DE10336905A1

DE10336905A1 - Adaptives Fahrzeuggeschwindigkeitsregelsystem und -verfahren

Info

Publication number: DE10336905A1
Application number: DE10336905A
Authority: DE
Inventors: Mark P. Macomb Township Friedrich
Original assignee: Visteon Global Technologies Inc
Current assignee: Visteon Global Technologies Inc
Priority date: 2002-08-07
Filing date: 2003-08-06
Publication date: 2004-03-11
Anticipated expiration: 2023-08-07
Also published as: GB0318371D0; GB2393527B; GB2393527A; US6580996B1; DE10336905B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein automatisches Geschwindigkeitsregelsystem und ein Verfahren für ein Wirtsfahrzeug, das einen Fahrzeugverfolgungsmodus, wenn das Wirtsfahrzeug ein im Fahrweg befindliches Fahrzeug erkennt, und einen automatischen Wiederaufnahmemodus für das Beschleunigen auf eine vom Fahrer eingestellte Geschwindigkeit nach dem Verschwinden des im Fahrweg befindlichen Fahrzeugs aus dem Fahrweg des Wirtsfahrzeugs umfasst. Der Auto-Wiederaufnahmemodus schließt eine Ermittlung der Verkehrsdichte rund um das Wirtsfahrzeug ein und erniedrigt den Wert der Beschleunigung bei höheren Verkehrsdichten und erhöht den Wert bei niedrigen Verkehrsdichten.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf ein mit einem adaptiven Geschwindigkeitsregelsystem ausgerüstetes Fahrzeug und insbesondere auf ein Fahrzeug mit einem adaptiven Geschwindigkeitsregelsystem, das einen automatischen Beschleunigungsmodus besitzt.
Geschwindigkeitsregelsysteme für Kraftfahrzeuge sind seit Jahren verfügbar. Typisch für das Basissystem ist, dass der Fahrer die gewünschte Geschwindigkeit erreicht und das Geschwindigkeitsregelsystem bei einer vom Fahrer ausgewählten Sollgeschwindigkeit auslöst. Das Fahrzeug fährt dann mit der eingestellten Geschwindigkeit, sofern der Fahrer nicht die Bremsen betätigt oder das System abschaltet. Durch Fortschritte in Elektronik und Sensortechnik stehen adaptive Geschwindigkeitsregelsysteme (ACC-Systeme) zur Verfügung, die nicht nur die eingestellte Fahrzeuggeschwindigkeit halten, sondern außerdem eine Zielabtasttechnik, wie z. B. ein Radar, einen Laser oder eine andere Art eines Abtastsystems, umfassen, das ein im Fahrweg befindliches Fahrzeug erfasst. Wenn das Wirtsfahrzeug einem im Fahrweg befindlichen Fahrzeug in zu geringem Abstand folgt, verringert das ACC-System die Geschwindigkeit des Wirtsfahrzeugs (durch Verringerung des Gases und/oder Betätigung der Bremsen) automatisch zum Erreichen eines festgelegten Sicherheitsabstands (der auf der Verfolgungsentfernung und/oder der Verfolgungszeit beruhen kann) in ausreichendem Maße. Anschließend wird das ACC-System den Sicherheitsabstand aufrechterhalten.
Wenn das langsamer fahrende im Fahrweg befindliche Fahrzeug den Fahrweg verlassen oder ausreichend beschleunigt hat und kein anderes Fahrzeug als im Fahrweg befindlich erfasst worden ist, beginnt das Wirtsfahrzeug aufgrund einer automatischen Wiederaufnahmefunktion, automatisch wieder auf die vom Fahrer gewählte Sollgeschwindigkeit zu beschleunigen. Die Auto-Wiederaufnahme ist zwar für den Fahrer praktisch, kann jedoch bei ihm ein Gefühl der Besorgnis vor allem dann hervorrufen, wenn sich das Fahrzeug in dichtem Verkehr befindet und die automatische Beschleunigung zu hoch ist. Wenn jedoch die automatische Beschleunigung auf einen niedrigen Wert (zwecks Vermeidung einer solchen Besorgnis) eingestellt ist, könnte bei der Fahrt des Wirtsfahrzeugs in schwachem Verkehr der Fahrer andererseits wegen der geringen Beschleunigung ungeduldig werden.
Es ist deshalb für ein Fahrzeug mit ACC-System und Auto-Wiederaufnahme wünschenswert, entsprechend der Dichte des das Auto umgebenden Verkehrs zu beschleuni gen, um das Unbehagen des Fahrers angesichts hoher Beschleunigung in dichtem Verkehr und der Ungeduld wegen geringer Beschleunigung in schwachem Verkehr zu minimieren.
Zusammenfassung der Erfindung
In ihren Ausgestaltungen betrifft die Erfindung eine Betriebsweise eines Wirtsfahrzeugs mit einer adaptiven Geschwindigkeitsregelung, wobei die Betriebsweise die Schritte umfasst: Betreiben des Wirtsfahrzeugs im adaptiven Geschwindigkeitsregelmodus mit einer voreingestellten Geschwindigkeit; Treffen auf ein im Fahrweg des Wirtsfahrzeugs befindliches Fahrzeug; Verlangsamen des Wirtsfahrzeugs zur Aufrechterhaltung eines festgelegten Fahrzeugverfolgungsabstands; Erfassen, dass sich das im Fahrweg befindliche Fahrzeug nicht mehr im Fahrweg des Wirtsfahrzeugs befindet, so dass das Wirtsfahrzeug beginnen kann, zur zuvor eingestellten Geschwindigkeit zurückzukehren; Beginnen des automatischen Beschleunigungsmodus; Feststellen einer Verkehrsdichte neben und vor dem Wirtsfahrzeug; und Beschleunigen mit einer von mindestens zwei festgelegten Beschleunigungen auf der Basis der festgestellten Verkehrsdichte.
Die Erfindung betrifft außerdem ein automatisches Geschwindigkeitsregelsystem für ein Wirtsfahrzeug. Das automatische Geschwindigkeitsregelsystem umfasst ein Zielabtastsystem, das mindestens einen zur Erfassung anderer Fahrzeuge vor und neben dem Wirtsfahrzeug fähigen Zieldetektor enthält, einer zum Wählen der Sollgeschwindigkeit für das Wirtsfahrzeug fähigen Sollgeschwindigkeitswahleinrichtung und einer zum Verfolgen eines im Fahrweg befindlichen Fahrzeugs in einem festgelegten Abstand fähigen Fahrzeugverfolgungseinrichtung. Das System enthält außerdem eine zum Beschleunigen des Wirtsfahrzeugs auf die Sollgeschwindigkeit fähige Beschleunigungseinrichtung mit automatischer Wiederaufnahmefunktion, einen zum Bestimmen eines Werts für die Verkehrsdichte fähigen Verkehrsdichteermittler und eine Beschleunigungsbegrenzungseinrichtung mit automatischer Wiederaufnahmefunktion, die zum Begrenzen der Beschleunigung durch die Beschleunigungsbegrenzungseinrichtung mit automatischer Wiederaufnahmefunktion auf der Basis des vom Verkehrsdichteermittler ermittelten Verkehrsdichtewerts fähig ist.
Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Beschleunigung eines mit einem ACC-System ausgerüsteten Fahrzeugs mithilfe der Auto-Wiederaufnahme auf der Basis der das Fahrzeug umgebenden Verkehrsdichte eingestellt wird. Das ermöglicht dem Fahrer des Fahrzeugs mit ACC-System ein angenehmeres Fahrerlebnis durch Vermeidung von zu großer Beschleunigung in Situationen mit dichtem Verkehr und zu geringer Beschleunigung in Situationen mit schwachem Verkehr.
Ein anderer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass eine geringere Beschleunigung für eine Auto-Wiederaufnahme in dichtem Verkehr günstiger sein kann, da sich die Wahrscheinlichkeit unerwarteter Manöver benachbarter Fahrzeuge, aufgrund deren sie sich in den Fahrweg des ACC-Fahrzeugs bewegen, erhöht. Des Weiteren hat dadurch das ACC-System mehr Zeit, ein neues im Fahrweg befindliches Fahrzeug zu erfassen und auf einen Fahrzeugverfolgungsmodus umzuschalten.
Kurzbeschreibung von Zeichnungen
1 ist eine schematische Darstellung eines mit einer automatischen Geschwindigkeitsregelung ausgestatteten Fahrzeugs, das zwischen anderen Fahrzeugen im erfindungsgemäßen Verfolgungsmodus fährt.
2 ist eine 1 ähnliche Darstellung; jedoch fährt das mit ACC ausgestattete Fahrzeug im automatischen Beschleunigungsmodus.
3 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Beschleunigen eines Fahrzeugs in einem automatischen Beschleunigungsmodus entsprechend der Erfindung.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
1 stellt ein auf einer Straße 12 mit drei Fahrspuren 13a bis 13c mit einer Geschwindigkeit S in Richtung von Pfeil 15 fahrendes Wirtsfahrzeug 10 dar. Das Wirtsfahrzeug 10 ist mit einem automatischen Geschwindigkeitsregel-(ACC-)System ausgestattet, das an ein Paar Zielsensoren 16 eines Zielabtastsystems 17 angeschlossen ist. Diese Sensoren können Radarsensoren, Lasersensoren oder andere Arten von Sensoren sein, die zum Verfolgen des Orts und der Entfernung zu den das Wirtsfahrzeug 10 umgebenden Zielen fähig sind. In diesem Fall sind die Ziele andere Fahrzeuge 20a bis 20f, die sich neben oder vor dem Wirtsfahrzeug 10 befinden. Die Pfeile auf den umliegenden Fahrzeugen 20a bis 20f zeigen die allgemeine Fahrtrichtung dieser Fahrzeuge an. Obwohl in 1 nur zwei Sensoren 16 am Wirtsfahrzeug 10 darstellt sind, kann eine beliebige Anzahl von Sensoren (einer oder mehr) vorhanden sein, je nachdem, wie viele zum Erfassen und Verfolgen mehrerer Fahrzeuge 20a bis 20f notwendig sind. Da das Fahrzeug 20a ein im Fahrweg befindliches Fahrzeug ist, befindet sich das ACC-System 14 in einem Verfolgungsmodus, so dass ein festgelegter Verfolgungsabstand zum im Fahrweg befindlichen Fahrzeug 20a trotz der vom Fahrer für das ACC-System 14 vorgegebenen Sollgeschwindigkeit aufrechterhalten wird.
Die 2 ist 1 zwar ähnlich, zeigt jedoch die Situation, wenn das im Fahrweg befindliche Fahrzeug 20a den Fahrweg des Wirtsfahrzeug 10 verlassen hat. Das ACC-System 14 des Wirtsfahrzeugs 10 ist jetzt bereit, eine automatische Beschleunigung auf die vom Fahrer vorgegebene Sollgeschwindigkeit zu implementieren (Auto-Wiederaufnahme). Das Zielabtastsystem 17 erfasst und verfolgt die in den benachbarten Fahrspuren 13a, 13c in der Nähe fahrenden Fahrzeuge 20a bis 20e sowie die in derselben Fahrspur 13b fahrenden Fahrzeuge 20f die jedoch ausreichend weit vor dem Wirtsfahrzeug 10 fahren, so dass sie sich außerhalb der Regelungsentfernung des Verfolgungsmodusalgorithmus befinden. Anzahl und Nähe dieser Fahrzeuge 20a bis 20f werden zur Berechnung der Verkehrsdichte rund um den Beschleunigungsweg des Wirtsfahrzeugs 10 verwendet.
3 zeigt allgemein einen Teil eines automatischen Geschwindigkeitsregelungsprozesses. Das Wirtsfahrzeug fährt in Schritt 50 mit eingeschaltetem ACC-System und in Schritt 52 mit einer vom Fahrer vorgegebenen Sollgeschwindigkeit. Bei Erfassung eines im Fahrweg befindlichen Fahrzeugs in Schritt 54, das sich in einem geringeren als einem festgelegten Sicherheitsabstands befindet, verlangsamt in Schritt 56 das ACC-System das Wirtsfahrzeug und schaltet in einen Verfolgungsmodus. Das ACC-System des Wirtsfahrzeugs behält diesen Verfolgungsmodus bei, bis es in Schritt 58 erfasst, dass das im Fahrweg befindliche Fahrzeug aus dem Fahrweg des Wirtsfahrzeug hinausgefahren ist. Das ACC-System beginnt dann in Schritt 60 seinen Auto-Wiederaufnahmemodus und setzt in Schritt 62 das Zielabtastsystem zum Erfassen der Verkehrsdichte rund um das Wirtsfahrzeug ein.
Da das Annehmlichkeitsniveau des Fahrzeugführers während der Beschleunigung bei geringer Dichte des umliegenden Verkehrs höher ist, wird die Beschleunigung der Auto-Wiederaufnahme im Allgemeinen umgekehrt proportional zur Verkehrsdichte rund um das Wirtsfahrzeug eingestellt, d. h. wenn die Anzahl der umgebenden Fahrzeuge steigt, sinkt die Beschleunigung der Auto-Wiederaufnahme. An dieser Stelle, in Schritt 64, stellt das System fest, ob die Verkehrsdichte (TD) über einem sehr hohen Niveau A liegt. Wenn das so ist, wird in Schritt 66 die Beschleunigung auf einen geringen Wert a begrenzt. Wenn nicht, wird in Schritt 68 festgestellt, ob die TD über einem mittelhohen Niveau B liegt. Wenn das so ist, wird in Schritt 70 die Beschleunigung auf einen mittelgeringen Wert b begrenzt. Wenn nicht, wird in Schritt 72 die TD mit einem mittleren Niveau C verglichen. Wenn die TD über dem Niveau C liegt, wird in Schritt 74 die Beschleunigung auf i begrenzt. Wenn nicht, wird in Schritt 76 die Beschleunigung durch das ACC-System auf ihre normale Maximalbeschleunigung begrenzt. Ist das Niveau der Beschleunigung bestimmt, wird es in Schritt 78 beibehalten, bis das Wirtsfahrzeug die vom Fahrer vorgegebene Sollgeschwindigkeit erreicht oder ein anderes im Fahrweg befindliches Fahrzeug erfasst wird. Die Verkehrsdichten A, B und C sowie die entsprechenden Beschleunigungen a, b und c können mithilfe einer mathematischen Gleichung bestimmt oder einer Nachschlagetabelle entnommen werden. Obwohl nur drei Verkehrsdichten gezeigt werden, kann das System je nach Wunsch für eine beliebige Anzahl an Bereichen von Verkehrsdichten gegenüber der Beschleunigung konfiguriert werden.
Bei einem alternativen Verfahren können zwecks Justierens der Beschleunigungsgrenze die Schritte 62 bis 76 wiederholt werden, bis das Wirtsfahrzeug die Sollgeschwindigkeit erreicht hat oder ein anderes im Fahrweg befindliches Fahrzeug erfasst wird.
Es sind bestimmte Ausgestaltungen der Erfindung detailliert beschrieben worden, jedoch werden die Personen, die mit dem Fachgebiet vertraut sind, auf das sich die Erfindung bezieht, verschiedene alternative Ausführungen und Ausgestaltungen zur praktischen Umsetzung der durch die nachfolgenden Patentansprüche definierten Erfindung erkennen.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines mit einer adaptiven Geschwindigkeitsregelung ausgestatteten Wirtsfahrzeugs, die Schritte umfassend: – Betreiben des Wirtsfahrzeugs im adaptiven Geschwindigkeitsregelmodus mit einer voreingestellten Geschwindigkeit; – Treffen auf ein im Fahrweg des Wirtsfahrzeugs befindliches Fahrzeug; – Verlangsamen des Wirtsfahrzeugs zur Aufrechterhaltung eines festgelegten Fahrzeugverfolgungsabstands; – Erfassen, dass das im Fahrweg befindliche Fahrzeug nicht mehr im Fahrweg des Wirtsfahrzeugs fährt, so dass das Wirtsfahrzeug beginnen kann, zur zuvor eingestellten Geschwindigkeit zurückzukehren; – Beginnen des automatischen Beschleunigungsmodus; – Feststellen einer Verkehrsdichte neben und vor dem Wirtsfahrzeug; – Beschleunigen mit einer von mindestens zwei festgelegten Beschleunigungen auf der Basis der festgestellten Verkehrsdichte.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die mindestens zwei festgelegten Beschleunigungen vier Beschleunigungen sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die festgelegten Beschleunigungen allgemein umgekehrt proportional zur ermittelten Verkehrsdichte sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Schritt des Beschleunigens die Beschleunigung auf eine von mindestens zwei festgelegten Beschleunigungen enthält, bis das Wirtsfahrzeug die voreingestellte Geschwindigkeit erreicht hat oder ein zweites im Fahrweg befindliches Fahrzeug erfasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, außerdem umfassend die Schritte des Bestimmens einer zweiten Verkehrsdichte und des Beschleunigens mit einer von mindestens zwei festgelegten Beschleunigungen auf der Basis der zweiten festgestellten Verkehrsdichte.
Automatisches Geschwindigkeitsregelsystem für ein Wirtsfahrzeug, umfassend: – ein Zielabtastsystem, das mindestens einen zur Erfassung anderer Fahrzeuge vor und neben dem Wirtsfahrzeug fähigen Zieldetektor enthält; – eine zum Wählen der Sollgeschwindigkeit für das Wirtsfahrzeug fähige Sollgeschwindigkeitswahleinrichtung; – eine zum Verfolgen eines im Fahrweg befindlichen Fahrzeugs in einem festgelegten Abstand fähige Fahrzeugverfolgungseinrichtung; – eine zum Beschleunigen des Wirtsfahrzeugs auf die Sollgeschwindigkeit fähige Beschleunigungseinrichtung mit automatischer Wiederaufnahmefunktion; – einen zum Bestimmen eines Werts für die Verkehrsdichte fähigen Verkehrsdichteermittler; – eine Beschleunigungsbegrenzungseinrichtung mit automatischer Wiederaufnahmefunktion, die zum Begrenzen der Beschleunigung durch die Beschleunigungsbegrenzungseinrichtung mit automatischer Wiederaufnahmefunktion auf der Basis des vom Verkehrsdichteermittler ermittelten Verkehrsdichtewerts fähig ist.
Automatisches Geschwindigkeitsregelsystem nach Anspruch 6, wobei der Zieldetektor mindestens einen Radarsensor enthält.