WO2012035009A2 - Geschwindigkeitsregelsystem mit abstandssensorik für ein kraftfahrzeug - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a speed control system with
  • Auto-ranging speed control systems also known as ACC ("Active Cruise Control” or “Adaptive Cruise Control”), have been used in the automotive industry, including Applicant's vehicles, for several years. These basically allow two modes: the free ride with predetermined target vehicle speed, if no preceding vehicle (object) is detected and the subsequent drive with predetermined target distance, if a preceding vehicle is detected as a target object.
  • speed control systems can be understood as an extension of the conventional cruise control by a distance sensor that provides information such as distance and speed of other vehicles (objects) in the driving environment of the ego vehicle to the ACC controller.
  • these ACC systems were designed only for use on highways and well-developed expressways and limited to the speed range above 30 km / h.
  • Patent claim 1 the partially already existing objects in the
  • the invention relates to a speed test control system with distance sensor system for a motor vehicle (ego vehicle), which adjusts a predetermined target vehicle speed in a first mode in the form of a free travel and in a second mode in the form of a driver sets a predetermined minimum distance to a selected target object the target object in the second mode after a first selection process
  • a third mode in the form of a
  • Delay trip passed, in which a second selection process is started, which also evaluates stationary targets, and in which until the selection of a target object a free ride is carried out with the introduction of a reduced compared to the follow-up delay. If a target object is selected by the second selection method, the system switches immediately from the third mode to the second mode.
  • the invention is based on the following considerations:
  • a solution may be the fusion of object detection systems using conventional distance sensors (radar, lidar) on the one hand and an image processing system on the other hand. Since the latter between vehicles and other objects
  • this concept of the two modes of travel / free travel means that in the application of the parameters for a selection procedure, one moves to the selection of a target object in the following conflict field: timely target object selection with the risk of too many false braking
  • the third mode consists of 2 parts:
  • a transition to the third mode should be allowed only from the free mode (first mode) out.
  • the ACC function remains active, but no longer requires drive torque from the engine, but leaves the vehicle in
  • the third mode is a moderate deceleration ride.
  • the "Target detected” display should not be activated, a follow-up run is not yet available. All "ACC-Active" displays should continue ACC operation
  • ACC should switch back from the third mode to the first mode in the form of free travel:
  • the driver carries out an operator action.
  • the driver overrides the accelerator pedal.
  • the third mode lasts longer than an applicable period of time.
  • the system should switch immediately to the next mode (second mode).
  • the selection method or the algorithm for target selection detects at least N vehicles in an applicable distance range (Number N applicable), none of these vehicles faster than an applicable speed limit drives.
  • this speed limit should be realized as a function of the current ego speeds.
  • the change to the third mode is the situation

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Geschwindigkeitsregelsystem mit Abstandssensorik für ein Kraftfahrzeug (Ego-Fahrzeug), das in einem ersten Modus in Form einer Freifahrt eine vorgegebene Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit einstellt und in einem zweiten Modus in Form einer Folgefahrt einen vorgegebenen Mindestabstand zu einem ausgewählten Zielobjekt einstellt, wobei das Zielobjekt im zweiten Modus nach einem ersten Auswahlverfahren ausgewählt wird, das stehende Objekte als Zielobjekte ausblendet, Erfindungsgemäß wird bei Vorliegen mindestens einer definierten Bedingung ausgehend vom ersten Modus in einen dritten Modus in Form einer Verzögerungsfahrt übergegangen, bei dem ein zweites Auswahlverfahren gestartet wird, das auch stehende Zielobjekte auswertet, und bei dem bis zur Auswahl eines Zielobjektes eine Freifahrt mit Einleitung einer gegenüber der Folgefahrt reduzierten Verzögerung durchgeführt wird. Wird durch das zweite Auswahlverfahren ein Zielobjekt ausgewählt, wird unverzüglich vom dritten Modus in den zweiten Modus umgeschaltet.

Description

Geschwändigkeitsregelsystem mit Abstandssensorik für ein Kraftfahrzeug
Die Erfindung bezieht sich auf ein Geschwindigkeitsregelsystem mit
Abstandssensorik für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
Geschwindigkeitsregelsysteme mit automatischer Abstandsregelung, auch ACC („Active Cruise Control" oder„Adaptive Cruise Control") genannt, sind in der Automobilbranche, so auch bei Fahrzeugen der Anmelderin, seit einigen Jahren im Einsatz. Diese erlauben grundsätzlich zwei Modi: die Freifahrt mit vorgegebener Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit, wenn kein vorausfahrendes Fahrzeug (Objekt) erkannt wird und die Folgefahrt mit vorgegebenem Soll- Abstand, wenn ein vorausfahrendes Fahrzeug als Zielobjekt erkannt wird. Aus technischer Sicht können derartige Geschwindigkeitsregeisysteme als Erweiterung des herkömmlichen Tempomaten um einen Abstandssensor verstanden werden, der Informationen wie Abstand und Geschwindigkeit weiterer Fahrzeuge (Objekte) im Fahrumfeld des Ego-Fahrzeuges an den ACC-Regler liefert. Zunächst waren diese ACC-Systeme nur für den Einsatz auf Autobahnen und gut ausgebauten Schnellstraßen konzipiert und auf den Geschwindigkeitsbereich oberhalb von 30 km/h eingeschränkt. Spezieil der Betrieb im Stau war damit nicht möglich. Diese Lücke wurde durch die nächste Generation geschlossen, die sogenannten ACC-Stop&Go Systeme. Ein ACC-Stop&Go System verzögert das Ego-Fahrzeug bis in den Stillstand und fährt innerhalb gewisser Zeitschwellen auch wieder automatisch los, um einem Vorderfahrzeug zu folgen. Allerdings hat die Ausprägung dieses ACC- Stop&Go Systems den Nachteil, auf a-priori-stehende Fahrzeuge, also auf Fahrzeuge, die vom Sensor nie als fahrend detekiiert worden sind, wie z.B. dem Ende einer Schlange an einer roten Ampel, nicht zu reagieren. Der Grund dafür ist in dem zentralen technischen Problem der ACC-Systeme zu sehen. Es genügt nicht, Objekte aus dem Verkehrsumfeld zu detektieren, sondern es muss auch entschieden werden, ob sich diese Objekte in der eigenen Fahrspur befinden. Diese Aufgabe wird nur unzureichend gelöst, so dass es zu einer nicht unerheblichen Anzahl von Falschreaktionen auf Fahrzeugen in Nachbarspuren kommen kann. Da die Abstandssensoren in der Regel eine weitaus größere Menge an stehendem Objekten (Leitplanken, Verkehrsschilder, Brücken usw.) als an bewegten Objekten detektieren, würde eine generelle Hinzunahme der stehenden Objekte zu den potentiellen Zielobjekten zu einer unakzeptablen Zunahme von Falschbremsungen führen.
Ein Geschwindigkeitsregelsystem nach dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1 , das teilweise auch schon stehende Objekte in die
Regelung einbezieht, ist aus der EP 1 304 251 B1 bekannt. Hierbei wird jedoch lediglich ein Abbremsen in den Stillstand berücksichtigt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Geschwindigkeitsregelsystem eingangs genannter Art im Hinblick auf eine Verhinderung von Falschbremsungen bei Einbeziehung von (a priori) stehenden Objekten weiterzubilden.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind die Gegenstände der Unteransprüche. Die Erfindung betrifft ein Geschwindigkestsregeisystem mit Abstandssensorik für ein Kraftfahrzeug (Ego-Fahrzeug), das in einem ersten Modus in Form einer Freifahrt eine vorgegebene Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit einstellt und in einem zweiten Modus in Form einer Foigefahrt einen vorgegebenen Mindestabstand zu einem ausgewählten Zielobjekt einsteilt, wobei das Zielobjekt im zweiten Modus nach einem ersten Auswahlverfahren
ausgewählt wird, das stehende Objekte als Zielobjekte ausblendet,
Erfindungsgemäß wird bei Vorliegen mindestens einer definierten Bedingung ausgehend vom ersten Modus in einen dritten Modus in Form einer
Verzögerungsfahrt übergegangen, bei dem ein zweites Auswahlverfahren gestartet wird, das auch stehende Zielobjekte auswertet, und bei dem bis zur Auswahl eines Zielobjektes eine Freifahrt mit Einleitung einer gegenüber der Folgefahrt reduzierten Verzögerung durchgeführt wird. Wird durch das zweite Auswahlverfahren ein Zielobjekt ausgewählt, wird unverzüglich vom dritten Modus in den zweiten Modus umgeschaltet.
Der Erfindung liegen folgende Überlegungen zugrunde:
Zunächst kann zur Verhinderung von Problemen bei Einbeziehung von (a priori) stehenden Objekten eine Lösung die Fusion von Objekt- Detektionssystemen mittels konventionellen Abstandssensoren (Radar, Lidar) einerseits und mittels einem Bildverarbeitungssystem andererseits sein. Da letzteres zwischen Fahrzeugen und sonstigen Objekten
unterscheiden kann, besteht dadurch prinzipiell die Möglichkeit, ein ACC- Stop&Go Geschwindigkeitsregelsystem mit Reaktion auf a-priori-stehende Ziele zu realisieren, ohne die Anzahl der Fehlbremsungen signifikant zu erhöhen. Der ACC-Betrieb unter Berücksichtigung von stehenden Objekten in einem städtischen Umfeld ist somit technisch möglich. Allerdings kennt ein solches System immer noch nur die zwei Modi: entweder wird ein
detektiertes (fahrendes oder stehendes) Objekt der eigenen Spur zugeordnet und es wird in den sogenannten Folgemodus übergegangen oder ACC regelt im sogenannten Freifahrtmodus die vom Fahrer eingestellte Geschwindigkeit ein; aiso entweder erster Modus in Form einer Freifahrt oder zweiter Modus in Form einer Folgefahrt.
Dieses Konzept der zwei Modi Foigefahrt/Freifahrt bedeutet letztendlich, dass man sich bei der Applikation der Parameter für ein Auswahlverfahren zur Auswahl eines Zielobjekts im folgenden Konfliktfeld bewegt: rechtzeitige Zielobjektauswahl mit der Gefahr von zu vielen Fehlbremsungen auf
Fahrzeuge in Nachbarspuren oder man verringert die Anzahl der zuletzt genannten Fehler unter dem Nachteil, dass echte Zielobjekte zu spät ausgewählt werden, so dass der Fahrer zu oft selber bremsen muss.
Verschärft stellt sich dieses Problem beim Geschwindigkeitsregeisystemen mit der Reaktion auf a-priori-stehende Ziele dar. Auch wenn nun durch die Bildverarbeitung nur auf Fahrzeuge reagiert wird, so kann es durch eine falsche Fahrspurzordnung, dem - wie oben erwähnt - zentralen Problem des ACC, dennoch zu Fehlbremsungen auf Parkreihen oder auf stehende Fahrzeuge in Nachbarspuren kommen. Eine zu konservative
Zielobjektauswahl im Sinne der Reduzierung von Fehlbremsungen führt aber dazu, dass die Bremsung auf tatsächlich in der Ego-Spur vorhandene Fahrzeuge zu spät eingeleitet wird. Gerade im Hinbiick auf die Reaktion auf stehende Objekte (Standziele) ist dies nicht zielführend, da in diesen
Situationen hohe Relativgeschwindkeiten (50 km/h oder mehr) abgebaut werden müssen. Somit werden stehende Fahrzeuge zwar als Zielobjekte erkannt, diese Erkennung kann aber zu spät erfolgen, so dass nicht mehr genügend Bremsweg für die einem (ACC-) Geschwindigkeitsregelsystem erlaubten Verzögerungen zur Verfügung steht.
Als Lösung für den oben beschriebenen Zielkonflikt wird die Einführung eines dritten Modus für ACC vorgeschlagen, der im Folgenden durch ein
besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel genauer beschrieben wird: Der dritte Modus besteht aus 2 Teilen:
- 1. Was ist der dritte Modus?
- 2. Wodurch wird er ausgelöst?
1. Ein Übergang in den dritten Modus soll nur aus dem Freifahrtmodus (erster Modus) heraus erlaubt sein.
Im dritten Modus bleibt die ACC-Funktion weiterhin aktiv, fordert aber vom Motor kein Antriebsmoment mehr an, sondern lässt das Fahrzeug in
Schleppmomeni oder in eine geringfügige Verzögerung übergehen. Der dritte Modus ist gleichsam eine gemäßigte Verzögerungsfahrt. Die "Zielobjekt erkannt"-Anzeige soll nicht angesteuert werden, eine Folgefahrt liegt noch nicht vor. Alle "ACC-Aktiv"-Anzeigen sollen weiterhin ACC-Betrieb
signalisieren, ACC wird nicht ausgeschaltet
Trifft eine oder mehrere der folgenden Bedingungen zu, so soll ACC wieder aus dem dritten Modus in den ersten Modus in Form der Freifahrt wechseln:
- Der Fahrer führt eine Bedienhandlung aus.
- Der Fahrer übertritt das Fahrpedal.
- Das eigene Fahrzeug (Ego-Fahrzeug) unterschreitet eine applizierbare untere Geschwindigkeitsgrenze.
- Der dritte Modus dauert länger als ein applizierbarer Zeitraum an.
Falls von Sensor und Zielobjektauswahl ein Zieiobjekt gemeldet wird, soll sofort in den Folgemodus (zweiter Modus) gewechselt werden.
2. Für den Übergang in den dritten Modus muss vorzugsweise mindestens eine der folgenden Bedingungen erfüllt sein:
- ACC befindet sich im Freifahrtmodus.
- Die Ego-Fahrzeuggeschwindigkeit liegt in einem applizierbaren
Geschwindigkeitsintervall. Hintergrund: der dritte Modus soll nur bei typischen Stadtgeschwindigkeiten zugelassen werden.
Das Auswahlverfahren bzw. der Algorithmus zur Zielobjektauswahl detektiert in einem applizierbaren Entfernungsbereich mindestens N Fahrzeuge (Anzahl N applizierbar), wobei keines dieser Fahrzeuge schneller als eine applizierbare Geschwindigkeitsgrenze fährt.
Als eine Option soll diese Geschwindigkeitsgrenze als Funktion der aktuellen Ego-Geschwindigkeiten realisiert werden können.
Speziell für ACC-Systeme, die eine Reaktion auf stehende Fahrzeuge zulassen, wird durch den Wechsel in den dritten Modus die Situation
"Annäherung an Kreuzung bzw. Ampel" entschärft, wo typischerweise der Fall auftritt, dass sich eine Vielzahl von langsameren Fahrzeugen vor dem Ego-Fahrzeug befindet. Derzeitig in Entwicklung befindliche ACC-Systeme wählen ein Zielobjekt zu spät aus, so dass der Fahrer selbst bremsen muss. Da in solchen Situation wie erwähnt die Auslösebedingung für den dritten Modus vorliegt, wird durch den Übergang in eine Verzögerungsfahrt, beispielsweise durch Schleppmomentbereitstellung, bereits Geschwindigkeit abgebaut, so dass auch bei einem spät ausgewählten Zielobjekt die ACC- Verzögerung noch ausreicht, um im ACC-Regelbetrieb komfortabel durch den schnellen Übergang vom dritten Modus in den Folgemodus hinter dem Ziel zum Stehen zu kommen.

Claims

Patentansprüche
1. Geschwindigkeitsregeisystem mit Abstandssensorik für ein
Kraftfahrzeug (Ego-Fahrzeug), das in einem ersten Modus in Form einer Freifahrt eine vorgegebene Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit einstellt und in einem zweiten Modus in Form einer Folgefahrt einen vorgegebenen Mindestabstand zu einem ausgewählten Zielobjekt einstellt, wobei das Zielobjekt im zweiten Modus nach einem ersten Auswahlverfahren ausgewählt wird, das stehende Objekte als Zielobjekte ausblendet, dadurch gekennzeichnet, dass es bei Vorliegen mindestens einer definierten Bedingung ausgehend vom ersten Modus in einen dritten Modus in Form einer Verzögerungsfahrt übergeht, bei dem ein zweites
Auswahlverfahren gestartet wird, das auch stehende Zielobjekte auswertet, und bei dem bis zur Auswahl eines Zielobjektes eine Freifahrt mit Einleitung einer gegenüber der Folgefahrt reduzierten Verzögerung durchgeführt wird.
2. Geschwindigkeitsregeisystem nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine definierte Bedingung eine
Fahrzeuggeschwindigkeit des Ego-Fahrzeuges unterhalb einer ersten vorgegebenen Ego-Fahrzeuggeschwindigkeits-Schwelle ist.
3. Geschwindigkeitsregeisystem nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine definierte Bedingung die Erkennung einer Mindestanzahl von Objekten in einem vorgegebenen Entfernungsbereich ist.
4. Geschwindigkeitsregeisystem nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine definierte Bedingung die Erkennung einer Mindestanzahl von Objekten in einem vorgegebenen Entfernungsbereich ist, wobei die
Geschwindigkeiten der Objekte unterhalb einer vorgegebenen Objekt-Geschwindigkeits-Schwelle Hegen.
5. Geschwindigkeitsregelsystem nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ego- Fahrzeuggeschwindigkeits-Schwelle und/oder die Objekt- Geschwindigkeitsschwelle abhängig von der Ist- Fahrzeuggeschwindigkeit des Ego-Fahrzeuges vorgebbar ist.
6. Geschwindigkeitsregelsystem nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vom dritten Modus in Form einer Verzögerungsfahrt in den ersten Modus in Form einer Freifahrt übergegangen wird, wenn
- der Fahrer eine manuelle Bedienhandlung ausführt oder
- der Fahrer das Fahrpedal betätigt oder
- das Ego-Fahrzeug eine zweite untere Ego- Fahrzeuggeschwindigkeits-Schwelle unterschreitet oder
- der dritte Modus länger als eine definierte Zeitspanne andauert.
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