ES2286469T3 - Sistema para influir en la velocidad de un automovil. - Google Patents

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Abstract

Sistema para evaluar el entorno de circulación de un automóvil y para influir en la velocidad del automóvil en su propio carril, con -- una unidad de control electrónica (ECU), que está unida a -- un generador de señales que genera una señal característica de la velocidad deseada del automóvil, -- un generador de señales que genera una señal característica de la velocidad de giro del automóvil alrededor de su eje vertical, -- un generador de señales que genera una señal característica de los objetos situados en el espacio delante del automóvil en el sentido de marcha del automóvil, en cuanto a su distancia y orientación con respecto al automóvil, que reproduce -- la velocidad relativa a la velocidad del automóvil propio, y/o -- la distancia relativa al automóvil propio, y/o -- el desplazamiento angular o el desvío lateral con relación al eje longitudinal del automóvil propio, y -- un generador de señales que genera una señal característica de la velocidad de por lo menos una de las ruedas del automóvil, y que está unida por lo menos a un equipo de control que influye en el comportamiento de marcha del automóvil para alimentar éste con señales de salida derivadas del comportamiento de marcha del automóvil de referencia situado delante del automóvil propio, en el que en la ECU se determina a partir de la velocidad de giro momentánea del automóvil propio un valor característico de "curvosidad", diferenciando para ello la variación de curvatura del recorrido realizado por el automóvil propio en función del recorrido y/o del tiempo, que se evalúa en la unidad de control electrónica para disminuir con una velocidad predeterminada el valor característico de "curvosidad" en el caso de tramos rectos largos de la calzada durante un determinado recorrido en función del resultado de la diferenciación, y donde en función del valor característico de "curvosidad" se excluyen de la selección como automóvil de referencia de entre los objetos aquellos que estén más alejados del automóvil propio que otros.

Description

Sistema para influir en la velocidad de un automóvil.
Antecedentes de la invención
La invención se refiere a un sistema para influir en la velocidad de un automóvil. Esta clase de controles se utilizan cada vez más en automóviles, especialmente turismos de la clase superior y de la clase media superior, bajo la designación ACC (Autonomous/Adaptive-Cruise Control).
Estado de la técnica
Se conocen dispositivos que regulan la velocidad de marcha de un automóvil, donde el conductor puede especificar una velocidad deseada y donde por medio de un regulador de velocidad se lleva la velocidad de marcha del automóvil a esta velocidad deseada y se mantiene allí mientras esté activado este dispositivo. Ahora bien, en este caso no tiene lugar ninguna vigilancia de la velocidad de marcha de un automóvil que circule por delante. Por este motivo el conductor ha de intervenir cuando su automóvil propio se acerca demasiado al automóvil que circula por delante. Pero igualmente puede incrementar correspondientemente el conductor la velocidad de su automóvil propio, cuando el automóvil que circule por delante aumente su velocidad. Un dispositivo que le descargue al conductor de vigilar la distancia respecto al automóvil que circula por delante, y adapte la velocidad de su automóvil propio a la velocidad de un automóvil que circule por delante, se describe por ejemplo en el documento EP-A-0 612 541.
Por el documento US-A-5 510 990 (Hashimoto Mitsufumi et al.) se conoce un sistema para la evaluación del entorno de circulación de un automóvil y para influir en la velocidad del automóvil en su carril propio. Lleva una unidad de control electrónica (ECU), que está unida a un generador de señales que genera una señal característica de la velocidad deseada del automóvil, un generador de señales que genera una señal característica para los objetos situados en el espacio que hay delante del automóvil en el sentido de marcha del automóvil, en cuanto a su distancia y orientación con relación al automóvil, que reproduce la velocidad relativa a la velocidad del automóvil propio y la distancia relativa al automóvil propio, y un generador de señales que genera una señal característica de la velocidad de por lo menos una de las ruedas del automóvil. El equipo de control está unido por lo menos a un equipo de control que influye sobre el comportamiento de marcha del automóvil, para alimentar a éste con señales de salida derivadas del comportamiento de marcha del automóvil situado delante del automóvil propio. En la ECU se determina a partir del ángulo de la dirección del automóvil propio el radio de la curva, donde en función de este radio de la curva se excluyen como automóvil de referencia de entre los objetos aquellos que estén más alejados que otros respecto al automóvil propio.
Problema que constituye la base de la invención
Para poder utilizar tales sistemas ACC con éxito en unas aplicaciones más amplias, se precisa el funcionamiento seguro y fiable de estos sistemas, que da lugar también a una mayor comodidad de marcha y por lo tanto a una mayor aceptación entre los conductores. La invención se ocupa especialmente del problema de mejorar la elección del automóvil de referencia, y con ello hacer más seguro el comportamiento de marcha del automóvil propio.
Este problema se resuelve mediante un sistema conforme a la reivindicación 1.
Solución conforme a la invención
De acuerdo con la invención, se determina en la unidad electrónica de control (ECU) un valor característico de "curvosidad", a partir del grado de giro momentáneo del automóvil propio, donde en función del valor característico de "curvosidad" se excluyen de la elección como automóvil de referencia de entre los objetos prioritarios aquellos que estén más alejados que otros del automóvil propio. Este valor característico se puede adaptar teniendo en cuenta -razonablemente- la variación del grado de giro por medio de las curvas recorridas en el pasado. De este modo se reduce el riesgo de realizar una elección errónea de un automóvil de referencia y el riesgo de "perder" un automóvil de referencia en curvas consecutivas. Para ello, la invención se basa en el conocimiento de que se necesita una evaluación más intensiva del entorno de circulación del automóvil propio. Los resultados de esta evaluación del entorno de circulación se deberán tener en cuenta entonces también al influir sobre la velocidad del automóvil propio.
Realizaciones conformes a la invención y perfeccionamientos ventajosos
La función de un sistema ACC de la clase conforme a la invención se basa en que en la parte frontal del automóvil propio está dispuesto un sensor, por lo general orientado rígidamente hacia delante, generalmente un sensor de radar, con un campo de captación relativamente estrecho. Este sensor sirve para detectar los objetos situados dentro del campo de captación y comunicárselos a una unidad de control electrónica (con indicación de la distancia y desviación lateral o posición angular respecto al eje geométrico del sensor o del automóvil, así como eventualmente el tamaño del objeto). A partir de estos datos así como de algunos otros datos obtenidos en el automóvil propio (velocidad, grado de giro o de derrape alrededor del eje vertical del automóvil propio, aceleración transversal del automóvil propio, etc.), se determina entonces en la unidad de control electrónica (ECU) primeramente el carril o corredor de marcha del automóvil propio. Basándose en esto y de acuerdo con determinados criterios se determina entonces por lo general el automóvil más próximo situado en el corredor de marcha propio como automóvil de referencia que circula por delante, para regular con respecto a este automóvil la distancia mediante la intervención en el control del motor, el control de la caja de cambios y el sistema de frenos. De este modo el automóvil propio tiene la posibilidad de seguir a un vehículo que circule por delante con una distancia de seguridad (que eventualmente depende de la velocidad y de otros factores), realizándose la determinación y mantenimiento de la distancia de seguridad mediante intervenciones en el sistema de control del motor y en el sistema de frenos del automóvil propio, con independencia del conductor. Por lo general, el conductor solamente especifica una velocidad deseada del automóvil propio y/o una distancia deseada del automóvil propio respecto a un automóvil de referencia. Dicho de otro modo, la invención facilita un sistema para la evaluación del entorno de circulación de un automóvil y para influir en la velocidad del automóvil. Este sistema lleva una ECU, que está unida a un generador de señales que genera una señal característica de la velocidad deseada/distancia deseada del automóvil. Además se alimenta la unidad de control electrónica con la velocidad momentánea (real) del automóvil propio. La ECU está además unida a un generador de señales que genera una señal característica del grado de giro del automóvil alrededor de su eje vertical. La ECU está igualmente unida a un generador de señales que genera una señal característica de los objetos situados en el espacio delante del automóvil, en el sentido de marcha del automóvil, en cuanto a su distancia y orientación respecto al automóvil. Para esto se puede tratar de un sensor de radar, un sensor de ultrasonido o un sensor infrarrojo, o también de un sensor de imagen (cámara de vídeo). El espacio explorado mediante el sensor tiene aproximadamente forma cónica o lobulada, y en función de las circunstancias reales del entorno tiene una longitud de unos 100-250 metros y un ángulo de apertura de unos 12º. Con esto se puede efectuar una captación/selección segura de objetos que se encuentren a una distancia de unos 170 +/- 30 metros de distancia del automóvil propio o se desplacen delante de éste dentro de esta gama. Por último, la ECU está unida a un generador de señales que genera una señal característica de la velocidad de por lo menos una de las ruedas del automóvil. Esto puede ser por ejemplo el transductor de revoluciones del sistema antibloqueo (ABS). En la ECU se tratan las señales procedentes de estos generadores de señales mediante una o varias unidades de cálculo. Los resultados así obtenidos se alimentan por la ECU como señales de salida, derivadas del comportamiento de marcha del automóvil situado delante del automóvil propio, por lo menos a un equipo de control que influye sobre el comportamiento de marcha del automóvil propio. Dado que la captación de los objetos tiene lugar en una trama de tiempo de pocas decenas de milisegundos (por ejemplo 50 milisegundos), se pueden determinar en la ECU las variaciones de posición de los distintos objetos a lo largo del tiempo. Teniendo en cuenta el movimiento o movimientos del automóvil propio, se pueden calcular también en la ECU movimientos de los objetos así como eventualmente de su velocidad relativa. A partir de ahí se le asignan entonces en la ECU al objeto también las características de "parado", "se desplaza esencialmente en el mismo sentido que el automóvil propio", o "se desplaza esencialmente en sentido opuesto al del automóvil propio". Dicho con otras palabras, a partir de las señales del generador de señales se genera una señal característica para los objetos que se encuentren en el espacio situado delante del automóvil en el sentido de marcha del automóvil, en cuanto a su distancia y orientación con relación al automóvil, determinando de modo continuo y evaluando en la ECU por lo menos su velocidad relativa a la velocidad del automóvil propio, su distancia relativa al automóvil propio así como el desvío angular o la desviación lateral con relación al eje longitudinal del vehículo propio. Por razones prácticas se limita para esto la cantidad de objetos observados. Se excluyen los objetivos parados, es decir aquellos cuya velocidad relativa en el sentido de marcha del automóvil propio es igual a la velocidad del automóvil propio con signo cambiado. Los objetos situados próximos al automóvil propio se prefieren con relación a los objetos situados más alejados. Todos los objetos que basándose en las señales captadas por el sensor de radar puedan ser clasificados por la ECU como objetos de referencia a considerar, se registran en una tabla de objetos en la que se anotan también las respectivas características y datos de los objetos, y se van anotando o actualizando por la ECU sirviéndose de los (nuevos) cálculos constantes. En particular para reducir el número de posibles objetivos que se encuentren sobre la calzada delante del automóvil propio no se evalúa por lo general todo el espacio de captación - limitado por el ángulo de apertura del sensor (del radar), sino una zona reducida con respecto a aquélla. Esta medida reduce el número de objetos a considerar. Pero a efectos de simplificar, y salvo que no se indique explícitamente otra cosa, se parte en lo sucesivo de que la zona efectiva evaluada y el espacio de captación situado delante del automóvil propio, coinciden.
Como ya se explicó anteriormente, una de las etapas durante la determinación del automóvil "a perseguir" por el automóvil propio es la determinación del carril propio.
Éste está determinado por su eje central, su anchura o en aproximación por tramos con radio de curvatura constante. Para establecer el eje central del carril propio en el espacio captado delante del automóvil, el presente sistema modifica el radio de curvatura R de la trayectoria curva del centro de gravedad del automóvil propio sirviéndose de la variación de marcación angular de los objetos que circulan por delante y de la posición absoluta de los objetos que circulan por delante, con respecto al carril momentáneo predicho en la ECU. Para ello se determina como valor de partida para el radio de curvatura R (por ejemplo, en el caso de que no haya ningún objeto que circule por delante) la velocidad del automóvil propio dividida por su grado de giro momentáneo, que se conduce a la ECU por el correspondiente generador de señales. El radio de curvatura de la trayectoria curva se modifica entonces en la ECU por medio de las velocidades laterales en función de los objetos que se desplazan en el espacio captado delante del automóvil. Algunos otros criterios que dan lugar a una modificación del radio de curvatura o que son considerados y evaluados por el programa que se desarrolla en la ECU durante la actualización del radio de curvatura, son: (i) el tiempo de permanencia de los objetos que se desplazan en el espacio captado por el sensor delante del automóvil, (ii) la velocidad de los objetos que se desplazan el espacio captado delante del automóvil, en el sentido de marcha del automóvil propio, y/o (iii) la distancia respecto al automóvil propio de los objetos que se desplazan en el espacio captado delante del automóvil. En el caso de baja velocidad del automóvil propio se reduce también el radio de curvatura, ya que de este modo se consigue una mayor estabilidad (escasez de ruido o constancia) de la señal que reproduce la posición lateral del automóvil. Preferentemente se lleva para esto en una tabla un factor de reducción (no lineal). La medida en que son admisibles las variaciones del radio de las curvas depende también del propio radio de la curva. En el caso de un radio de curva muy pequeño, se admite una velocidad de variación relativamente alta. Especialmente en las salidas de las curvas se consigue entonces que en un tramo recto que siga a la curva se vuelva a encontrar rápidamente la trayectoria correcta del automóvil que circula por delante y que se eligió como automóvil de referencia, - pero también la trayectoria propia. El sistema conforme a la invención se especifica a sí mismo una anchura del carril propio, que depende primeramente de las dimensiones del vehículo más un suplemento de seguridad de aproximadamente 0,2-0,7 metros en cada lado. En una trayectoria recta, el carril propio tendría entonces una forma esencialmente rectangular, cuya longitud, considerada en cada momento, es algo menor que el alcance del sensor de radar. Este carril esencialmente rectangular se reproduce en la ECU como estructura de datos. Para ello se establece la anchura del carril, más reducida en la zona próxima (aprox. 0-50 metros) y en la zona remota (más de 150 metros), que en la zona intermedia (50-150 metros). Para que la estructura de datos en la ECU se mantenga lo más eficaz posible, se establece en la ECU en el sistema objeto de la invención la anchura del carril propio sólo en aquellos puntos en el espacio situados delante del automóvil propio en los que se encuentran también objetos en el espacio captado delante del automóvil propio. El sistema modifica en la ECU la anchura del carril propio en función de la distancia de los objetos captados en el espacio delante del automóvil propio, y de la orientación de una curva, de tal manera que a gran distancia (más de 150 metros) disminuye la anchura por el lado exterior de la curva, y que a una distancia intermedia (50-150 metros) aumenta la anchura en el lado interior de la curva. Esta forma de proceder reduce la elección de objetos desfavorables que sean "perseguidos" por el vehículo propio como automóvil de destino. Para que los pequeños movimientos laterales del automóvil de referencia que se trata de perseguir no den lugar a que estos movimientos laterales sean reconocidos por la ECU como cambios de carril de este automóvil, se ensancha en la ECU hacia ambos lados la anchura del carril propio (y con ello también el carril del automóvil de referencia que se trata de perseguir), en el punto en el cual se encuentra el automóvil de referencia. Igualmente se ensancha también en la ECU hacia ambos lados el carril propio en función de la duración con la que el comportamiento de marcha del automóvil propio depende del comportamiento de marcha de este automóvil de referencia, en el punto en el que se encuentra el automóvil de referencia. Adicionalmente o en lugar de la medida anterior para establecer el comportamiento de marcha del automóvil propio, se puede modificar en la ECU la anchura del carril propio también en función de la curvosidad de la carretera sobre la cual se encuentra el automóvil propio. En particular se reduce la anchura cuando la carretera presenta muchas curvas. Para ello se evalúa en la ECU el radio de curvatura momentáneo y eventualmente también el que queda sólo poco tiempo atrás. En caso de un radio de curvatura pequeño se reduce la anchura. Lo mismo es aplicable para la medida, también conforme a la invención, de modificar la anchura del carril propio en la ECU en función de la velocidad del automóvil propio, al menos por tramos. En el caso de una velocidad elevada del automóvil propio se aumenta la anchura del carril propio con el fin de evitar que el automóvil de referencia se "pierda" de la persecución debido a sólo pequeños movimientos laterales del vehículo propio o del vehículo perseguido. Otro criterio para la determinación del vehículo de referencia óptimo que circule por delante, y de cuyo comportamiento de marcha se trata de hacer depender el comportamiento de marcha del automóvil propio, es la determinación de los carriles de la carretera sobre los cuales se desplaza el automóvil propio. Para ello no se buscan marcas de referencia del carril, que con frecuencia ni siquiera existen. Más bien se evalúa el comportamiento de los demás objetos que se mueven en el espacio situado delante del automóvil propio, para sacar de ahí conclusiones sobre el número de carriles que tiene la carretera, y en cuál de dichos carriles se desplaza el automóvil propio. El sistema conforme a la invención lleva lo que se llama unas listas de carriles para tres carriles en el sentido de marcha del automóvil propio así como para tres carriles en el sentido de marcha opuesto. Por principio se alisa para ello en la ECU para cada uno de los objetos de la tabla de objetos que se muevan, mediante un filtrado en un filtro de paso bajo con una constante de tiempo corta la variación en el tiempo de la desviación lateral (es decir el desplazamiento lateral del objeto respectivo con relación al eje central del automóvil propio y/o la variación del carril predicho), y a continuación se integra. Con el fin de generar de la tabla de objetos las listas de carriles y mantenerlas actualizadas, se determina primeramente el carril propio. Para ello se aplica un factor de ponderación reducido a los objetos situados en los bordes laterales del espacio captado, y se aplica un factor de ponderación mayor a los objetos situados en la zona central del espacio captado. Igualmente se dotan de un factor de ponderación reducido los objetos situados a gran distancia y los objetos muy próximos que tengan una desviación lateral grande. Todos los objetos con una valoración reducida tienen en común que su posición lateral exacta es muy difícil de determinar, y adolece además de una gran imprecisión. Por eso solamente deben tener una importancia reducida para la determinación del carril. A partir de los objetos ponderados de este modo e incluyendo los movimientos del automóvil propio, se determina en la ECU el carril propio. Basándose en estos resultados para los distintos objetos, se clasifican en la ECU los objetos en movimiento como objetos situados en el carril propio, si un objeto alejado más de una distancia mínima tiene durante un marco de tiempo predeterminado una duración de permanencia en el carril propio tal, que con relación a la suma de la duración de permanencia en uno o ambos carriles laterales presenta una relación que rebase un valor umbral que depende de la distancia del objeto. Partiendo de la anterior determinación de los objetos en el carril propio se puede modificar en le ECU el marco de tiempo predeterminado en función de la velocidad del automóvil propio con el fin de optimizar y adaptar la función a diferentes condiciones marginales y entornos. Además, se puede reducir en la ECU el valor umbral al irse reduciendo la distancia del objeto respecto al automóvil propio. Por último, se clasifican en la ECU los objetos en movimiento captados en el espacio delante del automóvil propio como objetos situados a la izquierda o a la derecha del carril propio, si un objeto se encuentra a la izquierda del límite izquierdo del carril propio o a la derecha del límite derecho del carril propio, a la distancia correspondiente. Para los automóviles que se acercan en sentido contrario se efectúa igualmente una asignación a un carril, sirviéndose de su indicación de sentido de marcha y de su respectiva desviación lateral. En conjunto se determina de acuerdo con la invención la duración de permanencia de todos los objetos para los carriles existentes con relación al carril propio y se pondera a lo largo del tiempo, ponderando con un valor mayor las apariciones de objetos más recientes en el tiempo en el carril del automóvil propio que las apariciones más retrasadas en el tiempo, y las apariciones de objetos en el carril del automóvil propio situadas más alejadas en el espacio se les asigna un valor menor que a las apariciones situadas más próximas en el espacio. Con ello se consigue efectuar una determinación segura de los objetos como circulando en el carril propio. Al efectuar la elección del objeto de referencia detrás del cual "se va a circular", esto reduce la probabilidad de un error de selección. A partir de los carriles existentes se eligen ahora en la ECU respectivamente un máximo de dos objetos en movimiento que se identifican como objetos prioritarios, si durante un período de tiempo superior a un valor mínimo se captaron como objetos en movimiento delante del automóvil propio, ponderándose menos la duración respectiva de cada objeto para objetos situados muy próximos al automóvil propio (aprox. 0 - aprox. 30 metros). Con esto ya se ha limitado considerablemente el número de candidatos de entre los cuales se elige el automóvil de referencia. Además, estos máximos seis objetos son aquellos para los cuales el comportamiento de marcha del automóvil propio es de importancia destacada. Por eso basta en primera aproximación considerar estos seis objetos, y orientar según ellos el comportamiento de marcha momentáneo del automóvil propio. Para ello se determina en la ECU para cada objeto prioritario, en qué magnitud cada objeto prioritario varía su posición lateral con relación al eje central del carril del automóvil propio. Para ello se determina como valor de modificación del carril del automóvil propio a la respectiva distancia al automóvil propio la suma de los valores medios de las variaciones de posición lateral de los objetos prioritarios. En la ECU se selecciona ahora de entre los objetos prioritarios como automóvil de referencia aquél de cuyo comportamiento de marcha deberá depender el comportamiento de marcha del automóvil propio, que (i) se mueve en el carril del automóvil propio, (ii) tiene un sentido de movimiento sobre el terreno que coincide esencialmente con el sentido de movimiento del automóvil propio; y (iii) ya se captó en el espacio delante del automóvil propio durante un período de tiempo predeterminado. El programa que se desarrolla en la ECU selecciona de entre los objetos prioritarios preferentemente aquel como automóvil de referencia de cuyo comportamiento de marcha deberá depender el comportamiento de marcha del automóvil propio, en el cual la velocidad transversal con relación al eje central del carril propio no rebase un valor umbral. Para ello se diferencia respecto al tiempo preferentemente la desviación lateral para los diferentes objetos a partir de la lista de referencias. En este caso el valor umbral es variable en función de la distancia del objeto respectivo con relación al automóvil propio. Estas medidas aseguran que se elija principalmente como automóvil de referencia a perseguir un automóvil que tenga un comportamiento de marcha relativamente uniforme. Como consecuencia de esto también es escasa la probabilidad de que este automóvil seleccionado "se pierda de la captación del sensor", lo cual a su vez da lugar a un comportamiento de marcha más uniforme del automóvil propio. Como otra mejora en la seguridad de captación, en particular para evitar efectos de espejo del rayo sensor (en los límites de la calzada o en otros objetos, eventualmente en movimiento), se especifica en la ECU para cada objeto un valor en la lista de objetivos y se actualiza periódicamente, el cual reproduce la amplitud de ruido del ángulo de marcación a cada uno de los objetos. Para todos los objetos se alisa en la ECU la variación de este valor a lo largo del tiempo mediante un filtro de paso bajo. Cuando el trazado alisado del valor correspondiente a un objeto rebasa un valor umbral dependiente de la distancia, se excluye este objeto de la selección como automóvil de referencia. Otra medida para aumentar la estabilidad del sistema, es decir para evitar errores de elección, consiste en que la ECU excluye un objeto prioritario de la lista de referencias, de la elección como automóvil de referencia, si (i) su distancia al automóvil propio es menor que un valor umbral de distancia, (ii) el valor absoluto del ángulo de marcación a este objeto prioritario es mayor que un valor umbral angular (por ejemplo 4º), y (iii) este objeto prioritario hasta ahora no había sido seleccionado como automóvil de referencia. De este modo se asegura que no se produce un cambio -innecesario- del automóvil de referencia, o un salto adelante y atrás entre dos objetos (presuntamente) "igual de buenos". Esto tiene el efecto positivo de que no se produce un aumento o disminución de la velocidad del automóvil propio relacionado con el cambio a un nuevo automóvil de referencia. El sistema objeto de la invención ha valorado para el automóvil de referencia la variación del ángulo de marcación visto desde el automóvil propio así como el grado de giro para el automóvil propio, para detectar un cambio de carril del automóvil propio. Para ello se determina si la variación del ángulo de marcación al automóvil de referencia, de cuyo comportamiento de marcha deberá depender el comportamiento de marcha del automóvil propio, está por encima de un determinado valor umbral y es esencialmente igual al grado de giro del automóvil propio, con signo cambiado. Para reconocer si el automóvil propio se encuentra circulando en una curva, se alimenta en la ECU una magnitud relacionada con la curvatura del carril del automóvil propio, como señal de entrada en paralelo a varios filtros de paso bajo con diferentes constantes de tiempo (de orden bajo, preferentemente de primer orden). Las señales de salida de los filtros de paso bajo y la señal de entrada se comparan entre sí. Si las (amplitudes de las) señales de salida presentan una respectiva distancia mínima entre sí, y la señal de salida de un respectivo filtro de paso bajo es menor que la señal de salida de un filtro de paso bajo que tenga una constante de tiempo menor y sea mayor que la señal de salida de un filtro de paso bajo con una constante de tiempo mayor, o si la señal de salida de un respectivo filtro de paso bajo es mayor que la señal de salida de un filtro de paso bajo con una constante de tiempo menor, y es menor que la señal de salida de un filtro de paso bajo con una constante de tiempo mayor, se reconoce en el trazado de la carretera del automóvil propio un paso de una curva con una determinada orientación a una curva de orientación opuesta. Si la ECU ha comprobado que el automóvil propio se encuentra en una transición de curvas, por ejemplo en una curva en S, se reduce la longitud del carril evaluado, ya que en esta situación a menudo hay diferentes objetos que varían muy intensamente su desviación lateral. Con una longitud de evaluación reducida se salen de la consideración especialmente los objetos que estén circulando a mayor distancia delante del automóvil propio. Dado que en una situación tal es relativamente alta la probabilidad de que un objeto que circule a mayor distancia delante del automóvil propio aparezca por error en el carril propio, se reduce la tasa de errores al reducir la longitud de evaluación. Un aspecto esencial para la identificación del entorno es la identificación de la clase de carretera. La identificación de la clase de carretera es ventajosa para un ajuste óptimo en la elección del automóvil de referencia y para la regulación de la velocidad del automóvil propio. Esto se basa en el conocimiento de que diferentes clases de carreteras exigen un ajuste considerablemente diferenciado entre sí de distintos parámetros del sistema (longitud y anchura del carril/carriles evaluados, umbrales de aceleración, etc.), para el funcionamiento óptimo del sistema, es decir que cumpla lo más exactamente posible las expectativas del conductor.
El sistema conforme a la invención evalúa la velocidad del automóvil propio, el número de carriles reconocidos que tengan el mismo sentido de marcha que el del automóvil propio, la curvatura de los carriles, etc. Para realizar esto se determina conforme a la invención un valor característico que tiene transiciones fluidas y que está definido como velocidad del entorno. Este valor característico tiene la dimensión de velocidad (recorrido/tiempo). Para diferenciar la clase de carretera sobre la cual circula el vehículo propio, el sistema objeto de la invención determina en la ECU valores característicos para por lo menos dos entornos de carretera diferentes (circulación urbana, carretera, autopista), donde una de las magnitudes que influye en el valor característico respectivo es la velocidad del entorno determinada a partir de las velocidades de los objetos captados en el espacio delante del automóvil propio, así como de la velocidad del automóvil propio, determinadas preferentemente mediante formación del valor medio. Para esto los entornos de la carretera no tienen valores límite rígidos sino límites fluidos. El valor de la "velocidad del entorno", se encuentra, cuando está en el ámbito de "autopista", aproximadamente en 120 km/h - 150 km/h. Esto es válido aunque la velocidad efectiva a la que circula el automóvil sea momentáneamente inferior o superior. En el ámbito de "carretera", el valor está aproximadamente en 60 km/h - 100 km/h. En el ámbito de "tráfico urbano" el valor está aproximadamente en 30 km/h - 50 km/h. Con motivo de estar circulando durante un tiempo prolongado con una velocidad alta más larga y con menos golpes de volante, la ECU va aumentando de forma escalonada el valor de la "velocidad del entorno", hasta llegar a situarse dentro del ámbito de "autopista" (120 km/h - 150 km/h). A causa de un tramo de circulación con un radio de curva y una longitud tal como aparecen generalmente en las salidas de autopista, y velocidad correspondientemente reducida considerablemente, se baja el valor de la "velocidad del entorno" con gran rapidez a un valor de por ejemplo 50 km/h - 70 km/h, que corresponde al ámbito de "carretera", incluso si la velocidad momentánea a la que se circule sea superior. En el sistema conforme a la invención se efectúa en la ECU la aproximación al valor de la "velocidad del entorno" desde un valor momentáneo a la velocidad efectiva a la que circula el automóvil propio, por medio de una función predefinida (por ejemplo rampa, escalón). La aproximación desde un valor más alto que el valor momentáneo de la velocidad real a la que se circula tiene lugar preferentemente con una primera tasa de velocidad, y una aproximación desde un valor más bajo que el valor momentáneo de la velocidad a la que efectivamente se circula, con una segunda tasa de velocidad, preferentemente considerablemente superior a la primera. De este modo se asegura que las reducciones de velocidad de corta duración, por ejemplo en la autopista en la zona de una obra, o debido a otro automóvil más lento que se cierre penetrando en el carril del automóvil propio, no provoquen la recaída inmediata a la gama de valores de "carretera" o incluso "tráfico urbano". Igualmente se incrementa en la ECU el valor de la "velocidad del entorno" por medio de una función predefinida (por ejemplo rampa, escalón), si delante del automóvil propio hay por lo menos dos otros objetos que circulan esencialmente uno junto al otro, y el vehículo propio circula con una velocidad efectiva que esté dentro de la gama de "carretera". En este caso se produce un aumento del valor de la "velocidad del entorno" con una tercera tasa de velocidad, preferentemente notablemente superior a la segunda. En particular se puede alcanzar en este caso un valor umbral superior, si durante un tiempo prolongado se alcanza sobre una carretera de varios carriles situada fuera de una población, una velocidad relativamente alta. Además, se reduce el valor de la "velocidad del entorno" a un valor límite inferior, por medio de una función predefinida (por ejemplo rampa, escalón), si a partir del valor de la "velocidad del entorno" y del grado de giro momentáneo del automóvil propio resultase una aceleración transversal que rebase un valor umbral. En este caso se produce la reducción del valor de la "velocidad del entorno" con una cuarta tasa de velocidad, preferentemente considerablemente superior a la tercera. Esto asegura que en curvas cerradas se produzca muy rápidamente una disminución del valor de la "velocidad del entorno". Por último, el valor de la "velocidad del entorno" está limitado a un múltiplo predeterminado (por ejemplo 1,2) de la velocidad deseada del automóvil. Esta medida se basa en la consideración de que en un cambio de entorno, por ejemplo al pasar de circulación urbana a carretera o autopista, tendrá lugar una variación de la velocidad deseada efectuada por el conductor. De este modo, no se puede alcanzar el nivel de velocidad de "autopista" sin intervención del conductor, incluso en el caso de una circulación relativamente rápida en carreteras de varios carriles fuera de las poblaciones. El valor de la "velocidad del entorno" puede adoptar como máximo un valor umbral/límite inferior y un valor límite/umbral superior predeterminable. La variación de curvatura del carril por el que circula el automóvil propio se diferencia en el sistema objeto de la invención en función del recorrido y/o del tiempo. En función del resultado se determina un valor característico de "curvosidad", que es independiente de la velocidad del automóvil propio. El resultado de la diferenciación de la variación de curvatura del carril por el que circula el automóvil propio se evalúa además en la ECU, para que en el caso de tramos rectos prolongados del carril a lo largo de un determinado trayecto, se reduzca en función del resultado el valor característico de "curvosidad" con una rapidez predeterminada. El resultado de la diferenciación de la variación de curvatura del carril recorrido por el automóvil propio se evalúa además en la ECU, para incrementar el valor característico de "curvosidad" con una velocidad predeterminada en el caso de curvas en S (dos tramos de curva en sentido opuesto sin tramo recto intermedio). En el sistema objeto de la invención, en caso de que esté presente una señal que reproduzca una curvatura del carril del vehículo propio superior a un primer valor predeterminado, se incrementa en la ECU el valor característico de "curvosidad" con una gran rapidez con un componente dinámico, y al desaparecer la señal de velocidad de giro situada por encima de un segundo valor predeterminado, se vuelve a reducir el componente dinámico. Con ello se consigue, especialmente para trayectos en curva con radios de curva reducidos, una disminución rápida del valor de la "velocidad del entorno", sin que esto dé lugar por ejemplo a abandonar el campo de "autopista" para el valor de la "velocidad del entorno", al atravesar cruces de autopista o triángulos de autopista. Para mejorar aún más la disminución de la elección de referencias erróneas, se suma además en el sistema objeto de la invención en la ECU el componente dinámico al valor de la "curvosidad", o se vuelve a restar de éste, en el caso de circulación por la derecha sólo para curvas a derechas y en el caso de circulación por la izquierda sólo para curvas a izquierdas. Preferentemente se modifica en la ECU el componente dinámico en función de la curvatura media del carril y del cambio de dirección de marcha desde la entrada en la curva. Para ello se define la entrada en la curva como el momento en el cual la señal de curvatura rebasa el primer valor umbral predeterminado. El cambio de dirección de marcha viene dado por la integral de la velocidad de derrape del automóvil a lo largo del tiempo. En la elección del automóvil de referencia existe el problema de que si bien la captación de posibles objetos de referencia lo más temprana posible que se desea da lugar a una mayor estabilidad o uniformidad en el "seguimiento", esto da lugar a automóviles de referencia captados a gran distancia delante del automóvil propio. Especialmente en el caso de autopistas con curvas aumenta también el riesgo de que se seleccione un automóvil de referencia erróneo, que de hecho no se encuentre en la calzada propia. Por este motivo, la invención facilita una forma de proceder que permite realizar una estimación relativa a la propensión que tiene la selección actual de la referencia para acometer una selección errónea debido a la situación de entorno. Para ello se excluyen en el sistema objeto de la invención de la elección como automóvil de referencia en función del valor de curvosidad de entre los objetos prioritarios aquellos que estén más alejados que otros respecto al automóvil propio. Para que la elección de los objetos prioritarios resulte lo más certera y eficaz posible es ventajoso que el sistema disponga de la información que indique si el automóvil propio se está desplazando en un entorno con circulación por la izquierda o con circulación por la derecha. Partiendo de esto, se puede proceder a una asimetrización de la selección. De acuerdo con la invención y basándose en esta información, se excluyen de la elección aquellos automóviles que estén situados en el carril "más lento" o "más rápido" que el propio, como "objetivos de prioridad erróneos", antes que otros que se encuentren en el carril propio. Además y de acuerdo con la invención, después de cambiar al carril "más rápido", se efectúa una aceleración superior, etc. Para ello se determina de acuerdo con la invención durante un proceso de adelantamiento (activo o pasivo), en qué lado se encuentra durante el adelantamiento el automóvil que realiza el adelantamiento. Para ello se determina su velocidad en la ECU para los automóviles que circulan por delante del automóvil propio en el carril existente y se deduce de ahí un valor característico que indica si el automóvil propio se encuentra en circulación por la izquierda o en circulación por la derecha. Para ello se determina de un número predeterminado de automóviles que circulan en los carriles existentes delante del automóvil propio el trayecto recorrido o una magnitud correlacionada con éste, y se pone en relación con la correspondiente magnitud del automóvil propio, determinando para ello el valor característico como suma de las diferencias de velocidades de los automóviles de un primer carril, preferentemente el izquierdo, y las velocidades de los automóviles de un segundo carril, preferentemente el derecho. Para aumentar la seguridad en la identificación se determina un valor umbral superior y un valor umbral inferior, generando y memorizando la ECU una señal "circulación por la derecha" si el valor característico rebasa el valor umbral superior, y generando y memorizando la ECU una señal "circulación por la izquierda", si el valor característico no alcanza el valor umbral inferior. Preferentemente se tienen en cuenta únicamente velocidades de automóviles que rebasen un valor umbral predeterminado. Esto evita errores de evaluación debido a circulación en caravana o en poblaciones. Para evitar errores en la asignación de carriles, se evalúan únicamente los automóviles que circulan por delante del automóvil propio cuando el radio del carril rebasa un determinado valor umbral. Para incrementar aún más la seguridad en la selección se puede emplear adicionalmente o en lugar de la evaluación de las velocidades de los automóviles que circulen en el mismo sentido que el automóvil propio, también la determinación de en qué lado del automóvil propio se encuentran los automóviles con sentido de marcha opuesto. Para ello, en el caso de un automóvil que tenga una velocidad relativa negativa respecto a la velocidad del automóvil propio, cuyo importe sea mayor que la velocidad del automóvil propio, se invierte en la unidad de control el signo del respectivo valor característico antes de proceder a la suma. Para automóviles con una velocidad relativa negativa respecto a la velocidad del automóvil propio, cuya magnitud sea mayor que la velocidad del automóvil propio, se puede afectar el valor característico de un factor de ponderación. Dado que el espacio de captación delante del automóvil propio se extiende, tal como se ha explicado anteriormente, esencialmente en forma cónica desde la parte frontal del automóvil en forma simétrica respecto a su eje longitudinal central, con un ángulo de apertura relativamente estrecho, puede llegar a producirse la "pérdida" del automóvil de referencia en las curvas cerradas. Inmediatamente después de la pérdida del automóvil de referencia puede suceder entonces que la ECU aumente la velocidad del automóvil propio. La consecuencia de esto es que el automóvil se acerca a mayor velocidad a una situación en curva, o que acelera en la curva. En consecuencia es preciso que intervenga el conductor y frene. Para evitar esto, cuando se compruebe que un automóvil de referencia ha abandonado el espacio de captación delante del automóvil propio, se genera de acuerdo con la invención en la ECU una señal de activación que limita la velocidad momentánea o la aceleración momentánea del automóvil propio, por lo menos durante un tramo, a un valor que corresponde como máximo a la distancia X entre el automóvil propio y el automóvil de referencia en el momento en que éste abandonó el espacio de captación. De este modo, la velocidad del automóvil propio se mantiene constante o sólo aumenta ligeramente, hasta que el automóvil propio haya alcanzado la curva o el lugar en el cual se "perdió" el automóvil de referencia. Esto significa un considerable aumento de comodidad y seguridad, ya que incluso en trayectos muy ricos en curvas, apenas se necesitan intervenciones de frenado del conductor, o incluso ninguna. El conductor esencialmente sólo tiene que conducir, mientras que el automóvil de referencia suministra mediante su deceleración previa a una entrada en una curva o su aceleración a la salida de la curva la especificación correspondiente para la ECU en el automóvil propio. El período de tiempo entre la "pérdida" y la "recuperación" del automóvil de referencia lo puentea correspondientemente la ECU.
Dado que la pérdida del automóvil de referencia por lo general solamente se produce cuando éste ya se encuentra en la curva, se reduce en una forma de realización preferida en la ECU la distancia X entre el automóvil propio y el automóvil de referencia en el momento de abandonar el espacio de captación, en un tramo de acortamiento DX pasando a una distancia efectiva X_{ef}. El tramo de acortamiento DX se deberá modificar en función del entorno (autopista, carretera, tráfico urbano), de la velocidad del automóvil de referencia en el momento de abandonar el espacio de captación, de la velocidad momentánea del automóvil propio, de los radios de las curvas ya recorridas en el pasado dentro de un período de tiempo predeterminado, o similares. El tramo de acortamiento DX también se determina a partir de la media de los radios de las curvas ya recorridas en el pasado dentro de un período de tiempo predeterminado. Para ello la señal de activación contiene informaciones al respecto, o es característica de un período de tiempo máximo que viene dado por la velocidad momentánea del automóvil propio y de la distancia X entre el automóvil propio y el automóvil de referencia en el momento en que éste abandona el espacio de captación o la distancia efectiva X_{ef}. Para incrementar más la seguridad en la selección del automóvil de referencia también se puede utilizar la determinación, si se excluye de la selección como objeto prioritario un objeto que se encuentre en el espacio de captación delante del automóvil propio, a una distancia inferior a una predeterminada y no se encuentra en el carril del automóvil propio. Esta estrategia conforme a la invención tiene en cuenta la circunstancia de que para referencias situadas a escasa distancia del automóvil propio ya no se puede efectuar la determinación del emplazamiento con la precisión necesaria. Dado que esta clase de objetos todavía se captan por medio de los llamados lóbulos secundarios de un sensor de radar, parece como si fuera a entrar en el carril del automóvil propio desde un carril contiguo. Igualmente se puede excluir de la selección como objeto prioritario un objeto que con respecto al eje longitudinal central del sensor del automóvil propio se encuentre fuera de un ángulo predeterminado o rebase un ángulo predeterminado. Lo mismo es aplicable para un objeto que durante un período de tiempo predeterminado del pasado no fue automóvil de referencia.
Breve descripción del dibujo
Más detalles, funciones, alternativas y variantes de la invención se explican a continuación sirviéndose de la descripción del dibujo. La Figura 1 muestra un diagrama de bloques esquemático de una forma de realización del sistema objeto de la invención para la evaluación del entorno de circulación de un automóvil; la Figura 2 describe las relaciones de las distintas magnitudes físicas captadas por el sensor de radar en el sistema objeto de la invención para la evaluación del entorno de circulación del automóvil según la Figura 1; la Figura 3 explica cómo el sistema objeto de la invención según la Figura 1 trata las señales de datos recibidas de los diferentes sensores; la Figura 4 muestra la situación de un automóvil con un sistema objeto de la invención para la evaluación del entorno de circulación de un automóvil en un tramo de calzada recto de varios carriles; la Figura 5 muestra la situación de un automóvil con un sistema objeto de la invención para la evaluación del entorno de circulación de un automóvil, en un tramo de calzada de varios carriles en curva; la Figura 5 muestra la distribución de probabilidades de que se encuentre un automóvil en un carril izquierdo, central o derecho; la Figura 6 muestra la amplitud de ruido del ángulo de marcación calculada para cada objeto; la Figura 7 muestra un diagrama de bloques esquemático y sus señales de entrada y salida para la identificación de curvas a izquierdas o a derechas en un sistema conforme a la invención, para evaluar el entorno de circulación de un automóvil; la Figura 8 muestra la situación de un automóvil con un sistema objeto de la invención para la evaluación del entorno de circulación de un automóvil, al reconocer si el automóvil se está desplazando en circulación por la derecha o circulación por la izquierda; y la Figura 9 muestra el comportamiento de un automóvil con un sistema objeto de la invención para la evaluación del entorno de circulación de un automóvil en un tramo de calzada en curva, cuando se pierde el automóvil de referencia.
Descripción detallada de una forma de realización preferida de la invención
La Figura 1 muestra una forma de realización de un diagrama de bloques esquemático de un sistema conforme a la invención para la evaluación del entorno de circulación de un automóvil y para influir en la velocidad del automóvil. Este sistema consta de una unidad de control electrónica ECU, que está unida a un generador de señales que genera una señal característica de la velocidad deseada V_{teor.} del automóvil. La unidad de control electrónica ECU recibe además, desde un generador de señales que trabaja como sensor de velocidad de derrape, una señal característica de la velocidad de giro dPSI/dt del automóvil alrededor de su eje vertical. La unidad de control electrónica EC está además unida a un generador de señales que trabaja como sensor de radar RS. El sensor de radar RS genera señales características de los objetos situados en el espacio delante del automóvil, en el sentido de marcha del automóvil, en cuanto a su distancia y orientación con respecto al automóvil, que se envían a la unidad de control electrónica ECU y se tratan en una forma que se describe más adelante. La unidad de control electrónica ECU recibe además señales características v(VL), v(VR), v(HL), v(HR) de la velocidad de las ruedas VL, VR, HL, HR del automóvil, desde unos generadores de señales que trabajan como sensores de las revoluciones de las ruedas, tal como se precisan por ejemplo también para el funcionamiento del ABS. Como generador de señales del ángulo de giro del volante de dirección del automóvil hay un transductor angular LW y como generador de señales de la posición del pedal del acelerador del automóvil hay también un transductor angular FP, unidos a la unidad de control electrónica ECU. La unidad de control electrónica ECU está unida a equipos de control que influyen en el comportamiento de marcha del automóvil, en forma de gestión del motor o con el sistema de frenos eléctrico o electrohidráulico, para alimentar éstos con señales de salida que están derivadas del comportamiento de marcha del automóvil situado delante del automóvil propio y eventualmente del entorno del vehículo. El sensor de radar RS explora de modo continuo el espacio delante del automóvil y genera señales que son características de los objetos X situados en el espacio delante del automóvil, en cuanto a su distancia y orientación respecto al automóvil. En particular se captan la velocidad v_rel_X del objeto X con relación a la velocidad v del automóvil propio, la distancia d_x relativa al automóvil propio, el desplazamiento angular Alpha_x o la desviación lateral con relación al eje longitudinal del vehículo del automóvil propio, y se evalúan en la unidad de control electrónica ECU (véase la Figura 2). Tal como está representado en la Figura 2, el espacio explorado por el sensor delante del automóvil tiene aproximadamente forma cónica o lobulada, y dependiendo de las circunstancias efectivas del entorno, tiene una longitud de unos 200-250 metros y un ángulo de apertura de unos 12º. Para incrementar la seguridad de evaluación se consideran sin embargo únicamente los objetos que se encuentren dentro de una zona central de unos 8-10º. De este modo se puede conseguir una captación segura para objetos que se encuentren como máximo a una distancia de unos 200 +/- 30 metros del automóvil propio o que se desplacen delante de éste dentro o por debajo de este campo. Este carril esencialmente rectangular se reproduce en la unidad de control electrónica ECU como estructura de datos, y se subdivide en una zona próxima (por ejemplo aprox. 0-50 metros), una zona remota (por ejemplo más de 150 metros) y una zona intermedia (por ejemplo 50-150 metros). Las señales de datos pueden proceder de sensores previstos especialmente en el automóvil para el sistema objeto de la invención, o de sensores que estén previstos también para otros sistemas del automóvil (control de frenos, "volante electrónico", EPS o similares), y que alimenten sus datos a un sistema de bus (por ejemplo CAN-BUS) previsto en el automóvil. En la Figura 3 se muestra cómo la unidad de control electrónica ECU trata las señales de datos procedentes de los diferentes sensores y genera datos que se almacenan en tablas u objetos de descripción y que eventualmente se actualizan constantemente. Una parte esencial del sistema objeto de la invención consiste en una tabla de objetos OT, en la que figuran los objetos situados en el espacio delante del automóvil (móviles y eventualmente también estáticos) con sus atributos (por ejemplo velocidad relativa a la velocidad del automóvil propio, la distancia relativa al automóvil propio, el desplazamiento angular o el desvío lateral con relación al eje longitudinal del vehículo del automóvil propio, durante cuánto tiempo se encuentra ya un determinado objeto en la tabla de objetos OT, cuántas veces ha realizado un cambio de carril, etc.), es decir sus descripciones del objeto. De la tabla de objetos OT y de su historial HIST, es decir de las descripciones de objetos pertenecientes al pasado, se genera una descripción del entorno del vehículo FUB (se está desplazando el automóvil en circulación a la izquierda o a la derecha, circula sobre una autopista, una carretera o en tráfico urbano, cuántos carriles tiene la carretera en la que actualmente circula el automóvil, sobre qué carril se encuentra actualmente el automóvil, tiene curvas la carretera por la que circula actualmente el automóvil, y en caso positivo en qué medida, o transcurre la carretera rectilínea, etc.), de la cual, junto con el historial HIST de la tabla de objetos OT y de los datos actuales que figuran en la selección de objetos OA se elige de la tabla de objetos OT un objeto como automóvil de referencia, que se utiliza como "automóvil que circula por delante", para adaptar a su comportamiento de marcha el comportamiento de marcha (velocidad v_{teor.}, distancia d_{teor.}, etc.), tal como está representado en la Figura 4. Para determinar la línea central del carril propio en el espacio captado delante del automóvil, se modifica en la unidad de control electrónica ECU el radio de curvatura R de la trayectoria del centro de gravedad del automóvil propio sirviéndose de la variación de marcación angular de los objetos que circulan por delante y del emplazamiento absoluto de los objetos que circulan por delante, con respecto a la trayectoria de marcha momentánea predicha. Esto quiere decir, que en la unidad de control electrónica ECU se determina para el automóvil propio la distancia respecto al lugar momentáneo en la calzada, después de recorrer la cual se modifica el radio de curvatura R de la trayectoria del centro de gravedad del automóvil propio. La magnitud de variación se determina para ello a partir de la variación de marcación angular de los objetos que circulan por delante o su posición absoluta respecto a la trayectoria momentánea predicha. Dicho de otra manera, tiene lugar una "conducción previsiva", durante la cual el vehículo propio se puede preparar para cuándo o a qué distancia respecto a la posición momentánea procede una disminución de la velocidad propia, ya que los automóviles que circulan por delante -también- se encuentran en una situación en curva. Para poder efectuar una predicción lo más exacta posible sobre la forma en que varía el radio de curvatura R de la trayectoria del centro de gravedad del automóvil propio, se evalúan en la unidad de control electrónica las velocidades laterales de los objetos que se desplazan en el espacio captado delante del automóvil, y se registran y actualizan como atributos en la tabla de objetos OT. Del mismo modo se procede con el tiempo de permanencia de los objetos que se desplazan en el espacio captado delante del automóvil así como su velocidad y distancia en el sentido de marcha del automóvil propio, para modificar el radio de curvatura R en función de su tiempo de permanencia o velocidad y/o distancia respecto al automóvil propio. En la descripción del entorno del vehículo FUB (Figura 3), se registra y actualiza además como descripción el trazado y la anchura del recorrido del automóvil propio en el espacio situado delante de éste. Tal como se puede ver en las Figuras 4 y 5, se modifica en la unidad de control electrónica ECU en la descripción del entorno del vehículo FUB la anchura del carril propio en función de la distancia al automóvil propio, siendo la anchura máxima menor en la zona próxima y en la zona remota que en la zona intermedia. La anchura del carril propio solamente se determina en la unidad de control electrónica ECU en aquellos lugares en el espacio situado delante del automóvil propio en los que también haya objetos en el espacio captado delante del automóvil propio. Tal como está representado también en las Figuras 4, 5, se modifica en la unidad de control electrónica ECU en la descripción del entorno del vehículo (Figura 2) la anchura del carril propio en función de la distancia de los objetos captados en el espacio delante del automóvil propio y de la orientación de una curva, de modo que a gran distancia disminuya la anchura por el lado exterior de la curva y aumente la anchura a media distancia por el lado interior de la curva. Además, se puede ensanchar en la unidad de control electrónica ECU la anchura del carril propio hacia ambos lados en el punto en el que se encuentra un automóvil de referencia, de cuyo comportamiento de marcha deberá depender el comportamiento de marcha del automóvil propio. Igualmente se ensancha hacia ambos lados en la descripción del entorno del vehículo FUB el carril propio por medio de la unidad de control electrónica ECU en función de la duración con la que el comportamiento de marcha del automóvil propio depende del comportamiento de marcha de este automóvil de referencia, en el punto en el que se encuentra el automóvil de referencia (véase la Figura 5). De modo correspondiente se modifica la anchura del carril propio en la unidad de control electrónica (ECU) en función de la velocidad del automóvil propio y/o de la curvosidad de la carretera sobre la que se encuentra el automóvil propio. Para la determinación de la curvosidad se explica más adelante una forma de proceder conforme a la invención. Otra característica que juega un papel en la elección de un objeto como automóvil de referencia es su carril. Para ello se clasifican los objetos situados delante del automóvil propio en cuanto a su posición momentánea en comparación con la anchura del carril a la distancia correspondiente respecto al automóvil propio. Los objetos en movimiento captados delante del automóvil propio se clasifican en la unidad de control electrónica ECU como objetos situados en el carril propio, si un objeto alejado más de una distancia mínima tiene durante un marco de tiempo predeterminado una duración de permanencia en el carril propio que con respecto a la suma de la duración de permanencia en uno o ambos carriles contiguos tiene una relación que rebasa un valor umbral. En este caso se registra este objeto con los atributos correspondientes en la tabla de objetos OT. La clasificación de un automóvil como perteneciente por ejemplo al carril central, en el cual se encuentra también el automóvil propio, presupone que se encuentra dentro de la distancia momentánea del corredor del automóvil con la anchura correspondiente. Si circula a la izquierda fuera del corredor que limita el carril propio se clasifica como circulando en el carril izquierdo; si circula a la derecha fuera del corredor que limita el carril propio, se clasifica como circulando en el carril derecho (véase por ejemplo la Figura 5). En la Figura 5a se puede ver con qué distribución de probabilidad se encontrará un automóvil en un carril izquierdo, central o derecho. El valor correspondiente se almacena en la tabla de objetos OT y se actualiza para cada uno de los objetos. Para ello, el marco de tiempo predeterminado se puede modificar en la unidad de control electrónica ECU en función de la velocidad del automóvil propio, almacenándolo en la tabla de objetos OT. Además, al irse reduciendo la distancia del objeto respecto al automóvil propio, se puede disminuir el valor umbral en la unidad de control electrónica ECU. También se determina el tiempo de permanencia de todos los objetos para los carriles existentes con relación al carril propio, y se pondera a lo largo del tiempo. Esto se registra como atributo en la tabla de objetos OT. Las apariciones de objetos en el carril del automóvil propio más recientes en el tiempo se valoran más altos que las apariciones más atrasadas, y las apariciones de objetos más alejados en el espacio en el carril propio del automóvil propio se valoran menos que las apariciones situadas más próximas en el espacio. De los carriles existentes, se seleccionan mediante la unidad de control electrónica ECU respectivamente un máximo de dos objetos en movimiento como objetos prioritarios en la tabla de objetos OT, y se dotan de la correspondiente identificación como atributo en la tabla de objetos OT, si durante un período de tiempo superior a un valor mínimo se captaron moviéndose delante del automóvil propio. Esta duración respectiva se pondera menos para objetos situados muy próximos al automóvil propio (0-30 metros) y para objetos situados muy lejos del automóvil propio (120-200 metros), mientras que los objetos situados entre medias tienen una ponderación superior. Para cada uno de los objetos prioritarios identificados de este modo en la tabla de objetos OT la unidad de control electrónica ECU determina en cuánto varía cada objeto prioritario su posición lateral con relación a la línea central del carril del automóvil propio. Como valor de modificación del carril del automóvil propio a la respectiva distancia al automóvil propio, la unidad de control electrónica ECU determina la suma de los valores medios de las variaciones de posición laterales de los objetos prioritarios, y lo almacena también en la tabla de objetos OT. Mediante la selección de objetos OA (Figura 4) se selecciona en la unidad de control electrónica ECU de entre los objetos prioritarios como automóvil de referencia, de cuyo comportamiento de marcha deberá depender el comportamiento de marcha del automóvil propio, aquél que se desplaza en el carril del automóvil propio, tiene una dirección de marcha sobre el terreno que coincide esencialmente con la dirección de marcha del automóvil propio, y que se captó en el espacio delante del automóvil propio durante un período de tiempo predeterminado que se lee en la tabla de objetos OT y en su historial HIST. Para ello se incluye también como atributo y se actualiza en la tabla de objetos OT para cada uno de los objetos prioritarios, también la velocidad transversal con relación a la línea central del carril propio. Esto permite realizar la selección del automóvil de referencia también según el criterio de que esta velocidad transversal no rebase un valor umbral, eventualmente también modificable en función de la distancia del objeto respectivo con relación al automóvil propio. Además, tal como está representado en la Figura 6, se anota y eventualmente se registra en el historial HIST como atributo en la tabla de objetos OT la amplitud de ruido del ángulo de marcación respecto al eje longitudinal central del automóvil propio, para cada uno de los objetos elegidos como objetos prioritarios. De este modo se tiene la posibilidad de evaluar para cada uno de los objetos prioritarios en la unidad de control electrónica ECU la variación en el tiempo de la amplitud de ruido del ángulo de marcación. De acuerdo con la invención se filtra para ello en un filtro de paso bajo la señal de ruido con el fin de eliminar desviaciones angulares de corta duración. En el caso de rebasarse un valor umbral dependiente de la distancia se excluye este objeto prioritario de la elección como automóvil de referencia, de cuyo comportamiento de marcha deberá depender el comportamiento de marcha del automóvil propio. Igualmente se excluye un objeto prioritario de la elección como automóvil de referencia de cuyo comportamiento de marcha deberá depender el comportamiento de marcha del automóvil propio, si su distancia al automóvil propio es mayor que un valor umbral de distancia, si el valor absoluto del ángulo de marcación a este objeto prioritario es mayor que un valor umbral de ángulo (por ejemplo 4º) y si este objeto prioritario hasta ahora no había sido seleccionado como automóvil de referencia. También para esto resulta muy útil la anotación continua de la amplitud de ruido del ángulo de marcación con relación al eje longitudinal central del automóvil propio como atributo en la tabla de objetos OT para cada uno de los objetos seleccionados como objetos prioritarios, así como eventualmente su anotación en el historial HIST. En la unidad de control electrónica ECU se reconoce un cambio de carril del automóvil propio porque la variación del ángulo de marcación al automóvil de referencia, de cuyo comportamiento de marcha deberá depender el comportamiento de marcha del automóvil propio, rebasa un determinado valor umbral y es esencialmente igual a la velocidad de giro del automóvil propio, con signo cambiado. La velocidad de giro del automóvil propio se puede deducir de la señal del sensor de velocidad de giro (véase la Figura 1), que suministra una señal característica de la velocidad de giro dPSI/dt del automóvil alrededor de su eje vertical. También para esta evaluación es necesaria la anotación continua del ángulo de marcación del automóvil de referencia con relación al eje longitudinal central del automóvil propio y su amplitud de ruido, como atributo en la tabla de objetos OT y su anotación en el historial HIST. Tal como se puede ver en la Figura 7, en la unidad de control electrónica ECU se envía una magnitud K(t) relacionada con la curvatura del carril del automóvil propio, como señal de entrada en paralelo a varios filtros de paso bajo T1, T2, T3, T4 de primer orden con diferentes constantes de tiempo. Esta magnitud puede ser por ejemplo el radio de la curva determinado en la forma arriba descrita o su inversa o la velocidad de giro del vehículo. Las señales de salida de los filtros de paso bajo y la señal de entrada se comparan respectivamente entre sí, para reconocer en el trazado de la carretera del automóvil propio la transición de una curva con una determinada orientación a una curva de orientación opuesta. Esto tiene lugar en la unidad de control electrónica ECU de manera que cuando las señales de salida tienen entre sí una respectiva distancia mínima, y la señal de salida de un respectivo filtro de paso bajo es inferior a la señal de salida de un filtro de paso bajo con una constante de tiempo menor, y mayor que la señal de salida de un filtro de paso bajo con una constante de tiempo mayor, o si la señal de salida de un respectivo filtro de paso bajo es mayor que la señal de salida de un filtro de paso bajo con una constante de tiempo menor y menor que la señal de salida de un filtro de paso bajo con una constante de tiempo mayor, se reconoce una transición. En la Figura 7 esto está representado de modo que en dos momentos X, Y se realizan las cuatro comparaciones empleadas en el ejemplo. Si los distintos resultados (señales de salida a, b, c, d) de las cuatro comparaciones de 1, 1, 1, 1 cambian sucesivamente a 0, 0, 0, 0, se deduce de ahí que ha tenido lugar una transición de curva. Otro aspecto del sistema objeto de la invención consiste en comprobar en qué entorno se encuentra actualmente el automóvil propio. Para ello se lleva y actualiza periódicamente en la unidad de control electrónica ECU un valor "velocidad del entorno", en la descripción del entorno del vehículo FUB (véase la Figura 2). Para distinguir la clase de carretera sobre la que circula el automóvil propio se determinan en la unidad de control electrónica ECU unos valores característicos con límites fluidos para tres entornos de carretera diferentes (tráfico urbano, carretera, autopista). Este valor se va aproximando de forma escalonada desde un importe momentáneo a la velocidad real a la que circula el automóvil propio. La velocidad de circulación real del automóvil propio se deduce para ello de la señal del pedal del acelerador FP (véase la Figura 1) o de una señal de tacómetro (que no está representado). De acuerdo con la invención, la aproximación desde un valor más alto al importe momentáneo de la velocidad real a la que se circula, tiene lugar con una primera tasa de velocidad, y la aproximación desde valor más bajo al importe momentáneo de la velocidad real a la que se circula, con una segunda tasa de velocidad, considerablemente superior a la primera. Además se aproxima de forma escalonada el valor de la "velocidad del entorno" desde un importe momentáneo a un valor situado en el campo de la autopista (por ejemplo 150 km/h), si delante del automóvil propio se encuentran por lo menos otros dos objetos que circulen esencialmente uno junto al otro. Igualmente se aproxima de forma escalonada el valor de la "velocidad del entorno" desde un importe momentáneo a un valor límite inferior. Si a partir del valor de la "velocidad del entorno" y de la velocidad de giro momentánea del automóvil propio resultase una aceleración transversal que rebase un valor umbral, se va reduciendo el valor de la "velocidad del entorno" con una cuarta tasa de velocidad, considerablemente mayor que la tercera, hasta que esta velocidad transversal deje de rebasar el valor umbral. Por último, el valor de la "velocidad del entorno" está limitada a un múltiplo predeterminable (por ejemplo 0,5-1,5) de la velocidad deseada del automóvil propio así como a un valor umbral inferior predeterminado (por ejemplo 40 km/h) y un valor umbral superior predeterminable (por ejemplo 160 km/h). El valor de la "velocidad del entorno" es importante en varios aspectos para el funcionamiento del sistema conforme a la invención, ya que influye en otros parámetros o se utiliza para su determinación, modificación o actualización. Por otra parte hay también otras magnitudes derivadas del comportamiento de marcha del automóvil propio o de automóviles ajenos, que permiten sacar conclusiones del entorno, y que influyen en estos parámetros. Una de estas magnitudes derivadas es el trazado de curvas de la carretera sobre la cual se encuentra actualmente el automóvil propio; expresado matemáticamente se trata de la variación de la inversa del radio de las curvas en función del recorrido. De acuerdo con la invención se diferencia este trazado de la curvatura en función del recorrido. Dependiendo del resultado se determina un valor característico de "curvosidad". Dependiendo del resultado de la diferenciación de la variación de curvatura en función del recorrido, se modifica la "curvosidad" con una velocidad predeterminada que depende de la velocidad del automóvil propio y/o de la distancia al automóvil de referencia, en el caso de una secuencia de cambios de curva a lo largo de un determinado recorrido. En la unidad de control electrónica ECU se diferencia además el trazado de las curvas en función del recorrido, y en el caso de tramos rectos largos, se disminuye en función del resultado el valor de la "curvosidad", con una velocidad predeterminada, que depende preferentemente de la velocidad del automóvil propio y/o de la distancia al automóvil de referencia y/o de la longitud del tramo recto. Igualmente se incrementa con gran velocidad el valor de la "curvosidad" en función del resultado, si se reconoce el paso por una curva en S, es decir de dos tramos en curva de sentido opuesto sin un tramo intermedio recto o solamente con uno relativamente corto. Otro factor que influye en el valor de la "curvosidad" es la integral de la señal de la velocidad de giro dPSI/dt del automóvil alrededor de su eje vertical, que reproduce el cambio de dirección del vehículo propio a lo largo del recorrido. En función de ésta se incrementa el valor de la "curvosidad" con gran velocidad, en un componente dinámico. Al desaparecer la señal de velocidad de giro situada por encima de un valor predeterminado, se vuelve a reducir el componente dinámico nuevamente a su valor anterior. El sistema objeto de la invención prevé para ello sumar al valor de la "curvosidad" o volver a restar de éste el componente dinámico en caso de circulación por la derecha, sólo para curvas hacia la derecha y en el caso de circulación por la izquierda, sólo para curvas hacia la izquierda. La forma en que se reconoce la circulación por la derecha o la circulación por la izquierda se describe más adelante. El componente dinámico se modifica además en función de la velocidad del automóvil propio. En función de la "curvosidad" determinada de este modo se puede adaptar (por ejemplo acortar) la geometría del corredor de marcha para la elección de la referencia relevante para la regulación, en el sentido de que se evita una elección de referencia errónea en las transiciones de curvas. Igualmente se prefieren en la elección como automóvil de referencia, aquellos que "deriven" relativamente poco de un lado a otro. Otro criterio en la selección de un objeto prioritario consiste en que se excluye de la elección como objeto prioritario un objeto que se encuentre en el espacio de captación delante del automóvil propio, a menos de una distancia predeterminada y no se encuentre en el carril del automóvil propio. Igualmente se excluye de la elección como objeto prioritario un objeto que con respecto al eje central longitudinal del automóvil propio se encuentre fuera de un ángulo predeterminado o rebase un ángulo predeterminado. Para reconocer la circulación por la izquierda o por la derecha, se determina en la unidad de control electrónica ECU la velocidad de los automóviles que circulen por delante del automóvil propio en los carriles existentes, derivando de ahí un valor recíproco que indica si el automóvil propio se encuentra en circulación por la izquierda o en circulación por la derecha. Esto está representado en la Figura 8, donde en la Figura 8 se muestra arriba una situación de circulación por la izquierda (por ejemplo en Gran Bretaña o en Japón), y en la Figura 8 abajo una situación de circulación por la derecha (como por ejemplo en Europa Continental o en los Estados Unidos). Para reconocer dónde se encuentra el vehículo propio se determina el trayecto recorrido por una cantidad predeterminada de automóviles que circulen delante del automóvil propio en los carriles existentes, o una magnitud correlacionada con esto, y se relaciona con la correspondiente magnitud del automóvil propio. Para ello se determina el valor característico como integral de las velocidades diferenciales de los automóviles de un primer carril, preferentemente el izquierdo, y las velocidades diferenciales de los automóviles de un segundo carril, preferentemente el derecho, con relación a la velocidad del vehículo propio. Para incrementar la seguridad de identificación se determina un valor umbral superior y un valor umbral inferior, generando la unidad de control electrónica ECU una señal "circulación por la derecha" que se memoriza en la descripción del entorno del vehículo FUB, si el valor característico rebasa el valor umbral superior, y se genera una señal "circulación por la izquierda" y se registra en la descripción del entorno del vehículo FUB si el valor característico no alcanza el valor umbral inferior. Para la identificación de circulación por la izquierda o circulación por la derecha solamente se tienen para ello en cuenta las velocidades de los automóviles que rebasen un valor umbral predeterminado (por ejemplo 10 km/h). Además, para la identificación de circulación por la izquierda o circulación por la derecha solamente se evalúan los automóviles que circulen por delante del automóvil propio, si el radio de la calzada rebasa un valor umbral predeterminado (por ejemplo 25-50 metros). Durante la evaluación para la identificación de circulación por la izquierda o circulación por la derecha se aplica un factor de ponderación a los valores característicos de los automóviles que tengan una velocidad relativa negativa con respecto a la velocidad del automóvil propio, cuya magnitud sea mayor que la velocidad del automóvil propio. Por medio del factor de ponderación se establece en qué medida se tiene en cuenta la circulación en sentido contrario, donde para los vehículos reconocidos como circulación en sentido contrario se considera negada la velocidad relativa. Otra funcionalidad del sistema objeto de la invención se explica a continuación haciendo referencia a la Figura 9. Cuando un automóvil de referencia abandona el espacio de captación delante del automóvil propio, se genera en la unidad de control electrónica ECU una señal de activación que limita la velocidad momentánea o la aceleración momentánea del automóvil propio, por lo menos durante un trayecto, a un valor que se corresponda esencialmente como máximo a la distancia X entre el automóvil propio y el automóvil de referencia, en el momento en que éste abandona el espacio de captación. Para ello se determina de modo continuo la distancia X entre el automóvil propio y el automóvil de referencia. Cuando el automóvil de referencia abandona el espacio de captación del sensor de radar RS del automóvil propio, se reduce en el momento del abandono del espacio de captación se reduce éste en un tramo de acortamiento DX hasta una distancia efectiva X_{ef}. Este tramo de acortamiento DX depende del entorno (autopista, carretera, tráfico urbano), de la velocidad del automóvil de referencia en el momento de abandonar el espacio de captación, de la velocidad momentánea del automóvil propio, de los radios de las curvas recorridas en el pasado dentro de un período de tiempo predeterminado, o similares. Dado que el automóvil de referencia "desaparece" delante del automóvil propio cuando entra en una curva, mientras que el automóvil propio todavía está circulando en línea recta, esto tendría como consecuencia para el automóvil propio que el sistema ACC aumente la velocidad. Con ello la velocidad eventualmente resultase demasiado alta para entrar en la curva, de manera que el conductor tendría que frenar bruscamente. Este efecto lo evita la funcionalidad conforme a la invención al generar una señal de activación que impide este aumento de la velocidad durante un período de tiempo predeterminado. Para ello, la señal de activación es característica de un período de tiempo máximo, y se emite durante el tiempo correspondiente, que es el resultado de la velocidad momentánea del automóvil propio y de la distancia X entre el automóvil propio y el automóvil de referencia en el momento en que éste abandona el espacio de captación, o la distancia efectiva X_{ef}.

Claims (6)

1. Sistema para evaluar el entorno de circulación de un automóvil y para influir en la velocidad del automóvil en su propio carril, con
-
una unidad de control electrónica (ECU), que está unida a
-
un generador de señales que genera una señal característica de la velocidad deseada del automóvil,
-
un generador de señales que genera una señal característica de la velocidad de giro del automóvil alrededor de su eje vertical,
-
un generador de señales que genera una señal característica de los objetos situados en el espacio delante del automóvil en el sentido de marcha del automóvil, en cuanto a su distancia y orientación con respecto al automóvil,
que reproduce
-
la velocidad relativa a la velocidad del automóvil propio, y/o
-
la distancia relativa al automóvil propio, y/o
-
el desplazamiento angular o el desvío lateral con relación al eje longitudinal del automóvil propio, y
-
un generador de señales que genera una señal característica de la velocidad de por lo menos una de las ruedas del automóvil,
y que
está unida por lo menos a un equipo de control que influye en el comportamiento de marcha del automóvil para alimentar éste con señales de salida derivadas del comportamiento de marcha del automóvil de referencia situado delante del automóvil propio, en el que en la ECU se determina a partir de la velocidad de giro momentánea del automóvil propio un valor característico de "curvosidad", diferenciando para ello la variación de curvatura del recorrido realizado por el automóvil propio en función del recorrido y/o del tiempo, que se evalúa en la unidad de control electrónica para disminuir con una velocidad predeterminada el valor característico de "curvosidad" en el caso de tramos rectos largos de la calzada durante un determinado recorrido en función del resultado de la diferenciación, y donde en función del valor característico de "curvosidad" se excluyen de la selección como automóvil de referencia de entre los objetos aquellos que estén más alejados del automóvil propio que otros.
2. Sistema según la reivindicación 1, en el que en la ECU se evalúa en la unidad de control electrónica el resultado de la diferenciación de la variación de curvatura del recorrido realizado por el automóvil propio, para incrementar el valor característico de "curvosidad" con una velocidad predeterminada en el caso de curvas en S (dos tramos de curva en sentido opuesto sin tramo recto intermedio, en función del resultado.
3. Sistema según una de las reivindicaciones anteriores, en el que al estar presente en la ECU una señal que reproduce una curvatura del recorrido del automóvil propio superior a un primer valor predeterminado, incrementa el valor característico de "curvosidad" con gran velocidad en un componente dinámico, y que vuelve a retirar el componente dinámico al desaparecer la señal de velocidad de giro situada por encima de un segundo valor predeterminado.
4. Sistema según la reivindicación anterior, en el que en la ECU se suma el componente dinámico en el caso de circulación por la derecha sólo para curvas hacia la derecha y en el caso de circulación por la izquierda sólo para curvas hacia la izquierda, al valor característico de "curvosidad", o se vuelve a restar de éste.
5. Sistema según una de las reivindicaciones anteriores, en el que en la ECU se modifica el componente dinámico en función de la curvatura media de la calzada y de la variación de sentido de marcha desde la entrada en la curva.
6. Sistema según una de las reivindicaciones anteriores, en el que en la ECU se determina la variación de dirección de marcha a partir de la integral de la velocidad de derrape del automóvil a lo largo del tiempo.
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