DE102015226840A1 - Verfahren zum Betreiben einer Längsregelungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs in einem Kreisverkehr - Google Patents

Verfahren zum Betreiben einer Längsregelungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs in einem Kreisverkehr Download PDF

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Abstract

Verfahren zum Betreiben einer Längsregelungsvorrichtung (100) eines Kraftfahrzeugs in einem Kreisverkehr, aufweisend die Schritte: – Verorten des Kraftfahrzeugs im Kreisverkehr; – im Wesentlichen Konstanthalten einer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs zwischen einem Einfahren in den Kreisverkehr und einem Umlenken zum Ausfahren aus dem Kreisverkehr; und – Definiertes Beschleunigen des Kraftfahrzeugs während des Ausfahrens aus dem Kreisverkehr.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Längsregelungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs in einem Kreisverkehr. Die Erfindung betrifft ferner eine Längsregelungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug.
  • Stand der Technik
  • Ein bekannter Abstandsregeltempomat (engl. adaptive cruise control, ACC) ist ein kraftfahrtechnisches Assistenzsystem zum Realisieren eines teilautomatischen Fahrbetriebes des Kraftfahrzeugs mit einem Längsregler und einem optionalen Querregler und gegebenenfalls weiteren Regelungselementen. Gewünschte Parameter für ein derartiges System, wie zum Beispiel eine Wunschgeschwindigkeit oder ein Wunschabstand zu einem Vorderfahrzeug werden z.B. über einen Einstellhebel im Kraftahrzeug eingegeben.
  • Durch das genannte ACC-System kann der Fahrer von einfachen Fahraufgaben entlastet werden. Das System folgt bis zu einer eingestellten Wunschgeschwindigkeit dem vorausfahrenden Fahrzeug. Ohne vorausfahrendes Fahrzeug regelt das System die vom Fahrer eingestellte Wunschgeschwindigkeit selbsttätig ein. Um auch in Kurven ein komfortables Fahrverhalten zu gewährleisten, wird die maximale Querbeschleunigung durch ein moderates Anpassen der Geschwindigkeit begrenzt. Dazu kann aus Fahrdynamikdaten (z.B. Gierrate, Lenkwinkel, usw.) und Navigationsdaten eine maximal mögliche Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs für eine Kurve bestimmt werden, die dann mit einer geeigneten Regelstrategie an eine tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit angepasst wird.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Längsregelungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug bereit zu stellen.
  • Die Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt gelöst mit einem Verfahren zum Betreiben einer Längsregelungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs in einem Kreisverkehr, aufweisend die Schritte:
    • – Verorten des Kraftfahrzeugs im Kreisverkehr;
    • – Im Wesentlichen Konstanthalten einer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs zwischen dem Einfahren in den Kreisverkehr und einem Umlenken zum Ausfahren aus dem Kreisverkehr; und
    • – Definiertes Beschleunigen des Kraftfahrzeugs während des Ausfahrens aus dem Kreisverkehr.
  • Dadurch wird vorteilhaft ein Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs realisiert, welches weitgehend ein menschliches Fahrverhalten eines Kraftfahrzeugs in einem Kreisverkehr nachbildet, wodurch eine Komfortstufe des Betreibens des Kraftfahrzeugs vorteilhaft erhöht ist.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt wird die Aufgabe gelöst mit einer Längsregelungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, aufweisend:
    • – eine Verortungseinrichtung, mittels der eine Verortung des Kraftfahrzeugs in einem Kreisverkehr realisierbar ist; und
    • – eine Steuerungseinrichtung, mittels der eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs zwischen einem Einfahren in den Kreisverkehr und einem Umlenken zum Ausfahren aus dem Kreisverkehr im Wesentlichen konstant haltbar ist; wobei während des Ausfahrens aus dem Kreisverkehr eine definierte Beschleunigung für das Kraftfahrzeug generierbar ist.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass das Verorten des Kraftfahrzeugs im Kreisverkehr mittels digitaler Kartendaten durchgeführt wird. Auf diese Weise ist vorteilhaft unterstützt, dass eine hohe Verortungsgenauigkeit des Kraftfahrzeugs bereitgestellt wird, wodurch das Verfahren besonders effizient und für den Fahrer komfortabel durchgeführt wird.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass das Verorten des Kraftfahrzeugs im Kreisverkehr durch ein Auswerten von erfassten Sensordaten des Kraftfahrzeugs durchgeführt wird. Auf diese Weise stehen digitale Kartendaten zwar nicht zur Verfügung, jedoch wird auch in diesem Falle beim Ausfahren aus dem Kreisverkehr eine Beschleunigung des Kraftfahrzeugs definiert erhöht, wodurch ein Fahrkomfort beträchtlich gesteigert sein kann.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass die Sensordaten wenigstens eines aus Folgendem betreffen: Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs, Gierrate des Kraftfahrzeugs, Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs. Auf diese Weise können Parameter eines Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs zur Verortung im Kreisverkehr verwendet werden. Mittels einer in der Regel bereits vorhandenen Sensorik ist dies vorteilhaft ohne technischen Zusatzaufwand möglich.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass eine Erkennung eines Verkehrssinns durchgeführt wird, wobei das Verfahren entsprechend dem erkannten Verkehrssinn durchgeführt wird. Auf diese Weise ist vorteilhaft ermöglicht, dass das Verfahren sowohl bei Links- als auch bei Rechtsverkehr funktioniert. Eine derartige Ausgestaltung ist vorteilhaft mit einfachen softwaretechnischen Anpassungsmitteln möglich, insbesondere eine Festlegung von Vorzeichen von Algorithmen.
  • Die Erfindung wird im Folgenden mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand von mehreren Figuren detailliert beschrieben. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung, sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in den Figuren. Die Figuren sind vor allem dazu gedacht, die erfindungswesentlichen Prinzipien zu verdeutlichen.
  • Offenbarte Verfahrensmerkmale ergeben sich analog aus entsprechenden offenbarten Vorrichtungsmerkmalen und umgekehrt. Dies bedeutet insbesondere, dass sich Merkmale, technische Vorteile und Ausführungen betreffend das Verfahren zum Betreiben einer Längsregelungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs in analoger Weise aus entsprechenden Ausführungen, Merkmalen und Vorteilen betreffend die Längsregelungsvorrichtung ergeben und umgekehrt.
  • In den Figuren zeigt:
  • 1 prinzipielle zeitliche Verläufe von herkömmlichen Beschleunigungen eines Kraftfahrzeugs in einem Kreisverkehr;
  • 2 prinzipielle zeitliche Verläufe von Beschleunigungen eines Kraftfahrzeugs in einem Kreisverkehr;
  • 3 einen prinzipiellen Ablauf einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
  • 4 einen schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen Längsregelungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Die im Stand der Technik beschriebene herkömmliche Regelung in Kurven funktioniert in der Regel sehr gut in Kurven in allen Geschwindigkeitsbereichen und bei Abbiegevorgängen.
  • Problematisch können hingegen Kreisverkehre sein, wobei ein Befahren eines Kreisverkehrs folgende Phasen P1 bis P5 umfasst:
    • P1 Einfahren in den Kreisverkehr (bei Rechtsverkehr: Rechtskurve)
    • P2 Umlenken (bei Rechtsverkehr: Umlenken von Rechtskurve in Linkskurve)
    • P3 Fahren im Kreisverkehr (bei Rechtsverkehr: Linkskurve)
    • P4 Umlenken (bei Rechtsverkehr: Umlenken von Linkskurve in Rechtskurve)
    • P5 Ausfahren aus dem Kreisverkehr (bei Rechtsverkehr: Rechtskurve)
  • In 1 ist ein Verlauf einer Sollbeschleunigung A1 über der Zeit t in den genannten fünf Phasen P1...P5 des Kreisverkehrs prinzipiell dargestellt. Ein Verlauf einer Ist-Beschleunigung A2 über der Zeit t ist ebenfalls in der Figur in den Phasen P1...P5 des Kreisverkehrs dargestellt, wobei die Ist-Beschleunigung A2 Trägheiten und diverse Regelungsungenauigkeiten einer Längsregelungsvorrichtung (nicht dargestellt) enthält.
  • In einem unteren Abschnitt der 1 ist ein Lenkwinkel α des Kraftfahrzeugs über der Zeit t dargestellt.
  • Man erkennt, dass in den Phasen P1, P3 und P5 eine Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs durch eine Begrenzung einer Fahrzeuggeschwindigkeit angepasst wird. Da in den Phasen P2 und P4 die Lenkung kurzzeitig wenig Lenkwinkel aufweist bzw. eine Geradeausfahrt definiert, wird das Kraftfahrzeug herkömmlicherweise in diesen Phasen P2, P4 beschleunigt. Somit zeichnet sich eine Kreisverkehr-Fahrt mit einem herkömmlichen aktiven ACC-System durch unangenehme, ruckartige Übergänge zwischen den Verzögerungen in den Phasen P1, P3 und P5 sowie den Beschleunigungen in den Phasen P2 und P4 aus.
  • Vorgeschlagen wird eine Realisierung eines verbesserten, komfortablen Betriebsverhaltens einer Längsregelvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere in Kreisverkehren.
  • Mit dem vorgeschlagenen Verfahren wird ein Kraftfahrzeug in die Lage versetzt, mit aktiviertem ACC-System komfortabel durch einen Kreisverkehr fahren zu können. Als besonders komfortabel und einem typischen menschlichen Fahrverhalten nachempfunden wird der prinzipiell in 2 dargestellte Verlauf einer Sollbeschleunigung A3 („Sollbeschleunigung mit Kreisverkehrlogik“) angesehen.
  • 2 zeigt zusätzlich zum herkömmlichen Verlauf der Sollbeschleunigung A1 prinzipiell, dass sich eine Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens auf eine Sollbeschleunigung A3 über der Zeit t wie folgend beschrieben auswirkt:
    Man erkennt, dass in Phase P1 die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs begrenzt wird.
  • In Phase P2 wird, anders als bei herkömmlichen Systemen, nicht beschleunigt, sondern es wird die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs im Wesentlichen konstant gehalten.
  • In Phase P3 wird die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs begrenzt bzw. konstant gehalten, so dass im Ergebnis in den Phasen P2 und P3, das heißt während der kompletten Kreisverkehr-Fahrt die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs im Wesentlichen konstant gehalten wird.
  • In Phase P4 wird das Kraftfahrzeug definiert beschleunigt.
  • In Phase P5 wird, anders als bei herkömmlichen Systemen, die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs nicht verringert, sondern wenigstens beibehalten bzw. moderat beschleunigt. Im Ergebnis wird also während des Zeitpunkts des Umlenkens zum Ausfahren aus dem Kreisverkehr und der Ausfahrt aus dem Kreisverkehr eine moderate Beschleunigung des Kraftfahrzeugs durchgeführt.
  • In 2 ist ferner auch ein Verlauf einer Ist-Beschleunigung A2 dargestellt, der einen Verlauf der Sollbeschleunigung A3 mit Regelungsungenauigkeiten und Trägheiten des Systems repräsentiert.
  • Nachfolgend wird die Erfindung mit beispielhaften Zahlenwerten verdeutlicht. Es versteht sich jedoch von selbst, dass auch andere definierte Zahlenwerte zur Erreichung der vorgeschlagenen Betriebscharakteristik der Längsregelungsvorrichtung möglich sind. Angenommen wird ein Kreisverkehr, der von einem Kraftfahrzeug dauerhaft mit 25 km/h komfortabel durchfahren werden kann. Zudem wird eine Einfahrtgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs in den Kreisverkehr von ca. 30 km/h angenommen.
  • Entsprechend dem Stand der Technik wird beim Einfahren in den Kreisverkehr (Phase P1) die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs auf ca. 25 km/h begrenzt.
  • Bei Umlenken (Phase P2) wird das Kraftfahrzeug wieder auf ca. 30 km/h beschleunigt. Anschließend wird während der Kreisverkehr-Fahrt (Phase P3) die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs auf ca. 25 km/h begrenzt. Für die Ausfahrt (Phase P4) wird kurzfristig wieder auf ca. 30 km/h beschleunigt, bevor während der Ausfahrt wieder auf 25 km/h verzögert wird und danach (Phase P5) endgültig wieder auf die Wunschgeschwindigkeit beschleunigt wird.
  • Beim Einfahren in den Kreisverkehr (Phase P1) wird die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs auf 25 km/h reduziert. Diese wird während der kompletten Kreisfahrt (Phasen P2 und P3) beibehalten. Bei Umlenken zum Auslenken (Phase P4) beschleunigt das Kraftfahrzeug und wird beim Auslenken (Phase P5) selbst nicht erneut verzögert.
  • Aus 2 ist gut erkennbar, wie sich die Längsregelungsvorrichtung gemäß der Erfindung von der konventionellen Längsregelungsvorrichtung unterscheidet:
    Man erkennt aus 2 nämlich, dass in den Phasen P2 und P5, in denen das vorgeschlagene Verhalten nicht dem herkömmlichen Verlauf der Sollbeschleunigung entspricht, die Betriebscharakteristik der Längsregelungsvorrichtung 100 durch eine Modifikation der Sollbeschleunigung angepasst wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird mittels eines Navigationssystems, d.h. mit digitalen Kartendaten der Längsregelungsvorrichtung 100 der Beginn der Phase P1 und das Ende der Phase P5 mitgeteilt. Vorzugsweise ist es ausreichend, dass die die digitalen Kartendaten in irgendeiner Weise im Fahrzeug vorhanden sind und beispielsweise mittels einer externen Datenverbindung an das Fahrzeug übermittelt werden. Dadurch können Übergänge zwischen den einzelnen Phasen P1...P5 anhand der Beobachtung der Fahrdynamikgrößen (z.B. Gierrate und Lenkwinkel) abgeleitet werden.
  • In einer weiteren Variante ist es vorteilhaft auch möglich, eine Erkennung eines Verkehrssinns durchzuführen und das vorgeschlagene Verfahren entsprechend dem Verkehrssinn durchzuführen. Dadurch ist das Verfahren vorteilhaft sowohl bei Rechts- als auch bei Linksverkehr verwendbar.
  • In einer Alternative ist es vorteilhaft auch möglich, das Verfahren gänzlich ohne digitales Kartenmaterial auszuführen, wobei mittels der Fahrzeugsensorik lediglich ein Einfahren in den Kreisverkehr und eine geometrische Position innerhalb des Kreisverkehrs erkannt wird. Dies kann beispielsweise bei einem System ohne Navigationsanwendung der Fall sein, wobei die Kreisverkehr-Fahrt ausschließlich anhand der Fahrdynamikgrößen, sowie gegebenenfalls aufgrund einer Betätigung des Blinkers beim Ausfahren erkannt wird. In diesem Fall ist allerdings eine spezifische Reaktion der Längsregelungsvorrichtung 100 nur in Phase P5 möglich, da in den vorhergehenden Phasen P1...P4 ohne digitales Kartenmaterial nicht ausreichend sicher von einem Kreisverkehr ausgegangen werden kann. Somit entfällt in diesem Fall die spezifische Charakteristik der Längsregelungsvorrichtung 100 in Phase P2.
  • Dennoch ist auch in dieser Variante gegenüber herkömmlichen Systemen eine deutliche Verbesserung spürbar, da in den meisten Fällen die Phase P5 eine entscheidende Rolle für den Fahrkomfort dargestellt.
  • 3 zeigt einen prinzipiellen Ablauf einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • In einem Schritt 200 wird ein Verorten des Kraftfahrzeugs im Kreisverkehr durchgeführt.
  • In einem Schritt 210 wird ein im Wesentlichen Konstanthalten einer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs zwischen einem Einfahren in den Kreisverkehr und einem Umlenken zum Ausfahren aus dem Kreisverkehr durchgeführt.
  • In einem Schritt 220 wird ein definiertes Beschleunigen des Kraftfahrzeugs während des Ausfahrens aus dem Kreisverkehr durchgeführt.
  • Eine Implementierung des Verfahrens erfolgt vorzugsweise in Software, wobei dadurch eine Aktualisierung und Modifizierung vorteilhaft vereinfacht ist.
  • 4 zeigt ein stark vereinfachtes schematisches Blockschaltbild einer Ausführungsform der Längsregelungsvorrichtung 100. Man erkennt eine Verortungseinrichtung 10 und eine Steuerungseinrichtung 20, die funktional derart zusammenwirken und derart ausgebildet sind, dass die vorgehend geoffenbarte Betriebscharakteristik der Längsregelungsvorrichtung 100 generierbar ist.
  • Zusammenfassend wird mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zu einem verbesserten, komfortableren Betrieb einer Längsregelungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs in einem Kreisverkehr vorgeschlagen.
  • Der Fachmann wird die Merkmale der Erfindung in geeigneter Weise abändern und/oder miteinander kombinieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Längsregelungsvorrichtung (100) eines Kraftfahrzeugs in einem Kreisverkehr, aufweisend die Schritte: – Verorten des Kraftfahrzeugs im Kreisverkehr; – im Wesentlichen Konstanthalten einer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs zwischen einem Einfahren in den Kreisverkehr und einem Umlenken zum Ausfahren aus dem Kreisverkehr; und – Definiertes Beschleunigen des Kraftfahrzeugs während des Ausfahrens aus dem Kreisverkehr.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verorten des Kraftfahrzeugs im Kreisverkehr mittels digitaler Kartendaten durchgeführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Verorten des Kraftfahrzeugs im Kreisverkehr durch ein Auswerten von erfassten Sensordaten des Kraftfahrzeugs durchgeführt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Sensordaten wenigstens eines aus Folgendem betreffen: Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs, Gierrate des Kraftfahrzeugs, Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Erkennung eines Verkehrssinns durchgeführt wird, wobei das Verfahren entsprechend dem erkannten Verkehrssinn durchgeführt wird.
  6. Längsregelungsvorrichtung (100) für ein Kraftfahrzeug, aufweisend: – eine Verortungseinrichtung (10), mittels der eine Verortung des Kraftfahrzeugs in einem Kreisverkehr realisierbar ist; und – eine Steuerungseinrichtung (20), mittels der eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs zwischen einem Einfahren in den Kreisverkehr und einem Umlenken zum Ausfahren aus dem Kreisverkehr im Wesentlichen konstant haltbar ist, wobei während des Ausfahrens aus dem Kreisverkehr eine definierte Beschleunigung für das Kraftfahrzeug generierbar ist.
  7. Längsregelungsvorrichtung (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verortungseinrichtung (10) aus digitalen Kartendaten gespeist wird.
  8. Längsregelungsvorrichtung (100) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verortungseinrichtung (10) aus ausgewerteten Sensordaten des Kraftfahrzeugs gespeist wird.
  9. ACC-Regelungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug aufweisend eine Längsregelungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 6 bis 8.
  10. Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wenn es auf einer elektronischen Regelungseinrichtung (100) abläuft oder auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert ist.
DE102015226840.3A 2015-11-03 2015-12-30 Verfahren zum Betreiben einer Längsregelungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs in einem Kreisverkehr Pending DE102015226840A1 (de)

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