DE2623643A1

DE2623643A1 - Verfahren zum autarken regeln des sicherheitsabstandes eines fahrzeuges zu vorausfahrenden fahrzeugen und vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens

Info

Publication number: DE2623643A1
Application number: DE19762623643
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dr Ing Heitmeyer; Walter Dipl Ing Kostelesky; Erwin Dipl Phys Wuechner
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1976-05-26
Filing date: 1976-05-26
Publication date: 1977-12-08
Also published as: FR2353089A1; GB1583664A; FR2353089B1; US4158841A; JPS604011B2; DE2623643C2; JPS52145934A

Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft
Stuttgart-Untertürkheiin

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Daim 1o 939A

Verfahren zum autarken Regeln des Sicherheitsabstandes eines Fahrzeuges zu vorausfahrenden Fahrzeugen und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum autarken Regeln des Sicherheitsabstandes eines Fahrzeuges zu vorausfahrenden Fahrzeugen, insbesondere für gleislose Fahrzeuge mit einer Abstands- und/oder Relativgeschwindigkeit smessung. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Derartige Geräte messen entweder den Abstand zum möglichen Kollisionspartner und gewinnen durch Differentiation die Relativgeschwindigkext (z. B. Impulsradar) oder direkt Abstand und Relativgeschwindigkeit (z. B. Impuls-Doppler-Radar)· Verbreitet sind auch Geräte, die Abstände und Relativgeschwindigkeit "zu mehreren Zielen "gleichzeitig" ermitteln («vadfe Mehrzielradar). Unter Berücksichtigung der Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs kann

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ein Unterschreiten eines zu fordernden Sicherheitsabstandes angezeigt werden (Warngerät) oder die notwendige Bremsverzögerung des eigenen Fahrzeugs ermittelt werden und evtl. automatisch eine Abbremsung des Fahrzeugs eingeleitet werden (Abstandsregelung).

Wenn Einrichtungen der obenbeschriebenen Art bisher im Straßenverkehr noch keine Verbreitung gefunden haben, obwohl sich viele Stellen intensiv mit der Entwicklung derartiger Geräte beschäftigen, so liegt dies zunächst noch an prinzipiellen Schwierigkeiten.

Bisherige Untersuchungen haben ergeben, daß eine Reihe von Meßverfahren geeignet sind, Abstand und Relativgeschwindigkeit zu möglichen Kollisionspartnern zu ermitteln. Insbesondere Radarmeßverfahren ermöglichen ein Erkennen von Zielen auch unter ungünstigen ¥itterungsbedingungen (Schnee, Regen, Nebel). Es ist prinzipiell möglich, nicht nur Kraftfahrzeuge, sondern auch Fußgänger und Gegenstände zu erkennen.

Da Geräte der beschriebenen Art in Kraftfahrzeugen immer nur ein bestimmtes, vor dem eigenen Fahrzeug liegendes Gebiet abtasten können, werden nicht nur Fahrzeuge oder Hindernisse auf der eigenen Fahrspur erfaßt, sondern auch Fahrzeuge auf benachbarten Fahrspuren oder Gegenstände am Rande der Fahrspur. Insbesondere in Kurven besteht die Gefahr von Falschalarmen, d. h. von Fehlwarnungen des Fahrers oder von ungerechtfertigten Eingriffen in das Bremssystem.

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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, mit welchem die Regelung des Sicherheitsabstandes unter Ausschaltung von Falschalarmen möglich ist, welches insbesondere Meßweite und Meßbereich den Straßenverhältnissen anpaßt, ausgedehnte Störziele unterdrückt und mit etwa gleicher Geschwindigkeit vorausfahrende Fahrzeuge als •'Führungsgröße" benutzen kann. Weiter ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens anzugeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß^ dadurch gelöst, daß

a) mittels des Lenkradeinschlags und/oder der Querbeschleunigung gegebenenfalls unter Berücksichtigung von Schwenk- und Öffnungswinkel der Antenne ermittelt wird, ob sich ein erfaßtes Ziel innerhalb der maximal störungsfreien Meßweite befindet, und/oder

b) der Schwenkwinkel der Antenne und gegebenenfalls der Öffnungswinkel des Sendestrahls abhängig vom Lenkradeinschlag und/oder von der Querbeschleunigung verändert wird

und/oder

c) ausgedehnte Ziele durch getrennte Messung von Abstand und Relativgeschwindigkeit und durch Vergleich von

1. der gemessenen Abstandsänderung mit der durch Integration aus der Relativgeschwindigkeit errechneten Abstandsänderung oder 2. der gemessenen Relativgeschwindigkeit mit der durch Differentiation aus den gemessenen Abstand errechneten Relativgeschwindigkeit unterdrückt werden
und/oder

d) aus allen Zielen ein als "vorausfahrendes Fahrzeug" erkanntes Ziel bevorzugt wird,

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und daß die nach a) bis d) ermittelten Werte mit gemessenem Abstand, gemessener Relativgeschwindigkeit und gemessener Eigengeschwindigkeit zu Regelgrößen für das Fahrzeug und/oder zu einem Warnsignal für den Fahrer verknüpft werden.

Durch Kombination dieser vier Einzelkriterien kann ein störungsfreier Betrieb einer Abstandsregelung in verschiedenen Fahrsituationen erreicht werden, obwohl jedes Kriterium für sich ebenfalls eine Verbesserung bestehender Verhältnisse bedeutet.

So überdeckt Kriterium a für sich alleine nur die Fahrt beispielsweise in einer Kurve mit festem Radius. Bei Kurvenein- und -ausfahrt (Klotoiden) muß die Abgrenzung des störungsfreien Raumes zwangsläufig unzureichend sein.

Für Kriterium b kann ähnliches gesagt werden wie zu Kriterium a. Die Ausrichtung der schwenkbaren Radarkeule ist optimal möglich nur für eine langgezogene Kurve. Eine leichte Fehlausrichtung bei Kurvenein- und -ausfahrt ist kurzzeitig nicht zu vermeiden. In diesen Fällen ist Kriterium c trotzdem wirksam. Dieses Kriterium setzt zwar voraus, daß die Relativgeschwindigkeit unabhängig vom Abstand ermittelt wird (Dopplerauswertung), ist aber praktisch bei jeder stärkeren Krümmung der Fahrbahn gegenüber den ständig vorhandenen Leitplanken und Blendschutzzäunen wirksam.

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-3 2 6 2 3 G Λ 3

Während die Kriterien a bis c im wesentlichen Störausschaltung in der Horizontalen, d. h. für Störziele links und rechts neben der eigenen Fahrspur betreiben, ist mit Kriterium d auch eine Störausschaltung in der Vertikalen, d. h. für Ziele über der Fahrbahn, möglich.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung eines schema tisch dargestellten Ausführungsbeispiels zu entnehmen. In der Zeichnung zeigen:

Pig. 1 eine Prinzipskizze zu Kriterium a,

Fig. 2 eine Prinzipskizze zu Kriterium b,

Fig. 3 eine weitere Prinzipskizze zu Kriterium b,

Fig. h eine Prinzipskizze zu Kriterium c,

Fig. 5 eine Prinzipskizze zu Kriterium d und

Fig. 6 ein scheniatiscb.es Schaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Anhand der Figuren 1 bis 5 werden zunächst die Kriterien a bis d einzeln erläutert.

Kriterium a

Bei Kurvenfahrt, Fig. 1, wird die maximale störungsfreie Meßweite a begrenzt, d. h. Ziele in Entfernungen a -^ a werden unterdrückt. Hißt man die Querbeschleunigung und

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rite Geschwindigkeit oder den Lenlcradeinschlag, so kann die Krümmung l/R der Kurve (R=Kurvenradius) bestimmt werden. Geht man von einem mittig fahrenden Fahrzeug aus, so läßt sich unter Berücksichtigung des Öffnungswinkels dv. des "MeOs trahls" sowie einer mittleren Fahrspurbreite b die maximale störungsfreie Meßweite a erinit te In.

Es gilt, falls der Sender in Richtung der Fahrzeuglängsachse weist

a = -JR[sin Λ./2 t- V R²sin² tL/Z + b-JRJ

Zur Bestimmung von R eignet sich insbesondere bei höheren Geschwindigkeiten die Querbeschleunigung b in Verbindung mit der Eigengeschwindigkeit v, während bei niedrigen Geschwindigkeiten sich der Lenkradeinschlag ß_T anbietet.

Verzichtet man auf eine Messung der Querbeschleunigung oder des Lenkradeinschlags und damit auf eine Bestimmung der Fahrbahnkrümmung, so sollte von dem minimalen Radius ausgegangen werden, der auf den zu befahrenden Straßen auftritt. Mit Gleichung 1 läßt sich dann die störungsfreie Meßweite errechnen, unter der mit Sicherheit keine Falschalarme auftreten. So ist z. B. auf Autobahnen mit minimalen Radien um 6oo m zu rechnen, für d\. ■= 2,k und b = 4,15 m ergibt sich dann eine störungsfreie Meßweite von ko m.

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Kriterium b

Es sind Einrichtungen bekannt, wonach Scheinwerfer oder Meßvorrichtungen an Kraftfahrzeugen schwenkbar angeordnet sind und bei Kurvenfahrt in Abhängigkeit vom Lenkradeinschlag oder der Querbeschleunigung in die Kurve hineinschwenken. Der Schwenkwinkel wird z. B. so gewählt, daß bei einer gegebenen Geschwindigkeit ein stehendes Hindernis noch rechtzeitig erkannt wird, d. h. noch mit der theoretisch möglichen Verzögerung bei gegebenem Straßenzustand abgebremst werden kann. Derartige Schwenkbedingungen verbessern zwar die Kurveneinsicht, liefern Jedoch nicht optimale Störverhältnisse. -Reagiert z. B~. ein Fahrer in einem mit Warngerät ausgerüsteten Fahrzeug nicht mit Vollbremsung, wenn ein stehendes Hindernisauftaucht, so kommt es zwangsläufig zu einem Auffahrun— fall*

Es ist deshalb vorteilhaft, den Schwenkwinkel γ in Kurven so zu wählen, daß eine ausreichende Kurveneinsicht bei gleichzeitiger maximaler störungsfreier Meßweite erzielt wird. Dann nämlich tritt ein Minimum an Falschalarmen in Kurven auf.

Hierzu muß in engeren Kurven (auf Schnellstraßen) bis an den Kurveninnenrand geschwenkt werden (Fig. 2) .

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-Jb-

Für den Schwenkwinkel gilt exakt

= Cf _T - ck,/2 für R >0

γ =-<f_T + <L/2

Mit sehr guter Näherung kann

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arccos

(2)

(3)

gesetzt werden.

In weiteren Kurven (z. B. |r|:>25oo m für Λ.= 2,4°) darf
nicht bis an den Kurveninnenrand geschwenkt werden, sondern nur so weit, daß sich gleiche Abstände zum linken und rechten Rand ergeben (Fig· 3)·

Aus dieser Bedingung läßt sich der Schwenkwink·! berechnen, es gilt

jp

So erhält man z. B. für

für \r|^25oo m (5)

2,4°, b = 4,15 m, k « 2978 Grd/e.

Für eine schwenkbare Antenne kann Kriterium a ebenfalls ange wandt werden. Für die störungsfreie Meßweit· a gilt bei g·- schvtnktta Meßstrahl:

-|κ|β±η(

- γ

+\ R²sin²(

|R|b (6)

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- ψ - Oaim to 939/4

Mögliehe Ver·infachung:

Eine Unterdrückung von Palschalarmen kann auch hler durch Vergleich des zu einem Hindernis ermittelten Abstandes a

mit der störungsfreien Heßweite a erfolgen. Ziele mit a ^ befinden sich auf der eigenen Fahrspur«

Wird auch der Öffnungsvinkel <^-~~des Sendestrahls, beispielsweise abhängig vom Lenkradeinschlag oder der Querbeschleunigung verändert, so kann jdi· störungsfrei» Meßweite in Kurven» in gewissem Sinne "optimiert* werdenί ui . ' Γ -·'--, «. ι

Kriterium c

Ein Großteil der Palschalarrae ist zurückzuführen auf Pestzie-1· am Rande der Fahrbahnen, insbesondere Leitplanken und Blendschutzzäune in Kurven sowie Brücken und Schilder. Es besteht nun, zumindest für "ausgedehnte Ziele" an denen vorbeigefahren wird, wie Leitplanken und Blendschutzzäune, aber auch Tunnels, eine Möglichkeit, diese von stehenden Fahrzeugen oder Hindernissen* auf die zugefahren wird, zu unterscheiden, wenn Abstand und Relativgeachwindigkeit getrennt (d. h. die Relativgeschwindigkeiten nicht durch Differentiation der Abstände) erhalten werden·

Hierzu ist ein typischer Fall die Vorbeifahrt an einer Leitplanke oder einem Blendschutzzaun in einer Kurve (Fig. 4).

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Gleichgültig, ob der "Meßstrahl¹* in die Kurve hineinge-, schwenkt wird oder nicht, zeigt eine Meßeinrichtung (z. B. Impuls-DoppeIradar) einen oder mehrere (Mehrzielradar) relativ konstante Abstände beim Durchfahren einer Kurve mit konstanter Krümmung an. Die Relativgeschwindigkeit ist praktisch identisch mit der Fahrgeschwindigkeit (Pestziel).

Wird auf ein auf der eigenen Fahrspur stehendes Hindernis zugefahren, so verringert sich der Abstand entsprechend der gefahrenen Geschwindigkeit ständig, im Gegensatz zur Leitplanke, wo die Abstände relativ konstant bleiben.

Wird zu einer Zeit t. ein Abstand a. und eine Relativgeschwindigkeit ν ermittelt und zum späteren Zeitpunkt t„ ein Abstand a_ und eine Relativgeschwindigkeit V₀₀, so muß gelten (entsprechend dem fundamentalen Zusammenhang zwischen Abstandsänderung und (Relativ-)Geschwindigkeit)·

t, (8)

oder für t₂

^ v_R (9)

Obige Formulierung gilt exakt bei analoger Messung von Abstand und Relativgeschwindigkeit. Werden Abstand und ReIativgeschwindigkeit digital gemessen (entsprechend bestimmten Genauigkeiten), so ist eine Entscheidung, ob es sich um ein Ziel, entsprechend z. B. einer Leitplanke oder möglicherweise um ein Hindernis auf der eigenen Fahrspur handelt, erst

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dann möglich, wenn die zu erwartende, nach Gleichung (8) berechnete Abstandsänderung größer oder gleich der digital meßbaren, kleinsten Abstandsänderung ist. Erfolgt zu diesem Zeitpunkt nicht die zu erwartende Abstandsänderung, handelt es sich mit Sicherheit um einen Falschalarm.

Es werden also bei digitalen Meßverfahren des Abstandes die Zeitpunkte zu erwartender Abstandsänderungen bestimmt. Erfolgt keine Abstandsänderung zu diesen Zeitpunkten, werden die ermittelten Meßwerte unterdrückt. Bei analogen Meßverfahren oder Verfahren, die den Abstand sehr genau ermitteln, differenziert man sinnvollerweise die gemessenen Abstände und vergleicht die auf diese Weise gewonnene Geschwindigkeit mit der gemessenen Geschwindigkeit.

Zu bemerken ist, daß dieses Verfahren nicht nur für Festziele anwendbar ist, d. h. für Fahrgeschwindigkeiten ν = Relativgeschwindigkeit ν , sondern auch für ν £ ν, was

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besonders vorteilhaft zur Unterdrückung von Falschalarmen verwendet werden kann, die entstehen, wenn z. B. in Kurven an langsameren Fahrzeugen vorbeigefahren wird.

Mit dem beschriebenen Verfahren besteht insbesondere die Möglichkeit, kurzzeitige Störungen zu unterdrücken, da die gemessenen Abstände stets über eine bestimmte, durch die Relativgeechwindigkeit und die Genauigkeit der Meßwerte gegebene Zeit verfolgt werden, bevor eine Meßwert-Übernahme zur Berechnung, z. B. des Sicherheitsabstandes, erfolgt.

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Kriterium d

Durch dieses Kriterium besteht die Möglichkeit, daß zumindest indan Fällen, in denen ein Fahrer einem vorausfahrenden Fahrzeug "längere Zeit" folgt, eine drastische Verminderung der Falschalarmrate zu erreichen. Voraussetzung ist, wie im folgenden ersichtlich wird, daß das Meßgerät nicht nur das nächste Ziel vermessen kann.

Die bisher bekannten, für den Einsatz im Straßenverkehr konzipierten Abstandsmeßeinrichtungen verfügen über einen starren Suchmodus, der dadurch gekennzeichnet ist, daß stets Abstand und Relativgeschwindigkeit zum nächsten, in manchen Fällen auch noch zum übernächsten Ziel ermittelt wird. Dieser festgelegte Suchmodus bedingt, daß Störziele, wie z. B. Brücken, automatisch einen Falschalarm auslösen, wenn sie in kürzerem Abstand als das vorausfahrende Fahrzeug vom Meßstrahl erfaßt werden (Fig. 5).

Entsprechend den im militärischen Bereich angewandten Verfahren der Zielverfolgung ("track") läßt sich ein flexibler Suchmodus so entwickeln, daß ein mit Priorität versehenes Ziel vorzugsweise vermessen wird. Das kann z. B. ein vorausfahrendes Fahrzeug sein, hinter dem schon eine gewisse, vorgegebene Zeit hergefahren wird.

Ein derartiges Verfahren setzt voraus, daß das Gerät in der Lage ist, wieder das gleiche Ziel zu erkennen. Dies kann jedoch sehr leicht erreicht werden, wenn man berücksichtigt, daß die Fahrzeuge in der Regel, in einer vorgegebenen Suchzeit, nur vorausberechenbare maximal auftretende Änderungen

des Abstandes A a und der Relativgeschwindigkeit Δ ν ausin κ

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führen. Die maximal auftretenden Änderungen des Abstandes und der Relativgeschwindigkeit ergeben sich bei einer Suchzeit T zunächst aufgrund der gemessenen bzw. maximal möglichen Verzögerungen oder Beschleunigungen b . Geht man von einer maximalen Verzögerung des vorausfahrenden Fahrzeugs

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von -8 m/s und einer maximalen Beschleunigung von 5 m/s des nachfolgenden Fahrzeugs aus, so erhält man für die maximal auftretende Relat^geschwindigkeitsänderung in der Suchzeit (sieht man von einem Aufprall zunächst ab)

T; b_max=-8 m/s²-5 m/s² (ioa)

Hierfür ergibt sich eine maximal auftretende Abstandsänderung in der Suchzeit von

^am <*> -^am <^t+T> = ^Aam = "¹Z^{2 b}max ^ <^1ob)

ο Für den Fall, daß das vorausfahrende Fahrzeug mit 5 m/s be-

schleunigt und das nachfolgende Fahrzeug mit -8 m/s verzögert gilt

v_H(t)-v_R(t+T) = Δν_β =-b_max .T (11a)

= ^Λ ^am = ¹/^{2 b}max ^ (

Das gleiche Ziel ist demnach zur Zeit t+T in einem durch die Gleichungen Io und 11 vorgegebenen Gebiet aufzusuchen.

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Befindet sich im obigen Gebiet kein Ziel, so wird das Ziel entweder nicht mehr erfaßt oder es ist zu einem Aufprall gekommen. Dann ist ein Ziel zu suchen mit ν = ν (Fahrgeschwindigkeit) und a (t) -a (t+T)<v.T. Befindet sich auch in diesem Gebiet kein Ziel, so ist nach einem neuen Ziel zu suchen (u. U. nur das nächste)·

Obiges Kriterium eignet sich insbesondere zur Unterdrückung von Störzielen mit deutlich unterschiedlicher Relativgeschwindigkeit zu dem verfolgten Ziel.

Hinsichtlich des Starts der Zielverfolgung sind bestimmte, einschränkende Bedingungen denkbar. So z. B. Übernahme in die Zielverfolgung nach einer vorgegebenen Verfolgungszeit oder nach Annäherung auf einen absolut störungsfreien Abstand (vgl. Kriterium a).

Fig. 6 zeigt ein schematisches Schaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Einem an sich bekannten Radargerät, .bestehend aus Sender und Antenne 1 und einer Signalauswerteschaltung 2 zur Ermittlung von gemessenem Abstand a und gemessener Relativgeschwindigkeit ν ist eine Vorrichtung

zum Schwenken der Antenne und zum Verändern des Sende-Strahls sowie eine erfindungsgemäße Recheneinheit k zugeordnet.

Die Recheneinheit k besteht aus fünf Teilen a bis e, von denen die Teile a bis d den Kriterien a bis d zugeordnet sind und Teil e eine Regeleinheit darstellt, welche aus den gemessenen Werten und aus den Entscheidungen der Einzelkriterien die Regelgrößen und Warnsignale bestimmt.

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In der ersten Entscheidungseinheit a befindet sich ein Krümmungsrechner 5ι der aus dem Lenkradeinschlag ß. oder aus Querbeschleunigung b und Eigengeschwindigkeit ν die Krümmung l/R der Fahrbahn errechnet. Dieser Wert geht zunächst nach Teil b, der einen Schwenkwinkelrechner 6 und einen Öffnungswinkelrechner 7 aufweist und in weichen Schwenkwinkel γ der Antenne 1 und Öffnungswinkel Λ. des Sendestrahls errechnet werden. Die beiden Werte y und Λ- gehen zur Antenne, um diese entsprechend einzustellen und zurück zur ersten Entseheidungseinheit a, wo sie zusammen mit der Krümmung einem Meßweitenrechner 8 eingegeben werden, der daraus (Gleichungen 1 bis 7) die maximal störungsfreie Meßweite a bestimmt. Mit dieser werden in der nachfolgenden ersten Vergleichseinheit 9 alle von der Antenne erfaßten Ziele verglichen und entschieden, ob sie innerhalb des durch a, J\, , "ybestimmten Meßbereiches liegen oder nicht. Alle außerhalb liegenden Ziele werden als Störziele unterdrückt. Teil c beinhaltet eine zweite Entscheidungseinheit, bestehend aus einem Diffrenzierglied 1o, in welchem entsprechend Gleichung 8 und 9 aus dem gemessenen Abstand a eines Ziels dessen Re-

lativgeschwindigkeit vl errechnet und in einer nachfolgenden, zweiten Vergleichseinheit 11 mit der gemessenen Relativgeschwindigkeit V_n verglichen wird. Hier wird entschieden, ob

Xl

beide unterschiedlich sind oder nicht. In Teil d ist eine Zielverfolgungseinheit 12 enthalten, der die Meßwerte Abstand a und Relativgeschwindigkeit V_n sowie die Eigengem n

schwindigkeit ν und die Suchzeit T eingegeben werden und welche entsprechend den Gleichungen 1o und 11 feststellt, ob es sich bei dem Ziel um ein vorausfahrendes Fahrzeug handelt oder nicht. Die Zielverfolgungseinheit 12 wird bei diese* Ausführungsbeispiel dann gestartet, wenn das Ziel in-

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nerhalb des Meßbereichs liegt und kein ausgedehntes (Stör-) Ziel ist. ¥ird festgestellt_t daß es sich um ein vorausfahrendes Fahrzeug handelt, so wird dies der Signalauswerteschaltung 2 mitgeteilt, damit dieses Ziel bevorzugt verfolgt wird. Handelt es sich um kein vorausfahrendes Fahrzeug, so wird die Zielverfolgungseinheit 12 wieder gestoppt und erst bei einem neuen Ziel wieder gestartet. Die Entscheidungen der ersten und zweiten Vergleichseinheit 9 und 11 sowie der Zielverfolgungseinheit 12 werden mit den Meßwerten a , ν und ν der im Teil e befindlichen Regeleinhext 13 zugeführt.

In dieser Regeleinheit 13 werden aus den Meßgrößen die für die einzelnen Maßnahmen erforderlichen Sicherheitsabstände berechnet - beispielsweise muß ein Eingriff in den Antrieb, etwa durch Kraftstoffverminderung, früher erfolgen als das leichte Betätigen der Bremsen und dieses wieder früher als eine Notbremsung - und mit dem gemessenen Abstand a verglichen, worauf bei Unterschreiten dieser Sicherheitsabstände unter Berüeksichtigung der Entscheidungen der Vergleichseinheiten und der Zielverfolgungseinheit die Warnsignale W bzw. Regelgrößen R zur Erfüllung ihrer Aufgabe freigegeben werden.

Es ist auch leicht denkbar, dieses Verfahren bzw. die Vorrichtung so zu konzipieren, daß hinter einem vorausfahrenden Fahrzeug mit bestimmtem Abstand hergefahren wird, also die Regelung-dieses Abstandes. Ebenso ist denkbar, die Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs auf die maximal störungsfreie Meßweite abzustimmen, d. h. automatische Verringerung der Eigengeschwindigkeit in Kurven u.s.w.

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Leerseite

Claims

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Ansprüche

Verfahren zum autarken Regeln des Sicherheitsabstandes eines Fahrzeuges zu vorausfahrenden Fahrzeugen, insbesondere gleislose Fahrzeuge mit einer Abstands- und/oder Relativgeschwindigkeitsmessung, dadurch gekennzeichnet , daß

a) mittels des Lenkradeinschlags (p_L) und/oder der Querbeschleunigung (b ) gegebenenfalls unter Berücksichtigung von Schwenk- und Öffnungswinkel der Antenne ermittelt wird, ob sich ein erfaßtes Ziel innerhalb der maximal störungsfreien Meßweite (a) befindet, und/oder

b) der Schwenkwinkel ("y) der Antenne (i) und gegebenenfalls der Öffnungswinkel (&J) des Sendestrahls abhängig vom Lenkradeinschlag und/oder von der Querbeschleunigung verändert wird

und/oder

c) ausgedehnte Ziele durch getrennte Messung von Abstand

(a ) und Relativgeschwindigkeit (v ) durch Vergleich m t\

von 1. der gemessenen Abstandsänderung (A a ) mit der durch Integration aus der Relativgeschwindigkeit errechneten Abstandsänderung (^a) oder 2. der gemessenen Relativgeschwindigkeit (v_o) mit der durch Differentiation aus dem gemessenen Abstand (a) errechneten Relativgeschwindigkeit (v_) unterdrückt werden

SX

und/oder

d) aus allen Zielen ein als "vorausfahrendes Fahrzeug" erkanntes Ziel bevorzugt wird,

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und daß die nach a) bis d) ermittelten Werte mit gemessenem Abstand, gemessener Relativgeschwindigkeit und gemessener Eigengeschwindigkeit zu Regelgrößen (r) für das Fahrzeug und/oder zu einem Warnsignal (w) für den Fahrer verknüpft werden.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß eine Recheneinheit (k) vorgesehen ist, der ein an sich bekanntes Radargerät (1, 2), welches den Abstand (a ) zu im Meßbereich befindlichen Zielen und die Relativgeschwindigkeit (v ) zwischen diesen und dem eigenen Fahrzeug ermittelt, vorgeschaltet ist und daß der Recheneinheit (4) Abstände (a ), Relativgeschwindigkeiten (v ), Eigengeschwindigkeit (v) und Lenkradeinschlag (ß ) und/oder Querbeschleunigung (b ) sowie Suchzeit (τ) eingegeben werden und diese daraus Steuergrößen ( ~)f_t J^ ) für die Antenne (1), Regelgrößen (r) für die Stellglieder des Antriebes und/oder der Bremsen berechnet und/oder Warnsignale (w) für den Fahrer abgibt.

3· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß in der Recheneinheit (4) eine erste Entscheidungseinheit (a) vorgesehen ist, die einen Krümmungsrechner (5) aufweist, der aus dem Lenkradeinschlag (Pt) bzw. aus Querbeschleunigung (b )und Eigengeschwindigkeit (v) die Fahrbahnkrümmung berechnet, daß ferner ein Meßweitenrechner (8) vorgesehen ist, der aus Fahrbahnradius und Schwenk- und/oder Öffnungswinkel (j*"» cj^ ) die maximal störungsfreie Meßweite (a) errechnet und daß eine erste Vergleichseinheit (9) vorgesehen ist, welche entscheidet, ob ein erfaßtes Ziel innerhalb der maximal störungsfreien Meßweite (a) liegt oder nicht.

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k. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3t dadurch gekennzeichnet , daß in der Recheneinheit (k) ein Schwenkwinkelrechner (6) vorgesehen ist, der aus dem Krümmungsradius den optimalen Schwenkwinkel (y) der Antenne, bezogen auf die Fahrzeuglängsach··, bestimmt und/oder daß ein Öffnungswinkelrechner (7) vorgesehen ist, der aus dem Krümmungsradius und/oder dem Schwenkwinkel ( y~) den Öffnungswinkel ( <f\) des Sendestrahls bestimmt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e kennze lehne t , daß in der Recheneinheit eine zweite Entscheidungseinheit (c) vorgesehen ist, die ein Differenzierglied (io) aufweist, welches aus gemessenen Abständen (a ) eines Ziels dessen Relativgeschwindigkeit (vl) errechnet, und die eine zweite Vergleichseinheit (11) aufweist, welche die errechnete Relativgeschwindigkeit (vl) mit der gemessenen Relativgeschwindigkeit (v ) vergleicht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß in der Recheneinheit (k) eine zweite Entscheidungseinheit vorgesehen ist, dl· ein Integrierglied aufweist, welches aus dpr gemessenen Relativgeschwindigkeit eines Ziels deesen Abstand errechnet, und die eine zweite Vergleichseinheit aufweist, welche den errechneten Abstand mit dem gemessenen Abstand vergleicht.

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7· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß in der Recheneinheit (h) eine Zielverfolgungseinheit (12) vorgesehen ist, die feststellt, ob die Änderungen der Relativgeschwindigkeit und des Abstandes eines erfaßten Ziels innerhalb vorgegebener Schranken bleiben und die, wenn dies der Fall ist, das Radargerät veranlaßt, dieses Ziel bevorzugt zu verfolgen, und daß die Zielverfolgungseinheit (12) gestartet wird, wenn das Ziel innerhalb der maximal störungsfreien Meßweite (a) liegt und kein ausgedehntes Störziel ist, und gestoppt wird, wenn das Ziel die vorgegebenen Schranken überschreitet.

K. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Recheneinheit (k) eine Regeleinheit (13) vorgesehen ist, der Relativgeschwindigkeit und Abstand des Ziels, Eigengeschwindigkeit und Entscheidungen des ersten und zweiten Vergleichers (9 und 11) sowie der Zielverfolgungseinheit (12) zugeführt werden und die daraus die für einen Eingriff in den Antrieb bzw. für ein Betätigvn der Bremsen erforderlichen Sicherheitsabstände errechnet und aufgrund der Entscheidungen die Zeitpunkte für die Abgabe und Amplitude der Regelgrößen (r) und/oder Warnsignale (w) bestimmt.

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