DE19962533A1

DE19962533A1 - Einrichtung zur Prüfung der Funktionsweise einer Abstandsregeleinrichtung eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE19962533A1
Application number: DE19962533A
Authority: DE
Inventors: Rene Dietrich
Original assignee: Mannesmann VDO AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1999-12-23
Filing date: 1999-12-23
Publication date: 2001-07-05
Anticipated expiration: 2019-12-24
Also published as: DE19962533B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Prüfung der Funktionsweise einer Abstandsregeleinrichtung eines Kraftfahrzeuges, wobei die Abstandsregeleinrichtung in Abhängigkeit der von ihr bestimmten, die Regelsituation wiedergebenden Regeldaten des Kraftfahrzeuges den Abstand des Kraftfahrzeuges zu einem vorausfahrenden Fahrzeug einstellt. Bei einer Einrichtung, welche auf einfache Weise eine sicherheitskritische Bewertung der von der Abstandsregeleinrichtung ausgegebenen Daten möglich ist, ist die vom Kraftfahrzeug entkoppelt im Reglermode betreibbare Abstandsregeleinrichtung (3) mit einer Simulationseinrichtung (S) verbunden, welcher über eine Eingabeeinrichtung (27, 28) Fahrzeugbedienungssignale zuführbar sind, wobei in der Simulationseinrichtung (S) tatsächliche, während einer Fahrt des Kraftfahrzeuges aufgenommene Daten eines Abstandssensors (30) und Fahrzeugdaten gespeichert sind und die Simulationseinrichtung (S) Steueregrößen des Fahrzeuges mittels eines Simulationsprogramms bestimmt, welche an die Abstandsregeleinrichtung ausgegeben werden und die von der Abstandsregeleinrichtung bestimmten und ausgegebenen Regeldaten einer Prüfeinrichtung zur sicherheitskritischen Bewertung der Regeldaten zugeführt werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Prüfung der Funktionsweise ei ner Abstandsregeleinrichtung eines Kraftfahrzeuges, wobei die Abstands regeleinrichtung in Abhängigkeit der von ihr bestimmten, die Regelsitua tionen wiedergebenden Regeldaten des Kraftfahrzeuges den Abstand des Kraftfahrzeuges zu einem vorausfahrenden Fahrzeug einstellt.

Aus der DE 198 06 373 ist eine Einrichtung zur Prüfung der Funktionswei se einer Abstandsregeleinrichtung eines Kraftfahrzeuges bekannt, bei welcher neben der Abstandsregeleinrichtung eine autark arbeitende Refe renzeinrichtung, welche eine Videokamera enthält, vorhanden ist. Dabei werden die von der Abstandsregeleinrichtung ermittelten Werte mit den Werten verglichen, welche die Videokamera von der tatsächlichen Ver kehrssituation vor dem Kraftfahrzeug aufgenommen hat. Durch den Ver gleich dieser Parameter können Aussagen darüber getroffen werden, ob die von der Abstandsregeleinrichtung ausgegebenen Signale den an die Abstandsregeleinrichtung gestellten Sicherheitskriterien entsprechen.

Die beschriebene Einrichtung ist aber nur im Kraftfahrzeug selber einsetz bar. Darüber hinaus ist die Verwendung von Videokameras mit zugehöri ger Auswerteelektronik sehr teuer.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Prüfung der Funktionsweise der Abstandsregeleinrichtung anzugeben, welche auf einfache Weise eine sicherheitskritsche Bewertung der von der Abstandsregeleinrichtung ausgegebenen Daten ermöglicht, unabhängig davon, ob die Abstandsregeleinrichtung im Fahrzeug verbaut ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die vom Kraft fahrzeug entkoppelt im Reglermode betreibbare Abstandsregeleinrichtung mit einer Simulationseinrichtung verbunden ist, welcher über eine Einga beeinrichtung Fahrzeugbedienersignale zuführbar sind, wobei in der Simulationseinrichtung tatsächliche, während einer Fahrt des Kraftfahr zeuges aufgenommene Daten eines Abstandssensors und Fahrzeugda ten gespeichert sind, und die Simulationseinrichtung auf der Grundlage der gespeicherten Daten Steuergrößen des Fahrzeuges mittels eines Si mulationsprogrammes bestimmt, welche an die Abstandsregeleinrichtung ausgegeben werden und die von der Abstandsregeleinrichtung ausgege benen Regeldaten einer Prüfeinrichtung zur sicherheitskritischen Bewer tung zugeführt werden.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß mit Hilfe der Simulationseinrichtung eine reale Umgebung der Abstandsregeleinrichtung simuliert werden kann, ohne daß die Abstandsregeleinrichtung fest in einem Fahrzeug ein gebaut ist. Dem Steuergerät wird somit das Verhalten eines Kraftfahrzeu ges softwaremäßig vorgespielt. Alle physikalischen Werte wie Fahrzeug geschwindigkeit, Gang, Drosselklappen-Ist-Wert und Motordrehzahl wer den aus den Eingangsdaten berechnet oder statisch festgelegt. Bediener signale (Geschwindigkeitswähl-Bedienhebel, Pedalwertgeber, Wahlgang) werden über die Eingabeeinheit, beispielsweise einer PC Tastatur simu liert.

Für einen Funktionstest des Steuergerätes nach der Herstellung am Band ende ist eine solche Einrichtung genauso geeignet wie zu Entwicklungs zwecken, wo veränderte Regelprogramme der Abstandsregeleinrichtung getestet werden können.

Die Prüfeinrichtung bewertet in einer dynamischen Betrachtung alle von der Abstandsregeleinrichtung erzeugten Signale auf Plausibilität. Damit dies möglich ist, sind in der Simulationseinrichtung in verschiedenen Zeit abständen aufgenommene Daten gespeichert.

Vorteilhafterweise weisen die Abstandsregeleinrichtung und die Simulati onseinrichtung hinsichtlich der Funktion gleiche Schnittstellen zum Daten austausch auf. Aufgrund dieser Ausgestaltung entfallen Datenanspas sungseinrichtung, was zu einer besonders kostengünstigen Lösung führt.

In einer Ausgestaltung ist die Simulationseinrichtung selbst als Prüfein richtung ausgebildet, was ebenfalls zur Kosteneinsparung beiträgt.

Zur Bestimmung der voraussichtlichen Fahrspur des Kraftfahrzeuges durch die Abstandsregeleinrichtung wandelt die Simulationseinrichtung die gespeicherten und ausgegebenen Daten des Abstandssensors und die von der Abstandsregeleinrichtung errechneten Daten in eine annä hernd maßstabsgerechte Draufsicht der effektiven Regelsituation vor dem Fahrzeug um, welche auf einer Anzeigeeinrichtung zur Anzeige gebracht werden. Der Vorteil besteht darin, daß alle von der Abstandsregeleinrich tung ermittelten Werte auf einem Bildschirm darstellbar sind und durch den Bediener bewertet werden können.

Zu weiteren Simulationszwecken können die Daten in der Abstandsregel einrichtung verändert werden, wobei diese Veränderung sofort auf der Anzeigeeinrichtung sichtbar wird.

Vorteilhafterweise ist die Abstandsregeleinrichtung zur Schnittstellener weiterung mit mehreren Simulationseinrichtungen verbunden, wobei jede Simulationseinrichtung eine andere Betriebssituation des Fahrzeuges si muliert und die einzelnen Simulationseinrichtungen über codierte Informa tionen der Eingabeeinheit angesprochen werden. Solche Betriebssituatio nen, wie sie durch die einzelnen Simulationseinrichtungen dargestellt werden, sind beispielsweise eine Leerlaufregelung, ABS, Regelung eines aktiven Fahrwerkes und ähnliches.

Die Eingabe der codierten Information gestaltet sich dabei insbesondere sehr einfach, wenn sie über die eine Tastatur enthaltende Eingabeeinheit erfolgt.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll an hand der in den Figuren dargestellten Zeichnungen näher erläutert wer den.

Es zeigt:

Fig. 1 Anordnung der Abstandsregeleinrichtung in einem Kraft fahrzeug,

Fig. 2 Simulationseinrichtung

Fig. 3 Erfindungsgemäße Einrichtung

Gleiche Merkmale sind mit gleichem Bezugszeichen gekennzeichnet.

In Fig. 1 ist an dem Stoßfänger 2 eines Kraftfahrzeuges 1 ein automati sches Geschwindigkeits- und Abstandsregelsystem 3 zur Einhaltung des Sicherheitsabstandes von Fahrzeugen angeordnet. Bei Annäherung des geregelten Fahrzeuges 1 an ein langsameres Fahrzeug wird automatisch die Geschwindigkeit beeinflusst und über diese der Abstand zum voraus fahrenden Fahrzeug reguliert. Ist der Fahrkorridor wieder frei, beschleu nigt das System das Fahrzeug auf die zuvor eingestellte Wunschge schwindigkeit.

Das Ein- Ausschalten des Geschwindigkeits- und Abstandsregelsystems 3 erfolgt per Bedienhebel 9. Auch die Wunschgeschwindigkeit des Fahr zeuges wird mit Hilfe des Bedienhebels 9 eingestellt. Die vom Fahrer ge wünschte Reisegeschwindigkeit wird so gespeichert, erhöht oder verrin gert.

Über ein Bussystem 4 ist das automatische Geschwindigkeits- und Ab standsregelsystem 3 mit der Motorsteuerung 5, der Bremse 7 und dem Getriebe 8 verbunden. Elektronische Befehle regulieren die Geschwindig keit zum vorausfahrenden Fahrzeug solange, bis der gewünschte Abstand erreicht ist.

Über eine Anzeigeeinheit 6, die ebenfalls mit dem Geschwindigkeits- und Abstandsregelsystem 3 über das Bussystem 4, vorzugsweise einen Can- Bus angesteuert wird, wird die aktuelle Geschwindigkeit und auch der Ab stand zum vorausfahrenden Fahrzeug angezeigt.

In Fig. 2 sind schematisch die einzelnen Komponenten einer Simulati onseinrichtung S dargestellt. Der Mikrocontroller 11 bildet das Kernstück der Simulationseinrichtung S. Dabei sind alle wichtigen Schnittstellen auf einem Chip gemeinsam mit dem Mikroprozessor 11 angeordnet. Als Schnittstellen sind zu nennen, die Can-Bus-Schnittstelle 12, die synchro ne Schnittstelle 15 für den Anschluss eines Radarsensors, die synchrone Schnittstelle 13 für den K-Bus des Kraftfahrzeuges der zum Kombi- Instrument führt und die synchrone Schnittstelle 14 für die Diagnose, 4 A/D- Wandler 16 und 4 D/A- Wandler 17, 12 digitale Eingänge 18 und 12 digitale Ausgänge 19 für die Kraftfahrzeugperipherie. Die Stromversor gung 23 kann dabei entweder über ein 12 V-Netzgerät oder über die Bordspannung des Fahrzeuges erfolgen. Über eine parallele Schnittstelle 20 ist ein PC 27 an die Simulationseinrichtung S anschließbar. Darüber hinaus ist ein Seriell/Parallel-Umsetzer für ein Multifunktionslenkrad 24 vorgesehen. Über eine Modulschnittstelle 21 sind bei Vorhandensein von mehreren Simulationseinrichtungen S die einzelnen Simulationseinrich tungen mittels ihrer Adressen auswählbar und erkennbar.

Mit Hilfe einer LED-Anzeige 24 ist der Betriebszustand der Simulationsein richtung erkennbar.

In Fig. 3 ist die Verbindung der Simulationseinrichtung S mit der Ab standsregeleinrichtung 3 dargestellt. Dabei sind insbesondere durch punktierte Striche die Verbindung des Abstandsregelgerätes 3 mit den im Kraftfahrzeug 1 befindlichen Einrichtungen wie Kombinationsgerät 25 Sensoren 26 und Getriebe 6 dargestellt. Bei der Prüfung der Abstandsre geleinrichtung 3 werden nur die durchgezeichneten Verbindungen zwi schen Simulationseinrichtung S und Abstandsregeleinrichtung 3 verwen det. Darüber hinaus ist die Abstandsregeleinrichtung 3 nach Installation im Kraftfahrzeug mit dem Radarsensor 30 verbunden, dessen Signale ebenfalls durch die Simulationseinrichtung S simuliert werden.

Während des normalen Betriebszustandes des Geschwindigkeits- und Abstandsregelsystems 3 im Kraftfahrzeug 1 sendet der Radarsensor 30 zum Beispiel alle 60 Millisekunden in Fahrtrichtung des Fahrzeuges 1, Sensorsignale 10 aus (Fig. 1), welche von den Hindernissen und Fahr zeugen, die sich im Signalstrahl 10 des Sensors 30 befinden, reflektiert werden. Aus diesen reflektierten Signalen wird von einer im Sensor 30 integrierten Signalaufbereitungsschaltung der Abstand und die relative Geschwindigkeit der sich vor dem Fahrzeug befindenden Hindernisse be stimmt.

Über die synchrone Schnittstelle 15 werden zu Simulationszwecken die von dem Radarsensor 30 während des tatsächlichen Fahrbetriebes auf genommen Daten an die Synchronisationseinrichtung S geliefert und dort abgespeichert. Im Testfall gibt dann die Simulationseinrichtung S diese Daten an das Abstands- und Geschwindigkeitsregelsystem 3 aus. Die so übertragenen Sensordaten werden von der Abstandsregeleinrichtung ausgewertet und über das Bussystem 4 des Kraftfahrzeuges an die Si mulationseinrichtung S gesendet.

Das gewünschte Simulationsprogramm wird der Einfachheit halber auf einem Personalcomputer 27 erstellt, welcher zur Steuerung des Testes über die parallele Schnittstelle 20 an die Simulationseinrichtung S weiter gegeben wird. Programmgemäß werden dann die einzelnen Schnittstellen angesteuert und so die gewünschten Daten an die Abstands- und Ge schwindigkeitsregeleinrichtung 3 ausgegeben, welcher dadurch vorge täuscht wird, daß das Steuergerät 3 sich in einem Fahrzeug befindet. Pro Zeiteinheit werden aus den von der Simulationseinrichtung S gene rierten und an die Abstandsregeleinrichtung 3 ausgegebenen Daten von der Abstandsregeleinrichtung 3 regelspezifische Daten ermittelt, aus de nen die Abstandsregeleinrichtung 3 den voraussichtlichen Fahrkorridor des Kraftfahrzeuges bestimmt. Die Simulationseinrichtung S leitet diese regelspezifische Daten an den Personalcomputer 27 weiter, welcher sie auf einen Monitor 29 zur Anzeige ausgibt. So kann die sicherheitskritische Prüfung der regelspezifischen Daten durch einen visuellen Vergleich mit den von der Simulationseinrichtung S erstellten Daten erfolgen.

Für die Simulation ist eine Menüfunktion erforderlich, welche die Abfrage der Tastatur 28, die mit dem PC 27 verbunden ist, erlaubt. Über die Tas tatur 28 können beispielsweise folgende Signale eingegeben werden, die sonst vom Fahrzeugführer ausgeführt werden.

Wahlhebel:
P - Parken
R - Rückwärts
N - Neutral
D - Drive
0 - Zwischengang
1 - Erster Gang
2 - Zweiter Gang
3 - Dritter Gang
4 - Vierter Gang
5 - Fünfter Gang

Geschwindigkeitsregelfunktionen:
W = speichern
Wunschgeschwindigkeit erhöhen S+B,
Wunschgeschwindigkeit verringern S-B
A - Aus

IST Gang:
Erster Gang,
Zweiter Gang,
Dritter Gang,
Vierter Gang

Beobachtungsdaten:
Eingang: Beschleunigung, Bremse, Drosselklappe, Abstandssteuereinheit ein.
Ausgang: Drosselklappe, Geschwindigkeit, Raddrehzahl, Motordrehzahl, Kupplung.

Grundsätzlich gilt für jede Datenübertragung, daß der PC als Master und die Simulationseinrichtung als Slave arbeiten.

Die Signalleitungen der Schnittstellen sind mit einem Widerstand entkop pelt. Bei den seriellen Schnittstellen sind die erforderlichen Abschlußwi derstände, zum Beispiel der Busabschlußwiderstand, vorhanden. Zu die sem Zweck sind Schalter vorhanden, mit denen der entsprechende Ab schlußwiderstand zu- oder weggeschaltet werden kann.

Um die Testeinrichtung mit mehreren Simulationseinrichtungen betreiben zu können, weist jede Simulationseinrichtung eine Moduladresse (Schnitt stelle 21) auf, die ebenfalls vom PC 27 angesprochen werden. Die LED Anzeige 22 dient zur direkten Anzeige der L/H Potentiale der digitalen Ein- bzw. Ausgänge. Die LEDs werden von der Bordnetzspannung gespei chert.

Claims

1. Einrichtung zur Prüfung der Funktionsweise einer Abstandsregelein richtung eines Kraftfahrzeuges, wobei die Abstandsregeleinrichtung in Abhängigkeit der von ihr bestimmten, die Regelsituation wiedergeben den Regeldaten des Kraftfahrzeuges den Abstand des Kraftfahrzeuges zu einem vorausfahrenden Fahrzeug einstellt, dadurch gekennzeich net, daß die vom Kraftfahrzeug entkoppelt im Reglermode betreibbare Abstandsregeleinrichtung (3) mit einer Simulationseinrichtung (S) ver bunden ist, welcher über eine Eingabeeinrichtung (27, 28) Fahrzeug bedienungssignale zuführbar sind, wobei in der Simulationseinrichtung (S) tatsächliche, während einer Fahrt des Kraftfahrzeuges aufgenom mene Daten eines Abstandssensors (30) und Fahrzeugdaten gespei chert sind und die Simulationseinrichtung (S) Steuergrößen des Fahr zeuges (1) mittels eines Simulationsprogramms bestimmt, welche an die Abstandsregeleinrichtung (3) ausgegeben werden, und die von der Abstandsregeleinrichtung (3) bestimmten und ausgegebenen Regel daten einer Prüfeinrichtung (S) zur sicherheitskritischen Bewertung der Regeldaten zugeführt werden.

2. Einrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Ab standsregeleinrichtung (3) und die Simulationseinrichtung (S) hinsicht lich der Funktion gleiche Schnittstellen (12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20) zum Datenaustausch aufweisen.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Si mulationseinrichtung (S) gleichzeitig die Prüfeinrichtung ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Si mulationseinrichtung (S) zur Prüfung der durch die Abstandsregelein richtung (3) bestimmten voraussichtlichen Fahrspur des Kraftfahrzeugs (1) die gespeicherten und ausgegebenen Daten des Abstandssensors (27) und die von der Abstandsregeleinrichtung (3) errechneten Daten in eine annähernd maßstabsgerechte Draufsicht der effektiven Regel situation vor dem Fahrzeug (1) umsetzt, welche auf einer Anzeigeein richtung (29) zur Anzeige gebracht werden.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Ab standsregeleinrichtung (3) mit mehreren Simulationseinrichtungen (S) verbunden ist, wobei jede Simulationseinrichtung (S) eine andere Be triebssituation des Fahrzeuges (1) darstellt und die einzelnen Simulati onseinrichtungen (S) über codierte Informationen angesprochen wer den.

6. Einrichtung nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß die co dierte Information über die Eingabeeinheit (27, 28) eingebbar ist.