Will, Peter: Methode zur Bereitstellung von maximal möglichen Fahrgeschwindigkeiten für Kraftfahrzeuge bei vollständigen Routenverläufen. 2011
Inhalt
- Vorwort
- Inhaltsverzeichnis
- Übersicht über verwendete Formelzeichen
- 1 Einleitung
- 2 Begriffsbestimmung, Einführung und Stand der Technik
- 2.1 Definition des Begriffs „Fahrerassistenzsystem“
- 2.2 Fahrzeugführung – eine komplexe Aufgabe
- 2.3 Gründe für die Entwicklung von Fahrerassistenzsystemen
- 2.4 Rechtliche Rahmenbedingungen für Fahrerassistenzsysteme
- 2.5 Stand der Technik
- 2.5.1 Aktuelle Projekte und derzeitiger Stand der Technik
- 2.5.1.1 Projekt LEGAS
- 2.5.1.2 Projekt Euro-FOT
- 2.5.1.3 Forschungsprojekte in Deutschland
- 2.5.1.3.1 Forschungsinitiative Aktiv
- 2.5.1.3.2 Forschungsprojekt simTD
- 2.5.1.3.3 Forschungsinitiative Ko-FAS
- 2.5.1.3.4 Pilotprojekt „Traffic IQ“
- 2.5.1.3.5 Forschungsprojekts FAMOS
- 2.5.1.4 Forschungsprojekte der Europäischen Union
- 2.5.2 Stand der Technik beim hier behandelten Fahrerassistenzsystem
- 2.5.3 Zielsetzung dieser Arbeit
- 3 Kriterien, Randbedingungen und Beschreibung des Verfahrens
- 3.1 Kriterien für Geschwindigkeitsempfehlungen
- 3.2 Randbedingungen für Geschwindigkeitsempfehlungen
- 3.3 Darstellung von Geschwindigkeitsverläufen
- 3.4 Festlegungen für Krümmung, Steigung und Seitenneigung
- 3.5 Verwendetes Fahrzeugmodell
- 3.6 Aufbau eines Geschwindigkeitsprofils
- 3.7 Anwendung des Geschwindigkeitsprofils
- 3.8 Berechnung und Aufbau eines Geschwindigkeitsprofils für eine Kurve
- 3.8.1 Beschreibung der „analytischen Methode“
- 3.8.1.1 Mögliche Verläufe der Haftwertausnutzung
- 3.8.1.2 Berechnung der maximalen Kurvengeschwindigkeit
- 3.8.1.3 Herleitung der Gleichungen für die Berechnung des Endpunktes des Bremsweges vor einer Kurve
- 3.8.1.4 Algorithmus zur Bestimmung der korrekten Gleichung für die Berechnung des Endpunktes des Bremsweges vor einer Kurve
- 3.8.1.5 Berechnung des Endpunktes des Beschleunigungsvorgangs vor einer Kurve
- 3.8.1.6 Gleichungen für die Bestimmung der Wegpunkte Auslauf einer Kurve
- 3.8.1.7 Festlegung einer Maximalgeschwindigkeit
- 3.8.1.8 Berechnung der Geschwindigkeitsverläufe für die Kurvenein- und ausfahrt
- 3.8.2 Beschreibung der „numerischen Methode“
- 3.8.2.1 Herleitung der für die „numerische Methode“ benötigten Gleichung
- 3.8.2.2 Berechnung der maximalen Kurvengeschwindigkeit
- 3.8.2.3 Anpassung der Verzögerungs- und Beschleunigungswerte an die physikalischen Gegebenheiten der Fahrbahn
- 3.8.2.4 Bestimmung des Endpunktes des Bremsweges vor einer Kurve
- 3.8.2.5 Bestimmung des Endpunktes eines Beschleunigungsvorgangs vor einer Kurve
- 3.8.2.6 Bestimmung der Wegpunkte im Auslauf einer Kurve
- 3.8.2.7 Begrenzung der Geschwindigkeitsverläufe auf eine Maximalgeschwindigkeit
- 3.8.3 Berechnung des Geschwindigkeitsprofils für andere Geometriefolgen
- 3.9 Aufbau und Berechnung eines Geschwindigkeitsprofils für mehrere Kurven
- 3.9.1 Mehrere Kurven ohne gegenseitige Beeinflussung der Kurvengeschwindigkeiten
- 3.9.2 Mehrere Kurven mit gegenseitiger Beeinflussung der Kurvengeschwindigkeiten
- 3.9.3 Ermittlung der angepassten Verzögerungs- und Beschleunigungswerte für die numerische Methode
- 3.9.4 Algorithmus zum Aufbau eines Geschwindigkeitsprofils für mehrere Kurven
- 3.10 Berücksichtigung einer Reaktionszeit im Geschwindigkeitsprofil
- 3.11 Vergleich des analytischen Verfahrens mit dem bereits bestehenden Verfahren
- 4 Weiterführende Betrachtungen zu den vorgestellten Verfahren
- 4.1 Untersuchung des analytischen Verfahrens
- 4.2 Vergleich von analytischem und numerischem Verfahren
- 4.3 Eigenschaften und Einschränkungen des numerischen Verfahrens
- 4.3.1 Eigenschaften der Gleichung für die Haftwertausnutzung
- 4.3.2 Praktische Konsequenzen aus den Eigenschaften der Haftwertgleichung
- 4.3.3 Ergebniswerte der Gleichung für das Quadrat der Geschwindigkeit
- 4.3.4 Weitere Eigenschaften der Gleichungen für das Quadrat der Geschwindigkeit
- 4.4 Eine Möglichkeit für die Festlegung der Warnstufen für ein Warnsystem
- 5 Anwendungsszenarien für das Geschwindigkeitsprofil und Ausblick
- 5.1 Anwendung des Geschwindigkeitsprofils
- 5.1.1 Aufteilung der Gesamtstrecke in mehrere Streckenabschnitte
- 5.1.2 Berechnung von individuellen Geschwindigkeitsprofilen
- 5.1.3 Überprüfung der gegenseitigen Beeinflussung der Kurvengeschwindigkeiten
- 5.1.4 Bestimmung des Geschwindigkeitsprofils für den gesamten Streckenabschnitt
- 5.1.5 Verifizierung des berechneten Geschwindigkeitsprofils
- 5.1.6 Bestimmung des Überschreitungsfaktors zur Warnung des Fahrers
- 5.2 Zusammenwirken mit anderen Fahrerassistenzsystemen
- 5.2.1 Regelungstechnische Struktur des ausgerüsteten Fahrzeugs
- 5.2.2 Umschaltstrategie für die drei Regelungskonzepte
- 5.3 Ausblick auf zukünftige Anwendungsmöglichkeiten
- 6 Zusammenfassung
- 7 Abstract
- A Anhang zu Kapitel 2
- B Anhang zu Kapitel 3
- B.1 Herleitung und Plot der Reifenkennlinien für den Antriebsfall
- B.2 Herleitung der Gleichungen für den Startpunkt des Beschleunigungsvorgangs im Auslauf einer Kurve
- B.3 Algorithmus zur Bestimmung der korrekten Gleichung für die Berechnung des Startpunktes des Beschleunigungsvorgangs im Auslauf einer Kurve
- B.4 Gleichung zur Berechnung des Startpunktes eines Verzögerungsvorgangs im Auslauf einer Kurve
- B.5 Umstellung von Gleichung 3.86 nach Gleichung 3.87
- B.6 Bestimmung des Startpunktes des Beschleunigungsvorgangs im Auslauf einer Kurve
- B.7 Bestimmung des Startpunktes des Verzögerungsvorgangs im Auslauf einer Kurve
- B.8 Vergleich des analytischen Verfahrens mit dem bereits bestehenden Verfahren
- C Anhang zu Kapitel 4
- C.1 Ergänzungen zur Untersuchung des analytischen Verfahrens
- C.2 Kurvendiskussion des Nenners von Gleichung 3.85
- C.3 Praktische Konsequenzen aus den Eigenschaften der Haftwertgleichung, Fortsetzung
- C.4 Ergebniswerte der Gleichung für das Quadrat der Geschwindigkeit, Fortsetzung
- C.5 Abschätzung des Verhaltens von Gleichung 3.87
- Literatur- und Quellenverzeichnis