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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Kollisionsbestimmungsvorrichtung
zur Verwendung in einem Fahrzeug.
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Ein
Parameter, der "Time
To Collision" (TTC) genannt
wird, wird bislang als ein Index für den Grad des Risikos einer
Kollision eines betreffenden Fahrzeugs mit einem Hindernis verwendet,
wie in der
JP-A-2005-324700 beschrieben.
Der Parameter TTC gibt eine Zeitdauer bis zu einer Kollision des
betreffenden Fahrzeugs mit dem Hindernis wieder.
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Mit
anderen Worten, der Parameter TTC stellt die Zeitdauer bis zur Kollision
dar, wenn das Fahrzeug zum Zeitpunkt der Berechnung des TTC den
Fahrzustand beibehält.
Weiterhin hat per einer weiteren Definition der TTC eine "100 %ige Wahrscheinlichkeit" der Kollision des
Fahrzeugs, wenn das betreffende Fahrzeug den "momentanen" Fahrzustand zum Zeitpunkt der TTC-Berechnung
beibehält.
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Der
TTC ist effektiv dahingehend, den Grad des Kollisionsrisikos des
Fahrzeugs mit dem Hindernis darzustellen, das vorderhalb des betreffenden Fahrzeugs
vorhanden ist (Frontalobjekt), wenn das Fahrzeug auf einer geraden
Strecke fährt.
Wenn jedoch der Fahrzustand des Fahrzeugs unter der Einwirkung einer
Seitenbeschleunigung ist, kann der TTC nicht als ein korrekter Index
zur Darstellung des Grads des Kollisionsrisikos mit dem Frontalobjekt dienen.
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Wenn
beispielsweise der Fahrer des Fahrzeugs ein Lenkrad betätigt, um
die Kollision mit dem Frontalobjekt zu vermeiden, stellt der TTC
den korrekten Index des Grads des Kollisionsrisikos mit dem Frontalobjekt
während
der Zeitdauer dar, bevor der Fahrer damit beginnt, das Lenkrad zu
betätigen
(das heißt,
während
das Fahrzeug noch auf einer geraden Strecke fährt).
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Sobald
die Lenkradbetätigung
begonnen hat, um die Kollision zu vermeiden, ändert sich der Fahrzustand
des Fahrzeugs von einer geradlinigen Fahrt in einen durch eine Seitenbeschleunigung
beeinflussten Zustand. In dem durch die Seitenbeschleunigung beeinflussten
Zustand wird der Parameter TTC basierend auf der Distanz des betreffenden
Fahrzeugs zu dem Frontalobjekt und einer Relativgeschwindigkeit
relativ zu dem Frontalobjekt berechnet. Das heißt, TTC wird basierend auf
Variablen berechnet, die alleine durch die Bewegung des betreffenden
Fahrzeugs in einer Vorwärts/Rückwärts-Richtung
definiert sind, und nicht basierend auf den Variablen, die durch
die Bewegung in Seitenrichtung definiert sind.
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Wenn
daher der Fahrzustand des betreffenden Fahrzeugs die Seitenbeschleunigung
in dem betreffenden Fahrzeug erzeugt, gibt der TCC nicht den korrekten
Index des Risikograds der Kollision des betreffenden Fahrzeugs mit
dem Frontalobjekt wieder, so dass sich ein falscher Wert des Gefährungsgrads (d.
h. der 100 %igen Wahrscheinlichkeit) der Kollision des Fahrzeugs
mit dem Frontalobjekt ergibt, selbst nachdem das betreffende Fahrzeug
mit einer Bewegung begonnen hat, die die Kollision vermeiden soll.
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Angesichts
des Obigen und weiterer Probleme ist es Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Kollisionsbestimmungsvorrichtung bereitzustellen, welche
einen korrekten Grad des Kollisionsrisikos eines betreffenden Fahrzeugs
mit einem Frontalobjekt erkennt, selbst wenn das betreffende Fahrzeug
sich unter einer Bedingung bewegt, bei der eine seitliche Beschleunigung
erzeugt wird.
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Die
Kollisionsbestimmungsvorrichtung für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden
Erfindung enthält:
eine Distanzermittlungseinheit, die eine Distanz zwischen einem
betreffenden Fahrzeug und einem Frontalobjekt ermittelt, welches
sich vorderhalb des betreffenden Fahrzeugs befindet; eine Relativgeschwindigkeitsermittlungseinheit,
die eine Relativgeschwindigkeit des betreffenden Fahrzeugs relativ
zu dem Frontalobjekt ermittelt; einen Seitenbeschleunigungsdetektor,
der eine Seitenbeschleunigung zur Beschleunigung des betreffenden
Fahrzeugs in Seitenrichtung erkennt; eine Berechnungseinheit für eine seitenbeschleunigungabhängige Relativgeschwindigkeit,
die die Relativgeschwindigkeit unter dem Einfluss der Seitenbeschleunigung
berechnet; eine Kollisionsrisikoindexberechnungseinheit, die einen
Kollisionsrisikoindex berechnet, um das Kollisionsrisiko des betreffenden
Fahrzeugs mit dem Frontalobjekt darzustellen, basierend auf der
Distanz, die durch die Distanzermittlungseinheit ermittelt wurde, der
Relativgeschwindigkeit, die durch die Relativgeschwindigkeitsermittlungsheitheit
ermittelt wurde, und der Relativgeschwindigkeit unter Einfluss der Seitenbeschleunigung,
die durch die Berechnungseinheit für die seitenbeschleunigungsabhängige Relativgeschwindigkeit
berechnet wurde; sowie eine Kollisionsbestimmungseinheit, die das
Kollisionsrisiko des betreffenden Fahrzeugs mit dem Frontalobjekt
unter Verwendung des Kollisionsrisikoindex bestimmt, der von der
Kollisionsrisikoindexberechnungseinheit berechnet wurde. Die Relativgeschwindigkeit
des betreffenden Fahrzeugs ändert
sich abhängig
von einem Anstieg und Abfall der Seitenbeschleunigung des betreffenden
Fahrzeugs, so dass eine Änderung
der Relativgeschwindigkeit des betreffenden Fahrzeugs relativ zu
dem Frontalobjekt verursacht wird. Somit gibt der Kollisionsrisikoindex, der
unter Berücksichtigung
der seitenbeschleunigungsabhängigen
Relativgeschwindigkeit berechnet wurde, das Kollisionsrisiko des
betreffenden Fahrzeugs mit dem Frontalobjekt korrekt wieder, selbst wenn
das betreffende Fahrzeug unter einer Bedingung fährt, die unter Einfluss der
Seitenbeschleunigung ist.
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Weitere
Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben
sich besser aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme
auf die beigefügte
Zeichnung.
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Es
zeigt:
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1 ein
Blockdiagramm einer Bremssteuervorrichtung für ein Fahrzeug in einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 charakteristische
Kurven eines Index KdB, der eine Annäherungsbedingung des Fahrzeugs
auf ein Frontalobjekt zu berechnet;
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3 ein
Flussdiagramm einer Unterstützungssteuerung
für eine
Bremskraft;
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4 eine
Darstellung, wie ein Zielwert kdB_t des Index KdB berechnet wird;
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5 eine
Darstellung der Berechnung eines Kollisionsrisikoindex TTC_gy, der
den Grad eines Kollisionsrisikos des Fahrzeugs in einer Fahrbahnkurve
darstellt;
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6A und 6B Darstellungen
einer herkömmlichen
TTC-Indexkurve und der Kollisionsrisikoindexkurve TTC_gy; und
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7 die
Darstellung eine Beziehung zwischen dem herkömmlichen TTC-index, dem Kollisionsrisikoindex
TTC_gy, einer Sollgeschwindigkeitsabnahme dVr/dt_t und einem momentanen
Wert der Seitenbeschleunigung Gy_p.
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Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf
die Zeichnung beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform
dient eine Kollisionsbestimmungsvorrichtung gemäß der Erfindung als eine Funktion
einer Bremssteuervorrichtung für
ein Fahrzeug. 1 zeigt ein Blockdiagramm einer
Bremssteuervorrichtung für
ein Fahrzeug. Gemäß dieser
Figur enthält die
Brems steuervorrichtung ein Radar 10, einen Geschwindigkeitssensor 20,
einen Bremsschalter 30, einen Bremsdrucksensor 40,
einen Betätigungsschalter 50,
eine Bremsen-ECU 60, einen Bremsenstellglied 70,
einen Beschleunigungssensor 80 und einen Gierrratensensor 90.
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Das
Radar 10 strahlt beispielsweise ein Laserlicht in einem
bestimmten Bereich vorderhalb des (betreffenden) Fahrzeugs ab und
empfängt
ein reflektiertes Laserlicht zur Erkennung relativer Lagebeziehungen
eines Frontalobjekts gegenüber
dem Fahrzeug sowie eine Distanz D vom Fahrzeug zu dem Frontalobjekt,
beispielsweise einem vorausfahrenden Fahrzeug, einem Gegenstand
seitlich der Fahrbahn (Leitplanke, Lichtreflektor etc.). In diesem Fall
kann die Relativgeschwindigkeit Vr etc. durch Zeitdifferenzierung
der Distanz D berechnet werden, die vom Radar 10 erkannt
wird. Weiterhin ist in der vorliegenden Ausführungsform die Relativgeschwindigkeit
Vr als negativ (–:
minus) markiert, wenn sich das Fahrzeug dem Frontalobjekt nähert, und
die Relativgeschwindigkeit Vr ist als positiv markiert (+: plus),
wenn sich das Fahrzeug von dem Frontalobjekt entfernt.
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Der
Geschwindigkeitssensor 20 erkennt eine Geschwindigkeit
des Fahrzeugs. Wenn die Relativgeschwindigkeit Vr basierend auf
der Distanz D berechnet wird, die durch das obige Radar 10 erkannt wird,
und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs vom Geschwindigkeitssensor 20 erkannt
wird, wird die Geschwindigkeit beispielsweise des vorausfahrenden
Fahrzeugs basierend auf der Differenz zwischen der Relativgeschwindigkeit
Vr und der Geschwindigkeit des betreffenden Fahrzeugs (Eigenfahrzeugs) berechnet.
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Der
Bremsenschalter 30 erkennt eine Bremsenbetätigung durch
den Fahrer des Fahrzeugs. Der Bremsenschalter 30 gibt ein
Signal EIN aus, wenn der Fahrer das Bremspedal niederdrückt, und
gibt das Signal AUS aus, wenn der Fahrer das Bremspedal freigibt.
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Der
Bremsdrucksensor 40 erkennt einen Bremsfluiddruck in einer
Bremseneinheit (nicht dargestellt), wenn vom Fahrer des Fahrzeugs
auf das Bremspedal gedrückt
wird. Die Bremseneinheit verringert die Geschwindigkeit des Fahrzeugs,
indem beispielsweise eine Bremskraft proportional zu dem Bremsfluiddruck über eine
Scheibenbremse aufgebracht wird, die in Reibkontakt mit einer Bremsscheibe
gebracht wird, die an jedem der Räder des Fahrzeugs angebracht
ist. Die Geschwindigkeitsabnahme des Fahrzeugs aufgrund einer Bremsenbetätigung wird
daher aus dem Bremsfluiddruck zu dem Zeitpunkt geschätzt, zu
dem der Fahrer des Fahrzeugs das Bremspedal betätigt.
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Der
Betätigungsschalter 50 wird
vom Fahrer des Fahrzeugs betätigt.
Ein Betätigungssignal
vom Betätigungsschalter 50 wird
der Bremsen-ECU 60 eingegeben. In diesem Fall liefert der
Betätigungsschalter 50 an
die Bremsen-ECU 60 eine Anweisung, den Betrag einer Geschwindigkeitsabnahme
des betreffenden Fahrzeugs (Eigenfahrzeugs) einzustellen, das heißt, eine
langsame Geschwindigkeitsabnahme oder eine starke Geschwindigkeitsabnahme
zu erzeugen, wenn die Bremsen-ECU 60 eine Unterstützungssteuerung
des Bremsvorgangs seitens des Fahrers des Fahrzeugs durchführt.
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Das
Bremsenstellglied 70 stellt den Bremsfluiddruck in der
Bremseneinheit auf einen gewünschten
Wert abhängig
von einem Anweisungssignal von der Brernsen-ECU 60 ein, wie nachfolgend noch
beschrieben wird. Der G-Sensor 80 erkennt eine Längsbeschleunigung
und eine Seitenbeschleunigung des Fahrzeugs. Die Längsbeschleunigung
ist eine Beschleunigung in Vorwärts/Rückwärts-Richtung
des Fahrzeugs und die Seitenbeschleunigung ist eine Beschleunigung
in einer Richtung von rechts nach links oder umgekehrt bzw. in Breitenrichtung des
Fahrzeugs.
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Der
Gierratensensor 90 erkennt eine Gierrate des betreffenden
Fahrzeugs. Die Gierrate des betreffenden Fahrzeugs ist als eine
Winkelgeschwindigkeit des Fahrzeugs um eine Vertikalachse des Fahrzeugs
definiert.
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Die
Bremsen-ECU 60 führt
eine Unterstützungssteuerung
der Bremskraft der Bremsenvorrichtung durch, um eine Kollision mit
einem Frontalobjekt mit einem vorteilhaften Geschwindigkeitsverringerungsgefühl zu vermeiden,
basierend auf Eingangssignalen von verschiedenen Sensoren und Schaltern gemäß obiger
Beschreibung, wenn der Fahrer des Fahrzeugs einen Bremsvorgang bei
Annäherung
des Fahrzeugs an das Frontalobjekt durchführt. In der vorliegenden Ausführungsform
wird ein Index KdB, der eine Annäherungsbedingung
des Fahrzeugs auf das Frontalobjekt, beispielsweise ein vorausfahrendes
Fahrzeug oder dergleichen, zu darstellt, verwendet, um die Unterstützungssteuerung
durchzuführen. Die
Details des Index KdB werden noch beschrieben.
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Der
Fahrer des Fahrzeugs bestimmt für
gewöhnlich,
ob sich sein Fahrzeug dem vorausfahrenden Fahrzeug nähert oder
sich von dem vorausfahrenden Fahrzeug entfernt, was auf einer Änderung der
Fahrzeuggröße bei direkter
Betrachtung ba siert, und stellt die Zunahme/Abnahme der Fahrzeuggeschwindigkeit
durch Gasgeben oder Bremsen entsprechend ein, wenn das Eigenfahrzeug
das vorausfahrende Fahrzeug in Fahrtrichtung vor sich hat. Somit
wird ein Index der Änderung
der Fahrzeuggröße oder
des vom Fahrzeug eingenommenen Bereichs in dem Sichtfeld, die vom
Fahrer verwendet wird, als Index KdB berechnet.
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Das
Berechnungsverfahren für
den Index KdB wird nachfolgend erläutert. Es sei angenommen, dass
eine tatsächliche
Höhe des
vorausfahrenden Fahrzeugs H0 ist, eine tatsächliche Breite W0 ist und eine
Fläche
oder ein Bereich S0 ist (= H0 × W0)
sowie dass eine Höhe
in einem Bild, das sich in einem Auge (d. h. der Netzhaut) des Fahrers
des Eigenfahrzeugs darstellt, H ist, die Breite W ist, die Fläche S ist (=
W × H)
und dass weiterhin eine Distanz von der Linse des Fahrerauges zum
vorausfahrenden Fahrzeug D ist und eine Brennweite des Fahrerauges
f ist. Der Bereich oder die Fläche
S, die vom vorausfahrenden Fahrzeug eingenommen wird, ergibt sich dann
durch die folgende Gleichung 4: S
= W × H
= W0 × H0 × (f/D)2 [Gleichung
4]
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Damit
ergibt sich die Änderungsrate
pro Einheitszeit des Bereichs S auf der Netzhaut des Fahrers dS/dt
durch die folgende Gleichung 5: dS/dt
= d(W × H)/dt ∝ d(f/D)2/dt ∝ d(1/D2)/dt [Gleichung
5]
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Wenn
Gleichung 5 teilweise nach der Distanz D differenziert wird, ergibt
sich die Änderungsrate
des Bereichs S pro Einheitszeit dS/dt durch die folgende Gleichung
6. Die Teildifferenzierung von Gleichung 5 ist als Änderungsrate
der Fläche
des vorausfahrenden Fahrzeugs pro Einheitszeit K definiert. dS/dt ∝ d(1/D2)/dt = {d(1/D2)/dD} × (dD/dt)
= (–2/D3) × Vr
= K [Gleichung 6]
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Auf
diese Weise wird die Änderungsrate
der Fläche
des vorausfahrenden Fahrzeugs pro Einheitszeit K unter Verwendung
der Distanz D zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem Eigenfahrzeug
und einer Relativgeschwindigkeit Vr, die als Änderungsrate der Distanz D
pro Einheitszeit definiert ist, berechnet.
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In
diesem Fall ist die Änderungsrate
K äquivalent
einer Änderungsrate
eines durch eine Abbildungseinheit, beispielsweise eine Kamera oder
dergleichen, aufgenommenen Bilds, da die Änderungsrate K die Änderungsrate
dS/dt der Fläche
S des vorausfahrenden Fahrzeugs pro Einheitszeit darstellt. Daher
kann die Änderungsrate
K basierend auf der Änderungsrate
des Bilds berechnet werden, das von der Kamera oder dergleichen
aufgenommen wird.
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Die Änderungsrate
K ändert
sich in einem sehr hohen Maßstab
in der Größenordung
von 106, wenn beispielsweise die Distanz D in einem Bereich zwischen
1 und 100 Meter liegt. Daher ist die Änderungsrate K in der Einheit
Dezibel wiedergegeben.
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Die
Dezibeldarstellung ist derart definiert, dass ein Wert von 0 Dezibel
(dB) einer minimalen Flächenänderungsrate
von K0 des vorausfahrenden Fahrzeugs, erkennbar durch den Fahrer,
zu einer Zeit entspricht, zu der das vorausfahrende Fahrzeug 100 Meter
vorderhalb des vorausfahrenden Fahrzeugs liegt und sich mit einer
Relativgeschwindigkeit Vr von –0,1
km/h nähert.
Die Änderungsrate
K pro Einheitszeit wird durch die folgende Gleichung 7 wiedergegeben: K0 = (–2/D3) × Vr
= (–2/1003) × (–0,1/3,6) ÷ 5 × 10–8 [Gleichung 7]
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Das
heißt,
wenn die Änderungsrate
K0 der Fläche
des vorausfahrenden Fahrzeugs gleich 5 × 10–8 ist,
ist der Dezibelwert als 0 (dB) definiert und der Wert einer Gleichung
8 ist als Index KdB definiert, der den Annäherungszustand des Eigenfahrzeugs
in Richtung Frontalobjekt darstellt. In diesem Fall ist der Wert
des Index KdB positiv, wenn das vorausfahrende Fahrzeug sich dem
Eigenfahrzeug nähert,
und ist negativ, wenn sich das vorausfahrende Fahrzeug vom Eigenfahrzeug
entfernt. Der Absolutwert der Figur ist unter Verwendung des Zeichens
I wiedergegeben. KdB = 10 × log(|K/(5 × 10–8)|)
= 10 × log{|–2 × Vr|/(D3 × 5 × 10–8)} [Gleichung 8]
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Die
Abhängigkeit
des Index KdB, definiert durch Gleichung 8, relativ zur Distanz
D in Richtung vorausfahrendem Fahrzeug oder dergleichen und die Relativgeschwindigkeit
Vr sind in der Darstellung von 2 dargestellt.
Wie in 2 gezeigt, nimmt der Index KdB zu, wenn die Relativgeschwindigkeit
Vr zur Annäherung
an das Frontalobjekt zunimmt, und an jedem Punkt der Relativgeschwindigkeit
wird die Steigung der Zunahme hoch, wenn die Distanz D in Richtung
Frontalobjekt abnimmt.
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Ein
Vorgang der Unterstützung
der Bremskraftsteuerung, durchgeführt von der Bremsen-ECU 60,
wird nachfolgend unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von 3 beschrieben.
Im Schritt S100 erlangt die ECU 60 die Eingangssignale
von verschiedenen Sensoren und Schaltern. Im Schritt S110 bestimmt
der Prozess, ob ein Erkennungssignal vom Bremsenschalter 30 sich
von dem Signalzustand AUS zu dem Signalzustand EIN geändert hat. Das
heißt,
der Prozess bestimmt, ob der Fahrer des Fahrzeugs einen Bremsvorgang
begonnen hat.
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Wenn
das Erkennungssignal vom Bremsenschalter 30 in Schritt
S110 von AUS nach EIN geändert
wird (S110: JA), geht der Prozess zum Schritt S120, um einen momentanen
Wert KdB_p des Index KdB zu berechnen. Genauer gesagt, die Distanz
D zum Frontalobjekt, erkannt durch das Radar, und die Änderungsrate
Vr der Distanz D pro Einheitszeit werden in Gleichung 8 verwendet,
um den momentanen Wert KdB_p des Index KdB zu berechnen.
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Im
Schritt S130 berechnet der Prozess einen Zielwert KdB_t des Index
KdB. Das Berechnungsverfahren des Werts KdB_p wird unter Bezugnahme
auf das Diagramm von 4 beschrieben. Zunächst wird
der momentane Wert KdB_p, berechnet im Schritt S120, als Anfangswert
KdB0 verwendet, und eine Steigung "a" des
Index KdB zum Zeitpunkt des Beginns der Geschwindigkeitsabnahme
durch einen Bremsvorgang wird berechnet, indem der momentane Wert
KdB_p über
die Distanz D differenziert wird.
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Der
Zielwert KdB_t wird berechnet unter Verwendung des Werts KdB0, der
Steigung a, der Distanz D0 zum Zeitpunkt der Geschwindigkeitsabnahme,
einer Verstärkung,
die von einem Betriebssignal des Betätigungsschalters abhängt, und
der momentanen Distanz Dp in Richtung Frontalobjekt, wie in Gleichung
9 gezeigt: KdB_t = Verstärkung × a × Dp + (a × D0 + KdB0) [Gleichung 9]
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Das
heißt,
der Ziel- oder Sollwert KdB_t wird als eine Linie des Index KdB
mit einer konstant zunehmenden Steigung a berechnet, wenn die Distanz Dp
in Richtung Frontalobjekt in 4 von dem
Anfangswert KdB0 abnimmt. Der Zielwert KdB_t bei der momentanen
Distanz Dp wird durch Ersetzen des Werts Dp in der Berechnungsgleichung
(Gleichung 9) berechnet.
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In
diesem Fall hat die Verstärkung
des Betätigungssignals
vom Betätigungsschalter 30 beispielsweise
einen der drei Werte von 0,9, 1 und 1,0. Wenn die Verstärkung 1,0
ist, wird die Steigung a nicht geändert. Wenn die Verstärkung 0,9
ist, wird die Steigung a auf einen kleineren Wert geändert, so
dass eine Geschwindigkeitsabnahme des Eigenfahrzeugs im Vergleich
zur Abnahme der Relativgeschwindigkeit Vr bei einer Abnahme. der
Distanz D erhöht
wird. Wenn andererseits die Ver stärkung 1,1 ist, wird die Steigung
a auf einen größeren Wert
geändert,
so dass eine Geschwindigkeitsabnahme des Eigenfahrzeugs verringert
wird. Auf diese Weise wird, da die Steigung a mit dem Verstärkungsfaktor
multipliziert wird, der vom Fahrer des Fahrzeugs angegeben wird,
die Geschwindigkeitsabnahme des Eigenfahrzeugs durch die Unterstützungssteuerung
gemäß den Wünschen oder
Vorzügen
des Fahrers des Fahrzeugs eingestellt, wenn die Bremskraft des Fahrzeugs
von der Unterstützungssteuerung
unterstützt wird.
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Im
Schritt S140 wird eine Sollrelativgeschwindigkeit Vr_t unter Verwendung
des Ziel- oder Sollwerts KdB_t aus Schritt S130 mit Gleichung 10 berechnet. Vr_t = –1/2 × 10(KdB_t/10) × D3 × 5 × 10–8 [Gleichung 10]
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Das
heißt,
eine Indexkurve, die den Sollwert KdB_t an dem momentanen Distanzwert
Dp von dem Frontalobjekt aus durchläuft, wird angenommen und die
Relativgeschwindigkeit wird aus der Indexkurve als Sollrelativgeschwindigkeit
Vr_t berechnet.
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Im
Schritt S150 wird der momentane Distanzwert Dp differenziert, um
die Sollrelativgeschwindigkeitsabnahme dVr/dt_t unter Verwendung
der momentanen Relativgeschwindigkeit vom Frontalobjekt Vr_p und
der Sollrelativgeschwindigkeit Vr_t gemäß Gleichung 11 zu berechnen: dVr/dt_t = (Vr_p – Vr_t)/Δt [Gleichung 11]
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In
diesem Fall ist Δt
ein Divisor, um die Differenz zwischen der momentanen Relativgeschwindigkeit
Vr_p und der Sollrelativgeschwindigkeit Vr_t in die Sollrelativgeschwindigkeitsabnahme
dVr/dt_t umzuwandeln, und wird beliebig definiert.
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Im
Schritt S160 wird ein Index TTC_gy, der zur Ermittlung des Grads
des Kollisionsrisikos des Eigenfahrzeug mit dem Frontalobjekt verwendet
wird, durch eine Gleichung 12 berechnet und der Wert des Index TTC_gy
wird daraufhin untersucht, ob er kleiner als ein bestimmter Wert
Tref ist. TTC_gy = D/(|Vr_p| – |Vr_y_p|) [Gleichung 12]
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Wenn
der Wert von TTC_gy kleiner als der Wert von Tref im Schritt S160
ist (S160: JA), geht der Prozess zum Schritt S170 basierend auf
der Bestimmung, dass der Grad des Kollisionsrisikos des Eigenfahrzeugs
mit dem Frontalobjekt hoch ist. Wenn der Wert TTC_gy gleich oder
größer als
der Wert Tref ist, geht der Prozess zum Schritt S200 basierend auf
der Bestimmung, dass der Grad des Kollisionsrisikos niedrig ist.
Im Schritt S200 bestimmt der Prozess basierend auf der Bestimmung,
dass die Kollision mit dem Frontalobjekt ausreichend in einem vermeidbaren
Zustand durch einen Bremsvorgang seitens des Fahrers oder dergleichen
ist, die Unterstützungssteuerung
für die
Bremskraft durch die Bremssteuereinheit der vorliegenden Erfindung
nicht durchzuführen.
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In
diesem Fall sei nun ein Detail des Index TTC_gy, der den Grad des
Kollisionsrisikos des Eigenfahrzeugs mit dem Frontalobjekt darstellt,
beschrieben. Wenn gemäß 5 das
betreffende Fahrzeug eine Kurve durchfährt und ein fester Gegenstand
an der Fahrbahn oder Straße
als Frontalobjekt angenommen wird, ist eine Beziehung der Distanz
D vom Frontalobjekt zu dem Fahrzeug, eine Distanz y vom Vorderende
des Eigenfahrzeugs zu einer Achse eines Vorderrads, eine Distanz
L von einem Mittelpunkt einer Breite des Eigenfahrzeugs an der Vorderachse
zu dem festen Gegenstand auf der Fahrbahn und ein Kurvenradius R
des Fahrzeugs durch Gleichung 13 gegeben: (D + y)2 + R2 =
R + L)2 [Gleichung
13]
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Basierend
auf Gleichung 13 wird durch die Gleichung 14 der Kurvenradius R
des Fahrzeugs berechnet: R = {(D +
y)2 – L2}/2 × L [Gleichung 14]
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In
diesem Fall kann der Kurvenradius R aus einem Erkennungsergebnis
des Gierratensensors 90 geschätzt werden. Weiterhin lässt sich
der Kurvenradius R als ein Kurvenradius der Fahrbahnkurve, die von
dem Fahrzeug durchfahren wird, aus Straßenkartendaten ermitteln, da
der Kurvenradius der Fahrbahn und der Kurvenradius R (des Fahrzeugs)
als identisch betrachtet werden können.
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Wenn
das Fahrzeug die Kurve durchfährt, wird
ein momentaner Wert Gy_p einer Seitenbeschleunigung in Seitenrichtung
des Fahrzeugs zur Berechnung eines momentanen Werts der seitenbeschleunigungsabhängigen Relativgeschwindigkeit Vr_y_p
verwendet, die abhängig
ist von Zunahme/Abnahme der Seitenbeschleunigung Gy_p unter Verwendung
der folgenden Gleichung 15: Vr_y_p
= –(R × Gy_p)1/2 [Gleichung
15]
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Dann
werden die Distanz D zwischen dem Eigenfahrzeug und dem festen Objekt
auf der Fahrbahn, die Relativgeschwindigkeit Vr_p zwischen dem Fahrzeug
und dem festen Objekt und der momentane Wert der seitenbeschleunigungsabhängigen Relativgeschwindigkeit
Vr_y_p verwendet, um den Index TTC_gy zu berechnen, wie in Gleichung
12 angegeben.
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Auf
diese Weise wird der Index des Grads des Kollisionsrisikos des Eigenfahrzeugs
mit dem festen Objekt auf der Fahrbahn (dem Frontalobjekt) berechnet,
wobei der momentane Wert der seitenbeschleunigungsabhängigen Relativgeschwindigkeit Vr_y_p
enthalten ist, der durch die Bewegung des Eigenfahrzeugs in Seitenrichtung
definiert ist. Damit ändert
sich der Wert des Index TTC_gy zur Darstellung des Grads des. Kollisionsrisikos
abhängig
von Zunahme/Abnahme der Seitenbeschleunigung Gy_p, da der momentane
Wert der seitenbeschleunigungsabhängigen Relativgeschwindigkeit
Vr_y_p sich abhängig
von Zunahme/Abnahme der Seitenbeschleunigung Gy_p ändert.
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Der
momentane Wert der seitenbeschleunigungsabhängigen Relativgeschwindigkeit
Vr_y_p nimmt in seinem Absolutwert zu, wenn die Seitenbeschleunigung
Gy_p zunimmt, wie in Gleichung 15 gezeigt, und nimmt im Absolutwert
ab, wenn der Wert Gy_p abnimmt. Damit nimmt gemäß Gleichung 12 die Differenz
zwischen dem momentanen Wert der Relativgeschwindigkeit und dem
momentanen Wert der seitenbeschleunigungsabhängigen Relativgeschwindigkeit
|Vr_p| – |Vr_y_p|
ab, wenn die Seitenbeschleunigung Gy_p zunimmt.
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Da
somit der Wert des Index TTC_gy zunimmt, wenn die Seitenbeschleunigung
Gy_p zunimmt, wird der Grad des Kollisionsrisikos des Eigenfahrzeugs
mit dem festen Objekt auf der Fahrbahn basierend auf dem Index TTC_gy,
der so berechnet wurde, als niedrig bestimmt, auch wenn die Seitenbeschleunigung
Gy_p hieraus erzeugt wird.
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Die
Darstellungen der 6A und 6B werden
verwendet, um den herkömmlichen
Index TTC (= D/|Vr_p|) mit dem Inder TTC_gy zu vergleichen, wenn
das Eigenfahrzeug auf einer Kurve mit einem Kurvenradius von 50
Metern (der Kurvenradius sei als gleich dem Wenderadius des Fahrzeugs
angenommen) mit einer Geschwindigkeit V von 50 km/h fährt (die
Geschwindigkeit V ist gleich der Relativge schwindigkeit Vr_p des
Eigenfahrzeugs relativ zu dem festen Objekt auf der Fahrbahn aufgrund
eines stabilen Zustands des festen Objekts).
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Gemäß 6A nimmt
der herkömmliche
Index TTC ab, wenn der momentane Wert der Relativgeschwindigkeit
Vr_p zunimmt. Das heißt,
die Wahrscheinlichkeit einer Kollision des Fahrzeugs mit dem Frontalobjekt
beträgt
stets 100 % als Grad des Kollisionsrisikos, auch wenn das Fahrzeug
eine Seitenbeschleunigung erzeugt.
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Andererseits
nimmt gemäß 6B der
Index TTC_gy nach unendlich zu, wenn die Differenz der Relativgeschwindigkeit
zur seitenbeschleunigungsabhängigen
Relativgeschwindigkeit |Vr_p| – |Vr_y_p|
in Richtung 0 abnimmt, das heißt,
wenn der Fahrer des Fahrzeugs einen geeigneten Lenkvorgang entlang
einer Kurve durchführt,
die zur Erzeugung der Seitenbeschleunigung Gy_p führt. Das heißt, die
Wahrscheinlichkeit einer Kollision des Fahrzeugs mit dem Frontalobjekt
ist gleich oder kleiner als 100 % als Grad des Kollisionsrisikos.
Weiterhin wird der Index TTC_gy gleich dem herkömmlichen TTC, wenn die Gleichung
|Vr_p| – |Vr_y_p|
= |Vr_p| erfüllt
ist, das heißt,
wenn der Fahrer des Fahrzeugs einen geraden Fahrzustand beibehält, ohne der
Fahrbahnkrümmung
zu folgen, so dass keine Seitenbeschleunigung erzeugt wird, was
eine 100 %ige Kollisionswahrscheinlichkeit des Fahrzeugs mit dem
Frontalobjekt als Grad des Kollisionsrisikos darstellt.
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Da
somit gemäß den obigen
Ausführungen der
Index TTC_gy eine Abnahme des Grads des Kollisionsrisikos des Eigenfahrzeugs
mit dem Frontalobjekt darstellt, wenn die Seitenbeschleunigung Gy_p erzeugt
wird, gibt der Index TTC_gy korrekt den Grad des Kollisionsrisikos
des Eigenfahrzeugs mit dem Frontalobjekt wieder, wenn das Eigenfahrzeug
eine kollisionsvermeidende Bewegung begonnen hat.
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Im
Schritt S170 wird die Geschwindigkeitsabnahme des Fahrzeugs dVr/dt_dr
basierend auf dem Bremsdruck geschätzt, der durch den Bremsvorgang
des Fahrers erzeugt wird. Dann bestimmt im Schritt S180 der Prozess,
ob die geschätzte
Geschwindigkeitsabnahme dVr/dt_dr entsprechend dem Bremsvorgang
durch den Fahrer größer als
die Sollrelativgeschwindigkeitsabnahme dVr/dt_t ist. Da in diesem
Fall die Geschwindigkeitsabnahme als negativer Wert dargestellt
ist, zeigt, wenn die geschätzte
Geschwindigkeitsabnahme dVr/dt_dr größer als die Sollrelativgeschwindigkeitsabnahme
dVr/dt_t ist, dies, dass die Geschwindigkeitsabnahme durch den Bremsvorgang
seitens des Fahrers nicht ausreichend ist, die Geschwindigkeit des
Fahrzeugs auf die Sollrelativgeschwindigkeitsabnahme dVr/dt_t zu
bringen.
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Wenn
daher die Bestimmung im Schritt S180 JA ist, geht der Prozess zum
Schritt S190, um die Unterstützungssteuerung
für die
Bremskraft durchzuführen.
Das heißt,
die Unterstützungssteuerung
für die
Bremskraft wird durchgeführt,
wenn der Index TTC_gy einen Wert annimmt, der kleiner als der Wert Tref
unter der Bedingung ist, dass die Geschwindigkeit des Eigenfahrzeugs
durch einen Bremsvorgang seitens des Fahrers nicht auf die Sollrelativgeschwindigkeitsabnahme
dVr/dt_t gebracht werden kann.
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Im
Schritt S190 führt
der Prozess als Unterstützungssteuerung
für die
Bremskraft eine Steuerung des Bremsenstellglieds 70 durch,
um einen Bremsdruck zu erzeugen, der die Sollrelativgeschwindigkeit
dVr/dt_t aus Schritt S150 ergibt, was auf einer vorbereiteten Datenmappe
für den
Bremsdruck erfolgt, oder eine Steuerung des Bremsenstellglieds 70 zur
Erzeugung eines passenden Bremsdrucks, um eine tatsächliche
Geschwindigkeitsabnahme auf die Sollrelativgeschwindigkeit dVr/dt_t
zu bringen, was auf einer Erkennung der tatsächlichen Geschwindigkeitsabnahme
des Fahrzeugs basiert.
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Wenn
andererseits die geschätzte
Geschwindigkeitsabnahme dVr/dt_dr durch den Fahrer des Fahrzeugs
im Schritt S180 als kleiner als die Sollrelativgeschwindigkeitsabnahme
dVr/dt_t bestimmt wird, wird die Geschwindigkeit des Fahrzeugs um
eine höhere
Geschwindigkeitsabnahme verringert, die größer als die Sollgeschwindigkeitsabnahme
dVr/dt_t ist. In diesem Fall ist die Geschwindigkeitsabnahme durch
den Bremsvorgang seitens des Fahrers ausreichend und eine Unterstützungssteuerung
durch die Bremssteuervorrichtung ist nicht notwendig. Daher geht
der Prozess zum Schritt S200, um die Unterstützungssteuerung für die Bremskraft nicht
durchzuführen.
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Im
Schritt S210 bestimmt der Prozess, ob eine Steuerungsendbedingung
für die
Unterstützungssteuerung
erfüllt
ist. Die Steuerungsendbedingung ist beispielsweise ein Anhalten
des betreffenden Fahrzeugs, ein Anstieg des Index TTC_gy auf größer als
der Wert Tref durch eine Beschleunigung des vorausfahrenden Fahrzeugs,
eine Abnahme des Index KdB auf kleiner als der Zielwert KdB_t um
einen Betrag, der gleich oder größer als
ein bestimmter Wert ist, oder dergleichen. Wenn die Steuerungsendbedingung
nicht erfüllt
ist, wiederholt der Prozess die Abläufe von S100 an.
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Wenn
der Index TTC_gy, der die Seitenbeschleunigung Gy_p mit berücksichtigt,
im Schritt S210 als Steuerungsendbedingung verwendet wird, wird
der Grad des Kollisionsrisikos des betreffenden Fahrzeugs als korrekt
einen kleineren Wert ha bend ermittelt als der Geradeausfahrtzustand;
wenn der Fahrtzustand des Fahrzeugs von der Geradeausfahrt in einen
Zustand überwechselt,
bei dem eine Seitenbeschleunigung Gy_p erzeugt wird. Im Ergebnis
wird die Unterstützungssteuerung
prompt abgeschlossen, wenn das Fahrzeug in den Zustand eintritt,
bei dem die Seitenbeschleunigung Gy_p erzeugt wird.
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Das
Diagramm von 7 zeigt eine Beziehung des herkömmlichen
TTC, des Index TTC_gy, der Sollgeschwindigkeitsabnahme dVr/dt_t
und des momentanen Werts der Seitenbeschleunigung Gy_p, wenn das
betreffende Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit V von 100 km/h mit
einer Distanz D von 28 Metern zu dem Frontalobjekt (einem festen
Objekt oder Gegenstand) fährt.
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Gemäß 7 nimmt
der Index TTC_gy, der den Grad des Kollisionsrisikos darstellt,
proportional zu einem Anstieg des momentanen Werts der Seitenbeschleunigung
Gy_p zu, während
der herkömmliche
TTC ungeachtet des momentanen Werts der Seitenbeschleunigung Gy_p
durch einen Lenkvorgang konstant bleibt. Zusätzlich führt ein Anstieg von TTC_gy
zu einer Abnahme der Sollgeschwindigkeitsabnahme dVr/dt_t.
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Da
der TTC_gy, der von der Bremssteuervorrichtung der vorliegenden
Ausführungsform
wie oben erläutert
verwendet wird, so berechnet wird, dass die seitenbeschleunigungsabhängige Relativgeschwindigkeit
Vr y enthalten ist, die durch die Seitenbewegung des betreffenden
Fahrzeugs definiert ist und proportional zu einem Anstieg der Seitenbeschleunigung
Gy_p zunimmt, wird der Grad des Kollisionsrisikos des Fahrzeugs
korrekt als kleiner als bei einem Geradeausfahrtzustand basierend
auf dem Index TTC_gy bestimmt, wenn die Seitenbeschleunigung durch
die Bewegung des Fahrzeugs erzeugt wird.
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Obgleich
die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit einer bevorzugten
Ausführungsform
hiervon unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert wurde,
versteht sich, dass für den
Fachmann eine Vielzahl von Änderungen
und Modifikationen möglich
ist.
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Beispielsweise
kann der Index TTC_gy durch nachfolgende Gleichung 16 berechnet
werden: TTC_gy = (D/|Vr_p|) + (D/|Vr_y_p|) [Gleichung 16]
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Der
Wert des Index TTC_gy in Gleichung 16 nimmt ebenfalls proportional
zur Seitenbeschleunigung Gy_p zu. Das heißt, wenn die Seitenbeschleunigung
Gy_p zunimmt, nimmt der Wert (D/|Vr_y_p|), der berechnet wird durch
Division der Distanz D durch den Absolutwert der seitenbeschleunigungsabhängigen Relativgeschwindigkeit
Vr_y_p, zu. Daher nimmt der Wert des Index TTC_gy zu, wenn die Seitenbeschleunigung
Gy_p zunimmt. Das heißt,
der Index TTC_gy gibt einen korrekten Grad des Kollisionsrisikos
des Eigenfahrzeugs mit dem Frontalobjekt wieder, selbst wenn das
Eigenfahrzeug unter einer Bedingung fährt, welche die Seitenbeschleunigung
in Seitenrichtung des Fahrzeugs erzeugt. Folglich wird der Grad
des Kollisionsrisikos des Fahrzeugs mit dem Frontalobjekt als kleiner
bestimmt, wenn die Bewegung des Fahrzeugs die Seitenbeschleunigung Gy_p
erzeugt.
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Derartige Änderungen
und Abwandlungen sowie weitere darüber Hinausgehende liegen im Rahmen
der vorliegenden Erfindung, wie durch die beiliegenden Ansprüche und
deren Äquivalente
definiert.