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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung der Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Kraftfahrzeuge mit abstandsbezogenen Fahrgeschwindigkeitsregelsystemen sind seit langem bekannt. 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 vor diesem fahrenden Kraftfahrzeug (dieses wird als Zielobjekt bezeichnet) mit einer gewünschten oder einer entsprechend geringeren Geschwindigkeit automatisch zu bewegen. Vom Prinzip ist dabei die allgemein bekannte 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 in einem Geschwindigkeitsregelmodus die vorgegebene Wunschgeschwindigkeit, 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 im Rahmen eines Abstandsregelmodus die eigene Geschwindigkeit, bspw. durch Veranlassen eines geeigneten Bremsmoments, an die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs bzw. Zielobjekts derart angepasst, dass eine in der „aktiven Fahrgeschwindigkeitsreglung” bzw. im entsprechenden Geschwindigkeits-Regelsystem enthaltene Abstandsregelung automatisch einen situationsgerechten Abstand zum vorausfahrenden Kraftfahrzeug bzw. Zielobjekt einhält.
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Bei den heute auf den Markt befindlichen Geschwindigkeitsregelsystemen werden in der Regel nur fahrende Objekte bzw. Objekte, die zuvor als fahrende Objekte detektiert wurden, als Zielobjekte erfasst. Sogenannte a priori stehende Objekt, also Objekte, die nie als fahrend erkannt wurden, werden bei der Geschwindigkeitsregelung nicht berücksichtigt. Dadurch kann es jedoch zu ungewollten Beschleunigungen kommen, insbesondere dann, wenn ein vorausfahrendes Zielobjekt die Spur wechselt weil sich davor ein stehendes Fahrzeug befindet. Ebenso kann der Fall eintreten, dass während einer Folgefahrt das vorausfahrende Zielobjekt an einer Kreuzung abbiegt. Befindet sich vor dem (ursprünglichen) Zielobjekt ein stehendes Fahrzeug, würde eine Beschleunigung auf die eingestellte Sollgeschwindigkeit stattfinden, da das stehende Fahrzeug nicht als Zielobjekt erkannt wurde. In solchen Fällen muss der Fahrer selbst eingreifen um eine Kollision verhindern zu können. Dadurch kann der Fahrer das Vertrauen in solche Systeme verlieren oder wird zumindest stark irritiert. Nach einem Eingriff des Fahrers muss das Geschwindigkeitsregelsystem erneut aktiviert werden.
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Aus der
DE 197 57 062 A1 ist bereits ein abstandsbezogenes elektronisch gesteuertes Geschwindigkeitsregelsystem bekannt, bei dem bei detektierten stehenden Objekten (nach einem Abbiegevorgang des vorausfahrenden ursprünglichen Zielobjekts) die Beschleunigung zumindest reduziert wird. Zum Erkennen eines relevanten stehenden Objekts werden folgende Kriterien ausgewertet: Objekt befindet sich innerhalb der Fahrspur, Geschwindigkeit ist in etwa Null und die Abweichung in Längsrichtung ist kleiner als ein vorgegebener Grenzwert.
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Weiter offenbart die
DE 100 15 300 A1 ein Verfahren zur Steuerung der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs, bei dem bei Erkennen eines stehenden Objekts in der Spur des Kraftfahrzeugs ein Eingriff in die Regelung im Sinne einer Begrenzung der Beschleunigung des Fahrzeugs stattfindet. Auch hier werden zum Erkennen eines ruhenden Objekts eine Reihe von Kriterien überwacht und ausgewertet.
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Da ein a priori stehendes Objekt mit einer auf Radar basierten Sensorik schwer eindeutig zu erkennen ist, müssen eine Vielzahl von Kriterien überwacht und ausgewertet werden. Unter Umständen kann der Fall eintreten, dass ein erkanntes stehendes Objekt aufgrund der Vielzahl von einzuhaltenden Kriterien wiederverworfen wird, obwohl es weiterhin da und relevant ist.
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Aufgabe der Erfindung ist nun, ein Verfahren zur Steuerung der Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeugs anzugeben, bei dem a priori stehende Objekte berücksichtigt werden. Insbesondere liegt die Aufgabe der Erfindung in einem sicheren Erkennen eines relevanten stehenden Objekts.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung der Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeugs ist grundsätzlich derart ausgestaltet, dass der Abstand und die Relativgeschwindigkeit zumindest eines vorausfahrenden Zielobjekts ermittelt werden und in einem Geschwindigkeitsregelmodus eine Regelung auf eine vom Fahrer vorgegebene Sollgeschwindigkeit und in einem Abstandsregelmodus eine Regelung auf einen vorgegebenen Sollabstand zum vorausfahrenden Zielobjekt erfolgt, wenn sich dies mit einer geringeren als der Sollgeschwindigkeit bewegt. Wird ein a priori stehendes Objekt erfasst und aufgrund des Vorliegens aller Erst-Erkennungs-Voraussetzungen als Zielobjekt festgelegt, wird dies bei der Steuerung bzw. Regelung der Fahrzeuggeschwindigkeit ebenfalls berücksichtig.
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Grundgedanke der Erfindung ist nun, einen Algorithmus zum Beibehalten eines bereits einmal erkannten und als Zielobjekt festgelegten stehenden Objekts bereitzustellen, durch den das stehende Objekt solange beibehalten wird, bis mit großer Wahrscheinlichkeit dieses Objekt nicht mehr Zielobjekt ist. Die Erfindung zeichnet sich somit dadurch aus, dass ein bereits als Zielobjekt festgelegtes stehendes Objekt solange Zielobjekt bleibt, solange vorgegebene Beibehaltungs-Erkennungs-Voraussetzungen erfüllt sind, wobei die vorgegebenen Beibehaltungs-Erkennungs-Voraussetzungen nicht alle Erst-Erkennungs-Voraussetzungen umfassen. Vorteilhafterweise wird zumindest ein Teil der Beibehaltungs-Voraussetzungen aus einer vorgegebenen Auswahl der Erst-Erkennungs-Voraussetzungen, die nicht alle Erst-Erkennungsvoraussetzungen umfasst, gebildet werden. Mit anderen Worten werden nach einer Erst-Erkennung eines stehenden Zielobjekts nicht mehr alle Erst-Erkennungs-Voraussetzungen überprüft. Vielmehr muss nur noch eine Auswahl der Erst-Erkennungs-Voraussetzungen bzw. daraus abgeleitete Voraussetzungen als Beibehaltungs-Erkennungs-Voraussetzungen erfüllt sein, um das stehende Zielobjekt weiterhin als Zielobjekt beizubehalten.
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Durch die reduzierte Anzahl von Voraussetzungen kann das Problem umgangen werden, dass ein bereits einmal als stehendes Zielobjekt erkanntes Fahrzeugs in einem folgenden Rechenzyklus wiederverworfen wird, da unter Umständen eine der sehr starren Erst-Erkennungs-Voraussetzungen gerade nicht erfüllt ist bzw. als erfüllt erkannt wird. Das Fahrzeug würde unter Umständen sofort eine Beschleunigung einleiten, obwohl das stehende Objekt weiterhin das eigentlich zu berücksichtigende Zielobjekt darstellt.
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Zum erstmaligen Erkennen eines stehenden Objekts als Zielobjekt müssen eine Reihe von Erst-Erkennungs-Voraussetzungen erfüllt sein. Hierbei kann es sich bspw. um folgende Voraussetzungen handeln:
- – Die von einer Erkennungseinheit gelieferten Daten sind nicht unplausibel, d. h. es wird abgefragt, ob die von der Sensoreinheit (z. B. Radarsensor) gelieferten Daten des Objekts plausibel erscheinen.
- – Die Abweichung in Längsrichtung des stehenden Objekts zum Fahrzeug (relative Position in X-Richtung, also zur Fahrzeuglängsachse nach Vorne) ist kleiner als eine vorgegebene obere erste Längsversatzschwelle, d. h. das stehende Objekt darf in X-Richtung nicht als zu weit entfernt detektiert werden.
- – Die Abweichung in Längsrichtung des stehenden Objekts zum Fahrzeug (relative Position in X-Richtung, also zur Fahrzeuglängsachse nach Vorne) ist größer als eine vorgegebene untere erste Längsversatzschwelle, d. h. das stehende Objekt darf in X-Richtung nicht als zu nah detektiert werden.
- – Das stehende Objekt befindet sich auf der eigenen Fahrspur, d. h. es wird ausgeschlossen, dass sich das stehende Objekt auf einer Nachbarspur befindet.
- – Das stehende Objekt wird hinsichtlich der Querrichtung zum Fahrzeug (relevante Position in Y-Richtung) als relevant eingestuft, d. h. die Relevanz in der Querrichtung muss eine vorgegebene untere Querrelevanzschwelle überschreiten. Die Relevanz kann direkt durch den Sensor berechnet werden.
- – Der Querversatz des stehenden Objekts zum Fahrzeug (relative Position in Y-Richtung, also zur Fahrzeugquerachse) ist kleiner als eine vorgegebene erste Querversatzschwelle, d. h. das stehende Objekt darf in Y-Richtung nicht als zu weit entfernt detektiert werden.
- – Das stehende Objekt wird hinsichtlich der Längsrichtung als relevant eingestuft, d. h. die Relevanz in der Längsrichtung muss eine vorgegebene untere Längsrelevanzschwelle überschreiten. Die Relevanz kann direkt durch den Sensor berechnet werden.
- – Die Geschwindigkeit des stehenden Objekts ist kleiner als eine vorgegebene erste Geschwindigkeitsschwelle, wobei die erste Geschwindigkeitsschwelle zumindest nahezu Null ist (eine leichte Toleranz ist erlaubt).
- – Das stehende Objekt wird nicht als entgegenkommend klassifiziert.
- – Der Lenkeinschlag des Fahrzeugs ist kleiner als ein vorgegebener Lenkeinschlaggrenzwert.
- – Es werden kein Spurwechsel und/oder keine Spurwechselabsicht des Fahrzeugs erkannt.
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Vorteilhafterweise wird ein stehendes Objekt als Zielobjekt festgelegt, wenn zumindest vier, idealerweise jedoch alle diese Erst-Erkennungs-Voraussetzungen erfüllt sind. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die angegeben Erst-Erkennungs-Voraussetzungen auch in der oben angegebenen Reihenfolge überprüft.
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Werden mehrere relevante stehende Objekte erkannt (die alle relevanten Erst-Erkennungs-Voraussetzungen erfüllen), wird vorteilhafterweise dasjenige stehende Objekt als Zielobjekt festgelegt, das innerhalb des erlaubten Längsabweichungsbereichs die kleinste Abweichung in Längsrichtung zum Fahrzeug hat, d. h. es wird dasjenige ausgewählt, welches sich am nächsten vor dem Fahrzeug befindet.
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Ist ein stehendes Objekt als Zielobjekt detektiert bzw. festgelegt worden, so müssen erfindungsgemäß nur noch die Beibehaltungs-Voraussetzungen erfüllt sein, damit dieses stehende Objekt weiterhin Zielobjekt bleibt. Die Beibehaltungs-Voraussetzungen werden dabei aus einer vorgegebenen Anzahl der Erst-Erkennungs-Voraussetzungen, die nicht alle Erst-Erkennungs-Voraussetzungen beinhalten, gebildet. Dabei können diese Beibehaltungs-Voraussetzungen mit den entsprechenden Erst-Erkennungs-Voraussetzungen identisch sein oder sich lediglich durch Veränderung eines Parameters, vorteilhafterweise eines zu berücksichtigenden Schwellwertes oder Grenzwertes von den entsprechenden Erst-Erkennungs-Voraussetzungen unterscheiden. Vorteilhafterweise bleibt ein bereits als Zielobjekt erkanntes stehendes Objekt solange Zielobjekt, solange zumindest eine, idealerweise alle der folgenden Beibehaltungs-Erkennungs-Voraussetzungen erfüllt sind:
- – Die von einer Erkennungseinheit gelieferten Daten sind nicht unplausibel, d. h. es wird abgefragt, ob die von der Sensoreinheit (z. B. Radarsensor) gelieferten Daten des Objekts plausibel erscheinen. Das betrachtete Objekt ist noch vorhanden.
- – Der Querversatz des stehenden Objekts zum Fahrzeug (relative Position in Y-Richtung, also zur Fahrzeugquerachse) ist kleiner als eine vorgegebene zweite Querversatzschwelle, wobei vorteilhafterweise die vorgegebenen zweite Querversatzschwelle größer als die vorgegebene erste Querversatzschwelle ist,
- – Die Geschwindigkeit des stehenden Objekts ist kleiner als eine vorgegebene zweite Geschwindigkeitsschwelle, wobei die zweite Geschwindigkeitsschwelle zumindest nahe Null ist, vorteilhafterweise jedoch größer als die vorgegebene erste Geschwindigkeitsschwelle.
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Ist ein stehendes Objekt als Zielobjekt detektiert worden, wird vorteilhafterweise die Steuerung bzw. Regelung der Fahrgeschwindigkeit derart angepasst, dass die Beschleunigung in Abhängigkeit von der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs beeinflusst wird, d. h. in Abhängigkeit von der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs werden unterschiedliche Maßnahmen ergriffen.
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Vorteilhafterweise wird dabei bei Erfassen eines stehenden Objekts im Sinne eines Zielobjekts die Beschleunigung in Abhängigkeit von der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs derart beeinflusst, dass bei einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die zumindest nicht kleiner als eine vorgegebene dritte Geschwindigkeitsschwelle ist (und gleichzeitig auch kleiner als die Sollgeschwindigkeit), sowohl die erlaubte positive als auch die erlaubte negative Beschleunigung auf einen vorgegebenen ersten Grenzwert, vorteilhafterweise auf in etwa Null begrenzt werden. Somit wird sowohl eine positive Beschleunigung, als auch eine negative Beschleunigung unterbunden, da sich ansonsten eine eventuell auftretende Fehldetektion von stehenden Objekten negativ auswirken würde.
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Wird ein stehendes Zielobjekt mit der vorgeschlagenen Methode erkannt und ist die eigene Geschwindigkeit des Fahrzeugs kleiner als die vorgegebene dritte Geschwindigkeitsschwelle, wird eine erlaubte positive Längsbeschleunigung ebenfalls auf einen Schwellwert nahe Null begrenzt. Gleichzeitig wird aber eine negative Längsbeschleunigung bis zu einem vorgegebenen zweiten Beschleunigungsgrenzwert, der betragsmäßig größer als der vorgegebene erste Beschleunigungsgrenzwert ist, zugelassen. Somit kommt es auch hier zu keiner ungewollten Beschleunigung des Fahrzeugs, wobei jedoch eine gewisse Verzögerung zugelassen wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand des nachfolgenden Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur ein vereinfachtes Ablaufdiagramm für ein Verfahren zur Steuerung der Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeugs mittels eines integrierten abstandsbezogenen Geschwindigkeitsregelsystems.
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Das vereinfachte Ablaufdiagramm beginnt in Schritt 10 mit der Abfrage, ob ein im Fahrzeug integriertes abstandsbezogenes Geschwindigkeitsregelsystem ACC, bei dem für den Fall, dass kein Zielobjekt detektiert wurde, in einem Geschwindigkeitsregelmodus eine Regelung auf eine vom Fahrer vorgegebene Sollgeschwindigkeit stattfindet, und für den Fall, dass ein Zielobjekt detektiert wurde, in einem Abstandsregelmodus eine Regelung auf einen vorgegebenen Sollabstand zum vorausfahrenden Zielobjekt erfolgt, aktiv ist.
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Ist das Geschwindigkeitsregelsystem ACC aktiv, wird im nächsten Schritt 20 überprüft, ob sich ein relevantes fahrendes Objekt vor dem Fahrzeug befindet und als Zielobjekt festgelegt wird. Ist dies der Fall, wird zu Schritt 25 übergegangen und im Rahmen des oben erwähnten herkömmlichen Abstandsregelmodus AR eine Regelung auf einen vorgegebenen Sollabstand zum vorausfahrenden Zielobjekt vorgenommen.
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Wird im Schritt 20 jedoch kein fahrendes Objekt als Zielobjekt detektiert, wird im Schritt 30 überprüft, ob sich ein relevantes stehendes Objekt vor dem Fahrzeug befindet und als Zielobjekt festgelegt wird. Da es sich zu diesem Zeitpunkt um ein erstmaliges Erkennen bzw. Festlegen eines bestimmten stehenden Objekts als Zielobjekt handelt, müssen hier alle vorgegebenen Erst-Erkennungsvoraussetzungen erfüllt sein, um ein stehendes Objekt als Zielobjekt festlegen zu können. Hierbei handelt es sich um folgende Voraussetzungen:
- – Die von einer Erkennungseinheit gelieferten Daten sind nicht unplausibel.
- – Die Abweichung in Längsrichtung des stehenden Objekts zum Fahrzeug (relative Position in X-Richtung, also zur Fahrzeuglängsachse nach Vorne) ist kleiner als eine vorgegebene obere erste Längsversatzschwelle und größer als eine vorgegebene untere erste Längsversatzschwelle.
- – Das stehende Objekt befindet sich auf der eigenen Fahrspur.
- – Der Querversatz des stehenden Objekts zum Fahrzeug (relative Position in Y-Richtung, also zur Fahrzeugquerachse) ist kleiner als eine vorgegebene erste Querversatzschwelle.
- – Die Geschwindigkeit des stehenden Objekts ist in etwa Null.
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Erfüllen mehrere stehende Objekte diese Erst-Erkennungs-Voraussetzungen, die sich lediglich auf die Auswertung von Daten eines einzelnen Objekts beziehen, wird als zusätzliche Erst-Erkennungs-Voraussetzung abgefragt, welches der relevanten stehenden Objekte sich am nächsten vor dem Fahrzeug befindet. Dieses Fahrzeug bzw. stehende Objekt wird dann als Zielobjekt festgehalten.
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Erfüllt kein detektiertes stehendes Objekt alle oben genannten Voraussetzungen (bzw. wird kein stehendes Objekt detektiert), wird vom Schritt 30 zu Schritt 35 übergegangen und im Rahmen des oben erwähnten herkömmlichen Geschwindigkeitsregelmodus GR eine Regelung auf eine vom Fahrer vorgegebene Sollgeschwindigkeit vorgenommen. Erfüllt jedoch ein stehendes Objekt alle oben genannten Voraussetzungen, wird dieses Objekt als Zielobjekt festgelegt und anschließend zu Schritt 40 übergegangen. Dort wird die aktuelle Geschwindigkeit v des Fahrzeugs abgefragt.
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Ist die Geschwindigkeit v kleiner als eine vorgegebene Geschwindigkeitsschwelle GW3, wird zum Schritt 45 übergegangen und im Rahmen eines ersten Sonderregelmodus SR1, der prinzipiell einem Abstandsregelmodus entspricht, derart in die Steuerung bzw. Reglung der Geschwindigkeit eingegriffen, dass eine erlaubte positive Beschleunigung auf in etwa Null begrenzt und gleichzeitig eine negative Beschleunigung lediglich bis zu einem vorgegebenen zweiten Beschleunigungsgrenzwert, der betragsmäßig größer als der vorgegebene erste Beschleunigungsgrenzwert ist, zugelassen wird. Dies bedeutet, dass Fahrzeug kann zwar verzögert aber nicht beschleunigt werden.
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Ist die Geschwindigkeit v nicht kleiner als die vorgegebene Geschwindigkeitsschwelle GW3, wird zum Schritt 48 übergegangen und im Rahmen eines zweiten Sonderregelmodus SR2, der ebenfalls grundsätzlich einem Abstandsregelmodus entspricht, derart in die Steuerung bzw. Reglung der Geschwindigkeit eingegriffen, dass sowohl eine erlaubte positive, also auch eine erlaubte negative Beschleunigung auf in etwa Null begrenzt wird. Das Fahrzeug wird also weiter mit der aktuellen Geschwindigkeit betrieben.
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Sowohl von Schritt 45, als auch von Schritt 48 wird anschließend zu Schritt 50 übergegangen, in dem überprüft wird, ob das aktuell geltende (stehende) Zielobjekt weiterhin Zielobjekt bleibt. Da zu diesem Zeitpunkt eine Erst-Erkennung bereits stattgefunden hat, werden in diesem Schritt 50 nicht alle Erst-Erkennungsvoraussetzungen, sondern lediglich einige, aus den Erst-Erkennungs-Voraussetzungen abgeleitete (oder mit diesen identische) Beibehaltungs-Voraussetzungen überprüft. Hierbei handelt es sich um folgende Beibehaltungs-Voraussetzungen:
- – Die von einer Erkennungseinheit gelieferten Daten sind nicht unplausibel.
- – Das stehende Objekt ist weiterhin vorhanden.
- – Der Querversatz des stehenden Objekts zum Fahrzeug ist kleiner als eine vorgegebene zweite Querversatzschwelle, wobei die vorgegebene zweite Querversatzschwelle größer als die vorgegebene erste Querversatzschwelle ist.
- – Die Geschwindigkeit des stehenden Objekts ist kleiner als eine vorgegebene zweite Geschwindigkeitsschwelle, wobei die zweite Geschwindigkeitsschwelle größer als die vorgegebene erste Geschwindigkeitsschwelle ist.
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Erfüllt das aktuell geltende (stehende) Zielobjekt diese Beibehaltungsvoraussetzungen, wird zum Schritt 40 zurückgesprungen. Ist zumindest eine dieser Bedingungen nicht erfüllt, wird das geltende Zielobjekt verworfen und zum Ausgangspunkt nach Schritt 10 zurückgesprungen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19757062 A1 [0004]
- DE 10015300 A1 [0005]
