DE102008044358B4

DE102008044358B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Einstellen einer geschwindigkeitsabhängigen Maximalbeschleunigung bei einem Fahrerassistenzsystem

Info

Publication number: DE102008044358B4
Application number: DE102008044358.1A
Authority: DE
Inventors: Stephan Dorenkamp; Harald Michi; Matthias-Bastian Brenner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-12-04
Filing date: 2008-12-04
Publication date: 2024-08-22
Anticipated expiration: 2028-12-05
Also published as: DE102008044358A1

Abstract

Verfahren zum Einstellen eines Fahrerassistenzsystems mit einer selbsttätigen Beschleunigungsfunktion, bei welchem unter Berücksichtigung der Zumutbarkeit der Beschleunigung für den Fahrer und der Motorleistung des Fahrzeugs eine geschwindigkeitsabhängige Maximalbeschleunigung eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet,- dass bei einer Applikation des Fahrerassistenzsystems eine die Zumutbarkeit der Beschleunigung für den Fahrer repräsentierende geschwindigkeitsabhängige Maximalbeschleunigungskennlinie (1, 2, 3) empirisch mittels eines Fahrzeugs bestimmt wird, dessen Motorleistung so groß ist, dass die Zumutbarkeit im Wesentlichen unabhängig von der Motorleistung bestimmt wird,- und dass im Betrieb des Fahrerassistenzsystems aus der bekannten Motorleistung des jeweiligen Fahrzeugs eine bei der jeweils vorliegenden Geschwindigkeit mögliche Maximalbeschleunigung errechnet und mit dem entsprechenden Wert der Maximalbeschleunigungskennlinie (1, 2, 3) verglichen wird, wobei der jeweils niedrigere Wert als Maximalbeschleunigung im Fahrerassistenzsystem eingestellt wird.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen eines Fahrerassistenzsystems mit einer selbsttätigen Beschleunigungsfunktion, bei welchem unter Berücksichtigung der Zumutbarkeit der Beschleunigung für den Fahrer und der Motorleistung des Fahrzeugs eine geschwindigkeitsabhängige Maximalbeschleunigung eingestellt wird. Die Erfindung betrifft außerdem ein Fahrerassistenzsystem zur Durchführung dieses Verfahrens.
Derartige Verfahren beziehungsweise Fahrerassistenzsysteme für Kraftfahrzeuge sind weithin bekannt, beispielsweise aus der DE 10 2006 043 676 A1
Die bekannten Systeme zur Abstands- und/oder Fahrgeschwindigkeitsregelung, auch ACC (Adaptive Cruise Control) genannt, verfügen typischerweise über eine Kontrolleinheit, die anhand von Radardaten und des Fahrerwunsches eine Beschleunigungsanforderung an eine Längsregeleinheit übermittelt, die wiederum entweder den Antriebsstrang oder die Bremsen aktiviert. Bei derartigen ACC Systemen wird die maximal mögliche Beschleunigung bewusst begrenzt. Diese Limitierung geschieht aus verschiedenen Gründen, neben den jeweiligen Anforderungen durch Normen und Gesetze sind vor allem die Zumutbarkeit für den Fahrer einerseits und die Leistungsfähigkeit des Antriebssystems andererseits zu nennen. Hinzu kommen weitere Einflussfaktoren, insbesondere die Unterscheidung zwischen Beschleunigungsprofilen (sparsam bis sportlich), sowie die Unterscheidung zwischen sportlichen Fahrzeugen und regulären Fahrzeugen. Aus dem genannten Stand der Technik ist es dabei auch bekannt, die Maximalbeschleunigung mithilfe einer im Fahrerassistenzsystem hinterlegten geschwindigkeitsabhängigen Maximalbeschleunigungskennlinie einzustellen, deren genauer Verlauf vorab bei einer Applikation des Fahrerassistenzsystems empirisch bestimmt wird. Der Betriebsparameter „Maximalbeschleunigung“ des Fahrerassistenzsystems wird also außerhalb des eigentlichen Betriebs desselben in ähnlicher Weise verstellt beziehungsweise eingestellt, wie die Parameter einer Motorsteuerung bei deren Applikation. Die Applikation muss dabei während der Fahrt des Fahrzeuges durchgeführt werden.
Bislang werden die genannten Randbedingungen beziehungsweise Limitierungen für die Maximalbeschleunigung, insbesondere die Zumutbarkeit für den Fahrer und die Motorleistung, nicht getrennt betrachtet. Durch die Kombination der einzelnen Faktoren muss eine Vielzahl von Maximalbeschleunigungskennlinien im System hinterlegt, appliziert und abgesichert werden. Die Applikation ist aufwändig, da an mehreren Stellen des Einstellungsprozesses jeweils eine Vermischung von Zumutbarkeit und Leistungsfähigkeit des Antriebssystems stattfindet. Zudem werden die begrenzten Ressourcen im ACC Steuergerät stark beansprucht.
Die Offenlegungsschrift DE 10 2006 027 554 A1 offenbart ein Kraftfahrzeug.
Die Offenlegungsschrift DE 103 12 185 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Temporegelung für Fahrzeuge.
Die Offenlegungsschrift DE 10 2005 044 271 A1 offenbart ein Verfahren zur Geschwindigkeitsregelung eines Kraftfahrzeugs.
Die Offenlegungsschrift DE 10 2006 025 767 A1 offenbart ein Verfahren zur Begrenzung der Beschleunigung eines Fahrzeugs.
Die Offenlegungsschrift WO 01/47735 A2 offenbart ein System zum Steuern einer Fahrzeuggeschwindigkeit.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Einstellen einer geschwindigkeitsabhängigen Maximalbeschleunigung bei einem Fahrerassistenzsystem ist in Anspruch 1 gekennzeichnet, während ein Fahrerassistenzsystem zur Durchführung eines solchen Verfahrens im unabhängigen Anspruch 8 gekennzeichnet ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Einstellverfahren ist, über die gattungsgemäßen Merkmale hinaus, vorgesehen, dass bei einer Applikation des Fahrerassistenzsystems eine die Zumutbarkeit der Beschleunigung für den Fahrer repräsentierende geschwindigkeitsabhängige Maximalbeschleunigungskennlinie empirisch mittels eines Fahrzeugs bestimmt wird, dessen Motorleistung so groß ist, dass die Zumutbarkeit im Wesentlichen unabhängig von der Motorleistung bestimmt wird. Weiterhin erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass im Betrieb des Fahrerassistenzsystems aus der bekannten Motorleistung des jeweiligen Fahrzeugs eine bei der jeweils vorliegenden Geschwindigkeit mögliche Maximalbeschleunigung errechnet und mit dem entsprechenden Wert der Maximalbeschleunigungskennlinie verglichen wird, wobei der jeweils niedrigere Wert als Maximalbeschleunigung im Fahrerassistenzsystem eingestellt wird.
Der Kern der Erfindung besteht darin, die Zumutbarkeit für den Fahrer und die Leistungsfähigkeit des Antriebssystems im Einstellungsprozess getrennt zu berücksichtigen. Durch die Trennung von Zumutbarkeit für den Fahrer und Leistungsfähigkeit des Antriebssystems werden folgende Vorteile erreicht. Zum einen ersetzt eine exakte physikalische Betrachtung der Leistungsfähigkeit des Antriebssystems die bisherige Approximation durch Kennlinien. Zum anderen kann sich die Applikation der Maximalbeschleunigungskennlinien auf die Zumutbarkeit für den Fahrer konzentrieren. Die Anzahl der Kennlinien reduziert sich in typischen Anwendungsfällen auf ca. den zehnten Teil. Somit wird für die Applikation der Aufwand deutlich verringert und im Steuergerät (Kontrolleinheit des ACC) können massiv Ressourcen eingespart werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird bei der Applikation ein vorgebbarer Komfortfaktor appliziert, und im Betrieb des Fahrerassistenzsystems wird der errechnete Wert der möglichen Maximalbeschleunigung mit dem Komfortfaktor gewichtet und erst danach mit dem entsprechenden Wert der Maximalbeschleunigungskennlinie verglichen. Durch den Komfortfaktor wird verhindert, dass das Getriebe wegen der angeforderten Volllast häufig (mehrfach) zurückschalten muss.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform können Steigungen vorteilhaft dadurch berücksichtigt werden, dass bei der Applikation ein vorgebbarer steigungsabhängiger Reduktionsfaktor appliziert wird, und dass im Betrieb des Fahrerassistenzsystems der der jeweils vorliegenden Geschwindigkeit entsprechende Wert der Maximalbeschleunigungskennlinie mit dem der jeweils vorliegenden Steigung entsprechenden Wert des Reduktionsfaktors gewichtet und erst danach mit dem entsprechenden, errechneten Wert der möglichen Maximalbeschleunigung verglichen wird. In ähnlicher Weise kann die aktuelle Fahrzeugmasse berücksichtigt werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystem ist, über die gattungsgemäßen Merkmale hinaus, vorgesehen, dass das Fahrerassistenzsystem einen Speicher umfasst, in welchem eine die Zumutbarkeit der Beschleunigung für den Fahrer repräsentierende geschwindigkeitsabhängige Maximalbeschleunigungskennlinie hinterlegt ist, die empirisch mittels eines Fahrzeugs bestimmt wird, dessen Motorleistung so groß ist, dass die Zumutbarkeit im Wesentlichen unabhängig von der Motorleistung in der Maximalbeschleunigungskennlinie repräsentiert ist. Ferner erfindungsgemäß sind Mittel vorgesehen, mittels derer im Betrieb des Fahrerassistenzsystems aus der bekannten Motorleistung des jeweiligen Fahrzeugs eine bei der jeweils vorliegenden Geschwindigkeit mögliche Maximalbeschleunigung errechnet und mit dem entsprechenden Wert der Maximalbeschleunigungskennlinie verglichen wird, wobei der jeweils niedrigere Wert als Maximalbeschleunigung im Fahrerassistenzsystem eingestellt wird.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines aus dem Stand der Technik bekannten Verfahrens zur Einstellung einer geschwindigkeitsabhängigen Maximalbeschleunigung mithilfe von Kennlinien,
2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

1 verdeutlicht den hohen Aufwand, bei einer gemäß dem Stand der Technik erfolgenden Applikation einer geschwindigkeitsabhängigen Maximalbeschleunigung für ein Fahrerassistenzsystem. Je nach Motorvariante muss für jedes der beispielhalber jeweils drei dargestellten Beschleunigungsprofile eine eigene Applikation, die zu einer spezifischen geschwindigkeitsabhängigen Maximalbeschleunigungskennlinie 1, 2 oder 3 führt, durchgeführt werden. Im Betrieb des Fahrerassistenzsystems erfolgt durch den Fahrer eine Einstellung beziehungsweise Auswahl 4 des gewünschten Beschleunigungsprofils. Bei der Applikation können ferner eine Reduktion der Maximalbeschleunigung durch Steigung 5, eine Reduktion durch Fahrzeugmasse 6 sowie eine Reduktion durch Motorstress 7 Berücksichtigung finden. Wie ersichtlich, müssen viele Maximalbeschleunigungskennlinien, die sich teils nur in einigen Details unterscheiden, einzeln appliziert und abgesichert werden. An den Punkten A, B, C und D findet jeweils eine Vermischung von Zumutbarkeit und Leistungsfähigkeit des Antriebssystems statt.
In oberen Teil der 2 ist erkennbar, wie bei einer Applikation des Fahrerassistenzsystems erfindungsgemäß zunächst nur die Zumutbarkeit für den Fahrer in (mindestens) einer Maximalbeschleunigungskennlinie repräsentiert wird. Die Applikation der folgenden Punkte muss mit einem Fahrzeug mit großer Motorleistung durchgeführt werden, um Einflüsse durch die Motorleistung auszuschließen.
Die Maximalbeschleunigung wird unabhängig von der Anzahl der Motorvarianten bei beispielsweise drei Beschleunigungsprofilen (z.B. Komfort, Normal, Sport) nur noch in drei Kennlinien 1, 2 und 3 abgelegt. Für die Applikation spielt lediglich das Empfinden des Fahrers eine Rolle (unter der Fragestellung: wie stark darf bei welcher Geschwindigkeit beschleunigt werden?).
Die Reduktion 5 durch Steigung/Gefälle findet statt, da eine Beschleunigung in Längsrichtung (x-Achse) auch eine Beschleunigung entlang der z-Achse zur Folge hat, die für den Fahrer eine Belastung darstellt. Für die Applikation muss lediglich dieser Aspekt betrachtet werden. Appliziert wird demnach ein steigungsabhängiger Reduktionsfaktor 5, der festgelegt, in welchem Maße im späteren Betrieb, bei dann vorliegender konkreter Steigung, der der Maximalbeschleunigungskennlinie entnommene Wert reduziert werden soll.
In ähnlicher Weise wird eine Reduktion 6 durch Fahrzeugmasse appliziert, wobei im Betrieb zur Implementierung des bei der Applikation festgelegten entsprechenden Reduktionsfaktors 6 als Basis eine fortlaufend geschätzte Masse des Fahrzeugs zur Verfügung stehen muss. Die Reduktion 6 aufgrund der Fahrzeugmasse findet statt, da schwer beladene Fahrzeuge oder Gespanne mit schwerem Anhänger nicht so stark beschleunigt werden sollen, um der Unsicherheit des Fahrers Rechnung zu tragen.
Die Leistungsfähigkeit des Antriebssystems wird erfindungsgemäß getrennt von der Zumutbarkeit für den Fahrer betrachtet, vergleiche den unteren Teil der 2. Die Leistungsfähigkeit des Antriebssystems wird betrachtet, da eine Vollauslastung des Antriebssystems häufig (Mehrfach-)Rückschaltungen des Getriebes zur Folge hat. Dies ist für den Fahrer häufig nicht einsichtig und unkomfortabel. Daher ist es sinnvoll, das Antriebssystem nur bis zu einem maximalen Anteil, der durch einen Komfortfaktor 17 berücksichtigt wird, auszunutzen (z.B. 90%). Für die Applikation des Systems muss lediglich der Komfortfaktor 17 betrachtet werden. Alle weiteren Einflüsse lassen sich entsprechend in der Literatur bekannten Berechnungsvorschriften berechnen. Bei der Berechnung 13 der möglichen Maximalbeschleunigung können neben der Motorleistung 8, der aktuellen Steigung 9, der aktuellen Fahrzeugmasse 10 auch weitere Einflussfaktoren wie Motorstress 11 sowie Fahrwiderstände 12 berücksichtigt werden. Im Fahrerassistenzsystem ist ein Minimumbildner 15 vorgesehen, um den jeweiligen, die Zumutbarkeit repräsentierenden Wert der Maximalbeschleunigung mit dem entsprechenden, die Fahrzeugparameter repräsentierenden Wert 14 zu vergleichen und den jeweils niedrigeren Wert als geltenden Wert der Maximalbeschleunigung im Fahrerassistenzsystem einzustellen.

Claims

Verfahren zum Einstellen eines Fahrerassistenzsystems mit einer selbsttätigen Beschleunigungsfunktion, bei welchem unter Berücksichtigung der Zumutbarkeit der Beschleunigung für den Fahrer und der Motorleistung des Fahrzeugs eine geschwindigkeitsabhängige Maximalbeschleunigung eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, - dass bei einer Applikation des Fahrerassistenzsystems eine die Zumutbarkeit der Beschleunigung für den Fahrer repräsentierende geschwindigkeitsabhängige Maximalbeschleunigungskennlinie (1, 2, 3) empirisch mittels eines Fahrzeugs bestimmt wird, dessen Motorleistung so groß ist, dass die Zumutbarkeit im Wesentlichen unabhängig von der Motorleistung bestimmt wird, - und dass im Betrieb des Fahrerassistenzsystems aus der bekannten Motorleistung des jeweiligen Fahrzeugs eine bei der jeweils vorliegenden Geschwindigkeit mögliche Maximalbeschleunigung errechnet und mit dem entsprechenden Wert der Maximalbeschleunigungskennlinie (1, 2, 3) verglichen wird, wobei der jeweils niedrigere Wert als Maximalbeschleunigung im Fahrerassistenzsystem eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Applikation ein vorgebbarer Komfortfaktor (17) appliziert wird, und dass im Betrieb des Fahrerassistenzsystems der errechnete Wert (14) der möglichen Maximalbeschleunigung mit dem Komfortfaktor (17) gewichtet und erst danach mit dem entsprechenden Wert der Maximalbeschleunigungskennlinie (1, 2, 3) verglichen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Applikation ein vorgebbarer steigungsabhängiger Reduktionsfaktor (5) appliziert wird, und dass im Betrieb des Fahrerassistenzsystems der der jeweils vorliegenden Geschwindigkeit entsprechende Wert der Maximalbeschleunigungskennlinie (1, 2, 3) mit dem der jeweils vorliegenden Steigung entsprechenden Wert des Reduktionsfaktors (5) gewichtet und erst danach mit dem entsprechenden, errechneten Wert (14) der möglichen Maximalbeschleunigung verglichen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Applikation ein vorgebbarer von der Fahrzeugmasse abhängiger Reduktionsfaktor (6) appliziert wird, und dass im Betrieb des Fahrerassistenzsystems der der jeweils vorliegenden Geschwindigkeit entsprechende Wert der Maximalbeschleunigungskennlinie (1, 2, 3) mit dem der jeweils vorliegenden Fahrzeugmasse entsprechenden Wert des Reduktionsfaktors (6) gewichtet und erst danach mit dem entsprechenden, errechneten Wert (14) der möglichen Maximalbeschleunigung verglichen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Berechnung (13) der möglichen Maximalbeschleunigung neben der Motorleistung und der Geschwindigkeit weitere für die Beschleunigung relevante aktuelle Betriebsparameter (8, 9, 10, 11, 12) des Fahrzeugs berücksichtigt werden.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die aktuelle Fahrzeugmasse (10) rechnerisch berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Applikation des Fahrerassistenzsystems eine Mehrzahl von geschwindigkeitsabhängigen Maximalbeschleunigungskennlinien (1, 2, 3), deren Beschleunigungsprofil jeweils einem charakteristischen Fahrstil entspricht, empirisch bestimmt werden, und dass im Betrieb des Fahrerassistenzsystems eine Auswahl eines der Beschleunigungsprofile durch den Fahrer erfolgt, wobei für dieses Beschleunigungsprofil die zugehörige Maximalbeschleunigungskennlinie (1, 2, 3) zur Einstellung der Maximalbeschleunigung im Fahrerassistenzsystem herangezogen wird.
Fahrerassistenzsystem mit einer selbsttätigen Beschleunigungsfunktion, bei welchem unter Berücksichtigung der Zumutbarkeit der Beschleunigung für den Fahrer und der Motorleistung des Fahrzeugs eine geschwindigkeitsabhängige Maximalbeschleunigung einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, - dass das Fahrerassistenzsystem einen Speicher umfasst, in welchem eine die Zumutbarkeit der Beschleunigung für den Fahrer repräsentierende geschwindigkeitsabhängige Maximalbeschleunigungskennlinie (1, 2, 3) hinterlegt ist, die empirisch mittels eines Fahrzeugs bestimmt wird, dessen Motorleistung so groß ist, dass die Zumutbarkeit im Wesentlichen unabhängig von der Motorleistung in der Maximalbeschleunigungskennlinie (1, 2, 3) repräsentiert ist, - und dass Mittel (13, 15) vorgesehen sind, mittels derer im Betrieb des Fahrerassistenzsystems aus der bekannten Motorleistung des jeweiligen Fahrzeugs eine bei der jeweils vorliegenden Geschwindigkeit mögliche Maximalbeschleunigung errechnet und mit dem entsprechenden Wert der Maximalbeschleunigungskennlinie (1, 2, 3) verglichen wird, wobei der jeweils niedrigere Wert als Maximalbeschleunigung im Fahrerassistenzsystem eingestellt wird.