DE102012202110A1

DE102012202110A1 - Abstands- und Geschwindigkeitsregelsystem für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE102012202110A1
Application number: DE201210202110
Authority: DE
Inventors: Peter Asang
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2012-02-13
Filing date: 2012-02-13
Publication date: 2013-08-14

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Abstands- und Geschwindigkeitsregelsystem für Kraftfahrzeuge, mit einem Sensorsystem zur Ortung vorausfahrender Fahrzeuge und einem Regler, der auf Grundlage vorgegebener Regelparameter die Geschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder den Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug regelt, wobei eine Stauerkennungseinrichtung und eine Vorgabeeinrichtung zur Anpassung eines Dynamikparameter an eine erkannte Stausituation vorgesehen ist, wobei der Dynamikparameter das durch den Regler bestimmte Beschleunigungs- und/oder Verzögerungsverhalten des Fahrzeugs kennzeichnet. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Stauerkennungseinrichtung in Abhängigkeit von an die Stauerkennungseinrichtung übermittelten Daten, welche zumindest eine Information über das Vorliegen eines behindernden Verkehrsflusses und über die Ursachen eines den Verkehrsfluss behinderndes Ereignis umfassen, eine ursachenbedingte Stausituation ermittelt und die Vorgabeeinrichtung entsprechend der ermittelten ursachenbedingten Stausituation den Dynamikparameter anpasst.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Abstands- und Geschwindigkeitsregelsystem für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Kraftfahrzeuge mit Geschwindigkeitsregelsystemen sind seit langem bekannt. Die meisten derzeit erhältlichen Geschwindigkeitsregelsysteme regeln die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs auf eine vorgegebene Wunsch- bzw. Soll-Geschwindigkeit. Neben diesen Längsregelsystemen können heute bereits bei einigen Herstellern auch um eine Abstandsregelung erweiterte Längsregelsysteme, sog. abstandsbezogene Längsregelsysteme bzw. Geschwindigkeitsregelsysteme erworben werden. Derartige, bspw. bei der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung unter der Bezeichnung „Active Cruise Control” angebotene Systeme ermöglichen es, das Kraftfahrzeug unter Einhaltung eines gewünschten Abstands zu einem vorausfahrendem Fahrzeug mit einer gewünschten oder einer entsprechend geringeren Geschwindigkeit automatisch zu führen. Vom Prinzip ist dabei die allgemein bekannte Längsregelung bzw. Fahrgeschwindigkeitsregelung, die eine bestimmte vorgegebene Geschwindigkeit einhält, um eine zusätzliche Abstandsfunktion erweitert, so dass der Einsatz einer solchen „aktiven” Fahrgeschwindigkeitsreglung auch im dichten Autobahn- und Landstraßenverkehr möglich wird. Diese sog. „aktive Fahrgeschwindigkeitsregelung” hält die vorgegebene Wunsch- bzw. Soll-Geschwindigkeit, wenn die eigene Fahrspur frei ist. Erkennt eine am Kraftfahrzeug angebrachte Abstandssensorik, die insbesondere auf Radarbasis arbeiten kann, ein vorausfahrendes Zielobjekt bzw. (Kraft-)Fahrzeug in der eigenen Spur, so wird die eigene Geschwindigkeit – bspw. durch Veranlassen eines geeigneten Bremsmoments – an die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs bzw. des Zielobjekts derart angepasst, dass eine in der „aktiven Fahrgeschwindigkeitsreglung” bzw. im entsprechenden Längsregelsystem enthaltene Abstandsregelung automatisch einen situationsgerechten Abstand zum vorausfahrenden Kraftfahrzeug bzw. Zielobjekt einhält. Derartige abstandsgeregelte Längsregelsysteme sind in der Regel nur bis zu einer minimalen Geschwindigkeit von bspw. 30 km/h aktiv oder aktivierbar, können aber um eine sog. Stop-and-Go-Funktion erweitert werden, so dass eine abstandsbezogene Geschwindigkeitsregelung bis und aus dem Stillstand möglich ist.
Weicht die vorgegebene Soll-Geschwindigkeit von der aktuellen Geschwindigkeit ab und wird kein vorausfahrendes Fahrzeug bzw. Zielobjekt detektiert, wird im Rahmen der Längsregelung ein Beschleunigungssollwert oder Verzögerungssollwert zum Beschleunigen oder Verzögern des Kraftfahrzeugs auf die vorgegebene Soll-Geschwindigkeit ermittelt. Der ermittelte Beschleunigungssollwert oder Verzögerungssollwert und die Beschleunigungsänderung sind ein Maß für die Dynamik des Kraftfahrzeugs im Regelbetrieb.
Kommt ein derartiges Abstands- und Geschwindigkeitsregelsystem, welches bis in den Stillstand und aus den Stillstand heraus automatisch die Geschwindigkeit regelt, in stau- oder stauähnlichen Situationen zum Einsatz und wird das Anfahren und Bremsen des Fahrzeugs lediglich auf der Basis des gemessenen Abstands zum vorausfahrenden Fahrzeug kontrolliert, wird das Fahrzeug trotz unterschiedlicher Verkehrssituationen stets gleich beschleunigt. Insbesondere in Ampelsituationen ist dieses Verhalten – je nachdem, in welchem Abstand sich das Fahrzeug zu Ampel – befindet, mehr oder weniger sinnvoll und kann vom Fahrer sogar als störend empfunden werden. Wenn sich das Fahrzeug weiter hinten in einer Rückstausituation befindet, ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Ampel innerhalb von einem Zyklus überquert werden kann, sehr gering. Somit kann hier mit geringer Dynamik angefahren werden. Befindet sich jedoch das Fahrzeug kurz vor der Ampel, sollte der Regler das derart berücksichtigen, dass mit höherer Dynamik angefahren wird.
Aus der DE 10 2006 056 631 A1 ist bereits ein Verfahren zur Geschwindigkeits- und/oder Abstandsregelung bekannt, wobei die aktuelle Verkehrssituation derart berücksichtigt wird, dass diese bei der Ermittlung des Sollbeschleunigungswertes und/oder Sollverzögerungswertes berücksichtigt wird. Dies ist insbesondere bei Anfahrvorgängen sinnvoll, da hier oft in Abhängigkeit von der aktuellen Verkehrssituation eine unterschiedliche Anfahrdynamik gewünscht und sinnvoll ist.
Weiter ist aus der DE 10 2005 050 277 A1 ein Abstands- und Geschwindigkeitsregler mit einer Stauerkennungseinrichtung und einer Vorgabeeinrichtung zur Anpassung eines Dynamikparameter an eine erkannte Stausituation bekannt, wobei der Regelparameter das durch den Regler bestimmte Beschleunigungs- und/oder Verzögerungsverhalten des Fahrzeugs kennzeichnet. Die Stauerkennungseinrichtung ist dazu ausgebildet, eine Stauwahrscheinlichkeit durch zeitliche Integration mit einem positiven Integranden zur berechnen, wenn die Geschwindigkeit unter einer vorgegebenen Schwelle liegt. Dieses Verfahren ist sehr aufwendig und erfordert eine hohe Rechenleistung.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Vorrichtung zur abstandsbezogenen Geschwindigkeitsregeleung anzugeben, welche auf einfache Weise einen Stau detektieren kann und auf Grundlage des Ergebnisses eine Anpassung zumindest eines Dynamikparameters des Reglers vornimmt.
Diese Aufgabe wird durch ein Abstands- und Geschwindigkeitsregelsystem nach Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Grundlage der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein Abstands- und Geschwindigkeitsregelsystem für Kraftfahrzeuge mit einem Sensorsystem zur Ortung vorausfahrender Fahrzeuge und einem Regler, der auf Grundlage vorgegebener Regelparameter die Geschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder den Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug regelt. Weiter umfasst das System eine Stauerkennungseinrichtung und eine Vorgabeeinrichtung zur Anpassung eines Dynamikparameters an eine erkannte Stausituation, wobei der Dynamikparameter das durch den Regler bestimmte Beschleunigungs- und/oder Verzögerungsverhalten des Fahrzeugs kennzeichnet.
Grundgedanke der Erfindung ist nun nicht nur eine einfache Stauwahrscheinlichkeit sondern eine ursachenbedingte Stauwahrscheinlichkeit bzw. eine ursachenbedingte Stausituation zu ermitteln, d. h. es wird nicht nur ermittelt, ob eine Stau vorliegt, sondern auch, was die Ursache für den Stau ist. Dazu werden möglichst viele Informationen ausgewertet, die im Fahrzeug vorliegen oder an das Fahrzeug übermittelt werden.
Das erfindungsgemäße Abstands- und Geschwindigkeitsregelsystem zeichnet sich somit dadurch aus, dass die Stauerkennungseinrichtung in Abhängigkeit von übermittelten Daten, welche neben der Information bzgl. einer Stausituation zumindest auch eine Information über die Ursachen eines den Verkehrsfluss behinderndes Ereignis umfassen, eine ursachenbedingte Stauwahrscheinlichkeit oder ursachenbedingte Stausituation ermittelt und die Vorgabeeinrichtung entsprechend der ermittelten ursachenbedingten Stausituation den Dynamikparameter anpasst. Mit anderen Worten beschreibt die Erfindung eine Anpassung der Fahrzeugkontrollparameter der Abstands- und Geschwindigkeitsregel-Funktionalität an die aktuelle Verkehrssituation. Die Maßnahme sieht vor, das Maß der Beschleunigung, also die Dynamik beim automatischen Anfahren durch das Regelsystem nicht nur in Abhängigkeit vom Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug, sondern auch in Abhängigkeit von der Ursache eines den Verkehrsfluss behindernden Ereignisses anzupassen. Aufgrund der ermittelten ursachenbedingten Stausituation kann gegenüber bekannten Vorrichtungen eine bessere Anpassung der Dynamikparameter vorgenommen werden.
Die Informationen zur Erfassung der Verkehrssituation bzw. der Ursache für eine Stausituation können aus verschiedenen Quellen entnommen werden. Vorteilhafterweise werden die Daten, welche zumindest eine Information über das Vorliegen eines behinderndes Verkehrsflusses und über die Ursachen eines den Verkehrsfluss behinderndes Ereignis umfassen, von einem Navigationssystem und/oder einem globalen Fahrzeugvernetzungssystem und/oder einem ortsgebundenes Verkehrssystem übermittelt, wobei die Daten allgemeine Informationen über einen vorliegenden Stau und/oder Informationen über Baustellen und/oder gesperrte Straßenabschnitte und/oder Ampeln, insbesondere aber auch über den Abstand des Fahrzeugs zu Baustellen und/oder zu gesperrten Straßenabschnitten und/oder zu Ampeln sind. Durch das globale Fahrzeugvernetzungssystem können auch Daten über die relativen Positionen mehrerer Fahrzeuge zueinander bereitgestellt werden, so dass bspw. auch ein synchronisiertes Anfahren durch entsprechende Anpassung der Regelparameter ermöglicht wird. Zusätzlich können auch noch Daten eine Fahrzeugkamerasystems und/oder einer Puls-Echo-Sensorik (Ultraschall, Radar) für die Anpassung des Dynamikparameters herangezogen werden.
Vorteilhafterweise wird als Dynamikparameter die Anfahrbeschleunigung beim automatischen Anfahren angepasst. Wird nun aufgrund der vorliegenden Daten eine ampelbedingte Stausituation bzw. eine ampelbedingte Stauwahrscheinlichkeit festgestellt, so kann in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die Vorgabeeinrichtung den Dynamikparameter derart anpassen, dass die Anfahrbeschleunigung bei einer ampelbedingten Stausituation in Abhängigkeit von der Entfernung zur Ampel vorgegeben wird. Dabei kann bei größerer Entfernung zur Ampel, bei der ein Überqueren der Kreuzung relativ unwahrscheinlich ist, eine relativ geringe Dynamik in den Anfahrvorgang gelegt werden, wobei bei einem kleinen Abstand zur Ampel, bei dem ein Überqueren der Kreuzung wahrscheinlich ist, eine höhere Dynamik vorgegeben, und der Verkehrsfluss somit positiv beeinflusst werden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Dabei zeigt
1 die Wahrscheinlichkeit einer möglichen Ampelüberquerung in einer Rückstausituation in Abhängigkeit vom Abstand zur Ampel, und
2 eine mögliche Anpassung der Beschleunigung beim automatischen Anfahren bei einer ampelbedingten Rückstausituation.
Die 1 zeigt einen schematischen Zusammenhang zwischen dem Abstand d zwischen Fahrzeug und Ampel und einer während einer Rückstausituation davon abhängigen Wahrscheinlichkeit p, die angibt, mit welcher Wahrscheinlichkeit p das Fahrzeug die Ampel bzw. die Kreuzung während der aktuellen Grünphase der Ampel überqueren kann. Je weiter hinten sich das Fahrzeug im Rückstau der Ampel befindet, desto geringer ist die Wahrscheinlichkeit, dass der Fahrer die Ampel überqueren kann. Je nach Ampelschaltung kann die Wahrscheinlichkeit bei gleichem Abstand unterschiedlich hoch sein.
Wird nun ein ampelbedingter Stau erkannt, so kann als Dynamikparameter die Beschleunigung beim automatischen Anfahren entsprechend der 2 angepasst werden. Dabei wird bei einem geringen Abstand zur Ampel mit einer entsprechend großen Beschleunigung angefahren, so dass der Verkehrsfluss positiv beeinflusst wird, wobei jedoch bei größerem Abstand (bei dem ein Überqueren der Ampel vermutlich nicht möglich ist) eine geringere Beschleunigung vorgegeben wird, was sich positiv auf den Komfort und den Kraftstoffverbrauch auswirken kann. Die konstant verlaufende Linie a_konst zeigt eine von der aktuellen Verkehrslage und dem Abstand zur Ampel unabhängige Beschleunigungsvorgabe, wie ist derzeit in den meisten Abstands- und Geschwindigkeitsreglern zu finden ist.
Neben der positiven Auswirkung auf den Verkehrsfluss ergeben sich durch die Erfindung weitere Vorteile. Ein wesentlicher Vorteil ist darin zu sehen, dass der Fahrkomfort aufgrund eines verbesserten emotionalen Bezugs zwischen Fahrer und Fahrerassistenzsystem (erhöhtes Sicherheitsgefühl) deutlich verbessert wird. Weiter wird die Nutzungsbereitschaft eines derartigen Abstands- und Geschwindigkeitsregelsystems wesentlich verbessert, da der Fahrer die starre Funktionalität des Systems in bestimmten Situationen nicht mehr als störend empfindet und deshalb weniger oft deaktiviert. Ebenso kann sich eine deutliche Verbrauchsoptimierung einstellen, da die Beschleunigungsdynamik wesentlich besser an aktuelle Verkehrssituationen angepasst ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102006056631 A1 [0005]
DE 102005050277 A1 [0006]

Claims

Abstands- und Geschwindigkeitsregelsystem für Kraftfahrzeuge, mit einem Sensorsystem zur Ortung vorausfahrender Fahrzeuge und einem Regler, der auf Grundlage vorgegebener Regelparameter die Geschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder den Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug regelt, wobei eine Stauerkennungseinrichtung und eine Vorgabeeinrichtung zur Anpassung eines Dynamikparameter an eine erkannte Stausituation vorgesehen ist, wobei der Dynamikparameter das durch den Regler bestimmte Beschleunigungs- und/oder Verzögerungsverhalten des Fahrzeugs kennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, dass die Stauerkennungseinrichtung in Abhängigkeit von an die Stauerkennungseinrichtung übermittelten Daten (d), welche zumindest eine Information über das Vorliegen eines behindernden Verkehrsflusses und über die Ursachen eines den Verkehrsfluss behinderndes Ereignis umfassen, eine ursachenbedingte Stausituation ermittelt und die Vorgabeeinrichtung entsprechend der ermittelten ursachenbedingten Stausituation den Dynamikparameter (a) anpasst.
Abstands- und Geschwindigkeitsregelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten (d), welche die Information über die Ursache eines den Verkehrsfluss behinderndes Ereignis umfassen, von einem Navigationssystem und/oder einem globalen Fahrzeugvernetzungssystem und/oder ein ortsgebundenes Verkehrssystem übermittelt werden.
Abstands – und Geschwindigkeitsregelsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten Informationen über Baustellen und/oder gesperrte Straßenabschnitte und/oder Ampeln, insbesondere auch über den Abstand des Fahrzeugs zu Baustellen und/oder zu gesperrten Straßenabschnitten und/oder zu Ampeln (d) umfassen.
Abstands- und Geschwindigkeitsregelsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Dynamikparameter die Anfahrbeschleunigung (a) beim automatischen Anfahren angepasst wird.
Abstands- und Geschwindigkeitsregelsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorgabeeinrichtung den Dynamikparameter derart angepasst, dass die Anfahrbeschleunigung (a) in einer ampelbedingten Stausituation in Abhängigkeit von der Entfernung zur Ampel (d) angepasst wird.
Abstands- und Geschwindigkeitsregelsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfahrbeschleunigung (a) mit kürzer werdendem Abstand (d) zur Ampel größer vorgegeben wird.