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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Steuereinheit zur Durchführung einer automatischen Abstandsregelung in einem Fahrzeug.
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Ein Fahrzeug kann einen Abstands- und/oder Geschwindigkeitsregler (auf Englisch Adaptive Cruice Control, ACC) aufweisen, der es dem Fahrer des Fahrzeugs ermöglicht, einen Sollwert für den Abstand zu einem Vorder-Fahrzeug und/oder einen Sollwert für die Fahrgeschwindigkeit bei der Längsführung des Fahrzeugs einzustellen. Das Fahrzeug kann dann automatisch mit dem Sollwert der Fahrgeschwindigkeit längsgeführt werden. Des Weiteren kann bei einer Folgefahrt des Fahrzeugs hinter einem Vorder-Fahrzeug der Abstand des Fahrzeugs zu dem Vorder-Fahrzeug auf den Sollwert des Abstands geregelt werden (insbesondere dann, wenn die Fahrgeschwindigkeit des Vorder-Fahrzeugs unterhalb des Sollwerts der Fahrgeschwindigkeit liegt).
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Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, die Sicherheit und den Komfort des Betriebs eines Abstands- und/oder Geschwindigkeitsreglers zu erhöhen.
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Die Aufgabe wird durch jeden einzelnen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.
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Gemäß einem Aspekt wird eine Steuereinheit zum Betrieb eines Abstandsreglers (insbesondere eines ACC-Systems) eines Fahrzeugs beschrieben. Die Steuereinheit kann eingerichtet sein (im Rahmen des Betriebs des Abstandsreglers), die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs automatisch anzupassen, um den Abstand des Fahrzeugs zu einem vor dem Fahrzeug fahrenden Vorder-Fahrzeug auf einen Sollwert einzustellen, insbesondere auf den Sollwert zu regeln. Zu diesem Zweck können wiederholt (z.B. an einer Sequenz von Zeitpunkten) Sensordaten von ein oder mehreren Umfeldsensoren (z.B. einer Kamera, einem Radarsensor und/oder einem Lidarsensor) des Fahrzeugs erfasst und ausgewertet werden. Die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs kann dann in Abhängigkeit von den Sensordaten angepasst werden, um den Abstand zwischen Fahrzeug und Vorder-Fahrzeug auf den Sollwert einzustellen.
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Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, eine Nutzereingabe in Bezug auf einen Voreinstellungswert für den Sollwert des Abstands zu dem Vorder-Fahrzeug zu ermitteln. Der Abstandsregler kann dann mit dem Voreinstellungswert als Sollwert für den Abstand zu dem Vorder-Fahrzeug betrieben werden. Der Voreinstellungswert kann z.B. über eine Benutzerschnittstelle (etwa mittels eines Bedienelements am Lenkrad des Fahrzeugs) eingestellt werden.
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Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, zu prädizieren und/oder zu bestimmen, dass das vor dem Fahrzeug fahrende Vorder-Fahrzeug an einer vorausliegenden Stelle ein Bremsmanöver durchführen wird oder durchführen könnte. Mit anderen Worten, es kann prädiziert und/oder bestimmt werden, dass das Vorder-Fahrzeug an einer bestimmten vorausliegenden Stelle möglicherweise und/oder mit einer erhöhten Wahrscheinlichkeit ein Bremsmanöver durchführen wird. Es kann somit eine vorausliegende Stelle mit einem relativ erhöhten Risiko für ein Bremsmanöver des Vorder-Fahrzeugs prädiziert und/oder bestimmt werden. Die vorausliegende Stelle kann z.B. eine Stelle sein, an der eine Ampel angeordnet ist; und/oder eine Stelle sein, an der eine Kreuzung angeordnet ist; und/oder eine Stelle sein, an der ein Kreisverkehr angeordnet ist; und/oder eine Stelle sein, an der sich ein Ende eines Verkehrsstaus befindet; und/oder eine Stelle sein, an dem sich ein Übergang (z.B. ein Fußgängerübergang, und/oder ein Gleis) befindet.
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Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, mittels ein oder mehrerer Umfeldsensoren (z.B. einer Kamera, einem Radarsensor, einem Lidarsensor, etc.) des Fahrzeugs Sensordaten in Bezug auf das Umfeld des Fahrzeugs zu erfassen. Es kann dann in präziser Weise auf Basis der Sensordaten der ein oder mehreren Umfeldsensoren prädiziert und/oder bestimmt werden, dass das Vorder-Fahrzeug an einer vorausliegenden Stelle ein Bremsmanöver durchführen wird oder durchführen könnte.
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Alternativ oder ergänzend kann die Steuereinheit eingerichtet sein, Positionsdaten (z.B. GPS Koordinaten) in Bezug auf eine Position des Fahrzeugs zu ermitteln. Es kann dann in präziser Weise auf Basis der Positionsdaten und auf Basis von digitaler Karteninformation in Bezug auf das von dem Fahrzeug befahrene Straßennetz prädiziert und/oder bestimmt werden, dass das Vorder-Fahrzeug an der vorausliegenden Stelle ein Bremsmanöver durchführen wird oder durchführen könnte. Die digitale Karteninformation kann z.B. die Position einer Kreuzung und/oder einer Ampel auf der vorausliegenden Fahrstrecke des Fahrzeugs anzeigen.
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Alternativ oder ergänzend kann die Steuereinheit eingerichtet sein, Verkehrsdaten zu ermitteln. Die Verkehrsdaten können z.B. über Funk empfangen werden. Die Verkehrsdaten können z.B. den Zustand (z.B. „rot“ oder „grün) einer vorausliegenden Ampel in dem von dem Fahrzeug befahrenen Straßennetz anzeigen. Alternativ oder ergänzend können die Verkehrsdaten einen vorausliegenden Verkehrsstau (insbesondere die Position eines vorausliegenden Verkehrsstaus) anzeigen. Es kann dann in präziser Weise auf Basis der Verkehrsdaten prädiziert und/oder bestimmt werden, dass das Vorder-Fahrzeug an der vorausliegenden Stelle ein Bremsmanöver durchführen wird oder durchführen könnte.
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Die Steuereinheit ist ferner eingerichtet, den von dem Abstandsregler einzuregelnden bzw. einzustellenden Sollwert des Abstands zu dem Vorder-Fahrzeug vor Erreichen der vorausliegenden Stelle zu erhöhen (z.B. auf einen bestimmten Mindestabstand). Alternativ oder ergänzend kann durch die Steuereinheit sichergestellt und/oder bewirkt werden, dass der Sollwert des Abstands zu dem Vorder-Fahrzeug an der vorausliegenden Stelle über dem Mindestabstand liegt. Dabei kann der Mindestabstand ausreichend hoch sein, um ein sicheres und insbesondere komfortables Abbremsen des Fahrzeugs zu bewirken. Der Mindestabstand kann dabei von dem aktuellen Reibwert der befahrenen Fahrbahn abhängen. Der aktuelle Reibwert kann auf Basis der Sensordaten von ein oder mehreren Umfeldsensoren des Fahrzeugs und/oder auf Basis der digitalen Karteninformation ermittelt werden.
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Insbesondere kann die Steuereinheit eingerichtet sein, den Sollwert des Abstands zu dem Vorder-Fahrzeug vor Erreichen der vorausliegenden Stelle ausgehend von dem Voreinstellungswert zu erhöhen, und/oder vor Erreichen der vorausliegenden Stelle zu überprüfen, ob der Voreinstellungswert über dem Mindestabstand liegt.
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Durch die in diesem Dokument beschriebene Steuereinheit kann somit ein sicherer und komfortabler Betrieb eines Abstandsreglers bewirkt werden.
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Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, zu prädizieren und/oder zu bestimmen, dass sich das Vorder-Fahrzeug und das Fahrzeug einer Kreuzung und/oder einer Ampel nähern (die kann z.B. auf Basis der Sensordaten der ein oder mehreren Umfeldsensoren und/oder auf Basis der digitalen Karteninformation ermittelt werden). Der Sollwert des Abstands zu dem Vorder-Fahrzeug kann dann vor Erreichen der Kreuzung und/oder der Ampel erhöht werden. Alternativ oder ergänzend kann sichergestellt und/oder bewirkt werden, dass der Sollwert des Abstands zu dem Vorder-Fahrzeug an der Kreuzung und/oder der Ampel über dem Mindestabstand liegt. So kann in besonders zuverlässiger Weise ein sicherer und komfortabler Betrieb des Abstandsreglers des Fahrzeugs bewirkt werden.
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Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, eine Strecke zu prädizieren, entlang der das Fahrzeug fahren wird (z.B. auf Basis einer mit einem Navigationssystem des Fahrzeugs geplanten Fahrroute). Es kann dann für eine Mehrzahl von Stellen entlang der prädizierten Strecke einen Wahrscheinlichkeitswert dafür ermittelt werden, dass das Vorder-Fahrzeug an der jeweiligen Stelle ein Bremsmanöver durchführen wird (z.B. auf Basis der Sensordaten der ein oder mehreren Umfeldsensoren, auf Basis der Verkehrsdaten, auf Basis der Positionsdaten und/oder auf Basis der digitalen Karteninformation).
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Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, für jeden der Mehrzahl von Stellen zu überprüfen, ob der jeweils ermittelte Wahrscheinlichkeitswert über einem Wahrscheinlichkeits-Schwellenwert liegt. Es kann dann prädiziert und/oder bestimmt werden, dass das Vorder-Fahrzeug an einer bestimmten Stelle aus der Mehrzahl von Stellen ein Bremsmanöver durchführen wird, wenn (ggf. nur dann, wenn) ermittelt wird, dass der Wahrscheinlichkeitswert für die bestimmte Stelle über dem Wahrscheinlichkeits-Schwellenwert liegt. So kann in zuverlässiger Weise eine vorausliegende Stelle für ein potentielles und/oder wahrscheinliches Bremsmanöver des Vorder-Fahrzeugs ermittelt werden.
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Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, zu bestimmen, dass das Fahrzeug (100) die prädizierte vorausliegende Stelle passiert hat. In Reaktion darauf kann dann der Sollwert des Abstands zu dem Vorder-Fahrzeug (wieder automatisch) auf den Voreinstellungswert reduziert werden. Es kann somit selektiv für ein oder mehrere Stellen, die ein erhöhtes Risiko für ein Bremsmanöver des Vorder-Fahrzeugs aufweisen, eine örtlich begrenzte Erhöhung des Sollwertes des Abstands des Abstandsreglers des Fahrzeugs bewirkt werden. So kann ein sicherer und komfortabler Betrieb eines Abstandsreglers bewirkt werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein (Straßen-) Kraftfahrzeug (insbesondere ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen oder ein Bus oder ein Motorrad) beschrieben, das die in diesem Dokument beschriebene Steuereinheit umfasst.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein (Computer-implementiertes) Verfahren zum Betrieb eines Abstandsreglers eines Fahrzeugs beschrieben. Das Verfahren umfasst das Prädizieren und/oder das Bestimmen, dass ein vor dem Fahrzeug fahrendes Vorder-Fahrzeug an einer vorausliegenden Stelle ein Bremsmanöver durchführen wird oder durchführen könnte. Des Weiteren umfasst das Verfahren das Erhöhen eines von dem Abstandsregler einzuregelnden Sollwertes für einen Abstand zu dem Vorder-Fahrzeug vor Erreichen der vorausliegenden Stelle, und/oder das Bewirken, dass der Sollwert für den Abstand zu dem Vorder-Fahrzeug an der vorausliegenden Stelle über einem Mindestabstand liegt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor (z.B. auf einem Steuergerät eines Fahrzeugs) ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
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Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.
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Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen
- 1 eine beispielhafte Fahrsituation;
- 2 beispielhafte Komponenten eines Fahrzeugs; und
- 3 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Betrieb eines Abstandsreglers eines Fahrzeugs.
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Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der Erhöhung der Sicherheit und/oder des Komforts des Betriebs eines Abstandsreglers eines Fahrzeugs. In diesem Zusammenhang zeigt 1 eine beispielhafte Fahrsituation, bei der ein Fahrzeug 100 (in diesem Dokument auch als Ego-Fahrzeug bezeichnet) auf einer Fahrbahn 102 unter Verwendung eines Abstandsreglers hinter einem Vorder-Fahrzeug 101 herfährt. Das Ego-Fahrzeug 100 wird durch den Abstandsregler auf einen Sollwert des Abstand 105 zu dem Vorder-Fahrzeug 101 eingeregelt.
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Die Fahrzeuge 100, 101 nähern sich in der in 1 dargestellten Fahrsituation einer Kreuzung 104 mit einer Ampel 103. In einer solchen Situation kann es vorkommen, dass das Vorder-Fahrzeug 101 bei Annäherung an die Kreuzung 104 abbremst, z.B. weil die Ampel 103 rot wird und/oder weil der Fahrer des Vorder-Fahrzeugs 101 an der Kreuzung 104 abbiegen möchte. Das Vorder-Fahrzeug 101 kann dabei ggf. derart stark abgebremst werden, dass im Ego-Fahrzeug 100 durch den Abstandsregler eine relativ starke und damit unkomfortable Verzögerung bewirkt werden muss, um eine Kollision mit dem Vorder-Fahrzeug 101 zu vermeiden.
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2 zeigt beispielhafte Komponenten eines Fahrzeugs 100. Das Fahrzeug 100 umfasst ein oder mehrere Umfeldsensoren 201, die eingerichtet sind, Sensordaten in Bezug auf ein Umfeld, insbesondere in Bezug auf ein vor dem Fahrzeug 100 fahrendes Vorder-Fahrzeug 101, zu erfassen. Beispielhafte Umfeldsensoren 201 sind eine Kamera, ein Radarsensor, ein Lidarsensor, ein Ultraschallsensor, etc. Eine Steuereinheit 200 des Fahrzeugs 100 kann eingerichtet sein, auf Basis der Sensordaten der ein oder mehreren Umfeldsensoren 201 ein Vorder-Fahrzeug 101 zu detektieren. Des Weiteren kann die Steuereinheit 200 eingerichtet sein, ein oder mehrere Längsführungs-Aktoren 202 des Fahrzeugs 100 in Abhängigkeit von den Sensordaten zu betreiben, insbesondere um den Abstand 105 zu dem Vorder-Fahrzeug 101 auf einen bestimmten Sollwert zu regeln. Die ein oder mehreren Längsführungs-Aktoren 202 können einen Antriebsmotor und/oder eine Bremsvorrichtung des Fahrzeugs 100 umfassen.
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Außerdem kann das Fahrzeug 100 einen Positionssensor 203 (z.B. einen GPS-Empfänger) umfassen, der eingerichtet ist, Positionsdaten in Bezug auf die aktuelle Position des Fahrzeugs 100 zu ermitteln. Die Positionsdaten können in Zusammenhang mit digitaler Karteninformation in Bezug auf das von dem Fahrzeug 100 befahrene Straßennetz dazu verwendet werden, Information darüber zu ermitteln, dass sich das Fahrzeug 100 einer Kreuzung 104 und/oder einer Ampel 103 nähert.
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Des Weiteren kann das Fahrzeug 100 eine Kommunikationseinheit 204 umfassen, die eingerichtet ist, Verkehrsdaten zu empfangen, die für die Fahrt des Fahrzeugs 100, insbesondere für die von dem Fahrzeug 100 befahrene Fahrbahn 102, relevant sind. Die Verkehrsdaten können z.B. anzeigen, ob die vorausliegende Ampel 103 rot oder grün ist.
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Die Steuereinheit 200 des Ego-Fahrzeugs 100 kann eingerichtet sein, auf Basis der Sensordaten der ein oder mehreren Umfeldsensoren 201 und/oder auf Basis der Positionsdaten (in Zusammenhang mit der digitalen Karteninformation) und/oder auf Basis der Verkehrsdaten eine vorausliegende Stelle (z.B. die in 1 dargestellte Kreuzung 104) zu prädizieren, an der oder vor der das Vorder-Fahrzeug 101 möglichweise abbremsen wird. Die Steuereinheit 200 kann daraufhin bewirken, dass der Sollwert des Abstands 105 zum Betrieb des Abstandsreglers in Vorbereitung auf das Erreichen der prädizierten Stelle erhöht wird. So kann bewirkt werden, dass wenn das Vorder-Fahrzeug 101 an oder vor der prädizierten Stelle tatsächlich abbremst, für das Ego-Fahrzeug 100 ein erhöhter Bremsweg zur Verfügung steht. Es kann dann ein komfortables und sicheres Abbremsen des Ego-Fahrzeugs 100 durchgeführt werden.
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Wenn sich andererseits herausstellt, dass das Vorder-Fahrzeug 101 an oder vor der prädizierten Stelle nicht abbremst, so kann nach Durchfahren der prädizierten Stelle der Sollwert des Abstands 105 wieder automatisch reduziert werden, um das Ego-Fahrzeug 100 gemäß der von dem Fahrer des Ego-Fahrzeugs 100 gewünschten Einstellung (z.B. gemäß einem Einstellungswert des Sollwerts des Abstands 105) zu führen.
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In Annäherung an eine Kreuzung 104 und/oder Ampel 103 kann somit der Sicherheitsabstand 105 (insbesondere der Sekundenabstand) zu einem vorausfahrenden Fahrzeug 101 erhöht werden. Alternativ oder ergänzend kann bewirkt werden, dass der Sicherheitsabstand 105 über einem vordefinierten Mindestabstand liegt. Als Folge daraus stößt sich das Ego-Fahrzeug 100 in Annäherung an die Ampel 103 und/oder Kreuzung 104 von dem Vorder-Fahrzeug 101 ab und/oder lässt sich hinter dem Vorder-Fahrzeug 101 zurückfallen. Dies geschieht unabhängig davon, ob das Vorder-Fahrzeug 101 aktuell verzögert bzw. bremst oder nicht. So kann das Risiko einer Kollision infolge eines ggf. stark verzögernden Vorder-Fahrzeugs 101 reduziert werden. Des Weiteren kann der Komfort für einen Nutzer des Ego-Fahrzeugs 100 erhöht werden.
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3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 300 zum Betrieb eines Abstandsreglers eines Fahrzeugs 100. Der Abstandsregler kann ausgebildet sein, den Abstand 205 des Fahrzeug 100 zu einem vorausfahrenden Vorder-Fahrzeug 101 auf einen Sollwert einzustellen, insbesondere zu regeln. Zu diesem Zweck kann automatisch die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 100 (entsprechend der Fahrgeschwindigkeit des Vorder-Fahrzeugs 101) angepasst werden. Das Verfahren 300 kann durch eine Steuereinheit 200 des Fahrzeugs 100 ausgeführt werden.
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Das Verfahren 300 umfasst das Prädizieren bzw. das Bestimmen 301, dass das vor dem Fahrzeug 100 fahrende Vorder-Fahrzeug 101 an einer vorausliegenden Stelle ein Bremsmanöver durchführen wird oder zumindest mit einer erhöhten Wahrscheinlichkeit durchführen könnte. Insbesondere kann (z.B. auf Basis der Sensordaten von ein oder mehreren Umfeldsensoren 201 des Fahrzeugs 100 und/oder auf Basis von digitaler Karteninformation) ermittelt werden, dass sich das Fahrzeug 100 und das Vorder-Fahrzeug 101 einer Kreuzung 104 und/oder einer Ampel 103 nähern. Dies kann als Indiz dafür angesehen werden, dass das Vorder-Fahrzeug 100 an der Stelle der Kreuzung 104 und/oder der Ampel 103 mit relativ hoher Wahrscheinlichkeit ein Bremsmanöver durchführen wird. Es kann somit bestimmt bzw. prädiziert werden, dass das Vorder-Fahrzeug 101 an der Stelle der Kreuzung 104 und/oder der Ampel 103 ein Bremsmanöver durchführen wird (oder durchführen könnte).
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Außerdem umfasst das Verfahren 300 das Erhöhen 302 des von dem Abstandsregler einzuregelnden Sollwertes für den Abstand 105 zu dem Vorder-Fahrzeug 101 vor Erreichen der vorausliegenden Stelle. Alternativ oder ergänzend kann das Verfahren 300 umfassen, das Bewirken, dass der Sollwert für den Abstand 105 zu dem Vorder-Fahrzeug 101 an der vorausliegenden Stelle über einem Mindestabstand liegt. Das Erhöhen des Sollwertes für den Abstand 105 kann dabei örtlich und/oder zeitliche begrenzt für das Überfahren der prädizierten, vorausliegenden Stelle erfolgen. Alternativ oder ergänzend kann das Erhöhen des Sollwertes für den Abstand 105 unabhängig davon erfolgen, ob das Vorder-Fahrzeug 101 abbremst und/oder beschleunigt und/oder mit konstanter Fahrgeschwindigkeit fährt.
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In Reaktion auf die Erhöhung des Sollwertes für den Abstand 105 kann die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 100 derart automatisch angepasst werden (vor Erreichen der prädizierten, vorausliegenden Stelle), dass sich der erhöhte Sollwert für den Abstand 105 einstellt.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.
