DE10349882A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Abstandsregelung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Abstandsregelung eines Fahrzeugs, wobei ein Istwert (dist) einer Abstandsgröße, die einen Abstand zwischen dem Fahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug beschreibt, ermittelt wird. Weiterhin werden in Abhängigkeit von Eingangsgrößen (xi), die die Fahrsituation des Fahrzeugs und/oder die Umgebungssituation des Fahrzeugs und/oder das Fahrverhalten des Fahrers beschreiben, mehrere Gewichtungswerte (gi) für die Abstandsgröße ermittelt. Aus den Gewichtungswerten wird wiederum ein Sollwert (dsoll) für die Abstandsgröße ermittelt, wobei Bremsmittel und/oder Antriebsmittel des Fahrzeugs derart angesteuert werden, dass der ermittelte Istwert (dist) der Abstandsgröße den ermittelten Sollwert (dsoll) einnimmt. Erfindungsgemäß werden die Gewichtungswerte (gi) zur Ermittlung des Sollwerts (dsoll) der Abstandsgröße miteinander multipliziert.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Abstandsregelung eines Fahrzeugs, wobei ein Istwert einer Abstandsgröße, die einen Abstand zwischen dem Fahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug beschreibt, ermittelt wird. Weiterhin werden in Abhängigkeit von Eingangsgrößen, die die Fahrsituation des Fahrzeugs und/oder die Umgebungssituation des Fahrzeugs und/oder das Fahrverhalten des Fahrers beschreiben, mehrere Gewichtungswerte für die Abstandsgröße ermittelt. Aus den Gewichtungswerten wird wiederum ein Sollwert für die Abstandsgröße ermittelt, wobei Bremsmittel und/oder Antriebsmittel des Fahrzeugs derart angesteuert werden, dass der ermittelte Istwert der Abstandsgröße den ermittelten Sollwert einnimmt.
  • Eine derartige Vorrichtung zur Abstandsregelung geht aus der Druckschrift DE 199 43 611 A1 hervor. Die Vorrichtung ermittelt einen Sollabstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug, wobei die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs durch Eingriffe in den Motorantrieb und/oder die Bremse des Fahrzeugs derart geregelt wird, dass der Abstand zwischen Fahrzeug und vorausfahrendem Fahrzeug den ermittelten Sollabstand einnimmt. Damit auch bei ungünstigen Wetter- und Helligkeitsverhältnissen ein sicherer, d.h. ausreichend großer Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug eingehalten wird, werden in Abhängigkeit von Eingangsgrößen, die die Fahrgeschwindigkeit, die Sichtweite, den Straßenzustand, die Scheibenwischeraktivität und den Schaltzustand von Nebelleuchten und Scheinwerfern beschrei ben, Gewichtungswerte ermittelt, die umso größere positive Werte annehmen, je ungünstiger die durch die Eingangsgrößen beschriebenen Wetter- und Helligkeitsverhältnisse sind. Die Gewichtungswerte stellen gemäß eines dargestellten Ausführungsbeispiels dimensionslose Relativwerte dar, die zu einem gemeinsamen Faktor aufaddiert werden, entsprechend dem der Sollabstand im Falle ungünstiger Wetter- und Helligkeitsverhältnisse vergrößert wird. Nachteilig ist, dass sich aufgrund der Addition der stets positiven Gewichtungswerte ein hoher Gewichtungswert, der sich beispielsweise infolge ungünstiger Wetterverhältnisse ergibt, nicht durch einen niedrigen Gewichtungswert, der sich beispielsweise infolge günstiger Helligkeitsverhältnisse ergibt, kompensieren lässt, sodass der Sollabstand und damit der Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug unter Umständen unangemessen große Werte annimmt.
    •
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass ein der Fahrsituation des Fahrzeugs und/oder der Umgebungssituation des Fahrzeugs und/oder dem Fahrverhalten des Fahrers angemessener Sollwert für die Abstandsgröße ermittelt wird.
  • Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 7 gelöst.
  • Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Abstandsregelung eines Fahrzeugs wird ein Istwert einer Abstandsgröße, die einen Abstand zwischen dem Fahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug beschreibt, ermittelt. Weiterhin werden in Abhängigkeit von Eingangsgrößen, die die Fahrsituation des Fahrzeugs und/oder die Umgebungssituation des Fahrzeugs und/oder das Fahrverhalten des Fahrers beschreiben, mehrere Gewichtungswerte für die Abstandsgröße ermittelt. Aus den Gewichtungswerten wird wiederum ein Sollwert für die Abstandsgröße ermittelt, wobei Bremsmittel und/oder Antriebsmittel des Fahrzeugs derart angesteuert werden, dass der ermittelte Istwert der Abstandsgröße den ermittelten Sollwert einnimmt. Zur Ermittlung des Sollwerts der Abstandsgröße werden die Gewichtungswerte miteinander multipliziert, sodass sich bei entsprechender Vorgabe der Werteintervalle, innerhalb derer die Gewichtungswerte liegen, ein der Fahrsituation des Fahrzeugs und/oder der Umgebungssituation des Fahrzeugs und/oder dem Fahrverhalten des Fahrers angemessener Sollwert für die Abstandsgröße ermitteln lässt. Der Anschaulichkeit halber soll vorausgesetzt werden, dass ein hoher Gewichtungswert einem hohen Sollwert und ein niedriger Gewichtungswert einem niedrigen Sollwert entspricht. So kann aufgrund der multiplikativen Verknüpfung ein hoher Gewichtungswert (> 1) durch einen niedrigen Gewichtungswert (< 1) kompensiert werden und umgekehrt. Auf diese Weise lassen sich sowohl unangemessen große als auch unangemessen kleine Sollwerte der Abstandsgröße verhindern.
  • Die zur Beschreibung der Fahrsituation des Fahrzeugs und/oder der Umgebungssituation des Fahrzeugs und/oder des Fahrverhaltens des Fahrers herangezogenen Eingangsgrößen umfassen insbesondere eine oder mehrere der folgenden Größen:
    • – die Scheibenwischeraktivität, die Fahrtgeschwindigkeit und Beschleunigung des Fahrzeugs, die Relativgeschwindigkeit und Relativbeschleunigung zwischen Fahrzeug und vorausfahrendem Fahrzeug,
    • – den Fahrbahnverlauf, die Fahrbahnneigung, die Fahrbahnbeschaffenheit, geltende Fahrtgeschwindigkeitsbegrenzungen, die in Fahrzeugumgebung vorliegenden Wetter- und Helligkeitsverhältnisse, die Außentemperatur,
    • – das Fahrkönnen des Fahrers, den Fahrertyp, und die Betätigung eines zur fahrerseitigen Beeinflussung der Antriebsmittel vorgesehenen Fahrpedals.
  • Vorteilhafte Ausführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens gehen aus den Unteransprüchen hervor.
  • Vorteilhafterweise wird zur exakten Ermittlung des Sollwerts der Abstandsgröße das geometrische Mittel der Gewichtungswerte gebildet. Die Ermittlung des geometrischen Mittels kann auf Basis einer leicht zu berechnenden Reihentwicklung erfolgen, wobei die Ermittlungsgenauigkeit umso größer ist, je größer die Anzahl der berücksichtigten Reihenglieder ist.
  • Um zu verhindern, dass die ermittelten Gewichtungswerte zu übermäßig großen bzw. übermäßig kleinen Sollwerten für die Abstandsgröße führen, werden die multiplizierten Gewichtungswerte auf einen vorgegebenen Wertebereich eingeschränkt. Der Wertebereich ist hierbei durch Vorgabe eines oberen und unteren Grenzwerts für die multiplizierten Gewichtungswerte definiert, wobei die Grenzwerte in Abhängigkeit von Fahrzustandsgrößen, die den Fahrzustand des Fahrzeugs beschreiben, vorgegeben werden.
  • Zur einfachen Ermittlung des Sollwerts der Abstandsgröße können die multiplizierten Gewichtungswerte mit einem geeigneten Referenzwert für die Abstandsgröße multipliziert werden, wobei der Referenzwert ebenfalls in Abhängigkeit von Fahrzustandsgrößen, die den Fahrzustand des Fahrzeugs beschreiben, vorgegeben wird.
  • Die erwähnten Fahrzustandsgrößen umfassen beispielsweise eine Fahrtgeschwindigkeitsgröße, die die Fahrtgeschwindigkeit des Fahrzeugs beschreibt, und/oder eine Beschleunigungsgröße, die die Beschleunigung bzw. Verzögerung des Fahrzeugs beschreibt, und/oder eine Relativgeschwindigkeitsgröße, die die Relativgeschwindigkeit zwischen Fahrzeug und vorausfahrendem Fahrzeug beschreibt, und/oder eine Relativbeschleunigungsgröße, die die Relativbeschleunigung bzw. Relativverzögerung des Fahrzeugs zum vorausfahrenden Fahrzeug beschreibt.
  • Die Ermittlung des Referenzwerts und der Grenzwerte erfolgt vorzugsweise derart, dass der Sollwert der Abstandsgröße einen gegebenen Höchst- bzw. Mindestwert nicht über- bzw. un terschreitet. Der Höchstwert ist im wesentlichen durch die maximale Reichweite von Sensormitteln, die zur Ermittlung des Istwerts der Abstandsgröße vorgesehen sind, gegeben, während sich der Mindestwert aus einem aus Sicherheitsgründen nicht zu unterschreitenden Mindestabstand zum vorausfahrenden Fahrzeug ergibt, der einerseits so gering wie möglich ist und der andererseits auch bei einer Vollbremsung des vorausfahrenden Fahrzeugs dem Fahrer die Möglichkeit gibt, das Fahrzeug sicher und kollisionsfrei in den Stillstand abzubremsen, wobei neben den Fahrzustandsgrößen zusätzlich Verzögerungszeitgrößen, die die Reaktionszeit des Fahrers („Schrecksekunde") und/oder die aufgrund des Lüftungsspiels verursachte Totzeit der Bremsmittel des Fahrzeugs beschreiben, mitberücksichtigt werden. Bei den Sensormitteln handelt es sich beispielsweise um Radar- oder Ultraschallsensoren, wie sie in gängigen Abstandsregelsystemen Verwendung finden. Die Reichweite dieser Sensormittel beträgt je nach Ausführung und verwendetem Frequenzbereich zwischen 30 und 200 Metern.
  • Um den Fahrer auf ein allzu dichtes Auffahren auf das vorausfahrende Fahrzeug bzw. auf das Vorliegen einer Auffahrgefahr hinzuweisen, besteht die Möglichkeit, eine Fahrerwarnung an den Fahrer des Fahrzeugs in Form optischer und/oder akustischer Signale ausgegeben, falls der ermittelte Istwert der Abstandsgröße den durch den unteren Grenzwert der multiplizierten Gewichtungswerte gegebenen Sollwert der Abstandsgröße, also den Mindestwert der Abstandsgröße unterschreitet. Dem Fahrer bleibt dann noch ausreichend Zeit, um geeignete Gegenmaßnahmen, beispielsweise durch Betätigung der Bremsmittel des Fahrzeugs, zu ergreifen.
    •
  • Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung wird im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen:
  • 1 die schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens, und
  • 2 ein schematisch dargestelltes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • In 1 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Abstandsregelung eines Fahrzeugs dargestellt, wobei in einem ersten Hauptschritt 11 ein Istwert dist einer Abstandsgröße, die einen Abstand zwischen dem Fahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug beschreibt, ermittelt wird. Gleichzeitig werden in Teilschritten 12a bis 12d, die Teil eines zweiten Hauptschritts 12 sind, in Abhängigkeit von Eingangsgrößen xi,i=1...4, die die Fahrsituation des Fahrzeugs und/oder die Umgebungssituation des Fahrzeugs und/oder das Fahrverhalten des Fahrers beschreiben, mehrere Gewichtungswerte gi,i=1...4 für die Abstandsgröße ermittelt.
  • Beispielsgemäß handelt es sich bei einer ersten Eingangsgröße x1 um eine Größe, die eine vom Fahrer hervorgerufene Fahrpedalauslenkung s eines nicht abgebildeten Fahrpedals, das zur fahrerseitigen Beeinflussung von Antriebsmitteln des Fahrzeugs vorgesehen ist, beschreibt. Bei plötzlichem Eintreten einer Auffahrgefahr auf ein vorausfahrendes Fahrzeug reagiert der Fahrer intuitiv mit einer Verringerung der Fahrpedalauslenkung s, in der Absicht, den Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug auf einen sicheren Wert zu vergrößern. Umgekehrt erwartet der Fahrer bei Vergrößerung der Fahrpedalauslenkung s intuitiv eine Verringerung des Abstands zum vorausfahrenden Fahrzeug. Der erste Gewichtungswert g1 ist daher umso größer, je größer die vom Fahrer hervorgerufene Fahrpedalauslenkung s ist, was im ersten Teilschritt 12a durch Verwendung einer entsprechenden funktionalen Abhängigkeit zwischen erstem Gewichtungswert g1 und Fahrpedalauslenkung s Eingang findet. Die funktionale Abhängigkeit weist hierzu beispielsweise den dargestellten stufenförmigen Verlauf auf, wobei anstelle eines stufenförmigen Verlaufs natürlich auch jeder andere Verlauf denkbar ist, der zum gewünschten Ergebnis führt. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel weisen die Stufen des Verlaufs gemäß dem ersten Teilschritt 12a jeweils eine Hysterese auf.
  • Bei einer zweiten Eingangsgröße x2 handelt es sich um eine Größe, die das Fahrkönnen des Fahrers charakterisiert. Das Fahrkönnen wird beispielsweise vom Fahrer des Fahrzeugs an einem im Fahrzeug angeordneten Bedienelement an- bzw. vorgegeben, wobei der Fahrer zwischen einem „Komfortmodus" und einem „Sportmodus" wählen kann. Der zweite Gewichtungswert g2 ist im Falle des „Komfortmodus" größer als im „Sportmodus", was im zweiten Teilschritt 12b bei der Ermittlung des zweiten Gewichtungswerts g2 durch Verwendung einer entsprechenden funktionalen Abhängigkeit zwischen zweitem Gewichtungswert g2 und gewähltem Modus berücksichtigt wird. Beispielsgemäß wird die funktionale Abhängigkeit durch eine Sprungfunktion beschrieben. Es versteht sich, dass auch mehr als zwei wählbare Modi vorgesehen sein können. Weiterhin ist auch eine fahrerunabhängige Abschätzung des Fahrkönnens durch Auswertung geeigneter Größen, beispielsweise durch Auswertung der maximal auftretenden Beschleunigungen bzw. Verzögerungen af des Fahrzeugs oder der Betätigungsgeschwindigkeit von zur Beeinflussung der Längs- und Querdynamik des Fahrzeugs vorgesehenen Bedienelementen vorstellbar.
  • Weiterhin handelt es sich bei einer dritten Eingangsgröße x3 um eine Größe, die den Straßenzustand, also den Reibwert μ zwischen der Fahrbahnoberfläche und den Rädern des Fahrzeugs charakterisiert. Der dritte Gewichtungswert g3 nimmt tendenziell mit geringer werdendem Reibwert μ zu, was im dritten Teilschritt 12c in Form einer entsprechenden funktionalen Ab hängigkeit zwischen drittem Gewichtungswert g3 und Reibwert μ Berücksichtigung findet. Der Reibwert μ wird beispielsweise auf Basis einer ermittelten Fahrtgeschwindigkeitsgröße, die die Fahrtgeschwindigkeit vf des Fahrzeugs beschreibt, und/oder einer ermittelten Gierratengröße, die die Gierrate ψ . des Fahrzeugs beschreibt, und/oder einer ermittelten Querbeschleunigungsgröße, die die auf das Fahrzeug wirkende Querbeschleunigung ay beschreibt, und/oder einer Lenkwinkelgröße, die den an lenkbaren Rädern des Fahrzeugs eingestellten Lenkwinkel δ beschreibt, bestimmt. Alternativ wird der Reibwert μ lediglich geschätzt, wozu die Scheibenwischeraktivität und/oder die Außentemperatur ausgewertet wird.
  • Bei einer vierten Eingangsgröße x4 schließlich handelt es sich um eine Größe, die das Beschleunigungsverhalten des vorausfahrenden Fahrzeugs relativ zum eigenen Fahrzeug beschreibt, also beispielsweise eine Relativbeschleunigungsgröße, die die Relativbeschleunigung bzw. Relativverzögerung arel des Fahrzeugs zum vorausfahrenden Fahrzeug beschreibt. Der vierte Gewichtungswert g4 wird hierbei umso größer bzw. kleiner, je größer die Beschleunigung bzw. Verzögerung des vorausfahrenden Fahrzeugs relativ zum eigenen Fahrzeug ist, was im vierten Teilschritt 12d durch Verwendung einer entsprechenden funktionalen Abhängigkeit zwischen viertem Gewichtungswert und Relativbeschleunigung bzw. Relativverzögerung arel berücksichtigt wird. Die funktionale Abhängigkeit weist beispielsweise den dargestellten stufenförmigen Verlauf auf, wobei anstelle eines stufenförmigen Verlaufs natürlich auch jeder andere Verlauf möglich ist.
  • Analog zum ersten Teilschritt weisen die Stufen des im vierten Teilschritt 12d dargestellten Verlaufs ebenfalls jeweils eine Hysterese auf. Durch die Hysterese wird vermieden, dass bereits geringfügige Schwankungen der Eingangsgröße g1 bzw. g4 im Bereich einer der Sprungsstellen des stufenförmigen Verlaufs zu einem ständigen hin- und herwechseln zwischen zwei benachbarten Stufenniveaus des Gewichtungswerts x1 bzw. x4 führen, was letztlich ein äußerst unruhiges Abstandsverhalten des Fahrzeugs zum vorausfahrenden Fahrzeug aufgrund des sich ständig verändernden Sollwerts der Abstandsgröße zur Folge hätte.
  • Die Gewichtungswerte gi,i=1...4 stellen im vorliegenden Ausführungsbeispiel dimensionslose Faktoren dar, die innerhalb vorgegebener Werteinintervalle liegen, wobei die Werteintervalle jeweils durch Vorgabe einer oberen Intervallgrenze
    Figure 00090001
    und einer unteren Intervallgrenze
    Figure 00090002
    definiert sind. Größenordnungsmäßig gilt beispielsweise
    Figure 00090003
    ≈ 1,0 ... 1,5 und
    Figure 00090004
    ≈ 0,5 ... 1,0, wobei der genaue Wert der Intervallgrenzen
    Figure 00090005
    von der jeweiligen Eingangsgröße xi,i=1...4 abhängt.
  • Die genauen funktionalen Abhängigkeiten zwischen den Gewichtungswerten gi,i=1...4 und den Eingangsgrößen xi,i=1...4 werden, ebenso wie die jeweils zugehörigen Werteintervalle bzw. Intervallgrenzen, auf Basis von theoretischen Untersuchungen und/oder Simulationen und/oder Fahrversuchen ermittelt.
  • In einem dritten Hauptschritt 13 werden die zuvor ermittelten Gewichtungswerte gi,i=1...4 multiplikativ zu einem Verknüpfungswert f für die Abstandsgröße verknüpft,
    Figure 00090006
    wobei es sich bei der multiplikativen Verknüpfung vorzugsweise um das geometrische Mittel der Gewichtungswerte gi,i=1...4 handelt,
    Figure 00090007
  • Anschließend wird der Verknüpfungswert f in einem vierten Hauptschritt 14 auf einen vorgegebenen Wertebereich einge schränkt. Der Wertebereich ist durch Vorgabe eines oberen Grenzwerts fmax und eines unteren Grenzwerts fmin für den Verknüpfungswert f definiert, wobei die Grenzwerte fmax, fmin in Abhängigkeit von Fahrzustandsgrößen, die den Fahrzustand des Fahrzeugs beschreiben, vorgegeben werden. Größenordnungsmäßig gilt beispielsweise fmax ≈ 1,75 und fmin ≈ 0,25.
  • Zur Ermittlung des Sollwerts dsoll der Abstandsgröße wird der gegebenenfalls begrenzte Verknüpfungswert f in einem fünften Hauptschritt 15 mit einem geeigneten Referenzwert dref der Abstandsgröße multipliziert, wobei der Referenzwert dref ebenfalls in Abhängigkeit von Fahrzustandsgrößen, die den Fahrzustand des Fahrzeugs beschreiben, vorgegeben wird. In Abwandlung zur dargestellten Ausführung kann anstatt der Begrenzung des Verknüpfungswerts f auch ein Begrenzung des Sollwerts dsoll der Abstandsgröße erfolgen.
  • Bei den Fahrzustandsgrößen handelt es sich beispielsweise um eine Fahrtgeschwindigkeitsgröße, die die Fahrtgeschwindigkeit vf des Fahrzeugs beschreibt, und/oder eine Beschleunigungsgröße, die die Beschleunigung bzw. Verzögerung af des Fahrzeugs beschreibt, und/oder eine Relativgeschwindigkeitsgröße, die die Relativgeschwindigkeit vrel zwischen Fahrzeug und vorausfahrenden Fahrzeug beschreibt, und/oder eine Relativbeschleunigungsgröße, die die Relativbeschleunigung bzw. Relativverzögerung arel des Fahrzeugs zum vorausfahrenden Fahrzeug beschreibt.
  • Die Ermittlung des Referenzwerts dref und der Grenzwerte fmax, fmin erfolgt vorzugsweise derart, dass der Sollwert dsoll der Abstandsgröße einen gegebenen Höchst- bzw. Mindestwert nicht über- bzw. unterschreitet. Der Höchstwert ist im wesentlichen durch die maximale Reichweite von Sensormitteln, die zur Ermittlung des Istwerts dist der Abstandsgröße vorgesehen sind, gegeben, während sich der Mindestwert aus einem aus Sicherheitsgründen nicht zu unterschreitenden Mindestabstand zum vorausfahrenden Fahrzeug ergibt, der einerseits so gering wie möglich ist und der andererseits auch bei einer Vollbremsung des vorausfahrenden Fahrzeugs dem Fahrer die Möglichkeit gibt, das Fahrzeug sicher und kollisionsfrei in den Stillstand abzubremsen, wobei neben den Fahrzustandsgrößen zusätzlich auf Erfahrungswerten basierende Verzögerungszeitgrößen, die die Reaktionszeit des Fahrers („Schrecksekunde") und/oder die aufgrund des Lüftungsspiels verursachte Totzeit von Bremsmitteln des Fahrzeugs beschreiben, mitberücksichtigt werden.
  • In einem sechsten Hauptschritt 16 werden schließlich die Bremsmittel und/oder die Antriebsmittel des Fahrzeugs derart angesteuert, dass der ermittelte Istwert dist der Abstandsgröße den ermittelten Sollwert dsoll einnimmt. Dies erfolgt in Form einer Regelung bzw. Steuerung, wobei die Differenz, d.h. die Abweichung zwischen dem Istwert dist und dem Sollwert dsoll der Abstandsgröße eine Steuer- bzw. Regelgröße zur Ansteuerung der Bremsmittel und/oder der Antriebsmittel bildet.
  • Um den Fahrer auf ein allzu dichtes Auffahren auf das vorausfahrende Fahrzeug bzw. auf das Vorliegen einer Auffahrgefahr hinzuweisen, wird in einem zweiten Nebenschritt 22 eine Fahrerwarnung an den Fahrer des Fahrzeugs in Form optischer und/oder akustischer Signale ausgegeben, falls in einem vorhergehenden ersten Nebenschritt 21 festgestellt wird, dass der ermittelte Istwert dist der Abstandsgröße den durch den unteren Grenzwert fmin des Verknüpfungswerts f gegebenen Sollwert dsoll der Abstandsgröße, also den Mindestwert der Abstandgröße unterschreitet.
  • 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Abstandsregelung eines Fahrzeugs. Die Vorrichtung umfasst neben den zur Erfassung des Abstands zwischen Fahrzeug und vorausfahrendem Fahrzeug vorgesehenen Sensormitteln 30 eine Auswerteeinheit 31, der die Abstandssignale der Sensormittel 30 zugeführt werden. Bei den Sensormitteln 30 handelt es sich beispielsweise um Radar- oder Ultra schallsensoren, wie sie in gängigen Abstandsregelsystemen Verwendung finden. Gleichzeitig ermittelt die Auswerteeinheit 31 auf Basis der Eingangsgrößen xi,i=1...4 die Gewichtungswerte gi,i=1...4 der Abstandsgröße. Die zur Ermittlung der Gewichtungswerte gi,i=1...4 benötigten funktionalen Abhängigkeiten sind hierbei in der Auswerteeinheit 31 abgelegt.
  • Die zur Ermittlung des ersten Gewichtungswerts g1 herangezogene Fahrpedalauslenkung s liegt in Form eines Sensorsignals vor, das von einem mit dem Fahrpedal 32 zusammenwirkenden Fahrpedalsensor 34 bereitgestellt und der Auswerteeinheit 31 zugeführt wird.
  • Weiterhin erfasst die Auswerteeinheit 31 zur Ermittlung des zweiten Gewichtungswerts g2 den Schaltzustand des zur Vorgabe des Fahrkönnens vorgesehenen Bedienelements 35, das die Auswahl zwischen dem „Komfortmodus" und dem „Sportmodus" erlaubt. Das Bedienelement 35 ist vorzugsweise menügesteuert in eine vorhandene Kombimenüeinheit implementiert.
  • Zur Ermittlung des dritten Gewichtungswerts g3 auf Basis des Straßenzustands, also des Reibwerts μ, wertet die Auswerteeinheit 31 die Signale von Raddrehzahlsensoren 40, die die Raddrehzahlen ni,i=1...4 der Räder des Fahrzeugs erfassen, und/oder eines Gierratensensors 41, der die Gierrate ψ . des Fahrzeugs erfasst, und/oder eines Querbeschleunigungssensors 42, der die auf das Fahrzeug wirkende Querbeschleunigung ay erfasst, und/oder eines Lenkradwinkelsensors 43, der den Lenkradwinkel α eines Lenkrads 44, das zur fahrerseitigen Beeinflussung des Lenkwinkels δ vorgesehen ist, erfasst, aus. Aus den erfassten Raddrehzahlen ni,i=1...4 lässt sich insbesondere die Fahrtgeschwindigkeitsgröße bzw. die durch die Fahrtgeschwindigkeitsgröße beschriebene Fahrtgeschwindigkeit vf des Fahrzeugs ableiten. Sowohl Gierratensensor 41 als auch Querbeschleunigungssensor 42 können Teil eines im Fahrzeug vorhandenen Elektronischen Stabilitäts-Programms (ESP) sein. Alternativ kann die Auswerteeinheit 31 den Reibwert μ durch Auswertung der Signale eines zur Erfassung der Scheibenwischeraktivität vorgesehenen Scheibenwischersensors 45 und/oder eines zur Erfassung der Außentemperatur vorgesehenen Temperatursensors 46 abschätzen.
  • Die zur Ermittlung der vierten Gewichtungswerts g4 herangezogene Relativbeschleunigung bzw. Relativverzögerung arel schließlich ergibt sich durch zweifache zeitliche Ableitung oder entsprechende Gradientenbildung der von den Sensormitteln 30 zur Verfügung gestellten Abstandssignale.
  • Die in Abhängigkeit der Eingangsgrößen xi,i=1...4 ermittelten Gewichtungswerte gi,i=1...4 werden von der Auswerteeinheit 31 multiplikativ zum Verknüpfungswert f für die Abstandsgröße verknüpft, danach auf den durch den oberen und unteren Grenzwert fmin, fmax definierten Wertebereich eingeschränkt und schließlich zur Ermittlung des Sollwerts dsoll für die Abstandsgröße mit dem vorgegebenen Referenzwert dref der Abstandgröße multipliziert.
  • Nach erfolgter Ermittlung des Sollwerts dsoll der Abstandsgröße steuert die Auswerteeinheit 31 die zur Abbremsung des Fahrzeugs vorgesehenen Bremsmittel 50 und/oder die Antriebsmittel 33 derart an, dass der ermittelte Istwert dist der Abstandsgröße den ermittelten Sollwert dsoll einnimmt. Die Auswerteeinheit 31 wirkt hierzu mit einer Antriebsmittelsteuerung 51 zur Ansteuerung der Antriebsmittel 33 und mit einer Bremsmittelsteuerung 52 zur Ansteuerung der Bremsmittel 50 zusammen, wobei es sich bei den Antriebsmitteln 33 unter anderem um Motor, Getriebe und Kupplung des Fahrzeugs und bei den Bremsmitteln 50 beispielsweise um hydraulisch oder pneumatisch betätigte Radbremseinrichtungen handelt.
  • Zur Ausgabe der Fahrerwarnung sind optische und/oder akustische Signalgeber 53 vorgesehen, die von der Auswerteeinheit 31 angesteuert werden, falls der ermittelte Istwert dist der Abstandsgröße den durch den unteren Grenzwert fmin des Ver knüpfungswerts f gegebenen Sollwert dsoll der Abstandsgröße, also den Mindestwert der Abstandsgröße unterschreitet.
  • Eine Aktivierung bzw. Deaktivierung der Vorrichtung erfolgt beispielsweise über einen Schalter 54, der mit der Auswerteeinheit 31 verbunden ist und der menügesteuert in eine vorhandene Kombimenüeinheit implementiert sein kann. Daneben ist es auch vorstellbar, die Vorrichtung fahrerunabhängig zu deaktivieren, falls ein Fahrerwunsch auf Abbremsung des Fahrzeugs festgestellt wird, wozu die Auswerteeinheit 31 die Signale eines Bremspedalsensors 55 auswertet, der eine vom Fahrer hervorgerufene Bremspedalauslenkung 1 eines zur fahrerseitigen Beeinflussung der Bremsmittel 50 vorgesehenen Bremspedals 56 erfasst.
  • Die zur Verwirklichung des Verfahrens bzw. der Vorrichtung notwendigen Sensoren sind in der Regel im Fahrzeug vorhanden, sodass sich die erfindungsgemäße Abstandsregelung nicht nur kostengünstig bei Neufahrzeugen, sondern auch nachträglich in bereits vorhandene Abstandsregelsysteme nachrüsten lässt.

Claims (7)

  1. Verfahren zur Abstandsregelung eines Fahrzeugs, bei dem ein Istwert (dist) einer Abstandsgröße, die einen Abstand zwischen dem Fahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug beschreibt, ermittelt wird, und bei dem in Abhängigkeit von Eingangsgrößen (xi), die die Fahrsituation des Fahrzeugs und/oder die Umgebungssituation des Fahrzeugs und/oder das Fahrverhalten des Fahrers beschreiben, mehrere Gewichtungswerte (gi) für die Abstandsgröße ermittelt werden, aus denen wiederum ein Sollwert (dsoll) für die Abstandsgröße ermittelt wird, wobei Bremsmittel (50) und/oder Antriebsmittel (33) des Fahrzeugs derart angesteuert werden, dass der ermittelte Istwert (dist) der Abstandsgröße den ermittelten Sollwert (dsoll) der Abstandsgröße einnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des Sollwerts (dsoll) der Abstandsgröße die Gewichtungswerte (gi) miteinander multipliziert werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des Sollwerts (dsoll) der Abstandsgröße das geometrische Mittel der Gewichtungswerte (gi) gebildet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die multiplizierten Gewichtungswerte (gi) zur Ermittlung des Sollwerts (dsoll) der Abstandsgröße auf einen vorgegebenen Wertebereich eingeschränkt werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wertebereich durch Vorgabe eines oberen und unteren Grenzwerts (fmax, fmin) für die multiplizierten Gewichtungswerte (gi) definiert ist, wobei die Grenzwerte (fmax, fmin) in Abhängigkeit von Fahrzustandsgrößen, die den Fahrzustand des Fahrzeugs beschreiben, vorgegeben werden.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die multiplizierten Gewichtungswerte (gi) zur Ermittlung des Sollwerts (dsoll) der Abstandsgröße mit einem vorgegebenen Referenzwert (dref) für die Abstandsgröße multipliziert werden, wobei der Referenzwert (dref) in Abhängigkeit von Fahrzustandsgrößen, die den Fahrzustand des Fahrzeugs beschreiben, vorgegeben wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fahrerwarnung an den Fahrer des Fahrzeugs ausgegeben wird, falls der ermittelte Istwert (dist) der Abstandsgröße den durch den unteren Grenzwert (fmin) der multiplizierten Gewichtungswerte (gi) gegebenen Sollwert (dsoll) der Abstandsgröße unterschreitet.
  7. Vorrichtung zur Abstandsregelung eines Fahrzeugs, bei der eine Auswerteeinheit (31) einen Istwert (dist) einer Abstandsgröße ermittelt, die einen Abstand zwischen dem Fahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug beschreibt, und bei der die Auswerteeinheit (31) in Abhängigkeit von Eingangsgrößen (xi), die die Fahrsituation des Fahrzeugs und/oder die Umgebungssituation des Fahrzeugs und/oder das Fahrverhalten des Fahrers beschreiben, mehrere Gewichtungswerte (gi) für die Abstandsgröße ermittelt, aus denen die Auswerteeinheit (31) wiederum einen Sollwert (dsoll) für die Abstandsgröße ermittelt, wobei die Auswerteeinheit (31) Bremsmittel (50) und/oder Antriebsmittel (33) des Fahrzeugs derart ansteuert, dass der ermittelte Istwert (dist) der Abstandsgröße den ermittelten Sollwert (dsoll) der Abstandsgröße einnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (31) zur Ermittlung des Sollwerts (dsoll) der Abstandsgröße die Gewichtswerte (gi) miteinander multipliziert.
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