Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur adaptiven Geschwindigkeitsregelung eines Kraftfahrzeugs, ein Fahrerassistenzsystem zur adaptiven Geschwindigkeitsregelung eines Kraftfahrzeugs sowie ein Computerprogrammprodukt

Fahrerassistenzsysteme zur adaptiven Geschwindigkeitsregelung eines Kraftfahrzeugs, auch als Abstandsregeltempomaten oder ACC (englisch: "adaptive cruise control") bezeichnet, sind bekannt. Dabei kann mittels eines Umfeldsensorsystems, etwa einer Kamera, eines Lidarsystems und/oder eines Radarsystems, ein vor einem Kraftfahrzeug fahrendes weiteres Kraftfahrzeug detektiert werden und dessen Abstand zum Kraftfahrzeug sowie seine Geschwindigkeit bestimmt werden. Abhängig davon können Drehmomentanforderungen erzeugt werden, basierend auf denen ein Antriebsmotor und/oder ein Bremssystem des Kraftfahrzeugs angesteuert werden, um eine Sollvorgabe zu erreichen. So kann etwa die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs auf eine vorgegebene Sollgeschwindigkeit geregelt werden, sofern dabei ein vorgegebener Mindestabstand zum weiteren Kraftfahrzeug eingehalten werden kann, anderenfalls wird zum Beispiel die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs reduziert.

Um das erforderliche Drehmoment zu bestimmen, ist es erforderlich, die Gesamtmasse des Kraftfahrzeugs wenigstens näherungsweise zu bestimmen. Als grobe Abschätzung könnte die Leermasse des Kraftfahrzeugs zugrunde gelegt werden. Aufgrund des zusätzlichen Gewichts von Passagieren und gegebenenfalls Ladung wäre diese Abschätzung jedoch sehr ungenau, was zu einer unzuverlässigen Geschwindigkeitsregelung beziehungsweise zu einem Sicherheitsrisiko führen könnte. Daher kann die Masse des Fahrzeugs in dessen Betrieb basierend auf Mess- oder Schätzwerten betreffend die Fahrzeugdynamik abgeschätzt werden, indem beispielsweise das applizierte Drehmoment mit der resultierenden Geschwindigkeitsveränderung, also Beschleunigung oder Verzögerung, des Kraftfahrzeugs in Beziehung gesetzt wird.

Dokument US 2013/0138288 A1 beschreibt ein Fahrzeugsystem und ein Verfahren, das die Masse eines Fahrzeugs schätzt, so dass eine genauere Schätzung der Fahrzeugmasse anderen Fahrzeugsystemen zur Verfügung gestellt werden kann, wie zum Beispiel einem adaptiven Geschwindigkeitsregelsystem oder einem automatischen Spurwechselsystem. Dabei wird eine tatsächliche Beschleunigung des Fahrzeugs mit einer erwarteten Beschleunigung verglichen. Die Differenz zwischen diesen beiden Beschleunigungswerten kann dann zusammen mit dem Drehmoment verwendet werden, um die tatsächliche Masse des Fahrzeugs zu schätzen.

Dokument US 2019/0171225 A1 beschreibt Systeme, Verfahren, Steuerungen und Algorithmen zur Steuerung eines Fahrzeugs, um einem anderen Fahrzeug mit automatischer oder teilweise automatischer Steuerung zu folgen. Dabei wird ein Masseschätzer eingesetzt, der die Masse des Fahrzeugs basierend auf dem eingesetzten Motor- oder Bremsdrehmoment bestimmt.

Es ist jedoch unvermeidlich, dass bei der Bestimmung der Masse Unsicherheiten auftreten, was dazu führt, dass im Allgemeinen nicht die exakte Masse bestimmt werden kann, sondern nur ein entsprechender Wertebereich innerhalb dessen die Masse gemäß der entsprechenden Messung und/oder Schätzung liegt. Aus Sicherheitsgründen kann der Drehmomentanforderung ein möglichst konservativer Wert für die Masse zugrunde gelegt werden, was allerdings die Leistungsfähigkeit des Abstandsregeltempomaten verringert, da damit die Leistung des Antriebsmotors oder des Bremssystems nicht voll ausgeschöpft wird.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Leistungsfähigkeit einer adaptiven Geschwindigkeitsregelung eines Kraftfahrzeugs zu erhöhen, ohne dabei ein erhöhtes Sicherheitsrisiko in Kauf nehmen zu müssen.

Diese Aufgabe wird durch den jeweiligen Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, den Massewert, der der Drehmomentanforderung zugrunde gelegt wird, abhängig von einem Fahrszenario, in dem sich das Kraftfahrzeug befindet, aus einem durch eine Masseschätzung bestimmten Wertebereich für die Masse des Kraftfahrzeugs ausgewählt wird.

Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zur adaptiven Geschwindigkeitsregelung eines Kraftfahrzeugs angegeben. Dabei wird eine Masseschätzung durchgeführt, insbesondere mittels wenigstens einer Steuereinheit des Kraftfahrzeugs, um einen Wertbereich für eine Masse des Kraftfahrzeugs zu bestimmen. Ein Massewert innerhalb des Wertebereichs wird abhängig von einem Fahrszenario, in welchem sich das Kraftfahrzeug befindet, ausgewählt, insbesondere mittels der wenigstens einen Steuereinheit. Abhängig von dem Massewert und abhängig von einer Sollvorgabe, welche eine Sollgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und/oder einen Sollsicherheitsabstand des Kraftfahrzeugs betrifft, wird eine Drehmomentanforderung zur adaptiven Geschwindigkeitsregelung generiert, insbesondere mittels der wenigstens einen Steuereinheit.

Eine Steuereinheit kann auch als Recheneinheit bezeichnet werden. Beispielsweise kann die wenigstens eine Steuereinheit durch wenigstens ein Steuergerät, ECU (englisch: „electronic control unit“) implementiert sein. Unter einer Recheneinheit kann insbesondere ein Datenverarbeitungsgerät verstanden werden, das einen Verarbeitungsschaltkreis enthält. Die Recheneinheit kann also insbesondere Daten zur Durchführung von Rechenoperationen verarbeiten. Darunter fallen gegebenenfalls auch Operationen, um indizierte Zugriffe auf eine Datenstruktur, beispielsweise eine Umsetzungstabelle, LUT (englisch: „look-up table“), durchzuführen.

Die Recheneinheit kann insbesondere einen oder mehrere Computer, einen oder mehrere Mikrocontroller und/oder einen oder mehrere integrierte Schaltkreise enthalten, beispielsweise eine oder mehrere anwendungsspezifische integrierte Schaltungen, ASIC (englisch: „application-specific integrated circuit“), eines oder mehrere feldprogrammierbare Gate-Arrays, FPGA, und/oder eines oder mehrere Einchipsysteme, SoC (englisch: „system on a chip“). Die Recheneinheit kann auch einen oder mehrere Prozessoren, beispielsweise einen oder mehrere Mikroprozessoren, eine oder mehrere zentrale Prozessoreinheiten, CPU (englisch: „central processing unit“), eine oder mehrere Grafikprozessoreinheiten, GPU (englisch: „graphics processing unit“) und/oder einen oder mehrere Signalprozessoren, insbesondere einen oder mehrere Digitalsignalprozessoren, DSP, enthalten. Die Recheneinheit kann auch einen physischen oder einen virtuellen Verbund von Computern oder sonstigen der genannten Einheiten beinhalten.

In verschiedenen Ausführungsbeispielen beinhaltet die Recheneinheit eine oder mehrere Hardware- und/oder Softwareschnittstellen und/oder eine oder mehrere Speichereinheiten.

Eine Speichereinheit kann als flüchtiger Datenspeicher, beispielsweise als dynamischer Speicher mit wahlfreiem Zugriff, DRAM (englisch: „dynamic random access memory“) oder statischer Speicher mit wahlfreiem Zugriff, SRAM (englisch: „static random access memory“), oder als nicht-flüchtiger Datenspeicher, beispielsweise als Festwertspeicher, ROM (englisch: „read-only memory“), als programmierbarer Festwertspeicher, PROM (englisch: „programmable read-only memory“), als löschbarer programmierbarer Festwertspeicher, EPROM (englisch: „erasable programmable read-only memory“), als elektrisch löschbarer programmierbarer Festwertspeicher, EEPROM (englisch: „electrically erasable programmable read-only memory“), als Flash-Speicher oder Flash- EEPROM, als ferroelektrischer Speicher mit wahlfreiem Zugriff, FRAM (englisch: „ferroelectric random access memory“), als magnetoresistiver Speicher mit wahlfreiem Zugriff, MRAM (englisch: „magnetoresistive random access memory“) oder als Phasenänderungsspeicher mit wahlfreiem Zugriff, PCRAM (englisch: „phase-change random access memory“), ausgestaltet sein.

Die Masse des Kraftfahrzeugs entspricht hier und im Folgenden insbesondere einer Gesamtmasse des Kraftfahrzeugs inklusive der Leermasse des Kraftfahrzeugs, der Masse aller Passagiere, gegebenenfalls der Masse eines Kraftstoffs und gegebenenfalls sonstiger Ladung.

Die Drehmomentanforderung kann beispielsweise einen Drehmomentwert, also insbesondere einen Absolutwert und ein Vorzeichen, eines Drehmoments beinhalten, welche gemäß der adaptiven Geschwindigkeitsregelung durch einen Antriebsstrang, insbesondere Antriebsmotor, des Kraftfahrzeugs und/oder ein Bremssystem des Kraftfahrzeugs zu erzeugen ist. Der Drehmomentwert wird dabei insbesondere abhängig von dem Massewert, abhängig von der Sollvorgabe und gegebenenfalls abhängig von weiteren Daten, insbesondere Umfeldsensordaten der Umgebung des Kraftfahrzeugs und/oder Zustandsdaten des Kraftfahrzeugs, berechnet.

Abhängig von der Drehmomentanforderung wird also insbesondere ein Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs und/oder das Bremssystem des Kraftfahrzeugs angesteuert, insbesondere mittels der wenigstens einen Steuereinheit, sodass ein Drehmoment gemäß der Drehmomentanforderung erzeugt wird. Dabei wird insbesondere der Antriebsmotor zur Beschleunigung genutzt und das Bremssystem zur Verzögerung. Allerdings kann auch die Motorbremswirkung des Antriebsmotors gezielt zur Verzögerung genutzt werden, insbesondere im Falle eines Elektromotors.

Die Sollvorgabe kann beispielsweise die Sollgeschwindigkeit und den Sollsicherheitsabstand beinhalten. Die Sollgeschwindigkeit kann dabei beispielsweise von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs vorgegeben werden. Der Sollsicherheitsabstand entspricht insbesondere einem Abstand des Kraftfahrzeugs von einem sich in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs vor dem Kraftfahrzeug befindlichen weiteren Verkehrsteilnehmer, insbesondere weiteren Kraftfahrzeug, wobei der weitere Verkehrsteilnehmer bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens jedoch nicht zwingend präsent ist. Der Abstand des Kraftfahrzeugs kann gegebenenfalls mittels eines Umfeldsensorsystem des Kraftfahrzeugs bestimmt werden, beispielsweise eines Lidarsystems, eines Radarsystems und/oder eines Kamerasystems des Kraftfahrzeugs. Bei der Verwendung eines Kamerasystems, kann der Abstand durch einen entsprechenden Algorithmus zur Tiefenschätzung oder dergleichen abgeschätzt werden. Die Drehmomentanforderung wird also insbesondere derart erzeugt, dass bei dessen Umsetzung durch Erzeugung des entsprechenden Drehmoments, der Sollsicherheitsabstand eingehalten wird oder angestrebt wird und die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs auf die Sollgeschwindigkeit geregelt wird, sofern dies mit der Einhaltung des Sollsicherheitsabstands vereinbar ist. Anderenfalls wird die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs entsprechend reduziert, beispielsweise auf eine maximale Geschwindigkeit, mit der der Sollsicherheitsabstand eingehalten werden kann. Der Sollsicherheitsabstand kann von der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs abhängen. Er kann beispielsweise durch eine Benutzereingabe in vorbestimmtem Umfang verringert oder vergrößert werden.

Die Berechnung des Drehmomentwerts an sich ist aus bekannten Fahrerassistenzsystemen zur adaptiven Geschwindigkeitsregelung bekannt. Erfindungsgemäß wird jedoch der Massewert abhängig von dem Fahrszenario aus dem Wertebereich ausgewählt. Der Wertebereich resultiert aus der Masseschätzung. Beispielsweise liefert die Masseschätzung einen Messwert oder Schätzwert für die Masse sowie eine Unsicherheit der Masseschätzung, etwa quantifiziert durch eine Varianz der Masse. Der Wertebereich kann dann beispielsweise durch den mit der Unsicherheit beaufschlagten Mess- oder Schätzwert gegeben sein. Alternativ kann auch der Messoder Schätzwert mit einem, relativ oder absolut, fest vorgegebenen Toleranzbereich beaufschlagt werden, um den Wertebereich zu erhalten.

Durch die Auswahl des Massewerts, der zur Erzeugung der Drehmomentanforderung verwendet wird, abhängig von dem Fahrszenario kann der gesamte Wertebereich situationsabhängig ausgenutzt werden, sodass beispielsweise ein größerer Massewert zugrunde gelegt werden kann, wenn gemäß dem Fahrszenario eine besonders zuverlässige Reduzierung der Geschwindigkeit, insbesondere aus Sicherheitsgründen, erforderlich ist. Dies kann etwa in einem Fahrszenario der Fall sein, in dem sich vor dem Kraftfahrzeug ein stehendes oder sehr viel langsamer fahrendes weiteres Kraftfahrzeug befindet oder bei einer assistierten Notbremsung, beispielsweise wenn sich ein Fußgänger stehend oder mit geringer Geschwindigkeit vor dem Kraftfahrzeug befindet. In anderen Fahrszenarien kann beispielsweise ein höherer Massewert verwendet werden, um eine möglichst hohe Beschleunigung zu gewährleisten, etwa wenn das Fahrszenario einem Überholmanöver oder Fahrspurwechsel des Kraftfahrzeugs entspricht, oder ein geringerer Massewert, um eine konservativere Beschleunigung zu erzielen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden, insbesondere mittels eines Umfeldsensorsystems des Kraftfahrzeugs, Umfeldsensordaten erzeugt, welche eine vor dem Kraftfahrzeug liegende Umgebung des Kraftfahrzeugs darstellen. Die Drehmomentanforderung wird abhängig von den Umfeldsensordaten erzeugt. Insbesondere wird das gemäß der Drehmomentanforderung angeforderte Drehmoment abhängig von den Umfeldsensordaten berechnet.

Das Umfeldsensorsystem beinhaltet beispielsweise eine oder mehrere Kameras, eines oder mehrere Lidarsysteme und/oder eines oder mehrere Radarsysteme des Kraftfahrzeugs. Die wenigstens einen Steuereinheit kann basierend auf den Umfeldsensordaten zu einen erkennen, ob sich vor dem Kraftfahrzeug der weitere Verkehrsteilnehmer befindet, insbesondere innerhalb eines Erfassungsbereichs des Umfeldsensorsystems, und, falls dies der Fall ist, den Abstand des Kraftfahrzeugs von dem weiteren Verkehrsteilnehmer bestimmen. Der Abstand kann direkt aus des Umfeldsensordaten bestimmt werden, etwa im Falle eines Radarsystems oder Lidarsystems, oder indirekt, etwa im Falle einer Kamera, beispielsweise unter Verwendung eines oder mehrerer Algorithmen zur Bildverarbeitung und/oder zum maschinellen Sehen (englisch: „computer vision“).

Die Drehmomentanforderung kann dann abhängig von dem Befund, ob sich vor dem Kraftfahrzeug der weitere Verkehrsteilnehmer befindet oder nicht, generiert werden und gegebenenfalls abhängig von dem Abstand.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden Zustandsdaten des Kraftfahrzeugs bestimmt, insbesondere mittels wenigstens eines Zustandssensors des Kraftfahrzeugs. Die Drehmomentanforderung wird abhängig von den Zustandsdaten erzeugt.

Insbesondere wird das gemäß der Drehmomentanforderung angeforderte Drehmoment abhängig von den Zustandsdaten berechnet. Die Zustandsdaten beinhalten insbesondere eine momentane Geschwindigkeit und/oder momentane Beschleunigung und/oder eine momentane Drehzahl des Antriebsmotors und/oder ein momentan appliziertes Drehmoment des Antriebsmotors und/oder ein momentan appliziertes Bremsdrehmoment des Bremssystems beinhalten. Der wenigstens einen Zustandssensor beinhaltet demensprechende Sensoren zur Bestimmung der genannten Größen.

Alternativ zu dem Bestimmen der Zustandsdaten mittels des wenigstens eines Zustandssensors, können die Zustandsdaten als geschätzte Zustandsdaten bereitgestellt werden, beispielsweise mittels eines Motor- oder Bremssteuergeräts des Kraftfahrzeugs.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird abhängig von vorgegebenen digitalen Kartendaten eine Steigung einer Fahrbahn, auf der sich das Kraftfahrzeug befindet, bestimmt, insbesondere mittels der wenigstens einen Steuereinheit, und die Drehmomentanforderung wird abhängig von der Steigung erzeugt. Insbesondere wird das gemäß der Drehmomentanforderung angeforderte Drehmoment abhängig von der Steigung berechnet.

Bei der Steigung kann es sich um eine momentane oder bevorstehende, insbesondere unmittelbar bevorstehende, Steigung handeln. Die wenigstens eine Steuereinheit kann insbesondere die digitalen Kartendaten speichern oder von einer fahrzeugexternen Recheneinheit, etwa einem Servercomputer, durch ein entsprechende Kommunikationsnetzwerk, insbesondere Funknetzwerk erhalten.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird abhängig von vorgegebenen digitalen Kartendaten ein bevorstehender Fahrspurverlauf der Fahrbahn bestimmt, insbesondere mittels der wenigstens einen Steuereinheit, und die Drehmomentanforderung wird abhängig von dem Fahrspurverlauf erzeugt. Insbesondere wird das gemäß der Drehmomentanforderung angeforderte Drehmoment abhängig von dem Fahrspurverlauf berechnet.

Durch die Berücksichtigung der Steigung und/oder des Fahrspurverlaufs kann die Drehmomentanforderung noch besser an die momentane Situation angepasst werden, etwa indem ein höheres Drehmoment zur Beschleunigung beziehungsweise ein geringeres Bremsdrehmoment angefordert wird, je höher, im Falle einer positiven Steigung, die Steigung ist und umgekehrt. Alternativ oder zusätzlich zur Berücksichtigung der Steigung und/oder des Fahrspurverlaufs bei der Berechnung des angeforderten Drehmoments kann die Steigung und/oder der Fahrspurverlauf auch bei der Bestimmung des Fahrszenarios berücksichtigt werden. Demzufolge kann beispielsweise im Falle einer größeren positiven Steigung ein größerer Massewert aus dem Wertebereich ausgewählt werden als bei einer kleineren positiven Steigung, wenn etwa das Fahrszenario eine zuverlässige Beschleunigung des Fahrzeugs erfordert. Steht dagegen in dem Fahrszenario eine besonders effektive Verzögerung im Vordergrund, so kann bei einer größeren positiven Steigung ein kleinerer Massewert aus dem Wertebereich ausgewählt werden als bei einer kleineren positiven Steigung. Dies lässt sich analog auf negative Steigungen übertragen. Entsprechend kann bei einem Fahrspurverlauf, der einer Kurvenfahrt entspricht ein geringerer Massewert verwendet werden, als bei einer Geradeausfahrt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird das Fahrszenario abhängig von den Umfeldsensordaten und/oder abhängig von den Zustandsdaten des Kraftfahrzeugs aus einer Vielzahl vorgegebener Szenarien ausgewählt wird.

Insbesondere kann die wenigstens eine Steuereinheit abhängig von den Umfeldsensordaten eine Position des weiteren Kraftfahrzeugs, beispielsweise bezüglich des Kraftfahrzeugs, also insbesondere den Abstand des Kraftfahrzeugs von dem weiteren Kraftfahrzeugs und/oder die Geschwindigkeit des weiteren Kraftfahrzeugs, insbesondere relativ zu der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, bestimmen. Basierend auf den Zustandsdaten kann die wenigstens eine Steuereinheit zum Beispiel die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und/oder eine Lenkaktivität und/oder das gegenwärtig angeforderte Drehmoment bestimmen. Abhängig den genannten Größen oder Teilen davon und/oder weiteren Größen, kann die wenigstens eine Steuereinheit die Fahrsituation, in dem sich das Kraftfahrzeug befindet, als eines der Vielzahl vorgegebener Szenarien identifizieren und entsprechend auswählen. Die Auswahl kann es beispielsweise beinhalten, dass in computerlesbarer Form gespeichert wird, welches der Szenarien identifiziert wurde.

Beispielsweise kann die Vielzahl vorgegebener Szenarien ein erstes Szenario beinhalten, in dem abhängig von den Umfeldsensordaten festgestellt wird, dass ein Fahrbereich vordefinierter Länge vor dem Kraftfahrzeug frei von weiteren Verkehrsteilnehmern ist.

Falls das erste Szenario ausgewählt wird, kann die Drehmomentanforderung also derart erzeugt werden dass die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs auf die Sollgeschwindigkeit geregelt wird. Es wird zur Berechnung des angeforderten Drehmoments also beispielsweise ein vergleichsweise niedriger erster Massewert innerhalb des Wertebereichs ausgewählt.

Beispielsweise kann die Vielzahl vorgegebener Szenarien ein zweites Szenario beinhalten, in dem abhängig von den Umfeldsensordaten das vor dem Kraftfahrzeug befindliche weiteres Kraftfahrzeug identifiziert wird, das sich mit einer Geschwindigkeit, insbesondere eine Geschwindigkeit größer als Null, in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs bewegt, wobei die Geschwindigkeit des weiteren Kraftfahrzeugs geringer ist, als die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs. Abhängig von den Zustandsdaten des Kraftfahrzeugs wird festgestellt, dass ein Fahrspurwechsel des Kraftfahrzeugs nicht bevorsteht oder nicht eingeleitet wurde.

Das weitere Kraftfahrzeug fährt gemäß den Umfeldsensordaten also insbesondere auf derselben Fahrspur wie das Kraftfahrzeug und der Abstand verringert sich. Demzufolge kann die Drehmomentanforderung, falls das zweite Szenario ausgewählt wird, derart erzeugt werden dass die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs verringert wird, insbesondere auf einen Wert, der kleiner ist als die Sollgeschwindigkeit. Es wird zur Berechnung des angeforderten Drehmoments also beispielsweise ein mittlerer oder höherer zweiter Massewert innerhalb des Wertebereichs ausgewählt. Der zweite Massewert ist dabei insbesondere größer, als der erste Massewert in dem hypothetischen Fall, dass anstelle des zweiten das erste Szenario identifiziert worden wäre.

Beispielsweise kann der zweite Massewert auch abhängig von der Differenz der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und der Geschwindigkeit des weiteren Kraftfahrzeugs ausgewählt werden, wobei der zweite Massewert insbesondere umso größer ist, je größer die Differenz ist. So kann die Sicherheit erhöht werden, indem vermieden wird, dass ein zu geringes Bremsdrehmoment angefordert wird.

Beispielsweise kann die Vielzahl vorgegebener Szenarien ein drittes Szenario beinhalten, in dem abhängig von den Umfeldsensordaten das vor dem Kraftfahrzeug befindliche weitere Kraftfahrzeug identifiziert wird, und abhängig von den Zustandsdaten des Kraftfahrzeugs festgestellt wird, dass ein Fahrspurwechsel des Kraftfahrzeugs bevorsteht oder eingeleitet wurde.

Die Geschwindigkeit des weiteren Kraftfahrzeugs ist dabei insbesondere kleiner als die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs. Falls das dritte Szenario ausgewählt wird, ist es also wahrscheinlich, dass ein Überholvorgang bevorsteht oder eingeleitet wurde. Um diesen möglichst zügig durchführen zu können, kann ein vergleichsweise großer dritter Massewert ausgewählt werden, sodass vermieden wird, dass die Beschleunigung des Kraftfahrzeugs geringer ausfällt als beabsichtigt. Der dritte Massewert ist dabei insbesondere größer, als der erste Massewert in dem hypothetischen Fall, dass anstelle des zweiten das erste Szenario identifiziert worden wäre und beispielsweise größer als der zweite Massewert in dem hypothetischen Fall, dass anstelle des dritten das zweite Szenario identifiziert worden wäre.

Beispielsweise kann die Vielzahl vorgegebener Szenarien ein viertes Szenario beinhalten, in dem abhängig von den Umfeldsensordaten ein vor dem Kraftfahrzeug befindliches stationäres Objekt, beispielsweise ein stehendes Fahrzeug, identifiziert wird und abhängig von den Zustandsdaten des Kraftfahrzeugs festgestellt wird, dass ein Fahrspurwechsel des Kraftfahrzeugs nicht bevorsteht oder nicht eingeleitet wurde.

Da kein Fahrspurwechsel durchgeführt wird, kann die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs stark verringert werden oder das Kraftfahrzeug bis zum Stillstand abgebremst werden.

Um den Bremsvorgang möglichst zügig und zuverlässig durchführen zu können, kann ein vergleichsweise großer vierter Massewert ausgewählt werden, sodass vermieden wird, dass die Verzögerung des Kraftfahrzeugs geringer ausfällt als beabsichtigt. Der vierte Massewert ist dabei insbesondere größer, als der erste Massewert in dem hypothetischen Fall, dass anstelle des zweiten das erste Szenario identifiziert worden wäre und beispielsweise größer als der zweite Massewert in dem hypothetischen Fall, dass anstelle des vierten das zweite Szenario identifiziert worden wäre und beispielsweise größer als der dritte Massewert in dem hypothetischen Fall, dass anstelle des vierten das dritte Szenario identifiziert worden wäre.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform beinhaltet die Masseschätzung die jeweilige Messung oder Schätzung wenigstens einer Mess- oder Schätzgröße und der Wertebereich wird abhängig von einer Mess- oder Schätzunsicherheit der wenigstens einen Messung oder Schätzung bestimmt.

Die wenigstens eine Mess- oder Schätzgröße beinhaltet insbesondere ein Drehmoment gemäß einer weiteren Drehmomentanforderung und eine auf die Drehmomentanforderung folgende Beschleunigung oder Verzögerung des Kraftfahrzeugs.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform beinhaltet wird die Masseschätzung unter Verwendung eines Kalman-Filteralgorithmus durchgeführt und der Wertebereich wird abhängig von einer mittels des Kalman-Filteralgorithmus bestimmten, insbesondere prädizierten Kovarianzmatrix bestimmt.

Gemäß dem Kalman-Filteralgorithmus wird ein Zustand oder Zustandsvektor zyklisch bestimmt, der im vorliegenden Fall die Masse des Kraftfahrzeugs beinhaltet. Die dem Kalman-Filteralgorithmus zugrunde liegenden Messgrößen beinhalten insbesondere das Drehmoment gemäß der weiteren Drehmomentanforderung und die auf die Drehmomentanforderung folgende Beschleunigung oder Verzögerung des Kraftfahrzeugs.

Gemäß dem Kalman-Filteralgorithmus wird für jeden Zyklus außer dem entsprechenden Zustand oder Zustandsvektor auch eine zugehörige Kovarianzmatrix bestimmt, die im Formalismus des Kalman-Filteralgorithmus in der Regel als Kovarianz P des jeweiligen Zustands bezeichnet wird. In die Berechnung der Kovarianz P gehen beispielsweise unter anderem das Prozessrauschen, üblicherweise mit Q bezeichnet, und das Messrauschen, üblicherweise mit R bezeichnet, ein.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird mittels eines Antriebsmotors des Kraftfahrzeugs und/oder eines Bremssystems des Kraftfahrzeugs das Drehmoment gemäß der Drehmomentanforderung erzeugt. Dazu werden der Antriebsmotor und/oder das Bremssystem insbesondere von der wenigstens einen Steuereinheit abhängig von der Drehmomentanforderung angesteuert.

Für Anwendungsfälle oder Anwendungssituationen, die sich bei dem Verfahren ergeben können und die hier nicht explizit beschrieben sind, kann vorgesehen sein, dass gemäß dem Verfahren eine Fehlermeldung und/oder eine Aufforderung zur Eingabe einer Nutzerrückmeldung ausgegeben und/oder eine Standardeinstellung und/oder ein vorbestimmter Initialzustand eingestellt wird.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Fahrerassistenzsystem zur adaptiven Geschwindigkeitsregelung eines Kraftfahrzeugs angegeben. Das Fahrerassistenzsystem weist wenigstens eine Steuereinheit auf, die dazu eingerichtet ist, eine Masseschätzung durchzuführen, um einen Wertbereich für eine Masse des Kraftfahrzeugs zu bestimmen, einen Massewert innerhalb des Wertebereichs abhängig von einem Fahrszenario, in welchem sich das Kraftfahrzeug befindet, auszuwählen, und abhängig von dem Massewert und abhängig von einer Sollvorgabe, welche eine Sollgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und/oder einen Sollsicherheitsabstand des Kraftfahrzeugs betrifft, eine Drehmomentanforderung zur adaptiven Geschwindigkeitsregelung zu generieren.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Fahrerassistenzsystems ist die wenigstens eine Steuereinheit dazu eingerichtet, ein Mess- oder Schätzergebnis einer jeweiligen Messung oder Schätzung wenigstens einer Mess- oder Schätzgröße von einem Kommunikationsnetz des Kraftfahrzeugs zu erhalten und die Masseschätzung abhängig von dem Mess- oder Schätzergebnis durchzuführen.

Das Kommunikationsnetz, welches insbesondere ein Kommunikationsbussystem, etwa ein CAN-Bus, sein kann, verbindet beispielsweise einen oder mehrere Sensoren zur Erfassung der wenigstens einen Messgröße mit der wenigstens einen Steuereinheit. In manchen Ausführungsformen kann der eine oder können die mehreren Sensoren Teil des Fahrerassistenzsystems sein. Das Kommunikationsnetz kann auch ein Motor- oder Bremssteuergerät mit der wenigstens einen Steuereinheit verbinden, um der wenigstens einen Steuereinheit die wenigstens eine Schätzgröße oder das Schätzergebnis zur Verfügung zu stellen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform enthält das Fahrerassistenzsystem wenigstens ein Umfeldsensorsystem für das Kraftahrzeug, das dazu eingerichtet ist, Umfeldsensordaten zu erzeugen, welche eine vor dem Kraftfahrzeug liegende Umgebung des Kraftfahrzeugs darstellen, insbesondere wenn das Umfeldsensorsystem an dem Kraftfahrzeug montiert ist, und die wenigstens eine Steuereinheit ist dazu eingerichtet, die Drehmomentanforderung abhängig von den Umfeldsensordaten zu erzeugen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform enthält das Fahrerassistenzsystem wenigstens einen Zustandssensor für das Kraftfahrzeug, der dazu eingerichtet ist, Zustandsdaten des Kraftfahrzeugs zu bestimmen, insbesondere wenn der wenigstens eine Zustandssensor in oder an dem Kraftfahrzeug verbaut ist, und die wenigstens eine Steuereinheit ist dazu eingerichtet, die Drehmomentanforderung abhängig von den Zustandsdaten zu erzeugen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die wenigstens eine Steuereinheit dazu eingerichtet, abhängig von vorgegebenen digitalen Kartendaten eine Steigung einer Fahrbahn, auf der sich das Kraftfahrzeug befindet, zu bestimmen und die Drehmomentanforderung abhängig von der Steigung zu erzeugen. Ist im Rahmen der vorliegenden Offenbarung die Rede davon, dass eine Komponente des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems, insbesondere die wenigstens eine Steuereinheit Fahrerassistenzsystems dazu eingerichtet, ausgebildet, ausgelegt, oder dergleichen ist, eine bestimmte Funktion auszuführen oder zu realisieren, eine bestimmte Wirkung zu erzielen oder einem bestimmten Zweck zu dienen, so kann dies derart verstanden werden, dass die Komponente, über die prinzipielle oder theoretische Verwendbarkeit oder Eignung der Komponente für diese Funktion, Wirkung oder diesen Zweck hinaus, durch eine entsprechende Anpassung, Programmierung, physische Ausgestaltung und so weiter konkret und tatsächlich dazu in der Lage ist, die Funktion auszuführen oder zu realisieren, die Wirkung zu erzielen oder dem Zweck zu dienen.

Weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems zur adaptiven Geschwindigkeitsregelung folgen unmittelbar aus den verschiedenen Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur adaptiven Geschwindigkeitsregelung und umgekehrt. Insbesondere lassen sich einzelne Merkmale und entsprechende Erläuterungen sowie Vorteile bezüglich der verschiedenen Ausführungsformen zu dem erfindungsgemäßen Verfahren analog auf entsprechende Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems übertragen. Insbesondere ist das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet oder programmiert. Insbesondere führt das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem das erfindungsgemäße Verfahren durch.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogramm mit Befehlen angegeben. Bei Ausführung der Befehle durch ein erfindungsgemäßes Fahrerassistenzsystem, insbesondere durch die wenigstens eine Steuereinheit des Fahrerassistenzsystems, veranlassen die Befehle das Fahrerassistenzsystem dazu, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein computerlesbares Speichermedium angegeben, welches ein erfindungsgemäßes Computerprogramm speichert.

Das Computerprogramm sowie das computerlesbare Speichermedium können jeweils als Computerprogrammprodukt mit den Befehlen aufgefasst werden.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen können nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen von der Erfindung umfasst sein. Es können insbesondere auch Ausführungen und Merkmalskombinationen von der Erfindung umfasst sein, die nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten Anspruchs aufweisen. Es können darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen von der Erfindung umfasst, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder von diesen abweichen.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand konkreter Ausführungsbeispiele und zugehöriger schematischer Zeichnungen näher erläutert. In den Figuren können gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die Beschreibung gleicher oder funktionsgleicher Elemente wird gegebenenfalls nicht notwendigerweise bezüglich verschiedener Figuren wiederholt.

Dabei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems zur adaptiven Geschwindigkeitsregelung und eines weiteren Kraftfahrzeugs;

Fig. 2 ein Ablaufdiagramm einer beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur adaptiven Geschwindigkeitsregelung; und

Fig. 3 eine schematische Blockdarstellung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems zur adaptiven Geschwindigkeitsregelung.

In Fig. 1 ist schematisch ein Kraftfahrzeug 1 gezeigt, das eine beispielhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems 2 zur adaptiven Geschwindigkeitsregelung aufweist. Des Weiteren ist ein vor dem Kraftfahrzeug 1 befindliches, insbesondere auf derselben Fahrspur in dieselbe Richtung fahrendes, weiteres Kraftfahrzeug 1' in einem Abstand d vor dem Kraftfahrzeug 1 gezeigt. Das Fahrerassistenzsystem 2 weist wenigstens eine Steuereinheit 3 auf, die je nach konkreter Ausführungsform auch repräsentativ für zwei oder mehr Steuereinheiten des Kraftfahrzeugs 1 stehen kann. Das Fahrerassistenzsystem 2 kann auch ein Umfeldsensorsystem 4 aufweisen, etwa eine Kamera, ein Lidarsystem oder ein Radarsystem, und/oder einen oder mehrere Zustandssensoren 5, 6, etwa einen Drehmomentsensor 5 und einen Beschleunigungssensor 6.

Das Fahrerassistenzsystem 2 kann insbesondere ein erfindungsgemäßes Verfahren zur adaptiven Geschwindigkeitsregelung durchführen. Ein schematisches Ablaufdiagramm eines solchen Verfahrens in einer beispielhaften Ausführungsform ist in Fig. 2 dargestellt.

In Schritt S2 führt die Steuereinheit 3 eine Masseschätzung durch, um einen Wertbereich für eine Masse des Kraftfahrzeugs 1 zu bestimmen. Der Masseschätzung kann die Steuereinheit 3 beispielsweise Zustandsdaten des Kraftfahrzeugs 1 zugrunde legen, welche in Schritt S1 durch die Zustandssensoren 5, 6 erzeugt werden. Insbesondere kann die Steuereinheit 3 ein appliziertes und durch den Drehmomentsensor 5 gemessenes Drehmoment sowie eine aus dem Drehmoment resultierende und mittels des Beschleunigungssensors 6 gemessene Beschleunigung oder Verzögerung des Kraftfahrzeugs 1 verwenden, um die Masse des Kraftfahrzeugs 1 zu berechnen beziehungsweise abzuschätzen. Alternativ zu der Messung des Drehmoments mittels des Drehmomentsensors 5 kann die Steuereinheit 3 beispielsweise von einem Motor- oder Bremssteuergerät (nicht dargestellt) des Kraftfahrzeugs 1 ein geschätztes appliziertes Drehmoment erhalten.

Darüber hinaus kann die Steuereinheit 3 in Schritt S3 ein Fahrszenario identifizieren, in welchem sich das Kraftfahrzeugs 1 befindet. Dazu kann die Steuereinheit 3 die Zustandsdaten heranziehen und/oder Umfeldsensordaten, welche in Schritt S1 durch das Umfeldsensorsystem 4 erzeugt werden, und welche die vor dem Kraftfahrzeug 1 liegende Umgebung des Kraftfahrzeugs 1 darstellen. Aus den Umfeldsensordaten kann die Steuereinheit 3 beispielweise erkennen, ob das weitere Kraftfahrzeug 1' vorhanden ist und wie groß gegebenenfalls der Abstand d ist.

In Schritt S4 wählt die Steuereinheit 3 einen Massewert innerhalb des Wertebereichs abhängig von dem Fahrszenario aus und generiert abhängig von dem Massewert und abhängig von einer Sollvorgabe, welche eine Sollgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 1 und/oder einen Sollsicherheitsabstand des Kraftfahrzeugs 1 von dem weiteren Kraftfahrzeug 1' betrifft, eine Drehmomentanforderung zur adaptiven Geschwindigkeitsregelung. In Schritt S5 steuert die Steuereinheit 3 einen Antriebsmotor (nicht dargestellt) und/oder ein Bremssystem (nicht dargestellt) des Kraftfahrzeugs 1 an, sodass ein Drehmoment gemäß der Drehmomentanforderung erzeugt wird.

Fig. 3 ist eine Blockdarstellung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems 2.

Das Fahrerassistenzsystem 2 ist über eine Eingangsschnittstelle 1 1 mit Steuergeräten des Antriebsmotors und des Bremssystems verbunden, sodass die Steuereinheit 3 von diesen die jeweiligen Betriebsdaten, insbesondere das applizierte Drehmoment, erhalten kann. Ferner ist das Fahrerassistenzsystem 2 ist über eine Ausgangsschnittstelle 12 mit Steuergeräten des Antriebsmotors und des Bremssystems mit den Steuergeräten des Antriebsmotors und des Bremssystems verbunden, um die Drehmomentanforderung zu übermitteln. Über die Eingangsschnittstelle 1 1 kann die Steuereinheit 3 auch mit den Zustandssensoren 5, 6 verbunden sein. Die Eingangsschnittstelle 11 und die Ausgangsschnittstelle 12 können auch als gemeinsame Ein- und Ausgangsschnittstelle implementiert sein.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 enthält die Steuereinheit ein Szenarioklassifikatormodul 8, das wie beschrieben das Fahrszenario identifizieren kann, ein Masseschätzmodul 7, das wie beschrieben die Masseschätzung durchführen kann, sowie ein Steuermodul 10, das wie beschrieben den Massewert auswählen und die Drehmomentanforderung generieren kann. Beispielsweise kann die Steuereinheit 3 auch ein Zielauswahlmodul 9 aufweisen, das basierend auf den Umfeldsensordaten ein Objekt detektieren und gegebenenfalls verfolgen kann, bezüglich dem die adaptive Geschwindigkeitsregelung erfolgen soll, insbesondere das weitere Kraftfahrzeug 1 '.

Wie beschrieben, insbesondere bezüglich der Figuren, wird durch die Erfindung die Leistungsfähigkeit der adaptiven Geschwindigkeitsregelung erhöht, ohne dass dabei ein erhöhtes Sicherheitsrisiko entsteht.