DE4209060A1 - Verfahren zur regelung des abstandes zwischen fahrenden kraftfahrzeugen - Google Patents

Verfahren zur regelung des abstandes zwischen fahrenden kraftfahrzeugen

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung des Abstandes zwischen fahrenden Kraftfahrzeugen.
Bei der automatischen Abstandshaltung von Kraftfahrzeugen wird in der Regel ein geschwindigkeitsabhängiger Sollab­ stand eingehalten. Erfahrungsgemäß wird dieser Abstand aber nur von einer geringen Zahl von Kraftfahrern auch tatsächlich akzeptiert. Es kommt deshalb häufig zu insta­ tionären Zuständen, die letztlich die Realisierung bzw. Beibehaltung einer optimalen Folgedichte von Fahrzeugen vereiteln.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Regelung des Abstands zwischen fahrenden Kraftfahrzeugen vorzuschlagen, das in der Praxis zu einer automatischen Abstandshaltung zwischen Fahrzeugen führt, die eine bes­ sere Akzeptanz bei Fahrern findet.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren zur Regelung des Abstandes zwischen fahrenden Kraftfahr­ zeugen mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß werden die im Verlaufe einer aktuell aufrechterhaltenen Abstandsregelung erfolgenden Fahrer­ eingriffe erfaßt und bewertet. Dazu werden im Zuge des normalen Fahrbetriebs betätigte Steuermittel, etwa das Gaspedal, das Bremspedal, die Blinker, etc. überwacht. Aus einer Bewertung festgestellter Betätigungen wird auf den aktuellen Fahrerwunsch geschlossen und dement­ sprechend die in den aktuell errechneten Sollabstand eingehende Reaktionszeit des Fahrers adaptiv korri­ giert.
Dadurch werden Totzeiten minimiert und eine schnellst­ mögliche Anpassung des Folgeabstandes an ein wechselndes Fahrverhalten des Fahrers erreicht. Als Ergebnis kann eine signifikant verbesserte Akzeptanz für eine ent­ sprechende automatische Abstandsregelung festgestellt werden.
Weitere Vorteile werden durch Fortbildung des Verfahrens gemäß Lehre der Ansprüche 2 bis 6 erschlossen. Nach­ folgend wird das Verfahren im einzelnen beschrieben.
Erfindungsgemäß wird zur Optimierung des automatisch ein­ zuregelnden Folgeabstands eine bewertende Analyse des Fah­ rerverhaltens herangezogen.
Dazu wird zunächst der aktuelle Fahrerwunsch anhand fol­ gender Fahrerverhaltensmerkmale klassifiziert und erfaßt:
  • a) ein Fahrer, der oft überholt, möchte näher auf­ fahren, um leichter überholen zu können.
  • b) ein Fahrer, der die automatische Geschwindigkeits­ regelung oft durch Gasgeben überspielt, möchte näher auffahren, um leichter überholen zu können.
  • c) ein Fahrer, der im geschwindigkeitsgeregelten Be­ trieb oft und früh bremst, möchte nicht so nah auf fahren.
Zur Erfassung der Fahrerverhaltensmerkmale (a) bis (c) kann wenigstens eines, im allgemeinen mehrere der fol­ genden Betätigungsorgane ausgewertet werden:
Bei Abstandshaltung
Gaspedal hinsichtlich Weg/Geschwindigkeit,
Bremspedal hinsichtlich Weg/Geschwindigkeit;
bei laufender Geschwindigkeitsregelung etwa durch Tempomat
Gaspedal hinsichtlich Weg/Geschwindigkeit;
Bremspedal hinsichtlich Weg/Geschwindigkeit;
ferner grundsätzlich
Lenkung hinsichtlich
Fahrwinkel/Geschwindigkeit;
Blinker hinsichtlich Spurwechsel.
Strategie des Regelverfahrens
Da es im allgemeinen lange dauert, bis man das Fahrer­ verhalten identifiziert hat (1-5 Minuten), wird jedes durch entsprechende Betätigungen identifizierbare Auf­ treten von Fahrerverhaltensmerkmalen (a) bis (c) dazu benutzt, um die zur Berechnung herangezogene Reaktions­ zeit zu verringern oder zu erhöhen. Dies erfolgt in der Art eines adaptiven Lernens schrittweise und zwischen 2 Grenzwerten für die Reaktionszeit.
Der untere Grenzwert (minimale Reaktionszeit) wird aus Sicherheitsüberlegungen abgeleitet, während der obere Grenzwert (maximale Reaktionszeit) so gewählt wird, daß im Automatbetrieb nicht ständig Fahrzeuge in den Sicher­ heitsabstand einscheren.
Nach einer erfolgten Anpassung soll eine festgelegte Adaptionszeit Tad verstreichen, bis eine neue Betätigungs­ handlung des Fahrers zu einer erneuten Anpassung der innerhalb der Folgeabstandsregelung rechnerisch in Ansatz zu bringenden Reaktionszeit führt. Auf diese Weise wird die Adaptionsschnelle beeinflußt. Die Abstandsregelung setzt ein auf der Grundlage eines definierten Anfangs­ sollwerts So, der einer mittleren Reaktionszeit ent­ spricht. Schritte der Verfahrensregel:
  • 1) Es wird eine Bandbreite für die zulässige Reak­ tionszeit Tr zwischen einem unteren Grenzwert Trmin und einem oberen Grenzwert Trmax fest­ gelegt:
Trmin Tr Trmax
mit den Bandbreitegrenzen
Trmin: minimale Reaktionszeit
Trmax: maximale Reaktionszeit;
  • 2) es werden erfaßt:
  • a) Überholmanöver durch Überwachung wenig­ stens eines von Lenkung und Blinker;
  • b) Überspielungen der automatischen Ge­ schwindigkeitsregelung durch Gasgeben durch Überwachung des Gaspedals;
  • c) Überspielungen der automatischen Ge­ schwindigkeitsregelung durch Bremsen durch Überwachung des Bremspedals;
  • 3) ein dem Abstandsregeler vorzugebender Anfangs­ sollabstand So wird auf der Basis einer fest gespeicherten mittleren Reaktionszeit Trmit ermittelt und dann zur Anfangsregelung mit Tr = Trmit verwendet:
Trmit = 1/2 (Trmin + Trmax)
mit : minimale Reaktionszeit
Trmax : maximale Reaktionszeit;
  • 4) Die Reaktionszeit Tr bleibt unverändert, wenn ein Ereignis (a), (b) oder (c) innerhalb einer vorbe­ stimmten Adaptionszeit Tad eintritt, und wird verändert, wenn ein Ereignis (a), (b) oder (c) nach Ablauf besagter Adaptionszeit Tad eintritt, wobei bei Ereignis von (a) oder (b) die aktuelle Reaktionszeit Tr verringert wird gemäß folgender Regel:
Tr = Tr-Td, wenn Tr größer als Trmin;
Tr = Trmin , wenn Tr gleich Trmin,
mit Td als Adaptionsdekrement, und wobei bei Ereignis von (c) die aktuelle Reak­ tionszeit Tr vergrößert wird gemäß folgender Regel:
Tr = Tr + Td, wenn Tr kleiner als Trmax;
Tr = Trgiex , wenn Tr gleich Trmax
mit Td als Adaptionsinkrement;
  • 5) der dem Abstandsregler vorzugebende aktuelle Soll­ abstand Ss wird aufgrund der erfaßten aktuellen Eigengeschwindigkeit Ve berechnet und aktualisiert als
  • Ss = (Ve Tr).
Bei dem Adaptionsinkrement bzw. -dekrement Td kann es sich in jedem Falle um einen festen Wert handeln. Wenn z. B. gleich nach dem Regelbeginn auf Abstand eine besonders schnelle Änderung der Reaktionszeit Tr realisiert werden soll, kann das Adaptionsin/dekrement Td auch über der Zeit abnehmend gewählt werden, insbesondere auch logarithmisch abnehmend. Die Adaptionszeit Tad kann ein Festwert sein, oder sie kann dynamisch veränderbar sein, um eine besonders flexible Adaption zu ermög­ lichen.

Claims (7)

1. Verfahren zur Regelung des Abstandes zwischen fahrenden Kraftfahrzeugen, wobei das Folgefahrzeug mit einer überspielbaren automatischen Geschwindig­ keitsregelung und beliebig wirkenden Abstandser­ fassungsmitteln ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, daß es wenigstens folgende Schritte umfaßt:
  • 1) Es wird eine Bandbreite für die zulässige Reak­ tionszeit Tr zwischen einem unteren Grenzwert Trmin und einem oberen Grenzwert Trmax fest­ gelegt;
  • 2) es werden erfaßt:
  • a) Überholmanöver durch Überwachung wenig­ stens eines von Lenkung und Blinker;
  • b) Überspielungen der automatischen Ge­ schwindigkeitsregelung durch Gasgeben durch Überwachung des Gaspedals;
  • c) Überspielungen der automatischen Ge­ schwindigkeitsregelung durch Bremsen durch Überwachung desBremspedals;
  • 3) ein dem Abstandsregeler vorzugebender Anfangs­ sollabstand So wird auf der Basis einer fest gespeicherten mittleren Reaktionszeit Trmit ermittelt und dann zur Anfangsregelung mit Tr = Trmit verwendet;
  • 4) Die Reaktionszeit Tr bleibt unverändert, wenn ein Ereignis (a), (b) oder (c) innerhalb einer vorbe­ stimmten Adaptionszeit Tr eintritt, und wird verändert, wenn ein Ereignis (a), (b) oder (c) nach Ablauf besagter Adaptionszeit Tr eintritt, wobei bei Ereignis von (a) oder (b) die aktuelle Reaktionszeit Tr verringert wird gemäß folgender Regel:
Tr = Tr - Td, wenn Tr größer als Trmin;
Tr = Trmin , wenn Tr gleich Trmin,
mit Td als Adaptionsdekrement, und wobei bei Ereignis von (c) die aktuelle Reak­ tionszeit Tr vergrößert wird gemäß folgender Regel:
Tr = Tr + Td, wenn Tr kleiner als Trmax; Tr = Trmax , wenn Tr gleich Trinax mit Td als Adaptionsinkrement;
5) der dem Abstandsregler vorzugebende aktuelle Soll­ abstand Ss wird aufgrund der erfaßten aktuellen Eigengeschwindigkeit Ve aktualisiert als Ss = (Ve Tr).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß das Adaptionsin- bzw. dekrement Td ein fester Wert ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß das Adaptionsin- bzw. dekrement ein Wert ist, der ab Regelungsbeginn betragsmäßig abnimmt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß das Adaptionsin- bzw. dekrement ein Wert ist, der ab Regelungsbeginn logarithmisch abnimmt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die Adaptionszeit Tad ein Festwert ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Adaptionszeit Tad dynamisch veränderbar ist.
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