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Die
vorliegende Patentanmeldung hat Bezug zu der am 28. Juli 2008 eingereichten
japanischen Patentanmeldung Nr.
2008-193757 , deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme einbezogen
wird.
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Die
Erfindung betrifft eine in ein Fahrzeug einbaubare Sicherheitssteuerungsvorrichtung,
welche eine Sicherheitssteuerung zum Verhindern einer Kollision
oder Verringern eines Schadens aufgrund einer Kollision mit einem
anderen Fahrzeug, einem Hindernis oder einem Fußgänger
durchführt.
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Es
ist eine in ein Fahrzeug einbaubare Sicherheitssteuerungsvorrichtung
bekannt, die dazu ausgelegt ist, als Überwachungsdaten
den Abstand und die relative Geschwindigkeit eines anderen Fahrzeugs
oder eines Hindernisses oder eines Fußgängers
(nachstehend gemeinschaftlich als ein ”Hindernis in Vorwärtsrichtung” bezeichnet),
die unter Verwendung eines Überwachungssensors wie beispielsweise
einem Radar oder einer Kamera in Bezug auf das Fahrzeug, an welchem
die in ein Fahrzeug einbaubare Sicherheitssteuerungsvorrichtung
angebracht ist (dies kann nachstehend als ”eigenes Fahrzeug” bezeichnet
werden), erfasst wurden, und die Position des Hindernisses in Vorwärtsrichtung
in Bezug auf die Fahrtrichtung des eigenen Fahrzeugs zu berechnen,
und eine Sicherheitssteuerung zum Verhindern einer Kollision oder
Verringern eines Schadens aufgrund einer Kollision mit dem Hindernis
in Vorwärtsrichtung in Übereinstimmung mit den
berechneten Überwachungsdaten durchzuführen.
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Eine
derartige, in ein Fahrzeug einbaubare Sicherheitssteuerungsvorrichtung
führt eine Hilfsbremssteuerung durch zum Unterstützen
eines von einem Fahrer des Fahrzeugs durchgeführten Bremsvorgangs,
durch Erhöhen eines Bremsflüssigkeitsdrucks in
Bezug auf ein Ausmaß des Niederdrückens eines
Bremspedals, wenn die in ein Fahrzeug einbaubare Sicherheitssteuerungsvorrichtung
ermittelt, dass eine hohe Wahrscheinlichkeit einer Kollision besteht.
Für nähere Einzelheiten kann auf zum Beispiel die
offengelegte
japanische Patentanmeldung
Nr. 10-338110 Bezug genommen werden. Darüber hinaus
führt eine derartige, in ein Fahrzeug einbaubare Sicherheitssteuerungsvorrichtung
eine automatische Bremssteuerung durch zum erzwungenen Aktivieren eines
automatischen Bremsens unabhängig von einer Betätigung
durch den Fahrer, wenn ermittelt wird, dass eine Kollision unvermeidlich
ist. Für nähere Einzelheiten kann auf zum Beispiel
die offengelegte
japanische
Patentanmeldung Nr. 2008-132867 Bezug genommen werden.
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Eine
solche herkömmliche, in ein Fahrzeug einbaubare Sicherheitssteuerungsvorrichtung
ist jedoch so ausgelegt oder konfiguriert, dass nachdem das automatische
Bremsen einmal aktiviert ist, die Aktivierung fortdauert, bis die
Geschwindigkeit des Fahrzeugs 0 wird, solange nicht eine Neuermittlung auf
der Grundlage der Überwachungsdaten dahingehend erfolgt,
dass die Kollision vermeidbar ist. Diese Konfiguration verursacht
das folgende Problem, wenn das Hindernis in Vorwärtsrichtung
durch den überwachenden Sensor nicht erfasst werden kann.
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Die
Situation, in der das Hindernis in Vorwärtsrichtung durch
den überwachenden Sensor nicht erfasst werden kann, kann
auftreten, wenn sich das Hindernis in Vorwärtsrichtung
von dem Fahrzeug weg bewegt hat, oder wenn sich das Fahrzeug zu nahe
an dem Hindernis in Vorwärtsrichtung befindet, um das Hindernis
in Vorwärtsrichtung zu erfassen. In dem vorgenannten Fall
kann dadurch, dass das eigene Fahrzeug einen unnötigen
plötzlichen Anhaltevorgang durchführt, eine überflüssige
Gefahr einer Kollision mit einem nachfolgenden Fahrzeug entstehen.
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Der
Erfindung liegt daher als eine Aufgabe zugrunde, eine verbesserte
Sicherheitssteuerungsvorrichtung zum Einbau in ein Fahrzeug zu schaffen, welche
das vorangehend genannte Problem löst.
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Die
Erfindung stellt dazu eine Sicherheitssteuerungsvorrichtung zum
Einbau in ein Fahrzeug bereit, beinhaltend: eine erste Funktion
zum Erfassen eines Objekts, das vor einem Fahrzeug vorhanden ist;
eine zweite Funktion zum Erlangen, als eine Zeit bis zu einer Kollision,
eines Verhältnisses einer relativen Geschwindigkeit zu
einer relativen Entfernung zwischen dem Fahrzeug und dem erfassten Objekt;
eine dritte Funktion zum Durchführen eines automatischen
Bremsvorgangs an dem Fahrzeug, wenn die erlangte Zeit bis zu einer
Kollision kleiner als eine vorbestimmte oder gleich einer vorbestimmten
Zeit ist; eine vierte Funktion zum Erfassen einer Beschleunigung
des Fahrzeugs; und eine fünfte Funktion zum Erlangen, als
eine Kollisionsbeschleunigung, einer durch die vierte Funktion innerhalb
einer Zeitspanne, die eine vorbestimmte Dauer hat und eine Zeit überspannt,
zu welcher die Zeit bis zu einer Kollision 0 wird, erfassten Beschleunigung,
und Wirken zum Fortsetzen des automatischen Bremsvorgangs, falls
die erlangte Kollisionsbeschleunigung größer als
ein oder gleich einem Kollisionsgrenzwert ist, der auf einen Wert
größer als die durch den automatischen Bremsvorgang
erzeugte Beschleunigung voreingestellt ist, und Beenden des automatischen Bremsvorgangs,
falls die erlangte Kollisionsbeschleunigung kleiner als der Kollisionsgrenzwert
ist.
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In Übereinstimmung
mit der vorstehenden, in ein Fahrzeug einbaubaren Sicherheitssteuerungsvorrichtung
ist es möglich, den automatischen Bremsvorgang, nachdem
dieser einmal aktiviert wurde, zu beenden, falls die Wahrscheinlichkeit
einer Kollision mit einem Hindernis vor dem Fahrzeug relativ gering
ist, um dadurch eine Kollision mit einem Hindernis hinter dem Fahrzeug,
wie beispielsweise dem nachfolgenden Fahrzeug, zu verhindern.
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Die
dritte Funktion kann den automatischen Bremsvorgang durchführen,
um die Verlangsamung des Fahrzeugs auf eine durch die fünfte
Funktion festgelegte Sollverlangsamung zu verringern, und die fünfte
Funktion kann den automatischen Bremsvorgang beenden, wenn die Sollverlangsamung
auf 0 festgelegt wird.
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In Übereinstimmung
mit der vorstehenden Konfiguration ist es möglich, das
Fahrzeug sanft aus der automatischen Bremsbetriebsart in die Fahrerbremsbetriebsart
zu überführen, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit
konstant wird, falls eine Kollision mit einem Hindernis vermieden
werden kann.
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Die
fünfte Funktion kann als eine Beschleunigungssteigung bzw.
als eine die Beschleunigung repräsentierende Steigung einer
Diagrammlinie einen proportionalen Koeffizienten festlegen, durch welchen
die Sollverlangsamung linear abnimmt, beispielsweise derart, dass
der proportionale Koeffizient größer ist, wenn
die erlangte Kollisionsbeschleunigung kleiner ist.
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In Übereinstimmung
mit der vorstehenden Konfiguration ist es möglich, den
einmal aktivierten automatischen Bremsvorgang zu einem früheren Zeitpunkt
zu beenden, wenn die Wahrscheinlichkeit einer Kollision mit einem
Hindernis vor dem Fahrzeug niedrig wird, und zwar auch dann, wenn
es nicht möglich ist, zu ermitteln, ob das Fahrzeug mit
dem Hindernis zusammengestoßen ist.
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Die
in ein Fahrzeug einbaubare Sicherheitssteuerungsvorrichtung kann
ferner eine sechste Funktion umfassen zum Erlangen, als ein lateraler Versatz
bzw. Offset, einer Entfernung zwischen dem erfassten Objekt und
einer Verlängerung einer Richtung, die durch einen Mittenabschnitt
des Fahrzeugs verläuft und entlang welcher sich das Fahrzeug
fortbewegt, wobei die sechste Funktion die Beschleunigungssteigung
größer festlegt, wenn der erlangte laterale Versatz
größer wird.
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In Übereinstimmung
mit der vorstehenden Konfiguration ist es möglich, zu bestimmen,
dass die Wahrscheinlichkeit einer Kollision mit einem Hindernis
vor dem Fahrzeug niedriger ist, wenn der laterale Versatz groß ist,
welches es ermöglicht, eine genaue Kollisionsermittlung
durchzuführen.
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Es
versteht sich, dass die vorstehenden Funktionen in der Praxis mittels
entsprechenden, beispielsweise mechanischen, elektrischen und/oder elektronischen
Vorrichtungen, Einrichtungen und Mitteln zum Durchführen
dieser Funktionen erzielt und umgesetzt werden. Die Erfindung ist
hierbei nicht auf bestimmte Vorrichtungen, Einrichtungen und Mittel beschränkt,
solange diese zur Bereitstellung der Funktionen geeignet und dienlich
sind.
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Weitere
Vorteile und Merkmale der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung
einschließlich der Zeichnungen und der Patentansprüche
entnehmbar. In den beigefügten Zeichnungen zeigen:
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1 ein
Blockdiagramm, das eine Struktur eines lokalen Netzwerks in einem
Fahrzeug zeigt, das mit einer in ein Fahrzeug eingebauten Sicherheitssteuerungsvorrichtung
in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung verbunden ist;
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2 ein
Ablaufdiagramm, das einen Sicherheitssteuerungsprozess zeigt, der
durch einen Steuerungsabschnitt der in ein Fahrzeug eingebauten
Sicherheitssteuerungsvorrichtung durchgeführt wird;
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3 ein
Ablaufdiagramm, das einen Bremssteuerungsprozess zeigt, der durch
den Steuerungsabschnitt der in ein Fahrzeug eingebauten Sicherheitssteuerungsvorrichtung
durchgeführt wird; und
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4 ein
Zeitverlaufdiagramm eines Beispiels des Betriebs der in ein Fahrzeug
eingebauten Sicherheitssteuerungsvorrichtung.
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1 ist
ein Blockdiagramm, das eine Struktur eines lokalen Netzwerks in
einem Fahrzeug zeigt, das mit einer in ein Fahrzeug eingebauten
Sicherheitssteuerungsvorrichtung 3 in Übereinstimmung mit
einem Ausführungsbeispiel der Erfindung verbunden ist.
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Wie
in 1 gezeigt ist, besteht das lokale Netzwerk bzw.
LAN in dem Fahrzeug aus einem Steuerungssystem-Netzwerk 1,
das mit elektronischen Steuereinheiten (bzw. ECUs; Electronic Control
Units) des Steuerungssystems verbunden ist, welche so arbeiten,
dass eine Betriebssteuerung des Fahrzeugs durchgeführt
wird, und einem Aufbausystem-Netzwerk 2, das mit elektronischen
Steuereinheiten des Aufbausystems verbunden ist, welche so arbeiten,
dass eine Fahrzeugaufbausteuerung durchgeführt wird und
verschiedene Informationen bereitgestellt werden. Die in ein Fahrzeug
eingebaute Sicherheitssteuerungsvorrichtung 3 ist mit sowohl dem
Netzwerk 1 als auch dem Netzwerk 2 verbunden.
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Die
elektronischen Steuereinheiten des Steuerungssystems beinhalten
eine elektronische Motorsteuereinheit oder Motor-ECU 11,
welche den Betriebsbeginn/das Betriebsende eines (nicht gezeigten)
Motors des Fahrzeugs, Kraftstoffeinspritzmengen und Kraftstoffeinspritzzeitpunkte
steuert, eine elektronische Bremssteuereinheit oder Brems-ECU 12,
welche das Bremsen des Fahrzeugs steuert, eine elektronische Getriebesteuereinheit oder
Getriebe-ECU 13, welche ein automatisches Getriebe des
Fahrzeugs steuert, und eine elektronische Lenksteuereinheit oder
Lenk-ECU 14, welche eine Lenkungssteuerung des Fahrzeugs
durchführt. Jede der elektronischen Steuereinheiten 11 bis 13 bzw. 14 ist
dazu ausgelegt, von einer (nicht gezeigten) elektronischen Folge-Abstand-Steuereinheit, welche
den Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug und die Geschwindigkeit
des eigenen Fahrzeugs über das Steuerungssystem-Netzwerk 1 steuert,
Daten oder Befehle zu empfangen, die eine Sollbeschleunigung usw.
angeben, Daten oder Befehle, die eine Sollverlangsamung, die Steigung (bzw.
den Anstieg und/oder das Gefälle) der Beschleunigung des
eigenen Fahrzeugs usw. angeben, von der in das Fahrzeug eingebauten
Sicherheitssteuerungsvorrichtung 3 über das Steuerungssystem-Netzwerk 1 zu
empfangen, und den Motor, die Bremsen, oder das automatische Getriebe
des eigenen Fahrzeugs so zu steuern, dass das eigene Fahrzeug in
einem durch die empfangenen Daten und Befehle bestimmten Betriebs-
oder Fahrzustand gehalten wird.
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Die
elektronische Bremssteuereinheit 12 beinhaltet einen Bremspedal-Niederdrückausmaß-Sensor 12a,
welcher ein Ausmaß des Niederdrückens oder Betätigens
eines Bremspedals erfasst, und einen Bremsaktuator als Bremsstellglied 12b,
welcher ein Druckerhöhungsventil oder ein Druckverminderungsventil
in Übereinstimmung mit dem Ausgangswert des Bremspedal-Niederdrückausmaß-Sensors 12a öffnet
oder schließt. Die elektronische Bremssteuereinheit 12 ist
dazu ausgelegt, den Einstellwert des Bremsflüssigkeitsdrucks
in Bezug auf das Ausmaß des Niederdrückens des
Bremspedals in Übereinstimmung mit einem von der in das
Fahrzeug eingebauten Sicherheitssteuerungsvorrichtung 3 über das
Steuerungssystem-Netzwerk 1 empfangenen Befehl zu ändern.
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Die
elektronische Lenksteuereinheit 14 steuert das Giermoment
(das Kurvenverhalten) des Fahrzeugs, das auftritt, wenn das Lenkrad
des Fahrzeugs betätigt wird. Die elektronische Lenksteuereinheit 14 ist
dazu ausgelegt, den Einstellwert des Giermoments in Bezug auf das
Betätigungsausmaß des Lenkrads in Übereinstimmung mit
einem von der in das Fahrzeug eingebauten Sicherheitssteuerungsvorrichtung 3 über
das Steuerungssystem-Netzwerk 1 empfangenen Befehl zu ändern.
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Die
elektronischen Aufbausystem-Steuereinheiten beinhalten eine elektronische
Sicherheitsgurt-Steuereinheit oder Sicherheitsgurt-ECU 15,
welche einen Sicherheitsgurt-Aktuator 15a zum Ansteuern
einer Vorspanneinrichtung zum Anlegen einer Vorspannung an jeden
Sicherheitsgurt steuert. Die elektronische Sicherheitsgurt-Steuereinheit 15 ist dazu
ausgelegt, die Vorspanneinrichtung in Übereinstimmung mit
einem von der in das Fahrzeug eingebauten Sicherheitssteuerungsvorrichtung 3 über
das Steuerungssystem-Netzwerk 1 empfangenen Befehl anzusteuern.
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Als
Nächstes wird die Struktur der in das Fahrzeug eingebauten
Sicherheitssteuerungsvorrichtung 3 erklärt. Die
in das Fahrzeug eingebaute Sicherheitssteuerungsvorrichtung 3 beinhaltet
eine Radarvorrichtung 16, die in einem vorderen Teil des Fahrzeugs
bereitgestellt ist, um ein in einem vorbestimmten Erfassungsbereich
vor dem Fahrzeug existierendes Hindernis zu erfassen, einen Beschleunigungssensor 17 zum
Erfassen einer Beschleunigung des Fahrzeugs, einen Radgeschwindigkeitssensor 18 zum
Erfassen der Geschwindigkeit des Fahrzeugs aus der Drehzahl eines
Rades, und einen Steuerungsabschnitt 20, welcher verschiedene
Prozesse in Übereinstimmung mit den Eingangssignalen von
der Radarvorrichtung 16 und den Sensoren 17 und 18 durchführt
und verschiedene Befehle und Daten an die elektronischen Steuereinheiten 11 bis 15 über
das lokale Netzwerk 10 in dem Fahrzeug ausgibt.
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Die
Radarvorrichtung 16, welche ein sogenanntes Millimeterwellen-Radar
nach dem FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave)-Prinzip ist,
ist dazu ausgelegt, ein anderes Fahrzeug, ein Hindernis oder einen
Fußgänger vor dem Fahrzeug (nachstehend gemeinschaftlich
als ein Hindernis in Vorwärtsrichtung bezeichnet) zu erfassen,
Zieldaten auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses zu erzeugen,
und die Zieldaten in regelmäßigen Zeitabständen
an den Steuerungsabschnitt 20 auszugeben.
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Wenn
die Radarvorrichtung 16 ein Hindernis in Vorwärtsrichtung
erfasst, beinhalten die Zieldaten zumindest die relative Geschwindigkeit,
die relative Entfernung bzw. den relativen Abstand, und Richtungsdaten
des erfassten Hindernisses in Vorwärtsrichtung. Wenn die
Radarvorrichtung kein Hindernis in Vorwärtsrichtung erfasst,
beinhalten die Zieldaten eine Mitteilung, dass kein Hindernis in
Vorwärtsrichtung erfasst wurde. Die Richtungsdaten zeigen
einen Winkel (nachstehend als ”Vorwärtserfassungswinkel” bezeichnet)
zwischen der Erweiterung oder Verlängerung der Richtung,
die durch einen Mittenabschnitt des Fahrzeugs verläuft
und in der sich das Fahrzeug fortbewegt (nachstehend als ”Fahrzeugmittenlinie” bezeichnet),
und der Linie, die sich von der lateralen oder seitlichen Mitte
des Fahrzeugs erstreckt und auf welcher das erfasste Fahrzeug in
Vorwärtsrichtung existiert.
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Der
Steuerungsabschnitt 20 wird hauptsächlich durch
einen Mikrocomputer einschließlich einer zentralen Verarbeitungseinheit
(CPU), einem Festspeicher (ROM), einem flüchtigen Speicher
(RAM), einer Eingabe-/Ausgabe- bzw. I/O-Anordnung und einem Bus
bzw. einer Busleitung gebildet. Die zentrale Verarbeitungseinheit
führt einen Sicherheitssteuerungsprozess und einen Bremssteuerungsprozess, die
nachstehend beschrieben werden, in Übereinstimmung mit
in dem Festspeicher gespeicherten Programmen unter Verwendung des
flüchtigen Speichers als Arbeitsbereich durch.
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Als
Nächstes wird der durch den Steuerungsabschnitt 20 durchgeführte
Sicherheitssteuerungsprozess unter Bezugnahme auf das in 2 gezeigte
Ablaufdiagramm erklärt. Dieser Prozess wird aktiviert,
wenn der Zündschalter des Fahrzeugs eingeschaltet wird,
und wiederholt in regelmäßigen Zeitabständen
(zum Beispiel alle 50 ms) durchgeführt, bis der Zündschalter
ausgeschaltet wird.
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Wie
in 2 gezeigt ist, beginnt dieser Prozess in einem
Schritt S110 durch Erlangen bzw. Beschaffen der Zieldaten von der
Radarvorrichtung 16, und ermittelt dann in einem Schritt
S120 auf der Grundlage der erlangten Zieldaten, ob es ein Hindernis
in Vorwärtsrichtung vor dem Fahrzeug gibt oder nicht. Falls
das Ermittlungsergebnis in Schritt S120 negativ bzw. verneinend
ist, wird der Prozess beendet.
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Falls
das Ermittlungsergebnis in Schritt S120 bestätigend bzw.
bejahend ist, schreitet der Prozess zu einem Schritt S130 fort,
um eine Entfernung zwischen der Fahrzeugmittenlinie und dem erfassten Hindernis
in Vorwärtsrichtung als einen lateralen bzw. seitlichen
Versatz bzw. Offset Dc zu berechnen. Der laterale Versatz Dc kann
aus dem relativen Abstand des Hindernisses in Vorwärtsrichtung
in Bezug auf das eigene Fahrzeug und dem Vorwärtserfassungswinkel
berechnet werden.
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Anschließend
wird in einem Schritt S140 ermittelt, ob der in Schritt S130 berechnete
laterale Versatz Dc größer als ein vorbestimmter
oder gleich einem vorbestimmten Abstand Da ist oder nicht. Falls die
Ermittlung in Schritt S140 bestätigend ist, wird der Prozess
beendet. Der Abstand Da wird auf einen Abstand größer
als die Breite des Fahrzeugs gesetzt, oder auf einen Abstand derart,
dass eine Kollision durch irgendeine Betätigung des Lenkrads
ohne Schwierigkeit vermieden werden kann. Demgemäß kann
dann, wenn der laterale Versatz Dc größer als der
oder gleich dem Abstand Da ist, angenommen werden, dass die Wahrscheinlichkeit,
dass das Fahrzeug mit dem Hindernis in Vorwärtsrichtung
zusammenstoßen oder kollidieren wird, niedrig ist.
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Andererseits
schreitet dann, wenn das Ermittlungsergebnis in Schritt S140 negativ
bzw. verneinend ist, der Prozess zu einem Schritt S150 fort, um
die bis zur Kollision mit dem erfassten Hindernis in Vorwärtsrichtung
verbliebene Zeit (nachstehend als ”Zeit bis zur Kollision
Tc” bezeichnet) zu berechnen. Die Zeit bis zur Kollision
Tc kann aus dem Verhältnis der relativen Geschwindigkeit
zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem Hindernis in Vorwärtsrichtung
und dem relativen Abstand zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem
Hindernis in Vorwärtsrichtung berechnet werden.
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Darauffolgend
wird in einem Schritt S160 ermittelt, ob die in Schritt S150 berechnete
Zeit bis zur Kollision Tc kleiner als eine vorbestimmte oder gleich einer
vorbestimmten Zeit Ta ist oder nicht. Falls das Ermittlungsergebnis
in Schritt S160 negativ ist, schreitet der Prozess zu einem Schritt
S170 fort, um einen Hilfsbremsvorgang durchzuführen, und
wird der Prozess danach beendet. Die Zeit Ta ist eine Zeit, die
als verbleibend geschätzt wird, bis eine Kollision zwischen
dem eigenen Fahrzeug und dem Hindernis in Vorwärtsrichtung
eintritt, wenn das eigene Fahrzeug und das Hindernis in Vorwärtsrichtung
einander so nahe sind, dass eine Kollision zwischen ihnen nicht verhindert
werden kann, falls die Bewegungszustände des Fahrzeugs
und des Hindernisses in Vorwärtsrichtung nicht geändert
werden.
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In
dem Hilfsbremsvorgang in Schritt S170 wird durch einen Audioausgabeabschnitt 19 ein Alarmton
erzeugt, falls die Zeit bis zur Kollision Tc, die in Schritt S150
berechnet wurde, kleiner als eine vorbestimmte oder gleich einer
vorbestimmten Warnzeit Te ist (Te >> Ta).
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Ferner
werden dann, wenn die Zeit bis zur Kollision Tc, die in Schritt
S150 berechnet wurde, kleiner als eine vorbestimmte oder gleich
einer vorbestimmten Subsidiär- oder Ergänzungszeit
Tf ist (Te >> Tf >> Ta), Befehle an die elektronischen Steuereinheiten 12 und 14 des
Steuerungssystems übertragen, um die Einstellwerte des
Bremsflüssigkeitsdrucks und des Giermoments zu erhöhen.
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Andererseits
schreitet dann, wenn das Ermittlungsergebnis in Schritt S160 bestätigend
ist, der Prozess zu einem Schritt S180 fort, in dem ein automatischer
Bremsvorgang durchgeführt wird, um eine Kollision mit dem
Hindernis in Vorwärtsrichtung zu verhindern, oder um einen
Kollisionsschaden zu verringern, wenn die Kollision unvermeidbar
ist. Danach wird der Prozess beendet.
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In
dem automatischen Bremsvorgang in Schritt S180 werden ein Befehl
zum erzwungenen Aktivieren eines automatischen Bremssystems unabhängig
von einem Betrieb oder einer Betätigung durch den Fahrer,
Daten, die die Soll- oder Zielverlangsamung (–8 m/s2 zum Beispiel) zeigen, und Daten, die die
Verlangsamungssteigung (–20 m/s2 zum Beispiel)
zeigen, über das Steuerungssystem-Netzwerk 1 an
die elektronische Bremssteuereinheit 12 übertragen,
und wird weiter ein Befehl zum Aktivieren der Vorspanneinrichtung
an die elektronische Sicherheitsgurt-Steuereinrichtung 15 übertragen.
Die Verlangsamungssteigung ist ein proportionaler Koeffizient, durch
welchen die Verlangsamung bis hin zur Sollverlangsamung erhöht
wird.
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Als
Nächstes wird der durch den Steuerungsabschnitt 20 durchgeführte
Bremssteuerungsprozess unter Bezugnahme auf das in 3 gezeigte Ablaufdiagramm
erklärt. Dieser Prozess wird aktiviert, wenn der automatische
Bremsvorgang in Schritt S180 begonnen wird.
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Wie
in 3 gezeigt ist, beginnt dieser Prozess dadurch,
dass in einem Schritt S210 eine maximale einer Vielzahl von Beschleunigungen
(nachstehend als eine ”Kollisionsbeschleunigung αc” bezeichnet),
die durch den Beschleunigungssensor 17 innerhalb einer
Zeitspanne einer vorbestimmten Dauer und überspannend die
Zeit, zu welcher die in Schritt S150 berechnete Zeit bis zur Kollision
Tc 0 wird, erfasst wurde, erlangt oder beschafft wird.
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Als
Nächstes wird in einem Schritt S220 ermittelt, ob die in
Schritt S210 erlangte Kollisionsbeschleunigungszeit αc
größer als ein vorbestimmter oder gleich einem
vorbestimmten Kollisionsgrenzwert αa ist oder nicht. Falls
das Ermittlungsergebnis in Schritt S220 bestätigend ist,
schreitet der Prozess zu einem Schritt S230 fort, in dem ein Bremsfortsetzungsprozess,
in welchem ein Befehl zum Fortsetzen des automatischen Bremsvorgangs
an die elektronischen Steuereinheiten 11 bis 15 übertragen
wird, durchgeführt wird, und wird der Prozess dann beendet.
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Der
Kollisionsgrenzwert αa wird auf einen Wert zumindest größer
als die Beschleunigung festgelegt, die dem Fahrzeug durch den automatischen Bremsvorgang
verursacht wird, zum Beispiel auf 110 bis 300 m/s2.
Der Bremsfortsetzungsprozess in Schritt S230 wird fortgesetzt, bis
die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die durch den Radgeschwindigkeitssensor 18 erfasst
wird, mit konstant gehaltener Sollverlangsamung 0 wird, und wird
danach beendet, wenn die elektronische Motorsteuereinheit 11 zum Beispiel
erfasst, dass das Gas- bzw. Beschleunigungspedal des Fahrzeugs niedergedrückt
wurde.
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Andererseits
schreitet dann, wenn das Ermittlungsergebnis in Schritt S220 negativ
ist, der Prozess zu einem Schritt S240 fort, um die Beschleunigungssteigung
auf der Grundlage der Kollisionsbeschleunigung αc und des
in Schritt S130 berechneten lateralen Versatzes Dc festzulegen.
Die Beschleunigungssteigung ist ein proportionaler Koeffizient, durch
welchen die Verlangsamung des Fahrzeugs linear verringert wird,
bis sich die Sollverlangsamung auf 0 vermindert. Die Beschleunigungssteigung
wird zum Beispiel auf einen Wert festgelegt, der umgekehrt proportional
zu der Kollisionsbeschleunigung αc ist, und direkt proportional
zu dem lateralen Versatz Dc ist.
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In
einem nachfolgenden Schritt S250 wird ein Bremsbeendigungsprozess
durchgeführt, um den automatischen Bremsvorgang über
die elektronischen Steuereinheiten 11 bis 15 des
Steuerungssystems in Übereinstimmung mit der in Schritt
S240 festgelegten Beschleunigungssteigung zu beenden, und wird danach
der Prozess beendet.
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In
dem Bremsbeendigungsprozess in Schritt S250 werden ein Befehl zum
Beenden des automatischen Bremsvorgangs, wenn die Verlangsamung des
Fahrzeugs gleich der Sollverlangsamung wird (zum Beispiel 0), und
Daten, die die in Schritt S230 festgelegte Beschleunigungssteigung
angeben, an die elektronische Bremssteuereinheit 12 und
so weiter übertragen, und wird ein Befehl zum Aktivieren der
Vorspanneinrichtung an die elektronische Sicherheitsgurt-Steuereinrichtung 15 übertragen.
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Als
Nächstes wird ein Beispiel eines Betriebsablaufs der in
das Fahrzeug eingebauten Sicherheitssteuerungsvorrichtung 3 erklärt.
Wenn die Radarvorrichtung 16 ein vorausfahrendes Fahrzeug erfasst,
schätzt die in das Fahrzeug eingebaute Sicherheitssteuerungsvorrichtung 3 mit
der vorstehend beschriebenen Struktur die Wahrscheinlichkeit der Kollision
mit dem vorausfahrenden Fahrzeug (nachstehend als eine ”erste
Kollisionswahrscheinlichkeit” bezeichnet) auf einer Vielzahl
von Ebenen (in diesem Ausführungsbeispiel auf drei Ebenen)
durch Berechnen der Zeit bis zur Kollision Tc auf der Grundlage
der Ziel- bzw. Solldaten des vorausfahrenden Fahrzeugs, und führt
eine Sicherheitssteuerung durch.
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Wenn
die Zeit bis zur Kollision Tc kleiner wird als die Warnzeit Te (zum
Beispiel drei Sekunden), nimmt die in das Fahrzeug eingebaute Sicherheitssteuerungsvorrichtung 3 an,
dass die erste Kollisionswahrscheinlichkeit besteht, obwohl diese
auf einer niedrigen Ebene liegt, und erzeugt den Warnton, um die
Aufmerksamkeit des Fahrers zu wecken. Wenn die Zeit bis zur Kollision
Tc ein Wert zwischen der Warnzeit Te und der Ergänzungszeit
Tf wird (zum Beispiel 1,8 Sekunden), nimmt die in das Fahrzeug eingebaute
Sicherheitssteuerungsvorrichtung 3 an, dass die erste Kollisionswahrscheinlichkeit
auf der mittleren Ebene bzw. auf einem mittleren Niveau liegt, und
unterstützt den Bremsvorgang des Fahrers durch Erhöhen
des Bremsflüssigkeitsdrucks mit Bezug zu dem Ausmaß des
Niederdrückens des Bremspedals. Wenn die Zeit bis zur Kollision
Tc kleiner wird als die Zeit Ta (zum Beispiel 0,6 Sekunden), nimmt
die in das Fahrzeug eingebaute Sicherheitssteuerungsvorrichtung 3 an,
dass die erste Kollisionswahrscheinlichkeit auf einer hohen Ebene
liegt, und aktiviert das automatische Bremssystem unabhängig
von einer Betätigung durch den Fahrer.
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Nachdem
das automatische Bremssystem einmal aktiviert worden ist, schätzt
das in das Fahrzeug eingebaute Sicherheitssteuerungsvorrichtung 3 die
Wahrscheinlichkeit der Kollision mit dem vorausfahrenden Fahrzeug
(nachstehend als ”zweite Kollisionswahrscheinlichkeit” bezeichnet)
auf einer Vielzahl von Ebenen bzw. Niveaus auf der Grundlage der
Kollisionsbeschleunigung αc, die innerhalb einer Zeitspanne
einer vorbestimmten Dauer (zum Beispiel 1 Sekunde) und die Zeit überspannend,
zu welcher die Zeit bis zur Kollision 0 wird, erfasst wurde, und
dem berechneten lateralen Versatz Dc ab, und ändert die Art
und Weise der Beendigung des automatischen Bremsvorgangs in Abhängigkeit
von der geschätzten zweiten Kollisionswahrscheinlichkeit.
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Genauer
ausgedrückt nimmt dann, wenn wie in 4 gezeigt
die Kollisionsbeschleunigung αc größer
als der oder gleich dem Kollisionsgrenzwert αa ist, die
in das Fahrzeug eingebaute Sicherheitssteuerungsvorrichtung 3 an,
dass die zweite Kollisionswahrscheinlichkeit auf der hohen Ebene
liegt, und setzt den automatischen Bremsvorgang fort, bis zumindest
die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 0 wird, um einen Schaden aufgrund
einer Kollision soweit als möglich zu verringern.
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Andererseits
besteht dann, wenn die Kollisionsbeschleunigung αc kleiner
ist als der Kollisionsgrenzwert αa, eine Möglichkeit
der Vermeidung einer Kollision (oder die zweite Kollisionswahrscheinlichkeit
ist ausreichend niedrig), falls die Kollisionsbeschleunigung αc
klein ist oder der laterale Versatz Dc groß ist. Demgemäß legt,
um die Möglichkeit einer Kollision mit dem nachfolgenden
Fahrzeug zu reduzieren, die in das Fahrzeug eingebaute Sicherheitssteuerungsvorrichtung 3 die
Beschleunigungssteigung größer fest, wenn die
zweite Kollisionswahrscheinlichkeit niedriger ist, und beendet den
automatischen Bremsvorgang, wenn die Verlangsamung des Fahrzeugs
0 wird (oder unmittelbar bevor das Fahrzeug angehalten wird).
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Das
vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung
stellt die folgenden Vorteile bereit. Wie vorstehend erklärt
wurde, beginnt die in das Fahrzeug eingebaute Sicherheitssteuerungsvorrichtung 3 den
Bremssteuerungsprozess, wenn das automatische Bremssystem aktiviert
wird, um den automatischen Bremsvorgang durch den Sicherheitssteuerungsprozess
durchzuführen, und legt die Beschleunigungssteigung variabel
als Referenzdaten fest, um den automatischen Bremsvorgang in Abhängigkeit
von der durch den Beschleunigungssensor 17 innerhalb der
Beschleunigungserfassungszeitspanne (der Zeitspanne einer vorbestimmten
Dauer, die die Zeit überspannt, zu der die Zeit bis zur
Kollision Tc 0 wird) erfassten Kollisionsbeschleunigung αc
zu beenden.
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Demgemäß ist
es in Übereinstimmung mit der in dem Fahrzeug eingebauten
Sicherheitssteuerungsvorrichtung 3 dieses Ausführungsbeispiels möglich,
den automatischen Bremsvorgang in Abhängigkeit von der
Kollisionsbeschleunigung αc derart sicher zu beenden, dass
der Zeitpunkt der Beendigung früher wird, wenn die Kollisionsbeschleunigung αc
kleiner wird, und zwar auch dann, wenn nicht ermittelt werden kann,
ob das eigene Fahrzeug mit dem erfassten Hindernis in Vorwärtsrichtung
kollidiert oder zusammengestoßen ist.
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Ferner
kann in Übereinstimmung mit der in das Fahrzeug eingebauten
Sicherheitssteuerungsvorrichtung 3 dieses Ausführungsbeispiels,
da die Art und Weise des Beendens des automatischen Bremsvorgangs
auch dann in Abhängigkeit von der durch den Beschleunigungssensor 17 innerhalb
der Beschleunigungserfassungszeitspanne erfassten Kollisionsbeschleunigung
geändert wird, wenn die Kollisionsbeschleunigung αc
nicht zu der Zeit erfasst werden kann, zu der die Zeit bis zur Kollision
0 wird, die Veränderung der Zeit bis zur Kollision Tc aufgrund der
Veränderung der relativen Geschwindigkeit zwischen dem
eigenen Fahrzeug und dem erfassten Hindernis in Vorwärtsrichtung
integriert bzw. neutralisiert werden.
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Die
in das Fahrzeug eingebaute Sicherheitssteuerungsvorrichtung 3 ist
dazu ausgelegt, ihre Sicherheitssteuerungsfunktion durch Übertragen
von Steuerbefehlen und Daten an die elektronischen Steuereinheiten 11 bis 15 des
Steuerungssystems und des Aufbausystems, die mit der in das Fahrzeug eingebauten
Sicherheitssteuerungsvorrichtung 3 verbunden sind, über
das lokale Netzwerk 10 in dem Fahrzeug zu erzielen. Daher
kann, da die in das Fahrzeug eingebaute Sicherheitssteuerungsvorrichtung 3 nicht
direkt verschiedene Aktuatoren und Stellglieder, wie beispielsweise
das Bremsstellglied 12a, usw. steuern muss, ihre Steuerlast
verringert werden.
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Natürlich
können verschiedene Modifikationen an dem vorstehenden
Ausführungsbeispiel der Erfindung durchgeführt
werden, wie nachstehend beschrieben wird.
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Obwohl
die Radarvorrichtung 16 in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel
dazu verwendet wird, ein Hindernis in Vorwärtsrichtung
zu erfassen, kann eine in das Fahrzeug eingebaute Kamera anstelle
der Radarvorrichtung 16 verwendet werden. In diesem Fall
können zusätzlich Sensoren zum Erfassen der Giergeschwindigkeit
und des Lenkwinkels des Fahrzeugs vorgesehen sein, um die Fahrspur oder
Fahrlinie des eigenen Fahrzeugs auf der durch die in das Fahrzeug
eingebaute Kamera aufgenommenen und abgebildeten Fahrstraße
abzuschätzen, und die abgeschätzte Fahrspur zum
Berechnen des lateralen Versatzes Dc zu verwenden, anstelle die Fahrzeugmittenlinie
zu benutzen.
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Die
in das Fahrzeug eingebaute Sicherheitssteuerungsvorrichtung 3 des
vorstehenden Ausführungsbeispiels ist dazu ausgelegt, den
automatischen Bremsvorgang über die elektronische Bremssteuereinheit 12 usw.
durchzuführen, wenn die Zeit bis zur Kollision Tc kleiner
ist als die Zeit Ta. Die in das Fahrzeug eingebaute Sicherheitssteuerungsvorrichtung 3 kann
jedoch dazu modifiziert werden, eine automatische Lenkungssteuerung
durchzuführen, um eine Kollision mit einem erfassten Hindernis
in Vorwärtsrichtung in Verbindung mit dem automatischen
Bremsvorgang zu verhindern.
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In
dem vorstehenden Ausführungsbeispiel verwendet der Bremssteuerungsprozess
eine maximale Eine einer Vielzahl der Kollisionsbeschleunigungen,
die durch den Beschleunigungssensor 17 innerhalb der Zeitspanne
einer vorbestimmten Dauer überspannend die Zeit, zu welcher
die in Schritt S150 berechnete Zeit bis zur Kollision Tc 0 wird,
erfasst wurden, um zu ermitteln, ob der automatische Bremsvorgang
beendet werden sollte. Der Bremssteuerungsprozess kann jedoch einen
zeitintegrierten Wert der während der Beschleunigungserfassungszeitspanne
erfassten Kollisionsbeschleunigung verwenden, um die Ermittlung
durchzuführen.
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Ferner
beendet in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel der Bremssteuerungsprozess
den automatischen Bremsvorgang erst nach einem Warten, bis die durch
den Radgeschwindigkeitssensor 18 erfasste Geschwindigkeit
des eigenen Fahrzeugs 0 wird, während die Sollverlangsamung
konstant gehalten wird, falls die Kollisionsbeschleunigung αc größer
als der oder gleich dem Kollisionsgrenzwert αa ist. Der
Bremssteuerungsprozess kann jedoch dazu modifiziert werden, die
Sollverlangsamung zu erhöhen, um die Bremskraft weiter
zu steigern, oder den automatischen Bremsvorgang zu beenden, bevor
die Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs 0 wird, falls angenommen
wird, dass das Fahrzeug im Wesentlichen angehalten ist.
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Ferner
kann, obwohl der Bremssteuerungsprozess in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel den
automatischen Bremsvorgang beendet, wenn die Verlangsamung des Fahrzeugs
0 wird, falls die Kollisionsbeschleunigung αc kleiner ist
als der Kollisionsgrenzwert αa, er dazu modifiziert werden,
den automatischen Bremsvorgang nach Verstreichen einer vorbestimmten
Vorgangsfortsetzungszeit zu beenden, welche auf einen Wert derart
festgelegt ist, dass verhindert werden kann, dass das Fahrzeug plötzlich anhält.
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Die
in das Fahrzeug eingebaute Sicherheitssteuerungsvorrichtung 3 des
vorstehenden Ausführungsbeispiels ist dazu ausgelegt, Steuerbefehle
an die elektronischen Steuereinheiten zu übertragen, die
mit der in das Fahrzeug eingebauten Sicherheitssteuerungsvorrichtung 3 über
das lokale Netzwerk 10 in dem Fahrzeug verbunden sind.
Die in das Fahrzeug eingebaute Sicherheitssteuerungsvorrichtung 3 kann
jedoch in eine der elektronischen Steuereinheiten, zum Beispiel
in die elektronische Bremssteuereinheit 12, integriert
sein.
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Die
vorstehend erklärten bevorzugten Ausführungsbeispiele
sind beispielhaft für die Erfindung gemäß der
vorliegenden Patentanmeldung, welche einzig und allein durch die
nachstehend beigefügten Patentansprüche umschrieben
wird. Es versteht sich, dass Modifikationen der bevorzugten Ausführungsbeispiele
durchgeführt werden können, wie sie dem Fachmann
naheliegen.
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Wie
vorstehend beschrieben wurde, beinhaltet ein Sicherheitssteuerungsvorrichtung
zum Einbau in ein Fahrzeug eine erste Funktion zum Erfassen eines
Objekts, das vor einem Fahrzeug vorhanden ist, eine zweite Funktion
zum Erlangen, als eine Zeit bis zu einer Kollision, eines Verhältnisses
einer relativen Geschwindigkeit zu einer relativen Entfernung zwischen
dem Fahrzeug und dem erfassten Objekt, eine dritte Funktion zum
Durchführen eines automatischen Bremsvorgangs an dem Fahrzeug,
wenn die erlangte Zeit bis zu einer Kollision kleiner als eine vorbestimmte
oder gleich einer vorbestimmten Zeit ist, eine vierte Funktion zum
Erfassen einer Beschleunigung des Fahrzeugs, und eine fünfte
Funktion zum Erlangen, als eine Kollisionsbeschleunigung, einer
durch die vierte Funktion innerhalb einer Zeitspanne, die eine vorbestimmte
Dauer hat und eine Zeit überspannt, zu welcher die Zeit
bis zu einer Kollision 0 wird, erfassten Beschleunigung, und Wirken zum
Fortsetzen des automatischen Bremsvorgangs, falls die erlangte Kollisionsbeschleunigung
größer als ein oder gleich einem Kollisionsgrenzwert
ist, der auf einen Wert größer als die durch den
automatischen Bremsvorgang erzeugte Beschleunigung voreingestellt
ist, und andernfalls Beenden des automatischen Bremsvorgangs.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2008-193757 [0001]
- - JP 10-338110 [0004]
- - JP 2008-132867 [0004]