DE4244184A1

DE4244184A1 -

Info

Publication number: DE4244184A1
Application number: DE4244184A
Authority: DE
Inventors: Hayato Kikuchi; Yasuhiko Fujita; Toshiaki Arai; Yoshikazu Tsuchiya; Makoto Sato; Kunio Nanno
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1991-12-27
Filing date: 1992-12-24
Publication date: 1993-07-01
Anticipated expiration: 2012-12-25
Also published as: JP3016047B2; DE4244184C2; US5291207A; JPH05180933A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum genauen Abschätzen einer Position eines gegenständlichen Hindernisses für ein Fahrzeug mit einer Abstandsmeßeinheit, umfassend: einen Sende- und Empfangsabschnitt, der ein Signal zu dem gegenständlichen Hindernis senden und ein von dem gegenständ lichen Hindernis reflektiertes Signal empfangen kann, und einen Berechnungsabschnitt zum Berechnen eines Abstands zwi schen dem Fahrzeug und dem gegenständlichen Hindernis in Abhängigkeit von einer Zeit zwischen dem Senden und dem Emp fang des Signals.

Ein Kollisionsverhinderungssystem für ein Fahrzeug ist bei spielsweise aus der japanischen Patentschrift Nr. 4700/86 bekannt, bei dem eine Distanz zwischen einem Fahrzeug und einem gegenständlichen Hindernis durch die Distanzmeßeinheit gemessen wird und bei dem eine Bremsvorrichtung gemäß der Distanz zwischen dem Fahrzeug und dem gegenständlichen Hin dernis betätigt wird.

Beim Abschätzen der Position des gegenständlichen Hindernis ses ist es erforderlich, die Anzahl und Verteilung der gegen ständlichen Hindernisse, die vor dem Fahrzeug liegen, genau zu erfassen. Jedoch ist bisher kein Verfahren zum genauen Abschätzen der Position des gegenständlichen Hindernisses bekannt.

Ziel der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Abschätzen der Position eines gegenständlichen Hindernisses für ein Fahrzeug aufzuzeigen, bei dem die Schätzgenauigkeit der Posi tion des gegenständlichen Hindernisses verbessert ist.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Verfahren zum Abschätzen einer Position eines gegenständ lichen Hindernisses folgende Schritte: Erfassen des gegen ständlichen Hindernisses entlang einer Breitenrichtung des Fahrzeugs durch die Abstandsmeßeinheit; Aufbauen von durch die Distanzmeßeinheit erfaßten Erfassungsdaten auf X- und Y- Koordinaten, bei denen die Breitenrichtung des Fahrzeugs durch eine X-Achse dargestellt, die Längsrichtung des Fahr zeugs durch eine Y-Achse dargestellt und die Position des Fahrzeugs als ein Ursprung definiert ist; Bezeichnen jeder Hindernisdaten derart, daß die gleichen Bezeichnungen denje nigen Hindernisdaten zugeordnet werden, die auf den Koordina ten einander benachbart sind bzw. mit ihnen verknüpft werden; Berechnen des Betrags und der Richtung der Bewegung für jede Bezeichnung auf Basis der letzten Daten und der gegenwärtigen Daten; Berechnen einer Relativgeschwindigkeit für jede Be zeichnung relativ zu dem Fahrzeug durch Teilen des Bewegungs betrags durch eine Abtastzeit; und Schätzen der Position des gegenständlichen Hindernisses nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit auf Basis eines Relativgeschwindigkeitsvektors, der aus der Relativgeschwindigkeit und der Bewegungsrichtung bestimmt ist.

Mit der obigen Ausführung können die Anzahl und die Vertei lung einer Mehrzahl von gegenständlichen Hindernissen aus der Bezeichnung bestimmt werden, und die Positionen der gegen ständlichen Hindernisse können insgesamt genau dadurch ge schätzt werden, daß man die Relativgeschwindigkeit für jede Bezeichnung berechnet.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung werden die Positio nen der Schwerpunkte für jede Bezeichnung bestimmt und die Richtung und der Betrag der Bewegung für jede Bezeichnungen durch Vergleich dieser Positionen der Schwerpunkte miteinan der berechnet werden.

Mit dem zweiten Merkmal ist es möglich, die Richtungen und Beträge der Bewegung für alle Bezeichnungen einfach und zu verlässig zu berechnen.

Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird die Position des Schwerpunkts für jede nächste Bezeichnung auf Basis des Relativgeschwindigkeitsvektors geschätzt, und die zuletzt für jede Bezeichnung geschätzte Schwerpunktsposition wird mit der gegenwärtigen Schwerpunktsposition verglichen, wodurch die Richtungen und Beträge der Bewegungen nur für einander im wesentlichen entsprechende Bezeichnungen berechnet wird.

Mit diesem Merkmal kann man sicherstellen, daß eine plötzli che Veränderung der Datenerfassung durch Rauschen beseitigt wird, um eine Fehlbewertung zu vermeiden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispie len unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 bis 5 zeigen ein Kollisionsverhinderungssy stem für ein Fahrzeug gemäß einer ersten Ausführung.

Fig. 1 zeigt die Anordnung des Systems in einem Fahr zeug;

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt eines elektrisch betriebenen Hydraulikdruckerzeugers der ersten Ausführung;

Fig. 3 zeigt in einem Blockdiagramm einen Abschnitt einer elektronischen Steuereinheit dieser Ausführung;

Fig. 4 zeigt in einem Diagramm die Erfassungsdaten für gegenständliche Hindernisse auf X-, Y-Koordinaten;

Fig. 5 zeigt in einem Diagramm den Aufbau der ge schätzten Positionen von gegenständlichen Hindernissen auf X-, Y-Koordinaten; und

Fig. 6 zeigt ein Blockdiagramm ähnlich Fig. 3, je doch gemäß einer zweiten Ausführung.

In Fig. 1 ist ein Kraftfahrzeug V dargestellt, bei dem eine vordere linke Scheibenbremse B_FL und eine rechte vordere Scheibenbremse B_FR an einem linken Vorderrad W_FL und einem rechten Vorderrad W_FR angebracht sind, die mit einer Lenkein richtung S verbunden sind. Eine linke hintere Scheibenbremse B_RL und eine rechte hintere Scheibenbremse B_RR sind jeweils an einem linken Hinterrad W_RL und einem rechten Hinterrad W_RR angebracht.

Eine Ölpassage 2 ist mit dem Ausgang 1 in einem Hauptzylinder M zur Ausgabe von Hydraulikbremsdruck verbunden, und zwar entsprechend dem Niederdrücken eines Bremspedals P. Ein elek trisch betriebener Hydraulikdruckerzeuger A ist als ein Betä tigungsglied zwischen der Ölpassage 2 und Ölpassagen 3 _FL, 3 _FR, 3 _RL und 3 _RR angeordnet, die jeweils unabhängig mit den Scheibenbremsen B_FL, B_FR, B_RL und B_RR verbunden sind. Der elektrisch betriebene Hydraulikdruckbetätiger A₁ ist zwischen einem nicht betätigten Zustand, in dem die Ölpassage 2 und jede der Ölpassagen 3 _FL, 3 _TFR, 3 _RL und 3 _RR miteinander in Verbindung stehen, um Hydraulikbremsdruck von dem Hauptzylin der M jeder der Scheibenbremsen B_FL, B_FR, B_RL und B_RR zuzu führen, und einem Betätigungszustand schaltbar, in dem die Verbindung zwischen der Ölpassage 2 und jeder der Ölpassagen 3 _FL, 3 _FR, 3 _RL und 3 _RR unterbrochen ist, und durch den elek trisch betriebenen Hydraulikerzeuger A₁ erzeugter Hydraulik druck an jede der Scheibenbremsen B_FL, B_FR, B_RL und B_RR angelegt wird.

Bezüglich Fig. 2 umfaßt der elektrisch betriebene Hydraulik druckerzeuger A₁ einen Zylinder 4 mit einer mit einem Boden versehener Zylindergestalt, dessen Ende geschlossen ist. Eine zylindrische Führung 5 ist koaxial mit einem Hinterende des Zylinders 4 verbunden. Ein zylindrischer Halter 6 ist mit der zylindrischen Führung 5 koaxial verbunden. Ein zylindrisches Verbindungsteil 7 ist koaxial mit dem zylindrischen Halter 6 verbunden. Ein Motor 9 mit einem Kodierer 8 ist koaxial mit dem zylindrischen Verbindungsteil 7 verbunden. Ein Kolben 11 ist in dem Zylinder 4 gleitend aufgenommen, um zwischen dem Kolben 11, sich selbst und dem geschlossenen Ende des Zylin ders 4 eine Druckkammer 10 festzulegen. Ein zylindrisches Mutterteil 12 ist in der zylindrischen Führung 5 zu einer Achse des Mutterteils 12 drehgehindert angeordnet und koaxial mit einem Hinterende des Kolbens 11 verbunden. Eine Drehwelle 15 ist mit dem Mutterteil 12 über eine Kugelschnecke 13 ver bunden und mit einer Ausgangswelle 9a des Motors 9 über eine Oldham's Kupplung 14 verbunden.

Eine Mehrzahl axial verlaufender Nuten 16 und 17 ist an ein er Innenfläche der Zylinderführung 5 und an einer Außenfläche des Mutterteils 12 einander fluchtend vorgesehen. In jeder dieser einander entsprechenden Nuten 16 und 17 ist eine Kugel 18 aufgenommen, um die Drehung des Mutterteils 12 zu verhin dern und somit eine Drehung des Kolbens 11 um seine Achse. Die Drehwelle 15 ist in dem zylindrischen Halter 6 über ein dazwischen angeordnetes Kugellagerpaar 19 und 20 drehbar gehalten. Ein Kragen 21 ist an der Drehwelle 15 vorgesehen und erstreckt sich radial nach außen. Ein Haltering 22 ist um die Drehwelle 15 herum angebracht. Die Axialbewegung der Drehwelle 15 wird durch Eingriff des Kragens 21 und des Hal terings 22 mit axialen Außenenden des Innenumfangs der Kugel lager 19 und 20 verhindert.

Der Zylinder 4 ist an seinem Vorderende mit einer Ventilboh rung 23 versehen, die zu der Ölpassage 2 führt, die wiederum mit dem Hauptzylinder M verbunden ist. Ein Ventilteil 24, das die Ventilbohrung 23 öffnen und schließen kann, ist an dem Kolben 11 gehalten. Insbesondere ist eine Stange 25 mit ihrem Hinterende an dem Vorderende des Kolbens 11 in einem vorbe stimmen Bereich axial beweglich gehalten, und das Ventilteil 24 ist an dem Vorderende der Stange 25 befestigt. Zwischen der Stange 25 und dem Kolben 11 ist eine Feder vorgespannt, um die Stange 25 und somit das Ventilteil 24 zu der Ventil bohrung 23 hin vorzuspannen.

Der Zylinder 4 ist mit einer Ausgangsöffnung 27 versehen, die zu der Druckkammer 10 führt. Die Ölpassagen 3 _FL, 3 _FR, 3 _RL und 3 _RR führen unabhängig voneinander zu den Scheibenbremsen B_FL, B_FR, B_RL und B_RR und sind mit der Ausgangsöffnung 27 verbun den.

Bei diesem elektrisch betriebenen Hydraulikdruckerzeuger A₁ wird der Kolben 11 durch die Kugelschraube 13 in Antwort auf Vorwärts- und Rückwärtsdrehungen des Motors 1 axial hin- und herbewegt. Wenn der Kolben 11 vorwärts bewegt wird, wird die Ventilbohrung 23 durch das Ventilteil 24 geschlossen und ein Hydraulikdruck entsprechend dem Bewegungsbetrag des Kolbens 11 wird in der Druckkammer 10 erzeugt und jeder der Scheiben bremsen B_FL, B_FR, B_RL und B_RR zugeführt.

Zurück zu Fig. 1. Eine Abstandsmeßeinheit 32 ist am Vorder abschnitt des Kraftfahrzeugs angebracht. Die Abstandsmeßein heit 32 umfaßt einen Sende- und Empfangsabschnitt 30, der ein Signal von dem Fahrzeug nach vorne senden und ein von einem gegenständlichen Hindernis reflektiertes Signal empfangen kann, und einen Berechnungsabschnitt 31 zum Berechnen eines Abstands zwischen dem Fahrzeug und dem Hindernis auf Basis der bis zum Empfang vergangenen Zeit. Die Abstandsmeßeinheit 32 kann in Breitenrichtung des Fahrzeugs abtasten, um den Abstand des Fahrzeugs zum Hindernis in einem vorgegebenen Bereich in Breitenrichtung des Fahrzeugs zu erfassen.

Das Bremspedal P ist mit einem Niederdrückkraftsensor 33 versehen, und die Lenkeinrichtung S ist mit einem Lenkwinkel sensor 34 versehen. An den Rädern sind jeweils Raddrehzahl sensoren 35 _FL, 35 _FR, 35 _RL und 35 _RR angebracht, um unabhängig voneinander die Raddrehzahlen zu erfassen. Signale von den Sensoren 33, 34, 35 _FL, 35 _FR, 35 _RL und 35 _RR und von der Ab standsmeßeinheit 32 werden einer elektronischen Steuereinheit C zugeführt. Weiter werden Signale von einem Gierratensensor 36 zum Erfassen einer Gierrate des Fahrzeugs und von einem Wachheitsgraddetektor 37 ebenfalls der elektronischen Steuer einheit C zugeführt. Der gegebenenfalls verwendete Wachheits graddetektor 37 dient zur Analyse von Frequenzkomponenten für Fahrtätigkeiten des Fahrers (beispielsweise Betätigung des Fahrpedals und Lenkbetätigung), zur Analyse der Bewegungszu stände des Fahrzeugs (z. B. ob Längsbeschleunigung oder Quer beschleunigung jeweils einen vorgegebenen Wert überschreiten oder nicht) zur Bewegungsüberwachung der Augäpfel und Augen lider des Fahrers und zum Messen physiologischer Phänomene, wie etwa von Gehirnwellen des Fahrers, der Pulsfrequenz und des Hautwiderstandes. Wenn der Wachheitsgrad auf einen Pegel unter einen vorbestimmten Wert verringert ist, wird von dem Wachheitsgraddetektor 37 ein Signal hohen Pegels ausgegeben.

Die elektrische Steuereinheit C steuert den Betrieb des elek trisch betriebenen Hydraulikdruckerzeugers auf Basis von Signalen von der Abstandsmeßeinheit 32, den Raddrehzahlsenso ren 35 _FL, 35 _FR, 35 _RL und 35 _RR, dem Gierratensensor 36 und dem Wachheitsgraddetektor 37 und steuert als Betätigungsglied einen Alarm A₂.

Bezüglich Fig. 3 umfaßt die elektronische Steuereinheit C eine Fahrzeugpositionsschätzeinrichtung 38, eine Hindernispo sitionsschätzeinrichtung 39 und erste und zweite Bewertungs einrichtungen 40 und 41.

Die Fahrzeugpositionsschätzeinrichtung 38 umfaßt: einen Fahr zeuggeschwindigkeitsberechnungsabschnitt 42 zur Berechnung der Fahrzeuggeschwindigkeit auf Basis der durch die Raddreh zahlsensoren 35 _FL, 35 _FR, 35 _RL und 35 _RR erfaßten Werte; einen Fahrzeugvektorberechnungsabschnitt 43 zum Bestimmen eines Vektors des Fahrzeugs auf Basis einer durch den Gierratensen sor 36 erfaßten Gierrate und einer durch den Fahrzeugge schwindigkeitsberechnungsabschnitt 42 erhaltenen Fahrzeuggeschwindigkeit; erste, zweite, dritte und vierte Fahrzeugpositionsberechnungsabschnitte 44, 45, 46 und 47; einen Umschaltabschnitt 48 zur Auswahl einer der Ausgänge von den ersten und zweiten Fahrzeugpositionsberechnungsabschnit ten 44 und 45 in Übereinstimmung mit einem Ausgangssignal von dem Wachheitsgraddetektors 37, um dieses der ersten Bewer tungseinrichtung 40 zuzuführen; und einen Umschaltabschnitt 49 zur Auswahl einer der Ausgänge von dem dritten und vierten Fahrzeugpositionsberechnungsabschnitt 46 und 47 in Überein stimmung mit dem Ausgangssignal von dem Erregungsgrad des Vektors 37, um dieses der zweiten Bewertungseinrichtung 41 zuzuführen.

In jedem der ersten, zweiten, dritten und vierten Fahrzeugpo sitionsberechnungsabschnitte 44, 45, 46 und 47 wird unter der Annahme, daß zu einem gewissen Zeitpunkt mit dem Bremsen begonnen wird, der Fahrzeugvektor auf Basis der Fahrgeschwin digkeit und Richtung des Fahrzeugs mit einer vorabgesetzten Zeit mulitpliziert, um hierdurch die Position des Fahrzeugs nach Ablauf der vorabgesetzten Zeit vom Zeitpunkt des Brems beginns an zu berechnen. Insbesondere, wenn die Fahrgeschwin digkeit des Fahrzeugs mit V₁ bezeichnet ist und die von der Erfassung zur Ausgabe erforderliche Berechnungszeit mit t₀ und wenn die vorabgesetzte Zeit mit t_s und die vorabgesetzte Verzögerung während des Bremsvorgangs mit α₁ bezeichnet ist, dann wird ein Fahrabstand L₁ des Fahrzeugs in Fahrtrichtung für eine Zeitperiode vom Bremsbeginn bis Ablauf der vorabge setzten Zeit im wesentlichen gemäß folgender Gleichungen (1) und (2) in den ersten bis vierten Fahrzeugpositionsberech nungsabschnitten 44 bis 47 bestimmt:

αt = t_s - t₀ (1)

L₁ = V₁ · t₀ + V₁ · Δt - 0,5 · x₁ · ΔT² (2)

Hier wird in dem ersten Fahrzeugpositionsberechnungsabschnitt 44 eine erste vorabgesetzte Zeit t_s1 gesetzt, die beispiels weise 1,5 Sekunden kürzer als diejenige Zeit ist, die aus reicht, die Kollision des Fahrzeugs gegen ein Hindernis vor dem Fahrzeug durch Lenkbetätigung oder Bremsbetätigung unter der Voraussetzung zu vermeiden, daß der Fahrer einen hohen Wachheitsgrad hat. In dem zweiten Fahrzeugpositionsberech nungsabschnitt 45 wird eine zweite vorabgesetzte Zeit t_s2 gesetzt, die beispielsweise 1,8 Sekunden länger als die erste vorabgesetzte Zeit t_s1 ist. In dem dritten Fahrzeugpositions berechnungsabschnitt 46 wird eine dritte vorabgesetzte Zeit t_s3 gesetzt, die beispielsweise 2,5 Sekunden länger als die zweite vorabgesetzte Zeit t_s1 ist. In dem vierten Fahrzeugpo sitionsberechnungsabschnitt 47 wird eine vierte vorabgesetzte Zeit t_s4 gesetzt, die beispielsweise 2,8 Sekunden länger als die dritte vorabgesetzte Zeit t_s3 ist. Hiermit werden in jedem der Fahrzeugpositionsberechnungsabschnitte 44 bis 47 gemäß der oben beschriebenen Gleichungen die Berechnungen auf Basis der darin voneinander unabhängig vorabgesetzten Zeiten t_s1 bis t_s4 durchgeführt, wodurch man die Position des Fahr zeugs nach Ablauf jeder der vorabgesetzten Zeiten t_s1 bis t_s4 vom Bremsbeginnzeitpunkt ab schätzt.

Der Umschaltabschnitt 48 dient zur Zufuhr des Ausgangssignals von dem ersten Fahrzeugpositionsberechnungsabschnitts 44 zu der Bewertungseinrichtung 40, wenn das Ausgangssignal von dem Wachheitsgraddetektor 37 einen hohen Pegel hat, d. h. wenn der Wachheitsgrad des Fahrers ausreichend hoch ist, und um das Ausgangssignal von dem zweiten Fahrzeugpositionsberechnungs abschnitt 45 der Bewertungseinrichtung 40 zuzuführen, wenn das Ausgangssignal von dem Wachheitsgraddetektor 37 einen hohen Pegel bekommt, das ist, wenn der Wachheitsgrad des Fahrers abgenommen hat. Der Umschaltabschnitt 49 dient zur Zufuhr des Ausgangssignals von dem dritten Fahrzeugpositions berechnungsabschnitt 46 zu der Bewertungseinrichtung 41, wenn das Ausgangssignal von dem Wachheitsgraddetektor 37 einen geringen Pegel hat, und zur Zufuhr des Ausgangssignals von dem vierten Fahrzeugpositionsberechnungsabschnitt 47 zu der Bewertungseinrichtung 41, wenn das Ausgangssignal von dem Wachheitsgraddetektor 37 einen hohen Wert einnimmt.

Die Hindernispositionsabschnittseinrichtung 38 umfaßt: einen Koordinatenaufbauabschnitt 50 zum Aufbau von Positionen ge genständlicher Hindernisse auf X- und Y-Koordinaten durch das Signal von der Abstandsmeßeinheit 32; einen Vorabschätz- und Berechnungsabschnitt 51; einen Vergleichs- und Berechnungsab schnitt 52 zum Vergleich von im Vorabschätz- und Berechnungs abschnitt 51 zuletzt vorab geschätzten Daten mit in dem Koordinatenaufbauabschnitt 50 aufgebauten gegenwärtigen Da ten, um die Daten aufzunehmen, die als demselben Hindernis zugehörig betrachtet werden; einen Relativ geschwindigkeitsvektor-Berechnungsabschnitt 53 zum Berechnen eines Relativgeschwindigkeitsvektors von gegenständlichen Hindernissen auf Basis der Daten, die als demselben Hinder nis zugehörig betrachtet werden; erste, zweite, dritte und vierte Hindernispositionsberechnungsabschnitte 54, 55, 56 und 57; einen Umschaltabschnitt 58 zur Auswahl einer der Aus gangssignale von den ersten und zweiten Hindernispositionsbe rechnungsabschnitten 54 und 55 in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal von dem Wachheitsgraddetektor 37, um dieses der ersten Bewertungseinrichtung 40 zuzuführen; und einen Umschaltabschnitt 59 zur Auswahl einer der Ausgangssignale von den dritten und vierten Hindernispositionsberechnungsab schnitte 56 und 57 gemäß dem Ausgangssignal von dem Wach heitsgraddetektor 37, um dieses der zweiten Bewertungsein richtung 41 zuzuführen.

In dem Koordinatenaufbauabschnitt 50 werden von der Abstands meßeinheit 32 erhaltene Daten auf den X- und Y-Koordinaten aufgebaut, wobei die Position des Fahrzeugs als ein Ursprung (X=0 und Y=0) definiert ist; die Breitenrichtung des Fahrzeugs wird durch eine X-Achse und die Fahrtrichtung des Fahrzeugs als eine Y-Achse dargestellt und zeitweilige Be zeichnungen werden beispielsweise als Nrn. 1, 2, 3 . . . den Hindernisdaten zugeordnet, die, wie in Fig. 4 gezeigt, auf den Koordinaten einander benachbart sind. Beispielsweise sind die zeitweiligen Bezeichnungen Nrn. 1, 2 und 3 in Fig. 4 zugeordnet, und die Koordinaten der Breite (die Länge in Richtung der X-Achse), der Länge (Länge in Richtung der Y- Achse) sowie die Position des Schwerpunkts für jede der zeit weiligen Bezeichnungen Nrn. 1, 2 und 3 werden gemäß Tabelle 1 ermittelt.

Tabelle 1

Erfassungsdaten

Der Vorabschätz- und Berechnungsabschnitt 51 dient zur Be rechnung der vorab bestimmten Position für jede formale Be zeichnung auf Basis im Vergleichs/Berechnungsabschnitt 52 formal bezeichneter Daten sowie des in dem Relativgeschwin digkeitsvektorberechnungsabschnitt 53 vorgesehenen Relativge schwindigkeitsvektors, und zwar zum Abschätzen der Breite (Länge in Richtung der X-Achse), der Länge in Längsrichtung (Länge in Richtung der Y-Achse) sowie der Position des Schwerpunkts für jede formale Bezeichnung, beispielsweise gemäß Tabelle 2.

Tabelle 2

Letzte vorabgeschätzte Daten

In dem Vergleichs/Berechnungsabschnitt 52 werden die in Ta belle 1 gegebenen gegenwärtigen Daten mit den in Tabelle 2 gegebenen vorabgeschätzten Daten verglichen, und nur diejeni gen gegenwärtigen Daten, deren Schwerpunktsposition im we sentlichen der Schwerpunktsposition der vorabgeschätzten Daten entspricht, werden einer formalen Bezeichnung gemäß Tabelle 3 zugeordnet und von dem Vergleichs/Berechnungsab schnitt 52 ausgegeben.

Tabelle 3

Gegenwärtige Daten

In dem Relativgeschwindigkeitsvektorberechnungsabschnitt 53 wird der Relativgeschwindigkeitsvektor für jede formale Be zeichnung berechnet, und zwar auf Basis der von dem Ver gleichs/Berechnungsabschnitt 52 ausgegebenen gegenwärtigen Daten und den von dem Vergleichs/Berechnungsabschnitt 52 zuletzt ausgegebenen letzten Daten. Wenn daher die letzten Daten aus dem Vergleichs/Berechnungsabschnitt 52 gemäß Tabel le 4 vorliegen, dann werden die Positionen des Schwerpunkts der gegenwärtigen Daten gemäß Tabelle 3 mit den Positionen des Schwerpunkts der letzten Daten nach Tabelle 4 verglichen, um hierdurch eine Differenz zwischen den Positionen der Schwerpunkte in Richtungen der X- und Y-Achsen für jede for male Bezeichnung gemäß Fig. 5 zu berechnen.

Tabelle 4

Letzte Daten

Tabelle 5

Relative Differenz

Die Relativgeschwindigkeit jedes Hindernisses relativ zu dem Fahrzeug wird erhalten durch Teilen der Differenz für jede formale Bezeichnung nach Tabelle 5 durch eine Sammelzeit, und die Bewegungsrichtung wird aus der relativen Differenz zwi schen den Richtungen der X- und Y-Achsen gemäß Tabelle 5 erhalten.

In jedem der ersten, zweiten, dritten und vierten Hindernis positionsberechnungsabschnitte 54, 55, 56 und 57 wird unter der Annahme, daß der Bremsvorgang zu einem gewissen Zeitpunkt begonnen wird, die Position des gegenständlichen Hindernisses nach Ablauf der vorabgesetzten Zeit vom Bremsbeginn an durch Multiplizieren mit einer vorabgesetzten Zeit berechnet, wobei der Relativgeschwindigkeitsvektor des gegenständlichen Hin dernisses erhalten wird durch Addieren des in dem Fahrzeug vektorberechnungsabschnitt 43 der Fahrzeugpositionsberech nungseinrichtung 38 vorliegenden Fahrzeugvektors zu dem in dem Relativgeschwindigkeitsvektorberechnungsabschnitt 53 vorliegenden Relativgeschwindigkeitsvektor. Insbesondere wenn die Absolutgeschwindigkeit des gegenständlichen Hindernisses, erhalten aus Addition der Relativgeschwindigkeit zu der Fahr zeuggeschwindigkeit, mit V₂ bezeichnet, und die vorabgesetzte Zeit durch t_s bezeichnet wird, und wenn die vorabgesetzte Verzögerung des gegenständlichen Hindernisses mit x₂ bezeich net wird, dann wird die Bewegungsdistanz L₂ in Bewegungsrich tung des Hindernisses nach Ablauf der vorabgesetzten Zeit grundlegend gemäß folgender Gleichung (3) bestimmt, und zwar in jedem der ersten, zweiten, dritten und vierten Hindernis positionsberechnungsabschnitte 54, 55, 56 und 57:

L₂ = V₂ · t_s - 0,5 · x₂ · Δt_s ² (3)

Hier wird eine erste vorabgesetzte Zeit t_s1 in den ersten Hindernispositionsberechnungsabschnitt 54 gesetzt, eine zwei te vorabgesetzte Zeit t_s2 wird in den zweiten Hindernisposi tionsberechnungsabschnitt 55 gesetzt; eine dritte vorabgesetzte Zeit t_s3 wird in den dritten Hindernisposi tionsberechnungsabschnitt 56 gesetzt und eine vierte vorabge setzte Zeit t_s4 wird in den vierten Hindernispositionsberechnungsabschnitt 57 gesetzt. In jedem der ersten, zweiten, dritten und vierten Hindernispositionsbe rechnungsabschnitte 54, 55, 56 und 57 wird die Berechnung gemäß obiger Gleichung (3) unter Verwendung jeder der darin unabhängig vorabgesetzten Zeiten t_s1 bis t_s4 durchgeführt. Hierdurch läßt sich die Position des gegenständlichen Hinder nisses nach Ablauf jeder der vorabgesetzten Zeiten t_s1, t_s2 t_s3 und t_s4 zur Entwicklung aufgrund der X- und Y-Koordinaten gemäß Fig. 5 feststellen.

Der Umschaltabschnitt 58 dient zur Zufuhr des Ausgangssignals von dem ersten Hindernispositionsberechnungsabschnitt 54 in die Bewertungseinrichtung 40, wenn das Ausgangssignal von dem Wachheitsgraddetektor 37 einen niedrigen Pegel hat, und zur Zufuhr des Ausgangssignals von dem zweiten Hindernisposi tionsberechnungsabschnitt 55 in die Bewertungseinrichtung 40, wenn das Ausgangssignal des Wachheitsgraddetektors 47 einen hohen Pegel hat. Der Umschaltabschnitt 59 dient zur Zufuhr des Ausgangssignals von dem dritten Hindernispositionsberech nungsabschnitts 56 in die Bewertungseinrichtung 41, wenn das Ausgangssignal von dem Wachheitsgraddetektor 37 einen gerin gen Pegel hat und zur Zufuhr des Ausgangssignals von dem vierten Hindernispositionsberechnungsabschnitt 57 in die Bewertungseinrichtung 41, wenn das Ausgangssignal von dem Wachheitsgraddetektor 37 einen hohen Pegel einnimmt.

Die Bewertungseinrichtung 40 vergleicht die Position des Fahrzeugs, die von dem ersten oder zweiten Fahrzeugpositions berechnungsabschnitt 44 und 45 der Fahrzeugpositionsschätz einrichtung 38 zugeführt wird, mit der Position des Hinder nisses, die von dem ersten oder zweiten Hindernispositionsbe rechnungsabschnitt 54 oder 55 der Hindernispositionsschätz einrichtung 39 zugeführt wird, und erzeugt ein Betätigungssi gnal als Befehl zur Betätigung des elektrisch betriebenen Hydraulikdruckbetätigers A₁, wenn diese Positionen miteinan der übereinstimmen. Insbesondere wenn die geschätzte Position des Hindernisses die geschätzte Position des Fahrzeugs gemäß Fig. 5 überlagert, dann wird der elektrisch betriebene Hy draulikdruckbetätiger A₁ betätigt. Die Bewertungseinrichtung 41 vergleicht die Position des Fahrzeugs, die von dem dritten oder vierten Fahrzeugpositionsberechnungsabschnitt 46 oder 47 der Fahrzeugpositionsschätzeinrichtung 48 zugeführt wird, mit der Position des Hindernisses, die von dem dritten oder vier ten Hindernispositionsberechnungsabschnitt 56 oder 57 der Hindernispositionsschätzeinrichtung 39 zugeführt wird, und erzeugt ein Betätigungssignal als Befehl zur Betätigung des Alarms A₂, wenn diese Positionen miteinander übereinstimmen.

Nachfolgend wird der Betrieb dieser Ausführung beschrieben. Angenommen, daß zu einem bestimmten Zeitpunkt ein Bremsvor gang begonnen wird, dann wird die Position des Fahrzeugs nach Ablauf der vorabgesetzten Zeit von diesem Bremsbeginnzeit punkt an durch die Fahrzeugpositionsschätzeinrichtung 38 geschätzt. Die Position des Hindernisses wird nach Ablauf der vorabgesetzten Zeit von diesem Bremsbeginnzeitpunkt an durch die Hindernispositionsschätzeinrichtung 39 geschätzt. Durch Vergleich beider geschätzter Positionen kann der Alarm A₂ betätigt werden, oder es können sowohl der Alarm A₂ als auch der elektrisch betriebene Hydraulikdruckerzeuger A₁ betätigt werden, um hierdurch eine Kollision des Fahrzeugs mit dem Hindernis zu vermeiden oder um wenigstens eine Beschädigung durch die Kollision gering zu halten.

Insbesondere wenn der Fahrer einen hohen Wachheitsgrad hat, wird die erste vorabgesetzte Zeit t_s1 kürzer gesetzt als die Zeit, die ausreicht, die Kollision des Fahrzeugs mit dem Hindernis durch Lenkkorrekturen des Fahrers zu vermeiden, und die dritte vorabgesetzte Zeit t_s3 wird länger als die erste vorabgesetzte Zeit t_s1 gesetzt. Wenn die Positionen des Fahr zeugs und des Hindernisses, geschätzt durch Berechnungen aufgrund der dritten vorabgesetzten Zeit t_s3, miteinander übereinstimmen, so kann der Alarm A₂ betätigt werden und gleichzeitig kann der elektrisch betriebene Hydraulikdrucker zeuger A₁ automatisch betätigt werden, um hierdurch eine Kollision des Fahrzeugs mit dem Hindernis zu verhindern oder wenigstens eine Beschädigung durch die Kollision gering zu halten.

Wenn daher die Kollision durch Lenkeingriff des Fahrers ver mieden werden kann, kann der elektrisch betriebene Hydraulik druckerzeuger A₁ nicht betätigt werden, was zu einer verminderten Betätigungsfrequenz des elektrisch betriebenen Hydraulikdruckerzeugers A₁ und zu einem besseren Betätigungs gefühl führt.

Beim Schätzen der Position des Hindernisses in der Hindernis positionsschätzeinrichtung 49 wird der Absolutvektor des Hindernisses erzeugt. Dies erlaubt eine Bewertung, ob es sich bei dem Hindernis um ein bewegliches oder stationäres Hinder nis handelt. Diese Bewertung erlaubt eine genauere Steuerung.

Wie aus den Gleichungen (1) und (3) ersichtlich, wird die vorabgesetzte Verzögerung α₁ beim Schätzen der Position des Fahrzeugs verwendet, und die vorabgesetzte Verzögerung α₂ wird beim Schätzen der Position des Hindernisses verwendet. Beim Abschätzen der Positionen unter Verwendung dieser Verzö gerungen α₁ und α₂ kann eine hohe Schätzgenauigkeit erreicht werden und somit kann eine hohe Kollisionsbewertungsgenauig keit erhalten werden.

Wenn der Fahrer einen geringen Wachheitsgrad hat, wird die vierte vorabgesetzte Zeit t_s4 länger gesetzt als die dritte vorabgesetzte Zeit t_s3, und wenn die Positionen des Fahrzeugs und des Hindernisses, geschätzt durch Berechnungen aufgrund der vierten vorabgesetzten Zeit t_s4, miteinander übereinstim men, wird der Alarm A₂ betätigt. Wenn die Positionen des Fahrzeugs und des Hindernisses, geschätzt durch die Berech nungen aufgrund der zweiten vorabgesetzten Zeit t_s2, länger als der ersten vorabgesetzten Zeit t_s1, miteinander überein stimmen, wird der Alarm A₂ betätigt und gleichzeitig wird automatisch der elektrisch betriebene Hydraulikdruckerzeuger A₁ betätigt. D.h., wenn der Fahrer einen geringen Wachheits grad hat, kann die Betriebssteuerung des elektrisch betriebe nen Hydraulikdruckerzeugers A₁ und des Alarms A₂ in Anbetracht des Wachheitsgrads des Fahrers dadurch erreicht werden, daß man eine längere Zeit zur Verfügung stellt, die zum Vermeiden der Kollision durch Betätigungen des elektrisch betriebenen Hydraulikdruckerzeugers A₁ und des Alarms A₂ erforderlich ist.

Weiter werden in der Hindernispositionsschätzeinrichtung 39 der Aufbau der auf den X- und Y-Koordinaten bestimmten Daten sowie die Bezeichnung auf den Koordinaten durchgeführt und daher kann die Anzahl und Verteilung der Hindernisse genau erfaßt werden, und die Berechnung der Relativgeschwindigkeit für jede Bezeichnung führt zu einer verbesserten Schätzge nauigkeit der Position der Mehrzahl von Hindernissen. Insbe sondere wird der Bewegungsbetrag für jede Bezeichnung aus einer Differenz zwischen den Positionen der Schwerpunkte und der Bezeichnungen abgeleitet. Daher ist die Berechnung des Bewegungsbetrags des Hindernisses vereinfacht und genau. Durch Berechnung des Relativgeschwindigkeitsvektors nur für die im wesentlichen entsprechenden Daten durch Vergleich der Positionen der Schwerpunkte der zuletzt vorabbestimmten Daten mit den gegenwärtigen Daten kann man sicherstellen, daß eine plötzliche Variation der bestimmten Daten durch Rauschen oder dgl. ungenau ist, um hierdurch eine Fehlbewertung zu vermei den.

Fig. 6 zeigt eine zweite Ausführung, bei der zu der ersten Ausführung gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.

Eine elektronische Steuereinheit C′ umfaßt eine Relativposi tionsschätzeinrichtung 61 und erste und zweite Bewertungsein richtungen 62 und 63. Die elektronische Steuereinheit C′ steuert den Betrieb des elektrisch betriebenen Hydraulik druckerzeugers A₁ auf Basis von Signalen aus der Abstands meßeinheit 32 und dem Wachheitsgraddetektor 37 und steuert weiter den Betrieb des Alarms A₂.

Die Relativpositionsschätzeinrichtung 61 umfaßt: einen Koor dinatenaufbauabschnitt 50 zum Aufbau von Positionen der ge genständlichen Hindernisse auf den X- und Y-Koordinaten durch ein Signal aus der Abstandsmeßeinheit 32; einen Vorabschätz- und Berechnungsabschnitt 51; einen Vergleichs- und Berech nungsabschnitt 52 zum Vergleich der in dem Vorabschätz- und Berechnungsabschnitt 51 vorab geschätzten letzten Daten mit in dem Koordinatenaufbauabschnitt 50 aufgebauten gegenwärti gen Daten, um die als dem gleichen Hindernis zugehörig bewer teten Daten aufzunehmen; einen Relativgeschwindig keitsvektorberechnungsabschnitt 53 zur Berechnung des Relativgeschwindigkeitsvektors der Hindernisse auf Basis der als demselben Hindernis zugehörig betrachteten Daten; erste, zweite, dritte und vierte Hindernisrelativpositions-Berech nungsabschnitte 64, 65, 66 und 67; einen Umschaltabschnitt 68 zur Auswahl einer der Ausgangssignale von den ersten und zweiten Hindernisrelativpositions-Berechnungsabschnitte 64 und 65 in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal von dem Wachheitsgraddetektor 37, um es der ersten Bewertungseinrich tung 62 zuzuführen; und einen Umschaltabschnitt 69 zur Aus wahl einer der Ausgangssignale von den dritten und vierten Hindernisrelativpositions-Berechnungsabschnitte 66 und 67 in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal von dem Wachheitsgrad detektor 37, um es der zweiten Bewertungseinrichtung 63 zuzu führen.

In jedem der ersten, zweiten, dritten und vierten Hindernis relativpositions-Berechnungsabschnitte 64, 65, 66 und 67 wird, unter der Annahme, daß zu einem gewissen Zeitpunkt ein Bremsvorgang begonnen wird, die Relativposition des Hin dernisses nach Ablauf einer vorabgesetzten Zeit von diesem Bremsbeginnzeitpunkt an berechnet durch Multiplizieren des in dem Relativgeschwindigkeitsvektor-Berechnungsabschnitt 53 vorliegenden Relativgeschwindigkeitsvektors mit der vorabge setzten Zeit. Insbesondere wenn die Relativgeschwindigkeit mit ΔV bezeichnet ist, die vom Erfassen bis zur Ausgabe er forderliche Berechnungszeit mit t₀ bezeichnet ist, und wenn die vorabgesetzte Zeit mit t_s bezeichnet und die vorabgesetz te Verzögerung des Fahrzeugs mit α₁ und die vorabgesetzte Verzögerung des Hindernisses mit α₂ bezeichnet ist, dann wird ein Relativabstand L₃ zwischen dem Fahrzeug und dem Hindernis nach Ablauf der vorabgesetzten Zeit grundlegend gemäß der folgenden Gleichung (4) in jedem der ersten, zweiten, dritten und vierten Hindernisrelativposition-Berechnungsabschnitte 64, 65, 66 und 67 bestimmt.

L₃ = ΔV · t_s - 0,5 · {α₁ · (t_s - t₀)² - α₂ · t_s ²} (4)

Hier ist eine erste vorabgesetzte Zeit t_s1 in den ersten Hin dernisrelativpositions-Berechnungsabschnitt 64 gesetzt und eine zweite vorabgesetzte Zeit t_s2 ist in den zweiten Gegen standsrelativpositions-Berechnungsabschnitt 65 gesetzt. Eine dritte vorabgesetzte Zeit t_s3 ist in den dritten Hindernisre lativpositions-Berechnungsabschnitt 66 gesetzt und eine vier te vorabgesetzte Zeit t_s4 ist in den vierten Hindernisrelativpositions-Berechnungsabschnitt 67 gesetzt. In jedem der ersten, zweiten, dritten und vierten Hindernisrela tivpositions-Berechnungsabschnitte 64, 65, 66 und 67 wird die Berechnung gemäß der obigen Gleichung unter Verwendung jeder der darin unabhängig vorabgesetzten Zeiten t_s1, t_s2, t_s3 und t_s4 durchgeführt. Hiedurch läßt sich die Relativposition des Hindernisses nach Ablauf jeder der vorabgesetzten Zeiten t_s1, t_s2, t_s3 und t_s4 schätzen.

Der Umschaltabschnitt 68 dient zur Zufuhr eines Ausgangssi gnals von dem ersten Gegenstandsrelativpositions-Berechnungs abschnitt 64 in die Bewertungseinrichtung 62, wenn das Ausgangssignal von dem Wachheitsgraddetektor 37 einen gerin gen Pegel hat, und zur Zufuhr eines Ausgangssignals von dem zweiten Hindernisrelativpositions-Berechnungsabschnitt 65 in die Bewertungseinrichtung 62, wenn das Ausgangssignal von dem Wachheitsgraddetektor 37 einen hohen Pegel hat. Der Umschalt abschnitt 69 dient zur Zufuhr eines Ausgangssignals von dem dritten Hindernisrelativpositions-Berechnungsabschnitts 66 in die Bewertungseinrichtung 63, wenn das Ausgangssignal von dem Wachheitsgraddetektor 37 einen geringen Pegel hat, und zur Zufuhr eines Ausgangssignals von dem vierten Hindernisrela tivpositions-Berechnungsabschnitt 67 in die Bewertungsein richtung 63, wenn das Ausgangssignal von dem Wachheitsgraddetektor 37 einen hohen Pegel einnimmt.

Die Bewertungseinrichtung 62 bewertet, ob die von dem ersten oder zweiten Hindernisrelativpositions-Berechnungsabschnitt 64 oder 65 ausgegebene Relativposition des Hindernisses "0" ist, und erzeugt ein Betätigungssignal als Befehl zur Betäti gung des Alarms A₂, wenn diese Relativposition "0" ist. Die Bewertungseinrichtung 63 bewertet, ob die von dem dritten oder vierten Hindernisrelativpositions-Berechnungsabschnitt 66 oder 67 ausgegebene Relativposition des Hindernisses "0" ist, und erzeugt ein Betätigungssignal als Befehl zur Betäti gung des elektrisch betriebenen Hydraulikdruckerzeugers A₁, wenn diese Relativposition "0" ist.

Mit dieser zweiten Ausführung kann die Konstruktion der elek tronischen Steuereinheit C′ im Vergleich zur ersten Ausfüh rung vereinfacht werden.

Statt der in den Gleichungen (2), (3) und (4) verwendeten Verzögerungen α₁ und α₂ als vorabgesetzte Verzögerung können alternativ auch eine gegenwärtige Verzögerung des Fahrzeugs und eine gegenwärtige Verzögerung des Hindernisses verwendet werden.

In einem Fahrzeug mit einer Abstandsmeßeinheit zur Messung eines Abstands zwischen dem Fahrzeug und einem gegenständli chen Hindernis wird das gegenständliche Hindernis entlang einer Breitenrichtung des Fahrzeugs durch die Abstandsmeßein heit erfaßt. Durch die Abstandsmeßeinheit erfaßte Erfassungs daten werden auf X- und Y-Koordinaten aufgebaut, wobei die Breitenrichtung des Fahrzeugs durch eine X-Achse dargestellt ist und die Längsrichtung des Fahrzeugs durch eine Y-Achse, und wobei die Position des Fahrzeugs als ein Ursprung defi niert ist. Jede der Hindernisdaten wird derart bezeichnet, daß die gleichen Bezeichnungen denjenigen Hindernisdaten zugeordnet werden, die auf den Koordinaten einander benach bart sind. Der Betrag und die Richtung der Bewegung werden für jede Bezeichnung auf Basis der letzten Daten und der gegenwärtigen Daten berechnet, und eine Relativgeschwindig keit für jede Bezeichnung relativ zu dem Fahrzeug wird durch Teilen des Betrags der Bewegung durch eine Sammelzeit berech net. Die Position des gegenständlichen Hindernisses nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit wird auf Basis eines Relativ geschwindigkeitsvektors bestimmt, der aus der Relativge schwindigkeit und der Bewegungsrichtung bestimmt ist. Somit kann die Schätzgenauigkeit der Position des gegenständlichen Hindernisses verbessert werden.

Claims

1. Verfahren zur Positionsabschätzung eines gegenständli chen Hindernisses für ein Fahrzeug (1) mit einer Ab standsmeßeinheit (32), umfassend:
einen Sende- und Empfangsabschnitt (30) zum Senden eines Signals zu dem gegenständlichen Hindernis und Empfang eines von dem gegenständlichen Hindernis re flektierten Signals, und einen Berechnungsabschnitt (C) zur Berechnung eines Abstands zwischen dem Fahr zeug (1) und dem gegenständlichen Hindernis auf Basis einer zwischen dem Senden und dem Empfang des Signals abgelaufenen Zeit, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:
Erfassen des gegenständlichen Hindernisses entlang einer Breitenrichtung des Fahrzeugs (1) durch die Abstandsmeßeinheit (32);
Aufbau von durch die Abstandsmeßeinheit (32) erfaßten Erfassungsdaten auf X- und Y-Koordinaten, wobei die Breitenrichtung des Fahrzeugs (1) durch eine X-Achse dargestellt, die Längsrichtung des Fahrzeugs (1) durch eine Y-Achse dargestellt und die Position des Fahr zeugs (1) als ein Ursprung festgelegt ist;
Bezeichnen jeder der Hindernisdaten derart, daß die gleichen Bezeichnungen denjenigen Hindernisdaten zuge ordnet werden, die auf den Koordinaten einander be nachbart sind;
Berechnen des Betrags und der Richtung der Bewegung für jede Bezeichnung auf Basis der letzten Daten und der gegenwärtigen Daten;
Berechnen einer Relativgeschwindigkeit für jede Be zeichnung relativ zu dem Fahrzeug (1) durch Teilen des Bewegungsbetrags durch eine Abtastzeit; und
Schätzen der Position des gegenständlichen Hindernis ses nach Ablauf einer vorabbestimmten Zeit (t_s) auf Basis eines Relativgeschwindigkeitsvektors, der aus der Relativgeschwindigkeit und der Bewegungsrichtung bestimmt ist.

2. Verfahren zur Positionsabschätzung eines gegenständli chen Hindernisses für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionen der Schwerpunkte für jede Bezeich nung bestimmt werden und die Richtung und der Betrag der Bewegung für alle Bezeichnungen durch Vergleich dieser Positionen der Schwerpunkte miteinander berechnet werden.

3. Verfahren zum Abschätzen der Position eines gegen ständlichen Hindernisses für ein Fahrzeug nach An spruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Position des Schwerpunkts für jede nächste Bezeichnung auf Basis des Relativgeschwindigkeitsvek tors abgeschätzt wird und die zuletzt für jede Be zeichnung geschätzte Position des Schwerpunkts mit der gegenwärtigen Position des Schwerpunkts verglichen wird, wodurch die Richtungen und Beträge der Bewegun gen nur für einander im wesentlichen entsprechende Bezeichnungen berechnet wird.