. Falls das Objekt 5 aus dem Erfassungskegel 43 herausfällt, ist es möglich, die Folgeregelungssetzgeschwindigkeit v_{TmpÜberholspur} 21 solange konstant zu halten bis ein Abbruchkriterium erfüllt ist, beispielsweise bis entweder die Kolonne 41 die Objektmaximalgeschwindigkeit v_max1 überschreitet und/oder die Kolonne 41 Lücken aufweist, die größer sind als ein Maximalwert, beispielsweise d > d_maxKolonne und/oder eine vorgebbare Zeitspanne verstrichen ist ohne dass ein neues Objekt erfasst wurde.
Es ist denkbar, zum Abschließen eines kontrollierten Überholvorgangs eine Überholdauer abzuschätzen, wobei während dieser Überholdauer die zuletzt gefahrene Ist-Geschwindigkeit v_KFZIST 23 beibehalten wird. Ferner ist es denkbar, bei einem Zielverlust, also bei einem Herausfallen des Objekts 5 aus dem Erfassungskegel 43 die Regelung zu unterbrechen, insbesondere falls eine Lücke in der Kolonne 41 einen bestimmten Wert übersteigt. Ferner ist es denkbar die Folgeregelungssetzgeschwindigkeit v_{TmpÜberholspur} 21 bei einer Vorbeifahrt an einer langsamen Kolonne 41 auf einen Minimalwert zu setzen, falls das vor dem Objekt 5 fahrende Objekt langsamer fährt. Außerdem ist es denkbar, bei einer Vorbeifahrt ohne Zielerkennung die Vorbeifahrgeschwindigkeit genau dann anzupassen, sobald wieder ein Objekt 5 erfasst wird, beispielsweise gemäß der Kennlinie in 5. Für den Fall, dass ein neues Objekt erkannt wird, ist es dennoch möglich, den Vorbeifahrvorgang für die obengenannte Dauer mit konstanter Geschwindigkeit fortzusetzen, um so zu vermeiden, dass das nicht mehr erfasste alte Objekt zu schnell überholt wird.
Vorteilhaft kann vorgesehen sein, falls der Fahrer des Kraftfahrzeuges 1 über einen Lenkstockhebel, bzw. Tempomathebel während der geregelten Vorbeifahrt manuell die Tempomatsetzgeschwindigkeit v_SetTmp 35 erhöht, dies zunächst zu ignorieren, nämlich solange bis die bewusste Vorbeifahrt an der Kolonne 41 abgeschlossen ist.
Ferner ist es denkbar, falls noch eine Geschwindigkeitsreserve besteht, also der Wert von Δv_max noch nicht ausgeschöpft ist, dass bewusste Vorbeifahren an der Kolonne 41 mit der entsprechend gesetzten höheren Geschwindigkeit fortzusetzen.
Für den Fall, dass der Fahrer des Kraftfahrzeuges 1 über den Lenkstockhebel während der bewussten Vorbeifahrt an der Kolonne 41 die Tempomatsetzgeschwindigkeit v_SetTmp 35 so stark reduziert, dass sie kleiner als die aktuelle Folgeregelungssetzgeschwindigkeit v_{TmpÜberholspur} 21, ist es möglich, die bewusste Vorbeifahrt an der Kolonne 41 zu beenden.
Ferner ist es möglich, stehende Objekte bei der Regelstrategie auszublenden bzw. zu ignorieren. Alternativ und/oder zusätzlich ist es möglich, eine Minimumgeschwindigkeit festzulegen, wobei falls die Ist-Geschwindigkeit v_KFZIST 23 unter diese Mindestgeschwindigkeit fällt, die Regelung abbrechbar ist.
Selbstverständlich kann das Kraftfahrzeug 1 eine Anzeigevorrichtung aufweisen, um dem Fahrer die von ihm selbst eingegebene Tempomatsetzgeschwindigkeit v_SetTmp, sowie die aus den Umgebungsbedingungen resultierende Folgeregelungssetzgeschwindigkeit v_{TmpÜberholspur} anzuzeigen.

1: Kraftfahrzeug
3: Sensorvorrichtung
5: Objekt
7: überholberechtigte Fahrspur
9: Fahrspur
11: Pfeil
13: Ist-Folgeabstand d_{ObjÜberholspur}
15: Ist-Objektgeschwindigkeit v_{ObjÜberholspur}
17: Objektverfolgungseinheit
19: Folgeregelvorrichtung
21: Folgeregelungssetzgeschwindigkeit v_{TmpÜberholspur}
23: Ist-Geschwindigkeit v_KFZIST
25: Folgeführungsregler
27: Folgeregelungssollbeschleunigung a_SollACC
29, 29a, b: Minimumglied
31: Geschwindigkeitsregler
33: Tempomatsollbeschleunigung a_SollTmp
35: Tempomatsetzgeschwindigkeit v_SetTmp
37: Minimumsollbeschleunigung a_Sollmin
39: Beschleunigungsstellglied
41: Kolonne
43: Erfassungskegel
45: x-Achse
47: y-Achse
49: erste Kennlinie
51: zweite Kennlinie
53: Nulldurchgang
55: dritte Kennlinie
57: Eingriffspunkt
58: Eingangsgrößen herkömmlicher Folgeregler
59: herkömmlicher Folgeregler
60: Fahrspurmarkierung
61: Fahrspurmarkierungerfassungseinheit
62: Fahrspurmarkierungsart

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10324725 A1 [0002]

Claims

Verfahren zur Abstands- und Geschwindigkeitsregelung eines eine Fahrspur (9) befahrenden Kraftfahrzeuges (1) unter Berücksichtigung einer Verkehrssituation auf zumindest einer überholberechtigten Fahrspur (7), mit den Schritten: – Ermitteln einer Tempomatsollbeschleunigung a_SollTmp (33) mittels einer Tempomatsetzgeschwindigkeit v_SetTmp (35), – Ermitteln einer Folgeregelungsollbeschleunigung a_SollACC 27 mittels einer von dem die weitere Fahrspur (7) befahrenden Objekt (5) abhängigen Folgeregelungssetzgeschwindigkeit v_{TmpÜberholspur} (21), – Ermitteln einer Minimumsollbeschleunigung a_Sollmin (37) als Minimum aus der Tempomatsollbeschleunigung a_SollTmp (33) und der Folgeregelungsollbeschleunigung a_SollACC (27) als Eingangsgröße eines Beschleunigungsstellglieds (39) des Kraftfahrzeuges (1).
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, mit dem Schritt: – Setzen der Folgeregelungssetzgeschwindigkeit v_{TmpÜberholspur} (21) auf einen Folgeregelungsmaximalwert v_maxACC, falls auf der weiteren Fahrspur (7) das Objekt (5) nicht vorhanden ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit den Schritten: – Detektion einer zwischen der vom Kraftfahrzeug (1) befahrenen Fahrspur (9) und der weiteren Fahrspur (7) vorhandenen Fahrspurmarkierung und Entscheiden anhand der Art der Fahrspurmarkierung, ob die Fahrspur (9) eine überholberechtigte Fahrspur ist, – Setzen der Folgeregelungssetzgeschwindigkeit v_{TmpÜberholspur} (21) auf einen Folgeregelungsmaximalwert v_maxACC, falls die Fahrspur (9) eine überholberechtigte Fahrspur ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit dem Schritt: – Ermitteln der Folgeregelungssetzgeschwindigkeit v_{TmpÜberholspur} (21) als Summe einer Ist-Objektgeschwindigkeit v_{ObjÜberholspur} (15) des Objekts (5) und einer von einem Ist-Folgeabstand d_{ObjÜberholspur} (13) des Kraftfahrzeuges (1) zu dem Objekt (5) abhängigen ersten Regelfunktion v_Korr1(v_{ObjÜberholspur}) (49) falls die Ist-Objektgeschwindigkeit v_{ObjÜberholspur} (15) eine Objektmaximalgeschwindigkeit v_max1 überschreitet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit dem Schritt: – Ermitteln der Folgeregelungssetzgeschwindigkeit v_{TmpÜberholspur} (21) als Summe aus einem Minimum der Summe der Ist-Objektgeschwindigkeit v_{TmpÜberholspur} (15) und einer Vorbeifahrmaximaldifferenzgeschwindigkeit ΔVmaxvorbeifahren und einer Vorbeifahrmaximalgeschwindigkeit v_max2 und einer zweiten von dem Ist-Folgeabstand d_{Objektüberholspur} (13) abhängigen Regelfunktion v_Korr2(v_{TmpÜberholspur}) (55) falls die Ist-Objektgeschwindigkeit v_{ObjÜberholspur} (15) die Objektmaximalgeschwindigkeit V_max1 unterschreitet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit dem Schritt: – Halten der Folgeregelungssetzgeschwindigkeit V_{TmpÜberholspur} (21) nach einem Objektverlust des bisher auf der weiteren Fahrspur (7) erkannten Objekts (5) oder einem Objektwechsel zu einem neuen auf der weiteren Fahrspur (7) erkannten Objekt bis eines der folgenden Abbruchkriterien erfüllt ist: • ein geschätzter Zeitbedarf für einen Vorbeifahrvorgang an dem verlorenen Objekt (5) ist abgelaufen, • die zu dem neuen Objekt berechnete Folgeregelungssetzgeschwindigkeit ist kleiner als die bisherige Folgeregelungssetzgeschwindigkeit v_{TmpÜberholspur}, • Das verlorene Objekt (5) wird wieder detektiert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit dem Schritt: – Setzen der Folgeregelungssetzgeschwindigkeit v_{TmpÜberholspur} (21) durch eine Gaspedalbetätigung auf die momentane Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahzeugs (1) bis eines der folgenden Abbruchkriterien erfüllt ist: • eine aus der aktuellen Umgebungssituation berechnete Folgeregelungssetzgeschwindigkeit ist größer als die momentane Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs (1). • die Abstandsregelung wird abgebrochen.
Kraftfahrzeug (1), eingerichtet, ausgelegt und/oder konstruiert zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.