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DE102006022080A1 - Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs sowie System zur automatischen Steuerung und/oder Regelung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs - Google Patents

Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs sowie System zur automatischen Steuerung und/oder Regelung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs Download PDF

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DE102006022080A1
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Michael Packe
Martin Seyffert
Marc Arndt
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TRW Automotive GmbH
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Abstract

Bei einem Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs, bei dem eine Wunschgeschwindigkeit (v<SUB>w</SUB>) vom Fahrer vorgegeben wird, wird zunächst die derzeitige Fahrzeugposition bestimmt. Anschließend werden Eigenschaften von vor dem Fahrzeug liegenden, zukünftig zu befahrenden Straßenabschnitten unter Zuhilfenahme entsprechender, gespeicherter Informationen erfaßt, und es wird eine an die Eigenschaften der Straßenabschnitte angepaßte Geschwindigkeit (v<SUB>a</SUB>) auf Basis der gespeicherten Informationen ermittelt. Schließlich wird die tatsächliche Geschwindigkeit auf die angepaßte Geschwindigkeit (v<SUB>a</SUB>) geändert. Weiterhin wird ein System zur automatischen Steuerung und/oder Regelung der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs beschrieben, dessen Steuereinheit (12) mit einem Navigationssystem (14) des Fahrzeugs sowie einem globalen Positionierungssystem (GPS) in Verbindung steht.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs, wobei eine Wunschgeschwindigkeit vom Fahrer vorgegeben wird. Weiterhin betrifft die Erfindung ein System zur automatischen Steuerung und/oder Regelung der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs, mit einer Steuereinheit.
  • In zunehmendem Maße finden sich in Kraftfahrzeugen Vorrichtungen zur Steuerung oder Regelung der Fahrzeuggeschwindigkeit. Es handelt sich bei diesen Vorrichtungen um sogenannte Tempomate, die eine vom Fahrer vorgegebene Wunschgeschwindigkeit steuern bzw. regeln. Darüber hinaus sind adaptive Systeme bekannt, z.B. in Form von Radargeräten, welche in einen solchen Tempomat eingreifen und die Fahrzeuggeschwindigkeit aufgrund von Hindernissen auf der Fahrbahn, wie vorausfahrende Fahrzeuge, zurücknehmen (Adaptive Cruise Control).
  • Demgegenüber schafft die Erfindung ein Verfahren bzw. ein System zur Steuerung und/oder Regelung der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs, das sich durch eine verbesserte Anpassung der Geschwindigkeit sowie einen höheren Komfort für den Fahrer auszeichnet.
  • Erfindungsgemäß wird dies bei einem Verfahren der eingangs genannten Art durch folgende Schritte erreicht: Bestimmen der derzeitigen Fahrzeugposition, Erfassen von Eigenschaften von vor dem Fahrzeug liegenden, zukünftig zu befahrenden Straßenabschnitten unter Zuhilfenahme entsprechender, gespeicherter Informationen, Ermitteln einer an die Eigenschaften der Straßenabschnitte angepaßten Geschwindigkeit auf Basis der gespeicherten Informationen und Ändern der tatsächlichen Geschwindigkeit auf die angepaßte Geschwindigkeit. Während bei bekannten Systemen die vom Fahrer gewünschte Geschwindigkeit rein reaktiv gesteuert bzw. geregelt wird, indem aktuelle Umgebungseinflüsse wie z.B. Fahrbahnsteigung und -neigung oder Gegenwind als Störgrößen behandelt werden, wird beim erfindungsgemäßen Verfahren die Fahrzeuggeschwindigkeit aufgrund prädiktiver Informationen über die zukünftig zu befahrenden Straßenabschnitte gesteuert bzw. geregelt. Somit ist es möglich, die Fahrzeuggeschwindigkeit bereits vor Eintreten einer gewissen „Situation", etwa einer Kurve, an diese Situation anzupassen. Dies bietet den Vorteil, daß der Fahrer nicht aktiv, abrupt abbremsen muß, falls er in einer ihm nicht bekannten Umgebung auf einen Straßenabschnitt trifft, der eine geringere Geschwindigkeit erfordert. Ebenso muß der Fahrer nicht aktiv beschleunigen, nachdem er eine „Gefahrenzone" verlassen hat und wieder schneller fahren möchte, wodurch der Fahrkomfort verbessert wird.
  • Vorzugsweise ist die angepaßte Geschwindigkeit maximal gleich der vorgegebenen Wunschgeschwindigkeit. Die vom Fahrer zuvor eingestellte Wunschgeschwindigkeit wird also nicht überschritten, das Fahrzeug wird lediglich im Bedarfsfall abgebremst.
  • Die Eigenschaften der Straßenabschnitte können wenigstens eine der folgenden Größen umfassen: Straßenverlauf, Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche oder vorhandene Verkehrsschilder. Anhand dieser erfaßten Größen wird eine angepaßte Geschwindigkeit ermittelt.
  • Vorzugsweise erfolgt die Bestimmung der derzeitigen Fahrzeugposition durch ein Navigationssystem, es wird also ein ohnehin im Fahrzeug verfügbares System genutzt, wodurch eine besonders preisgünstige Lösung geschaffen wird.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung handelt es sich bei den Informationen um Daten, die in einem Navigationssystem gespeichert werden. Hierbei kann es sich um Daten handeln, die bereits in herkömmlichen Navigationssystemen enthalten sind, z.B. zum Straßenverlauf (worunter auch Steigung und Neigung der Fahrbahn zu verstehen sind) sowie zusätzliche Daten, z.B. Informationen über die Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche oder vorhandene Verkehrsschilder. Zu diesem Zweck wird ein klassisches Navigationssystem mit einer Steuer- und einer (gegebenenfalls austauschbaren) Speichereinheit um die entsprechenden Informationen ergänzt. Beispielsweise ist es denkbar, eine spezielle Speichereinheit für das Navigationssystem vorzusehen, die alle benötigten Informationen über zukünftig zu befahrende Straßenabschnitte enthält.
  • Insbesondere können die Daten Straßenkarten umfassen, die ohnehin in jedem Navigationssystem verfügbar sind und den Straßenverlauf wiedergeben.
  • Vorteilhaft wird beim Bestimmen der derzeitigen Fahrzeugposition auf ein Globales Positionierungssystem (GPS) zugegriffen. Eine entsprechende Empfangseinheit ist zumindest in Fahrzeugen mit Navigationssystem bereits vorhanden.
  • Dabei kann das Globale Positionierungssystem zusätzlich Auskunft über die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit geben, alternativ kann diese auch fahrzeugintern abgefragt werden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein System zur automatischen Steuerung und/oder Regelung der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs vorgesehen, mit einer Steuereinheit, die mit einem Navigationssystem des Fahrzeugs sowie einem Globalen Positionierungssystem (GPS) in Verbindung steht. In der Steuereinheit werden die mit Hilfe des Globalen Positionierungssystems bestimmte derzeitige Fahrzeugposition sowie Daten betreffend Eigenschaften von vor dem Fahrzeug liegenden, zukünftig zu befahrenden Straßenabschnitten miteinander verknüpft und zur Ermittlung einer an die Eigenschaften der vorausliegenden Straßenabschnitte angepaßten Geschwindigkeit genutzt. Auf diese Weise werden sich dem Fahrzeug bietende Situationen bereits berücksichtigt, bevor sie eintreten, was sowohl die Fahrsicherheit als auch den Fahrkomfort erhöht.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung steht die Steuereinheit mit wenigstens einem Sensor zur Erfassung aktueller Umweltgegebenheiten und/oder Straßeneigenschaften in Verbindung. Dadurch lassen sich zusätzlich z.B. aktuell vorliegende Witterungs- oder Sichtverhältnisse bei der Anpassung der Geschwindigkeit berücksichtigen.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform anhand der beigefügten Zeichnung. In dieser zeigt:
  • 1 schematisch ein erfindungsgemäßes System zur automatischen Steuerung und/oder Regelung der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs, in der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird; und
  • 2 eine Skizze eines möglichen Straßenverlaufs.
  • 1 zeigt ein System 10 zur automatischen Steuerung bzw. Regelung der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs, das eine Steuereinheit 12 umfaßt, in der eine vom Fahrer vorgegebene Wunschgeschwindigkeit vw hinterlegt wird. Die Steuereinheit 12 steht mit einem Navigationssystem 14 des Fahrzeugs in Verbindung, das wenigstens eine Speichereinheit umfaßt. Weiterhin ist eine Empfangseinheit 16 vorgesehen, über die die Steuereinheit 12 auf ein Globales Positionierungssystem (GPS) zugreift. Außerdem steht die Steuereinheit 12 mit einem Sensor 18 zur (reaktiven) Erfassung aktueller Umweltgegebenheiten und/oder Straßeneigenschaften, wie aktuellen Witterungs- bzw. Sichtverhältnissen, in Verbindung.
  • Im folgenden wird anhand der 1 und 2 das erfindungsgemäße Verfahren beschrieben. Zunächst gibt der Fahrer eine Wunschgeschwindigkeit vw vor, mit der sich das Fahrzeug fortbewegen soll. Mit Hilfe der Empfangseinheit 16 und des Globalen Positionierungssystems wird die derzeitige Fahrzeugposition bestimmt und direkt an die Steuereinheit 12 übermittelt. Alternativ kann die Bestimmung der aktuellen Fahrzeugposition auch im Navigationssystem 14 erfolgen und über dieses an die Steuereinheit 12 weitergegeben werden. In jedem Fall steht jedoch die Empfangseinheit 16 mit dem Globalen Positionierungssystem in Verbindung. Zudem erhält die Steuereinheit 12, ebenfalls über das Globale Positionierungssystem oder alternativ fahrzeugintern, Informationen über die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit.
  • Mit Hilfe von gespeicherten Informationen, hier in Form von im Navigationssystem (bzw. dessen Speichereinheit) gespeicherten Daten über die das Fahrzeug umgebende Geographie, insbesondere über den zukünftigen Straßenverlauf, werden in der Steuereinheit 12 die Eigenschaften der vor dem Fahrzeug liegenden, zukünftig zu befahrenden Straßenabschnitte 1, 2, 3, 4, 5, 6 (siehe 2) erfaßt. Anschließend wird in der Steuereinheit eine an diese Eigenschaften angepaßte Geschwindigkeit va ermittelt und, sofern die angepaßte Geschwindigkeit va kleiner als die vorgegebene Wunschgeschwindigkeit vw ist, die tatsächliche Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf die angepaßte Geschwindigkeit va geändert.
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich also beispielsweise feststellen, ob das Fahrzeug sich in naher Zukunft einem Straßenmerkmal wie z.B. einer Kurve oder einer Kreuzung nähert, und ob die Fahrzeuggeschwindigkeit daraufhin angepaßt, insbesondere abgesenkt, werden muß. Sobald die „Gefahrenzone" durchfahren wurde, wird die Fahrzeuggeschwindigkeit wieder auf die vom Fahrer eingestellte Wunschgeschwindigkeit angehoben.
  • Neben dem Straßenverlauf können weitere Informationen, beispielsweise zur Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche oder zu vorhandenen Verkehrsschildern etc. in einer speziellen, mit dem Navigationssystem 14 verbundenen Speichereinheit hinterlegt und bei der Ermittlung der angepaßten Geschwindigkeit in der Steuereinheit 12 berücksichtigt werden. Außerdem können aktuelle Umweltgegebenheiten und Straßeneigenschaften wie nasse oder glatte Fahrbahn, schlechte Sichtverhältnisse usw. über den Sensor 18 (reaktiv) erfaßt und ebenfalls berücksichtigt werden.
  • 2 zeigt beispielhaft einen in Straßenabschnitte 1 bis 6 eingeteilten Straßenverlauf. In den Abschnitten 1 und 2 kann das Fahrzeug problemlos mit einer vom Fahrer vorgegebenen Wunschgeschwindigkeit von 100 km/h fahren. In den Abschnitten 3 bis 5 wird die Geschwindigkeit des Fahrzeugs wie beschrieben entsprechend dem Kurvenverlauf angepaßt, so daß der Fahrer ohne überhöhte fahrdynamische Beanspruchung diese Kurvenschar passieren kann. Im Abschnitt 6 wird die Geschwindigkeit wieder auf die vom Fahrer über das Gaspedal eingestellte Wunschgeschwindigkeit erhöht.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs, wobei eine Wunschgeschwindigkeit (vw) vom Fahrer vorgegeben wird, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Bestimmen der derzeitigen Fahrzeugposition, – Erfassen von Eigenschaften von vor dem Fahrzeug liegenden, zukünftig zu befahrenden Straßenabschnitten (1, 2, 3, 4, 5, 6) unter Zuhilfenahme entsprechender, gespeicherter Informationen, – Ermitteln einer an die Eigenschaften der Straßenabschnitte (1, 2, 3, 4, 5, 6) angepaßten Geschwindigkeit (va) auf Basis der gespeicherten Informationen und – Ändern der tatsächlichen Geschwindigkeit auf die angepaßte Geschwindigkeit (va).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die angepaßte Geschwindigkeit (va) maximal gleich der vorgegebenen Wunschgeschwindigkeit (vw) ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eigenschaften der Straßenabschnitte (1, 2, 3, 4, 5, 6) wenigstens eine der folgenden Größen umfassen: – Straßenverlauf, – Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche, – vorhandene Verkehrsschilder.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmung der derzeitigen Fahrzeugposition durch ein Navigationssystem (14) erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den Informationen zugrundeliegenden Daten in einem Navigationssystem (14) gespeichert sind.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten Straßenkarten umfassen.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beim Bestimmen der derzeitigen Fahrzeugposition auf ein Globales Positionierungssystem (GPS) zugegriffen wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß vom Globalen Positionierungssystem (GPS) zusätzlich Auskunft über die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit gegeben wird.
  9. System zur automatischen Steuerung und/oder Regelung der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs, mit einer Steuereinheit (12), dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (12) mit einem Navigationssystem (14) des Fahrzeugs sowie einem Globalen Positionierungssystem (GPS) in Verbindung steht.
  10. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (12) mit wenigstens einem Sensor (18) zur Erfassung aktueller Umweltgegebenheiten und/oder Straßeneigenschaften in Verbindung steht.
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