DE102020002563A1 - Verfahren zur Steuerung der longitudinalen Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeugs in einer Verkehrsumgebung - Google Patents

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Steuerung der longitudinalen Fahrgeschwindigkeit (v) eines Fahrzeugs in einer Verkehrsumgebung, wobei die Verkehrsumgebung eine Mehrzahl an Verkehrsteilnehmern umfasst, wobei das Verfahren bei jedem Durchlauf der Steuerung wenigstens die folgenden Schritte aufweist:- Ermitteln der longitudinalen Durchschnittsgeschwindigkeit (v̅) der Verkehrsteilnehmer in der Verkehrsumgebung,- Bilden einer darauf basierenden longitudinalen Sollgeschwindigkeit des Fahrzeugs,- Ausgeben der Sollgeschwindigkeit an einen Fahrer des Fahrzeugs und/oder an ein Fahrerassistenzsystem des Fahrzeugs, und- Ändern der Fahrgeschwindigkeit (v) auf die Sollgeschwindigkeit.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der longitudinalen Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeugs in einer Verkehrsumgebung, wobei die Verkehrsumgebung eine Mehrzahl an Verkehrsteilnehmern umfasst.
• STAND DER TECHNIK
• Autonom oder teilautonom fahrende Kraftfahrzeuge bedürfen einer Steuerung ihres längsdynamischen Fahrverhaltens in Abhängigkeit von einer konkreten Verkehrsumgebung. Zudem werden häufig auch im Fahrbetrieb von konventionellen Fahrzeugen niedriger Autonomiestufen Informationen über die unmittelbar umgebenden Verkehrsteilnehmer zu Steuerungszwecken verwendet, insbesondere durch Fahrerassistenzsysteme oder als Handlungsempfehlungen für den Fahrer mittels Displayanzeige. Im Stand der Technik basiert eine derartige Steuerung der longitudinalen Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeuges typischerweise auf einer Erfassung der unmittelbaren Verkehrsumgebung anhand einer fahrzeugeigenen Sensorik. Gemäß der erfassten Verkehrssituation werden Beschleunigungs- oder Bremsvorgänge eingeleitet, wobei ein Schwerpunkt der Steuerung auf einem kollisionsfreien Fahrbetrieb liegt.
• OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
• Die vorliegende Erfindung offenbart ein Verfahren zur Steuerung der longitudinalen Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeugs in einer Verkehrsumgebung gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen dargestellt.
• Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass das Verfahren bei jedem Durchlauf der Steuerung wenigstens die folgenden Schritte aufweist:
• - Ermitteln der longitudinalen Durchschnittsgeschwindigkeit der Verkehrsteilnehmer in der Verkehrsumgebung,
• - Bilden einer darauf basierenden longitudinalen Sollgeschwindigkeit des Fahrzeugs,
• - Ausgeben der Sollgeschwindigkeit an einen Fahrer des Fahrzeugs und/oder an ein Fahrerassistenzsystem des Fahrzeugs, und
• - Ändern der Fahrgeschwindigkeit auf die Sollgeschwindigkeit.
• Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, die Durchschnittsgeschwindigkeit der Verkehrsteilnehmer in der Verkehrsumgebung als eine der maßgeblichen Führungsgrößen für die Steuerung des Ego-Fahrzeugs zu verwenden. Erfindungsgemäß werden dabei unter der Verkehrsumgebung nicht zwangsläufig nur die unmittelbar benachbarten Verkehrsteilnehmer verstanden, sondern je nach Datenquellen, auf welchen das Ermitteln der Durchschnittsgeschwindigkeit beruht, kann die betrachtete Verkehrsumgebung eine Vielzahl von Fahrzeugen in einem weiträumigen Streckenabschnitt umfassen. Die herangezogenen Datenquellen müssen dementsprechend nicht auf die Bordsensorik des Fahrzeugs beschränkt sein, wie weiter unten beschrieben wird.
• Erfindungsgemäß wird die Durchschnittsgeschwindigkeit des umgebenden Verkehrs in unterschiedlichen Streckenabschnitten verwendet, um darauf basierend eine bevorzugte Sollgeschwindigkeit zu bilden. Anhand dieser prädizierten Fahrgeschwindigkeit kann vorteilhaft etwa auf das erforderliche Drehmoment geschlossen und damit die optimale Drehmomentverteilung bei einem Hybridfahrzeug mit mehreren Drehmomentquellen berechnet werden.
• Je nach Autonomiestufe des betrachteten Fahrzeugs wird die gebildete Sollgeschwindigkeit an den Fahrer ausgegeben, insbesondere durch eine entsprechende Anzeige in der Instrumententafel, oder an ein Fahrerassistenzsystem zur automatischen Anpassung der Fahrgeschwindigkeit.
• Die erfindungsgemäße Steuerung wird insbesondere nachrangig zu einer aus dem Stand der Technik bekannten sicherheitsrelevanten Steuerung zum Einleiten von Notbremsungen betrieben.
• Insbesondere wird die erfindungsgemäße Steuerung der longitudinalen Fahrgeschwindigkeit zur Optimierung einer Zielgröße des Fahrbetriebs des Fahrzeugs oder einer Kombination von mehreren Zielgrößen durchgeführt. Dabei wird die Zielgröße vorzugsweise als der Gesamtwirkungsgrad des Fahrzeugs oder als die Fahrtdauer des Fahrzeugs oder als die Emissionen des Fahrzeugs gewählt. Im Vordergrund der erfindungsgemäßen Steuerung steht die Minimierung des Kraftstoffverbrauchs, d.h. es wird auf eine möglichst effiziente Fahrweise abgezielt. Alternativ dazu kann die Steuerung auf die Optimierung anderer Zielgrößen, beispielsweise die Fahrtdauer oder die Fahrzeugemissionen, ausgelegt sein bzw. auf die Optimierung einer gewichteten Kombination von mehreren Zielgrößen.
• In vorteilhafter Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Sollgeschwindigkeit als die Durchschnittsgeschwindigkeit der Verkehrsteilnehmer gebildet. Ein solcher Ansatz stellt einen Kompromiss aus hoher Fahrgeschwindigkeit und der Anzahl notwendiger Bremseingriffe im Fahrbetrieb dar und dient insbesondere der Optimierung des Energieverbrauchs des Fahrzeugs. Sobald die Geschwindigkeit der unmittelbar vorausfahrenden Verkehrsteilnehmer unter die Durchschnittgeschwindigkeit sinkt, muss ein Bremseingriff durchgeführt werden, was zulasten des Gesamtwirkungsgrades geht.
• Daher umfasst in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform das Bilden der Sollgeschwindigkeit wenigstens die folgenden Schritte:
• - Bilden einer Geschwindigkeitsverteilung einer longitudinalen Umgebungsgeschwindigkeit der Verkehrsteilnehmer um die Durchschnittsgeschwindigkeit,
• - Heranziehen der Zielgröße in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit und der Umgebungsgeschwindigkeit,
• - Ermitteln eines Erwartungswerts der Zielgröße für jede Fahrgeschwindigkeit basierend auf der Geschwindigkeitsverteilung der Umgebungsgeschwindigkeit, und
• - Festlegen der Sollgeschwindigkeit als eine Extremalgeschwindigkeit, bei welcher der Erwartungswert der Zielgröße maximal ist.
• Hieraus resultiert eine hinsichtlich der zu optimierenden Zielgröße bzw. der zu optimierenden Zielgrößenkombination bevorzugte Sollgeschwindigkeit, welche aufgrund der Asymmetrie des Optimierungsproblems typischerweise von der der Durchschnittsgeschwindigkeit des umgebenden Verkehrs abweicht. Die einzelnen Schritte werden weiter unten als bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung detaillierter beschrieben.
• Beispielsweise wird dabei die Geschwindigkeitsverteilung der Umgebungsgeschwindigkeit der Verkehrsteilnehmer als eine Normalverteilung gebildet, wobei der Erwartungswert der Normalverteilung der Durchschnittsgeschwindigkeit entspricht. Alternativ können jedoch auch entsprechende Geschwindigkeitsverteilungen basierend auf Verkehrsmessungen und/oder Verkehrssimulationen herangezogen werden.
• Insbesondere wird die Zielgröße als eine Zielgröße bei freier Fahrt des Fahrzeugs herangezogen, falls die Fahrgeschwindigkeit kleiner oder gleich der Umgebungsgeschwindigkeit ist, und als die Zielgröße bei freier Fahrt modifiziert um die Wirkung von Bremseingriffen, falls die Fahrgeschwindigkeit größer als die Umgebungsgeschwindigkeit ist. Wird die Zielgröße beispielsweise durch den Gesamtwirkungsgrad des Fahrzeugs gebildet, so besteht die Modifikation der Zielgröße durch einen Bremseingriff in einer Effizienzverschlechterung durch energetische Bremsverluste.
• Mit weiterem Vorteil wird die Sollgeschwindigkeit durch eine Maximalgeschwindigkeit als Obergrenze und/oder durch eine Minimalgeschwindigkeit als Untergrenze beschränkt. Dabei sind die Maximal- bzw. Minimalgeschwindigkeit insbesondere durch die im jeweiligen Streckenabschnitt gültigen Vorgaben seitens der Straßenverkehrsordnung gegeben. Die Minimalgeschwindigkeit kann auch durch eine mindestens angestrebte Reisegeschwindigkeit definiert sein.
• Vorzugsweise wird das Ermitteln der Durchschnittsgeschwindigkeit anhand von wenigstens einer fahrzeugeigenen Datenquelle und/oder anhand von wenigstens einen verkehrstelematischen Datenquelle durchgeführt. Dabei kann die fahrzeugeigene Datenquelle insbesondere als eine Kamera und/oder als ein Radarsystem und/oder als ein Lidarsystem ausgebildet werden, welche die unmittelbare Verkehrsumgebung erfassen. Hingegen liefern verkehrstelematische Datenquellen Informationen über großräumigere Verkehrsumgebungen. Als verkehrstelematische Datenquellen dienen beispielsweise digitale Straßenkarten in Kombination mit ortsaufgelösten Echtzeitdaten über das jeweilige Verkehrsaufkommen.
• BEVORZUGTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL DER ERFINDUNG
• Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
• 1 einen beispielhaften Verlauf der Durchschnittsgeschwindigkeit,
• 2 eine schematische Darstellung der Verfahrensschritte je Durchlauf der Steuerung,
• 3 beispielhafte Verläufe des Gesamtwirkungsgrads bei freier Fahrt und der Geschwindigkeitsverteilung der Umgebungsgeschwindigkeit, und
• 4 beispielhafte Darstellung der Verfahrensschritte zum Bilden der Sollgeschwindigkeit.
• 1 zeigt einen beispielhaften Verlauf der Durchschnittsgeschwindigkeit v̅_U von Verkehrsteilnehmern in einer Verkehrsumgebung des Ego-Fahrzeugs als Funktion dessen zurückgelegten Fahrwegs s bzw. dessen Fahrdauer t. Um die Durchschnittsgeschwindigkeit v̅_U ist der durch die beiden gestrichelten Linien begrenzte Geschwindigkeitsbereich v_range dargestellt, welcher die Geschwindigkeitsverteilung der betrachteten Verkehrsteilnehmer symbolisiert und hier beispielsweise einem Intervall von der Breite der doppelten Standardabweichung einer Normalverteilung um die Durchschnittsgeschwindigkeit v̅_U entspricht.
• Des Weiteren sind in der 1 die zugehörigen Verläufe der Maximalgeschwindigkeit v_max und der Minimalgeschwindigkeit v_min dargestellt, welche optional zur Begrenzung der Sollgeschwindigkeit in der erfindungsgemäßen Steuerung der Fahrgeschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs dienen. Diese können insbesondere den jeweils zulässigen Höchst- oder Mindestgeschwindigkeiten laut Straßenverkehrsordnung entsprechen oder die Maximalgeschwindigkeit v_max kann beispielsweise auch anhand von individuellen Präferenzen des Fahrers eingestellt werden. Die Vorgabe der Minimalgeschwindigkeit v_min sollte weiterhin berücksichtigen, dass die Akzeptanz des umgebenden Verkehrs gewährleistet ist und keine Verkehrsbehinderung auftritt. In der 1 ist beispielhaft ein erster Streckenabschnitt mit einer Maximalgeschwindigkeit v_max von 100 km/h dargestellt, etwa entsprechend einer deutschen Bundesstraße. Daran schließt ein Streckenabschnitt mit einer Mindestgeschwindigkeit v_min von 60 km/h und einer Maximalgeschwindigkeit v_max von anfänglich 120 km/h an, beispielsweise entsprechend einer deutschen Autobahn.
• Das erfindungsgemäße Verfahren verfolgt das Ziel, die Fahrgeschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs derart an die Verkehrsumgebung anzupassen, dass ein hinsichtlich einer Zielgröße, insbesondere des Energieverbrauchs, möglichst effizientes Fortkommen realisiert wird, wobei die im jeweiligen Streckensegment vorherrschende Durchschnittsgeschwindigkeit v̅_U der übrigen Verkehrsteilnehmer eine maßgebliche Größe der Steuerung darstellt. In einem einfachen Ansatz wird die Durchschnittsgeschwindigkeit v̅_U als die Sollgeschwindigkeit des Fahrzeugs eingesetzt.
• 2 zeigt eine schematische Darstellung des Ablaufs einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens 10 anhand eines Durchlaufs der Steuerung.
• Das Ermitteln 1 der longitudinalen Durchschnittsgeschwindigkeit der Verkehrsteilnehmer in der Verkehrsumgebung basiert vorzugsweise auf einer Vielzahl von Datenquellen, welche sowohl durch fahrzeugeigene Sensorik gebildet werden als insbesondere auch auf verkehrstelematischen Informationen basieren. Letztere umfassen im einfachsten Fall offline-Daten, beispielsweise digitale Straßenkarten, in denen jedem Streckensegment eine bei üblichem Verkehrsaufkommen bestimmte Durchschnittsgeschwindigkeit zugeordnet ist. Zusätzlich werden vorzugsweise auch Echtzeit-Daten über den aktuellen Verkehrsfluss herangezogen, etwa in Abhängigkeit vom Verkehrsaufkommen, der Witterung oder dem Vorhandensein von Baustellen. Eine kommerziell verfügbare Quelle derartiger Echtzeit-Daten stellt beispielsweise der sog. eHorizon von Fa. Continental dar. Das Ermitteln 1 der für das Verfahren 10 maßgeblichen Durchschnittsgeschwindigkeit basiert somit vorteilhaft auf einer geeigneten Kombination von fahrzeugeigener Sensorik zur Überwachung der unmittelbaren Verkehrsumgebung des Ego-Fahrzeugs mit großräumiger parzellierten verkehrstelematischen Daten.
• Das Bilden 2 einer auf der Durchschnittsgeschwindigkeit der umgebenden Verkehrsteilnehmer basierenden longitudinalen Sollgeschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs beruht in der in 2 dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens 10 im Wesentlichen auf den vier Verfahrensschritten 21 bis 24 und wird im Folgenden in der Zusammenschau mit 3 und 4 beschrieben, anhand des Gesamtwirkungsgrads als einer bevorzugten Zielgröße der Steuerung. Dabei zeigt 3 beispielhafte Verläufe des Gesamtwirkungsgrads η₀ bei freier Fahrt des Ego-Fahrzeugs und der Geschwindigkeitsverteilung P der Umgebungsgeschwindigkeit v_U der betrachteten Verkehrsteilnehmer, und 4 zeigt eine beispielhafte Darstellung der Verfahrensschritte 21 bis 24 zum Bilden 2 der Sollgeschwindigkeit.
• Das Ermitteln 21 der Geschwindigkeitsverteilung P der Umgebungsgeschwindigkeit v_U der Verkehrsteilnehmer wird vorzugsweise durchgeführt, indem aus der Durchschnittsgeschwindigkeit v̅_U eine Durchschnittsgeschwindigkeitsverteilung gebildet und diese mit einer Wahrscheinlichkeitsverteilung gefaltet wird. Die Durchschnittsgeschwindigkeitsverteilung ist dabei trivialerweise durch eine Delta-Funktion der Form δ(v_U - v̅_U) gegeben und unter Annahme beispielsweise einer Normalverteilung liegt die Geschwindigkeitsverteilung P normalverteilt um die Durchschnittsgeschwindigkeit v̅_U vor. Eine beispielhafte Geschwindigkeitsverteilung P ist als die gestrichelte Kurve in 3 sowie tabellarisch in 4 dargestellt, wobei dort jeweils eine Durchschnittsgeschwindigkeit v̅_U von 40 km/h und eine Standardabweichung von 20 km/h vorliegen. Dabei ist zu beachten, dass den Darstellungen in 3 und 4 unterschiedliche Diskretisierungen des Definitionsbereichs zugrunde liegen, beide Darstellungen aber als Wahrscheinlichkeitsverteilungen auf Eins normiert sind.
• Das Heranziehen 22 des Gesamtwirkungsgrads η des Ego-Fahrzeugs in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit v und der Umgebungsgeschwindigkeit v_U bedeutet einen Zugriff auf hinterlegte Daten, welche nicht zwangsläufig bei jedem Durchlauf der erfindungsgemäßen Steuerung neu generiert oder aktualisiert werden müssen. Der Gesamtwirkungsgrad η₀ des Fahrzeugs bei freier Fahrt, d.h. insbesondere ohne Bremseingriffe, kann beispielsweise aus der Antriebsleistung bestimmt werden, bei einer Brennkraftmaschine etwa aus dem Produkt von Kraftstoffmassenstrom und Kraftstoffheizwert oder bei einem elektrischen Antrieb aus der elektrochemischen Leistung der Batterie. In 3 ist beispielhaft der Gesamtwirkungsgrad η₀ bei freier Fahrt eines Fahrzeugs mit Brennkraftmaschine als Funktion der Fahrgeschwindigkeit v dargestellt (durchgezogene Kurve). Im Bereich niedriger Fahrgeschwindigkeiten v dominiert der Einfluss von motorinternen Reibungsverlusten, wohingegen bei hohen Fahrgeschwindigkeiten v der Luftwiderstand des Fahrzeugs den maßgeblich limitierenden Faktor darstellt.
• Darüber hinaus berücksichtigt der Gesamtwirkungsgrad η in einer realen Verkehrsumgebung auch Wirkungsgradverluste durch notwendige Bremseingriffe. Dies ist beispielhaft in der 4 dargestellt, welche den Gesamtwirkungsgrad η(v, v_U) tabellarisch in Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit v des Ego-Fahrzeugs sowie der Umgebungsgeschwindigkeit vu angibt. Solange die Fahrgeschwindigkeit v kleiner oder gleich der Umgebungsgeschwindigkeit vu ist, entspricht der Gesamtwirkungsgrad η dem Gesamtwirkungsgrad η₀ bei freier Fahrt. Wenn in einem betrachteten Streckensegment die Fahrgeschwindigkeit v aufgrund einer niedrigeren Umgebungsgeschwindigkeit v_U durch einen Bremseingriff gedrosselt werden muss, so wird der Gesamtwirkungsgrad des Ego-Fahrzeugs in diesem Streckenabschnitt um die Bremsverluste reduziert - im Beispiel der 4 wird einer Drosselung der Fahrgeschwindigkeit v um 10 km/h eine Verringerung des Gesamtwirkungsgrads η um 10% zugeordnet, wobei dieser Wert nur beispielhaft zu verstehen ist und detailliertere Messungen und/oder Simulationen zur energetischen Berücksichtigung der Bremswirkung zu bevorzugen sind.
• Das Ermitteln 23 eines Erwartungswerts des Gesamtwirkungsgrads 〈η(v)〉 für jede Fahrgeschwindigkeit v basierend auf der Geschwindigkeitsverteilung P der Umgebungsgeschwindigkeit v_U wird rechnerisch wie folgt durchgeführt: $$\langle \eta \left(v\right)\rangle ={\displaystyle \int \eta \left(v,v_U\right)P\left(v_U\right)d{v}_U}$$

  

  bzw. in der in 4 dargestellten diskreten Form $$\langle {\eta }_i\rangle ={\mathrm{\Sigma }}_j{\eta }_{i,j}{P}_j\text{ mit }{\eta }_{i,j}=\eta \left(v^{\left(i\right)},v_U^{\left(j\right)}\right)\text{und }{P}_j=P\left(v_U^{\left(j\right)}\right).$$

  
• Zuletzt erfolgt das Festlegen 24 der Sollgeschwindigkeit als die Extremalgeschwindigkeit v*, bei welcher der Erwartungswert des Gesamtwirkungsgrads 〈η(v)〉 maximal ist, also $v*=\text{arg }\underset{u}{\text{max}}\langle \eta \left(v\right)\rangle .$

  

  Im Beispiel der 3 beläuft sich die Extremalgeschwindigkeit v* auf 48 km/h, in der 4 entspricht dies aufgrund der gröberen Diskretisierung dem Wert 50 km/h. Im Vergleich zu der Durchschnittsgeschwindigkeit v̅_U=40 km/h der umgebenden Verkehrsteilnehmer wird in diesem Beispiel also eine höhere Sollgeschwindigkeit ausgegeben, da trotz notwendiger Bremseingriffe ein Effizienzgewinn durch das Betreiben der Brennkraftmaschine an einem optimaleren Arbeitspunkt generiert wird.
• Weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche zusätzlich zum Gesamtwirkungsgrad eine gewichtete Kombination weiterer Zielgrößen wie die Fahrtdauer oder die Fahrzeugemissionen berücksichtigen, können analog der vorangehenden Beschreibung mit dem gleichen Berechnungsverfahren dargestellt werden.
• Anschließend wird das Ausgeben 3 der Sollgeschwindigkeit an den Fahrer des Fahrzeugs und/oder an ein Fahrerassistenzsystem des Fahrzeugs durchgeführt. Der abschließende Verfahrensschritt des betrachteten Steuerungsdurchlaufs besteht im Ändern 4 der Fahrgeschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs auf die Sollgeschwindigkeit, welche die gesuchte verbrauchsoptimale Fahrgeschwindigkeit darstellt.
• Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
• Bezugszeichenliste

10

Verfahren

1

Ermitteln der Durchschnittsgeschwindigkeit

2

Bilden der Sollgeschwindigkeit

21

Bilden der Geschwindigkeitsverteilung

22

Heranziehen des Gesamtwirkungsgrads

23

Ermitteln des Erwartungswerts

24

Festlegen der Sollgeschwindigkeit

3

Ausgeben der Sollgeschwindigkeit

4

Ändern der Fahrgeschwindigkeit

v

Fahrgeschwindigkeit

V_U

Umgebungsgeschwindigkeit

v̅_U

Durchschnittsgeschwindigkeit

v*

Extremalgeschwindigkeit

v_max

Maximalgeschwindigkeit

v_min

Minimalgeschwindigkeit

v_range

Geschwindigkeitsbereich

s

Fahrweg

t

Fahrdauer

P

Geschwindigkeitsverteilung

η

Gesamtwirkungsgrad

η₀

Gesamtwirkungsgrad bei freier Fahrt

Claims (10)

1. Verfahren (10) zur Steuerung der longitudinalen Fahrgeschwindigkeit (v) eines Fahrzeugs in einer Verkehrsumgebung, wobei die Verkehrsumgebung eine Mehrzahl an Verkehrsteilnehmern umfasst, wobei das Verfahren bei jedem Durchlauf der Steuerung wenigstens die folgenden Schritte aufweist: - Ermitteln (1) der longitudinalen Durchschnittsgeschwindigkeit (v̅_U) der Verkehrsteilnehmer in der Verkehrsumgebung, - Bilden (2) einer darauf basierenden longitudinalen Sollgeschwindigkeit des Fahrzeugs, - Ausgeben (3) der Sollgeschwindigkeit an einen Fahrer des Fahrzeugs und/oder an ein Fahrerassistenzsystem des Fahrzeugs, und - Ändern (4) der Fahrgeschwindigkeit (v) auf die Sollgeschwindigkeit.
2. Verfahren (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung der longitudinalen Fahrgeschwindigkeit zur Optimierung einer Zielgröße des Fahrbetriebs des Fahrzeugs oder einer Kombination von mehreren Zielgrößen durchgeführt wird.
3. Verfahren (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zielgröße als der Gesamtwirkungsgrad (η) des Fahrzeugs oder als die Fahrtdauer des Fahrzeugs oder als die Emissionen des Fahrzeugs gewählt wird.
4. Verfahren (10) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollgeschwindigkeit als die Durchschnittsgeschwindigkeit (v̅_U) der Verkehrsteilnehmer gebildet wird.
5. Verfahren (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Bilden (2) der Sollgeschwindigkeit wenigstens die folgenden Schritte umfasst: - Bilden (21) einer Geschwindigkeitsverteilung (P) einer longitudinalen Umgebungsgeschwindigkeit (v_U) der Verkehrsteilnehmer um die Durchschnittsgeschwindigkeit (v̅_U), - Heranziehen (22) der Zielgröße (η) in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit (v) und der Umgebungsgeschwindigkeit (v_U), - Ermitteln (23) eines Erwartungswerts der Zielgröße (η) für jede Fahrgeschwindigkeit (v) basierend auf der Geschwindigkeitsverteilung (P) der Umgebungsgeschwindigkeit (v_U), und - Festlegen (24) der Sollgeschwindigkeit als eine Extremalgeschwindigkeit (v*), bei welcher der Erwartungswert der Zielgröße (η) maximal ist.
6. Verfahren (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeitsverteilung (P) als eine Normalverteilung gebildet wird, wobei der Erwartungswert der Normalverteilung der Durchschnittsgeschwindigkeit (v̅_U) entspricht.
7. Verfahren (10) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zielgröße (η) herangezogen wird als eine Zielgröße (η₀) bei freier Fahrt des Fahrzeugs, falls die Fahrgeschwindigkeit (v) kleiner oder gleich der Umgebungsgeschwindigkeit (v_U) ist, und als die Zielgröße (η₀) bei freier Fahrt modifiziert um die Wirkung von Bremseingriffen, falls die Fahrgeschwindigkeit (v) größer als die Umgebungsgeschwindigkeit (v_U) ist.
8. Verfahren (10) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollgeschwindigkeit durch eine Maximalgeschwindigkeit (v_max) als Obergrenze und/oder durch eine Minimalgeschwindigkeit (v_min) als Untergrenze beschränkt wird.
9. Verfahren (10) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ermitteln (1) der Durchschnittsgeschwindigkeit (v̅_U) anhand von wenigstens einer fahrzeugeigenen Datenquelle und/oder anhand von wenigstens einer verkehrstelematischen Datenquelle durchgeführt wird.
10. Verfahren (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die fahrzeugeigene Datenquelle als eine Kamera und/oder als ein RadarSystem und/oder als ein Lidar-System ausgebildet wird.

Images