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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen eines Steuersignals für eine Längsführung eines Kraftfahrzeugs. Unter Längsführung ist das Beschleunigen und/oder Abbremsen des Kraftfahrzeugs zu verstehen. Eine Steuervorrichtung des Kraftfahrzeugs überwacht während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs, ob dieses auf eine Straßenschräge zufährt. Eine Straßenschräge bedeutet im Zusammenhang mit der Erfindung sowohl eine Steigung als auch ein Gefälle.
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Das Ermitteln einer vorausliegenden Straßenschräge ist im Stand der Technik im Zusammenhang mit Lastkraftwagen bekannt. Aus der
DE 10 2011 121 853 A1 ist ein Verfahren zur Regelung einer Längsdynamik eines Lastkraftwagens bekannt, mittels welchem ein Abstand des Lastkraftwagens zum vorausfahrenden Fahrzeug geregelt wird und hierbei die Möglichkeit beachtet wird, dass der Lastkraftwagen an einem Gefälle ausrollen kann und an einer Steigung Schwung verliert.
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Im Folgenden ist zur besseren Unterscheidung ein vorausfahrendes Fahrzeug als Fremdfahrzeug bezeichnet. Es kann sich hierbei um ein unmittelbar vorausfahrendes Fahrzeug handeln oder auch um ein Fahrzeug, das in einer vorausfahrenden Fahrzeugreihe weiter vorausfährt.
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Aus der
DE 10 2006 003 625 A1 ist bekannt, dass bei der Abstandsregelung ein Lastkraftwagen beim Zurollen auf eine Steigung den Abstand zum vorausfahrenden Fremdfahrzeug verringern kann, da der Lastkraftwagen bei Erreichen der Steigung signifikant an Fahrgeschwindigkeit verlieren wird.
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Aus der
DE 10 2013 011 549 A1 ist eine Abstandsregelung für ein Kraftfahrzeug zu einem vorausfahrenden Fremdfahrzeug bekannt, bei welcher ebenfalls der Einfluss einer Steigung auf den Schwung eines Kraftfahrzeugs berücksichtigt wird.
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Steigungsfahrten sind nicht nur in Bezug auf das Einhalten des Abstands zu einem vorausfahrenden Kraftfahrzeug eine besondere Fahrsituation. Für einen Fahrzeuginsassen kann es ebenfalls unbequem sein, wenn das Kraftfahrzeug an einer Straßenschräge zum Beispiel in einem Parkhaus stehen bleibt, weil zähfließender Verkehr das Passieren der Straßenschräge verzögert. Einen besonderer Fall stellt hierbei das Führen des Kraftfahrzeugs durch einen Autopiloten dar, der einen vorbestimmten Folgeabstand zu einem unmittelbar vorausfahrenden Fahrzeug einzustellen versucht und deshalb einfach auf einer Straßenschräge stehen bleibt, wenn das unmittelbar vorausfahrende Fremdfahrzeug am Ende der Straßenschräge langsam fährt oder sogar stehen bleibt. Fahrzeuginsassen, die in dem Kraftfahrzeug an der Straßenschräge gehalten werden, werden dann in ihren Gurt gedrückt oder müssen zum Aufrichten des Oberkörpers zusätzliche Kraft aufbringen. Außerdem werden durch das Halten des Kraftfahrzeugs an der Straßenschräge die hierzu verwendeten Komponenten, zum Beispiel das Bremssystem, belastet. Des Weiteren verbraucht dies zusätzliche Energie.
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Aus der
WO 2016/122383 A1 ist bekannt, bei einer Abstandsregelung einen Folgeabstand zwischen zwei Lastwagen als einen zeitlichen Abstand zu definieren, der zudem in Abhängigkeit von einem Gefälle oder einer Steigung der Straße angepasst wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fahrstrategie für das Überwinden von Straßenschrägen (Steigung oder Gefälle) bereitzustellen.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figur beschrieben.
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Durch die Erfindung ist ein Verfahren bereitgestellt, das von einer Steuervorrichtung des Kraftfahrzeugs, beispielsweise einem Steuergerät, automatisiert durchgeführt werden kann. Das Verfahren dient zum Erzeugen eines Steuersignals für eine Längsführung des Kraftfahrzeugs, also zum Vorgeben eines Abbremsens und/oder Beschleunigen des Kraftfahrzeugs.
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Eine vorausliegende, eine vorgebbare Mindestschräge aufweisende Straßenschräge wird auf der Grundlage von Vorausschaudaten detektiert. Solche Vorausschaudaten können beispielsweise durch eine digitale Straßenkarte und/oder durch zumindest einen fahrzeugeigenen Sensor, z.B. eine Kamera, bereitgestellt sein. Zusätzlich oder alternativ dazu kann aus zumindest einem vorausfahrenden Fremdfahrzeug über eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation (Car2car-Kommunikation) oder aus einem Infrastrukturobjekt, z.B. einer Funkbarke, über eine Car2X-Kommunikation zumindest ein Teil der Vorausschaudaten empfangen werden. Ein vorausfahrendes Fremdfahrzeug kann zum Beispiel eine aktuell von diesem ermittelten Nickwinkel signalisieren. Eine Funkbarke kann zum Ankündigen der Straßensteigung vorgelagert oder streckenaufwärts z.B. in einem Parkhaus angeordnet sein. Die Mindestschräge gibt denjenigen Wert an, den der Betrag des Gefällewinkels oder Steigungswinkels mindestens aufweisen muss, damit die Straßenschräge erkannt oder detektiert wird. Dieser Wert ist bevorzugt einstellbar ausgestaltet.
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Eine erste Fahroption besteht nun darin, dem unmittelbar vorausfahrenden Fremdfahrzeug einfach in einem vorgegebenen Folgeabstand zu folgen. Die Erfindung besteht nun aber darin, eine zweite Fahroption bereitzustellen, die günstiger in Bezug auf zum Beispiel den Energieverbrauch oder den Fahrkomfort sein kann.
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Zusätzlich wird dazu ein Fahrverhalten des zumindest einen vorausfahrenden Fremdfahrzeugs prädiziert, d.h. ein Fahrverhalten, wie es das zumindest eine vorausfahrendes Fremdfahrzeug entlang der detektierten Straßenschräge voraussichtlich aufweisen wird. Beispielsweise kann prädiziert werden, mit welcher Geschwindigkeit das zumindest eine vorausfahrendes Fremdfahrzeug die Straßenschräge passieren wird.
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Das eigene Befahren der Straßenschräge wird dann durch Auslösen eines Wartemanövers mittels des Steuersignals für eine Wartedauer T0 hinausgezögert, bis das zumindest eine vorausfahrende Fremdfahrzeug die Straßenschräge soweit passiert hat, dass für das Kraftfahrzeug das Fahren mit einer vorbestimmten Fahrgeschwindigkeit und/oder das Beschleunigen auf die Fahrgeschwindigkeit bis zu einem Ende der Straßenschräge möglich ist und dabei stets ein Abstand zum unmittelbar vorausfahrenden Fremdfahrzeug größer, zumindest aber gleich einem vorbestimmten Folgeabstand ist. Mit „Ende“ ist natürlich das vom Kraftfahrzeug aus gesehen ferne oder jenseitige Ende der Straßenschräge gemeint. Zum Ermitteln der Wartedauer T0 wird das prädizierte Fahrverhalten des zumindest einen Fremdfahrzeugs zugrunde gelegt. Z.B. kann eine Simulation in einer digitalen Karte erfolgen. Die zweite Fahroption kann mittels einer Warteroutine der Steuervorrichtung berechnet werden, wenn diese Warteroutine aktiviert ist. Das Wartemanöver kann z.B. vorsehen, dass das Kraftfahrzeug (antriebslos) bis zur Straßenschräge ausrollt und/oder durch ein Verzögerungsmoment die Geschwindigkeit verringert (vorzugsweise durch den Generatorbetrieb einer E-Maschine) und/oder vor der Straßenschräge anhält. Nach dem Wartemanöver, d.h. nach der Wartedauer T0, kann das Kraftfahrzeug dann die Straßenschräge befahren.
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Durch die Erfindung ergibt sich somit der Vorteil, dass in Bezug auf eine Aufenthaltsdauer an der Straßenschräge eine Minimierung vorgenommen werden kann, indem zusätzlich zur ersten Standard-Fahroption (dem unmittelbar vorausfahrenden Fremdfahrzeugs einfach weiter im Folgeabstand folgen) durch das Wartemanöver eine zusätzliche, zweite Fahroption geboten wird, bei der sichergestellt ist, dass die Straßenschräge zügig mit der Fahrgeschwindigkeit passiert werden kann. Somit ist auch der Energieaufwand zum Halten des Kraftfahrzeugs an der Straßenschräge minimiert. Genauso ist auch eine Komforteinbuße aufgrund einer Schräglage des Kraftfahrzeugs an der Straßenschräge für Fahrzeuginsassen minimiert. Natürlich kann vorgesehen sein, die besagte Warteroutine nur dann aktiv zu schalten, also das Steuersignal für das Wartemanöver nur dann zu erzeugen, wenn die Straßenschräge eine vorbestimmte Mindeststeigung im Falle einer Steigung und ein vorbestimmtes Mindestgefälle im Falle eines Gefälles aufweist.
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Durch Einstellen des Werts der Wartedauer T0 des Wartemanövers kann die zweite Fahroption sogar derart konfiguriert werden kann, dass die Fahrdauer bis zum Ende der Straßensteigung für beide Fahroptionen gleich bleibt.
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Dazu ist vorgesehen, eine Fahrdauer T1 abzuschätzen oder zu ermitteln, die sich ergibt, falls das Kraftfahrzeug dem unmittelbar vorausfahrenden Fremdfahrzeug in dem vorgegebenen Folgeabstand bis zu dem Ende der Straßenschräge folgt oder folgen würde. Zum Ermitteln dieser Fahrdauer T1 kann das prädizierte Fahrverhalten des zumindest einen Fremdfahrzeugs zugrunde gelegt werden. Die ermittelte Fahrdauer T1 ist im Weiteren als erste Fahrdauer T1 bezeichnet. Das Kraftfahrzeug könnte nun also in bekannter Weise dem unmittelbar vorausfahrenden Fremdfahrzeug mit dem Folgeabstand direkt folgen. Dies ist die besagte erste Fahroption. Die erste Fahroption würde eine Fahrdauer T1 bis zum Erreichen des Endes der Straßenschräge benötigen. Diese Fahrdauer T1 soll nicht überschritten werden, weil dies eine Fahrtverzögerung oder Fahrzeitverlängerung bedeuten würde.
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Es kann daher auch eine zweite Fahrdauer T2 ermittelt werden, die sich ergibt, falls das Kraftfahrzeug mit der vorbestimmten Fahrgeschwindigkeit die Straßenschräge ungehindert bis zu dem Ende passiert. Dabei darf natürlich die Folgeabstand nicht unterschritten werden.
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Um das Ende der Straßenschräge zum selben Zeitpunkt zu erreichen wie mit der ersten Fahroption, wird der Wert der Wartedauer T0 hierzu als T0 = T1 - T2 ermittelt, d.h. das Kraftfahrzeug wartet erst und befährt genau dann die Schräge, wenn es mit zügiger Fahrweise am Ende der Schräge so ankommt, dass sich der Mindestabstand zum Vorderfahrzeug am Ende der Schräge einstellt. Davor ist der Abstand größer als der Mindestabstand. Das Steuersignal wird entsprechend in Abhängigkeit von der ermittelten Wartedauer T0 erzeugt. Dies ergibt dieselbe Fahrdauer T1 zum Erreichen des Endes der Straßenschräge und kann im Vergleich zur ersten Fahroption dennoch die Aufenthaltsdauer des Kraftfahrzeugs auf der Straßenschräge minimieren oder verringern.
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Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.
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Mehrere der Weiterbildungen betreffen das Prädizieren des Fahrverhaltens des zumindest einen vorausfahrenden Fremdfahrzeugs. Das Fahrverhalten kann beispielsweise eine Stop-and-Go-Fahrweise und/oder eine Fahrgeschwindigkeit und/oder eine Haltedauer betreffen.
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Das Fahrverhalten kann aus Kommunikationsdaten aus dem zumindest einen Fremdfahrzeugs ermittelt werden, die das Fahrverhalten ankündigen und/oder eine vorausliegende Verkehrssituation beschreiben. Beispielsweise kann ein autonom fahrendes Fremdfahrzeug ein von ihm geplantes Fahrmanöver durch Kommunikationsdaten ankündigen. Ein vorausfahrendes Fremdfahrzeug kann mittels der Kommunikationsdaten auch die vor ihm liegende Verkehrssituation beschreiben. Die Kombinationsdaten können beispielsweise mittels der beschriebenen Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation durch das Kraftfahrzeug empfangen werden.
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Das Kraftfahrzeug selbst kann auf der Grundlage einer Sensoreinrichtung die vorausliegende Verkehrssituation selbst ermitteln. So kann beispielsweise mittels Radar an dem unmittelbar vorausfahrenden Fremdfahrzeug vorbei die vor diesem herrschende Verkehrssituation ermittelt werden.
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Es können auch weitere Objekte in der Umgebung berücksichtigt werden, zum Beispiel ein Fußgänger oder eine Ampel. Das Fahrverhalten des zumindest einen Fremdfahrzeugs kann dann in Abhängigkeit von Beschreibungsdaten, die das zumindest eine weitere Objekt in der Umgebung beschreiben, vorhergesagt werden, indem ein Verhaltensmodell des zumindest einen Fremdfahrzeugs zu Grunde gelegt wird. Ist beispielsweise anhand der Beschreibungsdaten eine Ampeltaktung einer Ampel bekannt, so kann das Verhaltensmodell beschreiben, dass ein Fremdfahrzeug bei einer gelben oder roten Ampel die Fahrgeschwindigkeit verringert. Falls gemäß den Beschreibungsdaten eine Bewegungstrajektorie eines Fußgängers diejenige eines Fremdfahrzeugs kreuzt, so kann das Verhaltensmodell angeben, dass das Fremdfahrzeug seine Geschwindigkeit ebenfalls verringern wird. Die Beschreibungsdaten können mittels zumindest eines Sensors des Kraftfahrzeugs selbst und/oder des zumindest einen Fremdfahrzeugs ermittelt werden. Ein Fremdfahrzeug kann seine Beschreibungsdaten über die beschriebene Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation an das Kraftfahrzeug übermitteln.
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Die aktuelle Verkehrssituation kann auch auf Grundlage eines dynamischen Kartendienstes ermittelt werden, wie er an sich beispielsweise aus dem Internet verfügbar ist.
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Eine weitere Frage ist, mit welcher Fahrgeschwindigkeit das Kraftfahrzeug die leere Straßenschräge passieren soll. Bevorzugt natürlich möglichst schnell. Die vorbestimmte Fahrgeschwindigkeit auf der Straßenschräge wird aber in Abhängigkeit von zumindest einer Randbedingung eingestellt oder festgelegt. So kann eine für den Bereich der Straßenschräge geltende Geschwindigkeitsbegrenzung als Obergrenze für die Fahrgeschwindigkeit festgelegt werden und/oder die Fahrgeschwindigkeit begrenzende Umwelt- oder Straßenbedingungen, z.B. ein anwesender Fußgänger, berücksichtigt werden. Zusätzlich oder alternativ dazu kann ein Komfortkriterium erfüllt werden, beispielsweise eine maximale Längsbeschleunigung des Kraftfahrzeugs begrenzt oder vorgegeben sein. Es kann auch zusätzlich oder alternativ dazu für den Zeitpunkt des Erreichens des Endes der Straßenschräge (also nach dem Passieren der Straßenschräge) das prädizierte Fahrverhalten des unmittelbar vorausfahrenden Fremdfahrzeugs ermittelt werden und überprüft werden, ob sich beim Verlassen der Straßenschräge mit der Fahrgeschwindigkeit eine vorbestimmte Grenzsituation ergibt, beispielsweise ob ein Abbremsen des Kraftfahrzeugs mit mehr als einer vorgegebenen maximalen Verzögerung nötig ist, um nicht auf das Fremdfahrzeug aufzufahren oder den Folgeabstand zu unterschreiten.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Nutzung des Steuersignals, durch welches das Wartemanöver zum Erreichen der Wartedauer T0 vorgegeben wird. Das Steuersignal kann an einen Autopiloten für autonomes Fahren des Kraftfahrzeugs ausgegeben werden. Ein solcher Autopilot führt das Kraftfahrzeug zumindest in Bezug auf die Längsführung selbsttätig, d.h. ohne ein Zutun eines Fahrers, z.B. durch Ansteuern einer Verzögerungseinrichtung (zum Beispiel eines Bremssystems) und/oder Beschleunigungseinrichtung (zum Beispiel eines Antriebsmotors). Zusätzlich oder alternativ dazu kann für den Fall eines fahrerbasierten Führens des Kraftfahrzeugs (ein Benutzer führt die Längsführung durch) mittels des Steuersignals an einer Ausgabeeinrichtung ein Fahrhinweis an den Fahrer des Kraftfahrzeugs ausgegeben werden. Somit ist der Fahrer in der Lage, das Kraftfahrzeug in der Weise zu führen, dass sich das Wartemanöver ergibt.
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Ein weiterer Aspekt betrifft die Frage, wann das Steuersignal überhaupt erzeugt werden soll. Wie bereits ausgeführt, kann für den Betrag der Steigung der Straßenschräge ein Schwellenwert vorgegeben sein, der überschritten sein muss, damit das Steuersignal für das Wartemanöver erzeugt wird.
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Es kann vorgesehen sein, dass für den Fall, dass eine Detektionseinrichtung detektiert, dass das Kraftfahrzeug ohne Fahrzeuginsassen fährt, also die Fahrt autonom und insassenlos durchführt, das Steuersignal deaktiviert wird, d.h. immer die erste Fahroption eingestellt wird. Ohne Fahrzeuginsassen kann es nicht zu einer Komforteinbuße kommen. Zudem weist das Kraftfahrzeug ein minimales Gewicht auf, sodass auch der Energieverbrauch zum Halten des Kraftfahrzeugs an der Straßenschräge entsprechend gering ist. Ein solches Deaktivieren des Steuersignals kann beispielsweise durch einen Benutzer mittels einer Bedieneinrichtung signalisiert werden, d.h. die Detektionseinrichtung kann die Bedieneinrichtung umfassen. Zusätzlich oder alternativ dazu kann auch eine Sitzbelegung in bekannter Weise detektiert werden und/oder eine Bildverarbeitung von Kamerabildern eine Insassendetektion vorsehen.
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Zusätzlich oder alternativ dazu kann ein Deaktivierungssignal über eine Funkverbindung von außerhalb des Kraftfahrzeugs empfangen werden, beispielsweise durch ein Steuersystem eines Parkhauses, sodass das Kraftfahrzeug ohne Fahrzeuginsassen selbsttätig durch einen Autopiloten auf einen Parkplatz geführt werden kann und hierbei durch das Steuersystem des Parkhauses mittels des Deaktivierungssignals erzwungen werden kann, dass das Kraftfahrzeug platzsparend einem vorausfahrenden Fremdfahrzeug folgt.
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Es kann die Erzeugung des Steuersignals für das Wartemanöver auch davon abhängig gemacht werden, welche Ladung oder Beladung das Kraftfahrzeug mit sich führt. Für den Fall, dass eine Beladungserkennungseinrichtung in dem Kraftfahrzeug eine Beladung eines vorbestimmten Beladungstyps detektiert, kann die Erzeugung des Steuersignals aktiviert werden. Diese Aktivierung kann die besagte Deaktivierung für den Fall der insassenlosen Fahrt überstimmen oder übersteuern. Ein Beladungstyp kann beispielsweise eine Flüssigkeit sein. Ein weiterer Beladungstyp kann ein Tiertransport sein. Die Beladungserkennungseinrichtung kann auch die besagte Bedieneinrichtung für eine Benutzereingabe umfassen.
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Wie bereits ausgeführt, wird das erfindungsgemäße Verfahren durch eine Steuervorrichtung für das Kraftfahrzeug ausgeführt. Die Steuervorrichtung kann hierzu eine Prozessoreinrichtung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, eine Ausführungsform erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Die Prozessoreinrichtung kann hierzu zumindest einen Mikrocontroller und/oder zumindest einen Mikroprozessor aufweisen. Des Weiteren kann die Prozessoreinrichtung einem Programmcode aufweisen, der dazu eingerichtet ist, die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Der Programmcode kann zum Beispiel in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung gespeichert sein.
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Die Erfindung umfasst auch ein Kraftfahrzeug, das die erfindungsgemäße Steuervorrichtung aufweist. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, ausgestaltet.
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Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt die einzige Figur (Fig.) eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs.
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Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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Die Figur zeigt ein Kraftfahrzeug 10, bei dem es sich zum Beispiel um einen Kraftwagen, insbesondere einem Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, handeln kann. Das Kraftfahrzeug 10 fährt in dem gezeigten Beispiel auf eine Straßenschräge 11 zu, bei der es sich um eine Straßensteigung oder kurz Steigung handeln kann (siehe Figur) oder auch um ein Straßengefälle. Dem Kraftfahrzeug 10 kann ein Fremdfahrzeug 12 unmittelbar vorausfahren. Es kann noch zumindest ein weiteres Fremdfahrzeug 13 dem Fremdfahrzeug 12 ebenfalls vorausfahren, sodass insgesamt dem Kraftfahrzeug 10 zumindest ein Fremdfahrzeug 12, 13 voraus fährt.
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Das Kraftfahrzeug 10 soll einen vorbestimmten Folgeabstand D zudem unmittelbar vorausfahrenden Fremdfahrzeug 12 nicht unterschreiten oder einhalten. Dies kann durch eine Steuervorrichtung 14 überwacht werden.
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Bei dem Kraftfahrzeug 10 kann durch die Steuervorrichtung 14 zudem ermittelt werden, für welche Wartedauer T0 das Kraftfahrzeug 10 in einem Wartemanöver 10' das Befahren oder Auffahren auf die Straßenschräge 11 hingezögert werden muss, um dann mit einer vorgegebenen Fahrgeschwindigkeit V0 die Straßenschräge 11 passieren oder entlang fahren zu können, ohne hierbei den Folgeabstand D zu unterschreiten, d.h. mindestens den Folgeabstand D zum Fremdfahrzeug 12 aufzuweisen. Die Fahrgeschwindigkeit V0 ist dabei möglichst groß gewählt, wobei begrenzende Randbedingungen (z.B. eine maximal zulässige Fahrgeschwindigkeit) berücksichtigt werden können.
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Somit ergeben sich zwei Fahroptionen O1, O2 für das Passieren der Straßenschräge 11.
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Die Fahroption O1 besteht darin, dass das Kraftfahrzeug 10 dem Fremdfahrzeug 12 folgt, ohne die Straßenschräge 11 in besonderer Weise zu beachten und nur zu berücksichtigen, dass der Folgeabstand D eingehalten wird.
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Die Fahroption O2 sieht vor, dass das Kraftfahrzeug 10 vor der Straßenschräge 11 mit dem Wartemanöver 10' wartet. Die Wartedauer T0 des Wartemanövers 10' wird so gewählt, dass das Kraftfahrzeug 10 mit der Fahrgeschwindigkeit V0 die Straßenschräge 11 passieren kann, ohne den Folgeabstand D zu unterschreiten. Das Passieren dauert bei zugrundegelegter Fahrgeschwindigkeit V0 dann eine Fahrdauer T2. Die Fahroption O2 ist also parametrierbar, indem die Wartedauer T0 festgelegt werden muss, sodass ein fernes oder jenseitiges Ende 18 der Straßenschräge 11 mit der Fahroption O2 zum selben Zeitpunkt erreicht wird wie mit der Fahroption O1, wobei mit der Fahroption O2 zusätzlich eine Aufenthaltsdauer T auf der Straßenschräge 11 durch Wahl der Fahrgeschwindigkeit V0 auf die Fahrdauer T2 minimiert wird, die kleiner ist als die Fahrdauer T1. Andernfalls kann direkt die Fahroption O1 gewählt werden.
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Zum Berechnen der Wartedauer T0 muss die Fahrdauer T1 ermittelt werden, die sich für die erste Fahroption O1 ergibt. Hierzu kann die Steuervorrichtung 14 eine Rechenroutine oder Warteroutine 15 aufweisen, die beispielsweise durch einen Programmcode einer Prozessoreinrichtung der Steuervorrichtung 14 realisiert sein kann.
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Zunächst kann die Straßenschräge 14 auf dem vorausliegenden Streckenabschnitt auf der Grundlage von Vorausschaudaten 16 erkannt werden. Die Vorausschaudaten 16 können beispielsweise aus einer Navigationsdatenbank 17 ermittelt werden, die sich in dem Kraftfahrzeug 10 befinden oder auch über eine Funkverbindung als fahrzeugexterne Navigationsdatenbank an die Steuervorrichtung 14 angekoppelt sein kann.
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Zusätzlich kann das Fahrverhalten des zumindest einen vorausfahrenden Fremdfahrzeugs 12, 13 abgeschätzt oder ermittelt werden. Hierzu kann zumindest eine der bereits beschriebenen Technologien genutzt werden. Beispielsweise wird die Verkehrssituation der vorausfahrenden Fremdfahrzeug 12, 13, d.h. deren Fahrverhalten auf der Schräge, prädiziert, indem abgeschätzt wird, ob das unmittelbar vorausfahrende Fremdfahrzeug 12 halten muss, weil zum Beispiel ein weiteres, vorausfahrendes Fremdfahrzeug 13 ebenfalls hält. Ebenso kann der Abstand zu zumindest einem anderen Objekt, wie einem Fußgänger oder allgemein einer Person, gemessen und daraufhin das Fahrverhalten des Fremdfahrzeugs 12, 13 prädiziert werden. Dies kann zum Beispiel jeweils durch eine Sensoreinrichtung, zum Beispiel mit einer Kamera, ermittelt werden oder aus dem zumindest einen Fremdfahrzeug mittels Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation oder auf der Grundlage von GPS (Global Positioning System) kombiniert mit einem Kartendienst ermittelt werden.
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Die Aufenthaltszeit mit der Fahrdauer T1 des Kraftfahrzeugs 10 an der Straßenschräge 11 kann man auf der Grundlage der so prädizierten Verkehrssituation oder des prädizierten Fahrverhaltens der Fremdfahrzeugen 12, 13 ermittelt werden, indem der Fahrzustand der vorausfahrenden Fremdfahrzeug 12, 13, insbesondere deren Fahrgeschwindigkeit, und der sich ergebende Abstand des Kraftfahrzeugs 10 zum unmittelbar vorausfahrenden Fremdfahrzeug 12 ermittelt oder geschätzt wird. Indem dies nicht nur gemessen wird, sondern in die Zukunft prädiziert wird, kann ermittelt werden, wie lange das Kraftfahrzeug 10 sich auf der Straßenschräge 11 aufhalten wird (Fahrdauer T1).
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Steht nun die Fahrdauer T1 als Schätzung fest sowie die auf der Fahrgeschwindigkeit V0 basierende Fahrdauer T2, so kann eine Rechnung durch die Warteroutine 15 durchgeführt werden, die für die vorausliegende Straßenschräge 11 ermittelt, wie groß die Wartedauer T0 sein kann, damit das Ende 18 mit beiden Fahroptionen O1, O2 zum selben Zeitpunkt erreicht wird.
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Die Fahroption O1 hält den Abstand D zum unmittelbar vorausfahrenden Fremdfahrzeug 12 und befährt direkt die Straßenschräge 11. Dann kann es vorkommen, dass man zum Beispiel bei zähfließenden Verkehr langsam fahren muss oder sogar anhalten muss. Damit ergibt sich die Durchfahrtszeit oder Fahrdauer T1. Damit ergibt sich die Gesamtfahrdauer T = T1 bis zum Ende 18 der Straßenschräge 11.
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Die Fahroption O2 sieht vor, dass man am Beginn der Straßenschräge 11 solange wartet, bis ein Durchfahren mit der Fahrgeschwindigkeit V0 über die Straßenschräge 11 in der Zeit T2 möglich ist. Die Wartedauer schlägt mit T0 zu Buche. Damit hat man eine Gesamtdauer zu T0 + T2.
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Der optimale Wert der Wartedauer T0 ergibt sich damit bei gleichbleibender Gesamtfahrdauer T = T1 = T0 + T2. Damit ist die Wartedauer als T0 = T1 - T2 gegeben. Die zweite Fahroption O2 sieht somit vor, dass das Kraftfahrzeug 10 zuerst für die Wartedauer T0 in dem Wartemanöver 10' vor der Straßenschräge 11 wartet oder das Befahren der Straßenschräge 11 verzögert und genau dann auf der Straßenschräge 11 losfährt, wenn es mit zügiger Fahrweise, d.h. mit der Fahrgeschwindigkeit V0, am Ende 18 der Straßenschräge 11 ankommt, und dort den Fahrabstand D zum Fremdfahrzeug 12 weiterhin nicht unterschreitet (Abstand mindestens der Folgeabstand D).
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Für das zügige Durchfahren der Straßensteigung 11 gemäß der Fahroption O2 können Nebenbedingungen, wie eine Geschwindigkeitsbegrenzung oder ein Komfortkriterium (zum Beispiel maximale Beschleunigung) und die prädizierte Verkehrssituation (Fahrverhalten der Fremdfahrzeugen) zum Einhalten des Folgeabstands D zum Fremdfahrzeug 12 berücksichtigt werden.
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Die Steuervorrichtung 14 kann eine Fahrzeugkomponente 19 dahingehend mittels eines Steuersignal 20 ansteuern, damit das Wartemanöver 10' eingeleitet oder ausgelöst wird, durch welches die Wartedauer T0 überbrückt wird. Dies kann in einem Ausrollen des Kraftfahrzeugs 10 und/oder im einen Anhalten des Kraftfahrzeugs 10 bestehen oder dieses umfassen.
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Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das Kraftfahrzeug 10 eine Sensoreinheit aufweist, welche Fahrzeuginsassen erkennt. Wenn keine Fahrzeuginsassen erkannt werden, kann die Warteroutine 15 deaktiviert werden, um dichter auf das Fremdfahrzeug 12 aufzufahren und Platz zu sparen. Dies kann beispielsweise auch durch ein Steuersystem eines Parkhauses mittels eines Steuersignals ausgelöst oder gefordert werden kann. Das Steuersignal 20 für das Wartemanöver 10' bleibt dann aus. Somit kann vorgesehen sein, dass von extern die Warteroutine 15 deaktiviert wird.
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Dagegen können auch andere Objekte im Kraftfahrzeug 10, d.h. eine Beladung, ein möglichst horizontales Fahren, d.h. einen betragsmäßig geringen Nickwinkel fordern, zum Beispiel Flüssigkeiten. So kann das Kraftfahrzeug 10 auch diese Objekte mittels einer Beladungserkennungseinrichtung detektieren. Diese kann die Erkennung selbsttätig durchführen oder im Kraftfahrzeug die Beladung mittels einer Eingabeeinrichtung von einem Benutzer ermitteln. Die Beladungserkennungseinrichtung kann die Warteroutine 15 aktivieren.
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Bei einem nicht autonomen Kraftfahrzeug kann durch die Steuervorrichtung 14 die Warteroutine 15 wie oben beschrieben ausgeführt und dann als Fahrzeugkomponente 19 mittels des Steuersignals 20 eine Ausgabeeinrichtung angesteuert werden, die dem Fahrer einen Hinweis gibt (zum Beispiel optisch auf einem Bildschirm oder per Sprachausgabe), damit der Fahrer vor der Straßensteigung 11 das Wartemanöver 10' ausführt, d.h. z.B. seine Fahrgeschwindigkeit reduzieren soll, um zu vermeiden, in der Straßensteigung 11 halten zu müssen.
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Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung ein prädiktiver Steigungspilot bereitgestellt werden kann.
