DE102021114765A1

DE102021114765A1 - Berücksichtigung der Beschleunigungsnacheilung in einem Führungsfahrzeug, um den Host-Fahrzeug-Betrieb zu verbessern

Info

Publication number: DE102021114765A1
Application number: DE102021114765.4A
Authority: DE
Inventors: Vivek Vijaya Kumar; Kausalya Singuru; Kevin A. O'Dea; Carl P. DARUKHANAVALA
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2020-12-29
Filing date: 2021-06-09
Publication date: 2022-06-30
Also published as: US20220203984A1; CN114684123A

Abstract

Ein Verfahren enthält das Erhalten von Informationen über ein Führungsfahrzeug. Das Führungsfahrzeug fährt direkt vor dem Host-Fahrzeug, wobei die Informationen die Geschwindigkeit des Führungsfahrzeugs und einen Abstand g zwischen dem Host-Fahrzeug und dem Führungsfahrzeug enthalten. Basierend auf dem Detektieren einer Änderung der Geschwindigkeit des Führungsfahrzeugs in den Informationen wird eine entsprechende Sollbeschleunigung für das Host-Fahrzeug unter Verwendung der wahrgenommenen Beschleunigung des Führungsfahrzeugs berechnet, um den Abstand g innerhalb eines spezifizierten Bereichs von Abstandswerten aufrechtzuerhalten. Die wahrgenommene Beschleunigung des Führungsfahrzeugs basiert auf der durch die Informationen angegebenen Änderung der Geschwindigkeit. Basierend auf einer Prüfung der Parameter, die in das Berechnen der entsprechenden Sollbeschleunigung einbezogen sind, wird unter Verwendung einer Nacheilung für das Führungsfahrzeug, die zu einer beabsichtigten Beschleunigung des Führungsfahrzeugs führt, die sich von der wahrgenommenen Beschleunigung unterscheidet, eine modifizierte Sollbeschleunigung für das Host-Fahrzeug berechnet.

Description

EINLEITUNG
Der Gegenstand der Offenbarung bezieht sich auf die Berücksichtigung der Beschleunigungsnacheilung in einem Führungsfahrzeug, um den Host-Fahrzeug-Betrieb zu verbessern.
Fahrzeuge (z. B. Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Baumaschinen, automatisierte Fabrikanlagen) verwenden Sensoren, um einen teilautonomen oder autonomen Betrieb auszuführen. Beispielhafte Sensoren (z. B. eine Kamera, ein Radarsystem, ein Lidarsystem, eine Trägheitsmesseinheit, ein Beschleunigungsmesser) stellen Informationen über das Fahrzeug und seine Umgebung bereit. Beispielhafte teilautonome Operationen enthalten die adaptive Geschwindigkeitsregelung (ACC) und die Kollisionsvermeidung. Die ACC ist ein Fahrerassistenzsystem, das eine vom Fahrer spezifizierte Geschwindigkeit für das Host-Fahrzeug (d. h., das Fahrzeug, das das ACC-System implementiert) beibehält, während es diese Geschwindigkeit nach Bedarf einstellt, um einen Abstand von einem Führungsfahrzeug (d. h., einem Fahrzeug direkt vor dem Host-Fahrzeug) aufrechtzuerhalten. Ein Kollisionsvermeidungssystem betätigt autonom die Bremsen des Host-Fahrzeugs, um eine Kollision mit einem Führungsfahrzeug zu vermeiden. Autonome Fahrzeuge enthalten sowohl ACC- als auch Kollisionsvermeidungsfunktionalitäten. Frühere Herangehensweisen für Systeme in autonomen und teilautonomen Fahrzeugen, die Frontalkollisionen abschwächen, sind rückständig. Das heißt, das Fahrzeug reagiert auf detektierte Änderungen der Geschwindigkeits- oder Entfernungsrate eines Führungsfahrzeugs. Dementsprechend ist es wünschenswert, die Berücksichtigung der Beschleunigungsnacheilung in einem Führungsfahrzeug bereitzustellen, um den Betrieb des Host-Fahrzeugs zu verbessern.
ZUSAMMENFASSUNG
In einer beispielhaften Ausführungsform enthält ein Verfahren das Erhalten von Informationen über ein Führungsfahrzeug durch eine Schaltungsanordnung eines Host-Fahrzeugs. Das Führungsfahrzeug fährt direkt vor dem Host-Fahrzeug, wobei die Informationen die Geschwindigkeit des Führungsfahrzeugs und einen Abstand g zwischen dem Host-Fahrzeug und dem Führungsfahrzeug enthalten. Das Verfahren enthält außerdem das Berechnen einer entsprechenden Sollbeschleunigung für das Host-Fahrzeug unter Verwendung einer wahrgenommenen Beschleunigung des Führungsfahrzeugs, um den Abstand g innerhalb eines spezifizierten Bereichs von Abstandswerten aufrechtzuhalten, basierend auf dem Detektieren einer Änderung der Geschwindigkeit des Führungsfahrzeugs in den Informationen unter Verwendung der Verarbeitungsschaltungsanordnung. Die wahrgenommene Beschleunigung des Führungsfahrzeugs basiert auf der durch die Informationen angegebenen Änderung der Geschwindigkeit. Basierend auf einer Prüfung der Parameter, die in das Berechnen der entsprechenden Sollbeschleunigung einbezogen sind, wird unter Verwendung einer Nacheilung für das Führungsfahrzeug, die zu einer beabsichtigten Beschleunigung des Führungsfahrzeugs führt, die sich von der wahrgenommenen Beschleunigung unterscheidet, eine modifizierte Sollbeschleunigung für das Host-Fahrzeug berechnet. Die modifizierte Sollbeschleunigung wird für das Host-Fahrzeug implementiert.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale enthält das Erhalten der Informationen über das Führungsfahrzeug das Erhalten der gemessenen Geschwindigkeit des Führungsfahrzeugs unter Verwendung eines Sensors, wobei der Sensor ein Radarsystem, ein Lidarsystem oder eine Kamera enthält.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale enthält das Berechnen der entsprechenden Sollbeschleunigung für das Host-Fahrzeug das Bestimmen eines Sollabstands g* als: $g * = g_{0} + m a x [0, (ϑ_{H} T + \frac{ϑ_{H} Δ ϑ}{2 \sqrt{a_{H} b}})]$
wobei
g₀ ein festgelegter minimaler Abstandswert ist, ϑ_H eine aktuelle Geschwindigkeit des Host-Fahrzeugs ist, T eine bekannte Konstante ist, die sich auf eine Zeit bezieht, die einem sicheren Abstand zugeordnet ist, Δϑ eine Differenz zwischen einer aktuellen Geschwindigkeit ϑ_L des Führungsfahrzeugs und der aktuellen Geschwindigkeit ϑ_H des Host-Fahrzeugs ist, a_H eine aktuelle Beschleunigung des Host-Fahrzeugs ist und b eine bekannte Konstante ist, die die Verzögerung begrenzt.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale enthält das Ausführen der Prüfung der Parameter das Bestimmen, ob sich der Sollabstand g* innerhalb des spezifizierten Bereichs von Abstandswerten befindet, wobei das Berechnen der modifizierten Sollbeschleunigung nicht ausgeführt wird, falls sich der Sollabstand g* innerhalb des spezifizierten Bereichs von Abstandswerten befindet.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale enthält das Berechnen der entsprechenden Sollbeschleunigung für das Host-Fahrzeug das Bestimmen der Sollbeschleunigung ϑ̇_H(t) für das Host-Fahrzeug als: ${\dot{ϑ}}_{H} (t) = a_{H} (1 - {(\frac{ϑ_{H}}{ϑ_{H f}})}^{δ}) - a_{H} ({(\frac{g * (ϑ_{H} Δ ϑ)}{g})}^{2}),$
wobei
ϑ_Hf eine Endgeschwindigkeit des Host-Fahrzeugs ist, die erforderlich ist, um den Sollabstand g* zu erreichen, und g ein aktueller Abstand ist.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale enthält das Ausführen der Prüfung der Parameter das Bestimmen, ob sich eine Differenz zwischen einer aktuellen Beschleunigung des Host-Fahrzeugs und der entsprechenden Sollbeschleunigung innerhalb eines spezifizierten Bereichs befindet.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale wird die modifizierte Sollbeschleunigung des Host-Fahrzeugs unter Verwendung von: $a_{e s t} = {\dot{ϑ}}_{H} (t) (1 - e^{(t - φ) τ})$
berechnet, wobei
die Nacheilungszeitkonstante [engl.: „lag time constant“] τ und die Hemmungskonstante [engl.: „delay constant“] φ aus einer Nachschlagetabelle für einen Typ des Führungsfahrzeugs erhalten werden.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale wird die modifizierte Sollbeschleunigung des Host-Fahrzeugs durch das Addieren eines oder mehrerer modellbasierter Faktoren zu a_est berechnet.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale enthalten die modellbasierten Faktoren ein statistisches Modell eines Beschleunigungsfaktors der Verlangsamung des Führungsfahrzeugs und einen Glattheitsfaktor.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hierin beschriebenen Merkmale enthält das Verfahren außerdem das Aktualisieren der Nachschlagetabelle für den Typ des Führungsfahrzeugs basierend auf einem Ergebnis des Implementierens der neuen entsprechenden Sollbeschleunigung für das Host-Fahrzeug.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform enthält ein System in einem Host-Fahrzeug einen oder mehrere Sensoren, um die Informationen über ein Führungsfahrzeug bereitzustellen. Das Führungsfahrzeug fährt direkt vor dem Host-Fahrzeug, wobei die Informationen die Geschwindigkeit des Führungsfahrzeugs und einen Abstand g zwischen dem Host-Fahrzeug und dem Führungsfahrzeug enthalten. Das System enthält außerdem einen Controller, um basierend auf dem Detektieren einer Änderung der Geschwindigkeit des Führungsfahrzeugs in den Informationen eine entsprechende Sollbeschleunigung für das Host-Fahrzeug unter Verwendung einer wahrgenommenen Beschleunigung des Führungsfahrzeugs zu berechnen, um den Abstand g innerhalb eines spezifizierten Bereich von Abstandswerten aufrechtzuerhalten. Die wahrgenommene Beschleunigung des Führungsfahrzeugs basiert auf der durch die Informationen angegebenen Änderung der Geschwindigkeit. Basierend auf einer Prüfung der Parameter, die in das Berechnen der entsprechenden Sollbeschleunigung einbezogen sind, wird unter Verwendung einer Nacheilung für das Führungsfahrzeug, die zu einer beabsichtigten Beschleunigung des Führungsfahrzeugs führt, die sich von der wahrgenommenen Beschleunigung unterscheidet, eine modifizierte Sollbeschleunigung für das Host-Fahrzeug berechnet. Die modifizierte Sollbeschleunigung wird im Host-Fahrzeug implementiert.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale enthalten der eine oder die mehreren Sensoren ein Radarsystem, ein Lidarsystem oder eine Kamera.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale berechnet der Controller die entsprechende Sollbeschleunigung für das Host-Fahrzeug durch das Bestimmen eines Sollabstands g* als: $g * = g_{0} + m a x [0, (ϑ_{H} T + \frac{ϑ_{H} Δ ϑ}{2 \sqrt{a_{H} b}})],$
wobei
go ein festgelegter minimaler Abstandswert ist, ϑ_H eine aktuelle Geschwindigkeit des Host-Fahrzeugs ist, T eine bekannte Konstante ist, die sich auf eine Zeit bezieht, die einem sicheren Abstand zugeordnet ist, Δϑ eine Differenz zwischen einer aktuellen Geschwindigkeit ϑ_L des Führungsfahrzeugs und der aktuellen Geschwindigkeit ϑ_H des Host-Fahrzeugs ist, a_H eine aktuelle Beschleunigung des Host-Fahrzeugs ist und b eine bekannte Konstante ist, die die Verzögerung begrenzt.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale führt der Controller die Prüfung der Parameter durch das Bestimmen aus, ob sich der Sollabstand g* innerhalb des spezifizierten Bereichs von Abstandswerten befindet, wobei das Berechnen der modifizierten Sollbeschleunigung nicht ausgeführt wird, falls sich der Sollabstand g* innerhalb des spezifizierten Bereichs von Abstandswerten befindet.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale berechnet der Controller die entsprechende Sollbeschleunigung für das Host-Fahrzeug durch das Bestimmen der Sollbeschleunigung ϑ̇_H(t) für das Host-Fahrzeug als: ${\dot{ϑ}}_{H} (t) = a_{H} (1 - {(\frac{ϑ_{H}}{ϑ_{H f}})}^{δ}) - a_{H} ({(\frac{g * (ϑ_{H} Δ ϑ)}{g})}^{2}),$
wobei
ϑ_Hf eine Endgeschwindigkeit des Host-Fahrzeugs ist, die erforderlich ist, um den Sollabstand g* zu erreichen, und g ein aktueller Abstand ist.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale führt der Controller die Prüfung der Parameter durch das Bestimmen aus, ob sich eine Differenz zwischen einer aktuellen Beschleunigung des Host-Fahrzeugs und der entsprechenden Sollbeschleunigung innerhalb eines spezifizierten Bereichs befindet.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale berechnet der Controller die modifizierte Sollbeschleunigung des Host-Fahrzeugs als: $a_{e s t} = {\dot{ϑ}}_{H} (t) (1 - e^{(t - φ) τ}),$
wobei
die Nacheilungszeitkonstante τ und die Hemmungskonstante φ aus einer Nachschlagetabelle für einen Typ des Führungsfahrzeugs erhalten werden.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale berechnet der Controller die modifizierte Sollbeschleunigung des Host-Fahrzeugs durch das Addieren eines oder mehrerer modellbasierter Faktoren.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale enthalten die modellbasierten Faktoren ein statistisches Modell eines Beschleunigungsfaktors der Verlangsamung des Führungsfahrzeugs und einen Glattheitsfaktor.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der hierin beschriebenen Merkmale aktualisiert der Controller die Nachschlagetabelle für den Typ des Führungsfahrzeugs basierend auf einem Ergebnis des Implementierens der neuen entsprechenden Sollbeschleunigung für das Host-Fahrzeug.
Die obigen Merkmale und Vorteile und andere Merkmale und Vorteile der Offenbarung sind aus der folgenden ausführlichen Beschreibung leicht offensichtlich, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet wird.
Figurenliste
Andere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten erscheinen lediglich beispielhaft in der folgenden ausführlichen Beschreibung, wobei sich die ausführliche Beschreibung auf die Zeichnungen bezieht, wobei:

1 einen Blockschaltplan, der ein beispielhaftes Szenario veranschaulicht, das eine Schätzung einer tatsächlichen Beschleunigung eines Führungsfahrzeugs beinhaltet, um den Betrieb eines Host-Fahrzeugs gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen zu verbessern; und
2 einen Prozessablauf eines Verfahrens zur Verbesserung des Betriebs eines Host-Fahrzeugs durch das Schätzen einer tatsächlichen Beschleunigung eines Führungsfahrzeugs gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Art und ist nicht vorgesehen, die vorliegende Offenbarung, ihre Anwendung oder Verwendungen einzuschränken. Es sollte erkannt werden, dass überall in den Zeichnungen entsprechende Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale angeben.
Wie vorher angegeben worden ist, verwenden Systeme verschiedene Sensoren, um einen teilautonomen und autonomen Betrieb eines Host-Fahrzeugs auszuführen. Derartige Systeme, wie z. B. das ACC- und das Kollisionsvermeidungssystem, erfordern z. B. das Detektieren der relativen Position und Beschleunigung eines Führungsfahrzeugs. Die Beschleunigung ist die zeitliche Änderungsrate der Geschwindigkeit und kann entweder zu einer Erhöhung oder zu einer Verringerung der Geschwindigkeit führen. Eine Verzögerung ist insbesondere eine Beschleunigung, die eine Verringerung der Geschwindigkeit verursacht. Die wahrgenommene oder gemessene Beschleunigung des Führungsfahrzeugs kann aufgrund einer Nacheilung bei der Reaktion des Führungsfahrzeugs ungenau sein. Das heißt, die endgültige (d. h., beabsichtigte) Beschleunigung, die in dem Führungsfahrzeug durch einen Fahrer oder einen Controller befohlen wird, kann nicht genau in der vor der Nacheilung wahrgenommenen (d. h., gemessenen) Beschleunigung widergespiegelt werden. Die Nacheilung zwischen einem Signal (ein Fahrer betätigt z. B. das Brems- oder Fahrpedal), das zu der wahrgenommenen Beschleunigung führt, die anfänglich durch das Host-Fahrzeug gemessen wird, und der beabsichtigten Endgeschwindigkeit des Führungsfahrzeugs basierend auf dem Betätigungssignal kann basierend auf dem Typ des Führungsfahrzeugs variieren.
Infolge dieser einem gegebenen Führungsfahrzeug zuzuordnenden Nacheilung kann der teilautonome oder autonome Betrieb des Host-Fahrzeugs, der auf dem Reagieren auf die wahrgenommene Beschleunigung (d. h., die Änderung der gemessenen oder abgetasteten Geschwindigkeit) basiert, verursachen, dass das Host-Fahrzeug in einer Weise arbeitet, dass sich der Abstand zwischen dem Host-Fahrzeug und dem Führungsfahrzeug über einen akzeptablen Bereich von Entfernungen hinaus vergrößert oder verkleinert. Infolgedessen kann es sein, dass im Host-Fahrzeug eine plötzliche Beschleunigung oder ein plötzliches Bremsen implementiert werden muss, was für die Insassen des Host-Fahrzeugs eine unkomfortable Fahrt bedeutet. Die Ausführungsformen der hierin ausführlich beschriebenen Systeme und Verfahren beziehen sich auf die Berücksichtigung der Beschleunigungsnacheilung in einem Führungsfahrzeug, um den Betrieb des Host-Fahrzeugs zu verbessern. Spezifisch kann eine genauere Sollbeschleunigung des Host-Fahrzeugs unter Berücksichtigung der Nacheilung bestimmt werden, die bewirkt, dass sich die beabsichtigte Beschleunigung des Führungsfahrzeugs von der wahrgenommenen Beschleunigung des Führungsfahrzeugs unterscheidet.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist 1 ein Blockschaltplan, der ein beispielhaftes Szenario veranschaulicht, das die Berücksichtigung der Beschleunigungsnacheilung in einem Führungsfahrzeug 140 einbezieht, um den Betrieb eines Host-Fahrzeugs 100 zu verbessern. Das in 1 gezeigte beispielhafte Host-Fahrzeug 100 ist ein Personenkraftwagen 101. Das beispielhafte Führungsfahrzeug 140 ist ein Lastkraftwagen. Ein Abstand g zwischen dem Host-Fahrzeug 100 und dem Führungsfahrzeug 140 ist angegeben. Dieser Abstand g befindet sich innerhalb eines akzeptablen Bereichs, der durch einen minimalen Abstand gmin und einen maximalen Abstand gmax definiert ist, wie außerdem angegeben ist. Das Host-Fahrzeug 100 enthält die Sensoren 120, die die Informationen über das Host-Fahrzeug 100 erhalten, und die Sensoren 130, die die Informationen über seine Umgebung einschließlich des Vorhandenseins, der Position und der Beschleunigung des Führungsfahrzeugs 140 erhalten.
Das Host-Fahrzeug 100 enthält außerdem einen Controller 110, der die Informationen von den Sensoren 120, 130 erhält und den teilautonomen oder autonomen Betrieb des Fahrzeugs 100 steuert. Dieser Betrieb kann die Steuerung des ACC- oder des Kollisionsvermeidungssystems enthalten. Der Controller 110 kann eine Verarbeitungsschaltungsanordnung, die eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam benutzt, dediziert oder Gruppe) und einen Speicher enthalten kann, die ein oder mehrere Software- oder Firmware-Programme ausführt, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen, enthalten.
2 ist ein Prozessablauf eines Verfahrens 200 zum Verbessern des Betriebs eines Host-Fahrzeugs 100 unter Berücksichtigung einer Beschleunigungsnacheilung in einem Führungsfahrzeug 140 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen. Die Prozesse können durch den Controller 110 des Host-Fahrzeugs 100 ausgeführt werden. Im Block 210 enthält das Erhalten des Typs, der Beschleunigung, der Geschwindigkeit und der Position des Führungsfahrzeugs 140 das Verwenden der Sensoren 130 (z. B. des Lidarsystems, des Radarsystems, der Kamera) gemäß bekannten Techniken. Der Typ des Führungsfahrzeugs 140 (z. B. Kleinwagen, Lastkraftwagen) erleichtert das Verwenden einer Nachschlagetabelle, um die Nacheilungszeitkonstanten τ_acc (Beschleunigungsnacheilung) und τ_dec (Verzögerungsnacheilung) und die Hemmungskonstanten φ_acc (Beschleunigungsnacheilung) und φ_dec (Verzögerungsnacheilung) zu erhalten. Wie ferner bezüglich des Blocks 240 erörtert wird, kann als Teil der Vorhersage auf die relevanten Werte der Nachschlagetabelle zugegriffen werden. Der Prozess in Block 210 wird kontinuierlich ausgeführt. Wenn eine Änderung der Geschwindigkeit (d. h., eine Beschleunigung) für das Führungsfahrzeug 140 wahrgenommen (d. h., gemessen) wird, geht das Verfahren 200 zum Block 220 weiter.
Im Block 220 bezieht sich das Berechnen einer Sollbeschleunigung ϑ̇_H(t) für das Host-Fahrzeug 100 auf das Bestimmen der Beschleunigung, die als notwendig wahrgenommen wird, um den Abstand g zwischen dem durch den minimalen Abstand gmin und einem maximalen Abstand gmax definierten Bereich basierend auf den beobachteten Handlungen des Führungsfahrzeugs 140 aufrechtzuerhalten. Dies wird basierend auf den Gln. 1 und 2 berechnet: $g * = g_{0} + m a x [0, (ϑ_{H} T + (\frac{ϑ_{H} Δ ϑ}{2 \sqrt{a_{H} b}}))],$
${\dot{ϑ}}_{H} (t) = a_{H} (1 - {(\frac{ϑ_{H}}{ϑ_{H f}})}^{δ}) - a_{H} ({(\frac{g * (ϑ_{H} Δ ϑ)}{g})}^{2}),$
In Gl. 1 ist g* der Sollabstand g, der sich innerhalb des durch den minimalen Abstand gmin und einen maximalen Abstand gmax definierten Bereichs befindet. Der minimale Abstand g₀ ist eine Festlegung (z. B. des ACC-Systems), die z. B. die Präferenz der Bedienungsperson für den minimalen Abstand spezifiziert. Die aktuelle Geschwindigkeit ϑ_H des Host-Fahrzeugs 100 ist z. B. basierend auf den Sensoren 120 bekannt, wobei T eine bekannte Konstante ist, die auf einem Verkehrsmodell basiert. Die Konstante T repräsentiert eine Zeit, die einem Wert eines sicheren Abstands zugeordnet ist, und wird verwendet, weil der Sollabstand g* durch das Verkehrsmodell beeinflusst wird (der Soll-g* kann z. B. bei größerer Verkehrsdichte verringert werden). Die Differenz Δϑ ist die Differenz zwischen der aktuellen Geschwindigkeit ϑ_L des Führungsfahrzeugs 140, die gemäß den Sensoren 130 bestimmt wird, und der aktuellen Geschwindigkeit des Host-Fahrzeugs 100. Die aktuelle Beschleunigung a_H des Host-Fahrzeugs 100 ist basierend auf den Sensoren 120 des Host-Fahrzeugs 100 bekannt, wobei b eine Verzögerungskonstante ist, die die Verzögerung in Bremsszenarien begrenzt. Die freie Beschleunigungskomponente δ ist bekannt.
Wie Gl. 2 angibt, wird die Sollbeschleunigung ϑ̇_H(t) für das Host-Fahrzeug 100 unter Verwendung der wahrgenommenen (d. h., gemessenen) Geschwindigkeit ϑ_L des Führungsfahrzeugs 140 (als Teil der Differenz Δϑ) berechnet. Die Endgeschwindigkeit ϑ_Hf des Host-Fahrzeugs 100 ist jene, die erforderlich ist, um den Sollabstand g* angesichts der Endgeschwindigkeit des Führungsfahrzeugs 140 zu erreichen. Die Endgeschwindigkeit ϑ_Hf des Host-Fahrzeugs 100 basiert auf der wahrgenommenen Geschwindigkeit ϑ_L des Führungsfahrzeugs 140, weil die Nacheilung (d. h., das Potential für eine anschließende weitere Zunahme der Änderungsrate der Geschwindigkeit) in Gl. 2 nicht berücksichtigt wird. Wie vorher angegeben worden ist, kann diese Berechnung der Sollbeschleunigung ϑ̇_H(t) für das Host-Fahrzeug 100 (und der Endgeschwindigkeit ϑ_Hf) infolge der Nacheilung zwischen der wahrgenommenen und der beabsichtigten Beschleunigung des Führungsfahrzeugs 140 ungenau sein. Folglich wird, bevor diese Sollbeschleunigung ϑ̇_H(t) für das Host-Fahrzeug 100 implementiert wird, die Prüfung im Block 230 ausgeführt.
Im Block 230 wird eine Prüfung mit den beiden Parametern ausgeführt, die mit den Gln. 1 und 2 erhalten werden. Eine Prüfung bestimmt, ob sich der Sollabstand g*, der sich aus Gl. 1 ergibt, außerhalb des durch den minimalen Abstand gmin und den maximalen Abstand gmax definierten Schwellenbereichs befindet. Eine weitere Prüfung ist, ob sich eine Beschleunigungsdifferenz zwischen der Sollbeschleunigung ϑ_̇H(t) für das Host-Fahrzeug 100 (die gemäß Gl. 2 im Block 220 berechnet wird) und der aktuellen Beschleunigung des Host-Fahrzeugs 100 außerhalb eines Schwellenbereichs der Beschleunigungsdifferenz befindet. Weil das Führungsfahrzeug 140 verlangsamen oder beschleunigen kann, können die berechnete Sollbeschleunigung ϑ̇_H(t) für das Host-Fahrzeug 100 und folglich die Beschleunigungsdifferenz eine Zunahme oder eine Abnahme sein. Sowohl der minimale Abstand gmin und der maximale Abstand gmax als auch die Schwellen-Beschleunigungsdifferenz können basierend auf dem Verkehrsmodell eingestellt werden.
Basierend auf der Prüfung im Block 230 kann es sein, dass die beabsichtigte Beschleunigung des Führungsfahrzeugs 140 berücksichtigt oder nicht berücksichtigt werden muss. Wenn sich sowohl der Sollabstand g* als auch die Beschleunigungsdifferenz (gemäß der Prüfung in Block 230) innerhalb der Schwellenbereiche befinden, dann wird die Steuerung des Host-Fahrzeugs im Block 250 unter Verwendung der berechneten Sollbeschleunigung ϑ̇̇_H(t) ausgeführt. Dann werden die im Block 210 beginnenden Prozesse wiederaufgenommen. Wenn sich der Sollabstand g* und die Beschleunigungsdifferenz (gemäß der Prüfung in Block 230) außerhalb der Schwellenbereiche befinden, dann werden die Prozesse im Block 240 ausgeführt.
Im Block 240 impliziert das Erhalten einer modifizierten Sollbeschleunigung a_est für das Host-Fahrzeug 100 eine Vorhersage der beabsichtigten Beschleunigung des Führungsfahrzeugs 140. Das heißt, anstelle des Verwendens der (unter Verwendung von GI. 2) berechneten Sollbeschleunigung ϑ̇_H(t) wird stattdessen die modifizierte Sollbeschleunigung a_est für das Host-Fahrzeug 100 berechnet. Indem die Nacheilung für den Typ des Führungsfahrzeugs 140 berücksichtigt wird, berücksichtigt die Berechnung der modifizierten Sollbeschleunigung a_est für das Host-Fahrzeug 100 die beabsichtigte Beschleunigung des Führungsfahrzeugs 140 anstatt der wahrgenommenen Beschleunigung. Um deutlich zu sein, die beabsichtigte Beschleunigung des Führungsfahrzeugs 140 ist jene, die nach der dem Führungsfahrzeug 140 zugeordneten Nacheilung wahrgenommen würde.
Wie vorher angegeben worden ist, können die relevante Nacheilungszeitkonstante τ und die Hemmungskonstante φ, die dem Typ des Führungsfahrzeugs 140 (z. B. Lastkraftwagen, Wagen der Kompaktklasse) entsprechen, aus einer Nachschlagetabelle als Teil der Vorhersage im Block 240 oder zuvor (z. B. im Block 210) erhalten werden. Das heißt, die Nachschlagetabelle kann die Werte von τ_acc, τ_dec, φ_acc und φ_dec für jeden von mehreren Typen von Fahrzeugen bereitstellen. Wie bezüglich des Blocks 260 erörtert wird, kann der Eintrag in der Nachschlagetabelle für den Fahrzeugtyp, der dem Führungsfahrzeug 140 entspricht, für die Verwendung, wenn das Host-Fahrzeug 100 das nächste Mal einem Führungsfahrzeug des gleichen Typs begegnet, (im Block 260) aktualisiert werden, wobei der Controller 110 die Verarbeitung im Block 240 ausführt.
Spezifisch wird im Block 240 die modifizierte Sollbeschleunigung a_est für das Host-Fahrzeug 100 unter Verwendung von Gl. 3 berechnet: $a_{e s t} = {\dot{ϑ}}_{H} (t) (1 - e^{(t - φ) τ}) + r_f a c t o r + f_f a c t o r$
In Gl. 3 ist die Sollbeschleunigung ϑ̇_H(t) für das Host-Fahrzeug 100 (aus dem Block 220) das Berechnungsergebnis unter Verwendung von GI. 2, die keine dem Führungsfahrzeug 140 zugeordnete Nacheilung berücksichtigt. Die Nacheilungszeitkonstante τ ist τ_acc (falls die Beschleunigung a_L des Führungsfahrzeugs 140 zu einer erhöhten Geschwindigkeit ϑ_L des Führungsfahrzeugs 140 führt) oder τ_dec (falls die Beschleunigung a_L des Führungsfahrzeugs 140 zu einer verringerten Geschwindigkeit ϑ_L des Führungsfahrzeugs 140 führt). Ähnlich ist die Hemmungskonstante φ φ_acc (falls die Beschleunigung a_L des Führungsfahrzeugs 140 zu einer erhöhten Geschwindigkeit ϑ_L des Führungsfahrzeugs 140 führt) oder φ_dec (falls die Beschleunigung a_L des Führungsfahrzeugs 140 zu einer verringerten Geschwindigkeit ϑ_L des Führungsfahrzeugs 140 führt). Die zusätzlichen Komponenten in GI. 3, r_factor und f_factor, sind optional. Der r_factor, der das statistische Modell des Beschleunigungsfaktors der Verlangsamung des Führungsfahrzeugs 140 ist, kann aus einem Modell erhalten werden und ist eine Funktion der wahrgenommenen Beschleunigung des Führungsfahrzeugs 140. Der f_factor, der der Faktor für die Glattheit ist, basiert auf zuvor berechneten Eichungen, die den Fahrgastkomfort berücksichtigen, und ist eine Funktion der Differenz Δϑ.
Nachdem die modifizierte Sollbeschleunigung a_est gemäß GI. 3 (im Block 240) berechnet worden ist, werden die Prozesse im Block 250 erreicht. Wenn der Block 250 vom Block 240 erreicht wird, wird der Betrieb des Host-Fahrzeugs 100 basierend auf der gemäß Gl. 3 berechneten modifizierten Sollbeschleunigung a_est unter Berücksichtigung der dem Typ des Führungsfahrzeugs 140 zugeordneten Nacheilung gesteuert. Wenn jedoch der Block 250 von der Prüfung im Block 230 erreicht wird, wird die Sollbeschleunigung ϑ̇_H(t) gemäß GI. 2 verwendet, um den Betrieb des Host-Fahrzeugs 100 zu steuern.
Im Block 260 bezieht sich das Aktualisieren der Nacheilung des Typs des Führungsfahrzeugs 140 auf das Aktualisieren von τ_acc und φ_acc oder τ_acc und φ_dec darauf basierend, ob das Szenario beinhaltet, ob das Führungsfahrzeug 140 seine Geschwindigkeit erhöht oder verringert. Das Aktualisieren basiert im Vergleich zum Sollabstand g* auf dem tatsächlichen Abstand g, der sich aus der Verarbeitung im Block 240 und der Implementierung im Block 250 (der modifizierten Sollbeschleunigung a_est) ergibt. Das heißt, die Nacheilungszeitkonstante τ und die Hemmungskonstante φ können in der Nachschlagetabelle für den Eintrag, der dem Typ des Führungsfahrzeugs 140 zugeordnet ist, eingestellt werden, falls der tatsächliche Abstand g kleiner oder größer als der Sollabstand g* ist, nachdem die Beschleunigung des Host-Fahrzeugs 100 auf dem Berücksichtigen der beabsichtigten Beschleunigung des Führungsfahrzeugs 140 basiert.
Während die obige Offenbarung bezüglich beispielhafter Ausführungsformen beschrieben worden ist, wird durch die Fachleute auf dem Gebiet erkannt, dass verschiedene Änderungen vorgenommen und deren Elemente durch Äquivalente ersetzt werden können, ohne von ihrem Schutzumfang abzuweichen. Zusätzlich können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine spezielle Situation oder ein spezielles Material an die Lehren der Offenbarung anzupassen, ohne von ihrem wesentlichen Schutzumfang abzuweichen. Deshalb ist vorgesehen, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die offenbarten speziellen Ausführungsformen eingeschränkt ist, sondern alle Ausführungsformen enthält, die in ihren Schutzumfang fallen.

Claims

Verfahren, das umfasst: Erhalten von Informationen über ein Führungsfahrzeug durch eine Verarbeitungsschaltungsanordnung eines Host-Fahrzeugs, wobei das Führungsfahrzeug direkt vor dem Host-Fahrzeug fährt und die Informationen die Geschwindigkeit des Führungsfahrzeugs und einen Abstand g zwischen dem Host-Fahrzeug und dem Führungsfahrzeug enthalten; basierend auf dem Detektieren einer Änderung der Geschwindigkeit des Führungsfahrzeugs in den Informationen, Berechnen, unter Verwendung der Verarbeitungsschaltungsanordnung, einer entsprechenden Sollbeschleunigung für das Host-Fahrzeug unter Verwendung einer wahrgenommenen Beschleunigung des Führungsfahrzeugs, um den Abstand g innerhalb eines spezifizierten Bereichs von Abstandswerten aufrechtzuhalten, wobei die wahrgenommene Beschleunigung des Führungsfahrzeugs auf der durch die Informationen angegebenen Änderung der Geschwindigkeit basiert; basierend auf einer Prüfung der Parameter, die in die Berechnung der entsprechenden Sollbeschleunigung einbezogen sind, Berechnen, unter Verwendung der Verarbeitungsschaltungsanordnung, einer modifizierten Sollbeschleunigung für das Host-Fahrzeug unter Verwendung einer Nacheilung für das Führungsfahrzeug, die zu einer beabsichtigten Beschleunigung des Führungsfahrzeugs führt, die sich von der wahrgenommenen Beschleunigung unterscheidet; und Implementieren der modifizierten Sollbeschleunigung für das Host-Fahrzeug.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Erhalten der Informationen über das Führungsfahrzeug das Erhalten der gemessenen Geschwindigkeit des Führungsfahrzeugs unter Verwendung eines Sensors enthält und der Sensor ein Radarsystem, ein Lidarsystem oder eine Kamera enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Berechnen der entsprechenden Sollbeschleunigung für das Host-Fahrzeug das Bestimmen eines Sollabstands g* als: $g * = g_{0} + m a x [0, (ϑ_{H} T + (\frac{ϑ_{H} Δ ϑ}{2 \sqrt{a_{H} b}}))]$
enthält, wobei g₀ ein festgelegter minimaler Abstandswert ist, ϑ_H eine aktuelle Geschwindigkeit des Host-Fahrzeugs ist, T eine bekannte Konstante ist, die sich auf eine Zeit bezieht, die einem sicheren Abstand zugeordnet ist, Δϑ eine Differenz zwischen einer aktuellen Geschwindigkeit ϑ_L des Führungsfahrzeugs und der aktuellen Geschwindigkeit ϑ_H des Host-Fahrzeugs ist, a_H eine aktuelle Beschleunigung des Host-Fahrzeugs ist und b eine bekannte Konstante ist, die die Verzögerung begrenzt.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Ausführen der Prüfung der Parameter das Bestimmen enthält, ob sich der Sollabstand g* innerhalb des spezifizierten Bereichs von Abstandswerten befindet, wobei das Berechnen der modifizierten Sollbeschleunigung nicht ausgeführt wird, falls sich der Sollabstand g* innerhalb des spezifizierten Bereichs von Abstandswerten befindet.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Berechnen der entsprechenden Sollbeschleunigung für das Host-Fahrzeug das Bestimmen der Sollbeschleunigung ϑ_̇H(t) für das Host-Fahrzeug als: ${\dot{ϑ}}_{H} (t) = a_{H} (1 - {(\frac{ϑ_{H}}{ϑ_{H f}})}^{δ}) - a_{H} ({(\frac{g * (ϑ_{H} Δ ϑ)}{g})}^{2}),$
enthält, wobei ϑ_Hf eine Endgeschwindigkeit des Host-Fahrzeugs ist, die erforderlich ist, um den Sollabstand g* zu erreichen, und g ein aktueller Abstand ist, das Ausführen der Prüfung der Parameter das Bestimmen enthält, ob sich eine Differenz zwischen einer aktuellen Beschleunigung des Host-Fahrzeugs und der entsprechenden Sollbeschleunigung innerhalb eines spezifizierten Bereichs befindet, und die modifizierte Sollbeschleunigung des Host-Fahrzeugs unter Verwendung von: $a_{e s t} = {\dot{ϑ}}_{H} (t) (1 - e^{(t - φ) τ})$
berechnet wird, wobei die Nacheilungszeitkonstante τ und die Hemmungskonstante φ aus einer Nachschlagetabelle für einen Typ des Führungsfahrzeugs erhalten werden, die modifizierte Sollbeschleunigung des Host-Fahrzeugs durch das Addieren eines oder mehrerer modellbasierter Faktoren zu a_est berechnet wird und die modellbasierten Faktoren ein statistisches Modell eines Beschleunigungsfaktors der Verlangsamung des Führungsfahrzeugs und einen Glattheitsfaktor enthalten, wobei das Verfahren außerdem das Aktualisieren der Nachschlagetabelle für den Typ des Führungsfahrzeugs basierend auf einem Ergebnis des Implementierens der neuen entsprechenden Sollbeschleunigung für das Host-Fahrzeug enthält.
System in einem Host-Fahrzeug, wobei das System umfasst: einen oder mehrere Sensoren, die konfiguriert sind, Informationen über ein Führungsfahrzeug bereitzustellen, wobei das Führungsfahrzeug direkt vor dem Host-Fahrzeug fährt und die Informationen die Geschwindigkeit des Führungsfahrzeugs und einen Abstand g zwischen dem Host-Fahrzeug und dem Führungsfahrzeug enthalten; und einen Controller, der konfiguriert ist, basierend auf dem Detektieren einer Änderung der Geschwindigkeit des Führungsfahrzeugs in den Informationen eine entsprechende Sollbeschleunigung für das Host-Fahrzeug unter Verwendung einer wahrgenommenen Beschleunigung des Führungsfahrzeugs zu berechnen, um den Abstand g innerhalb eines spezifizierten Bereichs von Abstandswerten aufrechtzuerhalten, wobei die wahrgenommene Beschleunigung des Führungsfahrzeugs auf der durch die Informationen angegebenen Änderung der Geschwindigkeit basiert, basierend auf einer Prüfung der Parameter, die in das Berechnen der entsprechenden Sollbeschleunigung einbezogen sind, eine modifizierte Sollbeschleunigung für das Host-Fahrzeug unter Verwendung einer Nacheilung für das Führungsfahrzeug, die zu einer beabsichtigten Beschleunigung des Führungsfahrzeugs führt, die sich von der wahrgenommenen Beschleunigung unterscheidet, zu berechnen und die modifizierte Sollbeschleunigung in dem Host-Fahrzeug zu implementieren.
System nach Anspruch 6, wobei der eine oder die mehreren Sensoren ein Radarsystem, ein Lidarsystem oder eine Kamera enthalten.
System nach Anspruch 6, wobei der Controller konfiguriert ist, die entsprechende Sollbeschleunigung für das Host-Fahrzeug durch das Bestimmen eines Sollabstands g* als: $g * = g_{0} + m a x [0, (ϑ_{H} T + (\frac{ϑ_{H} Δ ϑ}{2 \sqrt{a_{H} b}}))]$
zu berechnen, wobei go ein festgelegter minimaler Abstandswert ist, ϑ_H eine aktuelle Geschwindigkeit des Host-Fahrzeugs ist, T eine bekannte Konstante ist, die sich auf eine Zeit bezieht, die einem sicheren Abstand zugeordnet ist, Δϑ eine Differenz zwischen einer aktuellen Geschwindigkeit ϑ_L des Führungsfahrzeugs und der aktuellen Geschwindigkeit ϑ_H des Host-Fahrzeugs ist, a_H eine aktuelle Beschleunigung des Host-Fahrzeugs ist und b eine bekannte Konstante ist, die die Verzögerung begrenzt.
System nach Anspruch 8, wobei der Controller konfiguriert ist, die Prüfung der Parameter durch das Bestimmen auszuführen, ob sich der Sollabstand g* innerhalb des spezifizierten Bereichs von Abstandswerten befindet, wobei das Berechnen der modifizierten Sollbeschleunigung nicht ausgeführt wird, falls sich der Sollabstand g* innerhalb des spezifizierten Bereichs von Abstandswerten befindet.
System nach Anspruch 8, wobei der Controller konfiguriert ist, die entsprechende Sollbeschleunigung für das Host-Fahrzeug durch das Bestimmen der Sollbeschleunigung ϑ̇_H(t) für das Host-Fahrzeug als: ${\dot{ϑ}}_{H} (t) = a_{H} (1 - {(\frac{ϑ_{H}}{ϑ_{H f}})}^{δ}) - a_{H} ({(\frac{g * (ϑ_{H} Δ ϑ)}{g})}^{2}),$
zu berechnen, wobei ϑ_Hf eine Endgeschwindigkeit des Host-Fahrzeugs ist, die erforderlich ist, um den Sollabstand g* zu erreichen, und g ein aktueller Abstand ist, der Controller konfiguriert ist, die Prüfung der Parameter durch das Bestimmen, ob sich eine Differenz zwischen einer aktuellen Beschleunigung des Host-Fahrzeugs und der entsprechenden Sollbeschleunigung innerhalb eines spezifizierten Bereichs befindet, auszuführen, der Controller konfiguriert ist, die modifizierte Sollbeschleunigung des Host-Fahrzeugs als: $a_{e s t} = {\dot{ϑ}}_{H} (t) (1 - e^{(t - φ) τ})$
zu berechnen, wobei die Nacheilungszeitkonstante τ und die Hemmungskonstante φ aus einer Nachschlagetabelle für einen Typ des Führungsfahrzeugs erhalten werden, der Controller konfiguriert ist, die modifizierte Sollbeschleunigung des Host-Fahrzeugs durch das Addieren eines oder mehrerer modellbasierter Faktoren zu a_est zu berechnen, wobei die modellbasierten Faktoren ein statistisches Modell eines Beschleunigungsfaktors der Verlangsamung des Führungsfahrzeugs und einen Glattheitsfaktor enthalten, und der Controller konfiguriert ist, die Nachschlagetabelle für den Typ des Führungsfahrzeugs basierend auf einem Ergebnis des Implementierens der neuen entsprechenden Sollbeschleunigung für das Host-Fahrzeug zu aktualisieren.