DE102020200209A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Regeln eines Abstands eines Ego-Fahrzeug zu einem vorausfahrenden Fahrzeug - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Regeln eines Abstands eines Ego-Fahrzeug zu einem vorausfahrenden Fahrzeug Download PDF

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Regeln eines Abstands (d) eines Ego-Fahrzeugs (100) zu einem vorausfahrenden Zielobjekt (200) in Abhängigkeit von der aktuellen Fahrgeschwindigkeit (vego) des Ego-Fahrzeugs (100) beschrieben, welches die Schritte umfasst:- Ermitteln eines Ist-Abstands (dreal) durch Messen des aktuellen Abstands (d) des Ego-Fahrzeugs (100) zu dem Zielobjekt (200),- Ermitteln eines Soll-Abstands (dset) für die aktuelle Fahrgeschwindigkeit (vego) des Ego-Fahrzeugs (100) anhand einer vorgegebenen Kennlinie (301, 302, 303), die den Soll-Abstand (dset) für verschiedene Fahrgeschwindigkeiten (vego) parametriert,- Ermitteln einer Regelabweichung (Δd) durch einen Vergleich zwischen dem Ist-Abstand (dreal) und dem Soll-Abstand (dset), und- Erzeugen eines Steuersignals (137) anhand der Regelabweichung (Δd), das ausgebildet ist, die Fahrgeschwindigkeit (vego) des Ego-Fahrzeugs (100) zu beeinflussen, um die Regelabweichung (Δd) zwischen dem Ist-Abstand (dreal) und dem jeweiligen Soll-Abstand (dset) zu reduzieren, wobei die Ermittlung des Soll-Abstands (dset) in wenigstens einem Geschwindigkeitsbereich (321, 322, 323) der Fahrgeschwindigkeit (vego) des Ego-Fahrzeugs (100) in Abhängigkeit von einer aktuellen Beschleunigung des Zielobjekts (200) erfolgt, wobei der Soll-Abstand (dset) beim Vorliegen einer negativen Beschleunigung des Zielobjekts (200) mittels einer ersten Kennlinie (301) ermittelt wird und beim Vorliegen einer positiven Beschleunigung des Zielobjekts (200) mittels einer zweiten Kennlinie (302) ermittelt wird, die im Vergleich zur ersten Kennlinie (301) für eine höhere Fahrdynamik ausgelegt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln des Abstands eines Ego-Fahrzeugs zu einem vorausfahrenden Fahrzeug in Abhängigkeit von der aktuellen Fahrgeschwindigkeit. Ferner betrifft die Erfindung auch eine Vorrichtung zum Regeln des Abstands des Ego-Fahrzeugs zu dem vorausfahrenden Fahrzeug, ein Computerprogramm sowie ein computerlesbares Speichermedium mit einem entsprechenden Computerprogramm.
  • Automatische Geschwindigkeitsregler kommen in Kraftfahrzeugen zum Einsatz, um eine automatische Regelung der Fahrgeschwindigkeit auf eine vom Fahrer gewählte Grundgeschwindigkeit zu ermöglichen. Bei einem adaptiven Geschwindigkeitsregler, dem sogenannten Adaptive Cruise Control (ACC), erfolgt darüber hinaus noch eine automatische Geschwindigkeitsanpassung sowie eine automatische Abstandsregelung, sofern sich vor dem Ego-Fahrzeug ein vorausfahrendes Fahrzeug befindet. Hierzu wird der Abstand des Ego-Fahrzeugs zu einem vorausfahrenden Fahrzeug mithilfe von Umfeldsensoren ermittelt und mit einem für die jeweilige Fahrgeschwindigkeit vorgegebenen Wunschabstand verglichen. Wird eine Abweichung des ermittelten Abstands des Ego-Fahrzeugs von dem vorgegebenen Wunschabstand festgestellt, verändert das Ego-Fahrzeug seine Fahrgeschwindigkeit, um seinen Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug dem jeweiligen Wunschabstand anzupassen. Bei einem solchen adaptiven Geschwindigkeitsregler wird der Wunschabstand mit einer starren Kennlinie parametrisiert, welche von einer aktuell gewählten Zeitlücke und der Fahrgeschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs abhängt. Da im regulären Betrieb einer solchen adaptiven Geschwindigkeitsregelung immer eine Regelabweichung in Form einer Distanzabweichung vom Wunschabstand bestehen muss, um eine Reaktion des Regelsystems zu berechnen bzw. zu bewirken, fährt das betreffende Fahrzeug situativ mit einem zu großem oder einem zu kleinem Abstand zum Zielobjekt, d. h. zum vorausfahrenden Fahrzeug. Insbesondere ist bei einem beschleunigenden Zielobjekt der Abstand in der Regel zu groß und bei einem bremsenden Zielobjekt in der Regel zu klein.
  • Bei relativ großen Distanzen, beispielsweise >20 m, ist ein etwas zu großer bzw. etwas zu kleiner Abstand in der Regel kein Problem, da hier eine Abweichung von wenigen Metern nicht sehr ins Gewicht fällt. In Fällen, in denen die Distanz zwischen den Fahrzeugen kürzer ausfällt, spielen Abweichungen des Abstands von wenigen Metern hingegen eine wichtige Rolle. Aus diesem Grund müssen sich die Hersteller bei einem adaptiven Geschwindigkeitsregler für einen Kompromiss zwischen einer guten Anfahrdynamik und sicheren sowie komfortablen Anhalten entscheiden. Wird die adaptive Geschwindigkeitsregelung im Hinblick auf eine gute Anfahrdynamik ausgelegt, führt das Fahrzeug im Falle eines zu geringen Abstands zum vorausfahrenden Fahrzeug typischerweise relativ abrupte Bremsvorgänge durch. Wird bei der Auslegung der adaptiven Geschwindigkeitsregelung hingegen mehr Wert auf sicheres und komfortables Anhalten gelegt, geht das in der Regel mit einer relativ schlechten Anfahrdynamik einher. Dieser Trade-Off lässt sich mit dem aktuellen Stand der Technik nicht in einer sinnvollen Weise auflösen.
  • Auch eine Anpassung der Zeitkonstante, d.h. der Zeitdauer, welche das Ego-Fahrzeug mit der aktuellen Geschwindigkeit zum Erreichen der aktuellen Position des Zielobjekts benötigt, stellt keine sinnvolle Lösung für das oben beschriebene Problem dar, da eine Variation der Zeitkonstante typischerweise zu einem allgemein veränderten Reglerverhalten führt.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit zur Verbesserung des Verkehrsflusses sowie zur besseren Anpassung der Fahrweise an das intuitive Verhalten eines menschlichen Fahrers bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Ferner wird die Aufgabe durch eine Steuereinrichtung gemäß Anspruch 8, ein Computerprogramm gemäß Anspruch 9 sowie ein computerlesbares Speichermedium gemäß Anspruch 10 gelöst.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren zum Regeln eines Abstands eines Ego-Fahrzeugs zu einem vorausfahrenden Zielobjekt in Abhängigkeit von der aktuellen Fahrgeschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs vorgesehen, bei dem ein Ist-Abstand durch Messen des aktuellen Abstands des Ego-Fahrzeugs zu dem Zielobjekt ermittelt wird. Ferner wird ein Soll-Abstand für die aktuelle Fahrgeschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs anhand einer vorgegebenen Kennlinie ermittelt, die den Soll-Abstand für verschiedene Fahrgeschwindigkeiten parametrisiert. Anschließend wird eine Regelabweichung durch einen Vergleich zwischen dem Ist-Abstand und dem Soll-Abstand ermittelt. In einem weiteren Schritt wird anhand der ermittelten Regelabweichung ein Steuersignal erzeugt, das ausgebildet ist, die Fahrgeschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs zu beeinflussen, um die Regelabweichung zwischen dem Ist-Abstand und dem jeweiligen Soll-Abstand zu reduzieren. Dabei erfolgt die Ermittlung des Soll-Abstands in wenigstens einem Geschwindigkeitsbereich der Fahrgeschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs in Abhängigkeit von einer aktuellen Beschleunigung des Zielobjekts, wobei der Soll-Abstand beim Vorliegen einer negativen Beschleunigung des Zielobjekts mittels einer ersten Kennlinie ermittelt wird und beim Vorliegen einer positiven Beschleunigung des Zielobjekts mittels einer zweiten Kennlinie ermittelt wird, die im Vergleich zur ersten Kennlinie für eine höhere Fahrdynamik ausgelegt ist. Dadurch, dass in dem betreffenden Geschwindigkeitsbereich zwei verschiedene Kennlinien vorgegeben sind, kann der Soll-Abstand je nach Beschleunigung des Zielobjekts variiert werden. Hierdurch kann die positive Beschleunigungsphase des Ego-Fahrzeugs mit einer erhöhten Fahrdynamik erfolgen. Durch die erhöhte Fahrdynamik wird eine Verbesserung des Verkehrsflusses erzielt, da sich eine Kolonne aus hintereinanderfahrenden Fahrzeugen während einer positiven Beschleunigungsphase aufgrund der höheren Anfahrdynamik und dem damit einhergehenden insgesamt geringeren Abstand zwischen den Fahrzeugen weniger stark auseinanderzieht. Da eine höhere Anfahrdynamik während der positiven Beschleunigungsphase besser an das intuitive Verhalten des menschlichen Fahrers angepasst ist, wird ferner eine höhere Akzeptanz der adaptiven Geschwindigkeitsregelung durch den Fahrer erzielt. Hingegen kann eine negative Beschleunigungsphase mit einer geringeren Fahrdynamik und einen im Vergleich zur positiven Beschleunigungsphase größeren Sicherheitsabstand erfolgen, was insbesondere mit einem komfortablen Abbremsen sowie einer erhöhten Fahrsicherheit einhergeht. Die Kennlinien können dabei so angepasst werden, dass sich eine erhöhte Anfahrdynamik ergibt und das Ego-Fahrzeug auch in sogenannten „Change-Of-Mind“ Situationen, also wenn das Zielobjekt beschleunigt und wieder anhält, wieder schnell genug zum Stehen kommt. Zusätzlich kann man je nach Situation verkürzte Abstände fahren, was die Fahrer Akzeptanz bei Ampelsituation deutlich erhöht. Das bisherige Anfahrintegral kann deutlich geringer ausfallen und man kann trotzdem eine gute Dynamik erreichen.
  • Die Variation der Kennlinien in Abhängigkeit von dem aktuellen Beschleunigungszustand des vorausfahrenden Zielobjekts bietet einen zusätzlichen Freiheitsgrad, mit dessen Hilfe eine ganze Reihe von stillstandsnahen Situation verbessert werden, die ohne eine solche Maßnahme nicht ohne Querwirkungen zu lösen sind.
  • In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Ermittlung des Soll-Abstands in einem unteren Geschwindigkeitsbereich der Fahrgeschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs in Abhängigkeit von der Beschleunigung des Zielobjekts anhand der beiden Kennlinien erfolgt. Dabei wird in einem oberen Geschwindigkeitsbereich der Fahrgeschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs der Soll-Abstand sowohl für eine positive als auch eine negative Beschleunigung des Zielobjekts mittels einer gemeinsamen Kennlinie ermittelt. Da die mit dem Kompromiss zwischen Anfahrdynamik und sicheren bzw. komfortablen Anhalten einhergehenden Nachteile insbesondere bei niedriger Fahrgeschwindigkeit und damit einhergehenden geringen Sicherheitsabstand spürbar auftreten, kann die hier beschriebene Variation des Wunschabstandes in Abhängigkeit von der Beschleunigung des Zielobjekts lediglich auf den unteren Geschwindigkeitsbereich reduziert werden. Hierdurch kann bei höheren Geschwindigkeiten ein robusteres Reglerverhalten erzielt werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass bei einem Wechsel zwischen einer positiven und einer negativen Beschleunigung des Zielobjekts für den Soll-Abstand wenigstens ein Zwischenwert gewählt wird, der zwischen einem für die aktuellen Fahrgeschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs anhand der ersten Kennlinie ermittelten ersten Wert des Soll-Abstands und einem für die aktuellen Fahrgeschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs anhand der zweiten Kennlinie ermittelten zweiten Wert des Soll-Abstand liegt. Die Verwendung solcher Zwischenwerte ermöglicht es, den Wechsel zwischen den beiden Soll-Abständen in einem oder mehreren Schritten zu rampen, wodurch sprunghafte Änderungen des Soll-Abstands und damit verbunden der Fahrdynamik reduziert werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass in einem unteren Geschwindigkeitsbereich der Fahrgeschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs der Soll-Abstand bei einem Wechsel zwischen einer positiven und einer negativen Beschleunigung des Zielobjekts ohne einen Zwischenwert anhand der beiden Kennlinien ermittelt wird. Hierdurch wird insbesondere bei sehr geringen Geschwindigkeiten der Wunschabstand sprunghaft geändert, um ein schnelles Freigeben der Beschleunigung sicherzustellen.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass in dem Fall, dass eine Stausituation detektiert wird, der anhand einer der beiden Kennlinien ermittelte Soll-Abstand um einen bestimmten Betrag verkürzt wird. Hierdurch wird verhindert, dass das Ego-Fahrzeug in Stausituationen oder ähnlichen Stop-And-Go Situationen unnötig dynamisch wird.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass wenigstens eine der beiden Kennlinien durch eine Modifikation einer bestehenden Kennlinie mit einer dritten Kennlinie erzeugt wird. Hierbei kann die zu erzeugende Kennlinie insbesondere durch eine Subtraktion oder Addition der dritten Kennlinie zu einer bestehenden Kennlinie auf eine besonders einfache Weise erzeugt werden. Mithilfe dieser Maßnahme lässt sich der softwaretechnische und applikative Aufwand bei der Umsetzung des hier beschriebenen Konzepts reduzieren.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Abstand des Ego-Fahrzeugs zu dem Zielobjekt ferner auch in Abhängigkeit von einer aktuell gewählten Zeitlücke geregelt wird. Durch diese Maßnahme lässt sich der Fahrkomfort sowie die Fahrsicherheit erhöhen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Regelvorrichtung zum Regeln eines Abstands eines Ego-Fahrzeug zu einem vorausfahrenden Zielobjekt vorgesehen, die eingerichtet ist, wenigstens einen Teil der Schritte des oben beschriebenen Verfahrens auszuführen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Computerprogramm umfassend Befehle vorgesehen, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer diesen veranlassen, eines der oben beschriebenen Verfahren auszuführen.
  • Schließlich ist gemäß einem weiteren Aspekt ein computerlesbares Speichermedium vorgesehen, auf dem das oben beschriebene Computerprogramm gespeichert ist. Die Realisierung des Konzepts in Form eines Computerprogramms bietet eine höhere Flexibilität.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Figuren näher beschrieben. Dabei zeigen:
    • 1 schematisch ein Ego-Fahrzeug mit einer gemäß der Erfindung modifizierten adaptiven Geschwindigkeitsregelung,
    • 2 schematisch eine Fahrsituation mit einem Ego-Fahrzeug und einem in einem bestimmten Abstand vor dem Ego-Fahrzeug vorausfahrenden Zielobjekt,
    • 3 beispielhaft ein Diagramm mit einer starren Kennlinie, die den Soll-Abstand für verschiedene Fahrgeschwindigkeiten des Ego-Fahrzeugs parametrisiert, und
    • 4 beispielhaft ein Diagramm mit einer erfindungsgemäßen modifizierten Kennlinie, die sich in einem unteren Geschwindigkeitsbereich in zwei Kennlinien mit unterschiedlicher Fahrdynamik aufspaltet.
  • In der 1 ist eine schematische Darstellung eines Ego-Fahrzeugs 100 gezeigt, welches mit einem adaptiven Abstandsregelsystem 110 ausgestattet ist. Das adaptive Abstandsregelsystem 110 umfasst dabei eine Sensoreinrichtung 120 zum Erfassen verschiedener Informationen des Ego-Fahrzeugs 100 und seines Umfelds 400 sowie eine Steuervorrichtung 130 zum Regeln des Abstands des Ego-Fahrzeugs 100 zu einem vorausfahrenden Zielobjekt. Die Sensoreinrichtung 120 umfasst typischerweise mehrere Umfeldsensoren zum Erfassen von Objekten vor dem Ego-Fahrzeug 100, wie zum Beispiel wenigstens einen im Frontbereich des Fahrzeugs 100 angeordneten Radarsensor 121 und eine Frontkamera 123. Ferner umfasst die Sensoreinrichtung 120 ferner wenigstens einen internen Sensor bzw. Messeinrichtung zum Erfassen des aktuellen Zustands des Ego-Fahrzeugs 100. Hierbei handelt es sich im vorliegenden Fall um einen Geschwindigkeitsmesser 125 zum Ermitteln der aktuellen Fahrgeschwindigkeit vego des Ego-Fahrzeugs 100. In dem hier gezeigten Beispiel sind die Sensoren 121, 123 und der Geschwindigkeitsmesser 125 jeweils mittels geeigneter Signalleitungen 122, 124, 126 direkt an der Steuervorrichtung 130 angeschlossen. Alternativ hierzu kann die Steuervorrichtung 130 die entsprechenden Informationen der Sensoren auch über eine oder mehrere vorgeschaltete Steuergeräte (hier nicht gezeigt) des Ego-Fahrzeugs 100 beziehen. Das Steuergerät 130 umfasst vorzugsweise eine Recheneinrichtung 131, welche ausgebildet ist, die von der Sensoreinrichtung 120 erhaltenen Daten zu verarbeiten und geeignete Steuersignale zu erzeugen, um den Abstand des Ego-Fahrzeugs 100 zu vorausfahrenden Zielobjekten in gewünschter Weise zu regeln. Das entsprechende Verfahren zum adaptiven Regeln des Abstands des Ego-Fahrzeugs 100 zu vorausfahrenden Zielobjekten kann dabei wenigstens teilweise in Form eines Computerprogramms realisiert sein. In diesem Zusammenhang kann das Steuergerät 130 auch eine Speichereinrichtung 132 umfassen, auf der das entsprechende Computerprogramm zum Durchführen des Verfahrens gespeichert ist.
  • Wie aus der 1 ferner ersichtlich ist, kann die Steuervorrichtung 130 ferner über entsprechende Steuerleitungen 136, 151, 152 mit einer Bremseinrichtung 170 und/oder einer Antriebseinrichtung 180 des Ego-Fahrzeugs 100 verbunden sein, über welche die Steuervorrichtung 130 entsprechende Steuerbefehle 137 zum Steuern der Fahrgeschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs 100 ausgeben kann. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Steuervorrichtung 130 mit einer Geschwindigkeitsregelung 150 des Ego-Fahrzeugs 100 verbunden, die wiederum mit der Bremseinrichtung 170 und der Antriebseinrichtung 180 verbunden ist. Alternativ hierzu können die Steuervorrichtung 130 und die Geschwindigkeitssteuerung 150 auch in Form eines gemeinsamen Steuergeräts ausgebildet sein.
  • In der 2 ist eine typische Fahrsituation dargestellt, bei der das Ego-Fahrzeug 100 auf einer Straße 400 in einem bestimmten Abstand d hinter einem anderen Fahrzeug 200 fährt, das im Folgenden als Zielobjekt bezeichnet wird. Wie mittels Pfeile angedeutet ist, bewegt sich das Ego-Fahrzeug 100 dabei mit einer Fahrgeschwindigkeit vego fort, während sich das vorausfahrende Zielobjekt 200 auf derselben Fahrspur 411 wie das Ego-Fahrzeug 100 mit einer ebenfalls mittels eines Pfeils angedeuteten Fahrgeschwindigkeit vobj fortbewegt. Wie mittels der gestrichelten Linien angedeutet, erfasst das Ego-Fahrzeug 100 mit wenigstens einem Sensor 121, 123 das vorausfahrende Zielobjekt 200 , wobei hier unter anderem der aktuelle Abstand d des Ego-Fahrzeugs 100 zum Zielobjekt 200 als auch die aktuelle Relativgeschwindigkeit zwischen dem Ego-Fahrzeug 100 und dem Zielobjekt 200 ermittelt wird. Anhand der dabei gewonnenen Informationen führt die Steuervorrichtung 130 des Ego-Fahrzeugs eine Regelung des Abstands d in Abhängigkeit von der aktuellen Fahrgeschwindigkeit vego des Ego-Fahrzeugs 100 durch, wobei der gemessene Abstand d den Ist-Abstand dreal bildet.
  • Bei einer herkömmlichen adaptiven Geschwindigkeitsreglung erfolgt die Regelung des Abstands d des Ego-Fahrzeugs 100 zum vorausfahrenden Zielobjekt 200 typischerweise mithilfe einer starren Kennlinie. Eine solche starre Kennlinie 303 ist in dem Diagramm 300 der 3 beispielhaft dargestellt. Wie hieraus ersichtlich ist, ist durch die Kennlinie 303 jeder Fahrgeschwindigkeit vego des Ego-Fahrzeugs 101 ein bestimmter Sicherheitsabstand zugeordnet, der den Soll-Abstand dset für die jeweilige Fahrgeschwindigkeit vego definiert. Aus dem Diagramm 300 lässt sich erkennen, dass die im Wesentlichen stetig verlaufende Kennlinie 303 eine positive Steigung aufweist, welche in dem hier gezeigten Geschwindigkeitsbereich mehr oder weniger konstant verläuft. Lediglich bei Geschwindigkeiten unterhalb von ca. zwei km/h weist die Kennlinie 303 eine deutlich größere Steigung auf. Aufgrund der positiven Steigung der Kennlinie 303 steigt mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit vego auch der Soll-Abstand dset des Ego-Fahrzeugs 100 zum vorausfahrenden Zielobjekt 200. Im Fahrbetrieb des Ego-Fahrzeugs 100 ermittelt die Steuervorrichtung 130 der adaptiven Geschwindigkeitsregelung 110 mittels der Sensoreinrichtung 120 den Abstand d des Ego-Fahrzeugs 100 zum vorausfahrenden Zielobjekt 200 sowie die aktuelle Fahrgeschwindigkeit vego des Ego-Fahrzeugs 100. Im Anschluss daran ermittelt die Steuervorrichtung 130 eine mögliche Regelabweichung Δd durch einen Vergleich des durch den gemessenen Abstand d gebildeten Ist-Abstand dreal mit einem anhand der Kennlinie 303 für die jeweilige Fahrgeschwindigkeit vego ermittelten Soll-Abstand dset. Wenn eine entsprechende Regelabweichung Δd vorliegt, erzeugt die Steuervorrichtung 130 entsprechende Steuersignale 127 für die die Fahrgeschwindigkeit vego beeinflussenden Komponenten des Ego-Fahrzeugs 100, wie zum Beispiel die Bremseinrichtung 170 oder die Antriebseinrichtung 180. Durch die Steuersignale 127 wird die Fahrgeschwindigkeit vego im Falle eines zu geringen Abstands d verringert und im Falle eines zu großen Abstands d erhöht, sodass sich der tatsächliche Abstand d des Ego-Fahrzeugs 100 zu den vorausfahrenden Zielobjekt 200 dem für die jeweilige Fahrgeschwindigkeit vego als Sicherheitsabstand vorgesehenen Soll-Abstand dset annähert. Um den Fahrkomfort und die Fahrsicherheit zu erhöhen kann der Verlauf der Kennlinie 303 durch eine Vorgabe einer Zeitlücke, also der Zeit welche das Ego-Fahrzeug 100 zum Erreichen der aktuellen Position des Zielobjekts 200 benötigt, in gewissen Rahmen vom Fahrer dem individuellen Bedürfnis angepasst werden. In der Regel wird die Kennlinie 303 dabei entlang der Y-Achse verschoben was mit einer Vergrößerung bzw. Verkleinerung des Sicherheitsabstands einhergeht.
  • Um eine Verbesserung des Verkehrsflusses sowie eine bessere Anpassung der Fahrweise an das intuitive Verhalten eines menschlichen Fahrers zu erzielen, wird die Abstandsregelung insoweit modifiziert, als dass für wenigstens einen begrenzten Geschwindigkeitsbereich zwei Kennlinien 301, 302 zur Regelung des Abstands d verwendet werden, zwischen denen in Abhängigkeit von einem aktuellen Beschleunigungszustand des vorausfahrenden Zielobjekts 200 gewechselt wird. In der 4 ist ein Diagramm 300 mit den erfindungsgemäß modifizierten Kennlinien 301, 302, 303 beispielhaft dargestellt. Wie hierbei ersichtlich ist, existieren in einem unteren Geschwindigkeitsbereich, welcher die beiden Geschwindigkeitsbereiche 321, 322 umfasst und durch einen oberen Schwellwert v2 nach oben begrenzt wird, jeweils zwei Kennlinien 301, 302. Dabei definiert die obere Kennlinie 301 den Soll-Abstand dset für den Fall, dass eine negative Beschleunigung, d. h. eine Reduktion der Fahrgeschwindigkeit vobj des vorausfahrenden Zielobjekts 200, detektiert wird. Die untere Kennlinie 302 definiert hingegen den Soll-Abstand dset für den Fall, dass eine positive Beschleunigung, d. h. eine Erhöhung der Fahrgeschwindigkeit vobj des vorausfahrenden Zielobjekts 200, detektiert wird. Aus dem Verlauf der beiden Kennlinien 301, 302 lässt sich somit erkennen, dass für die betreffenden Geschwindigkeitsbereiche 321, 322 während eines positiven Beschleunigungsvorgangs des Zielobjekts 200 ein geringerer Sicherheitsabstand d des Ego-Fahrzeugs 100 zum Zielobjekt 200 vorgesehen ist, als während eines negativen Beschleunigungsvorgangs des Zielobjekts 200. Hierdurch wird ein dynamischeres Anfahren ermöglicht. Hingegen stellt der durch die obere Kennlinie 301 vorgegebene relativ hohe Sicherheitsabstand d während eines negativen Beschleunigungsvorgangs des Zielobjekts 200 sowohl die Fahrsicherheit als auch der Fahrkomfort erhöht, was unter anderem auf eine Reduktion abrupter Bremsvorgänge zurückzuführen ist.
  • Wie in der 4 gezeigt ist, werden in unteren Geschwindigkeitsbereich 321, 322 zwei verschiedene Wunschabstände gefahren, zwischen denen je nach Beschleunigung des Zielobjekts 200 variiert wird. Ein Wechsel zwischen den Kennlinien 301, 302 erfolgt dabei typischerweise beim Über- oder Unterschreiten vorgegebener Schwellwerte. Da ein solches Vorgehen im Falle eines plötzlichen Wechsels zwischen einer positiven und einer negativen Beschleunigung des Zielobjekts 200 zum sprunghaften Verhalten der Abstandsregelung führen kann, welche sich in einem entsprechend unstetigen Fahrverhalten des Ego-Fahrzeugs 100 bemerkbar macht, kann in einem solchen Fall zwischen den anhand der beiden Kennlinien 301, 302 für die jeweilige Fahrgeschwindigkeit vego ermittelten Soll-Abständen dset gerampt werden. Hierbei werden aufeinanderfolgend ein oder mehrere Zwischenwerte 313 generiert, welche zwischen einem für die jeweilige Fahrgeschwindigkeit vego anhand der ersten Kennlinie 301 ermittelten ersten Soll-Abstand 311 und einem für die jeweilige Fahrgeschwindigkeit vego der zweiten Kennlinie 302 ermittelten zweiten Soll-Abstand 312 liegen. Dieses Vorgehen ist in der 4 beispielhaft gezeigt. Hierbei wird ersichtlich, dass bei der Fahrgeschwindigkeit v3 von ca. 4 m/s lediglich ein Zwischenwert 213 ermittelt wird, der zwischen einem anhand der oberen Kennlinie 301 ermittelten ersten Wert 311 für den Soll-Abstand dset und einem anhand der unteren Kennlinie 302 ermittelten zweiten Wert 312 für den Soll-Abstand dset liegt. Bei einem plötzlichen Wechsel von einer positiven Beschleunigungsphase des Zielobjekts 200, bei dem als Sicherheitsabstand der Soll-Abstand 312 verwendet wurde, zu einer negativen Beschleunigungsphase des Zielobjekts 200, für die als Sicherheitsabstand der Soll-Abstand 311 definiert ist, wird der Sicherheitsabstand zunächst auf den Zwischenwert 313 erhöht. Erst in einem weiteren Schritt erfolgt eine Erhöhung des Sicherheitsabstands auf den noch höheren Soll-Abstand 311.
  • Wie aus dem in der 4 beispielhaft gezeigten Diagramm 300 ferner ersichtlich ist, können die beiden Kennlinien 301, 302 in einem unteren Geschwindigkeitsbereich 321 unterhalb eines unteren Schwellwerts v1 der Fahrgeschwindigkeit vego des Ego-Fahrzeugs 100 eine andere Steigung aufweisen, als in den daran anschließenden zweiten Geschwindigkeitsbereich 322. Insbesondere kann die erste Kennlinie 301 in dem ersten Geschwindigkeitsbereich 321 eine höhere Steigung aufweisen als in den darauf folgenden zweiten Geschwindigkeitsbereich 322, während die zweite Kennlinie 302 in dem ersten Geschwindigkeitsbereichen 321 eine im Vergleich zum zweiten Geschwindigkeitsbereich 322 geringere Steigung aufweisen kann. Der Verlauf der beiden Kennlinien 301, 302 kann in dem ersten Geschwindigkeitsbereich 121 dabei beispielsweise so gewählt werden, dass sich die beiden Kennlinien 301, 302 bei einer Geschwindigkeit von ca. 0 km/h wieder treffen. Hierdurch lässt sich in dem untersten Geschwindigkeitsbereich 321 ein unstetes Fahrverhalten des Ego-Fahrzeugs 100 reduzieren, welches durch einen plötzlichen Wechsel zwischen positiven und einer negativen Beschleunigungsphasen des Zielobjekts 200 verursacht werden kann.
  • Die im Zusammenhang mit den 3 und 4 gezeigten Kennlinien 301, 302, 303 sind hier lediglich beispielhaft dargestellt. Grundsätzlich lässt sich der Verlauf der Kennlinien 301, 302, 303 und damit das Verhalten des Geschwindigkeitsfehlers in beliebiger Weise der jeweiligen Anwendung anpassen.
  • Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt. Vielmehr können hieraus auch andere Variationen vom Fachmann abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Regeln eines Abstands (d) eines Ego-Fahrzeugs (100) zu einem vorausfahrenden Zielobjekt (200) in Abhängigkeit von der aktuellen Fahrgeschwindigkeit (vego) des Ego-Fahrzeugs (100) umfassend die Schritte: - Ermitteln eines Ist-Abstands (dreal) durch Messen des aktuellen Abstands (d) des Ego-Fahrzeugs (100) zu dem Zielobjekt (200), - Ermitteln eines Soll-Abstands (dset) für die aktuelle Fahrgeschwindigkeit (vego) des Ego-Fahrzeugs (100) anhand einer vorgegebenen Kennlinie (301, 302, 303), die den Soll-Abstand (dset) für verschiedene Fahrgeschwindigkeiten (vego) parametriert, - Ermitteln einer Regelabweichung (Δd) durch einen Vergleich zwischen dem Ist-Abstand (dreal) und dem Soll-Abstand (dset), und - Erzeugen eines Steuersignals (137) anhand der Regelabweichung (Δd), das ausgebildet ist, die Fahrgeschwindigkeit (vego) des Ego-Fahrzeugs (100) zu beeinflussen, um die Regelabweichung (Δd) zwischen dem Ist-Abstand (dreal) und dem jeweiligen Soll-Abstand (dset) zu reduzieren, wobei die Ermittlung des Soll-Abstands (dset) in wenigstens einem Geschwindigkeitsbereich (321, 322, 323) der Fahrgeschwindigkeit (vego) des Ego-Fahrzeugs (100) in Abhängigkeit von einer aktuellen Beschleunigung des Zielobjekts (200) erfolgt, wobei der Soll-Abstand (dset) beim Vorliegen einer negativen Beschleunigung des Zielobjekts (200) mittels einer ersten Kennlinie (301) ermittelt wird und beim Vorliegen einer positiven Beschleunigung des Zielobjekts (200) mittels einer zweiten Kennlinie (302) ermittelt wird, die im Vergleich zur ersten Kennlinie (301) für eine höhere Fahrdynamik ausgelegt ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Ermittlung des Soll-Abstands (dset) lediglich in einem unteren Geschwindigkeitsbereich (321, 322) der Fahrgeschwindigkeit (vego) des Ego-Fahrzeugs (100) in Abhängigkeit von der Beschleunigung des Zielobjekts (200) anhand der beiden Kennlinien (301, 302) erfolgt, und wobei in einem oberen Geschwindigkeitsbereich (323) der Fahrgeschwindigkeit (vego) des Ego-Fahrzeugs (100) der Soll-Abstand (dset) sowohl für eine positive als auch eine negative Beschleunigung des Zielobjekts (200) mittels einer gemeinsamen Kennlinie (303) ermittelt wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei einem Wechsel zwischen einer positiven und einer negativen Beschleunigung des Zielobjekts (200) für den Soll-Abstand (dset) wenigstens ein Zwischenwert (313) gewählt wird, der zwischen einem für die aktuellen Fahrgeschwindigkeit (vego) des Ego-Fahrzeugs (100) anhand der ersten Kennlinie (301) ermittelten ersten Wert (301) des Soll-Abstands (dset) und einem für die aktuellen Fahrgeschwindigkeit (vego) des Ego-Fahrzeugs (100) anhand der zweiten Kennlinie (302) ermittelten zweiten Wert (302) des Soll-Abstand (dset) liegt.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei in einem unteren Geschwindigkeitsbereich (321) der Fahrgeschwindigkeit (vego) des Ego-Fahrzeugs (100) der Soll-Abstand (dset) bei einem Wechsel zwischen einer positiven und einer negativen Beschleunigung des Zielobjekts (200) ohne einen Zwischenwert (313) anhand der beiden Kennlinien (301, 302) ermittelt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in dem Fall, dass eine Stausituation detektiert wird, der anhand einer der beiden Kennlinien (301, 302) ermittelte Soll-Abstand (dset) um einen bestimmten Betrag verkürzt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine der beiden Kennlinien (301, 302) durch eine Modifikation der jeweils anderen Kennlinie (302, 301) mit einer dritten Kennlinie erzeugt wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Abstand (d) des Ego-Fahrzeugs (100) zu dem Zielobjekt (200) ferner auch in Abhängigkeit von einer aktuell gewählten Zeitlücke geregelt wird.
  8. Vorrichtung (130) zum Regeln eines Abstands eines Ego-Fahrzeugs (100) zu einem vorausfahrenden Fahrzeug (200), die eingerichtet ist wenigstens einen Teil der Schritte des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 auszuführen.
  9. Computerprogramm umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer diesen veranlassen, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 auszuführen.
  10. Computerlesbares Speichermedium (132), auf dem ein Computerprogramm nach Anspruch 9. gespeichert ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2023000759A1 (zh) * 2021-07-22 2023-01-26 上汽通用五菱汽车股份有限公司 跟车场景下的加速度补偿方法、设备及可读存储介质

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