DE10349433A1 - Verfahren zur Verbesserung einer Abstands- und Folgeregelung - Google Patents

Verfahren zur Verbesserung einer Abstands- und Folgeregelung Download PDF

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Verbesserung einer Abstands- und Folgeregelung (ACC-System) eines Fahrzeugs erfolgt im Fall des aktiven ACC-Systems ein automatischer Eingriff zur Reduzierung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs dann, wenn ein neues, vorausfahrendes Objekt erkannt bzw. erfasst wird und ein Abstand zu dem Objekt detektiert wird, der einen eingestellten und/oder ermittelten Mindestabstand unterschreitet. Dabei wird eine zeitliche Entwicklung des Abstands zum Objekt ermittelt oder abgeschätzt und nach Maßgabe der ermittelten oder abgeschätzten Abstandsentwicklung ist der automatische Eingriff zur Reduzierung der Geschwindigkeit beeinflussbar oder modifizierbar.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung einer Abstands- und Folgeregelung (ACC-System) eines Fahrzeugs (ACC-Fahrzeug), bei dem im Fall des aktiven ACC-Systems ein automatischer Eingriff zur Reduzierung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs dann erfolgt, wenn ein neues, vorausfahrendes Fahrzeug (Objekt) erkannt bzw. erfasst wird, und ein Abstand zu dem Objekt detektiert wird, der einen eingestellten und/oder ermittelten Mindestabstand unterschreitet.
  • Systeme zur Abstands- und Folgeregelung für Fahrzeuge, sog. Adaptive Cruise Control Systeme (ACC-Systeme) entlasten den Fahrer und steigern den Fahrkomfort. ACC-Systeme werden sich im Zuge weiter steigender Anforderungen an Fahrkomfort und Fahrsicherheit, z.B. zum Ausbau zu einer „elektronischen Crashzone", im Markt durchsetzen und weiter verbreiten.
  • Bestehende ACC-Systeme regeln vorrangig die Geschwindigkeit und/oder den Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug (Objekt). Dieser wird dabei mit einer möglichst komfortablen Motor- und Bremsenregelung eingestellt. Die Regelgrößen Geschwindigkeit und Abstand werden mit Priorität bewertet.
  • Dies hat zur Folge, dass das System in Spurwechselmanövern, z.B. auf Autobahnen, ein Verhalten aufweist, welches vom Verhalten eines routinierten, vorausschauenden Fahrers abweicht.
  • Wechselt der Fahrer bei dichtem, mit relativ geringen Geschwindigkeitsunterschieden fließendem Verkehr die Fahrspur, um schneller zu fahren, sind die Abstände zwischen den Fahrzeugen auf der „schneller laufenden" Spur, d.h, der Spur in der sich die Fahrzeuge mit einer größeren Fahrzeuggeschwindigkeit bewegen, häufig relativ gering.
  • Die Abstände sind zum Teil so gering, dass der geforderte Abstand zum neuen vorausfahrenden Fahrzeug, der auch in einem ACC-System eingestellt wird, als nicht ausreichend eingestuft wird.
  • Der routinierte Fahrer wechselt in einer derartigen Situation die Fahrspur und beschleunigt sein Fahrzeug so, dass sich der erforderliche Abstand durch den Geschwindigkeitsüberschuss des vorausfahrenden Fahrzeug relativ rasch einstellt.
  • Diese Fahrweise ist für nachfolgende Fahrer nachvollziehbar, damit vorhersehbar. Der Verkehrsfluss wird nicht behindert. Die Fahrweise stellt auch keine Beeinträchtigung der Verkehrssicherheit dar, da der folgende Fahrer durch kurzes zurücknehmen des Gaspedals der neuen Situation Rechnung trägt und der Verkehr ungehindert weiter fließen kann.
  • Eine Priorisierung des Abstandes wie bei bekannten ACC-Systemen, ist in dieser Situation nicht komfortabel und die entsprechende Fahrzeugreaktion für den folgenden Verkehr nicht nachvollziehbar und somit gefährlich. Denn das auf die schneller laufende Spur wechselnde Fahrzeug verringert bei aktivem ACC-System automatisch die Geschwindigkeit, um den erforderlichen Abstand möglichst rasch wieder einzustellen. Dies kann ggf. sogar mit einem Bremseneingriff erfolgen, was den nachfolgenden Verkehr irritieren kann.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die ACC-Regelung so zu modifizieren, dass die Verkehrssituation erkannt wird und die Regelung sich dem Verhalten eines routinierten Fahrers angleicht. Darüber hinaus sollen so Vorteile in Bezug auf Komfort und Fahrsicherheit erzielt werden.
  • Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den davon abhängigen Unteransprüchen angegeben.
  • Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass eine zeitliche Entwicklung des Abstands zum Objekt ermittelt oder abgeschätzt wird und nach Maßgabe der ermittelten oder abgeschätzten Abstandsentwicklung der automatische Eingriff zur Reduzierung der Geschwindigkeit beeinflussbar oder modifizierbar ist.
  • Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass wenn ein aktiver Fahrereingriff in die Fahrzeugsteuerung erkannt bzw. erfasst wird und anschließend ein neues Objekt als relevant erkannt bzw. erfasst wird, eine zeitliche Entwicklung des Abstands zum neuen Objekt ermittelt oder abgeschätzt wird und nach Maßgabe der ermittelten oder abgeschätzten Abstandsentwicklung der automatische Eingriff zur Reduzierung der Geschwindigkeit beeinflusst oder modifiziert wird.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es demnach wesentlich, dass wenn sich ein Fahrzeug in einer Geschwindigkeits- oder Abstandsregelung befindet und wenn ein neues Objekt erkannt, d.h. erfasst wird und anschließend dieses neue Objekt aktuell in den regelungsrelevanten Erfassungsbereich gekommen ist aufgrund einer Fahreraktion, insbesondere eines Spurwechsels, dann die ACC-Regelung beeinflussbar oder modifizierbar ist. Wenn dann ein Abstand detektiert wird, der einen Eingriff zur Reduzierung der Geschwindigkeit erforderlich machen würde, um den eingestellten und/oder erwünschten Abstand zu erzeugen, dann wird zumindest kein automatisches, aktives Abbremsen des Fahrzeugs duch Ansteuerung der Fahrzeugbremsanlage veranlasst.
  • Damit ist eine vorteilhafte Anpassung der ACC-Regelung an dynamische Verkehrssituationen, insbesondere Spurwechselvorgänge und Einschermanöver in eine andere Spur komfortabel und sicher möglich. Insbesondere wird so ein (unnötiges) Abbremsen des ACC-Fahrzeugs beim Spurwechselmanöver verhindert. Ein derartiges (unnötiges) Abbremsen würde -abgesehen von einem Komfortnachteil für den Fahrer des ACC-Fahrzeugs- auch zu Irritationen der Fahrer nachfolgender Fahrzeuge führen.
  • Erfindungsgemäß wird ein aktiver Fahrereingriff in die Fahrzeugsteuerung dann erkannt bzw. erfasst, wenn eine Lenkbetätigung des Fahrers erkannt bzw. erfasst wird, die auf einen Fahrspurwechsel hinweist.
  • Das bedeutet, vorteilhaft wird die Verzögerungsanforderung oder eine die Verzögerungsanforderung repräsentierende Größe dann reduziert, wenn der Erfassung des aktuell (neu) erfassten Objekts keine Lenkbetätigung des Fahrers vorausgegangen ist, die auf einen Fahrspurwechsel hinweist. Einen Hinweis auf einen Fahrspurwechsel liefert insbesondere eine große Lenkdynamik, d.h. Lenkbetätigung mit einer relativ großen Lenkwinkelgeschwindigkeit oder – Beschleunigung.
  • Vorzugsweise wird die Relativgeschwindigkeit zum neuen erfassten Objekt ermittelt und ausgewertet.
  • Es ist vorgesehen, dass der automatische Eingriff zur Reduzierung der Geschwindigkeit nach Maßgabe einer Verzögerungsanforderung des ACC-Systems erfolgt. Ist das dabei erfasste neue Objekt schneller als das betrachtete ACC-Fahrzeug, d.h. vergrößert sich der Abstand, dann wird die Verzögerungsanforderung oder eine die Verzögerungsanforderung repräsentierende Größe, wie z.B. eine Druckanforderung, reduziert.
  • Nach der Erfindung wird die eingesteuerte Verzögerungsanforderung durch das ACC-System in Abhängigkeit von Abstand und/oder Abstandsentwicklung modifiziert.
  • Das Maß der Reduzierung der Verzögerungsanforderung oder der die Verzögerungsanforderung repräsentierenden Größe ist erfindungsgemäß abhängig von dem Maß der Abstandsunterschreitung zum erfassten neuen Objekt.
  • Vorzugsweise erfolgt die Reduzierung der Verzögerungsanforderung nach der Bewertung der Abstandsunterschreitung zum erfassten neuen Objekt um so geringer, je geringer der Abstand zum Zeitpunkt der Ersterfassung des neuen Objekts ist. Damit wird bei einer stärkeren Abweichung des Soll-Abstands vom Ist-Abstand in Richtung eines zu kurzen Sicherheitsabstandes durch eine nur geringe Reduzierung der Verzögerungsanforderung des ACC-Systems der Abstand wieder rasch größer.
  • Vorzugsweise erfolgt die Reduzierung der Verzögerungsanforderung nach der Bewertung der Abstandsentwicklung zum erfassten neuen Objekt. Dabei ist vorgesehen, dass dann nur eine größere Reduzierung der Verzögerungsanforderung erfolgt, wenn bei einem relativ geringen Abstand zum erfassten Objekt eine rasche Abstandsänderung in Richtung eines sich rasch vergrößernden Abstands zum erfassten Objekt erkannt wird.
  • Wird über Gierrate, Lenkwinkel, oder eine andere die Dynamik des Fahrzeugs um die Hochachse repräsentierende Größe in Verbindung mit der Fahrzeuggeschwindigkeit ein einfacher Spurwechsel des ACC-Fahrzeugs detektiert, dann wird die ACC-Regelung modifiziert.
  • Wenn ferner erkannt wird, dass der erwünschte Abstand durch eine Überschussgeschwindigkeit des erfassten neuen Objekts (vorausfahrendes Fahrzeug) hinreichend rasch eingestellt werden kann, dann wird eine Reduzierung der Motorleistung nicht vorgenommen und/oder ein Bremseneingriff erfolgt nicht.
  • Auch wenn eine höhere „Zielgeschwindigkeit" vom Fahrer eingegeben worden ist, d.h, wenn die aktuell gefahrene Geschwindigkeit geringer ist als die von Fahrer gewünschte Fahrzeuggeschwindigkeit, und wenn bei noch konstanter Fahrgeschwindigkeit ein Spurwechsel des ACC-Fahrzeuges erkannt wird, dann wird bei Ermittlung einer positiven Abstandsentwicklung, d.h. einer detektierten Vergrößerung des Abstands zum vorausfahrenden neuen Objekt, die ACC-Regelung modifiziert. Es wird auch hier davon ausgegangen, dass der Trend der Abstandsentwicklung weiter geht und der erwünschte Abstand durch die Überschussgeschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs eingestellt werden kann. Es ist somit nicht nötig, eine Reduzierung der Motorleistung vorzunehmen, oder sogar einen Bremseneingriff zu initiieren, sondern die Motorleistung wird gesteigert. Die Steigerung der Motorleistung erfolgt auch hier in Abhängigkeit von Abstand und Abstandsentwicklung.
  • Die Aufgabe wird ebenso dadurch gelöst, dass wenn ein aktiver Fahrereingriff in die Fahrzeugsteuerung erkannt bzw. erfasst wird und anschließend ein neues Objekt als relevant erkannt bzw. erfasst wird, ein automatisches Abbremsen des ACC-Fahrzeugs durch Eingriff in die Bremsenregelung nicht durchgeführt wird.
  • Die modifizierte ACC-Regelung nach der Erfindung steigert den Fahrkomfort, da weniger, bzw. sanftere ACC-Eingriffe vorgenommen werden, die zu weniger „starken" Verzögerungsänderungen führen. Die Verkehrssicherheit wird durch die harmonischere Regelung positiv beeinflusst, die auch für folgende Fahrer vorhersehbarer ist. Ein weiterer Vorteil ist die reduzierte Bremsenbelastung und damit auch Belastung von hydraulischen Aggregaten.
  • Die Erfindung wird nun beispielhaft anhand von 3 Abbildungen (1 bis 3) näher erläutert.
  • 1 zeigt schematisch eine erste Fahrsituation
  • 2 zeigt schematisch eine zweite Fahrsituation
  • 3 zeigt schematisch eine dritte Fahrsituation
  • In der 1 ist eine Fahrsituation dargestellt, bei der ein ACC-Fahrzeug ACC in einer Fahrspur S1 mit aktivem ACC-System einen bestimmten (ausreichenden) Abstand D1 zu einem vorausfahrenden Fahrzeug 2 aufweist, welches in einem relevanten Erfassungsbereich E1 innerhalb der gestrichelten Linien vorausfährt. Es wird auch ein Fahrzeug 2 erkannt. Das befindet sich auf einer Fahrspur S2, z.B. einer Überholspur auf der Autobahn. Es befindet sich jedoch nicht in dem relevanten Erfassungsbereich E1 und bleibt daher für die ACC-Abstands-Regelung unberücksichtigt.
  • Bei der in der 2 gezeigten Fahrsituation leitet der Fahrer des ACC-Fahrzeug ACC einen Spurwechsel von der Fahrspur S1 zur Überhohlspur S2 ein. Durch die Lenkbetätigung des Fahres und Drehung des ACC-Fahrzeugs um den Winkel a kommt das Fahrzeug 2 in einen relevanten Erfassungsbereich E2 innerhalb der gestrichelten Linien. Es ergibt sich ein Abstand D2 zum neuen Objekt 2, der für die Geschwindigkeiten des ACC-Fahrzeugs und Fahrzeugs 2 so gering ist (D2 << D1), dass ein herkömmliches ACC-System das ACC-Fahrzeug abbremsen würde, obwohl eine Eingliederung in einen schneller fließender Verkehr auf der Überholspur S2 gewünscht wird.
  • Erfindungsgemäß wird der Fahrspurwechsel erkannt, insbesondere durch eine Lenkbetätigung (Lenkrehwinkel a). Daher erfolgt dann kein Abbremsen des ACC-Fahrzeugs, wenn gleichzeitig durch einen Geschwindigekeitsüberschuss des Fahrzeugs 2 (V2 >> VACC) in einem relevanten Erfassungsbereich E3 eine Vergrößerung des Abstands D2 zu einem Abstand D3 erwartet wird (siehe 3.), der für die Geschwindikeit VACC ausreichend ist. Wobei die Maßnahmen zur Einstellung des Abstands nach Maßgabe des Verhältnisses der jeweils aktuellen Gechwindigkeiten des Fahrzeugs 2 V2 zum ACC Fahrzeug VACC erfolgen.

Claims (13)

  1. Verfahren zur Verbesserung einer Abstands- und Folgeregelung (ACC-System) eines Fahrzeugs (ACC-Fahrzeug), bei dem im Fall des aktiven ACC-Systems ein automatischer Eingriff zur Reduzierung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs dann erfolgt, wenn ein vorausfahrendes Fahrzeug (Objekt) erkannt bzw. erfasst wird, und ein Abstand zu dem Objekt detektiert wird, der einen eingestellten und/oder ermittelten Mindestabstand unterschreitet, dadurch gekennzeichnet, dass eine zeitliche Entwicklung des Abstands zum Objekt ermittelt oder abgeschätzt wird und nach Maßgabe der ermittelten oder abgeschätzten Abstandsentwicklung der automatische Eingriff zur Reduzierung der Geschwindigkeit beeinflussbar oder modifizierbar ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenn ein aktiver Fahrereingriff in die Fahrzeugsteuerung erkannt bzw. erfasst wird und anschließend ein neues Objekt als relevant erkannt bzw, erfasst wird, eine zeitliche Entwicklung des Abstands zum neuen Objekt ermittelt oder abgeschätzt wird und nach Maßgabe der ermittelten oder abgeschätzten Abstandsentwicklung der automatische Eingriff zur Reduzierung der Geschwindigkeit beeinflusst oder modifiziert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein aktiver Fahrereingriff in die Fahrzeugsteuerung dann erkannt bzw. erfasst wird, wenn eine Lenkbetätigung des Fahrers erkannt bzw. erfasst wird, die auf einen Fahrspurwechsel hinweist.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Relativgeschwindigkeit zum neuen Objekt ermittelt und ausgewertet wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der automatische Eingriff zur Reduzierung der Geschwindigkeit nach Maßgabe einer Verzögerungsanforderung des ACC-Systems erfolgt, und dass die Verzögerungsanforderung oder eine die Verzögerungsanforderung repräsentierende Größe reduziert wird, wenn das neue Objekt schneller als das betrachtete ACC-Fahrzeug ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die eingesteuerte Verzögerungsanforderung durch das ACC-System in Abhängigkeit von Abstand und/oder Abstandsentwicklung modifiziert wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Maß der Reduzierung der Verzögerungsanforderung oder der die Verzögerungsanforderung repräsentierenden Größe abhängig ist von dem Maß der Abstandsunterschreitung zum erfassten neuen Objekt.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduzierung der Verzögerungsanforderung nach der Bewertung der Abstandsunterschreitung zum erfassten neuen Objekt um so geringer ist, je geringer der Abstand zum Zeitpunkt der Ersterfassung des neuen Objekts ist.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduzierung der Verzögerungsanforderung nach der Bewertung der Abstandsentwicklung zum erfassten neuen Objekt erfolgt, wobei bei einem relativ geringen Abstand zum erfassten neuen Objekt aber einer raschen Abstandsänderung in Richtung eines sich rasch vergrößernden Abstands zum erfassten neuen Objekt, eine größere Reduzierung der Verzögerungsanforderung erfolgt.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die ACC-Regelung dann modifiziert wird, wenn über eine Gierrate, einen Lenkwinkel, oder eine andere die Dynamik des Fahrzeugs um die Hochachse repräsentierende Größe in Verbindung mit der Fahrzeuggeschwindigkeit ein Spurwechsel des RCC-Fahrzeugs detektiert wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reduzierung der Motorleistung dann nicht vorgenommen wird und/oder ein Bremseneingriff dann nicht durchgeführt wird, wenn erkannt wird, dass der erwünschte Abstand durch eine Überschussgeschwindigkeit des neuen Objekts hinreichend rasch eingestellt werden kann.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die ACC-Regelung dann modifiziert wird, wenn die aktuell gefahrene Geschwindigkeit geringer ist als die von Fahrer eingestellte Zielgeschwindigkeit, und wenn bei noch konstanter Fahrgeschwindigkeit ein Spurwechsel des ACC-Fahrzeuges und eine Vergrößerung des Abstands zum neuen Objekt erkannt wird.
  13. Verfahren zur Verbesserung einer Abstands- und Folgeregelung (ACC-System) eines Fahrzeugs (ACC-Fahrzeug), insbesondere nach Anspruch 1, bei dem im Fall des aktiven ACC-Systems ein automatischer Eingriff zur Reduzierung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs dann erfolgt, wenn ein vorausfahrendes Fahrzeug (Objekt) erkannt bzw. erfasst wird, und ein Abstand zu dem Objekt detektiert wird, der einen eingestellten und/oder ermittelten Mindestabstand unterschreitet, dadurch gekennzeichnet, dass wenn ein aktiver Fahrereingriff in die Fahrzeugsteuerung erkannt bzw. erfasst wird und anschließend ein neues Objekt als relevant erkannt bzw. erfasst wird, ein automatisches Abbremsen des ACC-Fahrzeugs durch Eingriff in die Bremsenregelung nicht durchgeführt wird.
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