WO2005047046A1 - Verfahren zur verbesserung einer folge- und abstandsregelung - Google Patents

Verfahren zur verbesserung einer folge- und abstandsregelung Download PDF

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Ralph Gronau
Michel Wagner
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Continental Teves Ag & Co.Ohg
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
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    • B60K31/0008—Vehicle fittings, acting on a single sub-unit only, for automatically controlling vehicle speed, i.e. preventing speed from exceeding an arbitrarily established velocity or maintaining speed at a particular velocity, as selected by the vehicle operator including means for detecting potential obstacles in vehicle path
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
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    • B60W30/14—Adaptive cruise control
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/16—Anti-collision systems
    • G—PHYSICS
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    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/16—Anti-collision systems
    • G08G1/161—Decentralised systems, e.g. inter-vehicle communication

Definitions

  • the invention relates to a method for improving a sequence and distance control.
  • active cruise control systems which means follow-up and distance control, also known as ACC, AICC or ICC
  • ACC follow-up and distance control
  • AICC advanced ICC
  • Modern high-end vehicles in particular are usually already equipped with a navigation system as an assistance system.
  • Conventional cruise control systems also known as “cruise control”
  • ACC systems will also increasingly spread in this vehicle class.
  • the object of the invention is to increase the comfort and safety of a sequence and distance control.
  • sequence and distance regulations or speed regulations with sequence and / or distance regulation functions are called “sequence and distance regulations” or "ACC” for short.
  • sequence and distance regulations such as ACC, AICC or ICC, but also includes all subordinate cruise control systems.
  • the object is achieved in that in the case of an active sequence and distance control, a possibility or a necessity for a vehicle control to be adopted by a driver of a vehicle is determined in the near future and that the driver is advised that a takeover is imminent or that Attention of the driver is increased when the possibility or necessity of taking over the vehicle control by the driver is recognized.
  • the driver is advised as comfortably as possible that the driver will take over in the near future, or his attention will be increased, possibly by a (longer) ACC trip is only available to a limited extent.
  • This "gentle" announcement to take over the cruise control gives the driver a comfortable feeling but also a safe feeling when driving the vehicle.
  • a driving situation is ascertained or predicted which makes it likely or necessary that the driver will take over the vehicle control or that the driver will pay more attention in the near future.
  • data or signals from a vehicle navigation system are also taken into account to determine the possibility or necessity of the driver taking over the vehicle control.
  • a vehicle navigation system and the sequence and distance control are networked.
  • a speed specified by the driver is not used as a guide variable for the engine and / or braking torque request when a change of direction (turning process) is imminent, which requires the driver's attention.
  • a special control mode is initiated which reduces the speed by slowly reducing the engine torque.
  • an automatic braking is carried out, which preferably does not exceed a value of approximately -0.1g.
  • an automatic braking is carried out, which brakes the vehicle to a speed assigned to the current route, such as a motorway or country road, and / or produces a noticeable reduction in the vehicle speed for the driver ,
  • a possibility or necessity is determined a takeover "a vehicle control by a driver of a vehicle in the next time when the possibility or The need for a takeover is imminent within the next 15 seconds (sec.) To 140 seconds.
  • a vehicle has a navigation system, an ACC system and means that make it possible to recognize or predict a situation that requires increased attention from the driver. Means are also provided by means of which the driver can be comfortably informed of such a situation. To make this possible, the navigation system and ACC are networked with one another according to the invention.
  • a high-quality navigation system is used that uses a large-area display. This display is controlled via an existing CAN connection in the vehicle.
  • the instructions for changes of direction are also shown and are therefore also available on the CAN (or a separate data transmission).
  • the representation of the change of direction is also modeled on the real course of the road and includes therefore also an appropriate angle information.
  • This angle information does not have to correspond exactly to the course of the road, but "only w contain trend information such as” sharp "turning or only” slight "change of direction.
  • this information is provided individually or in combination to the ACC system or generally to a cruise control system.
  • this information can also be supplied to an electronic brake control system, in particular a vehicle dynamics controller (ESP).
  • ESP vehicle dynamics controller
  • the speed specified by the driver is not used as a guide variable for the engine and / or braking torque request, but a special control mode is initiated. Then the speed is advantageously reduced by slow engine torque reduction.
  • the term “change of direction” is understood to mean leaving the road currently being driven, not a cornering of the normal course of the road.
  • a particularly typical example here is the approach of the vehicle to a motorway exit. Highway driving are also preferred for active ACC control.
  • an automatic speed adjustment to the entire course of the road is not generated, but the driver's attention is only increased if a turning maneuver impending from the information of the navigation system is foreseeable after longer ACC journeys.
  • moderate braking can also be carried out by the ACC system according to the invention.
  • This "moderate" automatic braking process should not exceed vehicle deceleration in a comfort range, which means a deceleration of preferably approximately -0.1 g.
  • the speed can be reduced to a speed assigned to the route as standard, such as 100 km / h on motorways, or generate a noticeable difference (e.g. 20 km / h) from the speed set by the driver.
  • This special control mode deviates from the homogeneous speed control and, according to the invention, attracts the driver's attention and thus makes a contribution to driving safety.
  • the navigation system can also output a voice to increase the driver's attention.
  • the special control module can also be initiated before the turning process is shown on the display if the corresponding information (distance to the turning point) is available.
  • the driver does not see this information as a malfunction or paternalism, because the special control mode simulates the driving style of a forward-looking driver that increases comfort and is plausible. Because usually in connection with a significant change in direction, the vehicle speed is reduced accordingly.
  • the special control mode is thus integrated into the "normal" driving style and does not have a disruptive effect because the driver would have initiated the same driving maneuver by switching off the ACC system (if necessary by briefly applying the brakes).

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Abstract

Bei dem Verfahren zur Verbesserung einer Folge- und Abstandsregelung, wird bei einer aktiven Folge- und Abstandsregelung eine Möglichkeit oder eine Notwendigkeit einer Übernahme einer Fahrzeugregelung durch einen Fahrer eines Fahrzeugs in nächster Zeit ermittelt und der Fahrer wird darauf hingewiesen, dass eine Übernahme in nächster Zeit bevorsteht oder die Aufmerksamkeit des Fahrers wird gesteigert, wenn die Möglichkeit oder Notwendigkeit einer Übernahme der Fahrzeugregelung durch den Fahrer erkannt wird.

Description

Verfahren zur Verbesserung einer Folge- und Abstandsregelung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung einer Folge- und Abstandsregelung.
Im Zuge immer öfter eingesetzter Assistenzsysteme in Fahrzeugen werden sich aktive Geschwindigkeitsregelsysteme, dass bedeutet Folge- und Abstandsregelungen, auch als ACC, AICC oder ICC bekannt, im Markt zunehmend durchsetzen. Denn diese können den Fahrer beim Führen des Fahrzeugs stark entlasten. Aufgrund der Entlastung des Fahrers können sie entscheidend zum Fahrkomfort beitragen. Daraus ergibt sich aber, dass die Anforderungen an den Regelkomfort dieser Systeme besonders hoch sind.
Insbesondere moderne Fahrzeuge der gehobenen Klasse werden heute meist schon mit einem Navigationssystem als Assistenzsystem ausgerüstet. Konventionelle Geschwindigkeitsregelanlagen, auch als "Tempomat" bekannt, sind in diesen Fahrzeugen ebenfalls oft schon vorhanden. Es ist zu erwarten, dass in dieser Fahrzeugklasse auch ACC- Systeme sich zunehmend verbreiten werden.
Beide Assistenzsysteme, die Navigationssysteme und Geschwindigkeitsregelanlagen, entlasten einerseits den Fahrer, aber können anderseits dessen Aufmerksamkeit für das Verkehrsgeschehen und zum Führen des Fahrzeugs senken. Denn Navigation und Geschwindigkeitsregelung fallen nicht mehr in den „direkten Aufgabenbereich'" der Fahrzeugführung. Dies ist in der Praxis fast nicht zu vermeiden, stellt aber einen großen Nachteil derartiger Systems dar. Auch sehr hoch entwickelte Assistenzsysteme, insbesondere Geschwindigkeitsregelung mit Folge- und/oder Abstandsregelfunktionen, wie das ACC-, AICC, oder ICC- System, können nicht die Verantwortung von dem Fahrer nehmen. Vielmehr bedürfen diese Systeme ständiger Überwachung durch den Fahrer .
Aufgabe der Erfindung ist es, den Komfort und die Sicherheit einer Folge- und Abstandsregelung zu erhöhen.
Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Hier und im folgenden werden sämtliche bekannten Folge- und Abstandsregelungen oder Geschwindigkeitsregelungen mit Folge- und/oder Abstandsregelfunktionen "Folge- und Abstandsregelungen" oder kurz „ACC" genannt. Darunter sind im Sinne der Erfindung somit alle denkbaren Folge- und Abstandsregelungen, wie ACC, AICC oder ICC, aber auch alle untergeordneten Geschwindigkeitsregelanlagen mit umfasst.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass bei einer aktiven Folge- und Abstandsregelung eine Möglichkeit oder eine Notwendigkeit einer Übernahme einer Fahrzeugregelung durch einen Fahrer eines Fahrzeugs in nächster Zeit ermittelt wird und dass der Fahrer darauf hingewiesen wird, dass eine Übernahme in nächster Zeit bevorsteht oder die Aufmerksamkeit des Fahrers gesteigert wird, wenn die Möglichkeit oder Notwendigkeit einer Übernahme der Fahrzeugregelung durch den Fahrer erkannt wird. Mit anderen Worten wird bei einer erforderlichen, bzw. wünschenswerten und vorhersehbaren Fahrsituation der Fahrer möglichst komfortabel darauf hingewiesen, dass eine Übernahme durch den Fahrer in nächster Zeit bevorsteht, bzw. es wird seine Aufmerksamkeit gesteigert, die ggf. durch eine (längere) ACC Fahrt nur eingeschränkt vorhanden ist.
Diese „sanfte" Ankündigung zur Fahrerübernahme der Geschwindigkeitsregelung vermittelt dem Fahrer ein komfortables Gefühl aber auch sicheres Gefühl bei der Fahrzeug ührung.
Nach der Erfindung ist es vorgesehen, dass eine Fahrsituation ermittelt oder vorhergesagt wird, welche eine Übernahme der Fahrzeugregelung durch den Fahrer oder eine gesteigerte Aufmerksamkeit des Fahrers in der nächsten Zeit wahrscheinlich oder notwendig macht.
Nach der Erfindung ist es vorgesehen, dass zur Ermittlung der Möglichkeit oder Notwendigkeit einer Übernahme der Fahrzeugregelung durch den Fahrer Daten oder Signale von einem Fahrzeug-NavigationsSystem mit berücksichtigt werden.
Nach der Erfindung ist es vorgesehen, dass eine Vernetzung von einem Fahrzeug-Navigationssystem und der Folge- und Abstandsregelung vorgenommen wird.
Nach der Erfindung ist es vorgesehen, dass unter Einbeziehung der Fahrzeug-Geschwindigkeit eine vom Fahrer vorgegebene Geschwindigkeit als Leitgröße für die Motor- und/oder Bremsmomentenanforderung dann nicht herangezogen wird, wenn eine Richtungsänderung (Abbiegevorgang) bevorsteht, die die Aufmerksamkeit des Fahrers erfordert. Nach der Erfindung ist es vorgesehen, dass wenn eine bevorstehende Richtungsänderung (Abbiegevorgang) erkannt wird, die die Aufmerksamkeit des Fahrers erfordert, ein Sonderregelungsmodus eingeleitet wird, der die Geschwindigkeit durch langsame Motormomentenreduzierung vermindert .
Nach der Erfindung ist es vorgesehen, dass wenn eine bevorstehende Richtungsänderung (Abbiegevorgang) erkannt wird, die die Aufmerksamkeit des Fahrers erfordert, vorzugsweise in Abhängigkeit von der
Fahrzeuggeschwindigkeit und einem Abstand zu der Stelle wo eine signifikante Richtungsänderung vorgenommen werden soll, eine automatische Bremsung durchgeführt wird, die vorzugsweise einen Wert von ca. -0.1g nicht übersteigt.
Nach der Erfindung ist es vorgesehen, dass wenn eine bevorstehende Richtungsänderung (Abbiegevorgang) erkannt wird, die die Aufmerksamkeit des Fahrers erfordert, vorzugsweise in Abhängigkeit von der
Fahrzeuggeschwindigkeit und einem Abstand zu der Stelle wo eine signifikante Richtungsänderung vorgenommen werden soll, eine automatische Bremsung durchgeführt wird, die das Fahrzeug auf eine der aktuellen Fahrstraße, wie Autobahn oder Landstraße, zugewiesene Geschwindigkeit einbremst und/oder eine für den Fahrer spürbare Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit erzeugt.
Nach der Erfindung ist es vorgesehen, dass eine Möglichkeit oder eine Notwendigkeit einer Übernahme "einer Fahrzeugregelung durch einen Fahrer eines Fahrzeugs in nächster Zeit ermittelt wird, wenn die Möglichkeit oder Notwendigkeit einer Übernahme innerhalb eines Zeitraums der nächsten 15 Sekunden (sec.) bis 140 sec. bevorsteht.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Ein Fahrzeug weist ein Navigationssystem, ein ACC-System und Mittel auf, die es ermöglichen, eine Situation zu erkennen, bzw. vorauszusagen, die einer gesteigerten Aufmerksamkeit des Fahrers bedarf. Ferner sind Mittel vorgesehen, mittels denen der Fahrer komfortabel auf eine derartige Situation hingewiesen werden kann. Um dies zu ermöglichen, sind das NavigationsSystem und ACC erfindungsgemäß miteinander vernetzt.
Dabei wird beispielsweise ein hochwertiges NavigationsSysteme eingesetzt, welches ein großflächiges Display nutzt. Dieses Display wird über eine im Fahrzeug vorhandene CAN-Anbindung angesteuert.
Damit liegen Informationen über Streckendarstellung bzw. Streckenart (kenntlich durch Steckenkennzeichnung, wie A= Autobahn B= Bundesstraße, L= Landstraße) auf dem CAN vor und können vom ACC eingelesen werden. Alternativ oder zusätzlich können diese Informationen auch auf einer separaten Datenübertragung zum Display vorliegen und dann als Quelle für die Daten dienen.
Ebenfalls werden die Anweisungen von Richtungsänderungen dargestellt und sind somit auch auf dem CAN (bzw. einer separaten Datenübertragung) verfügbar.
Die Darstellung der Richtungsänderung wird darüber hinaus dem realen Straßenverlauf nachempfunden und beinhaltet somit auch eine entsprechende Winkelinformation. Diese Winkelinformation muss nicht exakt dem Straßenverlauf entsprechen, sondern „nurw eine Trendinformation, wie "scharfes" Abbiegen oder nur "leichte" Richtungsänderung, beinhalten.
Ebenfalls wird die Entfernung zu der Stelle angegeben, wo der Abbiegevorgang dann durch den Fahrer vorgenommen werden soll.
Nach der Erfindung werden diese Informationen einzeln oder in Kombination dem ACC-System oder allgemein einer Geschwindigkeitsregelanlage zur Verfügung gestellt. Darüber hinaus kann diese Informationen auch einem elektronischen Bremsenregelungssystem, insbesondere einem Fahrdynamikregler (ESP) , zugeführt werden.
Wenn eine Richtungsänderung (Abbiegevorgang) bevorsteht, die die Aufmerksamkeit des Fahrers erfordert, wird" unter Einbeziehung der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs erfindungsgemäß nicht die vom Fahrer vorgegebene Geschwindigkeit als Leitgröße für die Motor und/oder Bremsmomentenanforderung herangezogen, sondern es wird ein Sonderregelungsmodus eingeleitet. Dann wird vorteilhaft die Geschwindigkeit durch langsame Motormomentenreduzierung vermindert .
Unter dem Begriff "Richtungsänderung" ist in diesem Fall ein Verlassen der zur Zeit befahrenen Straße zu verstehen, nicht eine Kurvenfahrt des normalen Straßenverlaufs .
Als besonders typisches Beispiel zählt hier die Annäherung des Fahrzeugs an eine Autobahnausfahrt. Autobahnfahrten sind darüber hinaus auch bevorzugt für eine aktive ACC- Regelung.
Erfindungsgemäß wird dabei nicht eine automatische Geschwindigkeitsanpassung an den gesamten Straßenverlauf erzeugt, sondern es wird nur die Aufmerksamkeit des Fahrers erhöht, wenn nach längeren ACC Fahrten ein durch die Informationen des NavigationsSystems bevorstehendes Abbiegemanöver absehbar ist.
In Abhängigkeit von der FahrZeuggeschwindigkeit und der Abstandsangabe zu dem Ort, an dem eine signifikante Richtungsänderung vorgenommen werden soll, kann erfindungsgemäß auch eine moderate Bremsung durch das ACC- System vorgenommen werden. Dieser "moderate" automatische Bremsvorgang sollte Fahrzeugverzögerung in einem Komfortbereich, dass bedeutet ein Verzögerung von vorzugsweise ca. -0.1 g, nicht übersteigen.
Die Geschwindigkeitsreduzierung kann erfindungsgemäß auf eine der Strecke standardmäßig zugewiesene Geschwindigkeit erfolgen, wie z.B. 100 km/h auf Autobahnen, oder aber eine spürbare Differenz (z.B. 20 km/h) zur vom Fahrer eingestellten Geschwindigkeit erzeugen.
Dieser Sonderregelungsmodus weicht von der homogenen Geschwindigkeitsregelung ab und weckt erfindungsgemäß die Aufmerksamkeit des Fahrers und stellt somit ein Beitrag zur Fahrsicherheit dar.
Für besondere Anwendungen kann zur Erhöhung der Aufmerksamkeit des Fahrers auch eine Sprachausgabe des NavigationsSystems erfolgen. Der SonderregelungsmoduΞ kann erfindungsgemäß auch vor dem Darstellen des Abbiegevorgangs auf dem Display eingeleitet werden, wenn die entsprechenden Informationen (Wegstrecke zur Abbiegestelle) vorliegen.
Der Fahrer sieht diese Information nicht als Fehlfunktion oder Bevormundung an, denn der Sonderregelungsmodus stellt die Fahrweise eines vorausschauenden Fahrers nach, die den Komfort steigert und plausibel ist. Denn meist wird in Verbindung mit einer signifikanten Richtungsänderung zugleich auch die Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechend reduziert.
Der Sonderregelungsmodus ist so in die „normale" Fahrweise integriert und wirkt nicht störend. Denn der Fahrer hätte durch eine Abschaltung des ACC-Systems (ggf. durch kurze Bremsenbetätigung) das gleiche Fahrmanöver eingeleitet .

Claims

Patentansprüche
Verfahren zur Verbesserung einer Folge- und Abstandsregelung, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer aktiven Folge- und Abstandsregelung eine Möglichkeit oder eine Notwendigkeit einer Übernahme einer Fahrzeugregelung durch einen Fahrer eines Fahrzeugs in nächster Zeit ermittelt wird, und dass der Fahrer darauf hingewiesen wird, dass eine Übernahme in nächster Zeit bevorsteht oder die Aufmerksamkeit des Fahrers gesteigert wird, wenn die Möglichkeit oder Notwendigkeit einer Übernahme der Fahrzeugregelung durch den Fahrer erkannt wird.
Verfahren zur Verbesserung einer Folge- und
Abstandsregelung, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fahrsituation ermittelt oder vorhergesagt wird, welche eine
Übernahme der Fahrzeugregelung durch den Fahrer oder eine gesteigerte Aufmerksamkeit des Fahrers in der nächsten Zeit wahrscheinlich oder notwendig macht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der Möglichkeit oder Notwendigkeit einer Übernahme der Fahrzeugregelung durch den Fahrer Daten oder Signale von einem Fahrzeug-Navigationssystem mit berücksichtigt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vernetzung von einem Fahrzeug-Navigationssystem und der Folge- und Abstandsregelung vorgenommen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass unter Einbeziehung der Fahrzeug-Geschwindigkeit eine vom Fahrer vorgegebene Geschwindigkeit als Leitgröße für die Motor- und/oder Bremsmomentenanforderung dann nicht herangezogen wird, wenn eine Richtungsänderung (Abbiegevorgang) bevorsteht, die die Aufmerksamkeit des Fahrers erfordert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenn eine bevorstehende Richtungsänderung (Abbiegevorgang) erkannt wird, die die Aufmerksamkeit des Fahrers erfordert, ein Sonderregelungsmodus eingeleitet wird, der die Geschwindigkeit durch langsame Motormomentenreduzierung vermindert .
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenn eine bevorstehende Richtungsänderung (Abbiegevorgang) erkannt wird, die die Aufmerksamkeit des Fahrers erfordert, vorzugsweise in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit und einem Abstand zu der Stelle wo eine signifikante Richtungsänderung vorgenommen werden soll, eine automatische Bremsung durchgeführt wird, die vorzugsweise einen Wert von ca. -0.1g nicht übersteigt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenn eine bevorstehende
Richtungsänderung (Abbiege organg) erkannt wird, die die Aufmerksamkeit des Fahrers erfordert, vorzugsweise in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit und einem Abstand zu der Stelle wo eine signifikante Richtungsänderung vorgenommen werden soll, eine automatische Bremsung durchgeführt wird, die das Fahrzeug auf eine der aktuellen Fahrstraße, wie Autobahn oder Landstraße, zugewiesene Geschwindigkeit einbremst und/oder eine für den Fahrer spürbare Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit erzeugt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Möglichkeit oder eine Notwendigkeit einer Übernahme einer Fahrzeugregelung durch einen Fahrer eines Fahrzeugs in nächster Zeit ermittelt wird, wenn die Möglichkeit oder Notwendigkeit einer Übernahme innerhalb eines Zeitraums der nächsten 15 sec. bis sec. bevorsteht.
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