BESTIMMEN UND AUSGEBEN EINER SOLL-BESCHLEUNIGUNG EINES KRAFTFAHRZEUGS FÜR EIN AUTOMATISIERTES ANFAHREN DES KRAFTFAHRZEUGS DURCH EINEN ABSTANDSREGELTEMPOMAT Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Soll- Beschleunigung eines Kraftfahrzeugs und zur Ausgabe der bestimmten Soll- Beschleunigung für ein automatisiertes Anfahren des Kraftfahrzeugs durch einen Abstandsregeltempomat, einen Regler, der ausgestaltet ist, das Verfahren auszuführen, und ein Kraftfahrzeug mit dem Regler.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene gattungsgemäße Vorrichtungen und Verfahren für ein automatisiertes, insbesondere autonomes, Anfahren eines Kraftfahrzeugs bekannt. So beschreibt beispielsweise die DE 10 2011 121 442 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum autonomen Anfahren eines Kraftfahrzeugs aus dem Stand, der durch einen Fahrtsensor festgestellt wird. Dabei wird die Straßenart der momentanen Kraftfahrzeug-Position aus einem Navigationsgerät oder über Umgebungssensoren ermittelt. Bei bestimmten Straßenarten wird nach einem vorherigen Abbremsen in den Stand ein Auto-Go-Modus automatisch aktiviert, bei dem eine Steuereinheit über eine Anfahreinheit ein autonomes Anfahren des Fahrzeugs veranlasst, sobald über eine Anfahr-Erfassungseinheit ein Anfahren eines weiteren Kraftfahrzeugs festgestellt wird. Aus dem Stand der Technik sind weiterhin als Abstandsregeltempomat bezeichnete gattungsgemäße Fahrassistenzsysteme bekannt, bei denen eine Geschwindigkeitsregelanlage bei einer Bestimmung einer Soll-Beschleunigung einen Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug als Rückführ- und Regelgröße zusätzlich zu einer vom Fahrer gewünschten Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs berücksichtigt.

DE 10 2019 214 121 A1, US 2019/315355 A1 und DE 10 2019 200 209 A1 beschreiben jeweils einen gattungsgemäßen Abstandsregeltempomat. In der DE 10 2019 214 121 A1 ist ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrerassistenzsystems eines Ego-Fahrzeuges, insbesondere eines ACC-Systems, beschrieben, bei dem zur Führung des Ego-Fahrzeuges eine Stellgröße herangezogen wird, deren Sollwert anhand von relativen fahrdynamischen Messwerten des Ego-Fahrzeuges zu einem vorausfahrenden Fahrzeug ermittelt wird, wobei eine Zeitlückenregelung zwischen dem Ego-Fahrzeug und einem ersten vorausfahrenden Fahrzeug und eine Zeitlückenregelung zwischen dem Ego- Fahrzeug und einem zweiten vorausfahrenden Fahrzeug erfolgt, aus der ersten Zeitlückenregelung eine erste Stellgrößenanforderung und aus der zweiten Zeitlückenregelung eine zweite Stellgrößenanforderung abgeleitet wird, und die finale Stellgrößenanforderung aus einer Arbitrierung der ersten und zweiten Stellgrößenanforderung abgeleitet wird. Die US 2019/315355 A1 beschreibt eine Fahrtregelungsvorrichtung für ein Fahrzeug mit einer Zielerfassungseinheit und einer Folgesteuerungseinheit. Die Fahrtregelungsvorrichtung umfasst eine Bestimmungseinheit, die ausgestaltet ist, um während einer Ausführung einer Folgesteuerung zu bestimmen, ob ein Kleinfahrzeug-Schaltzustand, in dem ein zu folgendes Ziel ein Kleinfahrzeug ist, aufgetreten ist oder nicht; eine Speichereinheit für einen oberen Grenzwert, die so ausgestaltet ist, dass sie eine Zielbeschleunigung als den oberen Grenzwert speichert, die vor der Bestimmung des Kleinfahrzeug-Schaltzustands durch die Bestimmungseinheit unter einer Bedingung eingestellt wird, bei der die Bestimmungseinheit bestimmt, dass der Kleinfahrzeug-Schaltzustand aufgetreten ist; und eine Zielbeschleunigungs-Einstelleinheit, die so ausgestaltet ist, dass sie die Zielbeschleunigung solange auf einen Wert einstellt, der gleich oder niedriger als der in der Speichereinheit gespeicherte obere Grenzwert ist, bis die für das geschaltete Kleinfahrzeug als dem zu folgenden Ziel ausgeführte Folgesteuerung endet. Die DE 10 2019 200 209 A1 betrifft ein Verfahren zur Auswahl des Zielobjekts für eine automatische Abstandsregelung eines einspurigen Kraftfahrzeugs, bei welchem mittels einer Umgebungssensorik das Vorhandensein eines auf derselben Fahrspur unmittelbar vorausfahrenden zweiten einspurigen Kraftfahrzeugs und ein dem zweiten einspurigen Kraftfahrzeug unmittelbar vorausfahrenden dritten einspurigen Kraftfahrzeugs detektiert wird, wobei der seitliche Versatz des zweiten einspurigen Kraftfahrzeugs und des dritten einspurigen Kraftfahrzeugs gegenüber dem einspurigen Kraftfahrzeug ermittelt wird und abhängig von wenigstens einem der seitlichen Versätze das Zielobjekt für das Verfahren zur Abstandsregelung ausgewählt wird.

Zudem sind bei herkömmlichen Abstandsregeltempomaten meist getrennte Schnittstellen für eine Bereitstellung einer Beschleunigungsvorgabe bzw. einer Soll- Beschleunigung und für eine Momentenaufteilung in Richtung eines Antriebs und einer Bremse des Kraftfahrzeugs vorgesehen.

Die Schnittstelle zur Bereitstellung der Beschleunigungsvorgabe, insbesondere der in der Schnittstelle verbaute Regler, und die Schnittstelle zur Momentenaufteilung sind unabhängig voneinander und zwischen den Schnittstellen besteht wenig Informationsaustausch, was bei herkömmlichen System beim Anfahren aus dem Stand mittels des Abstandsregeltempomaten zu einem Ruckein und damit zu einem unkomfortablen Anfahren führen kann. Vor dem Hintergrund dieses Standes der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, welche jeweils geeignet sind, zumindest die oben genannten Nachteile des Standes der Technik zu überwinden. Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs. Die Unteransprüche haben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.

Danach wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Bestimmen einer Soll- Beschleunigung eines Kraftfahrzeugs und zur Ausgabe der bestimmten Soll- Beschleunigung für ein automatisiertes Anfahren des Kraftfahrzeugs durch einen Abstandsregeltempomat gelöst. Im Rahmen des Verfahrens wird die Soll-Beschleunigung des Kraftfahrzeugs gezielt gesteuert, um ein komfortables Anfahren sicherzustellen. Dazu weist das Verfahren zumindest die nachfolgend beschriebenen drei Schritte auf. Das Verfahren weist einen ersten Schritt eines Rampens einer Soll-Beschleunigung von einem ersten auf einen zweiten Wert auf.

Das Verfahren weist einen zweiten Schritt eines Haltens der Soll-Beschleunigung auf dem zweiten Wert auf.

Das Verfahren weist einen dritten Schritt eines Rampens der Soll-Beschleunigung von dem zweiten Wert auf einen Zielbeschleunigungswert auf.

Unter Rampen kann ein Erhöhen bzw. Anheben der Soll-Beschleunigung über die Zeit verstanden werden. Denkbar ist, dass die Soll-Beschleunigung während dem Rampen zumindest teilweise bzw. zeitweise linear erhöht wird.

Das Kraftfahrzeug kann während dem Rampen der Soll-Beschleunigung von dem ersten auf den zweiten Wert und dem Halten der Soll-Beschleunigung auf dem zweiten Wert Stillstehen.

Unter Stillstehen kann vorliegend eine Ist-Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs von im Wesentlichen null verstanden werden. Denkbar ist, dass während dem Halten der Soll-Beschleunigung auf dem zweiten Wert ein Hochziehen eines Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs erfolgt.

Das Verfahren ist jedoch nicht auf die Anwendung mit einem Verbrennungsmotor limitiert. Es ist auch denkbar, dass das Anfahren, zusätzlich oder alternativ, durch einen Elektromotor erfolgt.

Bei dem Kraftfahrzeug kann es sich also um ein Kraftfahrzeug handeln, das ausschließlich einen Verbrennungsmotor aufweist (sog. reiner Verbrenner), um ein Kraftfahrzeug, das einen Elektromotor aufweist (sog. reines E-Fahrzeug), oder um ein Kraftfahrzeug, das sowohl einen Verbrennungsmotor als auch einen Elektromotor aufweist (sog. Hybrid). Das Kraftfahrzeug kann nach dem Halten der Soll-Beschleunigung auf dem zweiten Wert und während dem Rampen der Soll-Beschleunigung von dem zweiten Wert auf den Zielbeschleunigungswert anfahren.

Unter anfahren kann vorliegend eine Ist-Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs abweichend von null verstanden werden. Während dem Anfahren kann die Ist- Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs zunehmen.

Eine Steigung der Soll-Beschleunigung während dem Rampen der Soll- Beschleunigung von dem ersten auf den zweiten Wert kann größer sein als eine Steigung der Soll-Beschleunigung während dem Rampen der Soll-Beschleunigung von dem zweiten Wert auf den Zielbeschleunigungswert.

Genauer gesagt kann eine erste Ableitung eines Soll-Beschleunigungsverlauf über der Zeit während dem Rampen der Soll-Beschleunigung von dem ersten auf den zweiten Wert größere Werte annehmen als eine erste Ableitung eines Soll- Beschleunigungsverlaufs über der Zeit während dem Rampen der Soll- Beschleunigung von dem zweiten Wert auf den Zielbeschleunigungswert.

Mit anderen Worten, eine Rampe kann während dem Anheben der Soll- Beschleunigung von dem ersten auf den zweiten Wert steiler sein als eine Rampe während dem Anheben der Soll-Beschleunigung von dem zweiten Wert auf den Zielbeschleunigungswert.

Denkbar ist, dass die Steigung der Soll-Beschleunigung während dem Rampen der Soll-Beschleunigung von dem zweiten Wert auf den Zielbeschleunigungswert im Verlauf des Rampens hin zum Zielbeschleunigungswert abnimmt. Genauer gesagt kann die erste Ableitung des Soll-Beschleunigungsverlaufs über der Zeit während dem Rampen der Soll-Beschleunigung von dem zweiten Wert auf den Zielbeschleunigungswert im Verlauf der Zeit kleinere Werte annehmen. Mit anderen Worten, die Rampe kann während dem Anheben der Soll- Beschleunigung von dem zweiten Wert auf den Zielbeschleunigungswert mit zunehmender Zeit bzw. mit Annäherung an den Zielbeschleunigungswert flacher werden. Das obige lässt sich mit anderen Worten konkretisiert wie nachfolgend beschrieben zusammenfassen.

Mittels des oben beschriebenen Verfahrens kann die Sollbeschleunigung gezielt gesteuert werden, um ein komfortables Anfahren sicherzustellen. Diese Steuerung kann auf einen beliebigen vorangehenden Reglerverlauf aufsetzen.

In einer ersten Phase des Verfahrens soll schnell aus einem gewissen Stillstandniveau der Soll-Beschleunigung auf positive Soll-Beschleunigungswerte gerampt werden.

Anschließend kann durch Halten einer Mindestbeschleunigungsanforderung während einer zweiten Phase des Verfahrens ein Hochziehen eines Verbrennungsmotors ermöglicht werden. Nachdem das Fahrzeug angefahren ist, kann in einer dritten Phase des Verfahrens eine flache Rampe hin zum Zielniveau der Soll-Beschleunigung gefahren werden. Diese Rampe kann zunehmend abflachen, je näher die Soll-Beschleunigung dem Zielniveau kommt. Dies stellt einen weichen Übergang in die Sättigung dar. Durch das Verfahren kann somit ein reproduzierbarer Soll-Beschleunigungsverlauf sichergestellt werden, sodass ein komfortables bzw. ruckfreies automatisiertes Anfahren des Kraftfahrzeugs durch einen Abstandsregeltempomaten erreicht werden kann. Ferner wird vorliegend ein Regler bereitgestellt, der ausgestaltet ist, das oben beschriebene Verfahren zumindest teilweise auszuführen. Der Regler kann Teil eines Fahrassistenzsystems, insbesondere eines

Abstandsregeltempomats, sein. Der Regler kann auch als Steuervorrichtung bezeichnet werden.

Das oben mit Bezug zum Verfahren Beschriebene gilt analog auch für den Regler und umgekehrt.

Ferner wird vorliegend ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Auto bereitgestellt, dass den oben beschriebenen Regler und eine zum Regler verbundene

Momentenumsetzungseinheit aufweist. Die Momentenumsetzungseinheit ist ausgestaltet, die vom Regler ausgegebene Soll-Beschleunigung zu empfangen und basierend auf der empfangenen Soll-Beschleunigung ein Soll-Antriebsmoment und/oder ein Soll-Bremsmoment zu bestimmen und an das Kraftfahrzeug auszugeben. Das oben mit Bezug zum Verfahren und zum Regler Beschriebene gilt analog auch für das Kraftfahrzeug und umgekehrt.

Nachfolgend wird eine Ausführungsform mit Bezug zu Figuren 1 und 2 beschrieben. Fig. 1 zeigt schematisch einen zu einer Momentenumsetzungseinheit verbundenen Regler eines Kraftfahrzeugs gemäß der Ausführungsform, und

Fig. 2 zeigt ein Diagramm mit einem Soll-Beschleunigungsverlauf, der durch den Regler aus Figur 1 mittels einem Verfahren zum Bestimmen einer Soll-

Beschleunigung eines Kraftfahrzeugs und zur Ausgabe der bestimmten Soll-Beschleunigung bestimmt und zur der Momentenumsetzungseinheit ausgeben wird. Wie Figur 1 zu entnehmen ist, ist der Regler 1 ausgangsseitig zu der Momentenumsetzungseinheit 2 verbunden, die wiederum ausgangsseitig zu dem (nicht dargestellten) Kraftfahrzeug verbunden ist.

Der Regler 1 ist ausgestaltet, um eine Soll-Beschleunigung a_S des Kraftfahrzeugs zu bestimmen und anschließend auszugeben. Der Regler 1 ist dabei Teil eines Abstandsregeltempomats, der ein zumindest teilweises automatisiertes Anfahren des Kraftfahrzeugs ermöglicht

Die Momentenumsetzungseinheit 2 ist ausgestaltet, um die von dem Regler 1 ausgegebene Soll-Beschleunigung a_S zu empfangen und basierend auf der empfangenen Soll-Beschleunigung a_S ein Soll-Antriebsmoment MSA und ein Soll- Bremsmoment MSB zu bestimmen und an das Kraftfahrzeug auszugeben, sodass dieses anfährt.

Die einzelnen Phasen P1-P4 des vom Regler 1 ausgeführten Verfahrens zum Bestimmen und zur Ausgabe der Soll-Beschleunigung a_S des Kraftfahrzeugs für das automatisierte Anfahren des Kraftfahrzeugs durch den Abstandsregeltempomat werden nachfolgend im Detail mit Bezug zu Figur 2 beschrieben.

In einem Ausgangszustand steht das Kraftfahrzeug still, d.h. es bewegt sich nicht und eine Ist-Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs ist null. In einem ersten Schritt bzw. einer ersten Phase P1 des Verfahrens erfolgt ein Rampen der Soll-Beschleunigung a_S von einem ersten Wert auf einen zweiten, größeren Wert.

Sobald dieser zweite Wert erreicht ist, wird in einem zweiten Schritt bzw. einer zweiten Phase P2 des Verfahrens die Soll-Beschleunigung a_S von dem Regler 1 für einen vorbestimmten Zeitraum auf dem zweiten Wert gehalten. Während der zweiten Phase P2 erfolgt ein Flochziehen eines Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs. Das Kraftfahrzeug steht während dem Rampen der Soll-Beschleunigung von dem ersten auf den zweiten Wert und dem Halten der Soll-Beschleunigung auf dem zweiten Wert, d.h. während der ersten und der zweiten PhasePI , P2 des Verfahrens, still.

Nach Ablauf des vorbestimmten Zeitraums bzw. nach dem Hochziehen des Verbrennungsmotors während der zweiten Phase P2 des Verfahrens rampt der Regler 1 die Soll-Beschleunigung in einem dritten Schritt bzw. einer dritten Phase P3 des Verfahrens von dem zweiten Wert auf einen Zielbeschleunigungswert

Ab Beginn der dritten Phase P3 beginnt das Anfahren des Kraftfahrzeugs im eigentlichen Sinne, d.h. die Ist-Geschwindigkeit steigt von null auf positive Werte und das Kraftfahrzeug beginnt zu fahren. Wie Figur 2 zu entnehmen ist, ist eine Steigung der Soll-Beschleunigung während dem Rampen der Soll-Beschleunigung von dem ersten auf den zweiten Wert, also während der ersten Phase P1 des Verfahrens, größer als eine Steigung der Soll- Beschleunigung während dem Rampen der Soll-Beschleunigung von dem zweiten Wert auf den Zielbeschleunigungswert, also während der dritten Phase P3 des Verfahrens.

Die Steigung der Soll-Beschleunigung nimmt in der dritten Phase P3, d.h. während dem Rampen der Soll-Beschleunigung von dem zweiten Wert auf den Zielbeschleunigungswert im Verlauf des Rampens hin zum Zielbeschleunigungswert, ab, um einen weichen Übergang hin zum Zielbeschleunigungswert zu erreichen.

In einer vierten Phase P4 bzw. einem vierten Schritt des Verfahrens kann der Zielbeschleunigungswert zunächst gehalten und dann basierend auf Sollabständen zu weiteren Kraftfahrzeugen, die sich im Umfeld des Kraftfahrzeugs befinden, angepasst werden. Bezugszeichenliste

1 Regler 2 Momentenumsetzungseinheit a_S Soll-Beschleunigung MSA Soll-Antriebsmoment MSB Soll-Bremsmoment P1-P4 Phasen/Schritte des Verfahrens t Zeit