Sicherheit, Kraftstoffeffizienz und Fahrbarkeit - Zielkonflikte bei der Auslegung von ACC-Regelalgorithmen fuer Nutzfahrzeuge / Safety, fuel efficiency and driveability - Conflicting criteria in commerical vehicle ACC controller design

Auch im Nutzfahrzeugsektor haben sich intelligente Tempomaten (Adaptive Cruise Control - ACC) vom Forschungsprojekt zum Serienprodukt gewandelt und beginnen sich im Markt zu etablieren. Seitens der verwendeten Sensorik koennen mit entsprechender Anpassung Serienprodukte aus dem Pkw-Sektor uebernommen werden. Es ist jedoch nicht sinnvoll, eine fuer Pkw konzipierte laengsdynamische Regelung direkt im Nkw zu nutzen. Nutzfahrzeuge unterscheiden sich hinsichtlich Fahrzeugarchitektur, Variantenvielfalt, Produktionsmethode, Lebensdauer, Fahrverhalten oder auch den gesetzlichen Rahmenbedingungen und Normen ganz wesentlich von Pkw. Der entscheidende Unterschied liegt jedoch in ihrem Einsatzgebiet. Waehrend der Einsatz von Nutzfahrzeugen ausschliesslich wirtschaftlichen Gesichtpunkten folgt, dient die Nutzung von Personenkraftwagen hingegen zu einem sehr hohen Anteil individuellen, nichtkommerziellen Transportaufgaben Soll die automatische Fahrzeuglaengsregelung eines ACC im Durchschnitt wirtschaftlicher fahren als ein menschlicher Fahrer, so muss sie einerseits Sicherheitsrisiken vermeiden und andererseits ihr Potenzial der praezisen Messung des Fahrzustands des eigenen und des vorausfahrenden Fahrzeugs in eine kraftstoffsparende Fahrweise umsetzen. Der Fahrer akzeptiert und nutzt ein ACC-System allerdings nur dann, wenn es die Fahrzeuggeschwindigkeit auf fuer ihn nachvollziehbare und komfortable Weise regelt. Eine extrem wirtschaftliche Fahrweise eines ACC ist wirkungslos, wenn der Fahrer das System abschaltet, weil es sich nicht seinen Erwartungen entsprechend verhaelt. Bei WABCO wird ein ACC-System fuer den Nutzfahrzeugmarkt entwickelt, dessen Fahrzeuglaengsregler diesen neuen, komplexen und teilweise widerspruechlichen Randbedingungen entsprechend konzipiert ist. Dies ist nur mit der Unterstuetzung durch neue Entwicklungswerkzeuge moeglich. In Zusammenarbeit mit der Forschungsgesellschaft Kraftfahrwesen Aachen (fka) wird das Simulationswerkzeug PELOPS zur Entwicklung des ACC-Systems im virtuellen Verkehrsumfeld eingesetzt, bevor die Abstimmung der in der Simulation erstellten Systemfunktionalitaeten im Realverkehr erfolgt. Mit dieser Software-in-the-Loop-Methode ist die direkte Verwendung identischen Regler-Sourcecodes in der Simulation und im Fahrzeug moeglich. Anhand von Beispielen wird ausgefuehrt, wie mit dieser Entwicklungsmethodik ein ACC-Reglerverhalten erzeugt werden kann, das auch in problematischen Verkehrssituationen bei hoher Verkehrsdichte einen optimalen Kompromiss aus Kraftstoffeffizienz, Sicherheit und Fahrbarkeit bietet. (A) ABSTRACT IN ENGLISH: In the last years ACC systems were introduced in series production not only for passenger cars but also for commercial vehicles. Headway sensors of passenger cars can be adapted to the commercial vehicle's needs, but it is not suitable to use the same ACC longitudinal control algorithm as in passenger cars. Commercial vehicles are completely different from passenger cars concerning vehicle architecture and variant management, production method, durability or regulations and standards. But the crucial difference is the field of application. While commercial vehicles are only used in consideration of economic aspects, passenger cars are mainly operated in an individual, non-economic context. The longitudinal controller of a commercial vehicle equipped with ACC has to show a better overall driving economy than an average human driver. Therefore the controller has to avoid risky behaviour and use its potential of precise measurement of the own and the preceding vehicle's driving states to achieve a high fuel economy. Nevertheless the driver will only use the ACC system if it fulfils his expectations and smoothly controls the vehicle. Even a high fuel economy in ACC mode will be useless, if the driver switches off the system because it does not act like he expects. WABCO is developing an ACC system in accordance with these conflicting criteria. In cooperation with Forschungsgesellschaft Kraftfahrwesen Aachen the simulation tool PELOPS is used for this development task. In PELOPS ACC systems can be developed in a virtual traffic environment before testing such systems in real world traffic. A software-in-the-loop functionality allows the use of the same controller source code both in simulation and real vehicle. In this paper two examples are shown, which depict how the described development process makes it possible to optimally meet the conflicting criteria safety, fuel efficiency and driveability even in unfavorable traffic situations. (A) Beitrag zur VDI-Tagung "Nutzfahrzeuge", 22.-23. Mai 2003.

  • Availability:
  • Authors:
    • KITTERER, H
    • ZIELKE, F
    • KAMPING, R
    • SANDKUEHLER, D
    • BREUER, K
  • Publication Date: 2003

Language

  • German

Media Info

  • Pagination: 99-115
  • Monograph Title: Nutzfahrzeuge. Entwicklung im Spannungsfeld von Gesetzgebung, Markt und Innovation (Mit Omnibusforum). Tagung der VDI-Gesellschaft Fahrzeug- und Verkehrstechnik, Steyr, 22. bis 23. Mai 2003
  • Serial:
    • VDI-Berichte
    • Issue Number: 1760
    • Publisher: VDI Verlag GmbH
    • ISSN: 0083-5560

Subject/Index Terms

Filing Info

  • Accession Number: 01193742
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
  • ISBN: 3-18-091760-1
  • Files: ITRD
  • Created Date: Oct 7 2010 3:32PM