STAND DER TECHNIK
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wahl des Betriebszustands bei einem
Geschwindigkeitsregelsystem für Kraftfahrzeuge mit Abstandssensor und
automatischer Blindheitserkennung sowie ein Geschwindigkeitsregelsystem zur
Durchführung dieses Verfahrens.
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Für Kraftfahrzeuge sind Geschwindigkeitsregelsysteme bekannt, mit denen die
Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf eine vom 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
Geschwindigkeitsregelsysteme oder ACC-Systeme (Adaptive Cruise Control)
bezeichnet.
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Die einwandfreie Funktion eines ACC-Systems setzt voraus, daß der
Abstandssensor fehlerfrei arbeitet und korrekt justiert ist, so daß auf der eigenen
Fahrspur vorausfahrende Fahrzeuge zuverlässig geortet werden können. Neben einer
Funktionsstörung oder Fehljustierung des Abstandssensors können auch
Umweltfaktoren wie etwa starker Regen oder Schneefall, Verschmutzung des
Sensorkopfes und dergleichen Reduktion der Sensorreichweite bis hin zu einer
Erblindung des Abstandssensors führen. Generell wird die Funktion von
Radarsensoren durch Regen oder Schneefall weniger beeinträchtigt als die von
Lidarsensoren, doch besteht auch bei Radarsensoren vor allem dann die Gefahr einer
Erblindung, wenn die in exponierter Lage an der Front des Fahrzeugs
angebrachte Radarantenne mit Schnee, Eis oder von der Straße aufgewirbeltem
Matsch verkrustet ist. Aus Sicherheitsgründen ist es erwünscht, daß die
Blindheit des Abstandssensors automatisch erkannt wird und daraufhin eine
Abschaltung des ACC-Systems ausgelöst und ein akustischer oder optischer
Warnhinweis an den Fahrer ausgegeben wird.
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Aus DE 196 44 164 A1 ist ein Kraftfahrzeugradarsystem bekannt, bei dem ein
zur Fokussierung der Radarwellen dienender dielektrischer Körper mit
elektrischen Leiterbahnen überzogen ist, die es gestatten, einen den Radarempfang
störenden Belag aus Schmutz, Schnee oder Feuchtigkeit zu detektieren.
Gegebenenfalls kann der störende Belag auch automatisch, beispielsweise durch
elektrische Beheizung oder durch eine Art Scheibenwischer entfernt werden. Solche
Überwachungs- und Reinigungssysteme sind jedoch relativ aufwendig und
teuer.
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In DE 199 45 268 A1 wird ein Verfahren beschrieben, das es gestattet, die
Blindheit des Radarsensors allein anhand der vom Radarsensor selbst
gelieferten Signale zu erkennen. Durch Auswertung dieser Signale werden verschiedene
Indikatoren gebildet, die je nach Verkehrssituation mit mehr oder minder großer
Aussagekraft auf eine Erblindung des Sensors hinweisen. Beispiele für geeignete
Indikatoren sind die Winkelgüte aller vom Radarsystem detektierten Objekte, die
Objektstabilität, d. h., die Rate von Detektionsausfällen des für die Regelung
ausgewählten Zielobjekts beschreibt, die mittlere Leistung der vom Sensor
empfangenden Signale, die Summe aller vom System während einer Messung
detektierten Objekte, die Beziehung zwischen Objektabstand und Radar-Amplitude
bei dem am weitesten vom eigenen Fahrzeug entfernten detektierten Objekt
sowie das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Straßenreflexionen. Diese
Indikatoren werden mit Gewichtsfaktoren gewichtet, die ihrerseits in
Abhängigkeit von der Verkehrssituation variabel sein können, und durch Vergleich der so
erhaltenen gewichteten Summe der Indikatoren mit einem Schwellenwert wird
ein Entscheidungssignal gewonnen, das anzeigt, ob der Sensor blind ist oder
nicht.
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Hinsichtlich der Verkehrssituationen ist für die Blindheitserkennung vor allem
die Unterscheidung zwischen Folgefahrt und Freifahrt relevant. Mit Folgefahrt
wird die Verkehrssituation bezeichnet, in der ein unmittelbar vorausfahrendes
Fahrzeug als Zielobjekt ausgewählt ist und in angemessenem Abstand verfolgt
wird. In dieser Situation ist der plötzliche Verlust des Zielobjekts ein wichtiger
Blindheitsindikator. Freifahrt bezeichnet die Verkehrssituation, in der kein
relevantes Zielobjekt ausgewählt ist, sondern auf die vom Fahrer gewählte
Wunschgeschwindigkeit geregelt wird. Auch in dieser Situation wird der Sensor jedoch
im allgemeinen andere Radarziele erfassen, beispielsweise Straßenreflexionen,
bewegliche Ziele oder Standziele am Fahrbahnrand, Fahrzeuge auf Nebenspuren
und dergleichen. Die Radar-Echos dieser Ziele können dann für die
Blindheitserkennung herangezogen werden.
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Wenn bei dem bekannten System die Blindheit des Sensors erkannt worden ist,
sei es in Freifahrt oder in Folgefahrt, so führt dies unmittelbar zu einer
Abschaltung des ACC-Systems, und der Fahrer wird durch eine
Übernahmeaufforderung dazu veranlaßt, selbst mit Hilfe von Gaspedal und Bremse die Kontrolle
über die Längsbewegungen des Fahrzeugs zu übernehmen.
AUFGABE, LÖSUNG UND VORTEILE DER ERFINDUNG
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Aufgabe der Erfindung ist es, die automatische Auswahl des Betriebszustands
des Geschwindigkeitsregelsystems, insbesondere die Wahl zwischen dem aktiven
und dem inaktiven Zustand des ACC-Systems, so zu verbessern, daß unter
angemessener Berücksichtigung des Ergebnisses der Blindheitserkennung eine
hohe Verfügbarkeit des ACC-Systems und eine für den Fahrer plausible
Systemreaktion in einer großen Bandbreite von Betriebssituationen erreicht wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der Eingangs
genannten Art dadurch gelöst, daß für die automatische Abschaltung der
Geschwindigkeitsregelung bei Blindheit des Abstandssensors mindestens eine weitere
Bedingung überprüft wird und die Abschaltung nur dann vorgenommen wird, wenn
auch diese weitere Bedingung erfüllt ist.
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Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß die automatische
Blindheitserkennung in bestimmten Betriebssituationen nur eine begrenzte Verläßlichkeit
hat, so daß es zu ungerechtfertigten und für den Fahrer unplausiblen
Abschaltungen des ACC-Systems kommen kann, durch die der Komfort und das
Sicherheitsgefühl des Fahrers beeinträchtigt werden können. Beispielsweise kann es
bei Freifahrten in dünn besiedelten Gegenden, etwa in Wüsten, vorkommen, daß
durch das Fehlen von reflektierenden Radarzielen eine Blindheit des
Radarsensors vorgetäuscht wird, so daß eine ungerechtfertigte Abschaltung des
ACC-Systems ausgelöst wird. Der Fahrer muß dann, aus seiner Sicht ohne erkennbaren
Grund, selbst in das Fahrgeschehen eingreifen, was häufig als Beeinträchtigung
des Komforts empfunden wird und auch das Vertrauen in die Zuverlässigkeit
des ACC-Systems schmälert. Erfindungsgemäß wird deshalb bei einer
erkannten (echten oder vermeintlichen) Blindheit des Abstandssensors geprüft, ob
mindestens noch eine weitere Bedingung vorliegt, die die Abschaltung des
ACC-Systems als plausibel und geboten erscheinen läßt. Eine solche Bedingung wird
insbesondere dann vorliegen, wenn sich das Fahrzeug zum Zeitpunkt der
Blindheitserkennung in Folgefahrt befindet. In dieser Situation besteht eine hohe
Wahrscheinlichkeit, daß die Blindheitserkennung auf eine echte Erblindung des
Abstandssensors hinweist, und überdies ist es in dieser Situation aus
Sicherheitsgründen sinnvoll, den Fahrer vorbeugend auf eine mögliche Fehlfunktion
des ACC-Systems hinzuweisen. In Freifahrt besteht dagegen eine deutlich
höhere Wahrscheinlichkeit, daß die Blindheit des Sensors nur durch einen Mangel
an geeigneten Reflexionszielen vorgetäuscht wurde, und selbst wenn eine echte
Erblindung vorliegen sollte, besteht keine unmittelbare Gefahr, wenn die
Regelung auf die Wunschgeschwindigkeit fortgesetzt wird.
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Allerdings können im Rahmen der Erfindung auch Bedingungen geprüft werden,
die auch in Freifahrt eine Abschaltung der ACC-Funktion als sinnvoll
erscheinen lassen. Zum Beispiel wäre es denkbar, bei erkannter Blindheit des
Abstandssensors in Freifahrt zu überprüfen, ob innerhalb einer bestimmten
Zeitspanne in der Vergangenheit eine Folgefahrt stattgefunden hat oder ein
vorausfahrendes Fahrzeug überholt wurde. Dies würde daraufhin deuten, daß die
befahrene Straße relativ belebt ist, so daß alsbald mit dem erneuten Auftauchen
eines vorausfahrenden Fahrzeugs auf der eigenen Fahrspur zu rechnen ist und
deshalb der Fahrer vorbeugend auf die vermutliche Erblindung des
Abstandssensors hingewiesen werden sollte.
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Da bei einem Radarsensor die Verschmutzung des Sensors durch Schnee,
Matsch oder Eis die häufigste Ursache für die Erblindung ist, könnte ergänzend
auch anhand des Einschaltzustands des Scheibenwischers, anhand eines
Außentemperaturfühlers oder anhand des Antriebs- oder Bremsschlupfes
überprüft werden, ob eine echte Erblindung des Radarsensors durch Eis, Schnee
oder Matsch oder gegebenenfalls auch durch Regen plausibel ist.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen.
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In einer Ausführungsform der Erfindung wird als einzige Bedingung geprüft, ob
sich das Fahrzeug in einer Folgefahrt befindet. In Freifahrt wird dagegen die
ACC-Regelung auch im Fall einer Blindheitserkennung fortgesetzt. Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es jedoch möglich, den Fahrer bei
Blindheitserkennung in Freifahrt durch ein akustisches und/oder optisches
Signal darauf hinzuweisen, daß möglicherweise eine Erblindung des Sensors
vorliegt. Wenn ein solcher Hinweis nicht vorgesehen ist, braucht natürlich in
Freifahrt erst gar keine Blindheitsprüfung durchgeführt zu werden.
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Wenn in Folgefahrt oder aufgrund anderer Zusatzbedingungen die
ACC-Funktion abgeschaltet wurde, so führt dies in der Regel zu einer für den Fahrer
deutlich spürbaren Fahrzeugverzögerung, anhand derer der Fahrer das Abschalten
der ACC-Regelung erkennen kann. Es ist jedoch zweckmäßig, den Fahrer
zusätzlich durch ein Signal (Übernahmeaufforderung) auf die Abschaltung
hinzuweisen. Wenn nach erfolgter Abschaltung wieder ein Zielobjekt erkannt wird,
kann die ACC-Regelung automatisch wieder aufgenommen werden, da dann
offenbar die Erblindung des Abstandssensors beseitigt ist oder keine echte
Erblindung vorgelegen hat. In einer alternativen Ausführungsform kann das System
jedoch so ausgelegt sein, daß die ACC-Regelung nur durch einen Fahrerbefehl
wieder aktiviert werden kann.
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Bei Blindheitserkennung in Freifahrt ist es in einer modifizierten
Ausführungsform möglich, die Geschwindigkeitsregelung auf die Wunschgeschwindigkeit
fortzusetzen, aber die Abstandsüberwachung zu inaktivieren und den Fahrer
durch ein Signal auf diesen Umstand hinzuweisen. Auch in diesem Fall kann die
Reaktivierung der Abstandsüberwachung entweder automatisch bei Erfassung
eines neuen Zielobjektes oder nur auf ausdrücklichen Fahrerbefehl erfolgen.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird anstelle der
Bedingung "Folgefahrt" geprüft, ob es sich bei der aktuellen Blindheitserkennung um
die erste Blindheitserkennung seit Fahrtantritt oder innerhalb einer bestimmten
Zeitspanne handelt. Eine erstmalige Blindheitserkennung wird dann sowohl in
Folgefahrt als auch in Freifahrt zu einer Abschaltung des ACC-Systems führen.
Wenn der Fahrer erkennt, daß er sich in einer sehr reflexionsarmen Umgebung
befindet und deshalb eine unechte Blindheitserkennung wahrscheinlich ist,
wird er die ACC-Regelung durch einen entsprechenden Befehl wieder aktivieren.
Wenn dann das Blindheitserkennungssystem erneut die Erblindung des Sensors
anzeigt, hat das übergeordnete Steuersystem "gelernt", daß die automatische
Abschaltung nicht dem Fahrerwunsch entspricht, und die ACC-Funktion wird
zumindest für eine begrenzte Zeitspanne aufrecht erhalten. Die Länge dieser
Zeitspanne kann variabel sein und wird um so länger gewählt werden, je
häufiger der Fahrer das System reaktiviert hat. Als Alternative kann dem Fahrer die
Möglichkeit gegeben werden, direkt einen Befehl "Blindheitserkennung
ignorieren" einzugeben, der dann bis zum Ende der Fahrt oder bis zum Widerruf durch
den Fahrer gültig bleibt. Die zu überprüfende Zusatzbedingung besteht in
diesem Fall darin, daß der Befehl "Blindheitserkennung ignorieren" nicht aktiv ist.
Aus Sicherheitsgründen sollte dann bei Fahrtantritt, also bei Einschalten der
Zündung, eine Initialisierung erfolgen, die den Befehl "Blindheitserkennung
ignorieren" inaktiv macht.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der
Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
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Fig. 1 eine schematische Darstellung der wesentlichen
Komponenten eines ACC-Systems in einem Kraftfahrzeug;
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Fig. 2 bis 4 Flußdiagramme für verschiedene Ausführungsformen
des Verfahrens.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
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Das in Fig. 1 gezeigte Kraftfahrzeug 10 weist als Abstandssensor 12 einen an
der Frontpartie des Kraftfahrzeugs angebrachten Radarsensor auf, in dessen
Gehäuse auch eine ACC-Steuereinheit 14 untergebracht ist. Die
ACC-Steuereinheit 14 ist über einen Datenbus 16 (CAN) mit einer elektronischen Antriebs-
Steuereinheit 18, einer Getriebe-Steuereinheit 20, einer
Bremssystem-Steuereinheit 22 sowie mit der Steuereinheit 24 einer Mensch/Maschine-Schnittstelle
(MMI) verbunden.
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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 22 sowie, bei Fahrzeugen mit
Automatikgetriebe, an die Getriebe-Steuereinheit 20 regelt die ACC-Steuereinheit
14 die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10. Die Mensch/Maschine-Schnittstelle,
die durch die Steuereinheit 24 gesteuert wird, umfaßt verschiedene Bedienungs-
und Anzeigeelemente auf dem Armaturenbrett des Fahrzeugs 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.
Zu diesem Zweck kann die MMI auch einen Lautsprecherausgang für akustische
Signale oder synthetische Sprache aufweisen.
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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 Fahrzeugs 10 so geregelt, daß ein
angemessener Abstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug eingehalten wird.
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Der Aufbau und die Arbeitsweise eines solchen ACC-Systems werden
beispielsweise beschrieben in Winner: "Adaptive Cruise Control " in Automotive
Electronics Handbook, Ronald K. Jurgen (Hrsg.), 2. Auflage, Mac Graw-Hill (1999)
Kapitel 30.1.
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Wie im Stand der Technik bekannt ist, umfaßt die ACC-Steuereinheit 14
Selbsttest-Funktionen, die in einer Initialisierungsphase bei Fahrtantritt eine
Funktionsprüfung des Abstandssensors und des Auswertesystems mit Hilfe geeigneter
Testsignale ermöglichen. Ebenso umfaßt diese Steuereinheit Prüffunktionen, die
während der Fahrt eine fortlaufende oder periodische Blindheitsprüfung des
Abstandssensors 12 ermöglichen, beispielsweise durch Auswertung der
empfangenen Radarsignale, wie in DE 199 45 268 A1 beschrieben wird.
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Fig. 2 ist ein Flußdiagramm eines Verfahrens, das gleichfalls in der
Abstandssensor-Steuereinheit 14 implementiert ist und das bestimmt, wie bei aktiven
ACC-System während der Fahrt die Blindheitserkennung durchgeführt wird und
wie sich dies auf den Betriebszustand des ACC-Systems auswirkt.
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Nach dem Systemstart in Schritt S1, unmittelbar nach dem Einschalten der
Zündung des Fahrzeugs, wird zunächst in Schritt S2 eine Detektionsprüfung
durchgeführt, bei der nach bekannten Verfahren die Funktionsfähigkeit des
Abstandssensors 12 geprüft wird. Das positive oder negative Ergebnis dieser
Detektionsprüfung wird gespeichert. Bei negativem Ergebnis der
Detektionsprüfung kann wahlweise sofort über die Steuereinheit 24 und die
Mensch/Maschine-Schnittstelle ein Fehlersignal ausgegeben werden. Dies ist jedoch nicht
zwingend, da das Fahrzeug auch ohne funktionsfähiges ACC-System fahrtauglich ist.
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In Schritt S3 wird dann periodisch geprüft, ob durch einen Fahrerbefehl das
ACC-System aktiviert wurde. Wenn der Fahrer einen Aktivierungsbefehl
eingegeben hat, wird in Schritt S4 das gespeicherte Ergebnis der in Schritt S2
durchgeführten Detektionsprüfung abgefragt. Wenn bei der Detektionsprüfung ein
Fehler festgestellt wurde, erfolgt in Schritt S5 erneut die Ausgabe eines
Fehlersignals, das den Fahrer darüber informiert, daß das ACC-System nicht benutzbar
ist. Andernfalls erfolgt in Schritt S6 die Aktivierung des ACC-Systems.
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Bei aktivem ACC-System werden die Signale des Abstandssensors 12
ausgewertet, und es wird entschieden, ob sich unmittelbar vor dem Fahrzeug 10 auf der
von diesem Fahrzeug befahrenen Fahrspur ein anderes Fahrzeug befindet, das
dann als Zielobjekt ausgewählt wird. Wenn ein solches Zielobjekt vorhanden ist,
befindet sich das System im Modus "Folgefahrt", und es erfolgt eine
Abstandsregelung auf das vorausfahrende Fahrzeug. Wird kein relevantes Zielobjekt
festgestellt, so befindet sich das System im Modus "Freifahrt", und die
Geschwindigkeit des Fahrzeugs wird auf die vom Fahrer gewählte Wunschgeschwindigkeit
geregelt.
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In Schritt S7 wird überprüft, ob der Modus "Folgefahrt" vorliegt. Wenn dies nicht
der Fall ist, bleibt das System im Freifahrtmodus, und der Schritt S7 wird
zyklisch wiederholt.
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Nur wenn sich das System im Folgefahrtmodus befindet, wird in Schritt S8 eine
Blindheitsprüfung des Abstandssensors 12 durchgeführt, beispielsweise anhand
des Ausbleibens oder der Signalqualität des Radarechos vom ausgewählten
Zielobjekt und unter Berücksichtigung etwaiger Radarechos von anderen
Radarzielen. Wenn die Blindheitsprüfung ergibt, daß der Abstandssensor nicht erblindet
ist, erfolgt ein Rücksprung zu Schritt S7, und die Schritte S7 und S8 werden
zyklisch wiederholt, solange das System im Folgefahrt-Modus bleibt. Je nach
Verkehrssituation kann ein ein- oder mehrmaliger Wechsel zwischen dem
Folgefahrtmodus und dem Freifahrtmodus stattfinden. Die Blindheitsprüfung erfolgt
jeweils nur im Folgefahrtmodus.
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Wenn in Schritt S8 die Blindheit des Abstandssensors 12 erkannt wurde, wird
in Schritt S9 das ACC-System deaktiviert, und der Fahrer erhält über die
Steuereinheit 24 und die MMI eine Übernahmeaufforderung, die ihn darauf hinweist,
daß er selbst die Kontrolle übernehmen muß, da das ACC-System wegen
vermutlicher Blindheit des Abstandssensors abgeschaltet wurde. Danach erfolgt ein
Rücksprung zu Schritt S3. Wenn der Fahrer das Gefühl hat, daß die Blindheit
des Abstandssensors - etwa wegen geänderter Witterungsbedingungen -
behoben ist, kann er somit das ACC-System jederzeit wieder aktivieren.
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Da der Schritt S8 nur im Folgefahrtmodus durchlaufen wird, bleibt im
Freifahrtmodus die Geschwindigkeitsregelung in jedem Fall aktiv, so daß der Fahrer
nicht unnötig durch die Übernahmeaufforderung belästigt wird.
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Wenn nach erfolgter Systemabschaltung in Schritt S9 der Fahrer in Schritt S3
erneut das ACC-System aktiviert, wird im allgemeinen die
Geschwindigkeitsregelfunktion wieder benutzbar sein, selbst wenn die Blindheit des
Abstandssensors 12 noch fortdauert. Da bei Blindheit des Sensors kein relevantes Zielobjekt
erkannt und ausgewählt werden kann, wird die Abfrage des Folgefahrtmodus in
Schritt S7 ein negatives Ergebnis haben, so daß keine erneute
Blindheitsprüfung stattfindet. Natürlich muß der Fahrer in diesem Fall selbst auf
vorausfahrende Fahrzeuge achten.
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Die beschriebene Lösung hat den Vorteil, daß bei einer Freifahrt in
reflexionsarmer Umgebung, in der sonst eine Blindheit des Abstandssensors vorgetäuscht
würde, keine fälschliche Blindheitserkennung und somit keine unnötige
Abschaltung des ACC-Systems stattfindet. Dies ist besonders für Fahrzeugnutzer
von Vorteil, die häufig Überlandfahrten auf verkehrsarmen Straßen
durchführen, an denen kaum reflektierende Radarziele vorhanden sind.
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Zwar kann es in Ausnahmefällen vorkommen, daß in solchen Situationen eine
echte Erblindung des Radarsensors eintritt und dann das ACC-System nicht auf
das Auffahren auf ein vorausfahrendes langsameres Fahrzeug reagiert, doch
führt dies in der Praxis nicht zu einer Beeinträchtigung der Verkehrssicherheit,
da die letzte Verantwortung für die Fahrzeugführung ohnehin stets beim Fahrer
liegt und der Fahrer, schon allein um die Spur zu halten, ohnehin gezwungen
ist, die Fahrbahn vor seinem Fahrzeug im Auge zu behalten, so daß ihm
vorausfahrende Hindernisse nicht entgehen werden.
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Bei bekannten ACC-Systemen ist ohnehin auf dem Armaturenbrett des
Fahrzeugs ein Display vorgesehen, das den Fahrer, beispielsweise durch Aufleuchten
oder Farbänderung einer symbolischen Darstellung eines vorausfahrenden
Fahrzeugs, darüber informiert, daß ein relevantes Zielobjekt ausgewählt ist
(Folgefahrt). Außerdem informiert dieses Display den Fahrer auch über die gewählte
Länge der Zeitlücke, die den Abstand zu dem ausgewählten Zielobjekt bestimmt.
Wenn also der Fahrer vor sich ein vorausfahrendes Fahrzeug auftauchen sieht
und über das Display keine Meldung erhält, daß ein relevantes Zielobjekt
ausgewählt wurde, so kann er schon anhand dieses Umstands erkennen, daß eine
Erblindung des Abstandssensors vorliegt, lange bevor der Abstand zum
vorausfahrenden Fahrzeug auf kritische Werte abgenommen hat. Auf diese Weise ist das
Verhalten des Systems für den Fahrer jederzeit transparent.
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Die Komfortbeeinträchtigung, die sich daraus ergibt, daß in diesen seltenen
Fällen ein Hindernis nicht automatisch erkannt wird, ist für den Fahrer -
insbesondere in dünn besiedelten Gegenden mit trockenem Klima - eher zu
akzeptieren als häufige Systemabschaltungen wegen vermeintlicher Erblindung des
Sensors.
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Fig. 3 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel. Nach dem Systemstart
(Schritt S101) wird in Schritt S102 periodisch das Vorliegen eines
Aktivierungsbefehls des Fahrers überprüft. Im Anschluß an einen Aktivierungsbefehl wird in
Schritt S103 das ACC-System aktiviert. Danach erfolgt während des laufenden
Regelbetriebs, sowohl in Folgefahrt als auch in Freifahrt, eine periodische
Blindheitsprüfung (Schritt S104).
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Erst wenn eine (vermeintliche) Blindheit des Abstandssensors erkannt wurde,
wird in Schritt S105 unterschieden, ob sich das System im Folgefahrtmodus
oder im Freifahrtmodus befindet. Im Folgefahrtmodus erfolgt einer Verzweigung
zu Schritt S106, wo das ACC-System deaktiviert wird und eine
Übernahmeaufforderung an den Fahrer ergeht. Als Beispiel illustriert Fig. 3 eine Variante, bei
der im Anschluß an diese Übernahmeaufforderung das Programm beendet wird
(Schritt S107), so daß der Fahrer vor dem nächsten Systemstart keine
Möglichkeit hat, das ACC-System zu reaktivieren. Wahlweise kann jedoch auch hier
nach Schritt S106 ein Rücksprung zu Schritt S102 erfolgen, so daß eine erneute
Aktivierung des ACC-Systems ermöglicht wird.
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Wenn in Schritt S105 der Freifahrtmodus festgestellt wurde, kann unmittelbar
ein Rücksprung zu Schritt S104 erfolgen. Im Ergebnis würde dies bedeuten, daß
die Blindheitserkennung im Freifahrtmodus ignoriert wird. Im gezeigten Beispiel
sind in diesem Zweig jedoch einig Zwischenschritte eingefügt. In Schritt S108
erhält der Fahrer über das Display auf dem Armaturenbrett die Meldung "keine
Objekte detektierbar". Es erfolgt jedoch keine Deaktivierung des Systems, so daß
die Geschwindigkeitsregelfunktion (Regelung auf die Wunschgeschwindigkeit)
weiterhin verfügbar bleibt. Die Meldung hat lediglich den Zweck, den Fahrer
vorbeugend darauf hinzuweisen, daß der Abstandssensor möglicherweise erblindet
ist, so daß keine vorausfahrenden Fahrzeuge detektiert werden können.
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In Schritt S109 wird dann durch die ACC-Steuereinheit 14 periodisch geprüft,
ob der Abstandssensor wieder ein Objekt detektiert hat. Wenn dies der Fall ist,
so bedeutet dies, daß in Wahrheit keine Blindheit des Sensors vorgelegen hat,
sondern die vermeintliche Blindheitserkennung nur auf einen Mangel an
reflektierenden Objekten zurückzuführen ist. In diesem Fall wird in Schritt S110 die
Meldung (Schritt S108) wieder gelöscht, und es erfolgt ein Rücksprung zu
Schritt S104, so daß die Regelung normal fortgesetzt wird.
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Fig. 4 zeigt eine Abwandlung des Verfahrens gemäß Fig. 3. Die Schritte S202
bis S206 entsprechen den Schritten S101 bis S106 in Fig. 3. Nach der
Blindheitserkennung in Schritt S204 und der Erkennung des Zustands "Freifahrt" in
Schritt S205 erhält der Fahrer hier in Schritt S208 die Meldung "keine Objekte
detektierbar, Abstandsregelung ausgeschaltet". Dies weist den Fahrer darauf
hin, daß nur die Regelung auf die Wunschgeschwindigkeit aktiv bleibt, aber die
Abstandsregelung für die Folgefahrt auch bei erneuter Erkennung von Objekten
nicht automatisch wieder aufgenommen wird. Statt dessen wird in Schritt S209
erneut überprüft, ob der Fahrer einen Befehl zur (vollständigen) Reaktivierung
des ACC-Systems eingegeben hat. Erst im Anschluß an einen solchen
Fahrerbefehl wird in Schritt S210 die Meldung (Schritt S208) wieder gelöscht und es
erfolgt ein Rücksprung zu Schritt S203, wo der Aktivierungsbefehl ausgeführt
wird. Wenn inzwischen wieder Radarziele detektiert werden, bleibt das System
im aktiven Modus. Andernfalls wird erneut der Schritt S205 durchlaufen und es
erfolgt entweder ein Wechsel in den inaktiven Modus (Schritt S206) oder ein
Wechsel in den teilaktiven Modus (Schritt S208), in dem zwar die
Geschwindigkeitsregelung aktiv bleibt, aber die Abstandsregelung deaktiviert ist. Auch im
inaktiven Modus kann der Fahrer über einen Aktivierungsbefehl (überprüft in
Schritt S202) das ACC-System wieder aktivieren.
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Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform, bei der für die Wahl zwischen dem aktiven
und dem inaktiven Modus des ACC-Systems nicht zwischen Freifahrt und
Folgefahrt unterschieden, sondern vielmehr auf das Verhalten des Fahrers abgestellt
wird.
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Nach dem Systemstart in Schritt S301 findet in Schritt S302 eine Initialisierung
statt, bei der eine Wartezeit T auf den Wert T0 eingestellt und ein Flag F auf den
Wert 0 gesetzt wird. In Schritt S303 wird der Aktivierungsbefehl überprüft, und
in Schritt S304 wird gegebenenfalls das ACC-System aktiviert.
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Bei laufendem Regelbetrieb erfolgt in Schritt S305 die Blindheitsprüfung, und
wenn keine Blindheit des Sensors festgestellt wurde, werden in Schritt S306 die
Wartezeit T und das Flag F (für den Fall, daß sie sich inzwischen geändert
haben sollten) wieder auf die Anfangswerte T0 bzw. 0 zurückgesetzt, bevor die
Blindheitsprüfung in Schritt S305 wiederholt wird.
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Wenn in Schritt S305 die Blindheit des Abstandssensors 12 erkannt wurde, so
wird in Schritt S307 überprüft, ob das Flag F den Wert 1 hat. Da dieses Flag auf
0 initialisiert wurde, wird das Ergebnis dieser Abfrage im ersten Zyklus negativ
sein. Dann wird in Schritt S308 eine Meldung an den Fahrer ausgegeben, die
den Fahrer darauf hinweist, daß das ACC-System wegen vermutlicher Blindheit
des Abstandssensors deaktiviert werden wird. Im Anschluß daran wird in
Schritt S309 das Flag F auf den Wert 1 gesetzt. Danach wird in Schritt S310
eine bestimmte Verzögerungszeit abgewartet und überprüft, ob der Fahrer
innerhalb dieser Verzögerungszeit erneut den Aktivierungsbefehl eingegeben hat.
Wenn dies nicht der Fall ist, wird das ACC-System in Schritt S311 deaktiviert,
und es erfolgt ein Rücksprung zu Schritt S302, so daß der Fahrer das System
nach erneuter Initialisierung wieder aktivieren kann (in Schritt S303).
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Wenn der Fahrer dagegen in Schritt S310 innerhalb der Verzögerungszeit den
Aktivierungsbefehl eingibt, so gibt er damit zu erkennen, daß er die
Blindheitserkennung für unecht hält und den aktiven Zustand des ACC-Systems aufrecht
erhalten möchte. Daraufhin erfolgt ein Rücksprung zu Schritt S305, und die
Blindheitsprüfung wird wiederholt.
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Wenn sich inzwischen an den Umgebungsbedingungen nichts geändert hat,
wird erneut die Blindheit des Sensors erkannt werden. Die Überprüfung in
Schritt S307 hat nun jedoch ein positives Resultat, da das Flag F in Schritt
S309 auf 1 gesetzt worden ist. Daraufhin wird in Schritt S312 ein Zeitgeber
gestartet (sofern er nicht bereits läuft). In Schritt S113 wird überprüft, ob seit
Start des Zeitgebers die Wartezeit T abgelaufen ist, die aufgrund der
Initialisierung zunächst den Wert T0 hat. In einer Warteschleife der Länge T werden die
Schritte S304 und S307 wiederholt. Falls wieder ein Objekt detektiert wird, so
wird die Warteschleife über Schritt 306 verlassen. Andernfalls wird nach Ablauf
der Wartezeit in Schritt S314 die Wartezeit T um ein bestimmtes Inkrement ΔT
erhöht, allerdings nur bis zu einem Maximalwert Tmax. Der Zeitgeber wird
zurückgesetzt. Danach werden erneut die Schritte S308, S309 und S310
durchlaufen. Der Schritt S309 bleibt allerdings wirkungslos, da das Flag F bereits den
Wert 1 hatte.
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Die erneute Blindheitserkennung in Schritt S305 führt somit in diesem Zyklus
nicht zur sofortigen Ausgabe der Meldung in Schritt S308, sondern vielmehr
wird diese Meldung erst nach Ablauf der Wartezeit T ausgegeben. Somit bleibt
das System für die Dauer der Wartezeit T noch im aktiven Zustand und erst
danach wird, sofern die Erblindung des Sensors anhält, der Fahrer in den
Schritten S308 bis S310 erneut vor die Wahl gestellt, ob er die Abschaltung des
Systems wegen vermutlicher Blindheit zulassen oder das System weiterhin aktiv
halten will. Entscheidet sich der Fahrer für die letztere Alternative, erfolgt erneut
ein Rücksprung zu Schritt S305, und die Warteschleife in Schritt wird nochmals
durchlaufen, nun aber mit der längeren Wartezeit T + ΔT.
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Dieser Zyklus kann mehrfach durchlaufen werden, wobei die Wartezeit T,
während der das System aktiv bleibt, jedesmal um das Inkrement ΔT größer wird,
bis der Maximalwert Tmax erreicht ist. Auf diese Weise kann der Fahrer mit
relativ seltenen Eingriffen (erneute Eingabe des Aktivierungsbefehls in Schritt
S310) das System im aktiven Zustand halten.
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Wenn zu irgendeinem Zeitpunkt in Schritt S305 festgestellt wird, daß keine
Blindheit des Abstandssensors mehr vorliegt, so wird durch das Zurücksetzen
der Wartezeit T und des Flags F in Schritt S306 die "Erinnerung" an das
vorherige Geschehen gelöscht, und das System verhält sich wieder so wie im
Anfangszustand. Eine erneute Blindheitserkennung hätte dann als wieder eine sofortige
Ausgabe der Meldung in Schritt S308 zur Folge. Wahlweise kann der Schritt
S306 jedoch auch fortgelassen werden, so daß die Wartezeiten bis zum Ende der
Fahrt weiter zunehmen bzw. auf dem Maximalwert bleiben. In diesem Fall wird
der Fahrer seltener durch die Meldungen in Schritt S308 belästigt, falls
sporadisch Radarziele detektiert werden.
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Die in Fig. 5 gezeigte Ausführungsform erfordert zwar einen gelegentlichen
Eingriff des Fahrers in Form einer Eingabe des Aktivierungsbefehls in Schritt
S310, doch braucht dieser Befehl aufgrund der "Lernfähigkeit" des Systems nur
in relativ großen Zeitabständen eingegeben zu werden, wobei diese Zeitabstände
im gezeigten Beispiel immer länger werden. Der Vorteil dieser Lösung besteht
darin, daß die Blindheitserkennung auch bei längerer Freifahrt in
reflexionsarmer Umgebung nicht völlig ignoriert wird. Die in Schritt S310 eingebaute
Verzögerungszeit hat den Vorteil, daß der Fahrer auch bei der ersten
Blindheitserkennung nicht durch ein sofortiges Aussetzen der Geschwindigkeitsregelung und
die damit einhergehende unplausible Verzögerung des Fahrzeugs irritiert wird,
sondern dieser Fahrzeugverzögerung vorbeugen kann, indem er rechtzeitig den
Reaktivierungsbefehl eingibt.
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Während im gezeigten Beispiel die Wartezeit T linear entsprechend dem
konstanten Inkrement ΔT ansteigt, sind auch Ausführungsformen denkbar, bei
denen die Wartezeit progressiv oder gemäß irgendeiner anderen Kurve zunimmt.
Wahlweise kann die Länge der Wartezeit auch davon abhängig gemacht werden,
wie häufig in der Vergangenheit Radarziele detektiert wurden. Eine geringe
Detektionshäufigkeit spricht für eine reflexionsarme Umgebung, so daß sie
Wartezeit verlängert werden sollte.
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Die Ausführungsform nach Fig. 5 kann auch dergestalt mit den zuvor
beschriebenen Ausführungsformen kombiniert werden, daß in Folgefahrt eine
sofortige Deaktivierung des ACC-Systems stattfindet, während in Freifahrt die
Prozedur gemäß den Schritten S307 bis S314 durchlaufen wird.
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Selbstverständlich kann auch bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 3
bis 5 im Anschluß an den Systemstart eine Detektionsprüfung entsprechend
Schritt S2 in Fig. 2 stattfinden. Ebenso versteht es sich, daß der Fahrer
jederzeit die Möglichkeit hat, das ACC-System durch einen Abschaltbefehl zu
deaktivieren. Dies ist jedoch in den Flußdiagrammen aus Gründen der
Übersichtlichkeit nicht dargestellt worden. Azimut Reflexion