DE19744720A1

DE19744720A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Regelung einer Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE19744720A1
Application number: DE19744720A
Authority: DE
Inventors: Achim Pruksch; Alain Gaillard
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1997-10-10
Filing date: 1997-10-10
Publication date: 1999-04-15
Also published as: JPH11222113A; US5955941A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rege lung einer Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs auf eine einstellbare Sollgeschwindigkeit gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Sie betrifft darüber hinaus eine Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Stand der Technik

Ein System zur Regelung der Fahrgeschwindigkeit eines Kraft fahrzeugs ist beispielsweise aus der US 5,014,200 bekannt. Dieses System hält eine von einem Bediener einstellbare Geschwindigkeit, solange keine vorausfahrenden Fahrzeuge vorhanden sind und paßt die Geschwindigkeit des Fahrzeugs an, wenn ein vorausfahrendes Fahrzeug detektiert wird, um einen ebenfalls von dem Bediener einstellbaren Folgeabstand beizubehalten. In Abhängigkeit der Reaktionszeit des Fahrers wird eine Alarmentfernung berechnet. Um dem Fahrer eine Ein stellung der Folgeentfernung zu ermöglichen, kann der Term für die Fahrerreaktionszeit durch den Fahrzeugbediener ein gestellt werden. Entsprechend der Beschreibungseinleitung dieser Schrift soll dies im Hinblick auf die persönlichen Fahrgewohnheiten des Fahrers und im Hinblick auf bestimmte Wetter-, Straßen- und Verkehrssituationen geschehen. Nach teilig an diesem bekannten System ist, daß das Regelverhal ten des Systems verschiedenen Situationen durch den Fahrer angepaßt manuell werden muß. Vergißt der Fahrer eine Ein stellung oder ändert sich eine Umgebungssituation sehr schnell, ist eine gefährliche Situation, beispielsweise durch ein in der entsprechenden Situation ungewolltes Beschleunigen des geregelten Fahrzeugs, nicht auszu schließen.

In der DE 195 30 289 A1 ist ein Sensor zur Sichtweiten- und Regenbelagsermittlung beschrieben, der entsprechend der dort formulierten Aufgabe geeignet ist, einer zu schnellen Fahr weise bei ungünstigen Sichtbedingungen sowie einer Nutzung von automatischen abstandsregelnden Geschwindigkeitsreglern zu einem "Blindflug" zu begegnen. Aufgabe des Sichtweiten sensors ist es, eine Information über die tatsächliche Sichtweite zu liefern, die auch dem ACC (Adaptive Cruise Control)-System zugeführt werden kann. Der hier beschriebene Sensor ist jedoch ausschließlich in der Lage, eine Sicht weite in Abhängigkeit von Sichtbehinderungen durch Nebel oder Regen zu bestimmen. Eine Erkennung, daß der Fahrer des Kraftfahrzeugs durch Gegenlicht geblendet ist, ist mit dem hier beschriebenen Sensor nicht zuverlässig möglich.

Aus der DE 40 35 451 A1 ist ein Verfahren zum Schutz der Fahrzeugführer vor Blendung durch fremde Scheinwerfer mittels Leuchtdichteänderung in der Fahrerkabine durch eine Anordnung optoelektronischer Bauelemente vorgeschlagen. Es findet sich jedoch auch in dieser Schrift kein Hinweis, eine erkannte Blendung des Fahrers einem Fahrgeschwindigkeits regler eines Kraftfahrzeugs als Information zuzuführen.

Aufgabe, Lösung und Vorteile der Erfindung

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung einer Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs anzugeben, bei dem zur Vermeidung einer gefährlichen Situation eine Blendung des Fahrers durch Gegenlicht berücksichtigt ist. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den kennzeichnenden Merk malen des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung mit den kenn zeichnenden Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den unter geordneten Ansprüchen.

Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, daß der Regel algorithmus zur Regelung der Fahrgeschwindigkeit intelligen ter ist und damit situationsangepaßter reagiert. Insbeson dere wird eine gefährliche Situation, die sich ergeben kann, wenn der Fahrer des Fahrzeugs durch Gegenlicht geblendet ist und das Fahrzeug gleichzeitig mit hoher Geschwindigkeit fährt oder sogar beschleunigt wird, vermieden.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrich tung zur Regelung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs,

Fig. 2 eine Skizze eines Sensors zur Erkennung einer Blendung des Fahrers durch Gegenlicht,

Fig. 3 ein Meßsignal des Sensors gemäß Fig. 2 und

Fig. 4 ein Flußdiagramm zur Erläuterung des erfindungs gemäßen Verfahrens.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Regelung der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs. Mit 10 ist eine Steuereinheit bezeichnet, der Meßsignale von anderen Steuereinheiten oder Sensoren zugeführt werden und die aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens Aktuatoren ansteuert, die eine Beschleunigung oder Verzögerung des Fahrzeugs bewirken. Mit 11 ist ein Sensor oder eine Steuereinheit bezeichnet, mit dem eine Ent fernung zu vorausfahrenden Fahrzeugen oder anderen Objekten bestimmbar ist. Ein solcher Sensor kann beispielsweise ein Radar- oder ein Lichtwellenentfernungsmesser sein. In der Regel wird mit einem solchen Sensor außerdem eine Relativ geschwindigkeit zwischen einem detektierten vorausfahrenden Fahrzeug bzw. einem detektierten Objekt und dem geregelten Fahrzeug bestimmt. Mit 12 sind Sensoren bezeichnet, aus deren Meßdaten ein Kursverlauf des geregelten Fahrzeugs bestimmbar ist. Solche Sensoren erfassen beispielsweise einen Lenkwinkel, eine Gierrate oder eine Querbeschleunigung des geregelten Fahrzeugs. Verfahren zur Bestimmung eines Kursverlaufs des geregelten Fahrzeugs anhand solcher Meß daten sind im Stand der Technik, insbesondere im Gebiet der Fahrdynamikregelung eines Kraftfahrzeugs, bekannt. Alter nativ oder ergänzend kann der Sensor 12 auch eine Bildauf nahmeeinheit umfassen, anhand der eine Fahrspurerkennung durchführbar und daraus abgeleitet auch ein Kursverlauf bestimmbar ist. Mit 13 ist ein optional vorhandenes Bedienerinterface bezeichnet, welches beispielsweise den in der US 5,014,200 erwähnten Schalter zur Einstellung der Fahrerreaktionszeit beinhaltet. Mit 14 ist ein Sensor oder ein Steuergerät bezeichnet, mit dem die Eigengeschwindigkeit des geregelten Fahrzeugs bestimmbar ist.

Die Ausgangssignale der zuvor genannten Steuergeräte oder Sensoren werden der Steuereinheit 10 in bekannter Weise zugeführt und von dieser in ebenfalls bekannter Weise ver arbeitet. Mit 15 ist ein Motorsteuergerät, mit 16 ein Getriebesteuergerät und mit 17 ein Bremsensteuergerät be zeichnet, welche allesamt von der Steuereinheit 10 ange steuert werden. Durch Eingriffe auf die genannten Komponen ten des Fahrzeugs kann die Geschwindigkeit des geregelten Fahrzeugs beschleunigt oder verzögert werden. Mit 18 ist eine Warn- oder Informationssignalausgabe bezeichnet, über die einem Fahrer des geregelten Fahrzeugs beispielsweise optisch oder akustisch mitgeteilt wird, daß der vorhandene Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug geringer ist als ein voreingestellter Sicherheitsabstand. Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung nun weiterhin ein Blendungserkennungs mittel 19 auf, mit dem eine Blendung des Fahrers des geregelten Fahrzeugs erkennbar ist. Das Ausgangssignal des Blendungserkennungsmittels 19 ist ebenfalls der Steuerein heit 10 zugeführt. Wenn vorhanden, kann das Blendungserken nungsmittel 19 auch mit der oben erwähnten Bildaufnahme einheit kombiniert sein, so daß diese die nachfolgend beschriebene Blendungserkennung ebenfalls ausführt.

Fig. 2 zeigt einen möglichen Aufbau des Blendungserken nungsmittels 19. Es beinhaltet eine Signalerfassung 21, eine Signalauswertung 24 sowie eine Schnittstelle 25, über die in Verbindung mit einer Leitung 26 Daten oder Signale an die Steuereinheit 10 übertragbar sind. Die Signalerfassung 20 umfaßt eine vorzugsweise eindimensional ausgedehnte Anord nung 21 lichtempfindlicher Elemente sowie eine fokussierende Optik 22. Als lichtempfindliche Elemente können hier bei spielsweise Photodioden oder Phototransistoren Anwendung finden. Je nach benötigter Genauigkeit der Blendungserken nung und bei entsprechender Fokussierung kann alternativ zu der hier dargestellten Ausführung anstelle der eindimensio nal ausgedehnten Anordnung 21 lichtempfindlicher Elemente auch eine zweidimensional ausgedehnte Anordnung oder im umgekehrten Fall nur ein einzelnes lichtempfindliches Element vorhanden sein. Die fokussierende Optik 22 ist derartig ausgebildet, daß wenigstens ein Lichteinfall 23 aus einem für den Fahrer des geregelten Fahrzeugs als relevant erachteten Raum- oder Winkelbereich auf die Anordnung 21 fokussiert wird.

Fig. 3 zeigt einen beispielhaft angenommenen Signalverlauf 30 wie er von einer eindimensional ausgedehnten Anordnung 21 aufgenommen werden könnte. Entlang der Abszisse ist eine Pixelnummer x aufgetragen, die der tatsächlichen Reihenfolge der lichtempfindlichen Elemente innerhalb der Anordnung 21 entspricht. Entlang der Ordinate ist eine Signalamplitude A aufgetragen, die einer aufgenommenen Lichtintensität entspricht. Mit 33 ist ein Intervall von Pixelnummern x bezeichnet, auf das über die Optik 22 alle Lichtstrahlen aus einem für den Fahrer des geregelten Fahrzeugs als relevant erachteten Raum- oder Winkelbereich fokussiert werden. Mit 31 sind Bereiche des Signalverlaufs 30 bezeichnet, in denen sich eine geringere Signalamplitude A einstellt, die hier die Umgebungshelligkeit außerhalb des für den Fahrer als relevant erachteten Winkelbereichs widerspiegelt. Mit 32 ist ein absoluter Maximalwert A_max und mit 34 ein relativer Maximalwert ΔA bezeichnet. Der relative Maximalwert ΔA ist dabei auf die Umgebungshelligkeit 31 bezogen. Er ist ein Maß für eine Blendung des Fahrers, die dann auftritt, wenn beispielsweise die Scheinwerfer eines bei Nacht entgegen kommenden Fahrzeugs den Fahrer blenden. In diesem Fall ist nämlich der Kontrast zwischen der Umgebungshelligkeit, welche bei Nacht bekanntlich gering ist, und der Licht intensität im Blickfeld des Fahrers, d. h. im Winkelbereich 33, sehr groß. Der absolute Maximalwert A_max ist ein Maß für eine Blendung des Fahrers durch eine insgesamt sehr große Lichtintensität. Hierbei spielt ein Kontrast zur Umgebungshelligkeit keine Rolle mehr. Diese Situation tritt beispielsweise auf, wenn der Fahrer gegen eine tiefstehende Sonne fährt.

Fig. 4 zeigt ein Flußdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens. Gemäß Schritt 41 wird mit dem Sensor 11 und mit Hilfe bekannter Verfahren eine Entfer nung R zu vorausfahrenden Fahrzeugen oder anderen Objekten bestimmt. Im Schritt 42 wird in Abhängigkeit wenigstens der bestimmten Entfernung R eine Sollfahrgeschwindigkeit v_soll des geregelten Fahrzeugs bestimmt. Entsprechend den im Stand der Technik zu Fahrgeschwindigkeitsregelungen bekannten Ver fahren können hier selbstverständlich noch weitere Meßgrößen und Parameter eingehen. In Schritt 43 erfolgt eine Abfrage, ob die aktuelle Fahrgeschwindigkeit v kleiner ist als die Sollfahrgeschwindigkeit v_soll und ob die aktuelle Entfernung R größer ist als eine festgelegte Minimalentfernung R_min. Sind beide Bedingungen erfüllt, würde dies bei bisher bekannten Verfahren und Vorrichtungen zur Fahrgeschwindig keitsregelung dazu führen, daß das geregelte Fahrzeug beschleunigt wird. Ist eine der beiden Bedingungen nicht erfüllt, wird die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit beibehal ten. In diesem Fall verzweigt das Verfahren zurück zu Schritt 41.

Erfindungsgemäß erfolgt für den Fall, daß beide Bedingungen in Schritt 43 erfüllt sind, in Schritt 44 eine erneute Abfrage, ob die Signalamplitude A₃₃, die in dem als für den Fahrer des geregelten Fahrzeugs als relevant erachteten Raum- oder Winkelbereich 33 gemessen wurde, wenigstens stellenweise größer ist, als der absolute Maximalwert A_max oder als der relative Maximalwert ΔA. Ist eine der beiden genannten Bedingungen erfüllt, wird daraus geschlossen, daß der Fahrer des geregelten Fahrzeugs in der momentanen Situa tion durch Gegenlicht geblendet ist. Dementsprechend erfolgt gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung keine Be schleunigung des geregelten Fahrzeugs und das Verfahren ver zweigt dementsprechend wieder zu Schritt 41. Ist keine der beiden Bedingungen in der Abfrage 44 erfüllt, wird das Fahr zeug in Schritt 45 in bekannter Weise beschleunigt. Daran anschließend beginnt das Verfahren erneut bei Schritt 41.

Alternativ oder ergänzend zu der ersten dargestellten Aus führungsform der Erfindung kann im Schritt 46 vorgesehen sein, daß die aktuelle Geschwindigkeit des geregelten Fahr zeugs reduziert wird. Eine weitere Alternative der Erfindung besteht darin, daß das geregelte Fahrzeug im Schritt 46 trotzdem beschleunigt wird, wobei die Beschleunigung in diesem Fall langsamer, d. h. mit einem geringeren Beschleuni gungssollwert a_soll durchgeführt wird als im Schritt 45.

Parallel zu den Maßnahmen, die bei einer erkannten Blendung durchgeführt werden, wird der Fahrer des geregelten Fahr zeugs vorteilhafterweise über das geänderte Regelverhalten des Fahrzeugs informiert. Dies kann beispielsweise mit Hilfe der Warn- oder Informationssignalausgabe 18 erfolgen.

Als weitere alternative Ausgestaltung der Erfindung kann wie bereits zuvor erwähnt anstelle des beschriebenen, speziellen Blendungserkennungsmittels gemäß Fig. 2 auch eine Bildauf nahmeeinheit, beispielsweise eine CCD- oder Videokamera ver wendet werden. Eine solche Bildaufnahmeeinheit wird teil weise auch als Entfernungsbestimmungsmittel verwendet. Hier ist eine kombinierte Verwendung als Entfernungsbestimmungs mittel und als Blendungserkennungsmittel vorteilhaft. Eine Auswertung von Umgebungshelligkeit, Kontrast und Lichtinten sität kann dabei auf dieselbe Weise erfolgen wie anhand Fig. 3 dargestellt.

Claims

1. Verfahren zur Regelung einer Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs auf eine einstellbare Sollfahrgeschwin digkeit,

- wobei eine aktuelle Fahrgeschwindigkeit des geregelten Fahrzeugs bestimmt wird (42),
- wobei mit einem Entfernungssensor (11) wenigstens eine Entfernung zu einem vorausfahrenden Fahrzeug oder einem anderen Hindernis bestimmt wird (41) und
- wobei das geregelte Fahrzeug in Abhängigkeit wenig stens der bestimmten Entfernung und der bestimmten aktuellen Fahrgeschwindigkeit beschleunigt oder ver zögert wird (45),

dadurch gekennzeichnet, daß eine positive Beschleunigung des geregelten Fahrzeugs unterbleibt (47) oder ver ringert wird oder daß die aktuelle Fahrgeschwindigkeit des geregelten Fahrzeugs verringert wird (46), wenn anhand eines Blendungssensors (19) bestimmt wird, daß ein Fahrer des geregelten Fahrzeugs durch Gegenlicht geblendet ist (44).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die positive Beschleunigung des geregelten Fahrzeugs unterbleibt oder verringert wird oder daß die aktuelle Fahrgeschwindigkeit des geregelten Fahrzeugs verringert wird, wenn anhand des Blendungssensors (19) erkannt wird, daß eine Lichtintensität (A) in einem für den Fahrer als relevant erachteten Raum- oder Winkelbereich (33) einen eingestellten Maximalwert (A_max, ΔA) über schreitet (47).

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eingestellte Maximalwert ein absoluter Maximalwert (A_max) ist.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eingestellte Maximalwert ein relativer Maximalwert (ΔA) ist, der auf eine Umgebungshelligkeit (31) bezogen ist.

5. Vorrichtung zur Regelung einer Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs,

- mit einem Entfernungssensor (11) zur Bestimmung wenig stens einer Entfernung zwischen dem geregelten Fahr zeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug oder einem anderen Hindernis,
- mit Geschwindigkeitsbestimmungsmitteln (14) zur Bestimmung einer aktuellen Fahrgeschwindigkeit des geregelten Fahrzeugs,
- mit einer Steuereinheit (10) zur Bestimmung wenigstens einer Regelgröße in Abhängigkeit der bestimmten Ent fernung und der bestimmten aktuellen Fahrgeschwindig keit und
- mit Aktuatoren zur Ansteuerung wenigstens einer der Funktionseinheiten Motorsteuerung (15), Getriebe steuerung (16) oder Bremsensteuerung (17) in Abhängig keit der bestimmten Regelgröße,

dadurch gekennzeichnet, daß Blendungserkennungsmittel (19) vorgesehen sind zur Erkennung einer Blendung des Fahrers des geregelten Kraftfahrzeugs und daß Mittel vorgesehen sind zur Verhinderung oder Verminderung einer Beschleunigung oder zur Verminderung der aktuellen Fahr geschwindigkeit des geregelten Fahrzeugs in Abhängigkeit der erkannten Blendung.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Blendungserkennungsmittel (19) eine wenigstens ein dimensional ausgedehnte Anordnung (21) lichtempfindli cher Elemente umfassen, anhand der ein aufgenommener Lichteinfall (23) einem für den Fahrer als relevant erachteten Raum- oder Winkelbereich (33) zuordnenbar ist.