WO2004076223A1 - Verfahren zur ansteuerung eines in einem fahrzeug befindlichen verkehrsadaptiven assistenzsystems - Google Patents

Verfahren zur ansteuerung eines in einem fahrzeug befindlichen verkehrsadaptiven assistenzsystems Download PDF

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WO2004076223A1
WO2004076223A1 PCT/EP2004/001138 EP2004001138W WO2004076223A1 WO 2004076223 A1 WO2004076223 A1 WO 2004076223A1 EP 2004001138 W EP2004001138 W EP 2004001138W WO 2004076223 A1 WO2004076223 A1 WO 2004076223A1
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Boris Kerner
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Daimlerchrysler Ag
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Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a traffic-adaptive assistance system located in a vehicle with speed-related and / or distance-related variables of the vehicle and a vehicle in front.
  • the assistance system accelerates and / or decelerates the vehicle using these variables.
  • Such a method is known from DE 10019190 AI.
  • the value of the acceleration or deceleration of the vehicle is limited here by the traffic-adaptive assistance system by means of a lower and / or an upper barrier.
  • EP 0443644 AI proposes to control a traffic-adaptive assistance system using a target distance.
  • EP 1063626 AI discloses to control a traffic-adaptive assistance system with individual different time intervals to a vehicle in front or individual different distances to a vehicle in front.
  • EP 1225079 A2 controls a traffic-adaptive assistance system with a target distance of the vehicle from a vehicle in front.
  • the present invention is based on the object of proposing a method for actuating a traffic-adaptive assistance system which is flexible, has behavior based on the properties of real vehicle drivers and additionally enables good reaction times of the traffic-adaptive assistance system.
  • the main idea of the invention is that if the actual time interval (ie the actual time gap) and / or the actual distance (ie the actual distance) of the vehicle from the preceding vehicle is greater than a predeterminable respective lower and is less than a predefinable respective upper limit value, the traffic-adaptive assistance system is controlled to the exclusion of a target time interval.
  • the prevailing traffic situation and the driving history of the vehicle are considered “automatically” when controlling the traffic-adaptive assistance system.
  • no target time interval or no target distance is used to control the traffic-adaptive assistance system.
  • either only an actual time interval or only an actual distance or a combination of both is provided, and a situation-dependent selection can also be provided in the vehicle.
  • the method described in the prior art for controlling traffic- adaptive assistance systems starts with the "effects" of the control - for example by limiting an acceleration determined by the traffic- adaptive assistance system - the invention starts earlier.
  • the invention intervenes in the "causes” by directly selecting the variables provided for controlling the traffic-adaptive assistance system.
  • the method according to the invention makes it possible to introduce an additional “degree of freedom” in that the target time interval or the target distance between the vehicle and the vehicle in front is not used for actuation.
  • the prevailing traffic situation is taken into account by the fact that after the acceleration or deceleration process of the vehicle has been completed by the traffic adaptive assistance system (ie when there is a difference in speed of approximately zero between the vehicle and the vehicle in front), the then existing time interval or the then existing distance between the two vehicles is not predetermined.
  • a time interval or distance achieved as a result of an acceleration or deceleration process of the vehicle is the result of a respective traffic situation and / or a respective vehicle history.
  • the time interval or the distance can assume any value from the interval between the predeterminable lower and the predeterminable upper limit value (ie selection from an infinite number of values), in the methods described in the prior art these are only one or a few discrete values.
  • a particularly simple embodiment of the invention results if the lower limit value and / or the upper limit value are designed as a respective constant. This enables calculations to be carried out particularly quickly and transparently.
  • the invention can be used even more flexibly if one or both limit values can be specified as a function of the speed of the vehicle and / or the speed of another vehicle, for example the vehicle in front. This enables the respective traffic situation to be taken into account.
  • the lower and / or the upper limit value can be predetermined depending on the type of traffic state phase prevailing at the position of the vehicle.
  • Phases of the traffic condition mark the prevailing traffic condition in a particularly simple manner.
  • a traffic condition phase is, for example, the compressed synchronized traffic.
  • a particularly great flexibility of the invention is achieved if the lower limit value and / or the upper limit value can be specified as a function of the temporal-spatial distribution of the traffic in an environment of the vehicle.
  • a temporal distribution is e.g. a predicted (temporal) development of traffic
  • a spatial distribution is e.g. a (spatial) change, i.e. a gradient, the speed and / or the traffic density in front of the vehicle.
  • the area around the vehicle extends e.g. over a range of 300 to 500 meters.
  • a smaller environment can also be provided.
  • the environment also includes secondary lanes.
  • a particularly advantageous embodiment uses only the differential speed of the vehicles to control the traffic-adaptive assistance system. This ensures an efficient control which is particularly simple and easy to handle from a computational point of view.
  • the traffic-adaptive assistance system will preferably decelerate the vehicle. If the actual time interval or the actual difference between the vehicle and the vehicle in front is greater than the respective predeterminable upper limit value, the traffic-adaptive assistance system will preferably accelerate the vehicle.
  • the traffic-adaptive assistance system is additionally separated by the distance controlled at least one other vehicle.
  • This further vehicle can be, for example, a vehicle which is located in a lane adjacent to the lane of the vehicle next to the vehicle.
  • the traffic-adaptive assistance system is additionally controlled at the speed of at least one further vehicle.
  • This can be, for example, the speed of a vehicle which is located on a lane adjacent to the lane of the vehicle next to the vehicle.
  • the invention is preferably implemented as a computer program with program code means, a particular version of the method according to the invention being carried out when the respective program is executed on a computer.
  • a further preferred embodiment of the invention is a computer program product with program code means, the program code means being stored on a computer-readable data carrier in order to carry out a particular version of the method according to the invention when the respective program product is executed on a computer.
  • FIG. 1 schematically shows a vehicle comprising a traffic-adaptive assistance system and a vehicle in front
  • 3 shows a schematic representation of the two-dimensional surface of the spatially homogeneous and time-independent solutions according to the three-phase theory of traffic
  • FIG. 4 shows an example of a use of the three-phase theory according to the invention for a traffic-adaptive assistance system.
  • FIG. 1 shows a vehicle 1 with a traffic-adaptive assistance system ACC (Automatic Cruise Control) at time ⁇ point n.
  • Vehicle 1 is traveling at speed v n .
  • vehicle 2 traveling at the speed V ⁇ , n .
  • the two vehicles 1, 2 have a current distance of dx n -d (d corresponds to the vehicle length) and a time interval of ab.
  • ⁇ may depend on the vehicle speed v n and / or the speed of other vehicles.
  • a n 0 (ie no acceleration or deceleration of vehicle 1 by the traffic-adaptive assistance system ACC ).
  • a time interval that can be specified as a constant or as a function of the vehicle speed (vehicle speeds) is traveled:
  • FIG. 2 shows a known fundamental diagram q (p) of a traffic-adaptive assistance system from the prior art.
  • the traffic flow p is plotted on the ordinate over the traffic density q plotted on the abscissa.
  • a line F determined in this way is shown in FIG. 2, corresponding to the free traffic.
  • a line ACC is also shown, corresponding to the setting by a traffic-adaptive assistance system known from the prior art.
  • all pairs of values from traffic density and traffic flow that can be selected by a traffic adaptive assistance system known from the prior art are plotted in FIG. 2.
  • FIG. 3 For Fig. 3, reference is made to the three-phase traffic theory, see for example BS Kerner, Phys. Rev. E Vol. 65, 046138, 2002. In this theory there is no fundamental diagram (like the one shown in FIG. 2 as an example), but there is a two-dimensional surface of spatially homogeneous and temporally independent solutions as pairs of values from traffic density and traffic flow. This is shown in FIG. 3.
  • the traffic density p is again plotted on the abscissa and the traffic flow q is plotted on the ordinate.
  • a curve F ' can be seen which corresponds to the free traffic.
  • An area S of synchronized traffic can also be read from FIG. 3, here hatched, and a line J jammed traffic.
  • the two-dimensional surface of the spatially homogeneous and temporally independent solutions shown in FIG. 3 was theoretically predicted and experimentally confirmed.
  • the behavior resulting from the properties of real vehicle drivers is thus simulated.
  • the traffic-adaptive assistance systems known from the prior art do not show this behavior in principle.
  • a problem is, for example, a lack of "damping" of such systems when several vehicles equipped with traffic-adaptive assistance systems are driving one behind the other. This can lead to uncontrolled behavior of individual vehicles.
  • the present invention intervenes here and solves such problems, according to the invention by implementing the three-phase traffic theory in a method for controlling a traffic-adaptive assistance system.
  • FIG. 4 shows the effects of a traffic-adaptive assistance system controlled according to the invention in the event that the lower limit value is specified as a first constant and the upper limit value as a second constant.
  • a line U corresponding to the upper limit value, a line L corresponding to the lower limit value and a line F free traffic are shown.
  • This representation can in turn be interpreted analogously to FIG. 2, namely as all pairs of values from traffic density and traffic flow that can be selected by a traffic-adaptive assistance system controlled according to the invention.
  • FIG. 2 what is remarkable here is the excellent agreement with the theoretically predicted, experimentally confirmed and shown in FIG. 3 real ones Conditions.
  • the activation of a traffic-adaptive assistance system according to the invention enables an astonishing similarity to the behavior resulting from the properties of real vehicle drivers.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung eines in einem Fahrzeug befindlichen verkehrsadaptiven Assistenzsystems mit geschwindigkeits- und / oder abstandsbezogenen Grössen des Fahrzeugs und eines vorausfahrenden Fahrzeugs, wobei das Assistenzsystem unter Verwendung dieser Grössen eine Beschleunigung oder eine Verzögerung des Fahrzeugs bewirkt. Erfindungsgemäss wird dann, wenn der Ist-Zeitabstand (Ist-Zeitlücke) und / oder der Ist-Abstand (Ist-Distanz) des Fahrzeugs zum vorausfahrenden Fahrzeug grösser als ein vorgebbarer jeweiliger unterer und kleiner als ein vorgebbarer jeweiliger oberer Grenzwert ist, das Assistenzsystem unter Ausschluss eines Ziel-Zeitabstandes angesteuert. Verwendung z.B. für Kraftfahrzeuge.

Description

Verfahren zur Ansteuerung eines in einem Fahrzeug befindlichen verkehrsadaptiven Assistenzsystems
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung eines in einem Fahrzeug befindlichen verkehrsadaptiven Assistenzsystems mit geschwindigkeits- und / oder abstandsbezogenen Größen des Fahrzeugs und eines vorausfahrenden Fahrzeugs. Dabei beschleunigt und / oder verzögert das Assistenzsystem das Fahrzeug unter Verwendung dieser Größen.
Ein derartiges Verfahren ist aus der DE 10019190 AI bekannt. Hier wird der Wert der Beschleunigung bzw. Verzögerung des Fahrzeugs durch das verkehrsadaptive Assistenzsystem durch eine untere und / oder eine obere Schranke begrenzt.
In der EP 0443644 AI wird vorgeschlagen, ein verkehrsadap- tives Assistenzsystem unter Verwendung einer Zieldistanz anzusteuern .
Die EP 1063626 AI offenbart, ein verkehrsadaptives Assistenzsystem mit einzelnen unterschiedlichen Zeitabständen zu einem vorausfahrenden Fahrzeug bzw. einzelnen unterschiedlichen Distanzen zu einem vorausfahrenden Fahrzeug anzusteuern. In der EP 1225079 A2 wird ein verkehrsadaptives Assistenzsystem mit einer Zieldistanz des Fahrzeugs zu einem vorausfahrenden Fahrzeug angesteuert.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Ansteuerung eines verkehrsadaptiven Assistenzsystems vorzuschlagen, das flexibel ist, ein den Eigenschaften realer Fahrzeugführer nachempfundenes Verhalten aufweist und zusätzlich gute Reaktionszeiten des verkehrsadaptiven Assistenzsystems ermöglicht.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 und 2. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung.
Der Hauptgedanke der Erfindung besteht darin, dass dann, wenn der Ist-Zeitabstand (d.h. die Ist-Zeitlücke) und / o- der der Ist-Abstand (d.h. die Ist-Distanz) des Fahrzeugs zum vorausfahrenden Fahrzeug größer als ein vorgebbarer jeweiliger unterer und kleiner als ein vorgebbarer jeweiliger oberer Grenzwert ist, das verkehrsadaptive Assistenzsystem unter Ausschluss eines Ziel-Zeitabstandes angesteuert wird.
Durch die Erfindung wird bei der Ansteuerung des verkehrsadaptiven Assistenzsystems die herrschende Verkehrssituation und die Fahrthistorie des Fahrzeugs (z.B. das Fahrverhalten in den letzten 10 Minuten) quasi "automatisch" berücksichtigt. Denn wenn der Ist-Zeitabstand bzw. die Ist-Distanz des Fahrzeugs zum vorausfahrenden Fahrzeug größer als der vorgebbare untere und kleiner als der vorgebbare obere Grenzwert ist, wird kein Ziel-Zeitabstand bzw. keine Ziel-Distanz zur Ansteuerung des verkehrsadaptiven Assistenzsystems verwendet. Es ergibt sich eine besonders flexible Ansteuerung des verkehrsadaptiven Assistenzsystems, indem auf die Verwendung eines Ziel- Zeitabstandes bzw. einer Ziel-Distanz verzichtet wird, wenn der Ist-Zeitabstand bzw. die Ist-Distanz des Fahrzeugs zum vorausfahrenden Fahrzeug sich innerhalb der vor¬ gebbaren Grenzwerte befindet. Dabei ist alternativ entweder nur ein Ist-Zeitabstand oder nur eine Ist-Distanz oder eine Kombination von beiden vorgesehen, wobei auch eine situationsabhängige Auswahl im Fahrzeug vorgesehen sein kann.
Während bei den im Stand der Technik dargelegten Verfahren zur Ansteuerung von verkehrsadaptiven Assistenzsystemen bei den "Auswirkungen" der Ansteuerung angesetzt wird - beispielsweise indem eine vom verkehrsadaptiven Assistenz¬ system bestimmte Beschleunigung begrenzt wird - setzt die Erfindung früher an. Die Erfindung greift bei den "Ursachen" ein, indem sie direkt die zur Ansteuerung des verkehrsadaptiven Assistenzsystems vorgesehenen Größen selektiert. Mit anderen Worten wird es beim erfindungsgemäßen Verfahren möglich, einen zusätzlichen "Freiheitsgrad" einzuführen dadurch, dass der Ziel-Zeitabstand bzw. die Ziel- Distanz zwischen Fahrzeug und vorausfahrendem Fahrzeug nicht zur Ansteuerung verwendet wird. Somit wird beispielsweise der herrschenden Verkehrssituation dadurch Rechnung getragen, dass nach Abschluss des Beschleuni- gungs- bzw. des Verzögerungsvorgangs des Fahrzeugs durch das verkehrsadaptive Assistenzsystem (d.h. beim Vorliegen einer Differenzgeschwindigkeit von näherungsweise Null zwischen dem Fahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug) der dann bestehende Zeitabstand bzw. die dann bestehende Distanz zwischen den beiden Fahrzeugen nicht vorbestimmt ist .
Bei den im Stand der Technik dargelegten Verfahren zur Ansteuerung von verkehrsadaptiven Assistenzsystemen sind stets feste bzw. nach fest vorgegebenen Zusammenhängen bestimmte Zeitabstände bzw. Distanzen vorgesehen. Dagegen ist ein erfindungsgemäß als Ergebnis eines Beschleuni- gungs- oder Verzögerungsvorganges des Fahrzeugs erreichter Zeitabstand bzw. Distanz die Folge einer jeweiligen Verkehrssituation und / oder einer jeweiligen Fahrzeughistorie. Dies zeigt eindrucksvoll das den Eigenschaften realer Fahrzeugführer nachempfundene Verhalten des erfindungsgemäßen Verfahrens. Denn während erfindungsgemäß der Zeitabstand bzw. die Distanz jeden beliebigen Wert aus dem Intervall zwischen dem vorgebbaren unteren und dem vorgebbaren oberen Grenzwert annehmen kann (d.h. Auswahl aus unendlich vielen Werten) , sind dies bei den im Stand der Technik dargelegten Verfahren nur ein einziger bzw. einige wenige diskrete Werte.
Eine besonders einfache Ausführungsform der Erfindung ergibt sich, wenn der untere Grenzwert und / oder der obere Grenzwert als eine jeweilige Konstante ausgeführt sind. Damit sind durchzuführende Berechnungen besonders schnell und nachvollziehbar durchführbar.
Noch flexibler anwendbar wird die Erfindung, wenn einer o- der beide Grenzwerte abhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeuges und / oder der Geschwindigkeit eines weiteren Fahrzeuges, beispielsweise des vorausfahrenden Fahrzeuges, vorgebbar sind. Dies ermöglicht eine Berücksichtigung der jeweiligen Verkehrssituation.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der untere und / oder der o- bere Grenzwert abhängig von der Art der an der Position des Fahrzeugs herrschenden Verkehrszustandsphase vorgebbar ist. Verkehrszustandsphasen kennzeichnen auf besonders einfache Weise den herrschenden Verkehrszustand. Eine Verkehrszustandsphase ist beispielsweise der gestauchte synchronisierte Verkehr. Diese Verkehrszustandsphasen werden in der Drei-Phasen-Theorie des Verkehrs näher erläutert, siehe z.B. B. S. Kerner, Phys . Rev. E Vol. 65, 046138, 2002.
Eine besonders große Flexibilität der Erfindung wird erreicht, wenn der untere Grenzwert und / oder der obere Grenzwert abhängig von der zeitlich-räumlichen Verteilung des Verkehrs in einer Umgebung des Fahrzeugs vorgebbar ist. Eine zeitliche Verteilung ist z.B. eine prognostizierte (zeitliche) Entwicklung des Verkehrs, eine räumliche Verteilung ist z.B. eine (räumliche) Änderung, d.h. ein Gradient, der Geschwindigkeit und / oder der Verkehrsdichte vor dem Fahrzeug. Die Umgebung des Fahrzeugs erstreckt sich z.B. über einen Bereich von 300 bis 500 Metern. Eine kleinere Umgebung kann ebenfalls vorgesehen sein. Die Umgebung umfasst dabei neben der Fahrspur, auf der sich das Fahrzeug befindet, auch Nebenfahrspuren.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform verwendet nur die Differenzgeschwindigkeit der Fahrzeuge zur Ansteuerung des verkehrsadaptiven Assistenzsystems. Hiermit wird eine effiziente und gleichzeitig besonders einfach und rechentechnisch leicht zu handhabende Ansteuerung sichergestellt.
Wenn der Ist-Zeitabstand bzw. die Ist-Distanz des Fahrzeugs zum vorausfahrenden Fahrzeug kleiner als der jeweilige vorgebbare untere Grenzwert ist, wird das verkehrsadaptive Assistenzsystem das Fahrzeug vorzugsweise verzögern. Wenn der Ist-Zeitabstand bzw. die Ist-Differenz des Fahrzeugs zum vorausfahrenden Fahrzeug größer als der jeweilige vorgebbare obere Grenzwert ist, wird das verkehrsadaptive Assistenzsystem das Fahrzeug vorzugsweise beschleunigen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung wird das verkehrsadaptive Assistenzsystem zusätzlich mit dem Abstand zu we- nigstens einem weiteren Fahrzeug angesteuert. Dieses weitere Fahrzeug kann beispielsweise ein Fahrzeug sein, welches sich auf einer der Fahrspur des Fahrzeuges benachbarten Fahrspur neben dem Fahrzeug befindet.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird das verkehrsadaptive Assistenzsystem zusätzlich mit der Geschwindigkeit von wenigstens einem weiteren Fahrzeug angesteuert. Dies kann beispielsweise die Geschwindigkeit eines Fahrzeuges sein, welches sich auf einer der Fahrspur des Fahrzeuges benachbarten Fahrspur neben dem Fahrzeug befindet .
Die Erfindung ist vorzugsweise als Computerprogramm mit Programmcode-Mitteln realisiert, wobei eine jeweilige Ausprägung des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführt wird, wenn das jeweilige Programm auf einem Computer ausgeführt wird.
Eine weitere bevorzugte Realisierungsform der Erfindung stellt ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode- Mitteln dar, wobei die Programmcode-Mittel die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um eine jeweilige Ausprägung des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen, wenn das jeweilige Programmprodukt auf einem Computer ausgeführt wird.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nun anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 schematisch ein Fahrzeug umfassend ein verkehrs- adaptives Assistenzsystem, und ein vorausfahrendes Fahrzeug,
Fig. 2 beispielhaft ein Fundamentaldiagramm eines verkehrsadaptiven Fahrzeugassistenzsystems aus dem Stand der Technik, Fig. 3 eine schematische Darstellung der zweidimensionalen Fläche der räumlich homogenen und zeitlich unabhängigen Lösungen nach der Drei-Phasen-Theorie des Verkehrs,
Fig. 4 beispielhaft eine erfindungsgemäße Verwendung der Drei-Phasen-Theorie für ein verkehrsadaptives Assistenzsystem.
Fig. 1 zeigt ein Fahrzeug 1 mit einem verkehrsadaptiven Assistenzsystem ACC (Automatic Cruise Control) zum Zeit¬ punkt n. Das Fahrzeug 1 fährt mit der Geschwindigkeit vn. Weiterhin dargestellt ist ein Fahrzeug 2, das mit der Geschwindigkeit Vι,n fährt. Die beiden Fahrzeuge 1, 2 weisen zum Zeitpunkt n einen aktuellen Abstand von dxn-d (dabei entspricht d der Fahrzeuglänge) und einen Zeitabstand von Φ auf. Dabei kann Φ von der Fahrzeuggeschwindigkeit vn und / oder der Geschwindigkeit anderer Fahrzeuge abhängig sein.
Das verkehrsadaptive Assistenzsystem ACC wird unter Verwendung der beschriebenen Größen angesteuert. Es bestimmt zum Zeitpunkt n eine Beschleunigung bzw. Verzögerung (negative Beschleunigung) an für das Fahrzeug 1. Damit ergibt sich: an = f(K!((dxn- d) - Φ * vn), K2(vι,n - vn)). (1)
Falls vn = v1 n = vn (0) (2) und
(dxn - d) = Φ * vn (0) = Φ(0) * vn (0) (3) gilt, so ist an = 0 (d.h. keine Beschleunigung oder Verzögerung von Fahrzeug 1 durch das verkehrsadaptive Assistenzsystem ACC) . Zudem wird ein - als eine Konstante oder als eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit (Fahrzeuggeschwindigkeiten) angebbarer - Zeitabstand gefahren:
Φ!0) = (dx„ - d) / vn <0) . (4) Dies ergibt bei verschiedenen Verkehrsdichten (die Verkehrsdichte p entspricht dem reziproken Fahrzeugabstand, p=l/dxn ) und Geschwindigkeiten vn (0) ein bekanntes Fundamentaldiagramm q(p), siehe Fig. 2.
Fig. 2 zeigt ein bekanntes Fundamentaldiagramm q(p) eines verkehrsadaptiven Assistenzsystems aus dem Stand der Technik. Bei einem derartigen Fundamentaldiagramm wird über der auf der Abszisse aufgetragenen Verkehrsdichte q auf der Ordinate der Verkehrstluss p aufgetragen. Dabei wird unter Verwendung der Formel (4) der Verkehrstluss abhängig von der Verkehrsdichte bestimmt, wobei der Verkehrstluss q definiert ist zu q = P * vn (0). In Fig. 2 ist eine derart bestimmte Linie F eingezeichnet, entsprechend dem freien Verkehr. Weiterhin ist eine Linie ACC eingezeichnet, entsprechend der Einstellung durch ein aus dem Stand der Technik bekanntes, verkehrsadaptives Assistenzsystem. Anders ausgedrückt sind in Fig. 2 alle durch ein aus dem Stand der Technik bekanntes verkehrsadaptives Assistenzsystem selektierbaren Wertepaare aus Verkehrsdichte und Verkehrstluss aufgetragen.
Für Fig. 3 wird Bezug genommen auf die Drei-Phasen-Theorie des Verkehrs, siehe z.B. B. S. Kerner, Phys . Rev. E Vol. 65, 046138, 2002. In dieser Theorie gibt es kein Fundamentaldiagramm (wie das in Fig. 2 beispielhaft dargestellte) , sondern es existiert eine zweidimensionale Fläche der räumlich homogene und zeitlich unabhängigen Lösungen als Wertepaare aus Verkehrsdichte und Verkehrstluss . Dies ist in Fig. 3 dargestellt. In Fig. 3 ist wiederum auf der Abszisse die Verkehrsdichte p aufgetragen und auf der Ordinate der Verkehrstluss q. Zu erkennen ist eine Kurve F' , die dem freien Verkehr entspricht. Weiterhin ist aus Fig. 3 ein Bereich S synchronisierten Verkehrs abzulesen, hier schraffiert dargestellt, und eine Linie J gestauten Verkehrs .
Die in Fig. 3 dargestellte zweidimensionale Fläche der räumlich homogene und zeitlich unabhängigen Lösungen wurde theoretisch vorhergesagt und experimentell bestätigt. Somit wird das aus den Eigenschaften realer Fahrzeugführer resultierende Verhalten nachgebildet. Wie jedoch aus Fig. 2 abzulesen ist, zeigen die aus dem Stand der Technik bekannten verkehrsadaptiven Assistenzsysteme dieses Verhalten prinzipiell nicht. Hieraus resultieren Probleme bei der Ansteuerung verkehrsadaptiver Assistenzsysteme. Ein Problem ist beispielsweise eine fehlende "Dämpfung" solcher Systeme, wenn mehrere mit verkehrsadaptiven Assistenzsystemen ausgerüstete Fahrzeuge hintereinander fahren. Dies kann zu unkontrolliertem Verhalten einzelner Fahrzeuge führen. Hier greift nun die vorliegende Erfindung ein und löst solche Probleme, erfindungsgemäß durch Implementierung der Drei-Phasen-Theorie des Verkehrs in ein Verfahren zur Ansteuerung eines verkehrsadaptiven Assistenzsystems .
In Fig. 4 sind die Auswirkungen eines erfindungsgemäß angesteuerten verkehrsadaptiven Assistenzsystems für den Fall dargestellt, dass der untere Grenzwert als eine erste Konstante und der obere Grenzwert als eine zweite Konstante vorgegeben ist. Dabei ist eine Linie U entsprechend dem oberen Grenzwert, eine Linie L entsprechend dem unteren Grenzwert und eine Linie F freien Verkehrs dargestellt. Auch dieses Darstellung ist wiederum analog zu Fig. 2 interpretierbar, nämlich als alle durch ein erfindungsgemäß angesteuertes verkehrsadaptives Assistenzsystem selektierbaren Wertepaare aus Verkehrsdichte und Verkehrstluss . Beachtlich ist hier, im Gegensatz zu Fig. 2, die hervorragende Übereinstimmung mit den theoretisch vorhergesagten, experimentell bestätigten und in Fig. 3 dargelegten realen Gegebenheiten. Die erfindungsgemäße Ansteuerung eines verkehrsadaptiven Assistenzsystems ermöglicht eine verblüffende Ähnlichkeit zu dem aus den Eigenschaften realer Fahrzeugführer resultierenden Verhalten.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Ansteuerung eines in einem Fahrzeug befindlichen verkehrsadaptiven Assistenzsystems mit geschwindigkeits- und / oder abstandsbezogenen Größen des Fahrzeugs und eines vorausfahrenden Fahrzeugs, wobei das Assistenzsystem unter Verwendung dieser Größen eine Beschleunigung oder eine Verzögerung des Fahrzeugs bewirkt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass dann, wenn der Ist-Zeitabstand (Ist-Zeitlücke) und / oder der Ist-Abstand (Ist-Distanz) des Fahrzeugs zum vorausfahrenden Fahrzeug größer als ein vorgebbarer jeweiliger unterer und kleiner als ein vorgebbarer jeweiliger oberer Grenzwert ist, das Assistenzsystem unter Ausschluss eines Ziel-Zeitabstandes angesteuert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der untere Grenzwert als eine erste Konstante und / oder der obere Grenzwert als eine zweite Konstante vorgebbar ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der untere Grenzwert abhängig von der Geschwin- digkeit des Fahrzeugs und / oder der Geschwindigkeit wenigstens eines weiteren Fahrzeugs vorgebbar ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der obere Grenzwert abhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und / oder der Geschwindigkeit wenigstens eines weiteren Fahrzeugs vorgebbar ist.
5. Verfahren nach einem der Anspruch 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der untere und/ oder der obere Grenzwert abhängig von der Art der an der Position des Fahrzeugs herrschenden Verkehrszustandsphase vorgebbar ist.
6. Verfahren nach einem der Anspruch 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der untere und/ oder der obere Grenzwert abhängig von der zeitlich-räumlichen Verteilung des Verkehrs in einer Umgebung des Fahrzeugs vorgebbar ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Assistenzsystem nur unter Verwendung der Differenzgeschwindigkeit der Fahrzeuge angesteuert wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass wenn die Ist- Zeitlücke bzw. die Ist-Distanz des Fahrzeugs zum vorausfahrenden Fahrzeug kleiner als der jeweilige untere Grenzwert ist das Assistenzsystem das Fahrzeug verzögert.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass wenn die Ist- Zeitlücke bzw. die Ist-Distanz des Fahrzeugs zum vorausfahrenden Fahrzeug größer als der jeweilige obere Grenzwert ist das Assistenzsystem das Fahrzeug beschleunigt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Assistenzsystem zusätzlich mit dem Abstand zu wenigstens einem weiteren Fahrzeug angesteuert wird.
11. Verfahren nach einem der Anspruch 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Assistenzsystem zusätzlich mit der Geschwindigkeit von wenigstens einem weiteren Fahrzeug angesteuert wird.
12. Computerprogramm mit Programmcode-Mitteln, um alle Schritte von jedem beliebigen der Ansprüche 1 bis 11 durchzuführen, wenn das Programm auf einem Computer ausgeführt wird.
13. Computerprogrammprodukt mit Programmcode-Mitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um das Verfahren nach jedem beliebigen der Ansprüche 1 bis 11 durchzuführen, wenn das Programmprodukt auf einem Computer ausgeführt wird.
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