EP1646888A1 - Vorrichtung zur bestimmung der fahrzeugeigengeschwindigkeit - Google Patents

Vorrichtung zur bestimmung der fahrzeugeigengeschwindigkeit

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EP1646888A1
EP1646888A1 EP04738896A EP04738896A EP1646888A1 EP 1646888 A1 EP1646888 A1 EP 1646888A1 EP 04738896 A EP04738896 A EP 04738896A EP 04738896 A EP04738896 A EP 04738896A EP 1646888 A1 EP1646888 A1 EP 1646888A1
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EP
European Patent Office
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speed
vehicle
sensor system
determining
crash sensor
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP04738896A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Reiner Marchthaler
Frank Mack
Alfred Kuttenberger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1646888A1 publication Critical patent/EP1646888A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B60R21/01—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents
    • B60R21/013—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents including means for detecting collisions, impending collisions or roll-over
    • B60R21/0134—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents including means for detecting collisions, impending collisions or roll-over responsive to imminent contact with an obstacle, e.g. using radar systems
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
    • G01S13/60—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems wherein the transmitter and receiver are mounted on the moving object, e.g. for determining ground speed, drift angle, ground track
    • G—PHYSICS
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    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
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    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2013/932—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles using own vehicle data, e.g. ground speed, steering wheel direction

Definitions

  • the invention relates to a device for determining the vehicle's own speed according to the type of the independent patent claim.
  • the device according to the invention for determining the vehicle's own speed with the features of the independent patent claim has the advantage that the evaluation of the vehicle's own speed by means of a pre-crash sensor system based on reflected signals on the ground is only used when a predetermined operating state is present.
  • These predefined operating states are, for example, locked wheels, spinning wheels or wheels floating in the air. These operating states mean that the measurement of the own speed over the wheel speed fails.
  • Airspeed measurement with the pre-crash sensor system based on signals reflected on the ground.
  • the measures and developments listed in the dependent claims permit advantageous improvements to the devices for determining the vehicle's own speed specified in the independent patent claim.
  • the pre-crash sensor system has a radar sensor system.
  • the device compares the signal reflected by an object with the vehicle's own speed in order to classify the object. If the object shows a relative movement to the vehicle equal to its own speed based on the reflected signals, then it is a stationary object. This stationary object could then also be used to determine the object.
  • Airspeed can be used.
  • FIG. 1 shows a mode of operation of the device according to the invention
  • FIG. 2 shows a block diagram of the device according to the invention
  • Figure 3 shows a first flow chart and Figure 4 shows a second flow chart.
  • the wide opening angle of the pre-crash sensor provides not only the actual useful signals from oncoming or standing obstacles, but also signal components that come from the road. The vehicle's own speed can then be calculated from these always present signal components.
  • Pre-crash sensors can preferably use a radar sensor here, but it is also possible to use an ultrasonic sensor or a lidar technology or other signals that are emitted and reflected again.
  • FIG. 1 shows the operation of the device according to the invention.
  • a vehicle 10 has a pre-crash sensor system 11, here a radar sensor system, which emits radar beams 13 and 15 here by way of example.
  • the radar beam 13 is reflected on the street floor 12, while the radar beam 15 is reflected on the object 14. Since the angle of the radar beam 13 to the road is always the same, the signal propagation time from the radar sensor 11 to the road 12 is always the same. The signal transit time thus provides a measure of the
  • the signal transit time to obstacle 14 decreases with decreasing distance.
  • the signal sequence of the reflected signals is also a measure of the vehicle's own speed when the obstacle 14 is not moving. Classification of the obstacle 14 is thus possible.
  • FIG. 2 shows a block diagram of the device according to the invention.
  • a pre-crash sensor system 20 is connected to a signal processing unit 21.
  • the signal processing 21 amplifies, filters and digitizes the signals of the pre-crash sensor system 20.
  • the digital signals are then transmitted from the signal processing 21 to a control unit 22.
  • This control unit 22, here the control unit for the restraint means, is an example.
  • the vehicle's own speed is an important one
  • the control unit 22 controls the restraint means 24.
  • the restraining means 24 include airbags, belt tensioners or roll bars.
  • FIG. 3 explains the functioning of the device according to the invention in a first flow chart.
  • the method begins in method step 300.
  • step 301 a check is made, based on data from a vehicle dynamics control system or an ABS control unit, to determine whether a condition is present which makes it necessary to determine the own speed by means of the pre-crash sensor system. These conditions include those that determine the
  • step 303 the airspeed is determined on the basis of the wheel speed. However, if this is the case, then in method step 302 the pre-crash sensor system, as shown above, shows the airspeed based on the reflected signal at the
  • FIG. 4 explains the functioning of the device according to the invention in a second flow chart.
  • the method begins in method step 400.
  • method step 401 reflected signals are evaluated on an object.
  • Evaluation takes place in such a way that the speed of the object sequence is evaluated. This means that the vehicle's own speed can be determined when the object is at rest. Consequently, in step 402 it is evaluated whether the speed which can be determined on the basis of the object sequence corresponds to the airspeed. If this is the case, then it is determined in method step 403 that the object is at rest. If this is not the case, then it is determined in method step 404 that the object is moving.

Landscapes

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Bestimmung der Fahrzeugeigengeschwindigkeit vorgeschlagen, die mit der Pre-Crash-Sensorik die Fahrzeugeigengeschwindigkeit bestimmt. Die Bestimmung erfolgt anhand von an der Straßenoberflächen reflektierten Signale. Diese Bestimmung erfolgt nur, wenn ein vorgegebener Betriebszustand wie ein blockiertes oder ein durchdrehendes oder ein schwebendes Rad vorliegt.

Description

Vorrichtung zur Bestimmung der Fahrzeugeigengeschwindigkeit
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Bestimmung der Fahrzeugeigengeschwindigkeit nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs.
Aus DE 39 09 644 AI ist es bekannt, eine Eigengeschwindigkeitsmessung eines Fahrzeugs nach dem Doppler-Radar-Prinzip durchzufuhren. Dabei wird ein Signal, das am Untergrund reflektiert wird, ausgenutzt.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bestimmung der Fahrzeugeigengeschwindigkeit mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs, hat demgegenüber den Vorteil, dass die Auswertung der Fahrzeugeigengeschwindigkeit mittels einer Precrash-Sensorik anhand von reflektierten Signalen am Untergrund nur dann eingesetzt wird, wenn ein vorgegebener Betriebszustand vorliegt. Dieser vorgegebene Betriebszustand sind beispielsweise blockierte Räder, durchdrehende Räder oder in der Luft schwebende Räder. Diese Betriebszustände bedeuten nämlich, dass die Messung der Eigengeschwindigkeit über die Raddrehzahl versagt. Daher wird dann die
Eigengeschwindigkeitsmessung mit der Precrash-Sensorik anhand am Untergrund reflektierter Signale durchgeführt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der im unabhängigen Patentanspruch angegebenen Vorrichtungen zur Bestimmung der Fahrzeugeigengeschwindigkeit möglich.
Besonders vorteilhaft ist, dass die Pre-Crash-Sensorik eine Radarsensorik aufweist.
Weiterhin ist es von Vorteil, dass die Vorrichtung, das von einem Objekt reflektierte Signal derart mit der Fahrzeugeigengeschwindigkeit vergleicht, um das Objekt zu klassifizieren. Zeigt nämlich das Objekt anhand der reflektierten Signale eine Relativbewegung zum Fahrzeug gleich der Eigengeschwindigkeit, dann handelt es sich um ein ruhendes Objekt. Dieses ruhende Objekt könnte dann auch zur Bestimmung der
Eigengeschwindigkeit verwendet werden.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen
Figur 1 eine Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Figur 2 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Figur 3 ein erstes Flussdiagramm und Figur 4 ein zweites Flussdiagramm.
Beschreibung
In einem Airbagalgorithmus werden zur Zeit Signale von Aufprallsensoren wie Beschleunigungssensoren ausgewertet. Um eine bessere Bestimmung der Auslösezeit zu erhalten, sind die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug und einem Crashobjekt sowie die Eigengeschwindigkeit wichtige Parameter. Diese Parameter können mittels einer Precrashsensorik ermittelt werden. Üblicherweise wird jedoch die
Eigengeschwindigkeit im ESP/ABS-Steuergerät mittels Raddrehzahlen bestimmt. Bei bestimmten Betriebszuständen, wie blockierenden oder durchdrehenden oder schwebenden Rädern ist diese Information jedoch nicht mehr korrekt. Die Eigengeschwindigkeit ist eine wichtige Größe für die ESP/ABS-Funktion eine genaue Schätzung in kritischen Situationen, z.B. blockierenden Räder, verbessert aomit auch die Fahrstabilität.
Folglich wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, in solchen Betriebszuständen die
Fahrzeugeigengeschwindigkeit mittels der Pre-Crash-Sensorik zu bestimmen. Dies gelingt anhand reflektierter Signale am Untergrund, also an der Straßenoberfläche. Da der Abstand und der Winkel der Radarstrahlen zur Straßenoberfläche konstant ist, ist die Zeit des Signals vom Aussenden bis zum Empfangen ein Maß für die Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs.
Durch den breiten Öffnungswinkel des Pre-Crash-Sensors erhält man neben dem eigentlichen Nutzsignalen von entgegenkommenden bzw. stehenden Hindernissen auch Signalanteile, die von der Straße herrühren. Aus diesen immer vorhandenen Signalanteilen lässt sich dann die Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs berechnen. Die
Pre-Crash-Sensorik kann hier vorzugsweise eine Radarsensorik verwenden, so ist es jedoch auch möglich eine Ultraschallsensorik bzw. eine Lidartechnik oder andere Signale zu verwenden, die ausgestrahlt werden und wieder reflektiert werden.
Figur 1 zeigt die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Ein Fahrzeug 10 weist eine Pre-Crash-Sensorik 11 , hier eine Radarsensorik, auf, die Radarstrahlen 13 und 15 beispielhaft hier ausstrahlt. Der Radarstrahl 13 wird am Straßenboden 12 reflektiert, während der Radarstrahl 15 am Objekt 14 reflektiert wird. Da der Winkel des Radarstrahls 13 zur Straße immer gleich ist, ist die Signallaufzeit von dem Radarsensor 1 1 zur Straße 12 immer gleich. Damit liefert die Signallaufzeit ein Maß für die
Fahrzeugeigengeschwindigkeit. Die Signallaufzeit zum Hindernis 14 sinkt mit abnehmender Entfernung. Jedoch ist die Signalfolge der reflektierten Signale ebenfalls ein Maß für die Fahrzeugeigengeschwindigkeit, wenn sich das Hindernis 14 nicht bewegt. Damit ist eine Klassifizierung des Hindernis 14 möglich.
Figur 2 zeigt ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Eine Pre-Crash- Sensorik 20 ist an eine Signalverarbeitung 21 angeschlossen. Die Signalverarbeitung 21 verstärkt, filtert und digitalisiert die Signale der Pre-Crash-Sensorik 20. Die digitalen Signale werden dann von der Signalverarbeitung 21 an ein Steuergerät 22 übertragen. Beispielhaft ist dieses Steuergerät 22, hier das Steuergerät für die Rückhaltemittel. An das Steuergerät 22 überträgt jedoch auch eine Raddrehzahlsensorik 23 ein Signal, das die Fahrzeugeigengeschwindigkeit präsentiert. Wird nun mittels der Fahrdynamikregelung erkannt, dass ein Rad durchdreht, blockiert oder schwebt, dann verwendet das Airbagsteuergerät 22 die Signale der Pre-Crash-Sensorik 20 zur Bestimmung der Fahrzeugeigengeschwindigkeit. Die Fahrzeugeigengeschwindigkeit ist ein wichtiger
Parameter zur Bestimmung der Crashschwere. In Abhängigkeit davon steuert dann das Steuergerät 22 die Rückhaltemittel 24 an. Zu den Rückhaltemitteln 24 zählen Airbags, Gurtstraffer oder Überrollbügel.
Figur 3 erläutert in einem ersten Flussdiagramm die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung. In Verfahrensschritt 300 beginnt das Verfahren. In Verfahrensschritt 301 wird geprüft und zwar anhand von Daten einer Fahrdynamikregelung oder eines ABS-Steuergeräts, ob eine Bedingung vorliegt, die die Bestimmung der Eigengeschwindigkeit mittels der Pre-Crash-Sensorik erforderlich macht. Zu diesen Bedingungen zählen solche, die eine Bestimmung der
Eigengeschwindigkeit anhand der Raddrehzahl unmöglich machen. Das sind blockierende, durchdrehende oder schwebende Räder. Ist das nicht der Fall, dann wird in Verfahrensschritt 303 anhand der Raddrehzahl die Eigengeschwindigkeit bestimmt. Ist das jedoch der Fall, dann wird in Verfahrensschritt 302 anhand der Pre-Crash-Sensorik wie oben dargestellt, die Eigengeschwindigkeit anhand des reflektierten Signals an der
Straßenoberfläche bestimmt.
Figur 4 erläutert in einem zweiten Flussdiagramm die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung. In Verfahrensschritt 400 beginnt das Verfahren. In Verfahrensschritt 401 erfolgt eine Auswertung reflektierten Signale an einem Objekt. Die
Auswertung geschieht derart, dass die Geschwindigkeit der Objektfolge ausgewertet wird. Damit ist nämlich die Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs bestimmbar, wenn das Objekt ruht. Folglich wird in Verfahrensschritt 402 ausgewertet, ob die Geschwindigkeit, die anhand der Objektfolge bestimmbar ist, der Eigengeschwindigkeit entspricht. Ist dies der Fall, dann wird in Verfahrensschritt 403 festgestellt, dass das Objekt ruht. Ist das nicht der Fall, dann wird in Verfahrensschritt 404 festgestellt, dass sich das Objekt bewegt.
Wertet man den Strahlanteil aus, der von der Straße zurückreflektiert wird, so erhält man ein Objekt, das sich immer im selben Abstand vor dem Fahrzeug befindet. Dieses setzt sich aus einer Folge von Objekten zusammen, die sich auf das Fahrzeug zu bewegen. Wertet man nun die Geschwindigkeit der Objektfolge aus, so stellt man fest, dass diese der Eigengeschwindigkeit entspricht. Durch den festen Abstand des Objekts und der Objektgeschwindigkeit, die auf das Fahrzeug zu gerichtet ist, lässt sich das Objekt von crashrelevanten Objekten unterscheiden und so für die Bestimmung der Eigengeschwindigkeit heranziehen .

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Bestimmung der Fahrzeugeigengeschwindigkeit, wobei die Vorrichtung eine Pre-Crash-Sensorik (11, 20) aufweist, die zur Bestimmung der Fahrzeugeigengeschwindigkeit konfiguriert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Pre- Crash-Sensorik (11, 20) derart konfiguriert ist, dass die Pre-Crash-Sensorik (1 1, 20) anhand eines vom Untergrund reflektierten Signals die Eigengeschwindigkeit bestimmt, wenn ein vorgegebener Betriebszustand vorliegt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pre-Crash-Sensorik eine Radarsensorik aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebszustand ein blockiertes oder ein durchdrehendes oder ein schwebendes Rad ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung derart konfiguriert ist, dass die Vorrichtung, die von einem Objekt reflektierten Signale derart mit der Fahrzeugeigengeschwindigkeit vergleicht, so dass das Objekt klassifiziert wird.
EP04738896A 2003-07-15 2004-07-08 Vorrichtung zur bestimmung der fahrzeugeigengeschwindigkeit Withdrawn EP1646888A1 (de)

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