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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Längsbewegungssteuerung eines Fahrzeugs nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Derzeit am Markt angebotene Abstandsregelsysteme (Adaptive Cruise Control(ACC)-Systeme) arbeiten nur in einem eingeschränkten Geschwindigkeitsbereich, beispielsweise im Bereich von 0 bis 180 km/h. Bei bekannten Abstandsregelsystemen wird eine Geschwindigkeit gewählt und das Fahrzeug auf diese Geschwindigkeit geregelt, wenn der Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug groß genug ist oder kein vorausfahrendes Fahrzeug vorhanden ist. Wird der Abstand zum voraus fahrenden Fahrzeug kleiner oder schert vor dem zu steuernden Fahrzeug ein anderes Fahrzeug ein und wird deshalb der Sicherheitsabstand unterschritten, bremst das Abstandsregelsystem das Fahrzeug automatisch ab, bis der Sicherheitsabstand zum nun vorausfahrenden Fahrzeug wieder hergestellt ist.
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Die
DE 103 54 073 A1 beschreibt ein Verfahren zur Längsbewegungssteuerung eines Fahrzeugs, insbesondere mittels eines Längsbewegungssteuerungssystems, wobei für Fahrzeuggeschwindigkeiten oberhalb einer Schwellengeschwindigkeit, wenn kein vorausfahrendes Fahrzeug erkannt wird, die Fahrzeuggeschwindigkeit auf eine höher gewählte Setzgeschwindigkeit geregelt wird und, wenn ein vorausfahrendes Fahrzeug erkannt wird, wird unterhalb der Schwellengeschwindigkeit die Längsbewegung des Fahrzeugs nur dann gesteuert, wenn ein vorausfahrendes Fahrzeug erkannt wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Längsbewegungssteuerung eines Fahrzeugs anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Längsbewegungssteuerung eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Beim Verfahren zur Längsbewegungssteuerung eines Fahrzeugs wird mit einer Sensoranordnung ein aktueller Ist-Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug und die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs ermittelt und durch eine Steuerung und/oder Regelung eines Antriebsstrangs und/oder einer Bremseinrichtung eine aktuelle Fahrzeugeigengeschwindigkeit des Fahrzeugs an eine vorgebbare Sollgeschwindigkeit oder ein aktueller Ist-Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug an einen vorgebbaren Soll-Abstand angepasst, wobei wenn kein vorausfahrendes Fahrzeug erkannt wird, die Fahrzeuggeschwindigkeit auf die vorgegebene Sollgeschwindigkeit geregelt wird, und wenn ein vorausfahrendes Fahrzeug erkannt wird, der Ist-Abstand zu diesem vorausfahrenden Fahrzeug auf den vorgegebenen Soll-Abstand geregelt wird. Erfindungsgemäß werden nach dem Erkennen eines gegenüber dem Soll-Abstand hohen Ist-Abstands oder nach dem Erkennen eines Austretens des vorausfahrenden Fahrzeugs aus dem Erfassungsbereich der Sensoranordnung beim Wiedererkennen des bisherigen vorausfahrenden Fahrzeugs oder Erkennen eines nächsten vorausfahrenden Fahrzeugs eine Aufschließgeschwindigkeit in Abhängigkeit der Geschwindigkeit des momentan vorausfahrenden Fahrzeugs bestimmt und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs vorübergehend auf die Aufschließgeschwindigkeit geregelt.
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Durch die Steuerung und/oder Regelung der Aufschließgeschwindigkeit werden unnötig starke Beschleunigungsvorgänge, ausgelöst beispielsweise durch einen Spurwechsel des vorausfahrenden Fahrzeugs, und ein daraus resultierendes starkes Abbremsen beim Erreichen des nächsten vorausfahrenden Fahrzeugs vermieden, so dass der Fahrkomfort der Fahrzeuginsassen signifikant erhöht ist.
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Ein Aufschließen bzw. ein Aufschließvorgang auf das nächste vorausfahrende Fahrzeug ist somit homogenisiert und verläuft gleichmäßig ohne komfortmindernde Beschleunigungsspitzen.
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Das Verfahren ermöglicht vorteilhafterweise eine Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und der Fahrzeugemissionen. Dabei ist das Verfahren sowohl in Personenkraftwagen als auch in Nutzfahrzeugen durch eine Nutzung bereits vorhandener Komponenten sowie Steuerungen und/oder Regelungen einfach und kostengünstig technisch umsetzbar.
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Mit dem Verfahren sind keine Sicherheitsbeeinträchtigungen verbunden, da das Verfahren beispielsweise durch eine Betätigung eines Gaspedals jederzeit deaktiviert und eine höhere Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht werden kann.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
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1 schematisch eine Draufsicht auf ein Fahrzeug auf einer Fahrbahn,
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2 schematisch ein Diagramm mit Geschwindigkeitsverläufen über eine Zeit während eines Aufschließvorgangs auf ein vorausfahrendes Fahrzeug,
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3 schematisch ein Diagramm mit Geschwindigkeitsverläufen über eine Zeit während eines alternativen Aufschließvorgangs auf ein vorausfahrendes Fahrzeug und
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4 schematisch ein Diagramm mit Geschwindigkeitsverläufen über eine Zeit während eines weiteren alternativen Aufschließvorgangs auf ein vorausfahrendes Fahrzeug.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt schematisch eine Draufsicht auf ein Fahrzeug 1, welches sich auf einer in Fahrtrichtung X dreispurigen Fahrbahn 2 bewegt.
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Zur Durchführung des Verfahrens umfasst das Fahrzeug 1 Mittel, um durch eine Steuerung und/oder Regelung eines nicht dargestellten Antriebsstrangs und/oder einer nicht dargestellten Bremseinrichtung eine aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit vist an eine vorgebbare Sollgeschwindigkeit vsoll anzupassen, d. h. das Fahrzeug 1 zu beschleunigen oder zu verlangsamen und diese vorgebbare Sollgeschwindigkeit vsoll einzuhalten. Dies ist beispielsweise mittels einer herkömmlichen, nicht dargestellten Tempomat- und Abstandsregelvorrichtung realisierbar, welche in vielen Fahrzeugen 1 bereits integriert ist.
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Zur Durchführung des Verfahrens wird von einem Fahrzeugführer zunächst eine Sollgeschwindigkeit vsoll vorgegeben, mit welcher das Fahrzeug 1 maximal fortbewegt werden soll.
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Nicht näher dargestellt folgt das Fahrzeug 1 von der Tempomat- und Abstandsregelvorrichtung gesteuert und/oder geregelt einem in Fahrtrichtung X vor dem Fahrzeug 1 vorausfahrenden Fahrzeug 3 mit der aktuellen Fahrzeugeigengeschwindigkeit vist in einem vorgebbaren Soll-Abstand. Hierzu sind beispielsweise ein oberer und ein unterer Abstandsschwellwert in der Tempomat- und Abstandsregelvorrichtung hinterlegt, wobei ein unterer Abstandsschwellwert vorzugsweise mit einem geschwindigkeitsabhängigen und gesetzlich vorgegebenen Sicherheitsabstand korrespondiert. Der Soll-Abstand kann beispielsweise als Entfernung oder als Zeitabstand definiert sein und kann vom Fahrzeugführer innerhalb eines vorgegebenen Bereichs variiert werden.
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Wie in 1 dargestellt, verlässt das vorausfahrende Fahrzeug 3, beispielsweise in Folge eines Spurwechsels, eines Abbiegevorgangs oder durch Beschleunigen, den Erfassungsbereich 4 der Sensoranordnung 5 des Fahrzeugs 1. Die Sensoranordnung 5 ist als herkömmliche Sensoranordnung der Tempomat- und Abstandsregelvorrichtung, beispielsweise Radar- oder Lidarsensoren, ausgebildet und mit der Tempomat- und Abstandsregelvorrichtung gekoppelt.
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Nachdem das vorausfahrende Fahrzeug 3 den Erfassungsbereich 4 der Sensoranordnung 5 des Fahrzeugs 1 verlassen hat, erfasst die Sensoranordnung 5 des Fahrzeugs 1 ein nächstes vorausfahrendes Fahrzeug 6.
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Nach dem Erkennen eines gegenüber dem Soll-Abstand hohen Ist-Abstands oder nach dem Erkennen eines Austretens des vorausfahrenden Fahrzeugs 3 aus einem Erfassungsbereich 4 einer Sensoranordnung 5 beim Wiedererkennen des bisherigen vorausfahrenden Fahrzeugs 3 oder Erkennen eines nächsten vorausfahrenden Fahrzeugs 6 wird eine Aufschließgeschwindigkeit vsoll,virt in Abhängigkeit der Geschwindigkeit vist,neu des momentan vorausfahrenden Fahrzeugs 6 bestimmt und die Fahrzeugeigengeschwindigkeit vist des Fahrzeugs 1 vorübergehend auf die Aufschließgeschwindigkeit vsoll,virt geregelt.
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Der Ist-Abstand ist insbesondere dann zu hoch, wenn eine Abweichung des Ist-Abstands vom Soll-Abstand einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt.
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Ein gegenüber dem Soll-Abstand zu hoher Ist-Abstand kann unterschiedliche Ursachen aufweisen. Beispielsweise kann dieser aus einem Spurwechsel oder einem Abbiegen des vorausfahrenden Fahrzeugs 3 oder einem Spurwechsel oder einem Abbiegen des eigenen Fahrzeugs 1 resultieren. Ebenso ist möglich, dass das vorausfahrende Fahrzeug 3 durch plötzliches Beschleunigen den Erfassungsbereich der Sensoranordnung 5 verlässt und erst später, nachdem das eigene Fahrzeug 1 ebenfalls beschleunigt hat, wieder in den Erfassungsbereich der Sensoranordnung 5 gerät. Beim Wiedererkennen des vorausfahrenden Fahrzeugs 3 liegt dann ein gegenüber dem Soll-Abstand hoher Ist-Abstand vor. Ebenso kann ein gegenüber dem Soll-Abstand hoher Ist-Abstand dann vorliegen, wenn die Temopomat- und Abstandsregelvorichtung zu einem Zeitpunkt aktiviert wird, zu dem der Abstand zu dem erfassten vorausfahrenden Fahrzeug 3 hoch ist.
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In 2 ist schematisch ein Diagramm mit Geschwindigkeitsverläufen V1 bis V4 über eine Zeit t während eines Aufschließvorgangs des Fahrzeugs 1 auf das vorausfahrende Fahrzeug 6 dargestellt.
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Dabei bezeichnet der Geschwindigkeitsverlauf V1 einen Verlauf der eingestellten Sollgeschwindigkeit vsoll.
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Der Geschwindigkeitsverlauf V2 stellt einen Geschwindigkeitsverlauf eines mittels einer herkömmlichen Tempomat- und Abstandsregelvorrichtung gesteuerten und/oder geregelten Fahrzeugs im Stand der Technik dar.
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Der Geschwindigkeitsverlauf V3 stellt einen Geschwindigkeitsverlauf des Fahrzeugs 1 dar, welches mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens gesteuert und/oder geregelt wird.
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Der Geschwindigkeitsverlauf V4 stellt einen Verlauf einer einzustellenden Aufschließgeschwindigkeit vsoll,virt dar.
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Als Aufschließvorgang wird das vorübergehende Beschleunigen sowie das nachfolgende Abbremsen des Fahrzeugs 1 durch die Tempomat- und Abstandsregelvorrichtung gesteuert und/oder geregelt bezeichnet. Der Aufschließvorgang dient dazu, einen resultierenden Abstand zwischen dem Fahrzeug 1 und dem nächsten vorausfahrenden Fahrzeug 6 auf den vorgegebenen Soll-Abstand zu verringern, sofern die Fahrzeugeigengeschwindigkeit vist unterhalb der Sollgeschwindigkeit vsoll liegt.
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Im Stand der Technik beschleunigt die Tempomat- und Abstandsregelvorrichtung das Fahrzeug 1 gemäß des Geschwindigkeitsverlaufs V2 zu Beginn des Aufschließvorgangs, wie in Abschnitt A der 2 dargestellt, von der aktuellen Fahrzeugeigengeschwindigkeit vist auf die in der Tempomat- und Abstandsregelvorrichtung vorgegebene Sollgeschwindigkeit vsoll.
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Nach Annäherung des Fahrzeugs 1 an das nächste vorausfahrende Fahrzeug 6 mit der Sollgeschwindigkeit vsoll (in Abschnitt B dargestellt) verringert die Tempomat- und Abstandsregelvorrichtung in Abschnitt C der 2 die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 von der Sollgeschwindigkeit vsoll auf eine Geschwindigkeit vist,neu, welche mit einer Geschwindigkeit des nächsten vorausfahrenden Fahrzeugs 6 korrespondiert.
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Im weiteren Verlauf des Verfahrens folgt das Fahrzeug 1 von der Tempomat- und Abstandsregelvorrichtung gesteuert und/oder geregelt dem in Fahrtrichtung X vor dem Fahrzeug 1 nächsten vorausfahrenden Fahrzeug 6 mit der Geschwindigkeit vist,neu in einem vorgebbaren Abstand. Daraus resultiert ein in 2 mittels der gestrichelten Linie dargestellter Geschwindigkeitsverlauf V2. Dieser Geschwindigkeitsverlauf V2 weist in den Abschnitten A und C unnötig starke und komfortmindernde Beschleunigungen oder Verzögerungen auf.
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Beim erfindungsgemäßen Verfahren, dessen Geschwindigkeitsverlauf V3 in 2 mittels der Volllinie dargestellt ist, beschleunigt die Tempomat- und Abstandsregelvorrichtung das Fahrzeug 1 zu Beginn des Aufschließvorgangs, wie in Abschnitt A' der 2 dargestellt, von der aktuellen Fahrzeugeigengeschwindigkeit vist auf eine Aufschließgeschwindigkeit vsoll,virt (Geschwindigkeitsverlauf V4), welche niedriger ist als die Sollgeschwindigkeit vsoll. Die Aufschließgeschwindigkeit vsoll,virt wird von der Tempomat- und Abstandsregelvorrichtung in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit vist,neu des nächsten vorausfahrenden Fahrzeugs 6 ermittelt.
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Somit wird erreicht, dass die Aufschließgeschwindigkeit vsoll,virt auf einen Wert begrenzt wird, der unterhalb der eingestellten Sollgeschwindigkeit vsoll liegt und derart über dem Wert der Geschwindigkeit vist,neu des nächsten vorausfahrenden Fahrzeugs 6 liegt, dass eine ausreichend schnelle, sichere und allmähliche Annäherung des Fahrzeugs 1 an das nächste vorausfahrende Fahrzeug 6 ohne starke und komfortmindernde Beschleunigungen oder Verzögerungen des Fahrzeugs 1 ermöglicht ist.
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In Abschnitt B' der 2 erfolgt die Annäherung des Fahrzeugs 1 an das nächste vorausfahrende Fahrzeug 6 mit der Aufschließgeschwindigkeit vsoll,virt. In Abschnitt C' der 2 dargestellt, verringert die Tempomat- und Abstandsregelvorrichtung die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 von der Aufschließgeschwindigkeit vsoll,virt auf die Geschwindigkeit vist,neu. Im weiteren Verlauf des Verfahrens folgt das Fahrzeug 1 von der Tempomat- und Abstandsregelvorrichtung gesteuert und/oder geregelt dem in Fahrtrichtung X vor dem Fahrzeug 1 nächsten vorausfahrenden Fahrzeug 6 mit der Geschwindigkeit vist,neu in einem vorgebbaren Abstand.
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Bei dem in 2 dargestellten Aufschließvorgang liegt die aktuelle Fahrzeugeigengeschwindigkeit vist des Fahrzeugs 1 zu Beginn des Aufschließvorgangs unter der Geschwindigkeit vist,neu des nächsten vorausfahrenden Fahrzeug 6. Die Fahrzeugeigengeschwindigkeit vist des Fahrzeugs 1 resultiert dabei aus einer Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs 3.
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In 3 und in 4 ist schematisch jeweils ein Diagramm alternativer Geschwindigkeitsverläufe V1 und V4 bis V7 über eine Zeit t während eines Aufschließvorgangs des Fahrzeugs 1 auf das vorausfahrende Fahrzeug 6 dargestellt. Bei diesen Aufschließvorgängen liegt die aktuelle Fahrzeugeigengeschwindigkeit vist des Fahrzeugs 1 zu Beginn des Aufschließvorgangs über der Geschwindigkeit vist,neu des nächsten vorausfahrenden Fahrzeug 6. Die Fahrzeugeigengeschwindigkeit vist des Fahrzeugs 1 resultiert dabei aus einer Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs 3.
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Der Geschwindigkeitsverlauf V6 stellt einen Geschwindigkeitsverlauf des Fahrzeugs 1 dar, welches mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens gesteuert und/oder geregelt wird.
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Mittels des Geschwindigkeitsverlaufs V7 ist ein alternativer Geschwindigkeitsverlauf des gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren gesteuerten und/oder geregelten Fahrzeugs 1 dargestellt.
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Der Geschwindigkeitsverlauf V6 gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ist in 3 mittels der Volllinie dargestellt. Das Fahrzeugs 1 nähert sich während der Abschnitte A' und B' mit der aktuellen Fahrzeugeigengeschwindigkeit vist dem nächsten vorausfahrenden Fahrzeug 6 an. In Abschnitt C' wird die aktuelle Fahrzeugeigengeschwindigkeit vist des Fahrzeugs 1 von der Tempomat- und Abstandsregelvorrichtung aktiv gesteuert und/oder geregelt auf die Geschwindigkeit vist,neu des nächsten vorausfahrenden Fahrzeug 6 verringert.
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Mit anderen Worten wird die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 durch eine Aktuierung entsprechender Mittel, beispielsweise der Bremsanlage des Fahrzeugs 1, von der Tempomat- und Abstandsregelvorrichtung aktiv gesteuert und/oder geregelt verringert.
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Ein alternativer Geschwindigkeitsverlauf V7, bei welchem sich das Fahrzeug 1 im Abschnitt A' mit der aktuellen Fahrzeugeigengeschwindigkeit vist bewegt, ist in 4 dargestellt. In Abschnitt B' und C' wird das Fahrzeug 1 weder aktiv von der Tempomat- und Abstandsregelvorrichtung gebremst, noch aktiv beschleunigt. Die Geschwindigkeitsverringerung von der aktuellen Fahrzeugeigengeschwindigkeit vist auf die Geschwindigkeit vist,neu des nächsten vorausfahrenden Fahrzeug 6 erfolgt nur durch die Ausnutzung der Energieverluste des Fahrzeugs 1 und eine daraus resultierende Geschwindigkeitsabnahme. Solche Energieverluste des Fahrzeugs 1 stellen beispielsweise ein Rollwiderstand, ein Luftwiderstand, ein Steigungswiderstand und/oder Rollreibungsverluste dar.
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Im Vergleich zu den jeweils einen Geschwindigkeitsverlauf V6 und V7 gemäß dem erfindungemäßen Verfahren darstellenden Volllinien ist in den 3 und 4 jeweils ein aus dem Stand der Technik resultierender Geschwindigkeitsverlauf V5 mittels der gestrichelten Linie dargestellt.
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Nicht näher dargestellt wird das Fahrzeug 1 in dem Fall, das kein nächstes vorausfahrendes Fahrzeug 6 von der Sensoranordnung 5 erfasst wird, beispielsweise weil das vorausfahrende Fahrzeug 3 den Erfassungsbereich der Sensoranordnung 5 durch Beschleunigen oder Ausscheren verlässt, zunächst auf die Sollgeschwindigkeit vsoll beschleunigt, wobei bei erneutem Erfassen des vorausfahrenden Fahrzeugs 3 oder bei Erfassen des nächsten vorausfahrenden Fahrzeugs 6 die Aufschließgeschwindigkeit vsoll,virt ermittelt und eingestellt wird.
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Wenn zum Zeitpunkt der Aktivierung der Tempomat- und Abstandsregelvorrichtung ein vorausfahrendes Fahrzeug 3 in so hohem Abstand erkannt wird, dass die Regelung eine Beschleunigung des Fahrzeugs 1 erfordert, dann wird ebenfalls die Aufschließgeschwindigkeit vvirt,soll bestimmt und der Geschwindigkeitsregelung als Sollwert zugrunde gelegt.
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Da zur Durchführung des Verfahrens bereits im Fahrzeug 1 vorhandene Komponenten nutzbar sind, ist das Verfahren sehr schnell, einfach und kostengünstig im Fahrzeug 1 implementierbar. Anfallende Kosten zur Implementierung des Verfahrens im Fahrzeug 1 sind durch eine mittels des Verfahrens erzielbare Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs bereits nach einer kurzen Einsatzzeit amortisiert.
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Eine auf diese Weise erzielte nur allmähliche Annäherung des Fahrzeugs 1 an das nächste vorausfahrende Fahrzeug 6 tritt für den Fahrzeugführer und insbesondere für andere Verkehrsteilnehmer, beispielsweise hinter dem Fahrzeug 1, nicht überraschend plötzlich auf. Deshalb ist mit dem Verfahren keine Beeinträchtigung der Verkehrssicherheit verbunden. Auch ist das Verfahren jederzeit abschaltbar, beispielsweise durch eine Betätigung eines nicht dargestellten Gaspedals des Fahrzeugs 1, so dass das Fahrzeug 1 bei Bedarf auch mit einer höheren Geschwindigkeit bewegt werden kann, beispielsweise um andere Fahrzeuge zu überholen. Auf diese Weise sind sowohl eine Beeinträchtigung der Verkehrssicherheit als auch beispielsweise eine Beeinträchtigung eines Verkehrsflusses durch das mit diesem Verfahren betriebene Fahrzeug 1 ausgeschlossen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Fahrbahn
- 3
- vorausfahrendes Fahrzeug
- 4
- Erfassungsbereich
- 5
- Sensoranordnung
- 6
- nächstes vorausfahrendes Fahrzeug
- A bis C
- Abschnitt
- A' bis C'
- Abschnitt
- V1 bis V7
- Geschwindigkeitsverlauf
- X
- Fahrtrichtung
- t
- Zeit
- vist
- aktuelle Fahrzeugeigengeschwindigkeit
- vist,neu
- Geschwindigkeit
- vsoll
- Sollgeschwindigkeit
- vsoll,virt
- Aufschließgeschwindigkeit
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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