DE102008011227B4 - Verfahren zur Erkennung einer Sichtbehinderung eines Abstandssensors einer adaptiven Geschwindigkeitsregelvorrichtung - Google Patents

Verfahren zur Erkennung einer Sichtbehinderung eines Abstandssensors einer adaptiven Geschwindigkeitsregelvorrichtung Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Erkennung einer Sichtbehinderung eines Abstandssensors (12) einer adaptiven Geschwindigkeitsregelvorrichtung (11) für ein Kraftfahrzeug (10), wobei eine Sichtbehinderung erkannt wird, wenn eine von dem Abstandssensor (12) detektierte rückgestreute Strahlungsleistung einen vorgegebenen Schwellwert unterschreitet, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellwert während des Betriebs des Kraftfahrzeugs (10) in Abhängigkeit von einer die aktuelle Fahrbahnsteigung in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs (10) charakterisierenden Größe laufend angepasst wird.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung einer Sichtbehinderung eines Abstandssensors einer adaptiven Geschwindigkeitsregelvorrichtung. Desweiteren betrifft die Erfindung ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt, um ein derartiges Verfahren auszuführen sowie eine adaptive Geschwindigkeitsregelvorrichtung für Kraftfahrzeuge.
  • Für Kraftfahrzeuge sind Geschwindigkeitsregelsysteme bekannt, mit denen die Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf eine von dem Fahrer gewählte Wunschgeschwindigkeit geregelt werden kann. Darüber hinaus kann mit Hilfe eines Abstandssensors, beispielsweise mit Hilfe eines Radar- oder Lidar-Sensors, der Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug gemessen werden. Die Geschwindigkeitsregelung wird dann so modifiziert, dass ein vorgegebener, vorzugsweise geschwindigkeitsabhängiger Abstand zu dem als Zielobjekt ausgewählten vorausfahrenden Fahrzeug eingehalten wird. Solche Systeme werden auch als adaptive Geschwindigkeitsregelvorrichtungen / -systeme bzw. ACC (Adaptive Cruise Control)-Systeme bezeichnet. In der Publikation der Robert Bosch GmbH „Adaptive Fahrgeschwindigkeitsregelung ACC, Gelbe Reihe, Ausgabe 2002, Technische Unterrichtung“ sind derartige adaptive Geschwindigkeitsregelvorrichtungen beschrieben.
  • Bekannte adaptive Geschwindigkeitsregelvorrichtungen verfügen aus Sicherheitsgründen über eine Erkennung einer Sichtbehinderung bzw. eine Blindheitserkennung, welche in der Lage ist, einen Defekt des Abstandssensors oder einen verschmutzten bzw. mit Schnee oder Eis bedeckten Sensor zu erkennen. Wird auf Blindheit erkannt, werden entsprechende Maßnahmen eingeleitet, insbesondere kann eine Abschaltung des Systems erfolgen.
  • Aus dem Stand der Technik bekannt sind Verfahren zur Erkennung einer Blindheit bzw. Sichtbehinderung, welche die detektierte Rückstreustrahlung der Straße bzw. Fahrbahn oder von Gegenständen (weitere Fahrzeuge, Fahrbahnränder, etc.) im Radarsichtbereich des Abstandssensors nutzen, um daran zu entscheiden, ob eine Blindheit oder eine Sichtbehinderung vorliegt. Unterschreitet die rückgestreute Strahlungsleistung eine bestimmte Schwelle, so wird auf Blindheit erkannt. Dies geschieht innerhalb von wenigen Sekunden. Bei der Fahrt über Kuppen, kann sich jedoch der Sensorsichtbereich oberhalb der Straßenebene befinden und so die rückgestreute Strahlungsleistung die Blindheitsschwelle unterschreiten. Dementsprechend kann dann ein unberechtigtes Abschalten der adaptiven Geschwindigkeitsregelvorrichtung erfolgen. Dies wirkt sich sehr nachteilig auf den Fahrkomfort aus.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft ein Verfahren zur Erkennung einer Sichtbehinderung eines Abstandssensors einer adaptiven Geschwindigkeitsregelvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, wobei eine Sichtbehinderung erkannt wird, wenn eine von dem Abstandssensor detektierte rückgestreute Strahlungsleistung einen vorgegebenen Schwellwert unterschreitet, und wobei der Schwellwert während des Betriebs des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von einer, die aktuelle Fahrbahnsteigung in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs charakterisierenden Größe, laufend angepasst wird. Dies hat den Vorteil, dass ein unnötiges Abschalten der adaptiven Geschwindigkeitsregelvorrichtung aufgrund unberechtigter Blindheitserkennung bzw. Erkennung einer Sichtbehinderung bei der Fahrt über Kuppen, weitgehend vermieden wird. Um eine unberechtigte ACC-Abschaltung in derartigen Situationen zu verhindern, wird die Blindheitsdetektionsschwelle abhängig von einer die aktuelle Fahrbahnsteigung in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs charakterisierenden Größe, d. h. der Fahrbahnsteigung bzw. der Änderungsrate der Fahrbahnsteigung angepasst bzw. abgesenkt. Durch den geringeren bzw. abgesenkten Schwellwert erwartet das System sozusagen bei der Fahrt über Kuppen automatisch eine geringere Rückstreuung, wodurch eine fälschliche Blindheitserkennung in vorteilhafter Weise verhindert wird. Diese Maßnahme erhöht die Sicherheit und den Komfort einer adaptiven Geschwindigkeitsregelvorrichtung erheblich. Zwar kann die Entdeckungswahrscheinlichkeit einer tatsächlichen Sensorblindheit durch diese Maßnahme nicht reduziert werden. Da derartige Fahrsituationen aber eher selten auftreten, erscheint dies akzeptabel.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Sehr vorteilhaft ist es, wenn der Schwellwert bei in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs positiver Fahrbahnsteigung abgesenkt wird. Die Fahrbahnsteigung und/oder Änderungsrate der Fahrbahnsteigung können ein Maß für die Absenkung liefern.
  • Die Anpassung bzw. Absenkung des Schwellwerts kann in einfacher und vorteilhafter Weise mittels einer Kennlinie oder eines Kennfelds, welche vorab in Tests ermittelt werden, erfolgen.
  • Die Anpassung bzw. Absenkung des Schwellwerts kann zusätzlich von dem vertikalen Sichtbereich des Abstandssensors abhängen. Je größer der Sichtbereich des Sensors ist, desto weniger muss die Schwelle abgesenkt werden, da die Abnahme der Rückstreuleistung mit höherem vertikalen Öffnungswinkel geringer ausfällt, als bei kleinerem Öffnungswinkel.
  • Als die die aktuelle Fahrbahnsteigung charakterisierende Größe kann, wie vorstehend bereits erwähnt, eine Änderungsrate der aktuellen Fahrbahnsteigung verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich kann als die die aktuelle Fahrbahnsteigung charakterisierende Größe ein Signal eines Neigungssensors bzw. eines Längsbeschleunigungssensors (beispielsweise einer elektromagnetischen Parkbremsvorrichtung oder eines ESP-Systems) des Kraftfahrzeugs in Verbindung bzw. Kombination mit einer, insbesondere aus Raddrehzahlen ermittelten Kraftfahrzeugbeschleunigung des Kraftfahrzeugs verwendet werden. Desweiteren besteht die Möglichkeit, dass die die aktuelle Fahrbahnsteigung charakterisierende Größe aus einem von einem Navigationssystem des Kraftfahrzeugs bereitgestellten Höhenprofil bestimmt wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Erkennung einer Sichtbehinderung eines Abstandssensors einer adaptiven Geschwindigkeitsregelvorrichtung für ein Kraftfahrzeug ist vorzugsweise als Computerprogramm auf einer ACC-Steuereinrichtung der adaptiven Geschwindigkeitsregelvorrichtung realisiert, wobei auch andere Lösungen selbstverständlich in Frage kommen. Dazu ist das Computerprogramm in einem Speicherelement der Steuereinrichtung gespeichert. Durch Abarbeitung auf einem Mikroprozessor der ACC-Steuereinrichtung wird das Verfahren ausgeführt. Das Computerprogramm kann auf einem computerlesbaren Datenträger (Diskette, CD, DVD, Festplatte, USB-Memorystick, Speicherkarte oder dergleichen) oder einem Internetserver als Computerprogrammprodukt gespeichert sein und von dort aus in das Speicherelement der ACC-Steuereinrichtung übertragen werden. Ein derartiges Computerprogramm bzw. Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln ist in Anspruch 8 bzw. Anspruch 9 angegeben.
  • Anspruch 10 betrifft eine adaptive Geschwindigkeitsregelvorrichtung für Kraftfahrzeuge.
  • Nachfolgend sind anhand der Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch beschrieben.
  • Figurenliste
  • Es zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung der wesentlichen Komponenten eines ACC-Systems bzw. einer adaptiven Geschwindigkeitsregelvorrichtung in einem Kraftfahrzeug; und
    • 2 eine Skizze zur Illustration der Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Beschreibung von Ausführungsbeispielen
  • Das in 1 gezeigte Kraftfahrzeug 10 mit einem ACC-System bzw. einer adaptiven Geschwindigkeitsregelvorrichtung 11 weist als Abstandssensor 12 einen an der Frontpartie des Kraftfahrzeugs 10 angebrachten Radarsensor auf, in dessen Gehäuse auch eine Steuereinrichtung bzw. ACC-Steuereinheit 14 untergebracht ist. Die ACC-Steuereinheit 14 ist über einen Datenbus 16 (CAN, MOST oder dergleichen) mit einer elektronischen Antriebs-Steuereinheit 18, einer Bremssystem-Steuereinheit 20 sowie mit einer HMI-Steuereinheit 22 einer Mensch/Maschine-Schnittstelle verbunden. In weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispielen könnten die ACC-Steuereinheit 14 und die HMI-Steuereinheit 22 auch in einem gemeinsamen Gehäuse, integriert sein.
  • Der Abstandssensor 12 misst mit Hilfe eines Mehrstrahlradars die Abstände, Relativgeschwindigkeiten und Azimutwinkel von vor dem Fahrzeug befindlichen Objekten, die Radarwellen reflektieren. Die in regelmäßigen Zeitabständen, z. B. alle 10 ms empfangenen Rohdaten werden in der ACC-Steuereinheit 14 ausgewertet, um einzelne Objekte zu identifizieren und zu verfolgen und um insbesondere ein unmittelbar auf der eigenen Fahrspur vorausfahrendes Fahrzeug zu erkennen und als Zielobjekt auszuwählen. Durch Befehle an die Antriebs-Steuereinheit 18 und die Bremssystem-Steuereinheit 20 regelt die ACC-Steuereinheit 14 als Einrichtung zur Bestimmung des Beschleunigungs- und Verzögerungsbedarfs die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10. Die Mensch/Maschine-Schnittstelle, die durch die HMI-Steuereinheit 22 gesteuert wird, umfasst verschiedene Bedienungs- und Anzeigeelemente im Innenraum bzw. auf dem Armaturenbrett des Kraftfahrzeugs 10 und dient unter anderem dazu, Bedienbefehle des Fahrers an die ACC-Steuereinheit 14 zu übermitteln und Meldungen der ACC-Steuereinheit 14 an den Fahrer auszugeben. Wenn kein vorausfahrendes Fahrzeug geortet wird, regelt die ACC-Steuereinheit 14 die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10 auf eine vom Fahrer gewählte Wunschgeschwindigkeit. Ist dagegen ein vorausfahrendes Fahrzeug, dessen Geschwindigkeit kleiner ist als die des eigenen Fahrzeugs, als Zielobjekt erfasst worden, so wird die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 10 so geregelt, dass ein angemessener Abstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug eingehalten wird.
  • Adaptive Geschwindigkeitsregelvorrichtungen 11 verfügen aus Sicherheitsgründen über eine Erkennung einer Sichtbehinderung bzw. eine Blindheitserkennung, welche in der Lage ist, einen Defekt des Abstandssensors 12 oder einen verschmutzten bzw. mit Schnee oder Eis bedeckten Abstandssensor 12 zu erkennen. Wird auf Blindheit erkannt, werden entsprechende Maßnahmen eingeleitet, insbesondere kann eine Abschaltung der adaptiven Geschwindigkeitsregelvorrichtung 11 oder eine beschränkte Bereitstellung von Assistenzfunktionen erfolgen. In 2 ist das Kraftfahrzeug 10 mit einem Sensorsichtbereich bzw. Radarsichtbereich 24 des Abstandssensors 12 dargestellt, welches auf einer Straße bzw. Fahrbahn 26 über eine Kuppe 28 fährt.
  • Aus dem Stand der Technik bekannt sind Verfahren zur Erkennung der Blindheit bzw. einer Sichtbehinderung des Abstandssensors 12, welche die Rückstreustrahlung der Straße bzw. Fahrbahn oder von Gegenständen (weitere Fahrzeuge, Fahrbahnränder, etc.) im Radarsichtbereich 24 des Abstandssensors 12 nutzen, um daran zu entscheiden, ob eine Blindheit oder eine Sichtbehinderung vorliegt. Unterschreitet die rückgestreute Strahlungsleistung eine bestimmte Schwelle, so wird auf Blindheit erkannt. Bei der Fahrt über Kuppen 28, kann sich jedoch wie aus 2 ersichtlich der Radarsichtbereich 24 oberhalb der Fahrbahn 26 bzw. der Straßenebene befinden, so dass fast keine Reflexionen erfolgen, wodurch die rückgestreute Strahlungsleistung die Blindheitsschwelle unterschreiten kann. Dementsprechend kann dann ein unberechtigtes Abschalten der adaptiven Geschwindigkeitsregelvorrichtung 11 erfolgen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Erkennung einer Sichtbehinderung des Abstandssensors 12 bzw. der adaptiven Geschwindigkeitsregelvorrichtung 11 für das Kraftfahrzeug 10, wobei eine Sichtbehinderung erkannt wird, wenn eine von dem Abstandssensor 12 detektierte rückgestreute Strahlungsleistung einen vorgegebenen Schwellwert unterschreitet, und wobei der Schwellwert während des Betriebs des Kraftfahrzeugs 10 in Abhängigkeit von einer die aktuelle Fahrbahnsteigung in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs 10 charakterisierenden Größe laufend angepasst wird, hat insbesondere den Vorteil, dass unnötige Abschaltungen der adaptiven Geschwindigkeitsregelvorrichtung 11, aufgrund unberechtigter Blindheitserkennung bzw. Erkennung einer Sichtbehinderung, insbesondere bei der Fahrt über Kuppen 28, weitgehend vermieden werden.
  • Sehr vorteilhaft ist es, wenn der Schwellwert bei in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs 10 positiver Fahrbahnsteigung abgesenkt wird. Die Fahrbahnsteigung und/oder Änderungsrate der Fahrbahnsteigung können ein Maß für die Absenkung liefern. Die Anpassung bzw. Absenkung des Schwellwerts erfolgt mittels einer Kennlinie oder eines Kennfelds, welche vorab in Tests ermittelt werden. Die Absenkung des Schwellwerts hängt ebenfalls von dem vertikalen Sichtbereich des Abstandssensors 12 ab. Je größer der Sichtbereich des Sensors 12 ist, desto weniger muss die Schwelle abgesenkt werden, da die Abnahme der Rückstreuleistung mit höherem vertikalen Öffnungswinkel geringer ausfällt, als bei kleinerem Öffnungswinkel.
  • Als die die aktuelle Fahrbahnsteigung charakterisierende Größe kann, wie vorstehend bereits erwähnt, eine Änderungsrate der aktuellen Fahrbahnsteigung verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich kann als die die aktuelle Fahrbahnsteigung charakterisierende Größe ein Signal eines nicht dargestellten Neigungssensors bzw. eines Längsbeschleunigungssensors (beispielsweise einer elektromagnetischen Parkbremsvorrichtung oder eines ESP-Systems) des Kraftfahrzeugs 10 in Verbindung bzw. Kombination mit einer, insbesondere aus Raddrehzahlen ermittelten Kraftfahrzeugbeschleunigung des Kraftfahrzeugs 10 verwendet werden.
  • Desweiteren besteht die Möglichkeit, dass die die aktuelle Fahrbahnsteigung charakterisierende Größe aus einem von einem nicht dargestellten Navigationssystem des Kraftfahrzeugs 10 bereitgestellten Höhenprofil bestimmt wird. Es sind bereits Navigationssysteme verfügbar oder zumindest in Entwicklung, die neben Daten über den Fahrbahnverlauf auch Höhendaten zur Verfügung stellen, aus denen das Höhenprofil der Fahrbahn 26 vorausschauend berechnet werden kann. Das erfindungsgemäße adaptive Geschwindigkeitsregelvorrichtung 11 kann dazu, wie in der DE 10 2005 027 655 A1 beschrieben, eine Einrichtung aufweisen, die anhand der von dem Navigationssystem über eine Schnittstelle bereitgestellten Höhendaten prädiktiv das Höhenprofil der Fahrbahn 26 bestimmt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Erkennung einer Sichtbehinderung des Abstandssensors 12 der adaptiven Geschwindigkeitsregelvorrichtung 11 für das Kraftfahrzeug 10 ist vorzugsweise als Computerprogramm auf der ACC-Steuereinheit 14 der adaptiven Geschwindigkeitsregelvorrichtung 11 realisiert, wobei auch andere Lösungen selbstverständlich in Frage kommen. Dazu ist das Computerprogramm in einem nicht dargestellten Speicherelement der ACC-Steuereinheit 14 gespeichert. Durch Abarbeitung auf einem Mikroprozessor der ACC-Steuereinheit 14 wird das Verfahren ausgeführt. Das Computerprogramm kann auf einem computerlesbaren Datenträger (Diskette, CD, DVD, Festplatte, USB-Memorystick, Speicherkarte oder dergleichen) oder einem Internetserver als Computerprogrammprodukt gespeichert sein und von dort aus in das Speicherelement der ACC-Steuereinheit 14 übertragen werden. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Blindheitserkennung ist dabei im Rahmen des vorstehend erläuterten Verfahrens zum Betrieb der adaptiven Geschwindigkeitsregelvorrichtung 11, welches die angesprochenen Assistenzfunktionen bereitstellt, als Sicherheitsfunktion realisiert.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Erkennung einer Sichtbehinderung eines Abstandssensors (12) einer adaptiven Geschwindigkeitsregelvorrichtung (11) für ein Kraftfahrzeug (10), wobei eine Sichtbehinderung erkannt wird, wenn eine von dem Abstandssensor (12) detektierte rückgestreute Strahlungsleistung einen vorgegebenen Schwellwert unterschreitet, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellwert während des Betriebs des Kraftfahrzeugs (10) in Abhängigkeit von einer die aktuelle Fahrbahnsteigung in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs (10) charakterisierenden Größe laufend angepasst wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellwert bei in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs (10) positiver Fahrbahnsteigung abgesenkt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassung bzw. Absenkung des Schwellwerts mittels einer Kennlinie oder eines Kennfelds erfolgt.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassung bzw. Absenkung des Schwellwerts zusätzlich von dem vertikalen Sichtbereich des Abstandssensors (12) abhängt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als die die aktuelle Fahrbahnsteigung charakterisierende Größe eine Änderungsrate der aktuellen Fahrbahnsteigung verwendet wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als die die aktuelle Fahrbahnsteigung charakterisierende Größe ein Signal eines Längsbeschleunigungssensors des Kraftfahrzeugs (10) in Verbindung mit einer, insbesondere aus Raddrehzahlen ermittelten Kraftfahrzeugbeschleunigung des Kraftfahrzeugs (10), verwendet wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die die aktuelle Fahrbahnsteigung charakterisierende Größe aus einem von einem Navigationssystem des Kraftfahrzeugs (10) bereitgestellten Höhenprofil bestimmt wird.
  8. Computerprogramm mit Programmcodemitteln, um ein Verfahren zur Erkennung einer Sichtbehinderung eines Abstandssensors (12) einer adaptiven Geschwindigkeitsregelvorrichtung (11) für ein Kraftfahrzeug (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 durchzuführen, wenn das Programm auf einem Mikroprozessor eines Mikrocomputers, insbesondere auf einer Steuereinrichtung (14) der adaptiven Geschwindigkeitsregelvorrichtung (11), ausgeführt wird.
  9. Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um ein Verfahren zur Erkennung einer Sichtbehinderung eines Abstandssensors (12) einer adaptiven Geschwindigkeitsregelvorrichtung (11) für ein Kraftfahrzeug (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 durchzuführen, wenn das Programm auf einem Mikroprozessor eines Mikrocomputers, insbesondere auf einer Steuereinrichtung (14) der adaptiven Geschwindigkeitsregelvorrichtung (11), ausgeführt wird.
  10. Adaptive Geschwindigkeitsregelvorrichtung (11) für Kraftfahrzeuge (10) mit einer Steuereinrichtung (14), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (14) zur Ausführung eines Computerprogramms gemäß Anspruch 8 zur Durchführung eines Verfahrens zur Erkennung einer Sichtbehinderung eines Abstandssensors (12) der adaptiven Geschwindigkeitsregelvorrichtung (11) eingerichtet ist.
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