DE19856823A1 - Fahrzeugsteuersystem mit Hindernisdetektor - Google Patents

Fahrzeugsteuersystem mit Hindernisdetektor

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Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugsteuer/Regelsystem mit einer Kombina­ tion von Hindernisdetektoren, insbesondere ein Fahrzeug­ steuer/Regelsystem, welches zwei Arten von Sensoren zum Erfassen eines Hindernisses aufweist, das sich vor dem Fahrzeug auf dessen Fahr­ weg befindet, und in Antwort auf das erfaßte Ergebnis einen Alarm oder eine Bremse des Fahrzeugs betätigt.
Es wurden verschiedene Hindernisvermeidungstechniken vorgeschlagen. Beispielsweise lehrt die japanische Patentoffenlegungsschrift Hei 6(1994)-298022 die Erfassung des Abstands zu einem Hindernis (z. B. eines anderen auf der Straße vorausfahrenden Fahrzeugs), und, falls er­ forderlich, die automatische Betätigung eines Alarms oder einer Bremse, um den Kontakt mit dem Hindernis zu vermeiden.
Als Sensor für diesen Zweck wird häufig ein Laserradar (auch bekannt als "Lidar") oder ein Millimeterwellen-Radar verwendet. Die japanische Pa­ tentoffenlegungsschrift Nr. Hei 4(1992)-248489 offenbart die Verwen­ dung des Laserradars. Die japanischen Patentanmeldungen Hei 7(1995)-63842 und Hei 8(1996)-94749 offenbaren die Verwendung des Millime­ terwellen-Radars.
Allgemein ist das Laserradar dem Millimeterwellen-Radar in der Positions­ erfassungsgenauigkeit überlegen, wohingegen das Millimeterwellen-Radar unempfindlicher gegen Störungen durch Wetter (wie etwa Regen, Nebel) oder Umgebungseinflüsse als das Laserradar. Möglich wäre es daher, die zwei Arten von Sensoren (mit unterschiedlicher Positionserfassungsge­ nauigkeit) derart zu kombinieren, daß die Sensoren situationsabhängig ihre Rollen teilen.
Das Laserradar ist in der Positionserfassungsgenauigkeit dem Millimeter­ wellen-Radar überlegen, hat jedoch die Neigung, durch Umwelteinflüsse wie etwa Schlechtwetter außer Betrieb zu gehen. Wenn diese Sensoren kombiniert werden und das Laserradar außer Betrieb geht, und wenn die automatische Bremsung auf der Basis der Ausgabe des Millimeterwellen- Radar betätigt wird, könnte die automatische Bremsung nicht immer ge­ eignet erfolgen, wodurch der Fahrzeugfahrer ein unangenehmes Gefühl bekommt. Das gleiche gilt, wenn der Alarm auf der Basis nur des Milli­ meterwellen-Radar betätigt wird, wenn das Laserradar außer Betrieb ist.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die vorstehenden Probleme zu über­ winden durch ein Fahrzeugsteuer/Regelsystem, das eine Kombination von Hindernisdetektoren mit zumindest zwei Sensoren unterschiedlicher Posi­ tionserfassungsgenauigkeit aufweist und das, wenn einer der Detektoren außer Betrieb ist, den Alarm oder die Bremse in geeigneter Weise auf der Basis der Ausgabe des anderen Detektors betätigt, um hierdurch den Fahrzeugfahrer vor einem unangenehmen Gefühl zu bewahren.
Zur Lösung der Aufgabe zeigt die Erfindung ein System zum Steu­ ern/Regeln eines Fahrzeugs mit einer Räder des Fahrzeugs bremsenden Bremse, umfassend: ein erstes Hinderniserfassungsmittel zum Erfassen eines Hindernisses, das sich auf dem Fahrweg des Fahrzeugs vor diesem befindet; ein Bremssteuermittel zur Betätigung der Bremse auf der Basis einer Ausgabe des ersten Hinderniserfassungsmittels, wenn ein Abstand von dem Fahrzeug zu dem Hindernis kürzer als ein erster vorbestimmter Wert ist; ein zweites Hinderniserfassungsmittel, dessen Positionserfas­ sungsgenauigkeit sich von der des ersten Hinderniserfassungsmittels un­ terscheidet, zum Erfassen des Hindernisses, das sich auf dem Fahrweg des Fahrzeugs vor diesem befindet; und ein Außerbetriebs-Bestimmungs­ mittel zum Bestimmen, ob das erste Hinderniserfassungsmittel außer Be­ trieb ist; und wobei das Bremssteuermittel die Bremse auf der Basis einer Ausgabe des zweiten Hinderniserfassungsmittels betätigt, wenn der Ab­ stand kleiner als ein zweiter vorbestimmter Wert ist, der kleiner ist als der erste vorbestimmte Wert, wenn das Außerbetrieb-Bestimmungsmittel feststellt, daß das erste Hinderniserfassungsmittel außer Betrieb ist.
Mit dieser Anordnung wird der Bremsabstand verkürzt, d. h. der Brems­ schwellenwert wird angehoben, um hierdurch eine ungeeignete Betäti­ gung der Bremse zu verhindern, ohne daß der Fahrer ein unangenehmes Gefühl bekommt, wenn das erste Hinderniserfassungsmittel, d. h. das Laserradar, außer Betrieb geht.
Das System kann ferner ein Alarmsteuermittel aufweisen, um einen Alarm auf der Basis einer Ausgabe des ersten Hinderniserfassungsmittels auszugeben, wenn der Abstand kleiner als ein dritter vorbestimmter Wert ist; und wobei das Alarmsteuermittel den Alarm auf der Basis einer Aus­ gabe des zweiten Hinderniserfassungsmittels betätigt, wenn der Abstand kleiner als ein vierter vorbestimmter Wert, der größer als der dritte vor­ bestimmte Wert ist, wenn das Außerbetriebs-Bestimmungsmittel fest­ stellt, daß das erste Hinderniserfassungsmittel außer Betrieb ist.
Mit dieser Anordnung wird zusätzlich zu den oben erwähnten Vorteilen der Abstand, bei dem der Alarm ausgelöst wird, vergrößert, oder anders gesagt, der Schwellenwert zur Alarmauslösung wird gesenkt. Der Fahrer wird demzufolge gewarnt, das Fahrzeug aus Sicherheitsgründen mit aus­ reichendem Abstand zum Hindernis zu fahren, wenn das erste Hindernis­ erfassungsmittel außer Betrieb geht. Ferner kann der Fahrzeugfahrer den Fehler des ersten Hinderniserfassungsmittels feststellen, indem er die Vorverlagerung der Alarmauslösung bemerkt.
Bevorzugt wenden in dem System die zweiten und vierten vorbestimmte Werte auf der Basis einer Differenz der Positionserfassungsgenau­ igkeit zwischen dem ersten und dem zweiten Hinderniserfassungsmittel bestimmt. Hierdurch lassen sich die Schwellenwerte in besser geeigneter Weise ändern.
Die Erfindung wird nun in Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Gesamtansicht der Konfiguration eines erfindungsgemäßen Fahrzeugsteuer/Regelsystems;
Fig. 2 eine Perspektivansicht eines das System aufweisenden Fahr­ zeugs mit Darstellung von Strahlen, die von einem Laserra­ dar und einem Millimeterwellen-Radar gemäß Fig. 1 emit­ tiert werden;
Fig. 3 schematisch die gesendeten und empfangenen modulierten Wellen des in Fig. 1 gezeigten Millimeterwellen-Radar;
Fig. 4 ein Flußdiagramm des Systembetriebs von Fig. 1;
Fig. 5 schematisch die Positionserfassungsgenauigkeit (Fehler) des Laserradar und des Millimeterwellen-Radar der Fig. 1 und 2; und
Fig. 6 schematisch die im Flußdiagramm von Fig. 4 beschriebe­ nen Prozesse.
Fig. 1 zeigt schematisch ein Fahrzeugsteuer/Regelsystem mit einer Kom­ bination von Hindernisdetektoren, und Fig. 2 ist eine Perspektivansicht des Fahrzeugs, an dem das System angebracht ist.
In den Figuren bezeichnet die Bezugszahl 10 ein Fahrzeug. Ein Laserradar (oder Lidar) 12 ist gemäß Fig. 2 in der Nähe des rechten Scheinwerfers angebracht. Das Laserradar 12 emittiert einen Laserstrahl (einen dünnen Strahl kohärenter, leistungsfähiger und nahezu nichtchromatischer, elek­ tromagnetischer Strahlungsenergie) und empfängt Energie, die von einem Hindernis oder Gegenstand (wie etwa einem anderen vor dem eigenen Fahrzeug 10 befindlichen Fahrzeug) reflektiert wird.
Insbesondere emittiert das Laserradar 12 den Laserstrahl (impulsförmig) nach vorne auf den Fahrzeugweg, auf dem das eigene Fahrzeug fährt. Wie in Fig. 2 dargestellt, wird der Laserstrahl derart emittiert, daß er den Bereich von 350 Milliradian in der Quer-(Horizontal)-Richtung und 50 Milliradian in der vertikalen Richtung quer abtastet.
In ähnlicher Weise ist ein anderes Radar (unter Verwendung einer Milli­ meter-Welle) 14 in der Nähe des linken Scheinwerfers angebracht und emittiert einen Strahl elektromagnetischer Strahlungsenergie in Millimeter- Wellen und empfängt Energie, die von dem Hindernis oder dem Gegen­ stand reflektiert wird. Das Millimeterwellen-Radar 14 arbeitet mit Fre­ quenzmodulation (FM-CW-Radar) und emittiert, wie in Fig. 3 dargestellt, FM-CW-Wellen (modulierende Schwingungen von beispielsweise 5 mm Wellenlänge) und empfängt ähnliche Wellen, die von dem Hindernis re­ flektiert werden.
Der Abtastbereich des Millimeterwellen-Radar 14 ist der gleiche wie der des Laserradar 12, wie in Fig. 2 gezeigt. Obwohl zum leichteren Ver­ ständnis die zwei Strahlen in Fig. 2 separat dargestellt sind, können tatsächlich die Strahlen so emittiert werden, daß ihre Bereiche einander überlappend abgetastet werden.
Das Laserradar 12 ist mit einer elektronischen Steuereinheit (nachfolgend als "ECU" bezeichnet) 16 verbunden, die Mikrocomputer aufweist. Die ECU 16 weist eine Laserradar-Ausgabeprozessoreinheit und eine Milli­ meterwellen-Radar-Ausgabeprozessoreinheit (beide nicht gezeigt) auf, die jeweils einen Mikrocomputer aufweisen.
Die Ausgabe des Laserradar 12 wird der ECU 16 zugeleitet und in die Laserradar-Ausgabeprozessoreinheit eingegeben. Die Laserradar-Ausga­ beprozessoreinheit erfaßt den Abstand (relativen Abstand) zu einem Ge­ genstand oder Hindernis von dem eigenen Fahrzeug 10 durch Messen des Zeitintervalls zwischen dem Senden der Energie und dem Empfang der reflektierten Energie, woraus sich der Ortsbereich des Hindernisses in dem Strahlen weg ergibt. Ferner erfaßt die Laserradar-Ausgabeprozesso­ reinheit die (Relativ-)Geschwindigkeit des Hindernisses relativ zum eige­ nen Fahrzeug 10 durch Differenzieren des gemessenen Abstands. Die Laserradar-Prozessoreinheit erfaßt ferner die Richtung oder Orientierung des Hindernisses aus der reflektierten Energie zum Erhalt einer zweidi­ mensionalen Information über das Hindernis.
Die von dem Millimeterwellen-Radar 14 gesendeten und empfangenen Signale werden in ähnlicher Weise der ECU 16 zugeleitet und in die Milli­ meterwellen-Radar-Ausgabeprozessoreinheit eingegeben. Die Millimeter­ wellen-Radar-Ausgabeprozessoreinheit mischt das empfangene Signal mit dem gesendeten Signal zum Erzeugen eines Schwebungs- oder Überlage­ rungssignals und erfaßt den relativen Abstand und die Relativgeschwin­ digkeit des Hindernisses aus der Frequenz in dem Überlagerungssignal (Überlagerungsfrequenz). Die Millimeterwellen-Radar-Prozessoreinheit erfaßt auch die Richtung oder Orientierung des Hindernisses aus der re­ flektierten Energie zum Erhalt einer ähnlichen zweidimensionalen Informa­ tion über das Hindernis.
Da das hier verwendete Laserradar 12 und das Millimeterwellen-Radar 14 an sich bekannt sind, werden sie hier nicht näher erläutert.
Ein Gierratensensor 20 ist im Zentrum des Fahrzeugs 10 vorgesehen, um ein Signal zu erzeugen, welches die Gierrate anzeigt (Gierwinkel­ geschwindigkeit, die auf den Schwerpunkt des Fahrzeugs 10 um die Schwerpunkt- oder Vertikalrichtung wirkt). Die Ausgabe des Gierraten­ sensors 20 wird zur ECU 16 geleitet. Die ECU 16 erfaßt den Gierwinkel auf der Basis der Ausgabe des Gierratensensors 20.
Ein Lenkwinkelsensor 22 ist an einer geeigneten Stelle nahe dem Lenk­ mechanismus (nicht gezeigt) des Fahrzeugs 10 vorgesehen, um ein Si­ gnal zu erzeugen, welches den Lenkwinkel anzeigt, der durch ein Lenkrad (nicht gezeigt) vom Fahrzeugfahrer eingegeben wurde. Ein Fahrgeschwin­ digkeitssensor 24 ist in der Nähe der Antriebswelle (nicht gezeigt) vor­ gesehen, um ein Signal zu erzeugen, welches die Fahrzeug- oder Fahr­ geschwindigkeit des Fahrzeugs 10 anzeigt.
In dem Fahrzeug 10 ist das im Lufteinlaßsystem angebrachte Drosselven­ til (nicht gezeigt) nicht mechanisch mit dem Gaspedal (nicht gezeigt) am Boden vor dem Fahrersitz gekoppelt, sondern mit einem Schrittmotor 30 verbunden und wird durch den Schrittmotor 30 geöffnet oder geschlos­ sen. Das Gaspedal weist einen Gaspedalsensor 32 auf, der ein Signal erzeugt, welches den Niederdrückbetrag des Gaspedals anzeigt.
Die Ausgaben der Sensoren werden der ECU 16 zugeleitet.
Die Bezugszahl 34 bezeichnet ein Bremssystem des Fahrzeugs 10.
In dem Bremssystem 34 ist die Fußbremse (Bremspedal) mit einem Bremskraftverstärker 34a verbunden, der wiederum mit einem elektro­ magnetischen Solenoidventil 36 verbunden ist. Wenn das elektromagneti­ sche Solenoidventil 36 geöffnet wird, wird der Unterdruck von dem Luft­ einlaßsystem eingeführt und verstärkt den Bremspedaldruck des Fahrzeug­ fahrers. Der Bremsverstärker 34a ist mit einem Hauptzylinder 34b ver­ bunden.
Der Hauptzylinder 34b enthält ein Reservoir (nicht gezeigt), welches in Antwort auf den verstärkten Bremspedaldruck druckreguliertes Bremsöl ausgibt. Das unter Druck stehende Bremsöl wird einem hydraulischen Bremsmechanismus 38 zugeführt (der elektromagnetische Solenoidventile 38a, 38b aufweist), der jeweilige Bremssattel (nicht gezeigt) betätigt, die an jedem der vier Räder W angebracht sind, um deren Drehung zu ver­ langsamen oder anzuhalten. Dies ist der Fall, wenn der Fahrer selbst die Bremse mit dem Fuß betätigt.
In der Ausführung ist das System derart konfiguriert, daß das Fahrzeug 10 auch durch automatische Bremsung verlangsamt oder angehalten werden kann.
Insbesondere erfaßt die ECU 16 ein Hindernis oder einen Gegenstand, der sich auf dem Fahrweg des eigenen Fahrzeugs 10 vor diesem befindet, auf der Basis der Ausgabe des Laserradar 12 oder/und des Millimeterwel­ len-Radar 14, was später im Detail erläutert wird, bestimmt einen Tast­ verhältnisbefehl (Impulsweitenmodulation) und betätigt das elektroma­ gnetische Solenoidventil 38a des hydraulischen Bremsmechanismus 38 in Antwort auf den Befehl, um die Drehung der Räder W zu verlangsamen oder anzuhalten.
Ein Alarm (z. B. ein Audiosystem oder eine Sichtanzeige) 44 ist in der Nähe des Fahrersitzes 42 vorgesehen (s. Fig. 2), der den Fahrer in Ant­ wort auf einen von der ECU 44 erzeugten Befehl aufmerksam macht, daß ein Hindernis naht.
Nachfolgend wird der Betrieb des Fahrzeugsteuer/Regelsystems erläutert.
Fig. 4 zeigt im Flußdiagramm den Betrieb des Systems. Das hier gezeig­ te Programm wird beispielsweise alle 100 Millisekunden durchgeführt.
Das Programm beginnt in S10, in dem durch eine geeignete Technik be­ stimmt oder entschieden wird, ob das Laserradar außer Betrieb ist oder nicht. Hier bedeutet der Begriff "außer Betrieb" die Situation, in der das Laserradar 12 nicht die erwartete und erforderliche Positionserfassungs­ genauigkeit erzeugt, aufgrund etwa mechanischer Probleme, wie etwa Bruch, Kurzschluß oder verschmutztem Sensor oder aus anderen Grün­ den, die sich aus Umgebungsbedingungen ergeben, wie etwa Gegenlicht von einem entgegenkommenden Fahrzeug, Schlechtwetter (Regen, Ne­ bel, Schnee) oder dergleichen.
Wenn das Ergebnis in S10 nein, geht das Programm zu S14 weiter, in dem bestimmt wird, ob der Abstand L (relativer Abstand zu einem Hin­ dernis oder Gegenstand 100 (gemäß Fig. 6) von dem eigenen Fahrzeug 10) kleiner als ein erster Schwellenwert La ist.
Wenn das Ergebnis ja ist, geht das Programm zu S14 weiter, in dem der Alarm 44 betätigt wird, um den Fahrer über diese Tatsache zu informie­ ren. Wenn andererseits das Ergebnis in S12 nein ist, überspringt das Pro­ gramm S14.
Das Programm geht dann zu S16 weiter, in dem bestimmt wird, ob der Abstand L kleiner als ein zweiter Schwellenwert Lb ist. Wenn das Ergeb­ nis ja ist, geht das Programm zu S18 weiter, in dem der hydraulische Bremsmechanismus 38 durch Erregung/Entregung der elektromagneti­ schen Solenoidventile 38a, 38b betätigt wird, um die automatische Brem­ sung zu bewirken. Wenn das Ergebnis in S16 nein ist, wird das Pro­ gramm beendet.
Wenn andererseits das Ergebnis in S10 ja ist, geht das Programm zu S20 weiter, in dem ein vorbestimmter Wert ΔX von dem zweiten Schwellen­ wert Lb subtrahiert wird, um diesen zu korrigieren, während der gleiche Wert zum ersten Schwellenwert La addiert wird, um diesen zu korrigie­ ren. Anders gesagt, wenn das Ergebnis in S10 ja ist, werden die Schwel­ lenwerte La, Lb geändert. Das Programm geht dann zu S12 weiter zur Durchführung der oben erwähnten Prozesse.
Diese Änderung der Schwellenwerte wird nun anhand der Fig. 5 und 6 erläutert.
Das System dieser Ausführung verwendet eine Kombination von Hinder­ nisdetektoren, die das Laserradar 12 und das Millimeterwellen-Radar 14 umfassen. Wie gesagt, ist das Laserradar 12 in der Positionserfassungs­ genauigkeit dem Millimeterwellen-Radar 14 überlegen. Insbesondere hat das Laserradar eine ausgezeichnete Auflösung zur Erfassung der Rich­ tung oder Orientierung. Andererseits sinkt die Erfassungsfähigkeit des Laserradar unter Schlechtwetterbedingungen. Das Laserradar wird relativ leicht durch Regen oder Nebel unter Schlechtwetterbedingungen gestört. Die Erfassungsfähigkeit nimmt ähnlich ab, wenn das Laserradar ver­ schmutzt ist.
Dieser Abfall der Erfassungsgenauigkeit ist im Vergleich zum Millimeter­ wellen-Radar 14 größer. Das Laserradar 12 ist somit im Hinblick auf Ein­ schränkungen durch Wetter und Umgebungseinflüsse schlechter als das Millimeterwellen-Radar. Obwohl jedoch das Millimeterwellen-Radar 14 im Hinblick auf Wetter- und Umgebungsbedingungen besser als das Laserra­ dar ist, ist die Positionserfassungsgenauigkeit des Millimeterwellen-Radar 14 schlechter als vom Laserradar 12, insbesondere in Auflösung der Richtung oder Orientierung.
Obwohl die Sensorleistung von den Herstellungskosten abhängig ist, las­ sen sich das Laserradar 12 und das Millimeterwellen-Radar 14 allgemein vergleichen.
Wie in Fig. 5 gezeigt, wird das Hindernis (oder ein anderes Fahrzeug) 100, das sich auf dem Fahrweg des eigenen Fahrzeugs vor diesem befin­ det, durch das Laserradar 12 und das Millimeterwellen-Radar 14 erfaßt. Betrachtet man den Abstand a und die Richtung b (quer zum Fahrweg) gemeinsam als "Position", beträgt bei einem Abstand von 100 m die Positionserfassungsgenauigkeit (d. h. die Erfassungsfehler) des Laserradar 12 angenähert 1 m, wohingegen jene des Millimeterwellen-Radar 14 an­ genähert 2 m beträgt.
Somit ist die Positionserfassungsgenauigkeit des Laserradar 12 anders als beim Millimeterwellen-Radar 14. Kurz gesagt, unterscheiden sie sich an­ genähert um 1 m in der Positionserfassungsgenauigkeit (oder dem Feh­ ler).
Daher ist das System dieser Ausführung so konfiguriert, daß der Alarm 44 oder der hydraulische Bremsmechanismus 38 auf der Basis der Aus­ gabe des Laserradar 12 im Hinblick auf dessen Erfassungsfehler von plus/minus 1 m betätigt wird, wenn das Laserradar 12 arbeitet. Wenn andererseits bestimmt wird, daß das Laserradar außer Betrieb ist, wird der Alarm 44 oder der hydraulische Bremsmechanismus 38 auf der Basis der Ausgabe des Millimeterwellen-Radar 14 im Hinblick auf die Erfas­ sungsfehlerdifferenz (zwischen dem Laserradar-Erfassungsfehler und dem Millimeterwellen-Radar-Erfassungsfehler) von plus/minus 1 m betätigt.
Dies wird im einzelnen anhand von Fig. 6 erläutert.
Wenn die Fahrgeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs 50 km/h beträgt, werden die Abstände (Schwellenwerte), bei denen der Betrieb des Alarms 44 und des hydraulischen Bremsmechanismus ausgelöst werden müssen, wie folgt bestimmt, wenn das Laserradar 12 arbeitet.
Abstand zum Auslösen des Alarms (La): 24 m.
Abstand zum Auslösen der automatischen Bremsung: (Lb) 20 m.
Tatsächlich werden die Abstände, unter Berücksichtigung des Laserradar- Positionserfassungsfehlers von plus/minus 1 m, mit folgenden Bereichen bestimmt:
Abstand zum Auslösen des Alarms: 23 m bis 25 m.
Abstand zum Auslösen der automatischen Bremsung: 19 m bis 21 m,
derart, daß die Betätigung des Alarms 44 ausgelöst wird, wenn der er­ faßte Abstand relativ zum Hindernis innerhalb des Bereichs von 23 m bis 25 m liegt, oder die Betätigung des hydraulischen Bremsmechanismus 38 ausgelöst wird, wenn der erfaßte Abstand zum Hindernis im Bereich von 19 bis 21 m liegt.
Wenn andererseits bestimmt wird, daß das Laserradar 12 außer Betrieb ist, wird die Steuerung auf der Basis der Ausgabe des Millimeterwellen- Radar 14 durchgeführt. Die Abstände (Schwellenwerte), bei denen die Betätigung des Alarms 44 und des hydraulischen Bremsmechanismus ausgelöst werden, werden hier unter Berücksichtigung der Positionserfas­ sungsfehlerdifferenz 1 m (= 2 m - 1 m; entsprechend dem obigen vor­ bestimmten Wert ΔX) derart geändert, daß der Alarmauslösungsabstand vergrößert und der Bremsauslösungsabstand um die Differenz verkürzt wird; wie folgt:
Abstand zum Auslösen des Alarms (La): 25 m.
Abstand zum Auslösen der automatischen Bremsung (Lb): 19 m.
In ähnlicher Weise werden unter Berücksichtigung des Millimeterwellen- Radar-Positionserfassungsfehlers von plus/minus 2 m die Abstandsberei­ che wie folgt geändert:
Abstand zum Auslösen des Alarms: 23-27 m;
Abstand zum Auslösen der automatischen Bremsung: 17-21 m.
Insbesondere werden die Abstände La, Lb derart geändert, daß die Be­ tätigung des Alarms 44 beschleunigt wird, während die Bremsung verzö­ gert wird, wenn das Laserradar 12 außer Betrieb geht. Was die Ab­ standsbereiche angeht, wird der maximale Alarmauslösungsabstand um 2 m vergrößert, während der minimale Alarmauslösungsabstand unver­ ändert bleibt. Der maximale Bremsauslösungsabstand bleibt unverändert, aber der minimale Bremsauslösungsabstand wird um 2 m verkürzt.
Wenn das Laserradar 12 außer Betrieb ist, wird somit der Abstand für die Alarmauslösung La verlängert bzw. der Schwellenwert La wird gesenkt, während der Abstand zur Bremsauslösung Lb verkürzt wird bzw. der Schwellenwert Lb angehoben wird. Wenn das Laserradar 12 außer Be­ trieb ist, wird somit der Alarm leichter ausgelöst, während die Bremsung weniger leicht ausgelöst wird, im Vergleich zu dem Fall, bei dem das La­ serradar 12 in Betrieb ist, um hierdurch die Alarmauslösung zu verkürzen, um den Fahrer zu einer geeigneten Zeit aufmerksam zu machen und gleichzeitig die richtige Bremsauslösung sichergestellt wird, so daß der Fahrer kein unangenehmes Gefühl bekommt.
Hierdurch wird der Fahrer gewarnt, das Fahrzeug aus Sicherheitsgründen mit ausreichendem Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug zu fahren. Ferner kann der Fahrzeugfahrer den Fehler des Laserradar 12 feststellen, indem er die vorverlegte Alarmauslösung bemerkt.
Die Ausführung bildet somit ein System zum Steuern/Regeln eines Fahr­ zeugs 10 mit einer Räder W des Fahrzeugs bremsenden Bremse (elektro­ magnetisches Solenoidventil 36, hydraulischer Bremsmechanismus 38), umfassend: ein erstes Hinderniserfassungsmittel (Laserradar 12, Laserra­ dar-Ausgabeprozessoreinheit, ECU 16) zum Erfassen eines Hindernisses 100, das sich auf dem Fahrweg des Fahrzeugs 10 vor diesem befindet; sowie ein Bremssteuermittel (ECU 16, S16-S18) zur Betätigung der Bremse auf der Basis einer Ausgabe des ersten Hinderniserfassungsmit­ tels, wenn ein Abstand L von dem Fahrzeug 10 zu dem Hindernis 100 kürzer als ein erster vorbestimmter Wert Lb ist; dadurch gekennzeichnet, daß das System umfaßt: ein zweites Hinderniserfassungsmittel (Millime­ terwellen-Radar 14, Millimeterwellen-Radar-Ausgabeprozessoreinheit, ECU 16), dessen Positionserfassungsgenauigkeit sich von der des ersten Hinderniserfassungsmittels unterscheidet, zum Erfassen des Hindernisses 100, das sich auf dem Fahrweg des Fahrzeugs 10 vor diesem befindet; und ein Außerbetriebs-Bestimmungsmittel (ECU 16, S10) zum Bestim­ men, ob das erste Hinderniserfassungsmittel außer Betrieb ist; und wobei das Bremssteuermittel (ECU 16, S16-S18) die Bremse auf der Basis einer Ausgabe des zweiten Hinderniserfassungsmittels betätigt, wenn der Abstand L kleiner als ein zweiter vorbestimmter Wert Lb-ΔX ist, der kleiner ist als der erste vorbestimmte Wert Lb, wenn das Außerbetrieb- Bestimmungsmittel feststellt, daß das erste Hinderniserfassungsmittel außer Betrieb ist.
Mit dieser Anordnung wird der Bremsabstand Lb verkürzt, d. h. der Bremsschwellenwert Lb wird angehoben, um hierdurch eine ungeeignete Betätigung der Bremse zu verhindern, ohne daß der Fahrer ein unange­ nehmes Gefühl bekommt, wenn das erste Hinderniserfassungsmittel, d. h. das Laserradar 12, außer Betrieb geht.
Das System kann ferner ein Alarmsteuermittel (ECU 16, S12-S14) auf­ weisen, um einen Alarm auf der Basis einer Ausgabe des ersten Hinder­ niserfassungsmittels auszugeben, wenn der Abstand L kleiner als ein dritter vorbestimmter Wert La ist; und wobei das Alarmsteuermittel (ECU 16, S12-S14) den Alarm auf der Basis einer Ausgabe des zweiten Hin­ derniserfassungsmittels betätigt, wenn der Abstand L kleiner als ein vier­ ter vorbestimmter Wert La + ΔX ist, der größer als der dritte vor­ bestimmte Wert La ist, wenn das Außerbetriebs-Bestimmungsmittel fest­ stellt, daß das erste Hinderniserfassungsmittel außer Betrieb ist.
Mit dieser Anordnung wird zusätzlich zu den oben erwähnten Vorteilen der Abstand La, bei dem der Alarm ausgelöst wird, vergrößert, oder an­ ders gesagt, der Schwellenwert La zur Alarmauslösung wird gesenkt. Der Fahrer wird demzufolge gewarnt, das Fahrzeug aus Sicherheitsgründen mit ausreichendem Abstand zum Hindernis zu fahren, wenn das erste Hinderniserfassungsmittel (Laserradar 12) außer Betrieb geht. Ferner kann der Fahrzeugfahrer den Fehler des ersten Hinderniserfassungsmit­ tels (Laserradar 12) feststellen, indem er die Vorverlagerung der Alarm­ auslösung bemerkt.
Hier werden die zweiten und vierten vorbestimmten Werte auf der Basis einer Differenz ΔX der Positionserfassungsgenauigkeit zwischen dem ersten und dem zweiten Hinderniserfassungsmittel bestimmt. Hierdurch lassen sich die Schwellenwerte in besser geeigneter Weise ändern.
Hier sind der erste vorbestimmte Wert und der zweite vorbestimmte Wert (Lb, Lb-ΔX) Werte mit jeweils einem Bereich, der auf der Basis eines Positionserfassungsfehlers des ersten Hinderniserfassungsmittels be­ stimmt wird. Das Bremssteuermittel (ECU 16, S16-S18) leitet die Bremsbetätigung ein, wenn der Abstand L im Bereich des ersten vorbe­ stimmten Werts Lb oder des zweiten vorbestimmten Werts Lb-ΔX liegt.
Hier sind der dritte vorbestimmte Wert und der vierte vorbestimmte Wert (La, La + ΔX) Werte, die jeweils einen Bereich haben, der auf der Basis des Positionserfassungsfehlers des ersten Hinderniserfassungsmittels bestimmt wird. Das Alarmsteuermittel (ECU 16, S12-S14) leitet die Be­ tätigung des Alarms ein, wenn der Abstand L im Bereich des dritten vor­ bestimmten Werts La oder des vierten vorbestimmten Werts La + ΔX liegt.
Hier ist das erste Hinderniserfassungsmittel ein Laserradar, und das zwei­ te Hinderniserfassungsmittel ist ein Millimeterwellen-Radar, dessen Posi­ tionserfassungsgenauigkeit unter der des Laserradars liegt.
Wenn der erfaßte Abstand kleiner als der zur Alarmauslösung oder Brem­ sung ist, d. h. wenn das Ergebnis in S12 oder S16 ja ist, wird im Flußdia­ gramm von Fig. 4 in den Schritten S14 oder S18 der Alarm oder die Bremsung ausgelöst. Der Alarm oder die Bremsung kann gleichmäßig ausgeführt werden oder veränderlich sein. Bei Verwendung einer Warn­ anzeige kann das Muster des Alarms gleichmäßig sein. Bei Verwendung eines Audiosystems kann während des Alarms der Ton gleichmäßig ge­ halten werden. Alternativ kann das Muster oder der Ton beispielsweise in Amplitude, Frequenz und/oder Volumen zunehmen, wenn der Abstand zum Hindernis abnimmt. In ähnlicher Weise kann die Bremskraft mit ab­ nehmendem Abstand vergrößert werden.
Wenn im Flußdiagramm von Fig. 4 in Schritt S10 bestimmt wird, daß das Laserradar 12 außer Betrieb ist, kann das System eine Anzeige an­ schalten, um den Fahrer hierüber zu informieren.
Obwohl oben für das Laserradar 12 der Impulsmodulationstyp verwendet wird und für das Millimeterwellen-Radar 14 der FM-CW-Typ verwendet wird, sind diese nicht hierauf begrenzt. Es lassen sich auch andere Radar­ typen verwenden.
Obwohl oben als Beispiel eine Kombination des Laserradar 12 und des Millimeterwellen-Radar 14 verwendet wird, sind alternativ auch andere Kombinationen möglich, wie beispielsweise eine Kombination eines Milli­ meterwellen-Radar mit einem anderen Millimeterwellen-Radar, oder eine Kombination eines Millimeterwellen-Radar und eines Mikrometerwellen- Radar. Die Erfindung zielt auf die Kombination von Sensoren mit einer unterschiedlichen Positionserfassungsgenauigkeit. Die Anzahl der Radar­ einrichtungen ist nicht auf zwei begrenzt, sondern es können auch drei und mehr Radarvorrichtungen miteinander kombiniert werden.
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugsteuer/Regelsystem mit einem Laserra­ dar 12 zum Erfassen eines Hindernisses, das sich auf dem Fahrweg des Fahrzeugs vor diesem befindet. Auf Basis einer Ausgabe des Laserradar löst das Steuermittel eine Bremsung oder einen Alarm aus, wenn ein Ab­ stand von dem Fahrzeug zu dem Hindernis kleiner als ein erster vorbe­ stimmter Wert ist oder kleiner als ein dritter vorbestimmter Wert. Ferner wird ein Millimeterwellen-Radar 14 verwendet, dessen Positionserfas­ sungsgenauigkeit dem Laserradar unterlegen ist, diesem jedoch unter Schlechtwetterbedingungen überlegen ist. Wenn das Laserradar außer Betrieb geht, betätigt das Steuer/Regelmittel die Bremsung oder den Alarm auf der Basis der Ausgabe des Millimeterwellen-Radar, wenn der Abstand kleiner als ein zweiter vorbestimmter Wert (kleiner als der erste vorbestimmte Wert) ist oder kleiner als ein vierter vorbestimmter Wert (größer als der dritte vorbestimmte Wert), um hierdurch die Alarmaus­ lösung vorzuverlagern, um den Fahrzeugfahrer zu einer geeigneten Zeit aufmerksam zu machen und gleichzeitig eine geeignete Bremsauslösung sichergestellt wird, so daß der Fahrer kein unangenehmes Gefühl be­ kommt.

Claims (3)

1. System zum Steuern/Regeln eines Fahrzeugs (10) mit einer Räder (W) des Fahrzeugs bremsenden Bremse (36, 38), umfassend:
  • - ein erstes Hinderniserfassungsmittel (12, ECU 16) zum Erfassen eines Hindernisses (100), das sich auf dem Fahrweg des Fahrzeugs (10) vor diesem befindet; sowie
  • - ein Bremssteuermittel (ECU 16, S16-S18) zur Betätigung der Bremse auf der Basis einer Ausgabe des ersten Hinderniserfassungsmittels, wenn ein Abstand (L) von dem Fahrzeug (10) zu dem Hindernis (100) kürzer als ein erster vorbestimmter Wert (Lb) ist;
dadurch gekennzeichnet, daß das System umfaßt:
  • - ein zweites Hinderniserfassungsmittel (14, ECU 16), dessen Positions­ erfassungsgenauigkeit sich von der des ersten Hinderniserfassungsmittels unterscheidet, zum Erfassen des Hindernisses (100), das sich auf dem Fahrweg des Fahrzeugs (10) vor diesem befindet; sowie
  • - ein Außerbetriebs-Bestimmungsmittel (ECU 16, S10) zum Bestimmen, ob das erste Hinderniserfassungsmittel außer Betrieb ist; wobei das Bremssteuermittel (ECU 16, S16-S18) die Bremse auf der Basis einer Ausgabe des zweiten Hinderniserfassungsmittels betätigt, wenn der Abstand (L) kleiner als ein zweiter vorbestimmter Wert (Lb-ΔX ist, der kleiner ist als der erste vorbestimmte Wert (Lb), wenn das Außerbetriebs-Bestimmungsmittel feststellt, daß das erste Hinderniserfas­ sungsmittel außer Betrieb ist.
2. System nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch ein Alarmsteu­ ermittel (ECU 16, S12-S14) zur Ausgabe eines Alarms auf der Basis einer Ausgabe des ersten Hinderniserfassungsmittels, wenn der Abstand (L) kleiner als ein dritter vorbestimmter Wert (La) ist; wobei das Alarmsteuermittel (ECU 16, S12-S14) den Alarm auf der Basis einer Ausgabe des zweiten Hinderniserfassungsmittels betätigt, wenn der Abstand (L) kleiner als ein vierter vorbestimmter Wert (La + ΔX) ist, der größer als der dritte vorbestimmte Wert (La) ist, wenn das Außerbetriebs-Bestimmungsmittel feststellt, daß das erste Hinderniserfas­ sungsmittel außer Betrieb ist.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten und vierten vorbestimmten Werte auf der Basis einer Differenz (ΔX) der Positionserfassungsgenauigkeit zwischen dem ersten und dem zweiten Hinderniserfassungsmittel bestimmt werden.
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