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WO2001020362A1 - Vorrichtung zur abstandregelung - Google Patents

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WO2001020362A1
WO2001020362A1 PCT/DE2000/002585 DE0002585W WO0120362A1 WO 2001020362 A1 WO2001020362 A1 WO 2001020362A1 DE 0002585 W DE0002585 W DE 0002585W WO 0120362 A1 WO0120362 A1 WO 0120362A1
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distance
time gap
target
visibility
vehicle
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PCT/DE2000/002585
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hermann Winner
Ralph Lauxmann
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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    • G01S2013/9325—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles for inter-vehicle distance regulation, e.g. navigating in platoons

Definitions

  • the present invention relates to a device for distance control for a motor vehicle which, depending on the driving speed, maintains a target distance or a target time gap with respect to a vehicle in front, the distance control taking into account a predetermined minimum distance or a specifiable minimum time gap when determining the target distance or the target time gap ,
  • Such a distance control for motor vehicles is apparent from DE 44 37 678 AI.
  • the distance and / or the distance is measured by means of a measuring device operating on the radar or laser principle
  • Relative speed to the preceding motor vehicle determined.
  • the speed of the own vehicle is controlled by an intervention in the drive and / or the brake of the vehicle so that the distance to the vehicle in front corresponds to a predetermined target distance.
  • this can also be done equivalent size, namely a target time gap between the two vehicles following one another can be regulated.
  • the target distance usually corresponds to a defined speed-dependent safety distance.
  • a defined safety distance or a predefined set time gap is often not compatible with a driver's personal driving style. Sporty drivers prefer a closer distance to the vehicle in front, while a driver with a more sedate driving style wants to follow a vehicle in front with a greater safety distance.
  • the driver is given the option of setting a minimum distance or a minimum time gap that he desires via an operating element. This specification of the driver is taken into account by the distance control system when determining the target distance or the target time gap.
  • the driver perceives a given distance to a vehicle in front to be shorter than in normal visibility conditions, such as those prevailing during the day and good weather conditions.
  • the invention is therefore based on the object when determining the target distance or the target time gap by
  • the stated object is achieved with the features of claim 1 in that the distance control in poor visibility conditions increases the target distance determined for normal visibility conditions or the target time gap. Then the driver no longer feels the target distance (target time gap) set by the distance control, taking into account the driver's request, in comparison to the target distance (target time gap) with good visibility.
  • sensors are available for the detection of poor visibility, which detect signs of bad weather and / or darkness. These preferably include sensors that e.g. visibility, road conditions, windshield wiper activity, activation of
  • Fog lights precipitation (rain, snow, fog), the ambient brightness, the activation of headlights.
  • the distance control preferably increases the target time gap in poor visibility conditions by 20 to 30% compared to normal visibility conditions.
  • the distance control system for a motor vehicle shown in the figure as a block diagram contains a known device based on the laser or radar principle for measuring the distance or the relative speed of one's own vehicle with respect to a vehicle in front.
  • This device AR regulates the driving speed of the vehicle by intervening in the motor drive and / or the brake so that the distance or the time gap with respect to the preceding vehicle corresponds to a target distance or a target time gap.
  • the target distance or the target time gap is determined in a block SW and supplied to the device AR.
  • the target distance is determined as a function of the current speed of the vehicle.
  • the target distance or the target time gap is selected so that in the event of extreme braking of the vehicle in front, the rear vehicle has sufficient distance or time reserves for a braking reaction so that there is no rear-end collision.
  • the driver's personal driving style should also be taken into account.
  • the driver is therefore provided with an operating element with which he can, depending on his driving style, specify a minimum distance or a minimum time gap.
  • the block FW in the Drawing illustrates the specification of a minimum distance or a minimum time gap, which is taken into account in block SW when determining the target distance or target time gap.
  • the target distance or the target time gap is increased in poor visibility.
  • the desired distance or the desired time gap can be increased in one step or adaptively according to the degree of visibility. This means that the poorer the visibility, the more the target distance or the target time gap is increased in relation to the values of the target distance or the target time gap with good visibility. For this reason, a unit ES is provided, which recognizes the current visibility and the information about it
  • Switch block SW for determining the target distance or the target time gap.
  • sensors SI to S8 are provided to detect the visibility, the output signals of which are received by the unit ES and these are e.g. derives information about the visibility by linking and threshold value decisions of the individual sensor signals.
  • the group of sensors SI to S5 detects e.g. those conditions that indicate impaired visibility due to bad weather. These states include, for example:
  • the range of vision which can be detected, for example, by means of reflection measurements in the area in front of the vehicle.
  • the state of the road for example, optically or by means of radar, to determine whether the road is wet or covered with snow.
  • the sensors S6 and S8 are preferably of the type that they can detect darkness. Sensors are suitable for this, e.g. - Measure the ambient brightness (using photodiodes), record the switching status of the headlights.
  • the changed target time gap SZ * can be formed by a percentage increase in the target time gap SZ, as it is calculated for good visibility.
  • the parameter ISW describes the visibility due to the weather; in good weather the parameter ISW is 0 and in bad weather 1.
  • the parameter IB describes the visibility due to the brightness; in the sunshine the parameter ID is 0 and in the dark it is 1.
  • the factors XI and Yl can be applied and are of the order of 10 to 20%.
  • the changed target time gap SZ * can also arise from equation (2) from a constant increase in the visibility SZ with good visibility.
  • the factors X2 and Y23 can be applied and are between 0.1 and 0.3 seconds.
  • the new setpoint distance SA * can also be formed from a percentage increase in the setpoint distance SA with good visibility according to equation (3) or by a constant increase in the setpoint distance SA according to equation (4).
  • the factors X3 and Y3 in equation (3) are applicable parameters in the order of 3 to 5 m / s, and the factors X4 and Y4 in equation (4) are applicable parameters in the order of 5 to 10 m / s.
  • the current vehicle speed is designated by v.
  • the distance control increases the target time gap in poor visibility conditions by 20 to 30% compared to normal visibility conditions.
  • the changed values SZ * or SA * for the target time gap or the target distance are therefore rather minor, so that there may be no negative effect for the distance control if the visibility is not correctly recognized.

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Abstract

Die Vorrichtung ermittelt in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit einen Sollabstand oder eine Sollzeitlücke gegenüber einem vorausfahrenden Fahrzeug, wobei die Abstandregelung bei der Ermittlung des Sollabstandes oder der Sollzeitlücke einen vom Fahrer vorgebbaren Mindestabstand oder eine vorgebbare Mindestzeitlücke berücksichtigt. Da das Abstandempfinden für Fahrer von den augenblicklichen Sichtverhältnissen abhängt, vergrössert die Abstandregelung bei schlechten Sichtverhältnissen (schlechtes Wetter, Dunkelheit) den für normale Sichtverhältnisse ermittelten Sollabstand oder die Sollzeitlücke.

Description

Vorrichtung zur Abstandregelung
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abstandregelung für ein Kraftfahrzeug, die in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit einen Sollabstand oder eine Sollzeitlücke gegenüber einem vorausfahrenden Fahrzeug einhält, wobei die Abstandregelung bei der Ermittlung des Sollabstandes oder der Sollzeitlücke einen vom Fahrer vorgebbaren Mindestabstand oder eine vorgebbare Mindeszeitlücke berücksichtigt.
Eine derartige Abstandregelung für Kraftfahrzeuge geht aus der DE 44 37 678 AI hervor. Darin ist das als ACC-System (Adaptive-Cruise-Control-System) bekannte Abstandregelungssystem beschrieben. Üblicherweise wird dabei mittels einer nach dem Radar- oder Laserprinzip arbeitende Meßeinrichtung der Abstand und/oder die
Relativgeschwindigkeit zum vorausfahrenden Kraftfahrzeug bestimmt. Mit dieser Information über den Abstand bzw. die Relativgeschwindigkeit wird die Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs durch einen Eingriff in den Antrieb und/oder die Bremse des Fahrzeugs so gesteuert, daß der Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug einem vorgegebenen Sollabstand entspricht. Anstelle des Sollabstandes kann auch die dazu äquivalente Größe, nämlich eine Sollzeitlücke zwischen den beiden einander folgenden Fahrzeugen, geregelt werden.
Üblicherweise entspricht der Sollabstand einem definierten geschwindigkeitsabhängigen Sicherheitsabstand. Ein fest definierter Sicherheitsabstand bzw. eine fest vorgegebene Sollzeitlücke ist oft aber nicht mit dem persönlichen Fahrstil eines Fahrers vereinbar. So bevorzugen sportliche Fahrer eher einen geringeren Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug, während ein Fahrer mit einem ruhigeren Fahrstil einem vorausfahrenden Fahrzeug mit einem größeren Sicherheitsabstand folgen will . Um dem Fahrerwunsch Rechnung zu tragen, wird entsprechend der DE 44 37 678 AI dem Fahrer die Möglichkeit gegeben, über ein Bedienelement einen von ihm gewünschten Mindestabstand bzw. eine Mindestzeitlücke einzustellen. Diese Vorgabe des Fahrers wird bei der Bestimmung des Sollabstandes bzw. der Sollzeitlücke durch das Abstandregelungssystem berücksichtigt. Bei der Ermittlung des Sollabstandes bzw. der Sollzeitlücke unter Berücksichtigung des Fahrerwunsches wird gemäß dem Stand der Technik nicht differenziert, ob gute oder schlechte Sichtverhältnisse vorliegen.
Bei schlechten Sichtverhältnissen, d.h. bei schlechtem Wetter und/oder bei Dunkelheit empfindet der Fahrer einen gegebenen Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug kürzer als bei normalen Sichtverhältnissen, wie sie bei Tag und guten Wetterbedingungen vorherrschen. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei der Ermittlung des Sollabstandes oder der Sollzeitlücke durch die
Abstandregelung das unterschiedliche Abstandempfinden des Fahrers je nach dem, ob gute oder schlechte Sichtverhältnisse vorherrschen, zu berücksichtigen. Vorteile der Erfindung
Die genannte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß die Abstandregelung bei schlechten Sichtverhältnissen den für normale Sichtverhältnisse ermittelten Sollabstand oder die Sollzeitlücke vergrößert. Dann empfindet nämlich der Fahrer den von der Abstandsregelung unter Berücksichtigung des Fahrerwunsches eingestellten Sollabstand (Sollzeitlücke) nicht mehr geringer im Vergleich zum Sollabstand (Sollzeitlücke) bei guten Sichtverhältnissen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor .
Demnach sind zur Erkennung von schlechten Sichtverhältnissen Sensoren vorhanden, welche Anzeichen für schlechtes Wetter und/oder Dunkelheit erfassen. Dazu gehören vorzugsweise Sensoren, die z.B. die Sichtweite, den Straßenzustand, die Scheibenwischeraktivität, die Einschaltung von
Nebelleuchten, Niederschläge (Regen, Schnee, Nebel) , die Umgebungshelligkeit, die Einschaltung von Scheinwerfern erfassen.
Vorzugsweise erhöht die Abstandregelung die Sollzeitlücke bei schlechten Sichtverhältnissen um 20 bis 30% gegenüber normalen Sichtverhältnissen.
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
Anhand des in der Zeichnung dargestellten Blockschaltbildes einer Abstandregelung für Kraftfahrzeuge wird nachfolgend die Erfindung näher erläutert . Das in der Figur als Blockschaltbild dargestellte Abstandregelungssystem für ein Kraftfahrzeug enthält eine an sich bekannte, auf dem Laser- oder Radarprinzip basierende Einrichtung zur Messung des Abstandes bzw. der Relativgeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs gegenüber einem vorausfahrenden Fahrzeug. Diese Vorrichtung AR regelt die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs durch Eingriff in den Motorantrieb und/oder die Bremse so, daß der Abstand bzw. die Zeitlücke gegenüber dem vorausfahrenden Fahrzeug einem Sollabstand bzw. einer Sollzeitlücke entspricht. Der
Sollabstand oder die Sollzeitlücke wird in einem Block SW ermittelt und der Vorrichtung AR zugeführt.
Im Schaltblock SW wird der Sollabstand in Abhängigkeit von der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs ermittelt . Je größer die Fahrzeuggeschwindigkeit ist, desto größer muß der Sollabstand gegenüber einem vorausfahrenden Fahrzeug sein. Betrachtet man die Zeitlücke zwischen den beiden Fahrzeugen - das ist die Differenz zwischen dem Zeitpunkt, in dem das vorausfahrende Fahrzeug eine bestimmte Stelle passiert, und dem Zeitpunkt, in dem das eigene Fahrzeug dieselbe Stelle erreicht - so ist diese eine konstante von der Fahrgeschwindigkeit unabhängige Größe. Der Sollabstand bzw. die Sollzeitlücke wird so gewählt, daß bei einem extremen Bremsvorgang des vorausfahrenden Fahrzeugs für das hintere Fahrzeug genügend Abstand bzw. Zeitreserven für eine Bremsreaktion vorbleibt, so daß es nicht zu einem Auffahrunfall kommt.
Nun soll bei der Vorgabe des Sollabstandes bzw. der
Sollzeitlücke auch der persönliche Fahrstil (sportlich oder zurückhaltend) des Fahrers berücksichtigt werden. Dem Fahrer steht daher ein Bedienelement zur Verfügung, mit dem er, angepaßt an seinen Fahrstil, einen Mindestabstand bzw. eine Mindestzeitlücke vorgeben kann. Der Block FW in der Zeichnung verdeutlicht die Vorgabe eines Mindestabstandes bzw. einer Mindestzeitlücke, welche im Block SW bei der Ermittlung des Sollabstandes bzw. der Sollzeitlücke berücksichtigt wird.
Es gilt für jeden Fahrer, daß er bei schlechten Sichtverhältnissen, z.B. bei schlechtem Wetter oder bei Dunkelheit, einen gegebenen Sollabstand kürzer empfindet, als er dies bei guten Sichtverhältnissen tun würde. Um dieser täuschenden Sinneswahrnehmung entgegen zu wirken, wird bei schlechten Sichtverhältnissen der Sollabstand bzw. die Sollzeitlücke erhöht. Die Anhebung des Sollabstandes bzw. der Sollzeitlücke kann in einer Stufe erfolgen oder adaptiv entsprechend dem Grad der Sichtverhältnisse. Das heißt, je schlechter die Sichtverhältnisse sind, umso stärker wird der Sollabstand bzw. die Sollzeitlücke im Verhältnis zu Werten des Sollabstandes bzw. der Sollzeitlücke bei guter Sichtweite angehoben. Aus diesem Grund ist eine Einheit ES vorgesehen, welche die aktuellen Sichtverhältnisse erkennt und die Information darüber dem
Schaltblock SW für die Bestimmung des Sollabstandes bzw. der Sollzeitlücke mitteilt.
Zur Erfassung der Sichtverhältnisse sind mehrere Sensoren SI bis S8 vorgesehen, deren Ausgangssignale von der Einheit ES aufgenommen werden und diese z.B. durch Verknüpfungen und Schwellwertentscheidungen der einzelnen Sensorsignale eine Aussage über die Sichtverhältnisse ableitet. Die Gruppe der Sensoren SI bis S5 erfaßt z.B. solche Zustände, welche auf eine Beeinträchtigung der Sichtverhältnisse aufgrund schlechten Wetters schließen lassen. Zu diesen Zuständen gehören z.B.:
- die Sichtweite, welche z.B. mittels Reflexionsmessungen in der Umgebung vor dem Fahrzeug erfaßt werden kann. - der Straßenzustand, wobei z.B. optisch oder mittels Radar erfaßt wird, ob die Straße naß ist oder mit Schnee bedeckt ist .
- die Scheibenwischeraktivität, - die Einschaltung von Nebelleuchten.
Die Sensoren S6 und S8 sind vorzugsweise von der Art, daß sie Dunkelheit erkennen können. Dazu eignen sich Sensoren, die z.B. - die Umgebungshelligkeit (mittels Photodioden) messen, den Schaltzustand der Scheinwerfer erfassen.
Wie die Gleichung (1) wiedergibt, kann die veränderte Sollzeitlücke SZ* durch eine prozentuale Vergrößerung der Sollzeitlücke SZ, wie sie für gute Sichtverhältnisse berechnet wird, gebildet werden. Dabei beschreibt der Parameter ISW die Sichtverhältnisse aufgrund des Wetters; bei gutem Wetter beträgt der Parameter ISW 0 und bei schlechtem Wetter 1. Der Parameter IB beschreibt die Sichtverhältnisse aufgrund der Helligkeit; bei Sonnenschein beträgt der Parameter ID 0 und bei Dunkelheit 1. Die Faktoren XI und Yl sind applizierbar und liegen in der Größenordnung von 10 bis 20%.
SZ* = SZ- (1 + XI ■ ISW + Yl • ID) (1)
Die veränderte Sollzeitlücke SZ* kann auch gemäß Gleichung (2) aus einer konstanten Vergrößerung der Sichtweite SZ bei guten Sichtverhältnissen hervorgehen.
SZ = SZ + X2 ISW + Y2 ID (2)
Die Faktoren X2 und Y23 sind applizierbar und liegen in einer Größenordnung zwischen 0,1 und 0,3 Sekunden. Analog zu den Gleichungen (1) und (2) kann auch der neue Sollabstand SA* aus einer prozentualen Vergrößerung des Sollabstandes SA bei guten Sichtverhältnissen gemäß Gleichung (3) oder durch eine konstante Vergrößerung des Sollabstandes SA gemäß Gleichung (4) gebildet werden. Die Faktoren X3 und Y3 in Gleichung (3) sind applizierbare Parameter in der Größenordnung von 3 bis 5 m/s, und die Faktoren X4 und Y4 in der Gleichung (4) sind applizierbare Parameter in der Größenordnung von 5 bis 10 m/s. Mit v ist die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit bezeichnet.
SA* = SA (1 + X3 • ISW/v + Y3 • ID/v) (3)
SA = SA X4 ISW/v + Y4 • ID/v (4)
Um dem täuschenden Abstandempfinden für die Fahrer bei schlechten Sichtverhätnissen entgegen zu wirken, reicht es aus, wenn die Abstandregelung die Sollzeitlücke bei schlechten Sichtverhältnissen um 20 bis 30% gegenüber normalen Sichtverhältnissen erhöht. Die veränderten Werte SZ* bzw. SA* für die Sollzeitlücke bzw. den Sollabstand sind also eher geringfügig, so daß bei evtl. nicht richtig erkannten Sichtverhältnissen keine Negativwirkung für die Abstandregelung entsteht.

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung zur Abstandregelung für ein Kraftfahrzeug, die in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit einen Sollabstand oder eine Sollzeitlücke gegenüber einem vorausfahrenden Fahrzeug einhält, wobei die Abstandregelung bei der Ermittlung des Sollabstandes oder der Sollzeitlücke einen vom Fahrer vorgebbaren Mindestabstand oder eine vorgebbare Mindestzeitlücke berücksichtigt, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandregelung bei schlechten Sichtverhältnissen den für normale Sichtverhältnisse ermittelten Sollabstand oder die Sollzeitlücke vergrößert.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erkennung von schlechten Sichtverhältnissen Sensoren (SI, ..., S8) vorhanden sind, welche Anzeichen für schlechtes Wetter und/oder Dunkelheit erfassen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (SI, ..., S8) ein oder mehrere der nachfolgend aufgeführten Zustände erfassen: - Sichtweite
- Straßenzustand
- Scheibenwischeraktivität
- Einschaltung von Nebelleuchten
- Regen, Schnee, Nebel - Umgebungshelligkeit
- Einschaltung von Scheinwerfern.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandregelung die Sollzeitlücke bei schlechten Sichtverhältnissen um 20 bis 30% gegenüber normalen Sichtverhältnissen erhöht.
PCT/DE2000/002585 1999-09-11 2000-08-03 Vorrichtung zur abstandregelung WO2001020362A1 (de)

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Application Number Title Priority Date Filing Date
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CZ (1) CZ2002816A3 (de)
DE (1) DE19943611A1 (de)
WO (1) WO2001020362A1 (de)

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