DE102013221133A1

DE102013221133A1 - Verfahren zur Geschwindigkeitsregelung eines Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von Abstandsdaten

Info

Publication number: DE102013221133A1
Application number: DE201310221133
Authority: DE
Inventors: Patrick Piastowski; Christoph Schlaug
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2013-10-17
Filing date: 2013-10-17
Publication date: 2015-05-07
Also published as: CN104554263A; CN104554263B

Abstract

Verfahren zur Geschwindigkeitsregelung eines Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von Abstandsdaten (direkt von einen Sensor oder indirekt aus Berechnungen über einen Algorithmus), dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeitsregelung anhand von vorgegebenen Geschwindigkeits-Abstands-Kurven erfolgt, wobei die Kurven anhand von Umweltparametern, Fahrzeugparametern und/oder Fahrerparameter ausgewählt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Geschwindigkeitsregelung eines Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von Abstandsdaten.
Eine zunehmende Zahl von Fahrerassistenzsystemen in Kraftfahrzeugen benötigt eine Fahrzeugsteuerung in Fahrtrichtung. Beispiele sind Notfallbremsassistenten, automatische Geschwindigkeitsregelungen (mit oder ohne Stop&Go Funktionen), unterschiedlichste Einparkassistenten und Stauwarnassistenten.
Bei solchen Fahrerassistenzsystemen, welche eine Fahrzeugsteuerung in Fahrtrichtung beinhalten, haben die Aufgabe die Fahrzeuggeschwindigkeit in Abhängigkeit der Position des eigenen Fahrzeugs zu anderen Fahrzeugen, Fußgängern usw. zu regeln. Typischerweise werden geeignete Abstandssensoren (Laser, Radar, 2-D- und 3-D-Kameras, Ultraschall) verwendet, um den relevanten Abstand zwischen dem eigenen Fahrzeug und den anderen Objekten zu bestimmen. Meist ist der Vorgang eine Beschleunigung oder Abbremsung des Fahrzeugs. Allerdings ist eine solche Steuerung/Regelung nicht immer und für alle Arten von Fahrerassistenzsystemen geeignet.
Zudem beaufschlagen solche Lösungen die Bordelektronik samt Rechner stark, da ständig der sich ändernde Abstand beim Beschleunigen oder Abbremsen überprüft und anschließend die Beschleunigung oder Abbremsung an das Überprüfungsergebnis angepasst werden muss.
Aus der EP 2 159 121 A1 ist ein Verfahren zur Durchführung eines automatischen Einparkvorgangs bekannt, wobei eine Fahrzeugantriebseinheit des Fahrzeugs derart gesteuert wird, dass das Fahrzeug während des Einparkens auf eine maximale vorgegebene Geschwindigkeit beschleunigt wird. Entsprechende Werte können im Speicher des Fahrzeugbordrechners als Tabelle abgelegt werden.
Aus der DE 100 30 449 B4 ist ein automatisches Lenksystem zum Einparken eines Fahrzeugs bekannt, bei dem die Daten der vier Typen der Parkmodi, d.h. eine Beziehung zwischen der Strecke der Bewegung und dem Referenzwinkel des Fahrzeugs ebenfalls als Tabelle im Speicher des Fahrzeugbordrechners abgelegt sind.
Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, ein einfaches Verfahren bereitzustellen, mit dem es möglich ist, eine genaue Regelung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs ohne aufwendige Berechnungen, hohem rechnerischen Aufwand und/oder reduzierten Sensorabfragen zu erreichen.
Diese Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 angegebene Verfahren gelöst.
Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass wenn die Geschwindigkeitsregelung anhand von vorgegebenen Geschwindigkeits-Abstands-Kurven erfolgt, wobei die Kurven anhand von Umweltparametern, Fahrzeugparametern und/oder Fahrerparameter ausgewählt werden, es keiner aufwendigen ständigen Berechnung und Anpassung der Sensorabfragen bedarf und trotzdem eine hohe Genauigkeit erzielbar ist.
Es wird mit anderen Worten eine Basiskurve bzw. Beziehung zwischen Abstand und Geschwindigkeit bereitgestellt (vgl. 1). Die Steuerung bzw. Regelung der Fahrzeuggeschwindigkeit erfolgt dann anhand dieser Kurve. Es werden keine aufwendigen Berechnungen mehr benötigt, auch die Anzahl der Sensorabfragen ist reduziert.
Es versteht sich, dass auch eine Kurvenschar bzw. mehr als eine Kurve vorgebbar ist.
Dabei können die Kurven aufgrund der Umweltparameter, Fahrzeugparameter und/oder Fahrerparameter auch adaptiert bzw. angepasst werden. Mit anderen Worten, die Kurven werden im Koordinatensystem verschoben und/oder ihre Steigung bzw. der Verlauf durch Parameter (Variablen) verändert. Möglich ist auch die Auswahl einer am besten geeigneten Kurve aus einer vorgegebenen Kurvenschar. Weiterhin können die Kurven skaliert werden. Dies benötigt ebenfalls keinen besonders großen rechnerischen Aufwand.
Anhand der Parameter verändern sich die Funktionskurven durch z.B. eine Veränderung des Nullpunktdurchgangs auf der x-Achse, steilere/flachere Kurven, stärkere Geschwindigkeitsreduzierungen oder höhere Anfangsgeschwindigkeiten.
Als Parameter kommen z.B. in Frage:

• Umweltparameter – Temperatur (Information wird bereitgestellt durch Temperatursensor) – Steigung (Information wird bereitgestellt durch Berechnungen im Motor/Bremse) – Gefälle (Information wird bereitgestellt durch Berechnungen im Motor/Bremse) – Witterung (Information wird bereitgestellt durch Regensensor/Lichtsensor/Kamera) – Helligkeit (Information wird bereitgestellt durch Lichtsensor/Kamera) – Bordsteine (Information wird bereitgestellt durch Ultraschallsensoren/Kamera) – Objekte inkl. Fußgänger, Radfahrer und Tieren (Information wird bereitgestellt durch Kamera/Ultraschall/Radar/Laser)
• Fahrzeugparameter – Beladung (Information wird bereitgestellt durch Berechnungen im Motor) – Reifendruck (Information wird bereitgestellt durch Reifendruckkontrollsystem) – Anbauteile (Information wird bereitgestellt durch Stromstecker z. B. von einem Fahrradträger) – Anhänger (Information wird bereitgestellt durch Stromstecker vom Anhänger)
• Fahrerparameter – Ausgewähltes Assistenzfeature (z.B. paralleles Einparken, quer Einparken, Abstandsregeltempomat) – Persönlich getuntes Fahrprofil (z. B. upload über eine App auf das Auto) – Anbauteile (Eingabe übers HMI) – Überstehende Ladung (Eingabe übers HMI)

Eine jede der oben genannten Kurven kann dabei als Tabelle, als mathematische Funktion oder als Mischung aus Tabelle und Funktion hinterlegt sein. Dann werden die Tabellen oder Funktionen mittels der Parameter, aus denen entsprechende Variable bestimmt werden, mathematisch adaptiert. Damit läßt sich mit wenig Speicher- und Rechenaufwand das jeweils gewünschte Verhalten erzeugen.
Die Abstandsdaten können entweder direkt von einem Sensor oder indirekt aus Berechnungen über einen Algorithmus stammen. Die Abstandsdaten können auch aus einer virtuellen Karte, die Objekte und das eigene Fahrzeug enthält, stammen.
Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung. Es zeigen:
1 eine beispielhafte Geschwindigkeits-Abstands-Kurve;
2 eine schematische Ansicht eines Blockdiagrams der Regelung;
3 eine Detailvergrößerung der Kurvenanpassung aus 2 und
4 eine beispielhafter Ablauf der erfindungsgemäßen Geschwindigkeitsregelung.
In der 1 ist eine beispielhafte Kurve 1 der Geschwindigkeit G gegenüber dem Abstand zur Geschwindigkeitsregelung eines Kraftfahrzeugs bei einem Abbremsvorgang mittels Rückwärtsfahrassistenten dargestellt.
Man erkennt, dass die Kurve mit der Geschwindigkeit 0 (Nullpunktdurchgang) auf der A-Achse beginnt bzw. endet, so dass das Fahrzeug mit Abstand stehen bleibt.
Die Kurve 1 weist unterschiedliche steilere bzw. flachere Bereiche auf, so dass die Geschwindigkeitsreduzierungen bzw. Geschwindigkeitsbeschleunigungen verschieden stark ausfallen.
Fährt das Fahrzeug in Fahrtrichtung F wird es also gemäß Kurve 1 der 1 zu nächst nur langsam abgebremst, wobei der Abstand stark abnimmt. Anschließend wird es stärker abgebremst, so dass der Abstand sich kaum verringert und zum Schluss erfolgt wiederum eine sanfte, langsame Abbremsung bis zum Stillstand.
Diese prinzipielle Kurve 1 kann anhand von Umweltparametern, Fahrzeugparametern und Fahrerparameter adaptiert werden (vgl. 4).
Dazu wird ihr Verlauf, Nullpunktdurchgang, steilere/flachere Kurvenbereiche, verändert, um den Bedingungen angepasste Brems- bzw. Beschleunigungsverläufe zu erhalten. Möglich ist auch die Auswahl einer am besten geeigneten Kurve aus einer vorgegebenen Kurvenschar. Die Umweltparameter, Fahrzeugparameter und Fahrerparameter fließen also in die Geschwindigkeitsregelung ein.
Zur Veranschaulichung ist in 2 eine schematische Ansicht eines Blockdiagrams der Regelung 2 gezeigt.
Die Regelung 2 umfasst ein Hauptsteuerelement 3, in dem die Daten verarbeitet werden. Diese gibt wiederum Geschwindigkeitsänderungsbefehle an ein Geschwindigkeitsregelelement 4, das wiederum das Bremssystem 6 bzw. den Antrieb 7 des Fahrzeugs 5 regelt und mit einer Geschwindigkeitsinformation G versorgt wird.
Die Fahrzeugposition und Ausrichtung P sind Teil der Umweltbedingungen 9, welche von einer Abstandssensoreinrichtung ermittelt werden, welche wiederum die ermittelten Abstandsdaten A an die Hauptsteuerung 3 weitergibt.
Zusätzlich fließen die Fahrzeugdaten 5, die Fahrerinformationen 8 und die Abstandsinformationen A in die Hauptsteuerung 3 ein. Dort werden sie in einer Adaptionsregelung 11 verwendet, um die Kurve 1 an die eingeflossenen Bedingungen anzupassen bzw. wie oben beschrieben zu verändern oder auszuwählen (vgl. 3).
Dazu werden aus den Fahrzeugdaten 5, den Fahrerinformationen 8 und den Abstandsinformationen A in einer Logikeinheit 12 Parameter verarbeitet, um aus drei vorgegebenen Kurven 13A, B, C jeweils die am besten geeignete auswählen und so das Geschwindigkeitsregelelement 4 zu regeln.
Ein Beispiel einer solchen Regelung ist in 4 anhand der Außentemperatur T und der Objekterkennung O dargestellt. Die Temperatur T bzw. Objekterkennung werden dabei verwendet, um wie besprochen, den Kurvenverlauf zu beeinflussen.
Je nachdem, im welchem Bereich die Temperatur liegt und/oder ob ein Hindernis (Objekt) erkannt wird, wird eine entsprechende Kurve 1a, b, c, d, e, f ausgewählt für die eigentliche Geschwindigkeitsregelung 4. Je nach Temperaturbereich T1 (< 5 °C), T2 (>5°C, <25 °C) oder T3 (> 25 °C) und Objekterkennung O1, O2 oder O3 wird somit die passende Kurve 1a, b, c, d, e, f für die Geschwindigkeitsregelung 4 ausgewählt. Die Kurven 1a, b, c, d, e, f unterscheiden sich im Nullpunktdurchgang, Verlauf und Steigung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2159121 A1 [0005]
DE 10030449 B4 [0006]

Claims

Verfahren zur Geschwindigkeitsregelung eines Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von Abstandsdaten, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeitsregelung anhand von vorgegebenen Geschwindigkeits-Abstands-Kurven erfolgt, wobei die Kurven anhand von Umweltparametern, Fahrzeugparametern und/oder Fahrerparameter adaptiert oder ausgewählt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurven aufgrund der Umweltparametern, Fahrzeugparametern und/oder Fahrerparameter ausgewählt oder adaptiert werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurven hinsichtlich ihrer Lage bezüglich des Nullpunktdurchgangs verändert werden.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurven hinsichtlich ihrer Steigung verändert werden.
Verfahren nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurven skaliert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kurve als Tabelle, als mathematische Funktion oder als Mischung aus Tabelle und Funktion hinterlegt ist.