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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einregeln eines Abstands eines Fahrzeugs zu einem Zielobjekt, insbesondere einem vorausfahrenden Fahrzeug, sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung.
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Hintergrund der Erfindung
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In modernen Fahrzeugen gibt es immer häufiger automatisierte Fahrfunktionen, um den Fahrer zu entlasten. Solche Fahrfunktionen umfassen z.B. Längsführungsassistenten für Autobahn-, Stadt- oder Landstraßenverkehr. Diese Funktionen ermöglichen in der Regel, neben der Regelung einer vorgewählten Geschwindigkeit, auch, einen vordefinierten Abstand zum Vorderfahrzeug einzuhalten.
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Offenbarung der Erfindung
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Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zum Einregeln eines Abstands eines Fahrzeugs zu einem Zielobjekt sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
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Die Erfindung beschäftigt sich mit dem Einregeln eines Abstands eines Fahrzeugs zu einem Zielobjekt, insbesondere einem vorausfahrenden Fahrzeug. Hierbei handelt es sich um eine typischerweise automatisierte Fahrfunktion mit Längsführung des Fahrzeugs, ggf. auch einer Querführung. Damit kann ein Fahrer des Fahrzeugs entlastet werden. Diese Fahrfunktion ermöglicht es in der Regel insbesondere, einen vorgegebenen oder vordefinierten Abstand zum Vorderfahrzeug oder auch einem anderen Zielobjekt einzuhalten. Daneben kann z.B. auch die Regelung einer vorgewählten Geschwindigkeit umfasst sein, insbesondere dann, wenn z.B. aktuell kein Zielobjekt vorhanden ist oder sich außerhalb des Abstandes befindet. Eine solche Fahrfunktion ist auch unter dem Begriff „Adaptive Cruise Control“, ACC, bekannt.
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Das Fahrzeug, in dem diese Regelung durchgeführt wird und in dem dann z.B. die nötigen Systemkomponenten verbaut sind, kann auch als „Egofahrzeug“ bezeichnet werden. Das Zielobjekt, auf das aktuell eine Abstandsregelung erfolgt, kann ein beliebiger Verkehrsteilnehmer auf einer beliebigen Fahrspur sein. Das Zielobjekt kann sich grundsätzlich nicht nur vor, sondern auch neben oder hinter dem Egofahrzeug befinden, solange entsprechende Daten z.B. zum Abstand hierzu erfasst oder anderweitig erhalten werden können.
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Es können typischerweise mehrere vom Fahrer auswählbare Wunschabstände oder auch anderweitig vorgegebene Abstände vorgegeben sein. Im Rahmen einer Fahrzeugbewegungsplanung und Regelung wird dann versucht, den gewählten Abstand als einen Sollabstand zum Zielobjekt einzuhalten. Typischerweise wird hierbei unter Komfortaspekten auf ein Unterschreiten des Wunschabstands reagiert und dieser soll wiedergeherstellt werden. Hierbei werden insbesondere Abstand und/oder Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung des Zielobjekts berücksichtigt und es kann z.B. mit Rücknahme eines Antriebsmomentes und/oder Aufbau eines Bremsmomentes reagiert werden.
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In modernen Fahrzeugen halten vermehrt elektrifizierte oder vollelektrische Antriebe bzw. Antriebssysteme Einzug. Diese können durch ihre elektrischen Maschinen und Energiespeicher (z.B. Batterien) Bewegungsenergie abbauen und als elektrische Energie zwischenspeichern (sog. Rekuperation). Die zur Verfügung stehende Rekuperationsleistung ist bei Hybridfahrzeugen typischerweise durch die Dimensionierung der elektrischen Maschine und/oder der Energiespeicher begrenzt. Aber auch bei reinen Elektrofahrzeugen mit leistungsstärkerer elektrischer Maschine als Antrieb ist die Rekuperationsleistung aus fahrdynamischen Gesichtspunkten oftmals begrenzt; stärkere Verzögerungen lassen sich durch Reibbremssysteme oder allgemein mechanische Bremssysteme mit insbesondere radindividueller Bremsmöglichkeit typischerweise stabiler durchführen.
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Die Aufhebung einer Antriebsmomentenforderung führt bei einem Fahrzeug mit Brennkraftmaschine (dies gilt auch für Hybridfahrzeuge) nun typischerweise zur Abschaltung der Einspritzung, den sog. Schubbetrieb. Die Brennkraftmaschine wird bei geschlossenem Triebstrang hierbei weiterhin in Rotation gehalten und es wird kein Kraftstoff verbraucht, das Fahrzeug wird jedoch durch den Schleppwiderstand der Brennkraftmaschine zusätzlich verzögert. Moderne Triebstrangsysteme können in solchen Situationen die Brennkraftmaschine zudem vom Triebstrang trennen. Dies führt zur Aufhebung der Verzögerung durch den Schleppverlust; dies ist dann der sog. Segelbetrieb. Ist eine möglichst geringe Verzögerung des Fahrzeugs gewünscht, ist dies die energieeffizienteste Art, Bewegungsenergie abzubauen (nur die Fahrwiderstände wirken ggf. verzögernd). Dieser Effizienzgewinn kann unter Umständen durch ein Ausschalten der Brennkraftmaschine noch verstärkt werden, da dann keine Kraftstoffeinspritzung nötig ist, um eine Leerlaufdrehzahl aufrechtzuerhalten.
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Verfügbare Verzögerungspotenziale in Triebstrangsystemen sind damit insbesondere die aktuell erwartbare Verzögerung des Fahrzeugs beim Segelbetrieb durch die Fahrwiderstände (ggf. inkl. Hangabtriebskraft), die aktuell erwartbare Verzögerung des Fahrzeugs im Schubbetrieb, sowie die aktuell erwartbare Verzögerung des Fahrzeugs im Rekuperationsbetrieb.
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Sowohl bei konventionellen als auch elektrifizierten Triebsträngen von Fahrzeugen unterscheiden sich Betriebszustände, die einen Vortrieb erzeugen, im Verhältnis von Energieverbrauch zu abgegebener Leistung. Es ist insofern wünschenswert, bei einer Beschleunigung auf Zielgeschwindigkeiten sowie beim Aufrechterhalten von Zielgeschwindigkeiten (zumindest innerhalb gewisser Toleranzen), Betriebszustände einzustellen bzw. aufrechtzuerhalten, die aus Energieeffizienzgründen möglichst optimal oder ideal sind.
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Vor diesem Hintergrund wird eine Möglichkeit vorgeschlagen, beim Einregeln eines Abstands auf ein Zielobjekt nicht nur Komfortaspekte zu berücksichtigen, sondern auch ein möglichst energieeffizientes Verhalten bei Fahrzeugreaktionen auf das Zielobjekt sicherzustellen. Dabei wird insbesondere auf eine energieeffiziente Geschwindigkeitsreduktion und Beschleunigung bei gleichzeitiger Verkehrssicherheit abgestellt.
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Hierzu wird ein erster Sollabstand von dem Fahrzeug zu dem Zielobjekt bereitgestellt oder vorgegeben. Bei dem ersten Sollabstand handelt es sich insbesondere um einen Wunschabstand, der z.B. vom Fahrer vorgegeben oder automatisiert (von der Fahrfunktion) selbst gewählt wird; denkbar ist z.B., dass hierfür mehrere Abstände zur Auswahl für den Fahrer stehen. Bevorzugt wird dieser erste Sollabstand aber so groß als möglich gewählt, z.B. soweit im Rahmen verwendeter Sensorik (z.B. Radar, Lidar, Ultraschall oder auch Kameras), also einer Sensorreichweite, möglich. Dies erlaubt ein maximal vorausschauendes Fahren.
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Basierend auf Informationen zu einem aktuellen Abstand (Istabstand) des Fahrzeugs zu dem Zielobjekt, z.B. Sensordaten, wird der Abstand dann auf den ersten Sollabstand eingeregelt. Dies umfasst insbesondere auch, dass dann, wenn dieser erste Sollabstand einmal erreicht ist, aber sich wieder verändert, der erste Sollabstand wiederhergestellt wird. Dies gilt insbesondere, wenn der Abstand unter den ersten Sollabstand fällt.
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Situationen, in denen dies nötig ist, sind z.B. ein Verzögern des Zielobjekt, wodurch sich der Abstand verringert, ein kurzzeitiges Beschleunigen oder Wiederbeschleunigen des Zielobjekts (z.B. auch ein oszillierendes Verhalten), eine Annäherung auf neues Zielobjekt, das bisher nicht innerhalb der Sensorreichweite war, oder ein Einscheren eines Fahrzeugs oder Objekts zwischen dem aktuelle Zielobjekt und dem Fahrzeug (Ego-Fahrzeug); dadurch wird dieses einscherende bzw. eingescherte Fahrzeug oder Objekt zum neuen Zielobjekt und der aktuelle Abstand ändert sich sprunghaft. Eine weitere Situation ist z.B. ein Spurwechsel des eigenen Fahrzeugs (Ego-Fahrzeug), da dies ebenfalls zu neuem Zielobjekt (dann auf der anderen Fahrspur) führen kann.
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Zum Einregeln des Abstands auf den ersten Sollabstand werden, z.B. von einer ausführenden Recheneinheit wie z.B. einem Steuergerät Werte für Ansteuergrö-ßen für ein Antriebssystem des Fahrzeugs bestimmt oder berechnet. Diese Werte können dann z.B. als Ansteuersignale an das Antriebssystem bzw. dort an betreffende Komponenten (oder Aktoren) ausgegeben werden, sodass diese dort umgesetzt werden. Das Antriebs- und Bremssystem kann z.B. einen Antriebsstrang sowie ein mechanisches Bremssystem wie z.B. eine oder mehrere Reibbremsen (als Komponenten) umfassen. Der Antriebsstrang wiederum kann z.B. eine Brennkraftmaschine und/oder eine oder mehrere elektrische Maschinen umfassen, sowie ggf. auch ein Getriebe und Kupplungen und dergleichen. Während das mechanische Bremssystem nur zum Bremsen bzw. Verzögern dient, ist mit dem Antriebsstrang nicht nur ein Beschleunigen möglich, sondern ebenfalls, jedenfalls in gewissem Umfang, ein Bremsen bzw. Verzögern. Dies erfolgt z.B. wie erwähnt im Rahmen eines Schubbetriebs, eines Rekuperationsbetriebs sowie eines Segelbetriebs. Dabei kann je nach Fahrzeug oder Antriebsstrang z.B. nicht jede Betriebsart möglich sein.
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Grundsätzlich können bei dieser Regelung Ansteuergrößen für alle Komponenten des Antriebs- und Bremssystems berücksichtigt bzw. verwendet werden. Im Rahmen der Erfindung werden Ansteuergrößen für das mechanische Bremssystem des Antriebs- und Bremssystems jedoch nur berücksichtigt, um zu vermeiden, dass der Abstand des Fahrzeugs zu dem Zielobjekt unter einen vorgegebenen zweiten Sollabstand fällt, der geringer als der erste Sollabstand ist. Bei dem zweiten Sollabstand handelt es sich insbesondere um einen Sicherheitsabstand oder Mindestabstand, der z.B. aus Gründen der Verkehrssicherheit nicht unterschritten werden darf oder zumindest nicht unterschritten werden soll.
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Mit anderen Worten wird für die Regelung, um den ersten Sollabstand einzuhalten, nur der Antriebsstrang (ohne mechanisches Bremssystem) einbezogen, soweit möglich. Nur für den Fall, dass damit der zweite Sollabstand nicht eingehalten werden kann, wird das mechanische Bremssystem einbezogen. Dies kann insbesondere erreicht werden, indem eine oder mehrere Trajektorien für das Fahrzeug bestimmt werden, mit denen der erste Sollabstand und der zweite Sollabstand eingehalten werden. Hierbei können Abstands- und Bewegungsdaten (Geschwindigkeit, Beschleunigung bzw. Verzögerung) des Fahrzeugs und des Zielobjekts (z.B. im Wege der Vorausplanung) berücksichtigt werden.
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Damit sind eine energieeffiziente Fahrzeugbewegungsplanung und Regelung möglich, die den Einsatz des mechanischen Bremssystems wie z.B. der Reibbremse (was den Verlust von Energie bedeutet) vermeidet, um den ersten Sollabstand, also einen initialen, vorzugsweise größtmöglichen Sollabstand einzuregeln oder wiederherzustellen. Vielmehr werden insbesondere Schubabschaltung, Segeln und Rekuperation, insbesondere in intelligenter Kombination genutzt, um die überschüssige Bewegungsenergie abzubauen, also zu Verzögern. Zweckmä-ßig ist es, die Rang- bzw. Reihenfolge Segelbetrieb, Schubbetrieb und Rekuperationsbetrieb einzuhalten, also z.B. nacheinander oder aufsteigend zu verwenden, um möglichst energieeffizient zu verzögern. Das mechanische Bremssystem bzw. ein mechanisches Bremsen ist dann erst nach dem Rekuperationsbetrieb - und eben insbesondere nur dann, wenn für den Sicherheitsabstand nötig - einzubeziehen. Zum Beschleunigen ist das mechanische Bremssystem ohnehin nicht nötig. Nur wenn der zweite Sollabstand unterschritten zu werden droht, soll, soweit möglich, unter Komfortaspekten und Einsatz des mechanischen Bremssystems dieser zweite Sollabstand sichergestellt werden.
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Hierdurch ergeben sich verschiedene Vorteile. Im Gegensatz zum bisherigen Verhalten wird der große erste Sollabstand nicht unter Einsatz des mechanischen Bremssystems eingehalten; dies verringert Verschleiß und reduziert Feinstaubemissionen. Die bisher durch das mechanische Bremssystem abgebaute Bewegungsenergie ist nunmehr nicht unwiederbringlich verloren und kann für das Zurücklegen zusätzlicher Strecke im Schub, Segelbetrieb oder zur Energierekuperation von Hybrid- und Elektrofahrzeugen verwendet werden. Dies führt zu Kraftstoffeinsparung und/oder Reichweitengewinn. Ausgehend von Fahrzeugen (als Zielobjekte), die die Fahrspur des Egofahrzeugs verlassen, kann z.B. eine energieoptimale Beschleunigung erfolgen.
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Die Akzeptanz der Fahrer von Fahrzeugen, dass zusätzlich zu Komfortaspekten auch Energieeffizienzgesichtspunkte das Fahrzeugverhalten bei der Einhaltung eines vordefinierten Abstands zum Zielobjekt mitbestimmen, steigt. Insbesondere zur Erhöhung der Reichweite von Elektrofahrzeugen werden zunehmend Kompromisse akzeptiert. Auch bei Antrieben mit Brennkraftmaschine ist aufgrund steigender Kraftstoffkosten mit zunehmender Akzeptanz eines Fahrzeugverhaltens unter Energieeffizienzgesichtspunkten zu erwarten. Gleichzeitig ermöglichen moderne Sensor- bzw. Objekterkennungssysteme (Radar, Video, o.Ä.) zunehmend größere Entfernungen, bei denen Vorderfahrzeuge erkannt und deren Zustände (Geschwindigkeit, Beschleunigung, Abstand) bestimmt werden können.
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Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.
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Auch die Implementierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Computerprogramms oder Computerprogrammprodukts mit Programmcode zur Durchführung aller Verfahrensschritte ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Schließlich ist ein maschinenlesbares Speichermedium vorgesehen mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm wie oben beschrieben. Geeignete Speichermedien bzw. Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere magnetische, optische und elektrische Speicher, wie z.B. Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich. Ein solcher Download kann dabei drahtgebunden bzw. kabelgebunden oder drahtlos (z.B. über ein WLAN-Netz, eine 3G-, 4G-, 5G- oder 6G-Verbindung, etc.) erfolgen.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
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Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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- 1a zeigt schematisch ein Fahrzeug, bei dem ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführbar ist.
- 1b zeigt schematisch ein Fahrzeug mit weiteren Fahrzeugen zur Erläuterung der Erfindung.
- 2 zeigt schematisch einen Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer Ausführungsform.
- 3 zeigt schematisch ein Diagramm zur Erläuterung der Erfindung.
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Ausführungsform(en) der Erfindung
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In 1a ist schematisch ein Fahrzeug 100 gezeigt, bei dem ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführbar ist. Bei dem Fahrzeug 100 handelt es sich beispielhaft um ein Hybridfahrzeug, das eine elektrische Maschine 102 und eine Brennkraftmaschine 104 aufweist. Der elektrischen Maschine 102 ist ein Energiespeicher 103, z.B. eine Batterie zugeordnet. Die elektrische Maschine 102 (ggf. mit Energiespeicher 103) und die Brennkraftmaschine 104 können zum Antriebsstrang des Fahrzeugs 100 gezählt werden.
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Weiterhin weist das Fahrzeug 100 ein mechanisches Bremssystem auf, von dem beispielhaft zwei Reibbremsen 106 und 108 gezeigt sind. Antriebsstrang und mechanisches Bremssystem sind damit Teil eines Antriebs- und Bremssystems des Fahrzeugs 100. Weiterhin weist das Fahrzeug 100 eine als Steuergerät ausgebildete Recheneinheit 110 auf, auf der z.B. ein erfindungsgemäßes Verfahren ausführbar ist.
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Weiterhin weist das Fahrzeug 100 beispielhaft einen Sensor 112, z.B. einen Lidar-Sensor, auf, mittels dessen z.B. ein Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug bestimmt werden kann. Sensordaten, die der Sensor 112 erfasst, können an die Recheneinheit 110 übermittelt werden. Die Recheneinheit 110 wiederum kann Ansteuersignale für das Antriebs- und Bremssystem bzw. dessen Komponenten ausgeben.
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In 1b ist schematisch ein Fahrzeug, beispielhaft das Fahrzeug 100 aus 1a, mit weiteren Fahrzeugen 120, 122, 124 zur Erläuterung der Erfindung gezeigt. Das Fahrzeug 100 fährt z.B. auf der Fahrspur 132 in eine Fahrtrichtung (mittels eines kleinen Pfeils angedeutet). Das Fahrzeug 120 fährt z.B. vor dem Fahrzeug 100 auf der Fahrspur 132 in dieselbe Fahrtrichtung (mittels eines kleinen Pfeils angedeutet). Das Fahrzeug 122 fährt z.B. auf der Fahrspur 130, neben der Fahrspur 132, in dieselbe Fahrtrichtung (mittels eines kleinen Pfeils angedeutet). Das Fahrzeug 124 fährt z.B. auf einer weiteren Fahrspur in eine andere Fahrtrichtung (mittels eines kleinen Pfeils angedeutet).
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Beispielhaft soll nun z.B. das Fahrzeug 100 derart betrieben werden, dass es einen Abstand 140 zum vorausfahrenden Fahrzeug 120 als ein Zielobjekt auf einen bestimmten ersten Sollabstand möglichst energieeffizient einregelt oder einhält, dabei jedoch einen zweiten Sollabstand möglichst nicht unterschreitet. Dies soll nachfolgend näher anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert werden.
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In 2 ist schematisch ein Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt. In 3 ist schematisch ein Diagramm hierzu gezeigt. Dort ist über einer Zeit 300 eine Position 302 (als Funktion der Zeit) aufgetragen. Mit 310 ist dabei die aktuelle Position des Egofahrzeugs (Fahrzeug 100) gezeigt. Mit der Linie 312 ist die Position des vorausfahrenden Fahrzeugs (Fahrzeug 120) gezeigt. Es sei erwähnt, dass sich aufgrund der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 120 dessen Position mit der Zeit ändert. Nachfolgend sollen die 2 und 3 übergreifend beschrieben werden.
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In einem Schritt 200 werden zunächst Sensordaten erhalten, z.B. von dem Sensor 112 wie in 1a gezeigt, und verarbeitet. Dies kann z.B. in einem Sensorik- und Datenaufbereitungsmodul in der ausführenden Recheneinheit erfolgen. Daraus werden dann z.B. der aktuelle Abstand (Istabstand) 340 und ggf. weitere Bewegungsdaten des vorausfahrenden Fahrzeugs wie z.B. dessen Geschwindigkeit bestimmt. Die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs kann z.B. durch die Geschwindigkeit des Egofahrzeugs und eine zeitliche Änderung des Abstands bestimmt werden. Informationen 204 hierüber werden dann z.B. an ein Fahrzeug-Bewegungsplanungs- und Regelungsmodul übermitteln.
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Dort werden dann, in Schritt 210, zunächst z.B. mögliche Trajektorien bezüglich des Beschleunigungsverlaufs des Egofahrzeugs (Fahrzeug 100) auf Basis des Abstands, eigener Bewegungsdaten (z.B. Geschwindigkeit, Beschleunigung, Ruck) und Bewegungsdaten des Zielobjekts bestimmt. Beispielhaft sind zwei Trajektorien mit 320 und 322 bezeichnet.
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Die geplanten Trajektorien haben zum einen das Ziel, einen zweiten Sollabstand 342, z.B. einen minimalen Sollabstand (z.B. nach Verkehrssicherheitsregeln), nicht zu unterschreiten. Zum anderen erfolgt eine Trajektorienplanung auf einen ersten Sollabstand 341, z.B. einen initialen, größtmöglichen Sollabstand. Diese zweite Trajektorie (hier Trajektorie 322) dient aber nur als einseitige Begrenzung, auf die zwar beschleunigt, jedoch ausschließlich energieeffizient verzögert wird. Somit kann es Szenarien geben (z.B. Bergabfahrt), in denen diese Trajektorie nicht erreicht werden kann. Dadurch ergibt sich ein möglicher Aufenthaltsbereich 330 des Fahrzeugs, zwischen den beiden geplanten Trajektorien 320 und 322.
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In dem Fahrzeug-Bewegungsplanungs- und Regelungsmodul werden nun unter Nutzung der verschiedenen Komponenten (oder Aktoren) des Antriebs- und Bremssystems und deren Aktuierungsmöglichkeiten Werte für eine Beschleunigung oder ggf. weitere Ansteuergrößen für das Egofahrzeug bestimmt. Es sollen nun im Falle einer benötigten Verzögerung des Egofahrzeugs die jeweils energieeffizientesten Komponenten zum Verzögern verwendet werden.
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Als Entscheidungshilfe stehen z.B. die verschiedenen, verwertbaren Potenziale der Komponenten zur Verfügung. Diese Information umfasst z.B. die aktuell erwartbare Verzögerung des Fahrzeugs bei Segelbetrieb 222 durch die Fahrwiderstände inkl. Hangabtriebskraft, die aktuell erwartbare Verzögerung des Fahrzeugs im Schubbetrieb 224, sowie die aktuell erwartbare Verzögerung des Fahrzeugs im Rekuperationsbetrieb 226.
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Eine möglichst energieeffiziente Verwendung der Verzögerungsmöglichkeiten zur Realisierung der mindestens nötigen Verzögerungstrajektorie zur Einhaltung des minimalen bzw. zweiten Sollabstands 342 nach Verkehrssicherheitsregeln ergibt z.B. folgende Rangfolge: Verzögern im Segelbetrieb, Verzögern im Schubbetrieb, Verzögern durch Energierekuperation, und dann Verzögern durch mechanisches Bremsen (z.B. mittels Reibbremse).
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Die möglichen Kombinationen können durch z.B. das Design im Antriebsstrang beeinträchtigt sein, sollten aber jeweils vorab bekannt oder in den übermittelten Potenzialen berücksichtigt sein.
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Abhängig vom abzubauenden Bewegungsenergieüberschuss und des verfügbaren Rekuperationspotentials ist es zudem als weiterer Aspekt zweckmäßig und sinnvoll, die Verzögerungstrajektorie so auszuprägen, dass eine Maximierung der möglichen rekuperierten Energiemenge erreicht wird. Dies lässt sich durch Maximierung der Gesamtverzögerungsdauer erreichen und kann in der Trajektorienplanung zur Erreichung des ersten bzw. Wunschsollabstandes 341 berücksichtigt werden.
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Dies alles erfolgt insbesondere immer unter Berücksichtigung der beiden Grenztrajektorien 320, 322 zur Wiederherstellung des initialen, größtmöglichen Sollabstands 341 und Einhaltung des minimalen Sollabstands d34 nach Verkehrssicherheitsregeln. Für die hierbei bestimmten Werte, z.B. eine bestimmte Beschleunigung oder Verzögerung, werden dann Ansteuersignale 230 an die betreffenden Komponenten ausgegeben, sodass diese angesteuert bzw. aktuiert werden können.
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Wenn das Zielobjekt z.B. durch einen Spurwechsel keine beschränkende Relevanz mehr für die Geschwindigkeitswahl des Egofahrzeugs spielt, kann z.B. erneut eine vorgegebene, z.B. fahrergewählte oder durch Verkehrszeichen vorgegebene Zielgeschwindigkeit erreicht werden.
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Die benötigte Beschleunigung soll dabei möglichst energieeffizient erreicht werden. Bei modernen Antriebssystemen gibt es meist eine sehr genaue Kenntnis der Betriebszustände, die zu einer besonders energieeffizienten Beschleunigung führen. In automatisierten Fahrsystemen wird das Antriebs- und Bremssystem bisher jedoch mit dem Ziel angesteuert, bestimmte Längskräfte auf Fahrzeugebene (unabhängig von deren Energieeffizienz) umzusetzen, um eine durch das automatisierte Fahrsystem gewünschte Längsbeschleunigung zu erreichen. Dies wird mit dem vorgeschlagenen Verfahren verbessert.
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Es gibt Situationen, in denen das exakte Verhalten der Längsbeschleunigung nur eine untergeordnete Rolle spielt: Dies ist z.B. bei einer Beschleunigung von einer Geschwindigkeit auf eine andere Geschwindigkeit, oder beim Halten der Geschwindigkeit zwischen zwei Geschwindigkeiten der Fall. In diesen Situationen kann das automatisierte Fahrsystem die Wahl der Längskräfte auf Fahrzeugebene dem Antriebssystem überlassen. Bei automatisierten Fahrsystemen verlässt sich der Fahrer auf die Einhaltung seiner gewählten Maximalgeschwindigkeit, die Einhaltung komfortabler Kurvengeschwindigkeiten und das Einhalten von Mindestabständen zu anderen Verkehrsteilnehmern
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Die Verantwortung für die Einhaltung der genannten Punkte verbleibt dann z.B. beim automatisierten Fahrsystem. Mit dem vorgeschlagenen Verfahren ist die Bestimmung der Situationen, in denen der Freiheitsgrad für die Bestimmung der Beschleunigung auf Fahrzeugebene (mit gegebener Zielgeschwindigkeit) an das Antriebssystem weitergegeben werden kann (z.B. Zielfahrzeug verlässt die Spur), möglich. Die Weitergabe erfolgt z.B. in Form eines Freigabebits und der Zielgeschwindigkeit an das Antriebssystem. Das Antriebssystem hat dann die Möglichkeit, unabhängig die energieeffizienteste Beschleunigung selbst zu wählen, solange die Freigabe dafür besteht.
