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Die Erfindung betrifft ein System zum Testen einer Abstandsregelvorrichtung eines Fahrzeugs.
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Moderne Fahrzeuge weisen häufig ein adaptives Abstandsregelsystem auf, welches beispielsweise einen Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug adaptiv regelt.
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Die Aufgabe, die Erfindung zugrunde liegt, ist es, ein System zu schaffen, mittels dessen eine Abstandsregelvorrichtung mit einer hohen Reproduzierbarkeit getestet werden kann.
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Gemäß einem ersten Aspekt zeichnet sich die Erfindung aus durch ein System zum Testen einer Abstandsregelvorrichtung eines Fahrzeugs. Das System weist eine Abstandssensoreinrichtung auf, die ausgebildet ist ein Messsignal zu erzeugen, das repräsentativ ist für Objekte in einem vorgegebenen Bereich um das Fahrzeug. Die Abstandssensoreinrichtung ist zusätzlich ausgebildet abhängig von dem Messsignal ein Sensorsignal zu erzeugen. Das System weist eine Manipulationseinheit auf, die ausgebildet ist ein virtuelles Objekt zu erzeugen, das sich virtuell vor dem Fahrzeug befindet. Die Manipulationseinheit ist zusätzlich ausgebildet das Sensorsignal derart zu manipulieren, dass die Daten des manipulierten Sensorsignals das virtuelle Objekt repräsentieren. Das System weist zusätzlich die Abstandsregelvorrichtung auf, die ausgebildet ist abhängig von dem manipulierten Sensorsignal ein Stellsignal zu erzeugen zum Beeinflussen zumindest eines Stellglieds, das die Fahrzeuggeschwindigkeit beeinflusst.
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Die Abstandssensoreinrichtung weist beispielsweise einen oder mehrere Umgebungssensoren auf. Das von der Abstandssensoreinrichtung erzeugte Messsignal entspricht beispielsweise dem Messsignal des einen oder der mehreren Umgebungssensoren. Es repräsentiert beispielsweise ein Abbild der Fahrzeugumgebung, die von dem Umgebungssensor erfasst werden kann.
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Das Sensorsignal, das von der Abstandssensoreinrichtung erzeugt wird, enthält beispielsweise eine Information zu dem Abstand und/oder der Geschwindigkeit eines von der Abstandssensoreinrichtung in dem Messsignal detektierten Objektes.
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Das Stellglied kann beispielsweise einer Bremse zugeordnet sein und/oder kann ein Stellglied sein, das zum Beeinflussen des Drehmoments von einer Brennkraftmaschine des Fahrzeugs vorgesehen ist, wie zum Beispiel einem Einspritzventil und/oder einer Drosselklappe.
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Das virtuelle Objekt verhält sich immer wie vorgegeben, da es programmierbar ist. Es befindet sich beispielsweise immer in einem vorgegebenen Abstand zu dem Fahrzeug. Hierdurch kann eine sehr hohe Reproduzierbarkeit von Tests der Abstandsregelvorrichtung ermöglicht werden. Zusätzlich können mittels des virtuellen Objekts sehr viele verschiedene Szenarien auf einfache Weise nachgestellt werden. Indem das Sensorsignal der Abstandssensoreinrichtung manipuliert wird, ist zusätzlich ein sehr realitätsnaher Test möglich.
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Die Abstandsregelvorrichtung kann auch ACC (Advanced/Adaptive Cruise Control) genannt werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Manipulationseinheit ausgebildet das virtuelle Objekt abhängig von bereitgestellten Fahrzeugkennwerten zu erzeugen.
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Derartige Fahrzeugkennwerte können beispielsweise über einen Fahrzeugbus von einem oder mehreren Fahrzeugsensoren bereitgestellt werden. Sie repräsentieren beispielsweise die Geschwindigkeit und/oder eine Radrehzahl und/oder die Distanz, die das Fahrzeug zurückgelegt hat. Auf diese Weise kann das virtuelle Objekt sehr präzise erzeugt werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Manipulationseinheit ausgebildet den Abstand von dem Fahrzeug zu dem virtuellen Objekt abhängig von den bereitgestellten Fahrzeugkennwerten zu ermitteln und abhängig von dem Abstand das virtuelle Objekt zu erzeugen.
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Auf diese Weise kann der Abstand des virtuellen Objekts zu dem Fahrzeug sehr präzise ermittelt werden.
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Gemäß einem zweiten Aspekt zeichnet sich die Erfindung aus durch ein System zum Testen einer virtuellen Abstandsregelvorrichtung eines virtuellen Fahrzeugs. Das System weist eine virtuelle Abstandssensoreinrichtung auf, die ausgebildet ist ein virtuelles Messsignal zu erzeugen, das repräsentativ ist für Objekte in einem vorgegebenen Bereich um das virtuelle Fahrzeug. Die virtuelle Abstandssensoreinrichtung ist zusätzlich ausgebildet abhängig von dem virtuellen Messsignal ein virtuelles Sensorsignal zu erzeugen. Des Weiteren weist das System eine Manipulationseinheit auf, die ausgebildet ist ein virtuelles Objekt zu erzeugen, das sich virtuell vor dem Fahrzeug befindet. Die Manipulationseinheit ist zusätzlich dazu ausgebildet das virtuelle Sensorsignal derart zu manipulieren, dass die Daten des manipulierten virtuellen Sensorsignals das virtuelle Objekt repräsentieren. Das System weist des Weiteren die virtuelle Abstandsregelvorrichtung auf, die ausgebildet ist abhängig von dem manipulierten virtuellen Sensorsignal ein virtuelles Stellsignal zu erzeugen zum Beeinflussen zumindest eines virtuellen Stellglieds, das die Fahrzeuggeschwindigkeit beeinflusst.
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Durch die Virtualisierung des Fahrzeugs sowie der Abstandssensoreinrichtung und der Abstandsregelvorrichtung ist es möglich die Funktion der Manipulationseinheit und der Abstandsregelvorrichtung an einem Prüfstand zu testen, ohne dass ein reales Fahrzeug nötig ist. Dadurch ist eine sehr hohe Reproduzierbarkeit von Tests von vielen Szenarien der virtuellen Abstandsregelvorrichtung mit sehr geringem Aufwand möglich.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Manipulationseinheit ausgebildet das virtuelle Objekt abhängig von bereitgestellten virtuellen Fahrzeugkennwerten zu erzeugen.
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Auf diese Weise kann der Abstand des virtuellen Objekts zu dem Fahrzeug sehr präzise ermittelt werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Manipulationseinheit ausgebildet den Abstand von dem virtuellen Fahrzeug zu dem virtuellen Objekt abhängig von den bereitgestellten virtuellen Fahrzeugkennwerten zu ermitteln und abhängig von dem Abstand das virtuelle Objekt zu erzeugen.
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Auf diese Weise kann das virtuelle Objekt sehr präzise erzeugt werden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 ein Fahrzeug mit einer Abstandsregelvorrichtung, einer Abstandssensoreinrichtung und einer Manipulationseinheit,
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2 ein System zum Testen der Abstandsregelvorrichtung,
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3 ein System zum Testen einer virtuellen Abstandsregelvorrichtung,
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4 ein Diagramm eines Tests der virtuellen Abstandsregelvorrichtung,
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5 ein Diagramm eines weiteren Tests der virtuellen Abstandsregelvorrichtung,
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6 ein Diagramm eines weiteren Tests der virtuellen Abstandsregelvorrichtung,
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7 ein Diagramm eines Tests der Abstandsregelvorrichtung,
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8 ein Diagramm eines weiteren Tests der Abstandsregelvorrichtung und
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9 ein Diagramm eines weiteren Tests der Abstandsregelvorrichtung.
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Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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1 zeigt ein Fahrzeug 1, welches beispielsweise ein Testfahrzeug ist. Das Fahrzeug 1 weist eine Abstandssensoreinrichtung AS auf. Die Abstandssensoreinrichtung AS weist beispielsweise einen oder mehrere Umgebungssensoren auf, wie beispielsweise einen Radarsensor und/oder ein Lidar-System und/oder eine Kamera. Die Abstandssensoreinrichtung AS weist des Weiteren beispielsweise einen Daten- und Programmspeicher, eine Kommunikationsschnittstelle und eine Recheneinheit auf. Die Abstandssensoreinrichtung AS ist dazu ausgebildet ein Messsignal zu erzeugen, das repräsentativ ist für Objekte in einem vorgegebenen Bereich um das Fahrzeug 1. Des Weiteren kann die Abstandssensoreinrichtung AS dazu ausgebildet sein Objekte abhängig von dem Messsignal zu detektieren. Die Abstandssensoreinrichtung AS ist zusätzlich dazu ausgebildet abhängig von dem Messsignal ein Sensorsignal zu erzeugen. Ein derartiges Sensorsignal enthält beispielsweise Informationen zu dem Abstand und/oder der Geschwindigkeit von detektierten Objekten.
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Die Abstandsregelvorrichtung AV ist dazu ausgebildet abhängig von dem Sensorsignal ein Stellsignal zu erzeugen zum Beeinflussen zumindest eines Stellglieds, das die Fahrzeuggeschwindigkeit beeinflusst. Hierdurch kann beispielsweise ein Bremseingriff oder eine Beschleunigung erfolgen, wodurch beispielsweise der Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug eingestellt werden kann.
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Zum Testen der Abstandsregelvorrichtung AV kann das Sensorsignal von einer Manipulationseinheit ME manipuliert werden. Die Manipulationseinheit ME ist hierfür dazu ausgebildet, ein virtuelles Objekt VO zu erzeugen, das sich virtuell vor dem Fahrzeug 1 befindet. Zusätzlich ist die Manipulationseinheit ME dazu ausgebildet, das Sensorsignal der Abstandssensoreinrichtung AS derart zu manipulieren, dass die Daten des manipulierten Sensorsignals das virtuelle Objekt VO repräsentieren.
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Die Manipulationseinheit ME und die Abstandsregelvorrichtung AV können in einer Baueinheit ausgebildet sein, oder verteilt auf zwei oder mehrere Baueinheiten.
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Mittels der Manipulationseinheit ME kann die Abstandsregelung der Abstandsregelvorrichtung AV getestet werden, was anhand der 2 näher erläutert wird. 2 zeigt ein System S1 zum Testen der Abstandsregelvorrichtung AV. Der Ablauf eines Tests ist wie folgt:
Die Abstandssensoreinrichtung AS sendet ein Sensorsignal über einen Bus, der beispielsweise ein CAN-Bus oder ein ähnlicher Bus sein kann. Dieses Sensorsignal wird von der Manipulationseinheit ME abgefangen.
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Die Manipulationseinheit ME ist dazu ausgebildet, das Sensorsignal derart zu manipulieren, dass die manipulierten Sensordaten das virtuelle Objekt VO repräsentieren. Hierfür werden beispielsweise jeweilige Relevanzwerte von Objekten, die von der Abstandsensorvorrichtung AS detektiert wurden, auf einen Neutralwert gesetzt, der repräsentiert, dass das jeweilige Objekt nicht relevant ist für eine Abstandsregelung. Für das virtuelle Objekt VO wird der Relevanzwert beispielsweise auf einen Wert gesetzt, der repräsentiert, dass das virtuelle Objekt VO relevant ist für eine Abstandsregelung, sodass sich das Fahrzeug 1 in einem virtuellen Raum bewegt.
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Die Manipulation geschieht beispielsweise abhängig von bereitgestellten Fahrzeugkennwerten von einem oder mehreren Fahrzeugsensoren FS. Derartige Fahrzeugkennwerte repräsentieren beispielsweise die Geschwindigkeit und/oder eine Radrehzahl und/oder die Distanz die das Fahrzeug 1 zurückgelegt hat. Mittels diesen Fahrzeugkennwerten kann daraufhin beispielsweise der Abstand von dem Fahrzeug 1 zu dem virtuellen Objekt VO eingestellt werden. Die Fahrzeugkennwerte werden beispielsweise über einen Bus, wie beispielsweise einem Flexray-Bus oder einem ähnlichen Bus gesendet und von der Manipulationseinheit ME abgefangen.
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Die Manipulationseinheit ME ist zusätzlich dazu ausgebildet die manipulierten Sensordaten beispielsweise über einen Bus, wie beispielsweise einem CAN-Bus, an die Abstandsregelvorrichtung AV zu senden.
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Die Abstandsregelvorrichtung AV ist ausgebildet abhängig von den manipulierten Sensordaten ein Stellsignal zu erzeugen zum Beeinflussen zumindest eines Stellglieds des Fahrzeugs 1. Derartige Stellglieder können beispielsweise einer Bremse zugeordnet sein und/oder können Stellglieder sein, die zum Beeinflussen des Drehmoments von einer Brennkraftmaschine und/oder einer anderen geeigneten Antriebsmaschine des Fahrzeugs vorgesehen sind, wie zum Beispiel einem Einspritzventil und/oder einer Drosselklappe. Da die Sensordaten von der Manipulationsvorrichtung MV abgefangen werden, bevor sie die Abstandsregelvorrichtung AV erreichen, wird die Abstandsregelvorrichtung AV mittels der manipulierten Sensordaten und nicht mit den ursprünglichen Sensordaten der Abstandssensoreinrichtung AS getestet.
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Bevor die Abstandsregelvorrichtung AV an einem realen Testfahrzeug getestet wird, ist es möglich zuvor die Funktion virtuell zu testen, beispielsweise auf einem Prüfstand. 3 zeigt ein System zum Testen einer virtuellen Abstandsregelvorrichtung VAV. Das System unterscheidet sich von dem System in 2 darin, dass anstelle der Abstandssensoreinrichtung AS eine virtuelle Abstandssensoreinrichtung VAS genutzt wird. Zusätzlich werden anstelle der Fahrzeugsensoren FS virtuelle Fahrzeugsensoren VFS genutzt, die virtuelle Fahrzeugkennwerte bereitstellen.
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Die virtuelle Abstandsregelvorrichtung VAV und/oder der virtuelle Fahrzeugsensor VFS und/oder die virtuelle Abstandssensoreinrichtung VAS können jeweils aus einer und/oder wie hier gezeigt aus zwei oder mehr Einheiten bestehen. Beispielsweise werden jeweils zwei Einheiten verwendet, um Signale von einer Einheit zu der anderen Einheit und zurück senden zu können, um so einen belasteten Bus zu simulieren. Des Weiteren können die Manipulationseinheit ME und/oder die virtuelle Abstandsregelvorrichtung VAV und/oder der virtuelle Fahrzeugsensor VFS und/oder die virtuelle Abstandssensoreinrichtung VAS in einer Baueinheit oder verteilt auf zwei oder mehrere Baueinheiten ausgebildet sein.
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4 bis 6 zeigen verschiedene Testszenarien, welche mit dem System S2 aus 3 getestet werden können.
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Bei dem Test in 4 wird ein stehendes virtuelles Objekt VO in einem vorgegebenen Abstand, wie hier in 8 Metern, zu dem virtuellen Fahrzeug erzeugt. Hieraufhin nähert sich das virtuelle Fahrzeug dem virtuellen Objekt VO. In dem Diagramm der 4 sind der Abstand zu dem virtuellen Objekt DVO, die zurückgelegte Strecke des virtuellen Fahrzeugs XVF, sowie die Geschwindigkeit des virtuellen Fahrzeugs VVF aufgetragen über die Zeit.
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In dem Test in 5 wird das virtuelle Objekt VO mit einer vorgegebenen beispielsweise konstanten Fahrgeschwindigkeit, hier 6 m/s, in einem vorgegebenen Abstand, hier 20 Meter, vor dem virtuellen Fahrzeug platziert. Nach einer vorgegebenen Zeit, hier 17 Sekunden, bremst das virtuelle Objekt VO bis auf 0 km/h. In dem Diagramm der 5 ist der Abstand zu dem virtuellen Objekt DVO, die zurückgelegte Strecke des virtuellen Fahrzeugs XVF, die absolute Geschwindigkeit des virtuellen Objekts VVO, sowie die Beschleunigung des virtuellen Objekts AVO aufgetragen über die Zeit.
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Der Test in 6 entspricht dem Test in 5, nur dass das virtuelle Objekt VO nach einer vorgegebenen Zeit, hier 24 Sekunden, noch einmal beschleunigt. In dem Diagramm der 6 ist der Abstand zum virtuellen Objekt DVO, die absolute Geschwindigkeit des virtuellen Fahrzeugs VVF, die absolute Geschwindigkeit des virtuellen Objekts VVO, sowie die Beschleunigung des virtuellen Objekts AVO aufgetragen über die Zeit.
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7 zeigt einen zu dem in 4 gezeigten korrespondierenden Test mittels des Systems S1 der 2 und einem realen Testfahrzeug. In dem Diagramm der 7 ist der Abstand zu dem virtuellen Objekt DVO und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs VF aufgetragen über die Zeit.
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8 zeigt einen zu dem in 5 gezeigten korrespondierenden Test mittels des Systems S1 der 2 und einem realen Testfahrzeug. In dem Diagramm der 8 ist der Abstand zu dem virtuellen Objekt DVO, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs VF, die absolute Geschwindigkeit des virtuellen Objekts VVO, die Beschleunigung des virtuellen Objekts AVO aufgetragen über die Zeit.
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9 zeigt einen zu dem in 6 gezeigten korrespondierenden Test mittels des Systems S1 der 2 und einem realen Testfahrzeug. In dem Diagramm der 9 ist der Abstand zu dem virtuellen Objekt DVO, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs VF, die absolute Geschwindigkeit des virtuellen Objekts VVO, die Beschleunigung des virtuellen Objekts AVO aufgetragen über die Zeit.
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Die Tests können beispielsweise beendet werden, wenn das Fahrzeug 1 oder das virtuelle Fahrzeug auf das virtuelle Objekt VO auffährt und/oder wenn das Fahrzeug 1 oder das virtuelle Fahrzeug einen konstanten vorgegebenen Abstand zu dem virtuellen Objekt VO einhält, beispielsweise 5% des ursprünglich eingestellten Abstands.
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Neben den gezeigten Tests sind viele weitere Testszenarien realisierbar beispielsweise mit weiteren Beschleunigungen und/oder Verzögerungen und/oder Konstantfahrten. Hierbei kann eine hohe Reproduzierbarkeit ermöglicht werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- AS
- Sensoreinrichtung
- AV
- Abstandsregelvorrichtung
- AVO
- Beschleunigung des virtuellen Objekts
- DVO
- Abstand des virtuellen Objekts
- FS
- Fahrzeugsensor
- ME
- Manipulationseinheit
- S1
- System
- S2
- System
- VAS
- virtuelle Abstandssensoreinrichtung
- VAV
- virtuelle Abstandsregelvorrichtung
- VF
- Geschwindigkeit des Fahrzeugs
- VFS
- virtueller Fahrzeugsensor
- VO
- virtuelles Objekt
- VVF
- Geschwindigkeit des virtuellen Fahrzeugs
- VVO
- absolute Geschwindigkeit des virtuellen Objekts
- XVF
- zurückgelegte Strecke des virtuellen Fahrzeugs
