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Die
Erfindung betrifft ein Fahrzeugsteuer/Regelsystem mit einer Kombination
von Hindernisdetektoren, insbesondere ein Fahrzeugsteuer/Regelsystem,
welches zwei Arten von Sensoren zum Erfassen eines Hindernisses
aufweist, das sich vor dem Fahrzeug auf dessen Fahrweg befindet,
und in Antwort auf das erfaßte
Ergebnis einen Alarm oder eine Bremse des Fahrzeugs betätigt.
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Es
wurden verschiedene Hindernisvermeidungstechniken vorgeschlagen.
Beispielsweise lehrt die JP 06-298022 A die Erfassung des Abstands
zu einem Hindernis (z.B. eines anderen auf der Straße vorausfahrenden
Fahrzeugs); und, falls erforderlich, die automatische Betätigung eines
Alarms oder einer Bremse, um den Kontakt mit dem Hindernis zu vermeiden.
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Als
Sensor für
diesen Zweck wird häufig
ein Laserradar (auch bekannt als "Lidar") oder ein Millimeterwellen-Radar verwendet.
Die JP 04-248489 A offenbart die Verwendung des Laserradars. Die
JP 07-63842 und JP 08-94749
A offenbaren die Verwendung des Millimeterwellen-Radars.
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Allgemein
ist das Laserradar dem Millimeterwellen-Radar in der Positionserfassungsgenauigkeit 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 Positionserfassungsgenauigkeit)
derart zu kombinieren, daß die Sensoren
situationsabhängig
ihre Rollen teilen.
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Das
Laserradar ist in der Positionserfassungsgenauigkeit dem Millimeterwellen-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 geeignet erfolgen, wodurch der
Fahrzeugfahrer ein unangenehmes Gefühl bekommt. Das gleiche gilt,
wenn der Alarm auf der Basis nur des Millimeterwellen-Radar betätigt wird,
wenn das Laserradar außer
Betrieb ist.
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Die
US 5,594,413 A offenbart
ein System nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Dort beruht das
erste Hinderniserfassungsmittel auf einem Lasersensor, aber das
zweite Hinterniserfassungsmittel auf einem Ultraschallsensor. Daher
weisen die beiden Hinterniserfassungssysteme unterschiedliche Messgenauigkeiten
auf. Die
DE 36 37 165
A1 offenbart ein Fahrzeugsteuersystem mit Hindernisdetektoren,
bei dem zur Verbesserung der Zuverlässigkeit wichtige Funktionseinheiten
redundant ausgeführt sein
können.
Die
DE 196 47 430
A1 , als nachveröffentlicher
Stand der Technik, offenbart eine Vorrichtung zum selbstständigen Bremsen
eines Kraftfahrzeugs mit mehreren unterschiedlichen Abstandssensoren,
deren jeweilige Vor- und Nachteile einander kompensieren.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, die vorstehenden Probleme zu überwinden
durch ein Fahrzeugsteuer/Regelsystem, das eine Kombination von Hindernisdetektoren
mit zumindest zwei Sensoren unterschiedlicher Positionserfassungsgenauigkeit aufweist
und das, wenn einer der Detektoren außer Betrieb ist, die Bremse
in geeigneter Weise auf der Basis der Ausgabe des anderen Detektors
betätigt, um
hierdurch den Fahrzeugfahrer vor einem unangenehmen Gefühl zu bewahren.
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Zur
Lösung
der Aufgabe wird erfindungsgemäß ein System
zum Steuern/Regeln eines Fahrzeugs mit einer Räder des Fahrzeugs bremsenden Bremse,
angegeben. Das System umfasst: 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 Positionserfassungsgenauigkeit
sich von der des ersten Hinderniserfassungsmittels unterscheidet,
zum Erfassen des Hindernisses, das sich auf dem Fahrweg des Fahrzeugs vor
diesem befindet; und ein Außerbetriebs-Bestimmungsmittel
zum Bestimmen, ob das erste Hinderniserfassungsmittel außer Betrieb
ist; und wobei das Bremssteuermittel die Bremse auf der Basis einer Ausgabe
des zweiten Hinderniserfassungsmittels betätigt, wenn der Abstand 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.
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Mit
dieser Anordnung wird der Bremsabstand verkürzt, d.h. der Bremsschwellenwert
wird angehoben, um hierdurch eine ungeeignete Betätigung der
Bremse zu verhindern, ohne daß der
Fahrer ein unangenehmes Gefühl
bekommt, wenn das erste Hinderniserfassungsmittel, d.h. das Laserradar,
außer
Betrieb geht.
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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 Ausgabe des zweiten Hinderniserfassungsmittels betätigt, wenn
der Abstand kleiner als ein vierter vorbestimmter Wert, der größer als
der dritte vorbestimmte Wert ist, wenn das Außerbetriebs-Bestimmungsmittel
feststellt, daß das erste
Hinderniserfassungsmittel außer
Betrieb ist.
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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
ausreichendem Abstand zum Hindernis zu fahren, wenn das erste Hinderniserfassungsmittel
außer
Betrieb geht. Ferner kann der Fahrzeugfahrer den Fehler des ersten
Hinderniserfassungsmittels feststellen, indem er die Vorverlagerung
der Alarmauslösung
bemerkt.
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Bevorzugt
werden in dem System die zweiten und vierten vorbestimmten Werte
auf der Basis einer Differenz der Positionserfassungsgenauigkeit zwischen
dem ersten und dem zweiten Hinderniserfassungsmittel bestimmt. Hierdurch
lassen sich die Schwellenwerte in besser geeigneter Weise ändern.
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Die
Erfindung wird nun in Ausführungsbeispielen
anhand der beigefügten
Zeichnungen erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Gesamtansicht der Konfiguration eines erfindungsgemäßen Fahrzeugsteuer/Regelsystems;
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2 eine
Perspektivansicht eines das System aufweisenden Fahrzeugs mit Darstellung
von Strahlen, die von einem Laserradar und einem Millimeterwellen-Radar
gemäß 1 emittiert
werden;
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3 schematisch
die gesendeten und empfangenen modulierten Wellen des in 1 gezeigten
Millimeterwellen-Radar;
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4 ein
Flußdiagramm
des Systembetriebs von 1;
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5 schematisch
die Positionserfassungsgenauigkeit (Fehler) des Laserradar und des
Millimeterwellen-Radar der 1 und 2;
und
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6 schematisch
die im Flußdiagramm von 4 beschriebenen
Prozesse.
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1 zeigt
schematisch ein Fahrzeugsteuer/Regelsystem mit einer Kombination
von Hindernisdetektoren, und 2 ist eine
Perspektivansicht des Fahrzeugs, an dem das System angebracht ist.
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In
den Figuren bezeichnet die Bezugszahl 10 ein Fahrzeug.
Ein Laserradar (oder Lidar) 12 ist gemäß 2 in der
Nähe des
rechten Scheinwerfers angebracht. Das Laserradar 12 emittiert
einen Laserstrahl (einen dünnen
Strahl kohärenter,
leistungsfähiger
und nahezu nichtchromatischer, elektromagnetischer Strahlungsenergie)
und empfängt
Energie, die von einem Hindernis oder Gegenstand (wie etwa einem
anderen vor dem eigenen Fahrzeug 10 befindlichen Fahrzeug)
reflektiert wird.
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Insbesondere
emittiert das Laserradar 12 den Laserstrahl (impulsförmig) nach
vorne auf den Fahrzeugweg, auf dem das eigene Fahrzeug fährt. Wie
in 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.
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In ähnlicher
Weise ist ein anderes Radar (unter Verwendung einer Millimeter-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 Gegenstand reflektiert wird.
Das Millimeterwellen-Radar 14 arbeitet mit Frequenzmodulation
(FM-CW-Radar) und emittiert, wie in 3 dargestellt,
FM-CW-Wellen (modulierende Schwingungen von beispielsweise 5 mm
Wellenlänge)
und empfängt ähnliche
Wellen, die von dem Hindernis reflektiert werden.
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Der
Abtastbereich des Millimeterwellen-Radar 14 ist der gleiche
wie der des Laserradar 12, wie in 2 gezeigt.
Obwohl zum leichteren Verständnis die
zwei Strahlen in 2 separat dargestellt sind, können tatsächlich die
Strahlen so emittiert werden, daß ihre Bereiche einander überlappend
abgetastet werden.
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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 Millimeterwellen-Radar-Ausgabeprozessoreinheit (beide nicht
gezeigt) auf, die jeweils einen Mikrocomputer aufweisen.
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Die
Ausgabe des Laserradar 12 wird der ECU 16 zugeleitet
und in die Laserradar-Ausgabeprozessoreinheit eingegeben. Die Laserradar-Ausgabeprozessoreinheit
erfaßt
den Abstand (relativen Abstand) zu einem Gegenstand 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 Strahlenweg ergibt.
Ferner erfaßt
die Laserradar-Ausgabeprozessoreinheit die (Relativ-) Geschwindigkeit
des Hindernisses relativ zum eigenen 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 zweidimensionalen Information über das Hindernis.
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Die
von dem Millimeterwellen-Radar 14 gesendeten und empfangenen
Signale werden in ähnlicher
Weise der ECU 16 zugeleitet und in die Millimeterwellen-Radar-Ausgabeprozessoreinheit
eingegeben. Die Millimeterwellen-Radar-Ausgabeprozessoreinheit mischt
das empfangene Signal mit dem gesendeten Signal zum Erzeugen eines
Schwebungs- oder Überlagerungssignals
und erfaßt
den relativen Abstand und die Relativgeschwindigkeit des Hindernisses
aus der Frequenz in dem Überlagerungssignal
(Überlagerungsfrequenz).
Die Millimeterwellen-Radar-Prozessoreinheit erfaßt auch die Richtung oder Orientierung
des Hindernisses aus der reflektierten Energie zum Erhalt einer ähnlichen
zweidimensionalen Information über
das Hindernis.
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Da
das hier verwendete Laserradar 12 und das Millimeterwellen-Radar 14 an
sich bekannt sind, werden sie hier nicht näher erläutert.
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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 Gierratensensors 20 wird
zur ECU 16 geleitet. Die ECU 16 erfaßt den Gierwinkel auf
der Basis der Ausgabe des Gierratensensors 20.
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Ein
Lenkwinkelsensor 22 ist an einer geeigneten Stelle nahe
dem Lenkmechanismus (nicht gezeigt) des Fahrzeugs 10 vorgesehen,
um ein Signal zu erzeugen, welches den Lenkwinkel anzeigt, der durch
ein Lenkrad (nicht gezeigt) vom Fahrzeugfahrer eingegeben wurde.
Ein Fahrgeschwindigkeitssensor 24 ist in der Nähe der Antriebswelle
(nicht gezeigt) vorgesehen, um ein Signal zu erzeugen, welches die
Fahrzeug- oder Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 10 anzeigt.
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In
dem Fahrzeug 10 ist das im Lufteinlaßsystem angebrachte Drosselventil
(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 geschlossen. Das
Gaspedal weist einen Gaspedalsensor 32 auf, der ein Signal
erzeugt, welches den Niederdrückbetrag
des Gaspedals anzeigt.
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Die
Ausgaben der Sensoren werden der ECU 16 zugeleitet.
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Die
Bezugszahl 34 bezeichnet ein Bremssystem des Fahrzeugs 10.
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In
dem Bremssystem 34 ist die Fußbremse (Bremspedal) mit einem
Bremskraftverstärker 34a verbunden,
der wiederum mit einem elektromagnetischen Solenoidventil 36 verbunden
ist. Wenn das elektromagnetische Solenoidventil 36 geöffnet wird, wird
der Unterdruck von dem Lufteinlaßsystem eingeführt und
verstärkt
den Bremspealdruck des Fahrzeugfahrers. Der Bremsverstärker 34a ist
mit einem Hauptzylinder 34b verbunden.
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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 verlangsamen oder anzuhalten.
Dies ist der Fall, wenn der Fahrer selbst die Bremse mit dem Fuß betätigt.
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In
der Ausführung
ist das System derart konfiguriert, daß das Fahrzeug 10 auch
durch automatische Bremsung verlangsamt oder angehalten werden kann.
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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 Millimeterwellen-Radar 14,
was später im
Detail erläutert
wird, bestimmt einen Tastverhältnisbefehl
(Impulsweitenmodulation) und betätigt
das elektromagnetische Solenoidventil 38a des hydraulischen
Bremsmechanismus 38 in Antwort auf den Befehl, um die Drehung
der Räder
W zu verlangsamen oder anzuhalten.
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Ein
Alarm (z.B. ein Audiosystem oder eine Sichtanzeige) 44 ist
in der Nähe
des Fahrersitzes 42 vorgesehen (s. 2), der
den Fahrer in Antwort auf einen von der ECU 44 erzeugten
Befehl aufmerksam macht, daß ein
Hindernis naht.
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Nachfolgend
wird der Betrieb des Fahrzeugsteuer/Regelsystems erläutert.
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4 zeigt
im Flußdiagramm
den Betrieb des Systems. Das hier gezeigte Programm wird beispielsweise
alle 100 Millisekunden durchgeführt.
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Das
Programm beginnt in S10, in dem durch eine geeignete Technik bestimmt
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
Positionserfassungsgenauigkeit erzeugt, aufgrund etwa mechanischer
Probleme, wie etwa Bruch, Kurzschluß oder verschmutztem Sensor oder
aus anderen Gründen,
die sich aus Umgebungsbedingungen ergeben, wie etwa Gegenlicht von
einem entgegenkommenden Fahrzeug, Schlechtwetter (Regen, Nebel,
Schnee) oder dergleichen.
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Wenn
das Ergebnis in S10 nein, geht das Programm zu S14 weiter, in dem
bestimmt wird, ob der Abstand L (relativer Abstand zu einem Hindernis oder
Gegenstand 100 (gemäß 6)
von dem eigenen Fahrzeug 10) kleiner als ein erster Schwellenwert
La ist.
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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 informieren. Wenn andererseits das Ergebnis in
S12 nein ist, überspringt
das Programm S14.
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Das
Programm geht dann zu S16 weiter, in dem bestimmt wird, ob der Abstand
L kleiner als ein zweiter Schwellenwert Lb ist. Wenn das Ergebnis
ja ist, geht das Programm zu S18 weiter, in dem der hydraulische
Bremsmechanismus 38 durch Erregung/Entregung der elektromagnetischen
Solenoidventile 38a, 38b betätigt wird, um die automatische Bremsung
zu bewirken. Wenn das Ergebnis in S16 nein ist, wird das Programm
beendet.
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Wenn
andererseits das Ergebnis in S10 ja ist, geht das Programm zu S20
weiter, in dem ein vorbestimmter Wert ΔX von dem zweiten Schwellenwert 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 Schwellenwerte
La, Lb geändert.
Das Programm geht dann zu S12 weiter zur Durchführung der oben erwähnten Prozesse.
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Diese Änderung
der Schwellenwerte wird nun anhand der 5 und 6 erläutert.
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Das
System dieser Ausführung
verwendet eine Kombination von Hindernisdetektoren, die das Laserradar 12 und
das Millimeterwellen-Radar 14 umfassen. Wie gesagt, ist
das Laserradar 12 in der Positionserfassungsgenauigkeit
dem Millimeterwellen-Radar 14 überlegen. Insbesondere hat
das Laserradar eine ausgezeichnete Auflösung zur Erfassung der Richtung
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 verschmutzt ist.
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Dieser
Abfall der Erfassungsgenauigkeit ist im Vergleich zum Millimeterwellen-Radar 14 größer. Das
Laserradar 12 ist somit im Hinblick auf Einschränkungen
durch Wetter und Umgebungseinflüsse
schlechter als das Millimeterwellen-Radar. Obwohl jedoch das Millimeterwellen-Radar 14 im
Hinblick auf Wetter- und Umgebungsbedingungen besser als das Laserradar
ist, ist die Positionserfassungsgenauigkeit des Millimeterwellen-Radar 14 schlechter
als vom Laserradar 12, insbesondere in Auflösung der
Richtung oder Orientierung.
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Obwohl
die Sensorleistung von den Herstellungskosten abhängig ist,
lassen sich das Laserradar 12 und das Millimeterwellen-Radar 14 allgemein
vergleichen.
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Wie
in 5 gezeigt, wird das Hindernis (oder ein anderes
Fahrzeug) 100, das sich auf dem Fahrweg des eigenen Fahrzeugs
vor diesem befindet, 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 angenähert 2 m
beträgt.
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Somit
ist die Positionserfassungsgenauigkeit des Laserradar 12 anders
als beim Millimeterwellen-Radar 14. Kurz gesagt, unterscheiden
sie sich angenähert
um 1 m in der Positionserfassungsgenauigkeit (oder dem Fehler).
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Daher
ist das System dieser Ausführung
so konfiguriert, daß der
Alarm 44 oder der hydraulische Bremsmechanismus 38 auf
der Basis der Ausgabe 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 Erfassungsfehlerdifferenz (zwischen dem Laserradar-Erfassungsfehler
und dem Millimeterwellen-Radar-Erfassungsfehler) von plus/minus
1 m betätigt.
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Dies
wird im einzelnen anhand von 6 erläutert.
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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.
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Abstand
zum Auslösen
des Alarms (La).............................24 m. Abstand zum Auslösen der
automatischen Bremsung (Lb)....20 m.
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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 erfaßte
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.
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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 Positionserfassungsfehlerdifferenz 1 m ( = 2 m – 1 m; entsprechend
dem obigen vorbestimmten 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.
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In ähnlicher
Weise werden unter Berücksichtigung
des Millimeterwellen-Radar-Positionserfassungsfehlers
von plus/minus 2 m die Abstandsbereiche wie folgt geändert:
Abstand
zum Auslösen
des Alarms ................................23 – 27 m; Abstand zum Auslösen der
automatischen Bremsung ...... 17 – 21 m.
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Insbesondere
werden die Abstände
La, Lb derart geändert,
daß die
Betätigung
des Alarms 44 beschleunigt wird, während die Bremsung verzögert wird,
wenn das Laserradar 12 außer Betrieb geht. Was die Abstandsbereiche
angeht, wird der maximale Alarmauslösungsabstand um 2 m vergrößert, während der
minimale Alarmauslösungsabstand
unverändert
bleibt. Der maximale Bremsauslösungsabstand
bleibt unverändert,
aber der minimale Bremsauslösungsabstand
wird um 2 m verkürzt.
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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 Betrieb
ist, wird somit der Alarm leichter ausgelöst, während die Bremsung weniger
leicht ausgelöst
wird, im Vergleich zu dem Fall, bei dem das Laserradar 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.
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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.
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Die
Ausführung
bildet somit ein System zum Steuern/Regeln eines Fahrzeugs 10 mit
einer Räder W
des Fahrzeugs bremsenden Bremse (elektromagnetisches Solenoidventil 36,
hydraulischer Bremsmechanismus 38), umfassend: ein erstes
Hinderniserfassungsmittel (Laserradar 12, Laserradar-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 (Millimeterwellen-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 Bestimmen, 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.
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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 unangenehmes Gefühl
bekommt, wenn das erste Hinderniserfassungsmittel, d.h. das Laserradar 12,
außer
Betrieb geht.
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Das
System kann ferner ein Alarmsteuermittel (ECU 16, S12 – S14) aufweisen,
um einen Alarm auf der Basis einer Ausgabe des ersten Hinderniserfassungsmittels
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 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 Hinderniserfassungsmittel außer Betrieb ist.
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Mit
dieser Anordnung wird zusätzlich
zu den oben erwähnten
Vorteilen der Abstand La, bei dem der Alarm ausgelöst wird,
vergrößert, oder
anders 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
Hinderniserfassungsmittels (Laserradar 12) feststellen,
indem er die Vorverlagerung der Alarmauslösung bemerkt.
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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.
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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 bestimmt wird. Das Bremssteuermittel (ECU 16,
S16 – S18)
leitet die Bremsbetätigung
ein, wenn der Abstand L im Bereich des ersten vorbestimmten Werts
Lb oder des zweiten vorbestimmten Werts Lb – ΔX liegt.
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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 Betätigung
des Alarms ein, wenn der Abstand L im Bereich des dritten vorbestimmten
Werts La oder des vierten vorbestimmten Werts La + ΔX liegt.
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Hier
ist das erste Hinderniserfassungsmittel ein Laserradar, und das
zweite Hinderniserfassungsmittel ist ein Millimeterwellen-Radar,
dessen Posi tionserfassungsgenauigkeit unter der des Laserradars liegt.
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Wenn
der erfaßte
Abstand kleiner als der zur Alarmauslösung oder Bremsung ist, d.h.
wenn das Ergebnis in S12 oder S16 ja ist, wird im Flußdiagramm
von 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 Warnanzeige kann das Muster des Alarms
gleichmäßig sein.
Bei Verwendung eines Audiosystems kann während des Alarms der Ton gleichmäßig gehalten 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 abnehmendem Abstand vergrößert werden.
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Wenn
im Flußdiagramm
von 4 in Schritt S10 bestimmt wird, daß das Laserradar 12 außer Betrieb
ist, kann das System eine Anzeige anschalten, um den Fahrer hierüber zu informieren.
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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 Radartypen
verwenden.
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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 Millimeterwellen-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 Radareinrichtungen
ist nicht auf zwei begrenzt, sondern es können auch drei und mehr Radarvorrichtungen
miteinander kombiniert werden.
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Die
Erfindung betrifft ein Fahrzeugsteuer/Regelsystem mit einem Laserradar 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 Abstand von dem Fahrzeug
zu dem Hindernis kleiner als ein erster vorbestimmter Wert ist oder
kleiner als ein dritter vorbestimmter Wert. Ferner wird ein Millimeterwellen-Radar 14 verwendet,
dessen Positionserfassungsgenauigkeit 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 Alarmauslösung 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
bekommt.