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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung eines situationsspezifisch optimierten Abstands zu einem vorausfahrenden Kraftfahrzeug. Erfindungsgemäß ist es möglich, die Energieeffizienz und den Fahrkomfort zu erhöhen. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine entsprechend eingerichtete Systemanordnung. Darüber hinaus wird ein Computerprogrammprodukt mit Steuerbefehlen vorgeschlagen, welche das Verfahren implementieren beziehungsweise die vorgeschlagene Systemanordnung betreiben.
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DE 10 2010 028 637 A1 zeigt ein Verfahren zur elektronischen Kopplung eines ersten Kraftfahrzeugs und eines zweiten Kraftfahrzeugs, wobei zur elektronischen Kopplung Information über eine Fahrzeugeigenschaft des zweiten Fahrzeugs verwendet wird und diese Fahrzeugeigenschaft des zweiten Fahrzeugs Einfluss auf den resultierenden Luftwiderstand für das erste Fahrzeug hat.
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DE 10 2015 209 592 A1 zeigt einen Windschatteneffekt zwischen aufeinanderfolgenden Fahrzeugen. Somit ist ein Energieaufwand für das erste Fahrzeug höher als ein Energieaufwand des folgenden, zweiten Fahrzeugs oder der folgenden Fahrzeuge. Bezogen auf einen Kraftstoffverbrauch verbraucht das Fahrzeug, das im Windschatten eines anderen Fahrzeugs fährt, weniger Kraftstoff.
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DE 10 2015 211 117 A1 zeigt ein Verfahren zur Einsparung an Treibstoff durch Fahren in sehr geringem Abstand zwischen den Fahrzeugen. Zusätzlich kann eine Vermeidung von Unfällen in der Kolonne verhindert werden, indem der Abstand zwischen den Fahrzeugen durch eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation kontrolliert und gesteuert wird, ohne dabei die Kolonnenfahrt aufgeben zu müssen.
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US 9,266,536 B2 zeigt einen Abstandsregeltempomat, der individuell anpassbar ist. Hierbei wird allgemein auf ein Fahrverhalten abgestellt, welches maschinell gelernt wird.
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Windschatteneffekte werden typischerweise im Kontext von Kolonnenfahrten auf Autobahnen oder Schnellstraßen diskutiert, welche es aber oftmals nicht erforderlich machen, auf weitere Parameter wie eine Ampelphasenprädiktion oder einen geplanten Abbiegevorgang zu berücksichtigen.
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Bekannte Systeme zur automatischen Abstandshaltung und Geschwindigkeitsregelung (z. B. Adaptive Cruise Control ACC) bieten die Möglichkeit, den Abstand zum Vorderfahrzeug über Bedienelemente einzustellen. Die Abstandsstufe zum Vorderfahrzeug wird vom Fahrer direkt vorgegeben und das Fahrzeug regelt auf diesen festen Zeitabstand. Es folgt z.B. nur ein geringfügiges Eintauchen bei Verzögerung des Vorderfahrzeugs. Aus Kundensicht entsteht häufig ein nicht intuitives Verhalten des ACC-Systems.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Einstellung eines situationsspezifisch optimierten Abstands zu einem vorausfahrenden Kraftfahrzeug, bevorzugt in einem Automobil oder in einem Motorrad, vorzuschlagen. Erfindungsgemäß sollen gerade auch Aspekte der Elektromobilität sowie Komfortaspekte berücksichtigt werden. Ferner ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine entsprechend eingerichtete Systemanordnung bereitzustellen sowie ein Computerprogrammprodukt mit Steuerbefehlen vorzuschlagen, welche das Verfahren implementieren beziehungsweise die vorgeschlagene Systemanordnung zumindest teilweise betreiben.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Demgemäß wird ein Verfahren zur Einstellung eines situationsspezifisch optimierten Abstands sowie Abstandsverhaltens zu einem vorausfahrenden Kraftfahrzeug vorgeschlagen, aufweisend ein Erfassen einer aktuellen Verkehrssituation, ein vorausschauendes Erfassen einer Verkehrssituation auf einem noch zu befahrenden Streckenabschnitt, wobei ein Ausmessen eines Energieverbrauchs in Abhängigkeit eines Variierens des Abstandes zu dem vorausfahrenden Kraftfahrzeug und ein Einstellen des Abstands zu dem vorausfahrenden Kraftfahrzeug in Abhängigkeit der aktuell erfassten Verkehrssituation, der vorausschauend erfassten Verkehrssituation und des ausgemessenen Energieverbrauchs vorgesehen sind. Unter einem Abstandsverhalten kann gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung u.a. eine situationsadaptiv angepasste Stärke der „Dämpfung“ zur Abstandsregelung verstanden werden. Insbesondere kann bei Erkennung und Interpretation der Situation das System direkt einen idealen (Ziel-)Abstand einstellen. Dies kann auf Basis von Applikationswerten sowie unter Verwendung von Simulations- und Testdaten erfolgen.
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Im Folgenden werden Aspekte teilweise mit Bezug auf elektrisch angetriebene Fahrzeuge dargestellt, was jedoch nicht als einschränkend auszulegen ist. Vielmehr ist die vorliegende Erfindung allgemein sowohl auf Elektrofahrzeuge als auch auf Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor gerichtet. Insofern werden generell Kraftfahrzeuge erfindungsgemäß weiterentwickelt. Als Kraftfahrzeug kommt hierbei generell jedes Kraftfahrzeug in Frage, insbesondere ein Automobil oder ein Motorrad. Besonders bevorzugt lässt sich die vorliegende Erfindung auch bei Kraftfahrzeugen mit rein elektrischem Antrieb einsetzen. Vorteilhaft wirkt sich die vorliegende Erfindung gerade deshalb auf elektrisch angetriebene Fahrzeuge aus, da beispielsweise durch den Windschatteneffekt oder eine effienzorientierte Abstandswahl nicht nur Kosten an sich gespart werden, sondern vielmehr wirkt sich der gesenkte Energiebedarf positiv auf die Reichweite des Fahrzeugs aus.
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Einer der erfindungsgemäßen Beiträge der vorliegenden Erfindung ist es, insgesamt die Energieeffizienz zu steigern. Je nach Situation ist es effizienter einen kürzeren oder einen größeren Abstand zum Vorderfahrzeug zu wählen. Kurz vor Abbiegesituationen ist ggfs. damit zu rechnen, dass das Vorderfahrzeug verzögert, weshalb sich ein leicht erhöhter Abstand als vorteilhaft erweisen kann. Möchte man selber abbiegen (sofern über Navi bekannt), kann man frühzeitig eine effiziente Verzögerung einleiten. Ist über eine Ampelphasenprädiktion der Zustand der vorausliegenden Ampel bzw. die Zeit bis zum Umschalten bekannt, so kann ggfs. frühzeitig der Abstand optimiert werden. Ist bekannt, dass man die Ampel nicht (mehr) bei grün passieren wird, kann frühzeitig der Abstand erhöhte werden, um eine effiziente Verzögerung einzuleiten und nicht stark abbremsen zu müssen, wenn dies das Vorderfahrzeug aufgrund schlechter Vorausschau tut.
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Kann davon ausgegangen werden, dass demnächst voraussichtlich kein Bremseingriff erforderlich ist, d.h. z.B. fährt das Vorderfahrzeug sehr gleichmäßig (d.h. konstante Geschwindigkeit) und liegt eine sehr geringe Verkehrsdichte vor, so ist es effizienter den Abstand zu reduzieren, um den Windschatteneffekt zu nutzen. Bei sehr unruhigem Verhalten des Vorderfahrzeugs und/oder dichterem Verkehr ist es effizienter einen erhöhten Abstand zu wählen. Grund hierfür ist, dass dann ein variabler Abstand umgesetzt werden kann, d.h. der Abstand variiert (mehr eintauchen und zurückfallen lassen). Somit wird der Geschwindigkeitsverlauf gegenüber dem Vorderfahrzeug (und auch gegenüber den aktuellen Serien-ACC-Systemen) „geglättet“. Weniger und leichtere Bremseingriffe erhöhen die Effizienz.
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Bei dichterem Verkehr ist die Wahrscheinlichkeit höher, dass Drittfahrzeuge einscheren oder dass das aktuelle Vorderfahrzeug aufgrund von Drittfahrzeugen plötzlich bremsen muss. Auch hier empfiehlt sich aus Effizienzsicht ein höherer Abstand. Die Verkehrsdichte kann abgeschätzt werden aus Datendiensten, wie z.B. „Real Time Traffic Daten“ bzw. aus der Differenz aus erwarteter Geschwindigkeit und Tempolimit oder aus Sensorauswertungen abgeschätzt werden. Je nach Straßentyp (Autobahn, Überlandfahrt, Stadt, etc.) ist mit unterschiedlicher Dynamik des Vorderfahrzeugs zu rechnen und daher für eine Optimierung des Abstands zu berücksichtigen.
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Das Ausnutzen des Windschatteneffekts lohnt sich erst ab höheren Geschwindigkeiten, daher lohnt sich kein geringer Abstand bei niedrigen Geschwindigkeiten. Bei sehr dichtem Verkehr ist es effizienter einen großen Abstand zu fahren, jedoch würde dies zu einem Durchreichen im Verkehr führen. Dies wiederum wird von Fahrern auf wenig Akzeptanz stoßen. Daher ist immer ein Abwägen aus Effizienz und Kundenakzeptanz erforderlich. Dies wird mittels des erfindungsgemäßen Regelwerks entschieden, auf das auch der Fahrer Einfluss nehmen kann.
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Das Fahrzeug entscheidet gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung selbsttätig, beispielsweise anhand eines Regelwerks, welcher Abstand zum Vorderfahrzeug situationsspezifisch am geeignetsten ist. Entscheidungskriterien zwischen denen zu optimieren ist, umfassen insbesondere:
- - möglichst dicht an ein vorausfahrendes Fahrzeug heranfahren, um den Windschatteneffekt zu nutzen;
- - großer Abstand, um sehr früh auf andere und insbesondere vorausfahrende Verkehrsteilnehmer reagieren zu können (Vorausschaupotential) und somit eine Effizienzoptimierung des Geschwindigkeitsverlaufs mittels Reduktion von Anzahl und Stärke der Bremseingriffe zu erzielen; und/oder
- - geringer Abstand zum Vorderfahrzeug, um nicht nach hinten durchgereicht, also überholt, zu werden (v.a. bei sehr dichtem Verkehr).
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Somit erfolgt eine Optimierung zwischen diesen Kriterien vorzugsweise aber nicht ausschließlich auf Basis von Verkehrsdichte, Geschwindigkeit, Tempolimit, Dynamik des Vorderfahrzeugs, Art des Vorderfahrzeugs (LKW vs. PKW), Straßentyp und Vorausschaudaten, wie Wechsel einer Geschwindigkeitsbegrenzung, geplante und/oder mögliche Abbiegevorgänge, Steigungsverläufe und/oder einer Ampelphasenprädiktion. Hierdurch erfolgt eine Reduktion des Kundenverbrauchs, also des Verbrauchs des Kraftfahrzeugs, im automatisierten Längsbetrieb. Der automatisierte Längsbetrieb betrifft sowohl ACC als auch andere (autonome) Fahr-Funktionen. Zudem stellt sich ein erhöhter Komfort im ACC-Betrieb ein, sowie ein intuitiveres Verhalten des Fahrzeugs generell im ACC-Betrieb. Durch die automatisierte Abstandsregelung erfolgt potentiell ein möglicher Entfall der Abstandswahltasten am Multifunktionslenkrad, also wieder eine Kostenreduktion. Dies bewirkt auch, dass das Cockpit intuitiver gestaltet werden kann, da weniger Tasten insgesamt benötigt werden. Dynamik bezieht sich auf die Frage, ob der Fahrer des Vorderfahrzeugs sehr ruhig und mit konstanter Geschwindigkeit oder eher unruhig fährt und regelmäßig verzögert/beschleunigt. Bei geringer Dynamik des Vorderfahrzeugs kann aus Effizienzsicht eine Reduktion des Abstands optimal sein, um Vorteile durch Windschatteneffekte zu nutzen. Bei hoher Dynamik des Vorderfahrzeugs ist ein erhöhter Abstand effizienter, um den Geschwindigkeitsverlauf glätten zu können, und somit unnötige Verzögerungen zu vermeiden bzw. vermindert stark zu verzögern. Die zu erwartende Dynamik ändert sich zudem ggf. je nach Straßentyp (Autobahn, Überland, Stadt). Bei starken Gefällen können Vorderfahrzeuge zur Einhaltung des Tempolimits plötzlich bremsen.
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Bei einem LKW als Vorderfahrzeug ist mit geringerer Dynamik zu rechnen, weshalb aus Effizienzsicht tendenziell dichter aufgefahren werden kann. Andererseits kann ein sehr dichtes Auffahren auf LKWs als beunruhigend für den Fahrer empfunden werden und somit kann hier eine Abwägung erfolgen.
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Die Abstandsregelung gemäß der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass ein Kraftfahrzeug, vorzugsweise ein Automobil, einem anderen Kraftfahrzeug folgt und hierbei ein sogenannter Tempomat eingestellt wird. Bei einer solchen Abstandskontrolle handelt es sich um das Einstellen eines permanenten Abstands, derart, dass das Fahrzeug zu dem vorausfahrenden Fahrzeug stets im Wesentlichen den gleichen Abstand aufweist. Bei der Abstandsregelung an sich kann es sich um eine herkömmliche Abstandsregelung handeln, welche erfindungsgemäß eingestellt wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den Vorteil, dass ein Abstandsregeltempomat dabei unterstützt wird, einen geeigneten Sollabstand zwischen zwei Fahrzeugen auch unter Berücksichtigung des Energieverbrauchs zu ermitteln und einzustellen. Hierbei wird das erfindungsgemäße Verfahren von einem nachfolgenden Kraftfahrzeug ausgeführt, welches auf ein vorausfahrendes Kraftfahrzeug aufschließt. Generell muss der erforderliche Abstand von dem nachfolgenden Kraftfahrzeug eingehalten werden und hierbei muss auch entsprechend auf Bremsvorgänge des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs reagiert werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Sollabstand eingestellt, wobei auf diverse Parameter Rücksicht genommen werden kann. Hierbei ist es beispielsweise vorteilhaft, dass während einer Fahrt ein Ausmessen eines Energieverbrauchs erfolgt, derart, dass der tatsächliche Energieverbrauch in Abhängigkeit von Fahrzeugparametern bestimmt werden kann. Vorliegend wird zwischen diversen Parametern abgewogen und ein tatsächlich ermittelter Energieverbrauch wird berücksichtigt. Bei einem Energieverbrauch kann es sich bei einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug um Strom handeln aber auch um einen Benzinverbrauch eines Verbrennungsmotors. Ein solcher Energieverbrauch ist stets abhängig von der gefahrenen Geschwindigkeit sowie von den Ausmaßen des vorausfahrenden Fahrzeugs als auch des eigenen Fahrzeugs.
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Konkret muss der Energiebedarf nicht während einer aktuellen Fahrt berechnet werden um eine Optimierung aus den oben genannten Kriterien (Windschatteneffekt, Vorausschau, Durchreichen) zu erhalten. Vielmehr kann hier eine ideale Applikation durch Erprobungsfahrten ermittelt werden. Ein Ausmessen eines Energieverbrauchs kann während einer aktuellen Fahrt erfolgen, kann aber auch während einer oder mehreren Probefahrten vorab empirisch ermittelt werden und entsprechende Messergebnisse können dann abgespeichert werden.
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Erfindungsgemäß wird somit der tatsächliche Energieverbrauch in Abhängigkeit eines Variierens des Abstands berücksichtigt und kein theoretisch vorgegebener Wert. Hierbei ist es möglich eine gewisse Zeit nah aufzufahren und hierbei den Energieverbrauch zu messen und eine weitere Zeitspanne mit etwas erhöhtem Abstand zu fahren, derart, dass sich ein Unterschied zwischen den beiden Verbrauchsdaten erkennen lässt. Somit wird also berücksichtigt, dass beispielsweise ein vorausfahrender Lkw einen größeren Windschatten formt als ein kleineres Fahrzeug. Somit wird eine Einflussgröße während der Fahrt gemessen, die berücksichtigt werden kann. Der Verbrauchsvorteil durch den Windschatteneffekt kann in Abhängigkeit von Abstand und Geschwindigkeit sowie Vorderfahrzeugtyp vorab auf einem Testgelände gemessen und/oder simulativ ermittelt werden.
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Die Eingangsparameter wie u.a. Geschwindigkeit, Vorderfahrzeugtyp, Dynamik des Vorderfahrzeugs, Straßentyp, Abbiegemöglichkeiten, geplante Abbiegungen, Tempolimit-Wechsel, Verkehrsdichte, etc. werden applikativ verwertet und resultieren in einen Sollabstand. Dieser wird „weich“ eingeregelt, um den Verlauf der Längsgeschwindigkeit zu glätten/beruhigen und somit die Effizienz aber auch den Komfort zu steigern.
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Generell gibt es bei einem Sollabstand einen minimalen Abstand, der aufgrund von Gesetzgebung und/oder technischer Grenzen der Sensorik stets einzuhalten ist und einen weiteren zu addierenden Abstand, der variabel ausgestaltet werden kann. Dieser variable Abstand kann dann gemäß der aktuellen Verkehrssituation, einer geschätzten Verkehrssituation und einem Energieverbrauch eingestellt werden. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, dass ein Abwegen bzw. Priorisieren zwischen den einzelnen Parametern erfolgt. Wirkt sich der Windschatteneffekt stark auf den Energieverbrauch aus, so kann dieser Verbrauchsvorteil stärker berücksichtigt werden. Herrscht generell eine dichte Verkehrssituation, so kann das Sicherheitsniveau erhöht werden und der Abstand erhöht werden. Somit wird also eine Balance geschaffen, zwischen besonders niedrigem Abstand zur Ausnutzung des Windschatteneffekts und besonders großem Abstand zur Schaffung von Bremsräumen. Generell kann ein Abwiegen zwischen geringem und höherem Abstand allein zur Optimierung der Effizienz erfolgen.
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Der Sollabstand kann über einen Zeitabstand zum Vorderfahrzeug definiert werden. Durch Vorgabe eines Mindestabstands sollen die Einhaltung von gesetzlichen Vorgaben und die Sicherheitsprämissen bereits berücksichtigt sein. Ein erhöhter Abstand kann vorteilhaft für den Energiebedarf sein, da sich hierdurch ein erhöhtes Vorausschaupotential ergibt. Wenn das Vorderfahrzeug bremst, kann das eigene Fahrzeug zunächst mit einer reduzierten Verzögerung reagieren, d.h. aufschließen; sollte das Vorderfahrzeug die Spur wechseln oder wieder beschleunigen, kann das eigene Fahrzeuge sofort die Verzögerung beenden Somit wird eine reduzierte Geschwindigkeitsabnahme gegenüber dem Vorderfahrzeug und auch gegenüber aktuellen ACC-Systemen realisiert.
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Das Einstellen des optimierten Abstands erfolgt somit derart, dass der Abstand entweder verringert oder erhöht werden kann, je nachdem welche Verkehrsparameter insgesamt vorliegen. Somit wird also nicht lediglich ein Sicherheitssystem vorgeschlagen, welches stets den Abstand größtmöglich wählt, sondern vielmehr wird auch der Energieverbrauch in Abhängigkeit eines vorausfahrenden Fahrzeugs berücksichtigt und somit herrschen auch Einflussgrößen vor, die einen geringeren Abstand optimal erscheinen lassen.
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Ferner ist es möglich, dass der Fahrer Einfluss auf den optimierten Abstand nimmt und beispielsweise über ein Display angibt, welche Parameter ihm besonders wichtig sind. Wird beispielsweise angegeben, dass lange Zeit geradeaus gefahren werden soll, so kann der Energieverbrauch optimiert werden und die aktuelle Verkehrssituation weniger hoch priorisiert eingestellt werden. Insbesondere ist es vorteilhaft derart vorausschauend eine Verkehrssituation zu erfassen, dass beispielsweise ein Navigationsgerät ausgelesen wird oder ein maschinelles Lernen durchgeführt wird. Der Fahrer kann auch mittels der Parameter eine Tendenz angeben, d.h. möchte er tendenziell dichter auffahren oder wird ein größerer Abstand bevorzugt.
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Somit ist es möglich die Route bereits vorab zu bestimmen und es kann entsprechend der Sollabstand eingestellt werden. Beispielsweise ist aus einem Navigationsgerät bekannt, dass lange Zeit geradeaus gefahren werden soll und somit ist der Energieverbrauch zu optimieren. Darüber hinaus ist es jedoch auch möglich, zu erkennen, dass demnächst abgebogen werden soll, da die Streckenplanung dies vorsieht.
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Zeigt das Vorderfahrzeug einen unruhigeren Fahrstil, so sollte der Abstand aus Effizienzgründen nicht weiter reduziert werden. Hier ist es also effizienter einen größeren Abstand zu wählen um Vorausschaupotentiale zur Glättung des Geschwindigkeitsverlaufs zu ziehen. Einem Vorderfahrzeug, welches die Spur wechselt, wird nicht unbedingt gefolgt, was der Entscheidung des Fahrers unterliegt, es sei denn, es handelt sich um einen echten Kolonnenassistent (automatisiertes Folgen des Vorderfahrzeugs). Bei letzterem kann die Häufigkeit von Spurwechseln bei der Entscheidung welcher Abstand effizienter ist, hinzugezogen werden.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgt das Erfassen der aktuellen Verkehrssituation unter Verwendung eines Abstandsregeltempomats, eines bildgebenden Sensors, einer Kamera, eines Datendienstes und/oder eines Radars. Dies hat den Vorteil, dass vorhandene Systeme wiederverwendet werden können und damit der Verkehr unmittelbar vor dem Kraftfahrzeug erkannt werden kann. Somit kann auch kurzfristig auf die aktuelle Verkehrssituation reagiert werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgt das vorausschauende Erfassen der Verkehrssituation unter Verwendung eines maschinellen Lernverfahrens, eines Datendienstes und/oder einer Routenplanung. Dies hat den Vorteil, dass auch die weitere Entfernung zu dem Fahrzeug berücksichtigt werden kann und somit vorausschauend der Abstand eingestellt werden kann.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgt das Ausmessen des Energieverbrauchs derart, dass bei einem ersten Abstand ein Energieverbrauch gemessen wird und bei einem zweiten Abstand ein Energieverbrauch gemessen wird. Dies hat den Vorteil, dass der Energiebedarf, insbesondere bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen aber auch bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor, abgeschätzt werden kann und somit ein wichtiger Parameter in die Abstandseinstellung eingehen kann. Somit kann ein Grad einer Energieersparnis berücksichtigt werden. Wirkt sich eine Energieersparnis bei einem näheren Auffahren stark aus, so kann dieser Parameter entsprechend stärker berücksichtigt werden. Somit kann also auch auf Abmessungen des eigenen Fahrzeugs als auch des vorausfahrenden Fahrzeugs indirekt eingegangen werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgt das Einstellen des Abstands in Abhängigkeit eines abgespeicherten Regelwerks. Dies hat den Vorteil, dass beispielsweise ein Hersteller Steuerbefehle hinterlegen kann, welche vor Fahrtantritt geprüft werden können und somit ein Abwägen der einzelnen Parameter derart erfolgen kann, dass ein Sollabstand vorzuschlagen oder direkt einzustellen ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Regelwerk empirisch ermittelt wird und/oder von einem Fahrer angepasst. Dies hat den Vorteil, dass sowohl unter genormten Bedingungen als auch direkt im Fahrbetrieb ein geeignetes Regelwerk erstellt werden kann. Dies umfasst auch das Einstellen der Parameter, wann welche Regel anzuwenden ist. Neben der Effizienzoptimierung wird auch die Kundenakzeptanz berücksichtigt. D.h. zu große Abstände bei sehr dichtem Verkehr werden vermieden, um nicht „durchgereicht“ zu werden. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung speichert das Regelwerk Parameter ab, welche einen Hinweis auf den einzustellenden Abstand geben. Dies hat den Vorteil, dass beispielsweise eine Tabelle bereitgestellt werden kann, welcher Sollabstand bei welchen erfassten Werten einzustellen ist. Somit können Wertebereiche angegeben werden, welche angeben, inwiefern sich diese auf den Abstand auswirken. Wird beispielsweise erkannt, dass bei einem Auffahren sich die Energieersparnis durch den Windschatteneffekt kaum bemerkbar macht, kann eine Regel besagen, dass dieser Wert nicht zu berücksichtigen ist. Wird eine bestimmte Verkehrsdichte gemessen, so kann erkannt werden, dass ein Gefahrenpotenzial groß ist und dieser Wert stark zu berücksichtigen ist. Die Tabelle kann zu erwartende Werte und Wertkombinationen vorhalten, die auf einen Sollabstand schließen lassen. Eine Vorgabe einer Abstandstendenz mittels einer Einstellung z.B. via Taste, ist durch den Fahrer möglich.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgt das Einstellen des Abstands in Abhängigkeit einer Verkehrsdichte, mindestens einer Geschwindigkeit, von Vorausschaudaten, eines Wechsels einer Geschwindigkeitsvorgabe, einem geplanten Abbiegevorgang, einer Ampelphasenprädiktion und/oder weiterer sensorisch erfasster Daten. Dies hat den Vorteil, dass eine Vielzahl von Parametern berücksichtigt werden kann, welche Auswirkungen auf einen optimalen Abstand hat. Somit können auch viele Kombinationen von Werten berücksichtigt werden und die Verkehrslage kann umfassend berücksichtigt werden.
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Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Systemanordnung zur Einstellung eines situationsspezifisch optimierten Abstands zu einem vorausfahrenden Kraftfahrzeug, aufweisend eine erste Erfassungseinheit eingerichtet zum Erfassen einer aktuellen Verkehrssituation, eine zweite Erfassungseinheit eingerichtet zum vorausschauenden Erfassen einer Verkehrssituation auf einem noch zu befahrenden Streckenabschnitt, wobei eine Messeinheit eingerichtet zum Ausmessen eines Energieverbrauchs in Abhängigkeit eines Variierens des Abstandes zu dem vorausfahrenden Kraftfahrzeug und eine Konfigurationseinheit eingerichtet zum Einstellen des Abstands zu dem vorausfahrenden Kraftfahrzeug in Abhängigkeit der aktuell erfassten Verkehrssituation, der vorausschauend erfassten Verkehrssituation und des ausgemessenen Energieverbrauchs vorgesehen sind. Die Einrichtungen können getrennt oder einteilig bereitgestellt werden. Beispielsweise kann es sich bei der ersten Erfassungseinheit um eine Vorrichtung handeln, welche auch die Funktionalität der zweiten Erfassungseinheit bereitstellt. Auch können erfindungsgemäß teilweise vorhandene Komponenten wiederverwendet werden und werden lediglich erfindungsgemäß angesteuert.
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Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Computerprogrammprodukt mit Steuerbefehlen, welche das Verfahren ausführen und die vorgeschlagene Anordnung betreiben, wenn sie auf einem Computer zur Ausführung gebracht werden.
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Erfindungsgemäß ist es besonders vorteilhaft, dass das Verfahren zum Betreiben der vorgeschlagenen Vorrichtungen und Einheiten bzw. der Systemanordnung verwendet werden kann. Ferner eignen sich die vorgeschlagenen Vorrichtungen und Einrichtungen zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Somit implementiert jeweils die Vorrichtung strukturelle Merkmale, welche geeignet sind, das entsprechende Verfahren auszuführen. Die strukturellen Merkmale können jedoch auch als Verfahrensschritte ausgestaltet werden. Auch hält das vorgeschlagene Verfahren Schritte zur Umsetzung der Funktion der strukturellen Merkmale bereit.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Aspekte der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Ebenso können die vorstehend genannten und die hier weiter ausgeführten Merkmale je für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die in der Beschreibung der Ausführungsbeispiele verwendeten Begriffe „links“ und „rechts“ beziehen sich auf die Zeichnungen in einer Ausrichtung mit normal lesbarer Figurenbezeichnung bzw. normal lesbaren Bezugszeichen. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließend zu verstehen, sondern haben beispielhaften Charakter zur Erläuterung der Erfindung. Die detaillierte Beschreibung dient der Information des Fachmanns, daher werden bei der Beschreibung bekannte Schaltungen, Strukturen und Verfahren nicht im Detail gezeigt oder erläutert, um das Verständnis der vorliegenden Beschreibung nicht zu erschweren. In den Figuren zeigen:
- 1: ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Einstellung eines situationsspezifisch optimierten Abstands gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung; und
- 2: ein schematisches Anwendungsszenario des vorgeschlagenen Verfahrens beziehungsweise der vorgeschlagenen Systemanordnung gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung.
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1 zeigt in einem schematischen Ablaufdiagramm ein Verfahren zur Einstellung eines situationsspezifisch optimierten Abstands zu einem vorausfahrenden Kraftfahrzeug, aufweisend ein Erfassen 100 einer aktuellen Verkehrssituation, ein vorausschauendes Erfassen 101 einer Verkehrssituation auf einem noch zu befahrenden Streckenabschnitt, wobei ein Ausmessen 102 eines Energieverbrauchs in Abhängigkeit eines Variierens des Abstandes zu dem vorausfahrenden Kraftfahrzeug und ein Einstellen 103 des Abstands zu dem vorausfahrenden Kraftfahrzeug in Abhängigkeit der aktuell erfassten 100 Verkehrssituation, der vorausschauend erfassten 101 Verkehrssituation und des ausgemessenen 102 Energieverbrauchs vorgesehen sind. Der Fachmann erkennt hierbei, dass die Schritte weitere Unterschritte aufweisen können und insbesondere, dass die Verfahrensschritte jeweils iterativ und/oder in anderer Reihenfolge ausgeführt werden können. Insbesondere können das Erfassen 100 der aktuellen Verkehrssituation, das vorausschauende Erfassen 101 der Verkehrssituation und das Ausmessen 102 parallelisiert oder in anderer Reihenfolge ausgeführt werden.
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2 zeigt ein schematisches Anwendungsszenario der vorliegenden Erfindung, insbesondere zeigt 2 zwei aufeinanderfolgende Fahrzeuge, wobei das hintere, hier rechts eingezeichnete, Fahrzeug das vorgeschlagene Verfahren implementiert. Das vorausfahrende Fahrzeug ist vorliegend links eingezeichnet. Hierbei ist in der vorliegenden Figur ferner eingezeichnet, dass der einzuhaltende Abstand derart eingestellt wird, dass eine Minimaldistanz Dmin einzuhalten ist und eine variable Distanz Dvar. Bei der minimalen Distanz handelt es sich um diejenige Distanz, die allein schon aus Sicherheitsgründen einzuhalten ist und bei der es keinen Optimierungsspielraum gibt. Darüber hinaus ist eine variable Distanz vorzusehen, welche es dem Fahrer ermöglicht, einzustellen, ob er tendenziell nahe oder weiter entfernt auffahren will. So kann dieser zweite Bereich bzw. diese zweite Distanz gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren variiert bzw. optimiert werden.
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Beispielsweise kann der Fahrer für einen bestimmten Zeitraum näher an die Minimaldistanz auffahren und hierbei einen Energieverbrauch seines Fahrzeugs messen. Sodann kann sich der Fahrer weiter zurückfallen lassen und hierbei ebenfalls einen Energieverbrauch messen. Somit kann beurteilt werden, inwieweit sich die Distanz zum vorausfahrenden Fahrzeug auf den Energieverbrauch auswirkt. Somit ist es eben auch möglich eine Gewichtung durchzuführen, wie stark der Windschatteneffekt ausgenutzt werden soll. Fährt beispielsweise ein Lastkraftwagen vor dem Fahrzeug, so ist der Energieverbrauch signifikant verbessert, falls das darauffolgende Fahrzeug nah auffährt. Handelt es sich jedoch um ein Fahrzeug mit kleinen Ausmaßen, so ist der Energieverbrauch nicht vom Abstand beeinflusst, da der Windschatten hierbei gering ist.
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Ein LKW wird mittels Sensorik sofort erkannt. Aufgrund dessen kann vorab, d.h. ohne Ausprobieren entschieden werden, ob sich ein reduzierter Abstand empfiehlt. Die Verbrauchsvorteile in Abhängigkeit von Abstand und Geschwindigkeit sind für einerseits PKW-Vorderfahrzeuge und andererseits für LKW-Vorderfahrzeuge aus Simulationen und Messungen auf dem Testgelände bekannt.
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Somit liefert das vorgeschlagene Verfahren eine Möglichkeit bei einem Einstellen eines Sollabstands auch einen tatsächlichen Energieverbrauch zu berücksichtigen, der wiederum in Abhängigkeit des Windschatteneffekts variiert. Somit wird der Beitrag geleistet, dass, falls möglich, der Windschatteneffekt im Kontext weiterer Parameter optimal ausgenutzt werden kann und somit Energie eingespart werden kann. Das ist vorteilhaft bei Brennstoffmotor angetriebenen Fahrzeugen, wobei gerade bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen sich ein Optimieren des Energieverbrauchs direkt auf die Reichweite des Fahrzeugs auswirkt. Somit findet das vorgeschlagene Verfahren bevorzugt bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen Einsatz, was jedoch nicht als einschränkend aufzufassen ist.
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Darüber hinaus ist Teil der Erfindung das Abstandsverhalten während des automatisierten Längsbetriebs zu optimieren. Eine Einleitung von Segelvorgängen oder Schubbetrieb kann erfolgen, wenn das Vorderfahrzeug eine Bremsung einleitet und somit zunächst eine leichte Reduzierung des Abstands zum Vorderfahrzeug eintritt. Dies trägt ebenfalls zu einer Glättung des Geschwindigkeitsverlaufs sowie Reduktion der Häufigkeit und/oder Stärke von mechanischen und/oder elektrischen Bremseingriffen bei. Durch eine verminderte Geschwindigkeitsabnahme und einen erhöhten Ausroll- bzw. Segelanteil wird somit die Effizienz gesteigert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010028637 A1 [0002]
- DE 102015209592 A1 [0003]
- DE 102015211117 A1 [0004]
- US 9266536 B2 [0005]
