DE10102772A1 - Vorrichtung zur adaptiven Fahrgeschwindigkeitsregelung eines Kraftfahrzeugs - Google Patents
Vorrichtung zur adaptiven Fahrgeschwindigkeitsregelung eines KraftfahrzeugsInfo
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung sowie ein zugehöriges Verfahren, in der eine Funktion vorgesehen ist, die Eingangsgrößen verarbeitet und funktionsbedingte Ausgangssignale erzeugt. Diese Ausgangsgrößen betreffen automatische Bremsungen sowie automatische Lenkeingriffe in einem Kraftfahrzeug. Bei Vorliegen bestimmter Bedingungen wird ein aktueller Datensatz in einer nicht-flüchtigen Speichervorrichtung gesichert, bis diese über eine Schnittstelle ausgelesen worden sind. Durch diese Steuereinrichtung und das zugehörige Verfahren ist es möglich, Kollisionen von Kraftfahrzeugen mit anderen Verkehrsteilnehmern oder Objekten zu vermeiden oder zumindest zu mildern.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung sowie
ein zugehöriges Verfahren, in der eine Funktion vorgesehen
ist, die Eingangsgrößen verarbeitet und funktionsbedingte
Ausgangssignale erzeugt. Diese Ausgangsgrößen betreffen
automatische Bremsungen sowie automatische Lenkeingriffe in
einem Kraftfahrzeug. Bei Vorliegen bestimmter Bedingungen
wird ein aktueller Datensatz in einer nicht-flüchtigen
Speichervorrichtung gesichert, bis diese über eine
Schnittstelle ausgelesen worden sind. Durch diese
Steuereinrichtung und das zugehörige Verfahren ist es
möglich, Kollisionen von Kraftfahrzeugen mit anderen
Verkehrsteilnehmern oder Objekten zu vermeiden oder
zumindest abzumildern. Die in der Steuereinrichtung
vorgesehene Funktion ist vorteilhafterweise ein Algorithmus,
der die Wahrscheinlichkeit einer Kollision des eigenen
Fahrzeugs mit einem Zielobjekt erkennen kann und
gegebenenfalls eine Not- oder Vollbremsung oder aber einen
Lenkeingriff oder eine Kombination aus beiden einleiten und
durchführen kann.
Die EP 0 976 627 offenbart eine Bremsensteuerung für ein
Fahrzeug. Detektiert ein Radarsystem eines Fahrzeugs mit
Bremsensteuerung ein Objekt vor dem Fahrzeug, so beurteilt
eine Schätzeinrichtung die Wahrscheinlichkeit, dass das
Fahrzeug mit dem Objekt kollidiert. Ergibt das Schätzurteil,
dass eine Kollisionswahrscheinlichkeit besteht, so veranlaßt
eine automatische Bremseneinheit eine automatische Bremsung
um eine drohende Kollision zu vermeiden. Wird während der
automatischen Bremsung eine fahrerbetätigte Bremsanforderung
erkannt, so wird die Dringlichkeit der Fahrerbremsung
geschätzt und die automatische Bremsensteuerung erzeugt eine
Bremskraft, die dem Fahrerwunsch entspricht. Dadurch ergibt
sich ein sanfter Übergang von der automatischen Bremsung zur
fahrergesteuerten Bremsung.
Die DE 38 30 790 A1 beschreibt ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur automatischen Kollisionsvermeidung für
automatisch führbare Fahrzeuge. Mittels dieses Verfahrens
und Vorrichtung soll in Gefährdungssituationen durch
Hindernisse mittels einer automatischen Kollisionsvermeidung
ein kollisionsvermeidendes Beschleunigungs-, Brems- bzw.
Ausweichmanöver durchgeführt werden. Dies geschieht durch
ein hierarchisch aufgebautes Verfahren und durch eine
zugehörige Vorrichtung, wobei sensorisch Daten des
Fahrzeuges und seiner Sollbahn erfaßt und daraus ermittelte
Sollsignale der Fahrzeugbahn einer zweiten hierarchischen
Stufe einer Kollisionsvermeidungsvorrichtung zusammen mit
den beispielsweise sensorisch erfaßten Daten einer
Hindernisbahn zugeführt und darüber die Stellglieder der
Fahrzeugregelung im Sinne einer Kollisionsvermeidung in
einer dritten hierarchischen Stufe angesteuert werden.
Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zum
Bereitstellen von Signalen in einem Kraftfahrzeug, abhängig
von Eingangssignalen, insbesondere bezüglich Abstand und
Relativgeschwindigkeit zu einem in Fahrtrichtung sich
befindenden Objekt. Der Kern der Erfindung besteht darin,
dass in der Einrichtung Mittel vorgesehen sind für
wenigstens eine zusätzliche Stellgröße, die eine
automatische Bremsung beziehungsweise einen automatischen
Lenkeingriff betrifft. Als Bremsung ist insbesondere eine
Verzögerung zur Kollisionsverminderung vorgesehen, die im
Bereich der für das jeweilige Fahrzeug maximal möglichen
Verzögerung liegt. Als Lenkeingriff ist insbesondere eine
Lenkbewegung der Räder des Kraftfahrzeugs derart vorgesehen,
dass ein rechtzeitiges Ausweichen vor einem Hindernis
ermöglicht wird.
Vorteilhafterweise handelt es sich bei der
Steuereinrichtung, in der die Funktion vorgesehen ist, um
eine Vorrichtung zur adaptiven Fahrgeschwindigkeitsregelung.
Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen
Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen
ergeben sich aus den Unteransprüchen. Weitere Merkmale,
Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung von
Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der
Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen
oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger
Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von
ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren
Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw.
Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung.
Vorteilhafterweise wird der Vorrichtung als Eingangsgrößen
wenigstens eine der Größen Abstand zum vorausfahrenden
Fahrzeug, Relativgeschwindigkeit des vorausfahrenden
Fahrzeugs bezüglich des eigenen Fahrzeugs, Querversatz des
vorausfahrenden Fahrzeugs relativ zum eigenen Fahrzeug,
Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs, Beschleunigung des
eigenen Fahrzeugs, Gierrate, Beschleunigung des eigenen
Fahrzeugs, Lenkradwinkel, relative Quergeschwindigkeit des
vorausfahrenden Fahrzeugs bezüglich des eigenen Fahrzeugs,
Breite des detektierten Zielobjekts, Höhe des detektierten
Zielobjekts und Fahrbahnreibwert als Eingangsgröße
zugeführt. Es ist erfindungsmäßig nicht notwendig, dass der
Funktion alle aufgeführte Größen zugeführt werden, es kann
auch nur eine einzige oder mehrere der aufgeführten Größen
oder zusätzliche, nicht genannte Größen der Funktion
zugeführt werden.
Vorteilhafter Weise werden die Eingangsgrößen der
vorgesehenen Funktion von wenigstens einer der Vorrichtungen
Radarsensor, Lidarsensor, Videosensor, Mehrfachvideosensor,
Gierratensensor, Lenkwinkelsensor oder Raddrehzahlsensor
bereitgestellt. Es ist weiterhin im Sinne der Erfindung
vorgesehen, dass einer oder mehrere dieser Sensoren an ein
Steuergerät angeschlossen ist und die erfindungsgemäße
Funktion Eingangsgrößen von diesem Steuergerät erhält,
beispielsweise kann die Raddrehzahl von einem Steuergerät
einer Antiblockiereinrichtung oder von einem Steuergerät zur
Fahrdynamikregelung der Funktion zugeführt werden.
Die adaptive Fahrgeschwindigkeitsregelung umfaßt
vorteilhafterweise eine Stop, durch die das
fahrgeschwindigkeitsgeregelte Fahrzeug bis in den Stillstand
abbremsen und nach erfolgtem Stillstand selbständig oder mit
Fahrerquittierung wieder anfahren kann, wie es in
Warteschlangen vor Verkehrsampeln oder bei
Verkehrsstockungen vorkommen kann.
Weiterhin kann der Videosensor vorteilhafterweise als
Multivideosensor ausgestaltet sein, der zwei oder mehrere
Einzelvideosensoren umfaßt, so dass mittels einer
angeschlossenen Bildverarbeitung eine räumliche
Situationserfassung ermöglicht wird.
Vorteilhafterweise ist der Radarsensor oder der Lidarsensor
entweder als Einstrahlradarsensor bzw. Einstrahllidarsensor
oder aber als Mehrstrahlradarsensor bzw.
Mehrstrahllidarsensor ausgebildet.
Weiterhin ist der Radarsensor oder der Lidarsensor
vorteilhafterweise als schwenkbarer Radarsensor oder als
schwenkbarer Lidarsensor ausgebildet.
Weiterhin vorteilhaft ist es, dass die von der Funktion
bereitgestellten Größen sowie die dazugehörigen Daten, die
maßgeblich für die Bildung dieser Größen sind, sowie weitere
Daten, die auf den Zeitpunkt und die Situation des
Auslösungssignals schließen lassen, in einem nicht-
flüchtigen Speicher abgelegt werden und dort für
Auslesevorgänge bereitgehalten werden.
Vorteilhafterweise sind die abgespeicherten Größen sowie die
dazugehörigen Daten erst nach dem Auslesen überschreibbar.
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die nicht-flüchtige
Speichervorrichtung durch eine Konstruktion vor einer
unfallbedingten Zerstörung geschützt wird, so dass ein
Auslesen der gespeicherten Daten auch nach einer Kollision
und einer damit verbundenen Zerstörung der Einrichtung, in
der die erfindungsgemäße Funktion vorgesehen ist, möglich
ist.
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass das Auslösesignal für
eine Bremsung bzw. einen Lenkeingriff ausgegeben wird, wenn
die Ungleichung
-(d/vr) ≦ sqrt (2.deltayFlucht/|ay|).alphai (1)
erfüllt ist, wobei d der Abstand zum vorausfahrenden
Fahrzeug, vr die Relativgeschwindigkeit des vorausfahrenden
Fahrzeugs in Bezug auf das eigene Fahrzeug, die bei
Annäherung der beiden Fahrzeuge negativ ist, deltayFlucht
die halbe Breite des eigenen Fahrzeugs abzüglich des Betrags
des minimalen Abstandes des erkannten Zielobjekts zur
verlängerten Fahrzeugmittelachse des eigenen Fahrzeugs
zuzüglich der halben Objektausdehnung des erkannten
Zielobjekts senkrecht zur verlängerten Fahrzeugmittelachse
des eigenen Fahrzeugs, |ay| der Betrag der mittleren,
maximal möglichen Querbeschleunigung des Fahrzeugs bei einem
Ausweichmanöver und alphai einen Sicherheitsfaktor kleiner
oder gleich 1 darstellt.
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die Speicherung der
bereitgestellten, nicht umsetzbaren Größen entweder als
Datensatz aller Eingangsgrößen bei Auftreten des
Auslösesignals erfolgt oder in einem Klassensystem, das die
Auftrittshäufigkeit des Auslösesignals in Abhängigkeit
verschiedener Sicherheitsfaktoren alphai festhält, erfolgt
oder nur dann erfolgt, wenn
-(vr/d).sqrt (2.deltayFlucht/|ay|).alphai (2)
einen Wert erreicht, der größer ist als der kleinste Wert
einer festen Anzahl von bisher erreichten Spitzenwerten.
Vorteilhaft ist es auch, dass durch die Auswertung von
Eingangsdaten eine Fehlauslösung des Auslösesignals
festgestellt werden kann und bei Vorliegen einer
festgestellten Fehlauslösung ein weiterer Datensatz
gespeichert wird. Eine Fehlauslösung in diesem Sinne ist ein
Auslösesignal, das sich aufgrund der Umgebungssituation und
des weiteren Fahrverlaufs als unbegründet herausstellt.
Es ist außerdem vorteilhaft, dass die Daten, die in dem
nicht-flüchtigen Speicher abgelegt werden, verschlüsselt
gespeichert werden.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand
einer Zeichnung erläutert. Es zeigen
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer bevorzugten
Ausführungsform der beanspruchten Steuereinrichtung
und
Fig. 2 eine Skizze zur Beurteilung der
Kollisionswahrscheinlichkeit und
Fig. 3 ein Ablaufdiagramm einer möglichen Ausführungsform.
Fig. 1 zeigt eine Steuereinrichtung (1), die unter anderem
einen Mikroprozessor (2) enthält, in dem unter anderem die
vorgesehene Funktion (13) implementiert ist. Weiterhin
enthält die Steuereinrichtung (1) eine Eingangsschaltung
(3), über die das Steuergerät (1) Eingangsgrößen (9, 11) von
mindestens einer Meßwerterfassungseinrichtung (8, 10)
erhält. Weiterhin enthält die Steuereinrichtung (1) eine
Ausgangsschaltung (14), über die Ausgangsgrößen (17, 18) an
ein oder mehrere Stellglieder (15, 16) weitergeleitet werden
können. Die Steuereinrichtung (1) umfaßt eine Schnittstelle
(6), über die das Steuergerät (1) mit einem externen
Diagnosegerät oder Auswertegerät kommunizieren kann. Hierzu
ist es notwendig, ein Kommunikationsmedium,
vorteilhafterweise ein Schnittstellenkabel (12), das
wiederum mit einer externen Diagnose- oder
Auswertevorrichtung verbunden ist, mit der Schnittstelle (6)
der Steuereinrichtung (1) zu verbinden. Es ist auch denkbar,
dass die Schnittstelle, über die die Steuereinrichtung mit
einem Diagnose- oder Auswertegerät kommuniziert, nicht wie
in Fig. 1 dargestellt ausgebildet ist, sondern dass zu
Diagnose- und Auswertevorgängen der gleiche CAN-Bus
verwendet wird, über den die Steuereinrichtung die Ein- bzw.
Ausgangssignale erhält bzw. ausgibt. Des Weiteren enthält
die Steuereinrichtung (1) einen nicht-flüchtigen Speicher
(4), in dem bei Bedarf Datensätze (5) gespeichert werden
können und für Auslesevorgänge bereitgehalten werden können.
Die Steuergerätkomponenten Eingangsschaltung (3),
Ausgangsschaltung (14), Kommunikationsschnittstelle (6),
Mikroprozessor (2) sowie der nicht-flüchtige Speicher (4)
sind untereinander mit einem internen Kommunikationssystem
(7) verbunden, über das Daten und Informationen in
beliebiger Richtung ausgetauscht werden können.
Fig. 2 zeigt eine Skizze, mit der die vorgesehene Funktion
(13) entscheiden kann, ob der Fahrzeugführer eine drohende
Kollision noch rechtzeitig vermeiden kann. Das
Inertialsystem (21) des Fahrzeugs besteht aus einer
Längsrichtung (31) sowie einer Querrichtung (30). Dieses
Fahrzeug (21) bewegt sich in Richtung der Längsrichtung (31)
mit der Relativgeschwindigkeit vr (35) bezüglich eines
erkannten Zielobjektes ZO (22). Eine Vorrichtung (8, 10) zur
Bereitstellung von Eingangsgrößen (9, 11), im vorliegenden
Beispiel handelt es sich hierbei um einen winkelauflösenden
Radarsensor, hat in der Entfernung dstrich (25) sowie unter
dem Winkel phi (26) ein Zielobjekt ZO (22) erkannt. Dieses
Zielobjekt kann ein vorausfahrendes Fahrzeug oder aber auch
ein stehendes Objekt auf der Fahrbahn sein. Der genannte
Radarsensor ist in diesem Beispiel in der Fahrzeuglängsachse
(23), also fahrzeugmittig (32) angebracht. Diese
fahrzeugmittige Position (32) besitzt einen Lateralversatz
y = 0. Die linke vordere Fahrzeugecke (33) besitzt
vorteilhafterweise einen Lateralversatz von y < 0. Die
rechte vordere Fahrzeugecke (34) besitzt infolge dessen
einen Lateralversatz von y < 0. Aus den gemessenen relativen
Polarkoordinaten dstrich (25) und phi (26) kann nun der
Abstand in Längsrichtung d (27) sowie der Lateralversatz ym
(28) berechnet werden. Die Breite des Zielobjekts 20, also
dessen Ausdehnung des Zielobjekts senkrecht zur
Fahrzeuglängsachse kann entweder durch einen festen
Parameter vorgegeben werden für den Fall, dass sich die
Objektbreite nicht hinreichend fein auflösen läßt oder aber,
bei einer ausreichenden feinen Auflösung des Sensors, durch
eine aus den Messwerten berechnete, erkannte Breite
berücksichtigt werden. Diese Lateralausdehnung wird im
vorliegenden Ausführungsbeispiel durch die Größe deltayobj
(29), die die halbe Objektbreite beträgt, verkörpert. Für
die weitere Berechnung wird für das erkannte Zielobjekt. (28)
die laterale Ausdehnung zwischen den Werten ym - deltayobj und
ym + deltayobj angenommen. Die gestrichelte Linie (24) stellt
im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Fluchttrajektorie
der linken, vorderen Fahrzeugecke dar. Diese
Fluchttrajektorie beschreibt die Bewegungsbahn der
Fahrzeugecke (33), die sich während einem Ausweichmanöver
zur Vermeidung einer Kollision relativ zum Zielobjekt 20
(22) ergibt. Auch in dem Fall, dass das Fahrzeug (21) das
vorausfahrende Objekt (22) überholen möchte und dazu aus der
Fahrbahn nach links ausschert, ergibt sich eine
Fluchttrajektorie, wie es durch die strichpunktierte Linie
(36) dargestellt wurde, die jedoch eine unterschiedliche
Form aufweist.
Vergleicht man den minimalen Abstand, bei dem ein Ausweichen
fahrdynamisch noch möglich ist mit dem minimalen Abstand bei
dem eine kollisionsvermeidende Vollbremsung noch möglich
ist, so stellt man fest, dass nur bei kleinen
Relativgeschwindigkeiten, der Minimalabstand, bei dem ein
Ausweichen möglich ist, kleiner ist als der Minimalabstand,
bei dem eine kollisionsvermeidende Vollbremsung noch möglich
ist. Folglich kann nur bei einer kleinen
Relativgeschwindigkeit zum vorausfahrenden Fahrzeug eine
Kollision durch eine Bremsung vermieden werden, die durch
Ausweichen nicht mehr hätte vermieden werden können. Bei
größeren Relativgeschwindigkeiten kann jedoch durch eine
aktive Vollbremsung die Kollisionsschwere durch die
Reduktion der Aufprallenergie verringert werden (Collision
Mitigation).
Im folgenden wird ein Ansatz beschrieben, der einen
Bremseneingriff nahe der maximalen, für das Fahrzeug
möglichen Verzögerung vorsieht, wenn ein Ausweichen vor dem
vorausfahrenden Fahrzeug nicht mehr möglich ist. Hierzu wird
die neue Größe TTC (Time-To-Collision) eingeführt, die den
Zeitraum bis zur berechneten Kollision beschreibt. Diese
verbleibende Zeit berechnet sich zu
TTC = d/(-vr) (3).
Ist es möglich, innerhalb dieser Zeit mit der
Querbeschleunigung ay eine Fluchttrajektorie (24)
vorherzusehen, die vor dem Zielobjekt ZO (22) verläuft, so
kann noch ein Lenkeingriff zur Kollisionsvermeidung
durchgeführt werden. Die Querbeschleunigung ay ist die
mittlere, maximal mögliche Querbeschleunigung, die das
Fahrzeug mit einem Lenkmanöver erreichen kann. Ist es
innerhalb dieser Zeit nicht mehr möglich, ein
Ausweichmanöver mit der Querbeschleunigung ay nach Art der
Fluchttrajektorie (24) durchzuführen, so wird die Auslösung
einer Vollbremsung veranlaßt.
Aus dem Zeit-Beschleunigungs-Gesetz kennt man die Gleichung
t = sqrt(2.|y|/|ay|) (4),
wobei ay die Querbeschleunigung ist und y den Querweg
darstellt, der zum Ausweichen vor der Kollision zurückgelegt
werden muß. Dieser Querweg, der vor der Kollision
zurückgelegt sein muß, wird im Weiteren als deltayFlucht
bezeichnet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel berechnet
sich dieser Querweg deltayFlucht nach Fig. 2 aus der halben
Fahrzeugbreite yl abzüglich des Betrags des Lateralversatzes
des Zielobjektes ym (28) zuzüglich der lateralen
Objektungenauigkeit deltayobj. Damit ergibt sich aus
Gleichung 4
t = sqrt(2.(yl - |ym| + deltayobj)/|ay|) (5).
Da dieser Querweg vor Ablauf der bis zur Kollision
verbleibenden Zeit zurückgelegt sein muß, kann man Gleichung
3 und Gleichung 5 zu folgender Ungleichung zusammenfassen:
-(d/vr) ≦ sqrt(2.(yl - |ym| + deltayobj)/|ay|) (6)
Diese Ungleichung wird auch als Auslöseschwelle festgelegt.
Solange diese Ungleichung nicht erfüllt ist, hat der Fahrer
noch ausreichend Zeit, ein Ausweichmanöver vorzunehmen oder
aber er beabsichtigt lediglich ein Überholmanöver. Ist diese
Ungleichung, die die Auslöseschwelle darstellt, erfüllt, so
droht eine Kollision mit dem vorausfahrenden oder
vorausstehenden Objekt und es wird automatisch eine Not-
oder Vollbremsung eingeleitet. Die Ungleichung, die die
Auslöseschwelle beschreibt, kann zusätzlich noch durch einen
Sicherheitsfaktor alphai erweitert werden, wodurch sich
-(d/vr) ≦ sqrt(2.(yl - |ym| + deltayobj)/|ay|).alphai (7)
ergibt. Durch die Wahl alphai < 1 läßt sich
vorteilhafterweise in die Entscheidung der Ungleichung eine
Reserve einplanen. Die Entscheidung, ob nur ein Lenkeingriff
oder nur ein Bremseneingriff oder eine Kombination aus Lenk-
und Bremseneingriff durchgeführt werden soll, kann
vorteilhafterweise mittels der gleichen
Bedingungsungleichung entschieden werden, indem für jede
Auslösung unterschiedliche Sicherheitsfaktoren alphai
verwendet werden.
Wird eine der mehreren möglichen Auslöseschwellen
überschritten, so sieht ein erstes Speicherkonzept vor, dass
die zu diesem Zeitpunkt für die Interpretation der
Umgebungssituation relevanten Daten im nicht-flüchtigen
Speicher (4) als Datensatz (5) abgespeichert werden. Dieses
Speicherkonzept hat den Vorteil, dass nach einer erfolgten
Kollision der Unfallhergang nachkonstruiert werden kann. Ein
weiteres Speicherkonzept sieht vor, dass in der Funktion
(13) mehrere Auslöseschwellen vorgesehen sind, die sich
lediglich durch unterschiedliche Sicherheitsfaktoren alphai
unterscheiden. In diesem Fall wird im nicht-flüchtigen
Speicher (4) die Häufigkeit der Auslösungen in Abhängigkeit
der verschiedenen Auslöseschwellen und damit der
verschiedenen Sicherheitsfaktoren alphai abgespeichert.
Dieses Speicherkonzept hat den Vorteil, dass nur sehr wenig
Speicherkapazität notwendig ist. Weiterhin ist es durch
dieses Konzept möglich, einen geeigneten Sicherheitsfaktor
alphai empirisch zu ermitteln. Steht genügend Speicherplatz
zur Verfügung, so kann in ähnlicher Weise wie im ersten
Speicherkonzept für jede oder eine maximale Anzahl von
Auslösungen jeweils ein Datensatz mit für die Interpretation
der Umgebungssituation relevanten Daten im nicht-flüchtigen
Speicher (4) abgespeichert werden.
Vorteilhafterweise bekommen die Auslösungen Priorität bei
der Speicherzuordnung, die einer unempfindlichen Schwelle
entsprechen, z. B. bei kleineren alphai. So wird im Fall,
dass der Speicherplatz für weitere Auslösungsdatensätze
nicht mehr reicht, ein vorher gespeicherter Datensatz
gelöscht, wenn diese Auslösung mit einer empfindlicheren
Schwelle ausgelöst wurde.
Ein drittes Speicherkonzept sieht vor, dass die beiden
Ausdrücke links und rechts des Ungleichheitszeichens der
Auslöseungleichung (Gl. 7) einzeln ermittelt werden und eine
festgelegte Anzahl von bisher erreichten Spitzenwerten, die
sich nach Gleichung 2 ergeben, gespeichert werden. Liegt der
momentan ermittelte Wert über dem kleinsten bisher
gespeicherten Spitzenwert, so wird der momentane Wert neu
aufgenommen und der bisher kleinste gespeicherte Spitzenwert
gelöscht. Bei diesem Speicherkonzept ist es vorteilhaft,
dass man mit einer sehr kleinen Speicherkapazität auskommt.
Das Auslesen des Datensatzes (5) aus dem nicht-flüchtigen
Speicher (4) kann auf verschiedene Arten erfolgen. So ist es
möglich, dass während der Regelinspektion der Datensatz (5)
über das interne Kommunikationssystem (7) und die
Schnittstelle (6) auf ein externes Gerät übertragen werden
kann. Weiterhin ist es möglich, nach einem erfolgten Unfall
den Datensatz (5) aus dem nicht-flüchtigen Speicher (4) auf
gleiche Weise über das interne Kommunikationssystem (7) und
die Schnittstelle (6) auszulesen. Nach erfolgtem Auslesen
des Datensatzes (5) aus dem Speicher (4) ist es sowohl
möglich, die bisher angefallenen Daten zu löschen oder aber
die bisher angefallenen Daten weiterhin im Speicher zu
belassen und im weiteren Fahrtverlauf zu vervollständigen.
Weiterhin ist es möglich, eine Fehlalarmerkennung
vorzusehen. Wird die Auslöseschwelle nach Gleichung 7
überschritten, so wird ein Auslösesignal, das einer Not-
oder Vollbremsung entspricht, ausgelöst. Nimmt zum Beispiel
im weiteren Verlauf die Zeit bis zur Kollision (TTC) wieder
zu oder wird ein Ausweichen wieder möglich, so kann es sein,
dass die Auslösebedingung im Weiteren nicht mehr erfüllt
ist. In diesem Fall kann die vorgesehene Funktion (13)
selbsttätig erkennen, dass die Auslösung einer Not- oder
Vollbremsung nicht angebracht ist und dieses Auslösesignal
einem Fehlalarm entspricht. Bei Erkennung eines derartigen
Fehlalarms können vorteilhafterweise auch Daten gespeichert
werden, so dass die Ursache des Fehlalarms analysierbar ist.
Diese Daten können die gleichen Größen sein, wie im Fall
einer Auslösung, es ist aber auch denkbar, dass weiteres
Signale gespeichert werden, die der Eigendiagnose dienen,
insbesondere auch Eigendiagnosesignale der angeschlossenen
Umgebungssensoren.
In Fig. 3 ist ein Ablaufdiagramm einer möglichen
Ausführungsform dargestellt. Nach erfolgtem Start (40) des
Algorithmus, in dessen Umfang ein Selbsttest sowie eine
Initialisierung vorgesehen ist, erfolgt ein erstmaliges
Einlesen von Eingangsgrößen (42). Diese Eingangsgrößen
werden im folgenden Schritt (43) in eine Bedingung, im
vorliegenden Beispiel handelt es sich dabei um eine
Ungleichung, eingesetzt. Ist die dargestellte Bedingung
nicht erfüllt, so ist das momentane Kollisionsrisiko sehr
klein und kein automatischer Eingriff in Bremse
beziehungsweise Lenkung notwendig. So sind auch Bedingungen,
die aus mehreren Einzelbedingungen bestehen, möglich. Ist
die in Fig. 3 genannte Bedingung nicht erfüllt so verzweigt
der Algorithmus nach "nein" und es werden in einem neuen
Durchlauf des Blocks (42) neue Eingangsgrößen eingelesen.
Dies läßt auf eine zu geringe, momentane
Kollisionswahrscheinlichkeit schließen, so dass kein Bremsbeziehungsweise
Lenkeingriff vorzunehmen ist. Sollte die
Bedingung im Block (43) erfüllt sein, so muß mit einem hohen
Kollisionsrisiko gerechnet werden. Durch ein Verzweigen aus
(43) nach "ja" werden die aktuellen Werte der für die
Rekonstruktion der Umgebungssituation relevanten Signale im
Block (45) gespeichert und für künftige Auslesevorgänge in
der Speichervorrichtung bereitgehalten. Gleichzeitig wird in
Block (46) ein Brems- bzw. Lenkeingriff ausgelöst und in
Abhängigkeit der erkannten momentanen Fahrsituation
durchgeführt.
Nach erfolgter Speicherung der aktuellen Daten in Block (45)
bzw. nach erfolgter Durchführung eines Brems- bzw.
Lenkeingriffs in Block (46) wird der Ablauf des Algorithmus
nach Punkt (41) weitergeleitet und von dort aus zu einem
erneuten Einlesevorgang in Block (42) fortgesetzt.
Eine weiteres Ausführungsbeispiel sieht vor, dass die Daten,
die im nicht-flüchtigen Speicher der Steuereinrichtung
gespeichert werden, zusätzlich in einem nicht-flüchtigen
Speicher eines weiteren Steuergerätes, das mit der ersten
Steuereinrichtung durch ein Datenkommunikationsmedium
verbunden ist, gespeichert werden. Vorteilhafterweise wird
hierdurch ein Datenverlust infolge einer unfallbedingten
Zerstörung des ersten Steuergerätes vermieden. Das weitere
Steuergerät kann ein Steuergerät zur Steuerung einer
beliebigen Fahrzeugfunktion wie beispielsweise ABS,
Fahrdynamikregelung, Motorsteuerung, Bordcomputer oder
ähnlichem sein.
Claims (11)
1. Vorrichtung zur adaptiven Fahrgeschwindigkeitsreglung
eines Kraftfahrzeugs, insbesondere in Abhängigkeit von
Abstand und Relativgeschwindigkeit zu einem in Fahrtrichtung
sich befindenden Objekt, dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorrichtung Mittel enthält für wenigstens eine
zusätzliche Stellgröße, die eine automatische Bremsung
beziehungsweise einen automatischen Lenkeingriff betrifft,
wobei als Bremsung eine Verzögerung zur
Kollisionsverminderung vorgesehen ist, die im Bereich der
für das jeweilige Fahrzeug maximal möglichen Verzögerung
liegt beziehungsweise dass als automatischer Lenkeingriff
eine Lenkbewegung der Räder des Kraftfahrzeugs derart
vorgesehen ist, dass ein rechtzeitiges Ausweichen vor einem
Hindernis ermöglicht wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorrichtung als Eingangsgrößen (9, 11) wenigstens
eine der Größen
Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug,
Relativgeschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs bezüglich des eigenen Fahrzeugs,
Querversatz des vorausfahrenden Fahrzeugs relativ zum eigenen Fahrzeug,
Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs,
Beschleunigung des eigenen Fahrzeugs,
Gierrate,
Querbeschleunigung des eigenen Fahrzeugs,
Lenkradwinkel,
relative Quergeschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs bezüglich des eigenen Fahrzeugs,
Höhe des detektierten Objektes,
Objektausdehnung in Querrichtung,
Fahrbahnreibwert
verarbeitet, jedoch nicht zwangsläufig alle.
Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug,
Relativgeschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs bezüglich des eigenen Fahrzeugs,
Querversatz des vorausfahrenden Fahrzeugs relativ zum eigenen Fahrzeug,
Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs,
Beschleunigung des eigenen Fahrzeugs,
Gierrate,
Querbeschleunigung des eigenen Fahrzeugs,
Lenkradwinkel,
relative Quergeschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs bezüglich des eigenen Fahrzeugs,
Höhe des detektierten Objektes,
Objektausdehnung in Querrichtung,
Fahrbahnreibwert
verarbeitet, jedoch nicht zwangsläufig alle.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Eingangsgrößen (9, 11) von wenigstens einer der
Vorrichtungen
Radarsensor,
Lidarsensor,
Videosensor,
Mehrfachvideosensor,
Gierratensensor,
Lenkwinkelsensor oder
Raddrehzahlsensor (8, 10) bereitgestellt werden, jedoch nicht zwangsläufig von allen.
Radarsensor,
Lidarsensor,
Videosensor,
Mehrfachvideosensor,
Gierratensensor,
Lenkwinkelsensor oder
Raddrehzahlsensor (8, 10) bereitgestellt werden, jedoch nicht zwangsläufig von allen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Stellgrößen, die auf die Bremsenstellglieder
beziehungsweise die Lenkstellglieder ausgegeben werden
zusätzlich mit weiteren situationsabhängigen Umfelddaten in
einer nicht-flüchtigen Speichervorrichtung (4) gespeichert
werden.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
dass die nicht-flüchtige Sprichervorrichtung (4) durch eine
Vorrichtung geschützt ist, die eine unfallbedingte
Zerstörung des Speichers verhindert.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorrichtung zur adaptiven Fahrgeschwindigkeits
regelung eine Stop beinhaltet.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass Mittel vorhanden sind zur Auslösung eines Signals für
eine Bremsung, die im Bereich der für das jeweilige Fahrzeug
maximal möglichen Verzögerung liegt beziehungsweise eines
Lenkeingriffs, der eine Lenkbewegung der Räder des
Kraftfahrzeugs zum rechtzeitigen Ausweichen vor einem
Hindernis vorsieht, wenn die Ungleichung
-(d/vr) ≦ sqrt(2.deltayFlucht/|ay|).alphai
erfüllt ist, wobei
d der Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug,
vr die Relativgeschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs in Bezug auf das eigene Fahrzeug,
deltayFlucht die halbe Breite des eigenen Fahrzeugs (33) abzüglich des Betrags des Lateralversatzes des erkannten Zielobjekts zur verlängerten Fahrzeugmittelachse des eigenen Fahrzeugs (28) zuzüglich der halben Objektausdehneung des erkannten Zielobjekts senkrecht zur verlängerten Fahrzeugmittelachse des eigenen Fahrzeugs (29),
ay die mittlere, maximal mögliche Querbeschleunigung das Fahrzeugs bei einem Ausweichmanöver und
alphai einen Sicherheitsfaktor kleiner oder gleich Eins darstellt.
-(d/vr) ≦ sqrt(2.deltayFlucht/|ay|).alphai
erfüllt ist, wobei
d der Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug,
vr die Relativgeschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs in Bezug auf das eigene Fahrzeug,
deltayFlucht die halbe Breite des eigenen Fahrzeugs (33) abzüglich des Betrags des Lateralversatzes des erkannten Zielobjekts zur verlängerten Fahrzeugmittelachse des eigenen Fahrzeugs (28) zuzüglich der halben Objektausdehneung des erkannten Zielobjekts senkrecht zur verlängerten Fahrzeugmittelachse des eigenen Fahrzeugs (29),
ay die mittlere, maximal mögliche Querbeschleunigung das Fahrzeugs bei einem Ausweichmanöver und
alphai einen Sicherheitsfaktor kleiner oder gleich Eins darstellt.
8. Verfahren zur adaptiven Geschwindigkeitsregelung
eines Kraftfahrzeugs, insbesondere in Abhängigkeit von
Abstand und Relativgeschwindigkeit zu einem in Fahrtrichtung
sich befindenden Objekt, dadurch gekennzeichnet, dass als
Bremsung eine Verzögerung zur Kollisionsverminderung
vorgesehen ist, die im Bereich der für das jeweilige
Fahrzeug maximal möglichen Verzögerung liegt und/oder
dass als automatischer Lenkeingriff ein Einschlagen der
lenkbaren Räder des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist, das ein
rechtzeitiges Ausweichen vor einem Hindernis ermöglicht.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
dass ein Signal zur Auslösung für eine Bremsung, die im
Bereich der für das jeweilige Fahrzeug maximal möglichen
Verzögerung liegt beziehungsweise eines Lenkeingriffs, der
eine Lenkbewegung der Räder des Kraftfahrzeugs zum
rechtzeitigen Ausweichen vor einem Hindernis vorsieht,
ausgegeben wird, wenn die Ungleichung
-(d/vr) ≦ sqrt(2.deltayFlucht/|ay|).alphai
erfüllt ist, wobei
d der Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug,
vr die Relativgeschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs in Bezug auf das eigene Fahrzeug,
deltayFlucht die halbe Breite des eigenen Fahrzeugs (33) abzüglich des Betrags des Lateralversatzes des erkannten Zielobjekts zur verlängerten Fahrzeugmittelachse des eigenen Fahrzeugs (28) zuzüglich der halben Objektausdehneung des erkannten Zielobjekts senkrecht zur verlängerten Fahrzeugmittelachse des eigenen Fahrzeugs (29),
ay die mittlere, maximal mögliche Querbeschleunigung des Fahrzeugs bei einem Ausweichmanöver und
alphai einen Sicherheitsfaktor kleiner oder gleich Eins darstellt.
-(d/vr) ≦ sqrt(2.deltayFlucht/|ay|).alphai
erfüllt ist, wobei
d der Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug,
vr die Relativgeschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs in Bezug auf das eigene Fahrzeug,
deltayFlucht die halbe Breite des eigenen Fahrzeugs (33) abzüglich des Betrags des Lateralversatzes des erkannten Zielobjekts zur verlängerten Fahrzeugmittelachse des eigenen Fahrzeugs (28) zuzüglich der halben Objektausdehneung des erkannten Zielobjekts senkrecht zur verlängerten Fahrzeugmittelachse des eigenen Fahrzeugs (29),
ay die mittlere, maximal mögliche Querbeschleunigung des Fahrzeugs bei einem Ausweichmanöver und
alphai einen Sicherheitsfaktor kleiner oder gleich Eins darstellt.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
dass die Stellgrößen, die auf die Bremsenstellglieder
beziehungsweise die Lenkstellglieder ausgegeben werden
zusätzlich mit weiteren situationsabhängigen Umfelddatan in
einer nicht-flüchtigen Speichervorrichtung (4)
als Datensatz aller Eingangsgrößen, bei Auftreten des Auslösesignals, erfolgt oder
in einem Klassensystem, das die Auftrittshäufigkeit des Auslösesignals in Abhängigkeit verschiedener Sicherheitsfaktoren alphai festhält, erfolgt oder
nur dann erfolgt, wenn [-(vr/d).(2.deltayFlucht/|ay|)1/2 .alphai] einen Wert erreicht, der größer ist als der kleinste Wert einer festen Anzahl von bisher erreichten Spitzenwerten.
als Datensatz aller Eingangsgrößen, bei Auftreten des Auslösesignals, erfolgt oder
in einem Klassensystem, das die Auftrittshäufigkeit des Auslösesignals in Abhängigkeit verschiedener Sicherheitsfaktoren alphai festhält, erfolgt oder
nur dann erfolgt, wenn [-(vr/d).(2.deltayFlucht/|ay|)1/2 .alphai] einen Wert erreicht, der größer ist als der kleinste Wert einer festen Anzahl von bisher erreichten Spitzenwerten.
11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
dass durch Auswertung von Eingangsdaten (9, 11) eine
Fehlauslösung des Auslösesignals festgestellt werden kann
und bei Vorliegen einer festgestellten Fehlauslösung ein
weiterer Datensatz gespeichert wird.
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