DESENS, Jens (Hanne-Schorp-Pflumm-Weg 37, Stuttgart, 70569, DE)
MESSNER, Heiner (Weizenweg 3, Markgröningen, 71706, DE)
PASSEGGER, Thomas (Maurenstrasse 17, Metzingen, 72555, DE)
RAICHLE, Bernd (Wildkirschenweg 14, Kernen, 71394, DE)
BONNET, Christophe (Albstrasse 11, Leinfelden-Echterdingen, 70771, DE)
DESENS, Jens (Hanne-Schorp-Pflumm-Weg 37, Stuttgart, 70569, DE)
MESSNER, Heiner (Weizenweg 3, Markgröningen, 71706, DE)
PASSEGGER, Thomas (Maurenstrasse 17, Metzingen, 72555, DE)
RAICHLE, Bernd (Wildkirschenweg 14, Kernen, 71394, DE)
| Patentansprüche 1. Verfahren zur Geschwindigkeitsregelung eines Fahrzeugs, bei dem anhand von digitalen Kartendaten ein vom voraus liegenden Streckenabschnitt abhängiger Höchstgeschwindigkeitsverlauf (100) ermittelt wird, und bei dem eine Begrenzung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs abhängig vom ermittelten Höchstgeschwindigkeitsverlauf (100) derart vorgenommen wird, dass eine vorgegebene Grenzgeschwindigkeit (201 ,301 ,401 ,501) nicht unterschritten wird. 2. Verfahren gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzgeschwindigkeit (201 , 301 , 401 , 501 ) eine vorgebbare Konstante ist. 3. Verfahren gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzgeschwindigkeit (201 , 301 , 401 , 501 ) in Abhängigkeit von einer vom Fahrer gewählten Sollgeschwindigkeit (103) des Fahrzeugs definiert wird. 4. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzgeschwindigkeit (201, 301 , 401 , 501) durch eine vorgebbare Differenz zur gewählten Sollgeschwindigkeit (103) definiert wird. 5. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzgeschwindigkeit (201 ,301 ,401 ,501 ) durch einen vorgebbaren Prozentsatz der gewählten Sollgeschwindigkeit (103) definiert wird. 6. Verfahren gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzgeschwindigkeit (201 ,301 ,401 ,501 ) in Abhängigkeit vom ermittelten Höchstgeschwindigkeitverlauf (100) definiert wird. 7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Höchstgeschwindigkeitsverlauf (100) in Abhängigkeit von in den digitalen Kartendaten enthaltenen, lokalen, routenabhängigen, eine Höchstgeschwindigkeit begrenzenden Informationen, insbesondere Kurven, Geschwindigkeitsbegrenzungen, Verkehrskreuzungen, Verkehrseinmündungen, Bahnübergänge und/oder Kreisverkehre, ermittelt wird. 8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Höchstgeschwindigkeitsverlauf (100) in Abhängigkeit vom Krümmungsverlauf des voraus liegenden Streckenabschnittes ermittelt wird. 9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug höchstens soweit abgebremst wird, bis die Grenzgeschwindigkeit (201 , 301 , 401 , 501 ) erreicht wird, und dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ab Erreichung der Grenzgeschwindigkeit (201 , 301 , 401 ,501) zumindest während eines bestimmten Zeitraums auf der Grenzgeschwindigkeit (201 , 301 , 401 ,501 ) gehalten wird oder solange auf der der Grenzgeschwindigkeit (201 ,301 ,401 ,501) gehalten wird, solange die Grenzgeschwindigkeit (201 , 301 , 401 ,501 ) oberhalb des Höchstgeschwindigkeitsverlaufs (100) liegt . 10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug die Grenzgeschwindigkeit (201 ,301 ,401 ,501 ) beibehält und erst dann wieder beschleunigt, wenn die Geschwindigkeiten des Höchstgeschwindigkeitsverlaufs (100) für das voraus liegende Streckenstück größer sind, als die Grenzgeschwindigkeit (201 ,301 ,401 ,501 ). 11. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschleunigung des Fahrzeugs in Abhängigkeit des Höchstgeschwindigkeitsverlaufs (100) erfolgt. 12. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ortsabhängige Begrenzung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu einem früheren Zeitpunkt (503) eingeleitet wird als bei einer Geschwindigkeitsregelung entsprechend dem ermittelten Höchstgeschwindigkeitsverlauf (100). 13. Vorrichtung zur Geschwindigkeitsregelung eines Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Mittel vorhanden ist, mit dem anhand von digitalen Kartendaten für einen voraus liegenden Streckenabschnitt ein Höchstgeschwindigkeitsverlauf (100) ermittelbar ist, und ein zweites Mittel zur Regelung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs vorhanden ist, mit dem eine Begrenzung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs abhängig vom ermittelten Höchstgeschwindigkeitsverlauf (100) derart vornehmbar ist, dass eine vorgegebene Grenzgeschwindigkeit (201 ,301 ,401 ,501 ) nicht unterschritten wird, selbst wenn diese größer als eine Geschwindigkeit des Höchstgeschwindigkeitsverlaufs (100) ist. |
EINES FAHRZEUGS
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Geschwindigkeitsregelung eines Fahrzeugs. Bekannt sind Verfahren sowie Vorrichtungen, die eine Anpassung der Fahrzeuggeschwindigkeit anhand von vorausschauenden Karteninformationen vornehmen. Mit vorausschauenden Karteninformationen lässt sich bspw. eine Geschwindigkeitsregelung insoweit verbessern, dass vorausschauend auf den Straßenverlauf reagiert und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs entsprechend angepasst bzw. reduziert wird. Die zugehörige Vorrichtung wird auch als „Kartentempomat" bezeichnet.
Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2006 006 365 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Längsbewegungssteuerung eines Fahrzeugs bekannt, bei dem Umfelddaten und/oder Streckendaten erfasst werden und eine positionsabhängige Beeinflussung des Fahrzeugs auf einer Route zugrunde gelegt werden. Dabei werden auf Basis von digitalen Kartendaten vorausschauend ein Krümmungsverlauf der Route und ein hiervon abhängiger Höchstgeschwindigkeitsverlauf bestimmt. Der Höchstgeschwindigkeitsverlauf wird hierbei zur Anpassung an physikalische Belastungsgrenzen des Fahrzeugs korrigiert. Basierend auf dem korrigierten Höchstgeschwindigkeitsverlauf wird sodann eine Geschwindigkeitsbegrenzung durchgeführt.
Eine derartige Geschwindigkeitsregelung eines Fahrzeugs wird anhand eines Beispiels in Fig. 1 veranschaulicht. Fig. 1 (Stand der Technik) zeigt eine Grafik, bei der auf der y- Achse 101 eine Fahrzeuggeschwindigkeit und auf der x-Achse 102 die Zeit bzw. die vom Fahrzeug zurückgelegte Strecke aufgetragen ist. Die durchgezogene schwarze Linie gibt das Geschwindigkeitsprofil 100 des Fahrzeugs über die Zeit bzw. entlang des Weges an. Es wird unterstellt, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs durch eine Geschwindigkeitsregelungseinheit auf Basis von digitalen Kartendaten geregelt wird. Eine solche Regelungseinheit ist beispielsweise ein Kartentempomat, bzw. ein Karten- Abstandstempomat. Dem Kartentempomaten wird vom Fahrer vorliegend eine Sollgeschwindigkeit 103 vorgegeben. Das Fahrzeug fährt also geschwindigkeitsgeregelt entlang einer Strecke bis zum Zeitpunkt 105 mit der Sollgeschwindigkeit 103. Sobald der Kartentempomat vorausschauend in den digitalen Kartendaten in dem voraus liegenden Streckenabschnitt 106 - 107 eine Kurve erkennt, wird die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs rechtzeitig vorher mit einer komfortablen Verzögerung auf eine zum Durchfahren der Kurve geeignete und sichere Geschwindigkeit reduziert. Im vorliegenden Beispiel wird die Kurve durch den Abschnitt 106 bis 107 repräsentiert. Die Sollgeschwindigkeit 103 , bspw. 100 km/h, wird nun beginnend im Zeit- bzw. Streckenpunkt 105 auf die zum sicheren Durchfahren der Kurve maximal mögliche Geschwindigkeit (sichere Höchstgeschwindigkeit) 104, bspw. 30 km/h reduziert. Diese Geschwindigkeit wird im Zeit- bzw. Streckenpunkt 106 (= Anfang der Kurve) erreicht und bis zum Zeit- bzw. Streckenpunkt 107 konstant beibehalten. Vor der Kurve bzw. nach der Kurve werden vorliegend jeweils gerade Streckenabschnitte angenommen. Nach Durchfahren der Kurve ab dem Zeit- bzw. Streckenpunkt 107 wird das Fahrzeug durch den Kartentempomaten wieder auf die ursprünglich vom Fahrer angewählte Sollgeschwindigkeit 103 beschleunigt. Diese wird zum Zeitpunkt 108 erreicht.
Problematisch an der vorstehenden Geschwindigkeitsregelung bzw. der Verwendung von so genannten Kartentempomaten ist, dass die digitalen Kartendaten nie aktuell sind. Wenn z.B. eine neue Straße gebaut, eine neue Beschilderung mit erlaubten Höchstgeschwindigkeiten aufgestellt, oder eine Straßenbaustelle eingerichtet wird, dauert es eine gewisse Zeit bis die zugehörigen Daten bzw. Informationen auch in die digitalen Kartendaten gelangen und so dem Kartentempomaten verfügbar sind. Zudem können die digitalen Kartendaten auch weitere Fehler enthalten. Diese Fehler in den digitalen Kartendaten können dann zu störenden (Fehl-)Eingriffen des Kartentempomaten führen, was beim Fahrer ein unangenehmes Gefühl einer unrichtigen Steuerung hervorruft.
Mit dieser Thematik befasst sich die Druckschrift DE 198 16 133 Al Darin wird eine Fahrzeugsteuerungsvorrichtung offenbart, die eine problemlose und sichere Durchfahrt einer vor dem Fahrzeug liegenden Kurve, unabhängig von Fehlern in von der Vorrichtung verwendeten digitalen Kartendaten sowie einer fehlerhaft erfassten Fahrzeugposition ermöglichen soll. Die Vorrichtung berechnet eine vorhergesagte Durchfahrgeschwindigkeit für eine Kurve auf der Basis einer Fahrgeschwindigkeit und einer Fahrzeugposition und vergleicht diese mit einer maximalen Durchfahrgeschwindigkeit für die Kurve, die auf Basis von digitalen Kartendaten und der bekannten Fahrzeugposition berechnet ist, um hierdurch zu bestimmen, ob das Fahrzeug die Kurve problemlos und sicher durchfahren kann. Wenn die Vorrichtung bestimmt, dass das Fahrzeug die Kurve nicht problemlos und sicher durchfahren kann, erfolgt durch einen Steuermechanismus der Vorrichtung eine Warnung, eine automatische Verzögerung und/oder eine automatische Lenkbeeinflussung.
Die vorstehend beschriebene Vorrichtung berücksichtigt demzufolge erkannte Fehler in den digitalen Kartendaten, um die Regelungsstrategie insbesondere die Regelung der Geschwindigkeit direkt zu beeinflussen. Nachteil dieser Vorrichtung ist, dass Fehler in den digitalen Kartendaten nur korrigiert werden, wenn sie auch entdeckt werden. Die daraufhin erfolgende Systemreaktion erfolgt teilweise spät. Da mit den im Stand der Technik bekannten Verfahren bzw. Vorrichtungen (Kartentempomaten) nicht alle Fehler in den digitalen Kartendaten entdeckt werden können, ist das Systemverhalten für den Fahrer teilweise nicht nachvollziehbar.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren anzugeben, die die vorbeschriebenen Nachteile verringern.
Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung die in den Figuren dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in den Figuren.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Geschwindigkeitsregelung eines Fahrzeugs zeichnet sich dadurch aus, dass anhand von digitalen Kartendaten ein vom voraus liegenden Streckenabschnitt abhängiger Höchstgeschwindigkeitsverlauf ermittelt wird und dass eine Begrenzung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs abhängig vom ermittelten Höchstgeschwindigkeitsverlauf nur derart vorgenommen wird, dass eine Grenzgeschwindigkeit nicht unterschritten wird, selbst wenn diese größer als eine Geschwindigkeit des Höchstgeschwindigkeitsverlaufs ist. Im Gegensatz zum Stand der Technik ist es bei der vorliegenden Erfindung nicht das Ziel die in digitalen Kartendaten enthaltenen Fehler zu erkennen und entsprechend zu korrigieren. Vielmehr basiert die Erfindung auf der Idee, die Auswirkungen von Fehlern in digitalen Kartendaten auf die Regelung des Fahrzeugs, insbesondere auf die Geschwindigkeitsregelung, zu minimieren. Dabei wird eine Grenzgeschwindigkeit definiert.
Das folgende Beispiel, das allen im weiteren beschriebenen Ausführungsbeispielen zugrunde liegt, soll die Erfindungsidee verdeutlichen. Es wird dabei davon ausgegangen, dass ein Fahrzeug mit einem Kartentempomaten ausgestattet ist und mit einer vom Fahrer dem Kartentempomaten vorgegebenen Sollgeschwindigkeit auf einer vorgegebenen Strecke fährt. Für den voraus liegenden Streckenabschnitt wird ständig ein Höchstgeschwindigkeitsverlauf zum sicheren Durchfahren dieses Streckenabschnitts ermittelt. Der Höchstgeschwindigkeitsverlauf berücksichtigt zumindest die digitalen Kartendaten für den voraus liegenden Streckenabschnitt sowie Fahrzeugparameter, die eine sichere Betriebsenveloppe des Fahrzeugs definieren (bspw. maximale Querbeschleunigung, Bereifung, Fahrzeuggewicht, etc.). Bevorzugt wird der für den voraus liegenden Streckenabschnitt ermittelte Höchstgeschwindigkeitsverlauf bspw. aus einem in den digitalen Karten entnehmbaren Krümmungsverlauf dieses Streckenabschnitts ermittelt. Darüber hinaus, kann der Höchstgeschwindigkeitsverlauf weitere in digitalen Kartendaten enthaltene, lokale, routenabhängige eine Höchstgeschwindigkeit beschränkende Merkmale, Informationen und/oder Daten berücksichtigen. Diese sind beispielsweise Geschwindigkeitsbegrenzungen, Verkehrskreuzungen, insbesondere T-Kreuzungen, Verkehrseinmündungen, Bahnübergänge und/oder Kreisverkehre. Solchen örtlichen Gegebenheiten, die üblicherweise auch als Ereignisse bezeichnet werden, werden bevorzugt konstante ereignisindividuelle Geschwindigkeitswerte als vorgegebene Grenzgeschwindigkeiten zugeordnet. Bevorzugt können weitere zusätzliche Informationen zur Ermittlung des Höchstgeschwindigkeitsverlaufs herangezogen werden, die sich nicht aus digitalen Kartendaten, sondern aus anderen Quellen ergeben (bspw. Außentemperaturfühler, Regensensor, Eingabeeinheiten zur manuellen Eingabe von Informationen durch den Fahrer). In Abhängigkeit des ermittelten Höchstgeschwindigkeitsverlaufs wird durch den Kartentempomaten entsprechend rechtzeitig vor der Kurve die Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf die vorgegebene Grenzgeschwindigkeit reduziert. Diese Grenzgeschwindigkeit ist oft höher als die Geschwindigkeit, die ein herkömmlicher Kartentempomat bei Vorliegen dieser Karteninformation, bspw. einer Kurve, regeln würde. Wird ein Regelungseingriff des Kartentempomaten, d.h. ein Abbremsen des Fahrzeugs, aufgrund eines Fehlers in den Kartendaten ausgelöst, bspw. weil die Kartendaten für die voraus liegende Fahrstrecke bspw. eine enge Kurve vorsehen, die aber in der Realität längst durch eine Begradigung der Fahrbahn entfallen ist, wird die Geschwindigkeit des Fahrzeugs nur bis auf die Grenzgeschwindigkeit reduziert. Fährt das Fahrzeug somit auf die vermeintliche Kurve zu (gilt auch für andere Kartenmerkmale wie Kreuzungen, Kreisverkehre etc.), bremst der Kartentempomat bis zu der Grenzgeschwindigkeit und hält diese Geschwindigkeit dann konstant. Im Vergleich zum Regelverhalten bekannter Kartentempomaten (vgl. Fig. 1 und zugehörige Beschreibung) wird vorliegend durch den Kartentempomaten die vom Fahrer eingestellte Sollgeschwindigkeit, bspw. 100 km/h, anstelle auf die Kurvengeschwindigkeit 104 gemäß Höchstgeschwindigkeitsverlauf von 30 km/h (vgl. Fig. 1 ) nur bis auf die Grenzgeschwindigkeit, bspw. 70 km/h, reduziert.
Liegt kein Kartenfehler vor, was in den weit aus meisten Fällen zutreffen wird, so ist je nach Wahl bzw. Vorgabe der Grenzgeschwindigkeit ein mehr oder weniger starkes Eingreifen des Fahrers zum sicheren Durchfahren des voraus liegenden Streckenabschnittes erforderlich. Das bedeutet, um im vorigen Beispiel zu bleiben, der Fahrer muss die Fahrzeuggeschwindigkeit aktiv selbst auf 30 km/h abbremsen, um die Kurve sicher durchfahren zu können. Das Systemverhalten ist damit voraussehbar. Der Fahrer kann sich auf dieses Systemverhalten entsprechend einstellen.
Die Grenzgeschwindigkeit kann eine vorgebbare Konstante sein, in Abhängigkeit zu einer vom Fahrer gewählten Sollgeschwindigkeit des Fahrzeugs, oder in Abhängigkeit zum ermittelten Höchstgeschwindigkeitsverlauf definiert werden. Sofern die Grenzgeschwindigkeit abhängig von einer vom Fahrer gewählten Sollgeschwindigkeit des Fahrzeugs ist, definiert sich die Grenzgeschwindigkeit vorzugsweise durch eine vorgebbare Differenz zur gewählten Sollgeschwindigkeit oder durch einen vorgebbaren Prozentsatz der gewählten Sollgeschwindigkeit. Weiterhin kann die Grenzgeschwindigkeit auch abhängig von Merkmalsklassen von in den digitalen Kartendaten enthaltenen Informationen definiert werden, bspw. eine erste Grenzgeschwindigkeit für alle Kurven, eine zweite Grenzgeschwindigkeit für Ampeln, eine dritte Grenzgeschwindigkeit für Kreuzungen, eine vierte Grenzgeschwindigkeit für Verkehrskreisel, eine fünfte Grenzgeschwindigkeit für Stoppschilder, etc. Darüber hinaus kann die Grenzgeschwindigkeit in Abhängigkeit von weiteren Parametern, bspw. durch das Fahrzeug gemessene lokale Außentemperatur, Niederschlag ja/nein, Erfahrung des Fahrers, etc., definiert werden. In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Fahrzeug von einer vom Fahrer oder einem Abstandsregelsystem vorgegebenen Sollgeschwindigkeit in Abhängigkeit des Höchstgeschwindigkeitsverlaufs abgebremst, jedoch höchstens bis zum Erreichen der Grenzgeschwindigkeit, wobei anschließend ab Erreichen der Grenzgeschwindigkeit diese zumindest zeitweilig beibehalten wird, insbesondere solange beibehalten wird, solange die Grenzgeschwindigkeit oberhalb des Höchstgeschwindigkeitsverlaufs liegt.
Eine Beschleunigung des Fahrzeugs, beispielsweise auf die eingestellte Sollgeschwindigkeit, erfolgt bevorzugt erst dann, wenn die Geschwindigkeiten des Höchstgeschwindigkeitsverlaufs für das voraus liegende Streckenstück größer sind als die Grenzgeschwindigkeit. Hierbei erfolgt die Beschleunigung des Fahrzeugs bevorzugt in Abhängigkeit des ermittelten Höchstgeschwindigkeitsverlaufs.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Geschwindigkeitsregelung eines Fahrzeugs. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst ein erstes Mittel, mit dem anhand von digitalen Kartendaten für einen voraus liegenden Streckenabschnitt ein Höchstgeschwindigkeitsverlauf ermittelbar ist, und ein zweites Mittel zur Regelung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs, mit dem eine Begrenzung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs abhängig vom ermittelten Höchstgeschwindigkeitsverlauf derart vornehmbar ist, dass eine Grenzgeschwindigkeit nicht unterschritten wird, selbst wenn diese größer als eine Geschwindigkeit des Höchstgeschwindigkeitsverlaufs ist.
Die vorstehenden Ausführungen zur Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich in analoger Weise auf die erfindungsgemäße Vorrichtung übertragen, so dass zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf die vorstehenden Ausführungen zum erfindungsgemäßen Verfahren verwiesen wird.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Figuren Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben werden. Gleiche, funktionsgleiche und/oder ähnliche Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:
Fig.1 Ein schematisiertes Geschwindigkeitsprofil eines Fahrzeugs, das eine
Geschwindigkeitsregelung auf Basis vorausschauender Karteninformationen erlaubt (Stand der Technik);
Fig. 2 Ein schematisches Geschwindigkeitsprofil eines Fahrzeugs, mit einer erfindungsgemäßen Geschwindigkeitsregelung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
Fig. 3 Ein schematischer Geschwindigkeitsverlauf eines Fahrzeugs, mit einer erfindungsgemäßen Geschwindigkeitsregelung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
Fig. 4 Ein schematischer Geschwindigkeitsverlauf eines Fahrzeugs, mit einer erfindungsgemäßen Geschwindigkeitsregelung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel; und
Fig. 5 Ein schematischer Geschwindigkeitsverlauf für ein Fahrzeug, mit einer erfindungsgemäßen Geschwindigkeitsregelung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel.
Fig. 1 (Stand der Technik) wurde bereits in der Einleitung beschrieben. Es wird an dieser Stelle auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen.
Fig. 2 basiert auf Fig. 1. Fig. 2 zeigt ein Geschwindigkeitsprofil 200 für ein Fahrzeug, gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Wie in Fig. 1 , wird in diesem und den nachfolgenden Ausführungsbeispielen davon ausgegangen, dass das Fahrzeug mit einem satellitengestützten Positionsbestimmungssystem ausgestattet ist, beispielsweise mit GPS (Global Positioning System), und dass die im Fahrzeug verfügbaren digitalen Kartendaten für einen voraus liegenden Streckenabschnitt 106 - 107 eine Kurve angeben. Im Gegensatz zu Fig. 1 erfolgt nun eine erfindungsgemäße Geschwindigkeitsregelung des Fahrzeugs entsprechend dem Geschwindigkeitsprofil 200.
Zunächst wird vorliegend anhand der digitalen Kartendaten der vom Krümmungsverlauf des voraus liegenden Streckenabschnitts abhängige Höchstgeschwindigkeitsverlauf 100 ermittelt. Dabei kommen Verfahren zur Anwendung wie sie im Stand der Technik bekannt sind. Die Begrenzung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs wird abhängig vom ermittelten Höchstgeschwindigkeitsverlauf 100 derart vorgenommen, dass eine vorgegebene Grenzgeschwindigkeit 201 nicht unterschritten wird. Diese Grenzgeschwindigkeit 201 ist im Streckenabschnitt 203 bis 204 größer als die entsprechenden Geschwindigkeiten des Höchstgeschwindigkeitsverlaufs 100 im selben Streckenabschnitt.
Vorliegend wird die Fahrzeuggeschwindigkeit bis zu der Grenzgeschwindigkeit 201 mit einer komfortablen Verzögerung entsprechend des ermittelten Höchstgeschwindigkeitsverlaufs 100 reduziert. Die Grenzgeschwindigkeit 201 wird in diesem Ausführungsbeispiel in Abhängigkeit von der vom Fahrer gewählten Sollgeschwindigkeit 103 des Fahrzeugs definiert, wobei die Grenzgeschwindigkeit 201 durch eine Differenz von 30 km/h zur gewählten Sollgeschwindigkeit 103 definiert wird. Die vom Fahrer im Kartentempomaten angewählte bzw. vorgegebene Sollgeschwindigkeit 103 liegt bei 100 km/h, so dass sich die Grenzgeschwindigkeit 201 vorliegend mit 70 km/h ergibt. Ist die in den digitalen Kartendaten angegebene Kurve in der Realität nicht vorhanden, so wird ein solcher Fehler in den Kartendaten höchstens eine Reduzierung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs um 30 km/h erzeugen, anstelle einer Abbremsung um 70 km/h auf 30 km/h wie in Fig. 1.
Das erfindungsgemäße Verfahren gewährleistet im vorliegenden Ausführungsbeispiel dennoch eine vollständige Geschwindigkeitsregelung im Falle von Kurven, die nur eine etwas kleinere Geschwindigkeit erfordern als die Sollgeschwindigkeit 103, d.h. bei denen die Geschwindigkeiten des ermittelten HöchstgeschwindigkeitsverlaufsiOO auch für eine voraus liegende Kurve größer sind als die Grenzgeschwindigkeit 201.
Der Fahrer muss in diesem Ausführungsbeispiel, wie bei üblichen Kartentempomaten, weiterhin die vorgegebene Sollgeschwindigkeit 103 an die Straßenverhältnisse anpassen und unterhalb der Grenzgeschwindigkeit 201 im Bedarfsfall selbst aktiv eingreifen. Dabei erlebt der Fahrer von Zeit zu Zeit die Systemgrenzen und lernt mit ihnen umzugehen.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren können sich Fehler in den digitalen Kartendaten nur bis zu einer bestimmten Geschwindigkeit (Grenzgeschwindigkeit 201) auswirken, bzw. eine entsprechende Geschwindigkeitsreduktion verursachen. Mit anderen Worten, enthalten die Kartendaten beispielsweise die Information, dass das voraus liegende Streckenstück 106 - 107 eine Kurve enthält, obwohl in der Realität diese Kurve längst durch eine Begradigung entfallen ist, so wird durch den Kartentempomaten eine Geschwindigkeitsreduktion nur auf die Grenzgeschwindigkeit 201 bewirkt.
Das Verhalten des Systems bzw. der Vorrichtung ist für den Fahrer transparenter und im Voraus berechenbar. Durch die systeminhärente Mitwirkungspflicht des Fahrers lernt dieser, dass das erfindungsgemäße Verfahren, bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht alle Situationen bewältigen kann. Erforderliche Eingriffe des Fahrers werden in diesem Fall als natürlich bzw. nicht überraschend wahrgenommen. Der Fahrer ist somit gewohnt, dass er zusätzlich zum Kartentempomaten aktiv in die Geschwindigkeitsregelung des Fahrzeugs eingreifen muss.
Das Geschwindigkeitsprofil des Fahrzeugs in Fig. 2 entspricht bis zum Zeit- bzw. Streckenpunkt 105/202 der vom Fahrer eingestellten Sollgeschwindigkeit 103. Zwischen dem Zeit- bzw. Streckenpunkt 202 und 203 wird die Fahrgeschwindigkeit parallel zum Höchstgeschwindigkeitsverlauf 100 bis auf die Grenzgeschwindigkeit 201 reduziert. Zwischen den Zeit- bzw. Streckenpunkten 203 und 204 bleibt die Geschwindigkeit des Fahrzeugs konstant. Zwischen den Zeit- bzw. Streckenpunkten 204 und 205 wird das Fahrzeug wiederum auf die Sollgeschwindigkeit 103 beschleunigt.
Fig. 3 zeigt ein Geschwindigkeitsprofil 300 für ein Fahrzeug, gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Fig. 3 ist weitgehend identisch mit Fig. 1. Im Gegensatz zu Fig. 2 ist in Fig. 3 der Fall dargestellt, dass die Grenzgeschwindigkeit 301 eine vorgebbare Konstante ist. Die Reduktion der Sollgeschwindigkeit 103 von 100 km/h vor der Kurve (Streckenabschnitt 106 - 107) erfolgt damit vorliegend von der eingestellten Sollgeschwindigkeit 103 entlang des Höchstgeschwindigkeitsverlaufs 300 bis auf eine absolut vorgegebene und konstante Grenzgeschwindigkeit 301 von 60 km/h. In dieser Ausführungsvariante wird also immer dann, wenn die digitalen Kartendaten für den voraus liegenden Streckenabschnitt eine Kurve ausweisen, entsprechend vorher eine Reduzierung der Fahrzeuggeschwindigkeit auf 60 km/h vorgenommen.
Die Fahrzeuggeschwindigkeit wird in Fig. 3 beginnend bei Zeit- bzw. Streckenpunkt 302 auf die Grenzgeschwindigkeit 301 reduziert, welche im Zeit- bzw. Streckenpunkt 303 erreicht ist. Im Zeit- bzw. Streckenabschnitt 303 - 304 wird die die Fahrgeschwindigkeit konstant gehalten. Im Zeit- bzw. Streckenabschnitt 304 - 305 wird das Fahrzeug wiederum auf die Sollgeschwindigkeit 103 beschleunigt. Dem Fahrer steht in diesem Fall die volle Systemfähigkeit bzw. Unterstützung des Kartentempomaten bei Kurven zur Verfügung, für die ein Höchstgeschwindigkeitsverlauf ermittelt wurde, dessen Geschwindigkeiten größer als die Grenzgeschwindigkeit 301 sind. Fehler in den digitalen Kartendaten, beispielsweise nicht real vorhandene Kurven, verursachen somit höchstens eine Reduzierung der Fahrzeuggeschwindigkeit bis zu einer absolut vorgegebenen konstanten Grenzgeschwindigkeit 301. Unterhalb der Grenzgeschwindigkeit 301 erfolgen keine Eingriffe durch eine Geschwindigkeitsregelung aufgrund von digitalen Kartendaten durch den Kartentempomaten. Auch hier erlebt der Fahrer von Zeit zu Zeit die Systemgrenzen und lernt mit ihnen umzugehen.
Fig. 4 zeigt ein schematisches Geschwindigkeitsprofil 400 für ein Fahrzeug, für eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Diese Ausführungsvariante soll zeigen, dass sich die Grenzgeschwindigkeit 401 auf beliebige andere Merkmale bzw. Informationen der Kartendaten beziehen kann. So wird vorliegend die Grenzgeschwindigkeit 401 auf die Kurvengeschwindigkeit 104 des Höchstgeschwindigkeitsverlaufs 100 bezogen. Insbesondere wird das Geschwindigkeitsprofil 400 derart bestimmt, dass das dieses im Streckenabschnitt 402 - 405 dem nach oben verschobenem Höchstgeschwindigkeitsprofil 100 entspricht. Die Verschiebung kann dabei einem festen Geschwindigkeitswert oder einem zur sicheren Kurvengeschwindigkeit 104 proportionalen Wert entsprechen. Natürlich kann die Grenzgeschwindigkeit auch jeweils für andere Merkmale und Informationen der digitalen Kartendaten (Kreuzungen, Bahnübergänge, etc.) separat definiert werden.
Das Fahrzeug fährt gemäß Fig. 4 bis zum Zeit- bzw. Streckenpunkt 402 mit der am Kartentempomaten vorgewählten Sollgeschwindigkeit 103 von beispielsweise 100 km/h. Im Zeit- bzw. Streckenabschnitt 402 - 404 wird das Fahrzeug auf die Grenzgeschwindigkeit 401 von beispielsweise 70 km/h abgebremst, die bis zum Zeitbzw. Streckenpunkt 404 beibehalten wird. Das bedeutet, dass die Kurve, sofern sie in Realität tatsächlich vorhanden ist, anstelle mit der sicheren Kurvengeschwindigkeit 104 von beispielsweise 30 km/h mit 70 km/h durchfahren werden würde, was nicht möglich ist, so dass in diesem Fall zwingend ein Eingreifen des Fahrers, d.h. ein aktives Abbremsen des Fahrzeugs erforderlich ist. Im Zeit- bzw. Streckenabschnitt 404 - 405 wird das Fahrzeug vom Kartentempomaten wieder auf die Sollgeschwindigkeit 103 beschleunigt. Das gezeigte Geschwindigkeitsprofil kann daher in Realität ohne Fahrereingriff nur dann gefahren werden, wenn die digitalen Kartendaten im Hinblick auf die Kurve falsch sind, und in Realität keine Kurve vorhanden ist. Auch in diesem Ausführungsbeispiel verursachen Fehler in den digitalen Kartendaten höchstens eine Reduzierung der Geschwindigkeit auf die entsprechend definierte Grenzgeschwindigkeit 401. Der Systemeingriff bleibt damit begrenzt und der Fahrer muss im Falle einer tatsächlich erforderlichen Geschwindigkeitsreduzierung selbst aktiv in die Fahrdynamik eingreifen.
Fig. 5 zeigt ein schematisches Geschwindigkeitsprofil 500 für ein Fahrzeug, gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel. Die Fig. 5 ist weitestgehend identisch mit Figur 1. Im Unterschied zu den vorangegangenen Ausführungsbeispielen wird das Fahrzeug in Fig. 5 zeitlich vor dem gemäß Höchstgeschwindigkeitsverlauf 100 vorgesehenen Zeit- oder Streckenpunkt 105 verzögert bzw. gebremst. Die Geschwindigkeitsreduktion des Fahrzeugs erfolgt hier bereits im Zeit- oder Streckenpunkt 502 und damit zeitlich früher als bei den Ausführungsbeispielen der Figuren 2 bis 4. Wird in diesem Fall die Grenzgeschwindigkeit 501 erreicht, so hat der Fahrer zusätzlich ausreichend Reaktionszeit um bei Bedarf selbst aktiv einzugreifen.
Eine entsprechende Geschwindigkeitsreduktion kann immer zeitlich früher als im Höchstgeschwindigkeitsverlauf vorgesehen stattfinden oder nur wenn die Vorausschau eine entsprechend enge Kurve oder ein anderes definiertes Merkmal, beispielsweise ein Stoppschild, eine Einmündung, eine Kreuzung etc. aufweist. Der Auslösezeitpunkt 502 der Geschwindigkeitsreduktion hängt vorzugsweise vom Fahrzeugzustand bzw. vom Straßenverlauf ab (beispielsweise von der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Fahrzeugbeschleunigung, dem Kurvenradius, dem Kreuzungstyp, etc.).
In Fig. 5 ist die Fahrzeuggeschwindigkeit bis zum Zeit- bzw. Streckenpunkt 502 durch die vorgegebene Sollgeschwindigkeit 103 definiert. Im Zeit- bzw. Streckenpunkt 502, d.h. deutlich vor dem Zeitpunkt 105, an dem gemäß dem ermittelten Höchstgeschwindigkeitsverlauf eine Verzögerung vorsehen ist, wird die Fahrzeuggeschwindigkeit auf die Grenzgeschwindigkeit 501 reduziert. Diese wird im Zeitbzw. Streckenpunkt 503 erreicht. Im Zeit- bzw. Streckenabschnitt 503 bis 504 bleibt die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich. Ab dem Zeit- bzw. Streckenpunkt 504 bis 505 wird das Fahrzeug wiederum auf die Sollgeschwindigkeit 103 beschleunigt.
Der Erfindung liegt demnach der Gedanke zugrunde, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs bei einer abstands- oder geschwindigkeitsgeregelten Fahrt entsprechend der von Fahrer oder einem Abstandsregelsystem vorgegebenen Sollgeschwindigkeit 103 zu regeln und die Geschwindigkeit entsprechend dem ermittelten streckenabhängigen Höchstgeschwindigkeitsverlauf 100 zu reduzieren, falls der
Höchstgeschwindigkeitsverlauf 100 unterhalb der Sollgeschwindigkeit 103 liegt, wobei die Reduzierung der Geschwindigkeit jedoch derart begrenzt wird, dass die vorgegebene Grenzgeschwindigkeit 201 bzw. 301 bzw. 401 durch die Geschwindigkeitsregelung nicht unterschritten wird, selbst wenn der Höchstgeschwindigkeitsverlauf 100 unterhalb der Grenzgeschwindigkeit liegt. Der Fahrer hat aber selbstverständlich jederzeit die Möglichkeit, eine Unterschreitung der Grenzgeschwindigkeit durch Betätigung der Bremsen herbeizuführen. Durch die fahrerseitige Bremsbetätigung wird die Geschwindigkeitsregelung bevorzugt abgebrochen und die Steuerung an den Fahrer übergeben.
Next Patent: DOOR, PARTICULARLY FIRE PROTECTION DOOR, HAVING A DOOR RABBET