DE4337872C2 - Abstandsmeßvorrichtung und Fahrzeug-Geschwindigkeitssteuervorrichtung zur Aufrechterhaltung eines Fahrzeugzwischenabstandes - Google Patents

Abstandsmeßvorrichtung und Fahrzeug-Geschwindigkeitssteuervorrichtung zur Aufrechterhaltung eines Fahrzeugzwischenabstandes

Info

Publication number
DE4337872C2
DE4337872C2 DE4337872A DE4337872A DE4337872C2 DE 4337872 C2 DE4337872 C2 DE 4337872C2 DE 4337872 A DE4337872 A DE 4337872A DE 4337872 A DE4337872 A DE 4337872A DE 4337872 C2 DE4337872 C2 DE 4337872C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
distance
vehicle
vehicle speed
measuring device
filter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE4337872A
Other languages
English (en)
Other versions
DE4337872A1 (de
Inventor
Yasuya Kajiwara
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP4342415A external-priority patent/JP2738800B2/ja
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of DE4337872A1 publication Critical patent/DE4337872A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE4337872C2 publication Critical patent/DE4337872C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S11/00—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation
    • G01S11/12—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation using electromagnetic waves other than radio waves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K31/00—Vehicle fittings, acting on a single sub-unit only, for automatically controlling vehicle speed, i.e. preventing speed from exceeding an arbitrarily established velocity or maintaining speed at a particular velocity, as selected by the vehicle operator
    • B60K31/0008—Vehicle fittings, acting on a single sub-unit only, for automatically controlling vehicle speed, i.e. preventing speed from exceeding an arbitrarily established velocity or maintaining speed at a particular velocity, as selected by the vehicle operator including means for detecting potential obstacles in vehicle path
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W2050/0001—Details of the control system
    • B60W2050/0002—Automatic control, details of type of controller or control system architecture
    • B60W2050/0008—Feedback, closed loop systems or details of feedback error signal
    • B60W2050/0011—Proportional Integral Differential [PID] controller
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W2050/0001—Details of the control system
    • B60W2050/0043—Signal treatments, identification of variables or parameters, parameter estimation or state estimation
    • B60W2050/0052—Filtering, filters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/06—Combustion engines, Gas turbines
    • B60W2710/0605—Throttle position
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G01S17/46—Indirect determination of position data
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2013/93185—Controlling the brakes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2013/9319—Controlling the accelerator
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2013/932—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles using own vehicle data, e.g. ground speed, steering wheel direction
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2013/9321—Velocity regulation, e.g. cruise control

Description

Die Erfindung betrifft eine Abstandsmeßeinrichtung und eine Fahrzeug-Geschwindigkeitssteuervorrichtung zur Aufrechterhaltung eines Fahrzeugzwischenabstands mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bzw. der Ansprüche 5, 7, 15.
Eine derartige Abstandsmeßvorrichtung und derartige Fahrzeuggeschwindigkeitssteuervorrichtung sind aus der DE 35 25 927 A1 bekannt. Hier wird eine Abstandsdifferenz zwischen einem gegenwärtigen Abstand und einem Sicherheitsabstand berechnet und in Abhängigkeit davon wird eine Verzögerungsrate auf einen vorbestimmten Wert gesetzt, um die Fahrgeschwindigkeit mit einer konstanten Verzögerungsrate, die der Abnahme des augenblicklichen Drosselklappenöffnungswinkels entspricht, so zu steuern, daß der Ziel- Fahrzeugzwischenabstand eingehalten wird. Hier wird also über die Einstellung einer Verzögerungsrate, nämlich der Änderung der Drosselklappenöffnung, der Fahrzeugzwischenabstand aufrechterhalten. Die Distanz zu dem vorausfahrenden Fahrzeug wird hier auf der Basis einer Ausbreitungsverzögerungszeit der ausgesendeten und reflektierten Welle gemessen.
Die DE 41 30 010 A1 beschreibt eine Abstandsmeßvorrichtung, die eine Abstandsmeßeinrichtung zur Messung eines Abstands zu einem Objekt und zum periodischen Ausgeben von Meßwerten umfaßt. Diese Abstandsmeßvorrichtung ermittelt den Abstand durch Vergleichen von zwei Bildern eines vorausfahrenden Fahrzeugs unter zwei verschiedenen Winkeln, die von zwei optischen Systemen aufgenommen werden. Die Abstandsmeßvorrichtung bezieht sich insbesondere auf die Nachführung eines Fahrzeug-Beobachtungsfensters mit veränderbarer Größe.
Die DE 33 04 620 C2 beschreibt eine Fahrzeug- Geschwindigkeitssteuervorrichtung, die auch zur Aufrechterhaltung eines Fahrzeugzwischenabstands dient. Diese Vorrichtung umfaßt ebenfalls eine Abstandsmeßeinrichtung, die auf einem Fahrzeug angebracht ist und den Abstand zu einem anderen Fahrzeug mißt und periodisch ausgibt. Eine Fahrzeug- Geschwindigkeitsteuereinrichtung steuert die Geschwindigkeit des Fahrzeugs so, daß der Abstand zu dem anderen Fahrzeug auf einem Ziel-Fahrzeugzwischenabstand gehalten wird.
Aus der DE 43 28 747 A1, die eine nachveröffentlichte, auf eine Anmeldung mit älterem Zeitrang zurückgehende Druckschrift ist, ist ebenfalls eine Fahrzeug- Geschwindigkeitssteuereinrichtung mit einer Abstandsmeßeinrichtung, eine Abweichungserfassungseinrichtung, einer Berechnungseinrichtung und einer Fahrzeug- Geschwindigkeitssteuereinrichtung bekannt. Die Fahrzeug- Geschwindigkeitssteuereinrichtung nimmt eine Geschwindigkeitssteuerung des Fahrzeugs auf Grundlage einer Ermittlung einer Relativgeschwindigkeit zu einem vorausfahrenden Fahrzeug vor.
Fig. 6 ist ein Blockschaltbild, das den Aufbau einer Abstandsmeßeinrichtung vom Trigonometrie- oder Triangulierungs-Typ zeigt, die beispielsweise in der japanischen Patentveröffentlichung (Kokoku) Nr. 63-46363 offenbart ist. Fig. 7 ist ein Blockschaltbild, das den Aufbau einer anderen Abstandsmeßeinrichtung vom Triangulierungs-Typ zeigt, die beispielsweise in der japanischen Patentveröffentlichung (Kokoku) Nr. 62-33522 offenbart ist. Fig. 8 ist ein Blockschaltbild, das den Aufbau einer noch anderen Abstandsmeßeinrichtung vom Triangulierungs-Typ zeigt, die beispielsweise in der japanischen Patentveröffentlichung (Kokoku) Nr. 63-44169 offenbart ist.
Das Prinzip der Abstandsmessung mittels der Abstandsmeßeinrichtung vom Triangulierungs-Typ wird unter Bezugnahme auf die Fig. 6 beschrieben. Die Abstandsmeßeinrichtung aus Fig. 6 umfaßt: erste und zweite optische Linsensysteme 2 und 12, die um einen seitlichen Abstand L auseinanderliegen; Bildsensoren 3 und 13; Analog/ Digital-Wandler 4 und 14; RAMs (Speicher mit wahlfreiem Zugriff) 5 und 15; eine Bildverarbeitungsschaltung 20; und einen Computer (CPU) 21.
Das Betriebsverfahren der Abstandsmeßeinrichtung von Fig. 6 ist wie folgt. Das Objekt 1, zu dem der Abstand gemessen werden soll, befindet sich in einem Abstand R von den Linsen 2 und 12, die um einen seitlichen Abstand L auseinanderliegen. Somit sind die über die optischen Linsensysteme 2 bzw. 12 auf den Bildsensoren 3 bzw. 13 gebildeten Abbilder des Objekts 1 um einen seitlichen Abstand a bzw. b von den Mitten der Bildsensoren 3 und 13 (d. h. die Schnittpunkte mit den optischen Achsen der Linsensysteme 2 und 3) versetzt. Die Bilder auf den Sensoren 3 und 13 werden in entsprechende analoge elektrische Signale gewandelt und außerdem in entsprechende digitale Signale mittels der Analog/Digital-Wandler 4 und 14. Die digitalen Bildsignale, die von den Analog/Digital-Wandlern 4 und 14 ausgegeben werden, werden in den RAMs 5 bzw. 15 gespeichert.
Der Computer (CPU) 21 liest die digitalen Bildsignale nacheinander aus den RAMs 5 und 15 aus und liefert sie an die Bildverarbeitungsschaltung 20. Beim Empfang der digitalen Bildsignale verschiebt die Bildverarbeitungsschaltung 20 zum Beispiel das Bild des RAM 5 (welches über das optische Linsensystem 2 erhalten wurde), nacheinander um einen Bildpunkt relativ zu dem Bild des RAM 15 (welches über das optische Linsensystem 12 erhalten wurde) und berechnet die Korrelation (d. h. den Übereinstimmungsgrad) zwischen den beiden in den RAMs 5 und 15 gespeicherten Bildern.
Falls der Betrag der seitlichen Verschiebung, die in Einheiten der seitlichen Teilung der Bildpunkte der digitalen Bilder gemessen wird, mit X bezeichnet wird, dann verschiebt die Bildverarbeitungsschaltung 20 zum Beispiel das Bild des RAM 5 relativ zu dem Bild des RAM 15 um einen Betrag X und berechnet die Korrelation C(X) der beiden Bilder bei dem Verschiebebetrag X. Die Korrelation kann beispielsweise durch C(X) = -S(X) definiert werden, womit S(X) = Σ p-q| wobei die Summierglieder |p-q| die Absolutwerte der Differenzen zwischen den Pegeln p und q der entsprechenden Bildpunkte der Bilder in den RAMs 5 bzw. 15 sind. Der Verschiebebetrag X wird nacheinander um eine Bildpunktteilung inkrementiert oder dekrementiert, um den Wert X zu bestimmen, bei dem die Korrelation C(X) den maximalen Wert annimmt. Der maximierte Wert X ist die relative Verschiebung a+b der auf den Bildsensoren 3 und 13 gebildeten Bilder.
Somit wird der Abstand R zu dem Objekt 1 durch die folgende Gleichung erhalten:
R = f.L/ {(a+b) P} (1)
wobei f die Brennweite des Linsensystems 2 und 3 bezeichnet und P die seitliche Teilung der Bildpunkte (d. h., den seitlichen Abstand zwischen den Mitten von benachbarten Bildpunkten) der Bildsensoren 3 und 13 bezeichnet.
Die Abstandsmeßeinrichtung aus Fig. 7 umfaßt zusätzlich zu einem optischen Linsensystem 2 und einem Bildsensor 3 ein lichtaussendendes Element 11, dessen optische Achse in einem seitlichen Abstand L parallel zu der optischen Achse des optischen Linsensystems 2 verläuft. Wenn der Abstand zu einem Objekt 1 gemessen wird, wird das lichtaussendende Element 11 von einer Ansteuerschaltung 16 im Ansprechen auf ein von dem Computer (CPU) 21 empfangenen Steuersignal angesteuert. Ein Lichtstrahl, der von dem lichtaussendenden Element 11 ausgesendet wird, wird von dem Objekt 1 auf das optische Linsensystem 2 reflektiert. Somit wird ein Bild des Objekts 1 oder ein heller Fleck auf dem Bildsensor 3 in einem seitlichen Abstand a von der Mitte des Bildsensors 3 (der Schnittpunkt mit der optischen Achse des optischen Linsensystems 2) gebildet. Das Signal von dem Bildsensor 3 wird der Signalverarbeitungsschaltung 20A zugeführt, die die Verschiebung a des auf dem Bildsensor 3 gebildeten Flecks bezüglich der Referenzposition (des Schnittpunktes der optischen Achse des optischen Linsensystems 2 mit dem Bildsensor 3) bestimmt.
Somit wird der Abstand R zu dem Objekt 1 durch die folgende Gleichung erhalten:
R = f.L/(a.P) (2)
wobei f die Brennweite des optischen Systems 2 und P die seitliche Teilung der Bildpunkte des Bildsensors 3 bezeichnet.
Die Abstandsmeßeinrichtung aus Fig. 8 ist ähnlich aufgebaut wie die in Fig. 7, umfaßt aber einen analogen Bildsensor 3A anstelle eines digitalen Bildsensors 3 aus Fig. 7. Das Signal von dem analogen Bildsensor 3A wird an die Signalprozessorschaltung 20B geführt. Falls die Verschiebung des Bildes, das auf dem analogen Bildsensor 3A in der Einheit Meter gemessen wird mit d bezeichnet wird, dann wird der Abstand R zu dem Objekt 1 durch die folgende Gleichung erhalten:
R = f.L/d (3)
wobei f die Brennweite des optischen Linsensystems 2 bezeichnet.
Die Abstandsmeßeinrichtungen in Fig. 6 bis 8 können auf Kraftfahrzeugen montiert werden, um die Fahrzeugzwischenabstände zu bestimmen. Bei dieser Anordnung ist das Objekt 1 das vorausfahrende Fahrzeug, welches unmittelbar vorausfährt. Es versteht sich von selbst, daß die Abstandsmeßeinrichtungen separat verwendet werden können, um Abstände zu irgendeiner Art von Objekt 1 zu messen.
Bei den Abstandsmeßeinrichtungen von Fig. 6 bis 8 handelt es sich um den Trigonometrie- oder Triangulierungs-Typ. Andererseits offenbart das japanische offengelegte Patent (Kokai) Nr. 48-54631 und die japanische Patentveröffentlichung (Kokoku) Nr. 62-38760 eine Fahrzeug-Abstandsmeßeinrichtung, bei der es sich nicht um den Triangulierungs-Typ handelt, und die umfaßt: eine Einrichtung zum Messen des Abstandes zu einem vorausfahrenden Fahrzeug; eine Einrichtung zur Bestimmung eines sicheren Fahrzeugzwischenabstandes; und eine Einrichtung zum Steuern der Geschwindigkeit des Fahrzeuges, um den sicheren Fahrzeugzwischenabstand aufrechtzuerhalten. Die Abstandsmeßeinrichtung verwendet ein Radar, das einen Lichtstrahl oder einen elektromagnetischen Strahl aussendet und beim Empfangen des von dem Objekt reflektierten Strahls den Abstand dazwischen aus dem Zeitintervall bestimmt, welches der Strahl benötigt, um hin- und herzulaufen. Vorausgesetzt, daß der Strahl auf das Objekt (das vorausfahrende Fahrzeug) richtig auftrifft, ergibt sich der Fehler der Messung durch das Radar aus dem Fehler der Messung des Zeitintervalls. Der Fehler ist im wesentlichen unabhängig von der Größe des zu messenden Abstandes.
Für den Fall der Abstandsmeßeinrichtung vom Triangulierungs- Typ ist jedoch der Abstand R zu dem Objekt umgekehrt proportional zu der Verschiebung des Bildes. Somit steigt der Fehler der Abstandsmessung (und somit fällt die Auflösung der Messung) mit steigendem Abstand zu dem Objekt. Der Fehler kann allgemein als statistisch verteilt angesehen werden und die Messung schwankt um den wahren Abstand.
Die Fahrzeugzwischenabstands-Meßeinrichtung, die ein Radar verwendet, weist andererseits ein Problem von anderer Ursache auf. Das Fahrzeug, auf dem das Radar montiert ist, kann nämlich vibrieren oder aufgrund des Straßenzustands Schlingerbewegungen ausführen. Der Lichtstrahl oder der elektromagnetische Strahl, der von dem auf dem fahrenden Fahrzeug montierten Radar ausgesendet wird, schwingt somit vertikal und horizontal. Der Strahl kann somit auf das vorausfahrende Fahrzeug, zu dem der Abstand gemessen werden soll, fehlerhaft auftreffen. Der Strahl trifft auf die Straßenoberfläche oder ein Gebäude an der Straßenseite auf und wird davon auf das Radar reflektiert. Die Messung schwankt somit. Die Schwankung wird allgemein mit steigendem zu messenden Abstand größer. Wenn außerdem der zu messende Abstand groß ist, kann ein kleiner Fehler in der Strahlrichtung ein fehlerhaftes Auftreffen bewirken. Das Problem wird somit mit ansteigendem zu messenden Abstand immer schwerwiegender.
Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit auf Grundlage der Messung gesteuert wird, die, wie oben diskutiert, schwankt, weist die Fahrzeuggeschwindigkeit eine Tendenz auf, der Schwankung der Messung zu folgen. Der Fahrkomfort wird somit wesentlich beeinträchtigt. Die Verkleinerung der Steuerverstärkung zur Verbesserung des Fahrkomforts hat ein anderes Problem zur Folge, da dies außerdem die Ansprechgeschwindigkeit verkleinert. Die Fahrsicherheit kann somit in Frage gestellt werden, wenn ein hinterherfahrendes Fahrzeug plötzlich nach vorne kommt und sich zwischen das Fahrzeug des Fahrers und die vorausfahrenden Fahrzeuge drängt.
Aufgabe der Erfindung ist es,
  • - eine Abstandsmeßvorrichtung und eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuervorrichtung mit einer Abstandsmeßeinrichtung bereitzustellen, die ein schnelles Ansprechverhalten aufweist und bei denen sich Schwankungen bei der Abstandsmessung, insbesondere zu einem weit entfernten Fahrzeug, nicht auf die Genauigkeit auswirken.
Diese Aufgabe wird durch eine Abstandsmeßvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Ferner wird diese Aufgabe durch Fahrzeug- Geschwindigkeitssteuervorrichtungen gemäß Anspruch 5, 7, 15 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Verbesserungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfaßt eine Abstandsmeßvorrichtung: eine Abstandsmeßeinrichtung zur Messung eines Abstandes zu einem Objekt und zum periodischen Ausgeben von Meßwerten; und eine Filtereinrichtung, die mit der Abstandsmeßeinrichtung gekoppelt ist, um ein Filter auf die Meßwerte anzuwenden, um einen Ausgangsabstandswert zu erzielen, wobei eine Filterkonstante des Filters einen Wert entsprechend einem gegenwärtigen Meßwert annimmt, der von der Abstandsmeßeinrichtung ausgegeben wird.
Vorzugsweise ist die Anwendung des Filters äquivalent zur Berechnung eines gewichteten Mittels einer Vielzahl der Meßwerte und die Filterkonstante ist umgekehrt proportional zu der Gewichtung für einen gegenwärtigen Meßwert bei der Berechnung des gewichteten Mittels einer Vielzahl der Meßwerte.
Außerdem ist es vorteilhaft, wenn die Filterkonstante mit ansteigendem gegenwärtigen Meßwert einen größeren Wert annimmt.
Die Abstandsmeßeinrichtung kann aus einer Abstandsmeßeinrichtung vom Triangulierungs-Typ bestehen, die umfaßt: eine optische Einrichtung zum Bilden eines optischen Bildes des Objekts; eine Signalverarbeitungsschaltungseinrichtung, die mit der optischen Einrichtung gekoppelt ist, um eine Verschiebung des optischen Bildes zu bestimmen; und eine Berechnungseinrichtung, die mit der Signalverarbeitungsschaltungseinrichtung gekoppelt ist, um einen Abstand zu dem Objekt auf Grundlage der Verschiebung zu berechnen.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung umfaßt eine Fahrzeug- Geschwindigkeitssteuervorrichtung zur Aufrechterhaltung eines Fahrzeugzwischenabstandes: eine Abstandsmeßeinrichtung, die auf einem Fahrzeug angebracht ist, um einen Abstand zu einem anderen Fahrzeug zu messen und um Meßwerte periodisch auszugeben; eine Filtereinrichtung, die mit der Abstandsmeßeinrichtung gekoppelt ist, um auf die Meßwerte ein Filter anzuwenden, um einen Ausgangsabstandswert zu erhalten, wobei eine Filterkonstante des Filters einen Wert entsprechend einem gegenwärtigen Meßwert annimmt, der von der Abstandsmeßeinrichtung ausgegeben wird; und eine Fahrzeug-Geschwindigkeitssteuereinrichtung, die mit der Filtereinrichtung gekoppelt ist, um eine Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeuges auf Grundlage des Ausgangsabstandswertes, der von der Filtereinrichtung zugeführt wird, so zu steuern, daß der Abstand zu dem anderen Fahrzeug auf einem Ziel-Fahrzeugzwischenabstand gehalten wird.
Gemäß einem noch anderen Aspekt der Erfindung umfaßt eine Fahrzeug- Geschwindigkeitssteuervorrichtung zur Aufrechterhaltung eines Fahrzeugzwischenabstandes: eine Abstandsmeßeinrichtung, die auf einem Fahrzeug angebracht ist, um einen Abstand zu einem anderen Fahrzeug zu messen und um Meßwerte periodisch auszugeben; und eine Fahrzeug- Geschwindigkeitssteuereinrichtung, die mit der Filtereinrichtung gekoppelt ist, um eine Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs auf Grundlage der Meßwerte, die von der Abstandsmeßeinrichtung zugeführt werden, so zu steuern, daß der Abstand zu dem anderen Fahrzeug auf einem Ziel-Fahrzeugzwischenabstand gehalten wird; wobei die Fahrzeug-Geschwindigkeitssteuereinrichtung eine Steuerverstärkung entsprechend einem gegenwärtigen Meßwert verändert, der von der Abstandsmeßeinrichtung ausgegeben wird.
Gemäß einem noch weiteren Aspekt umfaßt die Fahrzeug- Geschwindigkeitssteuereinrichtung zur Aufrechterhaltung eines Fahrzeugzwischenabstandes: eine Abstandsmeßeinrichtung, die auf einem Fahrzeug angebracht ist, um einen Abstand zu einem anderen Fahrzeug zu messen und um Meßwerte mit einer vorgegebenen Abtastperiode auszugeben; eine Abweichungs- Erfassungseinrichtung, die mit der Abstandsmeßeinrichtung gekoppelt ist, um eine Abweichung eines gegenwärtigen Meßwertes von einem Ziel-Fahrzeugzwischenabstand zu berechnen; eine Berechnungseinrichtung, die mit der Abweichungs-Erfassungseinrichtung gekoppelt ist, um einen Parameter entsprechend der Abweichung zu berechnen; eine Fahrzeug-Geschwindigkeitssteuereinrichtung, die mit Berechnungseinrichtung gekoppelt ist, um eine Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeuges auf Grundlage des Parameters so zu steuern, daß der Abstand zu dem anderen Fahrzeug auf dem Ziel-Fahrzeugzwischenabstand gehalten wird.
Bei dem von der Berechnungseinrichtung berechneten Parameter handelt es sich um eine Summe von: (a) einer Komponente, die durch Multiplikation der Abweichung mit einer proportionalen Verstärkung erhalten wird; (b) einer Komponente, die durch Multiplikation eines Integrals der Abweichung über der Zeit mit einer integralen Verstärkung erhalten wird; und (c) einer Komponente entsprechend einem Faktor, der durch Multiplikation eines differentiellen Quotienten der Abweichung über der Zeit mit einer differentiellen Verstärkung erhalten wird.
Es ist weiter vorteilhaft, wenn die Berechnungseinrichtung die proportionale Verstärkung und/oder die differentielle Verstärkung verkleinert, wenn der von der Abstandsmeßeinrichtung ausgegebene gegenwärtige Meßwert ansteigt und die proportionale Verstärkung und/oder die differentielle Verstärkung erhöht, wenn der von der Abstandsmeßeinrichtung ausgegebene gegenwärtige Meßwert abfällt.
Es ist auch vorteilhaft, wenn die Berechnungseinrichtung umfaßt: eine Filtereinrichtung zum Anwenden eines Filters auf aufeinanderfolgende Werte des Faktors, der durch Multiplikation eines differentiellen Quotienten der Abweichung über der Zeit mit einer differentiellen Verstärkung erhalten wird.
Vorzugsweise ist die Anwendung des Filters äquivalent zur Berechnung eines gewichteten Mittels einer Vielzahl der aufeinanderfolgenden Werte des Faktors und eine Filterkonstante ist umgekehrt proportional zu der Gewichtung für einen gegenwärtigen Wert des Faktors bei der Berechnung des gewichteten Mittels einer Vielzahl der aufeinanderfolgenden Werte des Faktors.
Es ist weiter vorteilhaft, daß die Filterkonstante mit einer Änderung des von der Abstandsmeßeinrichtung ausgegebenen gegenwärtigen Meßwertes variiert, und insbesondere, daß die Filterkonstante mit einem Anstieg des von der Abstandsmeßeinrichtung ausgegebenen gegenwärtigen Meßwertes ansteigt. Vorzugsweise ist die Filterkonstante nicht kleiner als viermal die Abtastperiode.
Weiter ist es vorteilhaft, wenn die proportionale Verstärkung, die integrale Verstärkung und die differentielle Verstärkung entsprechend des gegenwärtigen Meßwertes der Abstandsmeßeinrichtung verändert werden; und wenn ein gegenwärtiger Wert des differentiellen Quotienten einen vorgegebenen Pegel übersteigt, wird die proportionale Verstärkung, die integrale Verstärkung und die differentielle Verstärkung entsprechend eines unmittelbar vorausgehenden Meßwertes der Abstandsmeßeinrichtung bei der Berechnung der Komponenten verwendet.
Nachstehend wird die Erfindung anhand ihrer Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 ein Flußdiagramm, das ein Verfahren zur Bestimmung des Abstandes zu einem Objekt gemäß dieser Erfindung zeigt;
Fig. 2 ein Flußdiagramm, das den Vorgang zeigt, durch den die Steuereinrichtung 31 aus Fig. 3 die Fahrzeuggeschwindigkeit steuert, um den Fahrzeugzwischenabstand einzustellen;
Fig. 3 ein Blockschaltbild, das den Aufbau einer Fahrzeugsteuereinrichtung gemäß dieser Erfindung zeigt, um die Fahrzeuggeschwindigkeit zur Beibehaltung eines geeigneten Fahrzeugzwischenabstandes zu steuern;
Fig. 4 ein Blockschaltbild, das den Funktionsaufbau eines Systems zur Steuerung der Fahrzeuggeschwindigkeit zeigt, um einen geeigneten Fahrzeugzwischenabstand gemäß dem PID (dem proportionalen plus integralen plus differentiellen) -Steuerverfahren aufrechtzuerhalten;
Fig. 4a ein Blockschaltbild, das einen Aufbau des Teils des Systems aus Fig. 4 zeigt, durch den die Ziel- Fahrzeuggeschwindigkeit Vs bestimmt wird;
Fig. 5 ein Flußdiagramm, das den Vorgang zeigt, durch den ein Software-Filter auf die Änderungsrate dΔR/dt einer Abweichung ΔR des Fahrzeugzwischenabstandes R von dem Zielpegel Rs angewendet wird;
Fig. 6 ein Blockschaltbild, das den Aufbau einer Abstandsmeßeinrichtung vom Trigonometrie- oder Triangulierungs-Typ zeigt;
Fig. 7 ein Blockschaltbild, das den Aufbau einer anderen Abstandsmeßeinrichtung vom Triangulierungs-Typ zeigt; und
Fig. 8 ein Blockschaltbild, das den Aufbau einer noch anderen Abstandsmeßeinrichtung vom Triangulierungs- Typ zeigt.
In den Zeichnungen bezeichnen ähnliche Bezugszahlen ähnliche oder entsprechende Teile oder Abschnitte.
Unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen werden im folgenden die bevorzugten Ausführungsformen dieser Erfindung beschrieben.
Zunächst wird eine Ausführungsform einer Abstandsmeßeinrichtung beschrieben, so wie sie auf eine Einrichtung vom Triangulierungs-Typ angewendet wird. Die Abstandsmeßeinrichtung vom Triangulierungs-Typ, auf die diese Erfindung angewendet wird, kann eine der oben in Fig. 6 bis 8 diskutierten Einrichtungen sein. Hinsichtlich des Aufbaus und des Betriebsverfahrens der Abstandsmeßeinrichtungen vom Triangulierungs-Typ selbst wird auf die obige Beschreibung verwiesen. Gemäß dieser Erfindung wird ein Software-Filter, welches als ein Programm in dem Computer (CPU) 21 implementiert ist, auf die direkten Ergebnisse der Messung mit Schwankungen angewendet, um einen stabilen und genauen Wert des Abstandes zu einem Objekt zu ermitteln.
Fig. 1 ist ein Flußdiagramm, das ein Verfahren zur Bestimmung des Abstandes zu einem Objekt gemäß dieser Erfindung zeigt. Das Software-Filter gemäß dieser Erfindung ist als eine Prozedur implementiert, die von dem Computer (CPU) 21 ausgeführt wird. Wenn der Computer (CPU) 21 den Abstand berechnet, wird die Prozedur aus Fig. 1 zur Bestimmung des Abstandes ausgeführt, um ein Filter auf die Werte anzuwenden, die direkt von der Messung erhalten werden. Ein gewichtetes Mittel einer Anzahl von Abtastmeßwerten wird über einen laufenden Abstand genommen, um den Abstand zu ermitteln. Mit ansteigendem zu messenden Abstand wird die Anzahl der Abtastwerte erhöht (d. h. die Filterkonstante wird größer), so daß eine stabile und genaue Messung (mit hoher Auflösung) über einen weiten Bereich von einem kurzen zu einem langen Abstand erreicht werden kann.
Im Schritt S1 in Fig. 1 wird der Abstand aus dem Verschiebebetrag, der die Korrelation C(X) maximiert, unter Verwendung der Gleichung (1), wie oben beschrieben, bestimmt. Der Abstand kann unter Verwendung von Gleichung (2) oder (3) bestimmt werden. Der Abstand wird für jede 60 Millisekunden berechnet und der gegenwärtige Wert davon wird mit Rn bezeichnet.
Wie im folgenden beschrieben wird, wird der Wert des Abstandes, so wie er in einem nachfolgenden Schritt S3 während des vorangehenden Ausführungszyklus der Prozedur in Fig. 1 berechnet ist, in einer Variablen Ro in dem Speicher des Computers (CPU) 21, etc. gespeichert. Im Schritt S2 wird eine Filterkonstante K unter Verwendung einer in dem Speicher des Computers (CPU) 21 gespeicherten Tabelle bestimmt, deren Inhalt in der folgenden Tabelle 1 gezeigt ist. Die Werte von Ro in der ersten Zeile sind in der Einheit Meter aufgeführt. Somit ist die Filterkonstante K gleich 4 (K = 4), wenn beispielsweise die Variable Ro gleich 45 Meter (Ro = 45) ist.
TABELLE 1
Im Schritt S3 wird unter Verwendung der Filterkonstante K, die in dem vorangegangenen Schritt S2 ermittelt wird, der Abstand R berechnet, indem ein Software-Filter angewendet wird. Der Abstand R wird nämlich durch die folgende Gleichung berechnet:
R= (Rn/K)+(K-1).Ro/K (4)
Der durch die obige Gleichung (4) erhaltene Wert R ist gleich einem gewichteten Mittel einer Anzahl von vorangegangenen Meßwerten Rn (die im Schritt S1 während der gegenwärtigen und der vorangegangenen Ausführungszyklen der Prozedur von Fig. 1 erhalten wurden). Somit ist die Berechnung durch die obige Gleichung (4) äquivalent zur Anwendung eines Filters auf die Meßwerte Rn, die als Abtastwerte einer Zeitfunktion R(t) angesehen werden können. Es wird darauf hingewiesen, daß der Einfluß des gegenwärtigen Meßwertes Rn größer wird (d. h., die Gewichtung führ den gegenwärtigen Abtastwert wird größer), wenn der Wert der Konstanten K kleiner wird. Andererseits wird der Einfluß der vorangegangenen Meßwerte größer (d. h. die Gewichtungen für die vorangegangenen Abtastwerte werden größer), wenn die Filterkonstante K größer wird. Die Konstante K ist somit der Zeitkonstanten eines physikalisch implementierten Filters analog. Wie in der obigen Tabelle 1 gezeigt, wird die Konstante K erhöht, wenn der zu messende Abstand größer wird.
Im Schritt S3 wird außerdem die Variable Ro aktualisiert. Der Variablen Ro wird nämlich der Wert zugeordnet, der in dem gegenwärtigen Schritt S3 unter Verwendung von Gleichung (4) erhalten wird. Die Ausführung der Prozedur aus Fig. 1 wird alle 60 Millisekunden wiederholt und gibt den Wert R aus, so wie er durch Gleichung (4) im Schritt S3 bestimmt wird.
Fig. 3 ist ein Blockschaltbild, das den Aufbau einer Fahrzeugsteuereinrichtung gemäß dieser Erfindung zur Steuerung der Fahrzeuggeschwindigkeit zeigt, um einen geeigneten Fahrzeugzwischenabstand beizubehalten. Ein Abstandssensor 30, bei dem es sich entweder um eine Abstandsmeßeinrichtung vom Triangulierungs-Typ oder vom Radartyp handeln kann, mißt den Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug. Eine Steuereinrichtung 31 besteht aus einem Mikrocomputer, Eingangs/ Ausgangs-Schnittstellen, etc. Ein Drosselventil-Stellglied 32 steuert das Drosselventil an, um die Öffnung des Lufteinlaßkanals an den Motor des Fahrzeugs einzustellen. Das Drosselventil-Stellglied 32 steuert somit die Ausgangsleistung des Motors. Ein Bremsen-Stellglied 33 betätigt die Bremse, um das Fahrzeug abzubremsen. Die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Drosselventilposition (der Öffnungsgrad des Drosselventils) werden von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 34 bzw. einem Drosselpositionssensor 35 erfaßt. Im Ansprechen auf die Eingangssignale, die von dem Abstandssensor 30, dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 34 und dem Drosselpositionssensor 35 zugeführt werden, steuert die Steuereinrichtung 31 das Drosselventil-Stellglied 32 und das Bremsen-Stellglied 33 und stellt die Fahrzeuggeschwindigkeit ein.
Fig. 4 ist ein Blockschaltbild, das den Funktionsaufbau eines Systems zum Steuern der Fahrzeuggeschwindigkeit zeigt, um gemäß dem PID (dem proportionalen plus integralen plus differentiellen) -Steuerverfahren einen geeigneten Fahrzeugzwischenabstand aufrechtzuerhalten. Fig. 4a ist ein Blockschaltbild, das einen Aufbau eines Teils des Systems aus Fig. 4 zeigt, mit dem die Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit Vs bestimmt wird. Die Fahrzeuggeschwindigkeit wird mittels eines Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 34 erfaßt und der Ziel- Fahrzeugzwischenabstand Rs entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit wird berechnet. Die Abweichung ΔR = R-Rs des gegenwärtigen Meßwerts R des Fahrzeugzwischenabstandes von dem Ziel- Fahrzeugzwischenabstand Rs wird berechnet.
Der Meßwert R kann durch eine der in Fig. 1 bis 3 gezeigten Abstandsmeßeinrichtungen bestimmt werden. Die Ziel- Fahrzeuggeschwindigkeit Vs wird aus der Abweichung ΔR folgendermaßen berechnet: (a) Multiplizieren von ΔR mit der proportionalen Verstärkung Gp; (b) Integrieren von ΔR über eine integrale Zeit Tr und dann Multiplizieren des Integrals ∫ ΔR.dt mit der integralen Verstärkung Gr; (c) Differenzieren von ΔR über der Zeit t und dann Multiplizieren des differentiellen Quotienten dΔR/dt mit der differentiellen Verstärkung GD; und (d) Addieren der in den obigen Schritten (a) bis (c) erhaltenen Terme, wodurch die Summe S ermittelt wird:
S = Gp.ΔR+GI.∫ΔR.dt+Gd.(dΔR/dt)
Wie ausführlich in Fig. 4a gezeigt ist, kann die Ziel- Fahrzeuggeschwindigkeit Vs als eine Funktion Vs = f(S, Va) der obigen Summe S und der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit Va bestimmt werden.
Außerdem wird die Abweichung ΔV = Va-Vs der gegenwärtigen tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit Va (so wie sie von dem Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor 34 erfaßt wird) von der Ziel- Fahrzeuggeschwindigkeit Vs berechnet.
Der gesteuerte Betrag A wird durch die Schritte ermittelt, die den obigen Schritten (a) bis (d) ähnlich sind, durch Multiplikation der Abweichung ΔV, etc. mit den Steuerverstärkungen (der proportionalen, der integralen und der differentiellen Verstärkung). Außerdem werden die gesteuerten Größen des Drosselventil-Stellgliedes 32 und des Bremsen-Stellgliedes 33 aus dem Steuerbetrag A bestimmt. Die Fahrzeuggeschwindigkeit wird somit auf die Ziel- Fahrzeuggeschwindigkeit Vs so gesteuert, daß der tatsächliche Fahrzeugzwischenabstand R auf das Ziel Rs eingestellt wird.
Fig. 2 ist ein Flußdiagramm, das die Prozedur zeigt, mit der die Steuereinrichtung 31 aus Fig. 3 die Fahrzeuggeschwindigkeit steuert, um den Fahrzeugzwischenabstand einzustellen. Der Abstandssensor 30 mißt den Fahrzeugzwischenabstand R und gibt das Ergebnis der Messung aus. Der Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor 34 erfaßt die Fahrzeuggeschwindigkeit Va und gibt das Signal aus, das die Fahrzeuggeschwindigkeit darstellt. Der Drosselpositionssensor 35 erfaßt die Position oder den Öffnungsgrad des Drosselventils und gibt das Drosselventil-Positionssignal aus, das den Öffnungsgrad des Drosselventils darstellt. Im Schritt S11 liest die Steuereinrichtung 31 die Ausgangssignale von dem Abstandssensor 30, dem Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor 34 und dem Drosselpositionssensor 35 ein, die den Fahrzeugzwischenabstand R, die Fahrzeuggeschwindigkeit Va bzw. den Drosselöffnungsgrad darstellen.
Im Schritt S12 wird der Ziel-Fahrzeugzwischenabstand Rs entsprechend der von dem Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor 34 erfaßten tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit Va berechnet. Der Ziel-Fahrzeugzwischenabstand Rs kann aus der folgenden Gleichung (5) so berechnet werden, daß der Ziel- Fahrzeugzwischenabstand Rs dem Quadrat der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit Va proportional ist:
Rs = C0.Va2 (5)
wobei Rs der Ziel-Fahrzeugzwischenabstand, C0 eine proportionale Konstante und Va die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit darstellt. Die Konstante Co kann von dem Straßenzustand oder von Wetterbedingungen abhängen. Der Fahrzeugzwischenabstand Rs kann auch unter Verwendung einer in dem Speicher der Speichereinrichtung 31 gespeicherten Datentabelle bestimmt werden, welche den Zusammenhang zwischen dem Fahrzeugzwischenabstand und der Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigt.
Im Schritt S13 wird die Abweichung ΔR=R-Rs des Meßwertes R aus dem Ziel-Fahrzeugzwischenabstand Rs berechnet. Ferner wird die Abweichung ΔR mit der proportionalen Verstärkung Gp multipliziert, um einen Wert Gp.ΔR zu ermitteln, der proportional zu der Abweichung ΔR ist. Die Abweichung ΔR wird mit der (verhältnismäßig kleinen) integralen Verstärkung Gi multipliziert, um einen Wert Gi.ΔR zu ermitteln und der gegenwärtige Wert davon wird zu dem vorausgehenden Wert davon addiert, um einen Näherungswert des Integrals ∫ Gi.ΔR.dt = Gi∫ΔR.dt zu ermitteln, wobei die Integrationszeit Ti, für die das Integral ausgewertet wird, als zweimal so groß wie die Periode des Ausführungszyklus der Prozedur aus Fig. 2 angesehen werden kann. Die Änderungsrate dΔR/dt (die ungefähr gleich dem differentiellen Quotienten ist) von ΔR über die Periode des Ausführungszyklus der Prozedur in Fig. 2 wird berechnet und die Änderungsrate dΔR/dt wird mit der (relativ großen) differentiellen Verstärkung Gd multipliziert, um einen Wert Gd.dΔR/dt zu ermitteln. Die ermittelten Terme werden addiert, wodurch die folgende Summe ermittelt wird:
S=Gp.ΔR+Gi.∫ΔR.dt+Gd.(ΔR/dt) (6)
Die proportionale Verstärkung Gp, die integrale Verstärkung Gi und die differentielle Verstärkung Gd werden gemäß dem Meßwert R des Fahrzeugzwischenabstandes variiert. Eine Datentabelle, die die Werte der Verstärkungen relativ zu dem Meßwert R des Fahrzeugzwischenabstandes zeigt, ist in dem Speicher der Steuereinrichtung 31 gespeichert und die Werte der Verstärkungen Gp, Gi und Gd werden bestimmt, indem in der Tabelle nachgeschlagen wird.
Wenn der Meßwert R des Fahrzeugzwischenabstandes groß ist, ist auch die Schwankung davon groß. Somit sollten die proportionalen und differentiellen Verstärkungen Gp und Gd sehr klein sein, so daß die Fahrzeug- Geschwindigkeitssteuerung vorwiegend gemäß dem integralen Steuerverfahren (d. h. mittels des integralen Terms Gi.∫ΔR.dt) durchgeführt wird. Wenn der Fahrzeugzwischenabstand groß ist, besteht eine geringe Gefahr einer Kollision oder eines Unfalls, sogar wenn eine gewisse Ansprechverzögerung bei der Einstellung des Fahrzeugzwischenabstandes auf den Ziel- Fahrzeugzwischenabstand existiert. Bei diesen Bedingungen ist es vorteilhaft, zur Verbesserung des Fahrkomforts die Fahrzeuggeschwindigkeit graduell und gleichförmig zu variieren, indem vorwiegend die integrale Steuerung verwendet wird.
Wenn andererseits der Meßwert R des Fahrzeugzwischenabstands klein ist, sind auch dessen Schwankungen klein. Wenn die Änderungsrate des Fahrzeugzwischenabstandes groß ist, wird außerdem die Gefahr einer Kollision der Fahrzeuge groß. Wenn die Änderungsrate dΔR/dt negativ ist (d. h., wenn sich das Fahrzeug, auf dem die Steuereinrichtung angebracht ist, dem vorausfahrenden Fahrzeug annähert), ist es vorteilhaft, die differentielle Verstärkung Gd und/oder die proportionale Verstärkung Gp zu vergrößern, um die Ansprechgeschwindigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeitssteuerung zu vergrößern. Die Datentabelle, die die Beziehung zwischen dem Meßwert R des Fahrzeugzwischenabstandes und den Verstärkungen Gp, Gi und Gd zeigt, speichert die Werte der Verstärkungen entsprechend dem Meßwert R, wie oben diskutiert.
Im Schritt S14 wird die Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit Vs berechnet. Die Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit Vs kann eine Funktion Vs = f(S, Va) der Summe S und der Fahrzeuggeschwindigkeit Va sein. Der Wert der Funktion kann unter Verwendung einer Formel berechnet werden, die die Funktion darstellt, oder der Wert kann durch Nachschlagen in der Tabelle bestimmt werden, in der die Werte der Funktion tabellenmäßig in bezug auf die Werte der Summe S und der Fahrzeuggeschwindigkeit Va aufgeführt sind.
Im Schritt S15 wird die Abweichung ΔV=Va-Vs des Meßwertes der Fahrzeuggeschwindigkeit Va von der Ziel- Fahrzeuggeschwindigkeit Vs berechnet, und Berechnungen ähnlich wie diejenigen, die bezüglich der Abweichung ΔR im Schritt S13 durchgeführt werden, werden bezüglich der Abweichung ΔV durchgeführt, um einen Steuerbetrag A zu ermitteln. Die in den Berechnungen verwendete proportionale Verstärkung, die integrale Verstärkung und die differentielle Verstärkung werden aus einer Tabelle ausgelesen, die die Werte der Verstärkungen entsprechend des Fahrzeugzwischenabstandes oder der Fahrzeuggeschwindigkeit speichert.
Im Schritt S16 wird aus der Polarität des Steuerbetrags A entschieden, ob das Fahrzeug abgebremst werden soll oder nicht. Falls die Entscheidung in Schritt S16 negativ ist (d. h., wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit beschleunigt werden soll), schreitet die Ausführung zum Schritt S17 fort, in dem der Grad, um den das Drosselventil relativ zu der gegenwärtigen Position geöffnet werden soll (d. h. der Steuerbetrag A1 des Drosselventil-Stellgliedes 32), aus dem im Schritt S15 bestimmten Steuerbetrag A und aus der von dem Drosselpositionssensor 35 erfaßten gegenwärtigen Drosselventilposition berechnet wird. Das Ergebnis der Berechnung wird an das Drosselventil-Stellglied 32 ausgegeben und die Öffnung des Drosselventils wird entsprechend eingestellt. Nach dem Schritt S17 wird die Prozedur beendet.
Falls die Entscheidung im Schritt S16 andererseits positiv ist (d. h., wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit verzögert werden soll), schreitet die Ausführung zum Schritt S18 fort, in dem der Grad, um den das Drosselventil relativ zu der gegenwärtigen Position (d. h. der Steuerbetrag A1 des Drosselventil-Stellgliedes 32) geschlossen wird, aus dem im Schritt S15 bestimmten Steuerbetrag A und aus der von dem Drosselpositionssensor 35 erfaßten gegenwärtigen Drosselventilposition berechnet wird. Das Ergebnis der Berechnung wird an das Drosselventil-Stellglied 32 ausgegeben und die Öffnung des Drosselventils wird entsprechend eingestellt.
Im Schritt S19 wird entschieden, ob zusätzlich zu der Einstellung des Drosselventils um den Betrag A1 ein Bremsvorgang erforderlich ist oder nicht, um die erforderliche Verzögerung zu realisieren, die von dem Steuerbetrag A angezeigt wird. Falls die Entscheidung im Schritt S19 negativ ist (wenn der Bremsvorgang nicht benötigt wird), wird die Prozedur beendet. Wenn andererseits im Schritt S19 die Entscheidung positiv ist (wenn der Bremsvorgang benötigt wird), schreitet die Ausführung zum Schritt S20 fort, in dem der Steuerbetrag A2 des Bremsen-Stellgliedes 33 aus dem im Schritt S15 bestimmten Steuerbetrag A und dem im Schritt S18 bestimmten Steuerbetrag A1 des Drosselventil-Stellgliedes 32 berechnet wird. Das Ergebnis A2 der Berechnung wird an das Bremsen-Stellglied 33 ausgegeben, um die Bremsen mit einer dem Steuerbetrag entsprechenden Stärke zu aktivieren. Die Prozedur wird nach dem Schritt S20 beendet.
Die Prozedur in Fig. 2 wird wiederholt, um den Fahrzeugzwischenabstand R auf den Ziel- Fahrzeugzwischenabstand Rs zu steuern.
Es wird darauf hingewiesen, daß es sich bei dem Abstandssensor 30 um eine Abstandsmeßeinrichtung vom Triangulierungs-Typ handeln kann und die Steuereinrichtung 31 mit der Filterfunktion versehen sein kann, um das Software-Filter anzuwenden, so wie dies oben unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben wurde, wobei die Filterkonstante K entsprechend dem Meßwert Rn des Fahrzeugzwischenabstandes variiert wird. Dann können die Steuerverstärkungen festgelegt werden, anstelle daß sie entsprechend der Meßwerte des Fahrzeugzwischenabstandes und der Fahrzeuggeschwindigkeit verändert werden. Für die Messung eines kurzen Abstandes kann ein kleiner Wert für die Filterkonstante K gewählt werden, um die Auflösung und die Ansprechgeschwindigkeit zu verbessern. Dann kann der Fahrzeugzwischenabstand schnell gesteuert werden und ein Alarm kann dem Fahrer mitgeteilt werden, bevor es zu spät ist. Für Messungen eines großen Abstandes kann ein großer Wert für die Filterkonstante K gewählt werden, so daß der Fahrzeugzwischenabstand stabil mit einer hohen Auflösung gemessen werden kann und der Fahrkomfort verbessert wird, obwohl das Ansprechverhalten ein wenig verzögert sein kann.
Der Abstandssensor 30, bei dem es sich um eine Abstandsmeßeinrichtung vom Triangulierungs-Typ oder um eine Abstandsmeßeinrichtung unter Verwendung eines Radars handeln kann, gibt die Messungen mit einer vorgegebenen Abtastperiode Δt aus. Wenn die Schwankung der Messung groß ist, kann somit die Änderungsrate dΔR/dt der Abweichung ΔR des Fahrzeugzwischenabstandes R zwischen den positiven und den negativen Werten schwanken oder abrupt einen großen Wert annehmen. Somit kann ein Filter auf den Wert von dΔR/dt angewendet werden, um den Fahrkomfort zu verbessern.
Fig. 5 ist ein Flußdiagramm, das die Prozedur zeigt, mit der ein Software-Filter auf die Änderungsrate dΔR/dt der Abweichung ΔR des Fahrzeugzwischenabstandes R von dem Ziel- Pegel Rs angewendet wird. Wenn ein großer Abstand gemessen werden soll, wird im Schritt S13 in der Prozedur aus Fig. 2 ein kleinerer Wert für die differentielle Verstärkung Gd gewählt. Der Beitrag des differentiellen Terms zur Fahrzeug- Geschwindigkeitssteuerung ist jedoch nicht vernachlässigbar und kann somit einen ungünstigen Einfluß auf den Fahrkomfort ausüben. Der Filterprozeß aus Fig. 5 zielt deshalb auf die Beseitigung der ungünstigen Beeinflussungen der statistischen Schwankungen von dΔR/dt ab.
Im Schritt S21 in Fig. 5 wird die Differenz ΔRn = Rn-Rn-1 zwischen dem gegenwärtigen Meßwert Rn des Fahrzeugzwischenabstandes und dessen vorangehender Meßwert Rn-1 berechnet. Es wird darauf hingewiesen, daß das Symbol Δ hier verwendet wird, um ein Inkrement des Meßwerts R des Fahrzeugzwischenabstandes zu bezeichnen und nicht dessen Abweichung bezüglich des Ziel-Wertes Rs. Im Schritt S22 wird die Änderungsrate ΔVn = ΔRn/Δt des Meßwertes R aus der Differenz ΔRn und der Abtast- oder Meßperiode Δt berechnet. Die Änderungsrate ΔVn = ΔRn/ Δt wird als ein Näherungswert der Änderungsrate dΔR/dt berechnet. Im Schritt S23 wird in einer Tabelle, die die Beziehung zwischen der Filterkonstanten C und dem Fahrzeugzwischenabstand speichert, ein Wert für die Filterkonstante C entsprechend dem gegenwärtigen Meßwert Rn des Fahrzeugzwischenabstandes nachgeschlagen.
Der vorangehende Wert der Änderungsrate des Fahrzeugzwischenabstandes, der im Schritt S24 aus Fig. 5 ermittelt wurde, wird mit ΔVon-1 bezeichnet, wie im folgenden beschrieben wird. Der gegenwärtige Wert der Änderungsrate ΔVon wird im Schritt S24 durch die folgende Gleichung berechnet:
Δ Von = (ΔVn/C)+(C-1).ΔVon-1/C (7)
Indem ein großer Wert für die Filterkonstante C gewählt wird, kann der Einfluß der Schwankung der Meßwerte des Fahrzeugzwischenabstandes verkleinert werden. Der Wert ΔVon wird im Schritt S13 in der Prozedur aus Fig. 2 anstelle der Änderungsrate dΔR/dt verwendet. Die differentielle Verstärkung Gd kann wie oben beschrieben bestimmt werden, oder kann nur geringfügig von dem Fahrzeugzwischenabstand R abhängen oder kann konstant sein.
Für eine Messung eines großen Fahrzeugzwischenabstandes, bei der die Schwankung von ihren Meßwerten groß ist, kann ein großer Wert für die Filterkonstante C gewählt werden. Der Fahrkomfort wird dadurch verbessert, obwohl die Ansprechgeschwindigkeit verkleinert wird. Andererseits kann ein kleiner Wert für die Filterkonstante C für eine Messung eines kurzen Fahrzeugzwischenabstandes gewählt werden. Die Ansprechgeschwindigkeit wird dadurch verbessert und die Gefahr einer Kollision der Fahrzeuge, etc. kann mit Sicherheit vermieden werden.
Wenn der Abstandssensor 30 die Bildverarbeitung zur Bestimmung des Fahrzeugzwischenabstandes durchführt, vergehen ungefähr 0,03 Sekunden zum Abtasten eines Bildrahmens. Eine weitere zeit wird zur Berechnung des Abstandes benötigt. Somit vergeht zur Bestimmung eines Meßwertes eine Gesamtzeit von 0,05 bis 0,1 Sekunden. Die Meßwerte des Fahrzeugzwischenabstandes werden somit mit der Periode von 0,05 bis 0,1 Sekunden ausgegeben. Unter Berücksichtigung der Rüttelbewegung und dem seitlichen Schlingern des Fahrzeuges aufgrund des Straßenzustandes ist in einem derartigen Fall die Filterkonstante C vorzugsweise ungefähr 0,2 Sekunden. Die Filterkonstante C soll nämlich vorzugsweise auf einen Wert viermal so groß wie die Abtastperiode (0,05 bis 0,1 Sekunden) gesetzt werden. Der oben angegebene Wert (0,2 Sekunden) der Filterkonstanten C ist viermal so groß wie der kleinere Grenzwert (0,05 Sekunden) der Abtastperiode. Der größere Wert der Filterkonstanten verbessert den Fahrkomfort, verkleinert aber die Ansprechgeschwindigkeit der Fahrzeug- Geschwindigkeitssteuerung, die den größten Wert beschränkt, den die Filterkonstante C annehmen kann.
Wenn die Änderungsrate des Meßwerts des Fahrzeugzwischenabstandes einen vorgegebenen Pegel im Schritt S13 in der Prozedur aus Fig. 2 überschreitet, können ferner die Verstärkungen Gp, Gi und Gd entsprechend dem vorangehenden Meßwert, anstelle der Verstärkungen entsprechend dem gegenwärtigen Meßwert von dem Fahrzeugzwischenabstand R verwendet werden. Die ungünstigen Einflüsse eines großen abrupten Fehlers, beispielsweise aufgrund von externem Rauschen oder der Rüttelbewegung des Fahrzeuges, können somit minimiert werden.
Es wird darauf hingewiesen, daß die Änderungsrate ΔVn = ΔRn/Δt des Meßwertes R des Fahrzeugzwischenabstandes einen Näherungswert der echten Änderungsrate (des differentiellen Quotienten) dR/dt ergibt. Ferner ist die Änderungsrate dΔR/dt der Abweichung ΔR des Meßwertes R von dem Ziel- Fahrzeugzwischenabstand Rs gleich dR/dt, vorausgesetzt daß der Ziel-Fahrzeugzwischenabstand konstant ist, da ΔR = R-Rs ist. Der Ziel-Fahrzeugzwischenabstand Rs ist konstant oder ändert sich zumindest im Vergleich mit R sehr wenig. Somit können die Werte ΔVn = ΔRn/Δt und dΔR/dt wechselweise verwendet werden. Im Schritt S13 in Fig. 2 kann beispielsweise der Wert ΔVn = ΔRn/Δt anstelle von dΔR/dt verwendet werden. Eine ähnliche Näherung kann verwendet werden, um die Änderungsrate dV/dt der Fahrzeuggeschwindigkeit im Schritt S15 in Fig. 2 zu berechnen.

Claims (20)

1. Abstandsmeßvorrichtung, umfassend
  • a) eine Abstandsmeßeinrichtung (2-5, 11-13, 16, 20, 20A, 20B, 21) zur Messung eines Abstands (R) zu einem Objekt (1) und zum periodischen Ausgeben von Abstandsmeßwerten (R, Rn, Rn-1);
    gekennzeichnet durch
  • b) eine Filtereinrichtung (CPU), die mit der Abstandsmeßeinrichtung gekoppelt ist und die Abstandsmeßwerte (R, Rn, Rn-1) im Sinne eines Filters bearbeitet und so einen Ausgangsabstandswert ermittelt; wobei
  • c) eine Filterkonstante (K) des Filters einen Wert entsprechend einem von der Abstandsmeßeinrichtung ausgegebenen gegenwärtigen Abstandsmeßwert (R, Rn, Rn-1) annimmt.
2. Abstandsmeßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anwendung des Filters äquivalent zu dem Vorgang ist, bei dem ein gewichtetes Mittel einer Vielzahl der Abstandsmeßwerte (Rn) ermittelt wird und die Filterkonstante (K) umgekehrt proportional zu der Gewichtung auf einen gegenwärtigen Abstandsmeßwert (Rn) beim Ermitteln des gewichteten Mittels einer Vielzahl der Abstandsmeßwerte Rn ist.
3. Abstandsmeßvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterkonstante (K) mit ansteigendem gegenwärtigen Abstandsmeßwert einen größeren Wert annimmt.
4. Abstandsmeßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsmeßeinrichtung eine Abstandsmeßvorrichtung vom Triangulierungs-Typ umfaßt, die enthält:
  • - eine optische Einrichtung (2, 12; 3, 13) zur Bildung eines optischen Abbildes des Objektes (1);
  • - eine Signalverarbeitungsschaltungseinrichtung (20, 20A, 20B, 21), die mit der optischen Einrichtung gekoppelt ist, um eine Verschiebung des optischen Abbildes zu bestimmen; und
  • - eine Berechnungseinrichtung (21), die mit der Signalverarbeitungsschaltungseinrichtung (20, 20A, 20B) gekoppelt ist, um einen Abstand (R) zu dem Objekt (1) auf Grundlage der Verschiebung zu berechnen.
5. Fahrzeug-Geschwindigkeitssteuervorrichtung zur Aufrechterhaltung eines Fahrzeugzwischenabstandes, umfassend
  • a) eine Abstandsmeßeinrichtung (2-5, 11-13, 16, 20, 20A, 20B, 21), die auf einem Fahrzeug zur Messung eines Abstandes (R) zu einem anderen Fahrzeug (1) und zum periodischen Ausgeben von Abstandsmeßwerten (Rn, Rn-1) angebracht ist; und
  • b) eine Fahrzeug-Geschwindigkeitssteuereinrichtung (31-35), die eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs so steuert, daß der Abstand (R) zu dem anderen Fahrzeug (1) auf einem Ziel-Fahrzeugzwischenabstand (Rs) gehalten wird,
    dadurch gekennzeichnet, daß
  • c) mit der Abstandsmeßeinrichtung eine Filtereinrichtung (CPU gekoppelt ist, die Abstandsmeßwerte (R, Rn, Rn-1) im Sinne eines Filters bearbeitet und so einen Ausgangsabstandswert ermittelt; wobei
  • d) die Filterkonstante (K) des Filters einen Wert entsprechend einem von der Abstandsmeßeinrichtung ausgegebenen gegenwärtigen Abstandsmeßwert (R, Rn, Rn-1) annimmt; und wobei
  • e) die Fahrzeug-Geschwindigkeitssteuereinrichtung (31-35) mit der Filtereinrichtung (CPU) gekoppelt ist und die Fahrzeuggeschwindigkeit (V) des Fahrzeuges auf Grundlage des von der Filtereinrichtung ermittelten Ausgangsabstandswerts (R, Ro) steuert.
6. Fahrzeug-Geschwindigkeitssteuervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeug-Geschwindigkeitssteuereinrichtung eine Steuerverstärkung (G) in Abhängigkeit von einem gegenwärtigen Abstandsmeßwert (R, Ro) ausgegeben von der Abstandsmeßeinrichtung variiert.
7. Fahrzeug-Geschwindigkeitssteuervorrichtung zur Aufrechterhaltung eines Fahrzeugzwischenabstands, umfassend:
  • a) eine Abstandsmeßeinrichtung (2-5, 11-13, 16, 20, 20A, 20B, 21), die auf einem Fahrzeug zur Messung eines Abstands (R) zu einem anderen Fahrzeug (1) und zum periodischen Ausgeben von Abstandsmeßwerten (Rn, Rn-1) mit einer vorgegebenen Abtastperiode;
  • b) eine Fahrzeug-Geschwindigkeitssteuereinrichtung (31-35), die eine Geschwindigkeit (N) des Fahrzeugs so steuert, daß der Abstand (R) zu dem anderen Fahrzeug (1) auf einem Ziel-Fahrzeugzwischenabstand (Rs) gehalten wird;
  • c) eine mit der Abstandsmeßeinrichtung gekoppelte Abweichungs-Erfassungseinrichtung, um eine Abweichung (ΔR) des gegenwärtigen Abstandsmeßwerts (R, Rn) von dem Ziel-Fahrzeugzwischenabstand (Rs) zu berechnen; und
  • d) eine mit der Abweichungs-Erfassungseinrichtung gekoppelte Berechnungseinrichtung, um einen Parameter (S) entsprechend der berechneten Abweichung (ΔR) zu berechnen;
    dadurch gekennzeichnet, daß
  • e) die Berechnungseinrichtung den Parameter (S) als Summenwert aus den folgenden Komponenten berechnet:
    • e1) eine Komponente, die durch Multiplikation der Abweichung (ΔR) mit einer proportionalen Verstärkung (Gp) ermittelt wird;
    • e2) eine Komponente, die durch Multiplikation eines Integrals der Abweichung über der Zeit mit einer integralen Verstärkung (Gi) ermittelt wird; und
    • e3) eine Komponente, die durch Multiplikation eines differentiellen Gradienten (dΔR/dt) der Abweichung (ΔR) über der Zeit mit einer differentiellen Verstärkung (Gd) ermittelt wird; und
  • f) die Fahrzeug-Geschwindigkeitssteuereinrichtung (31-35) die Geschwindigkeit (V) des Fahrzeuges auf Grundlage des Parameters (S) gemäß einem PID- Steuerverfahren steuert.
8. Fahrzeug-Geschwindigkeitssteuervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnungseinrichtung die proportionale Verstärkung (Gp) und/oder die differentielle Verstärkung (Gd) verkleinert, wenn der gegenwärtige, von der Abstandsmeßeinrichtung ausgegebene Abstandsmeßwert (Rn) ansteigt und die proportionale (Gd) und/oder die differentielle Verstärkung (Gd) erhöht, wenn der gegenwärtige, von der Abstandsmeßeinrichtung ausgegebene Abstandsmeßwert (Rn) abnimmt.
9. Fahrzeug-Geschwindigkeitssteuervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnungseinrichtung umfaßt:
  • - eine Filtereinrichtung, die die aufeinanderfolgenden Werte der Komponente e3), die durch Multiplikation eines differentiellen Quotienten der Abweichung (ΔR) über der Zeit mit einer differentiellen Verstärkung (Gd) ermittelt wird, im Sinne eines Filters bearbeitet.
10. Fahrzeug-Geschwindigkeitssteuervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anwendung des Filters zu dem Vorgang äquivalent ist, bei dem ein gewichtetes Mittel einer Vielzahl der aufeinanderfolgenden Werte der Komponente ermittelt wird und eine Filterkonstante (K) umgekehrt proportional zu der Gewichtung auf einen gegenwärtigen Wert der Komponente beim Ermitteln des gewichteten Mittels einer Vielzahl der aufeinanderfolgenden Werte der Komponente ist.
11. Fahrzeug-Geschwindigkeitssteuervorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Filterkonstante (K) mit einer Änderung des von der Abstandsmeßeinrichtung ausgegebenen gegenwärtigen Abstandsmeßwertes (Rn) verändert.
12. Fahrzeug-Geschwindigkeitssteuervorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterkonstante (K) mit einem Anstieg des von der Abstandsmeßeinrichtung ausgegebenen gegenwärtigen Abstandsmeßwerts (Rn) ansteigt.
13. Fahrzeug-Geschwindigkeitssteuervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterkonstante (K) nicht kleiner als viermal die Abtastperiode ist.
14. Fahrzeug-Geschwindigkeitssteuervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Speichereinrichtung vorgesehen ist, in der eine Datentabelle der proportionalen Verstärkung (Gp), der integralen Verstärkung (Gi) und der differentiellen Verstärkung (Gd) relativ zu Abstandsmeßwerten (Rn) der Abstandsmeßeinrichtung gespeichert ist; und die Berechnungseinrichtung bei der Berechnung des Parameters (S) auf die Speichereinrichtung zugreift, um die Verstärkungen (Gi, Gd, Gn) gemäß einem gegenwärtigen Abstandsmeßwert (Rn) zu bestimmen, und die proportionale Verstärkung (Gp), die integrale Verstärkung (Gi) und die differentielle Verstärkung (Gd) entsprechend eines unmittelbar vorangehenden Abstandsmeßwerts (Rn-1) der Abstandsmeßeinrichtung für die Berechnung der Komponenten verwendet, wenn ein gegenwärtiger Wert des differentiellen Quotienten einen vorgegebenen Pegel überschreitet.
15. Fahrzeug-Geschwindigkeitssteuervorrichtung zur Aufrechterhaltung eines Fahrzeugzwischenabstands, umfassend:
  • a) eine Abstandsmeßeinrichtung (2-5, 11-13, 16, 20, 20A, 20B, 21), die auf einem Fahrzeug zur Messung eines Abstands (R) zu einem anderen Fahrzeug (1) und zum periodischen Ausgehen von Abstandsmeßwerten (Rn, Rn-1) mit einer vorgegebenen Abtastperiode angebracht ist; und
  • b) eine Fahrzeug-Geschwindigkeitssteuereinrichtung (31-35), die eine Geschwindigkeit (W) des Fahrzeugs so steuert, daß der Abstand (R) zu dem anderen Fahrzeug (1) auf einem Ziel-Fahrzeugzwischenabstand (Rs) gehalten wird; und
  • c1) eine mit der Abstandsmeßeinrichtung gekoppelte Berechnungseinrichtung;
    dadurch gekennzeichnet, daß
  • c2) die Berechnungseinrichtung zur Berechnung eines differentiellen Quotienten der Abstandsmeßwerte über der Zeit ausgelegt ist;
  • d) eine Filtereinrichtung mit der Berechnungseinrichtung gekoppelt ist und die aufeinander folgenden Werte der differentiellen Quotienten der Abstandsmeßwerte über der Zeit im Sinne eines Filters verarbeitet, wobei
  • e) die Fahrzeug-Geschwindigkeitssteuereinrichtung mit der Abstandsmeßeinrichtung und der Filtereinrichtung gekoppelt ist und die Fahrzeuggeschwindigkeit (V) des Fahrzeuges auf Grundlage der Abstandsmeßwerte entsprechend eines proportionalen-plus-integralen-plus-differentiellen Steuerverfahrens steuert, wobei die Berechnungseinrichtung einen differentiellen Steuerterm des proportionalen-plus-integralen-plus- differentiellen Steuerverfahrens ermittelt, indem sie einen Ausgang der Filtereinrichtung mit einer differentiellen Verstärkung (6d) multipliziert.
16. Fahrzeug-Geschwindigkeitssteuervorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Anwendung des Filters dem Vorgang äquivalent ist, bei dem ein gewichtetes Mittel einer Vielzahl von aufeinanderfolgenden Werten des differentiellen Quotienten ermittelt wird und eine Filterkonstante (C) umgekehrt proportional zu der Gewichtung auf den gegenwärtigen Wert des differentiellen Quotienten beim Ermitteln des gewichteten Mittels einer Vielzahl der aufeinanderfolgenden Werte des differentiellen Quotienten ist.
17. Fahrzeug-Geschwindigkeitssteuervorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterkonstante (C) mit einer Änderung des von der Abstandsmeßeinrichtung ausgegebenen gegenwärtigen Abstandsmeßwerts (Rn) variiert.
18. Fahrzeug-Geschwindigkeitssteuervorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterkonstante (C) mit einem Ansteigen des von der Abstandsmeßeinrichtung ausgegebenen gegenwärtigen Abstandsmeßwerts (Rn) ansteigt.
19. Fahrzeug-Geschwindigkeitssteuervorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterkonstante (C) nicht kleiner als viermal die Abtastperiode ist.
20. Fahrzeug-Geschwindigkeitssteuervorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß
die Berechnungseinrichtung Steuerverstärkungen des proportionalen-plus-integralen-plus-differentiellen Steuerverfahrens entsprechend des gegenwärtigen Abstandsmeßwerts der Abstandsmeßeinrichtung variiert; und
die Steuerverstärkungen entsprechend einem unmittelbar vorausgehenden Meßwert der Abstandsmeßeinrichtung bei der proportionalen-plus-integralen-plus differentiellen Steuerung verwendet, wenn ein gegenwärtiger Wert des differentiellen Quotienten einen vorgegebenen Pegel überschreitet.
DE4337872A 1992-12-22 1993-11-05 Abstandsmeßvorrichtung und Fahrzeug-Geschwindigkeitssteuervorrichtung zur Aufrechterhaltung eines Fahrzeugzwischenabstandes Expired - Fee Related DE4337872C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4342415A JP2738800B2 (ja) 1992-05-07 1992-12-22 三角測量式距離計と車間距離制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE4337872A1 DE4337872A1 (de) 1994-06-23
DE4337872C2 true DE4337872C2 (de) 1998-04-30

Family

ID=18353559

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4337872A Expired - Fee Related DE4337872C2 (de) 1992-12-22 1993-11-05 Abstandsmeßvorrichtung und Fahrzeug-Geschwindigkeitssteuervorrichtung zur Aufrechterhaltung eines Fahrzeugzwischenabstandes

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5587908A (de)
DE (1) DE4337872C2 (de)
FR (1) FR2701560B1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19845568A1 (de) * 1998-04-23 1999-10-28 Volkswagen Ag Vorrichtung zur Objekterfassung für Kraftfahrzeuge

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4413694C2 (de) * 1994-04-20 1997-05-22 Claas Ohg Ankuppelhilfsvorrichtung
DE4437678B4 (de) * 1994-10-21 2007-07-05 Conti Temic Microelectronic Gmbh Verfahren zur Abstandsregelung von Kraftfahrzeugen
JP3588868B2 (ja) * 1995-08-04 2004-11-17 日産自動車株式会社 車両用駆動力制御装置
JP3468001B2 (ja) * 1996-12-16 2003-11-17 日産自動車株式会社 車両用走行制御装置
DE19654769A1 (de) * 1996-12-30 1998-07-02 Teves Gmbh Alfred Verfahren und Vorrichtung zur Fahrzeugsteuerung bzw. -regelung
US5959572A (en) * 1997-03-31 1999-09-28 Nissan Motor Co., Ltd. Vehicle follow-up control apparatus
DE19736964B4 (de) * 1997-08-25 2011-01-20 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Bestimmung eines Regelobjektes
JP3518286B2 (ja) * 1997-10-23 2004-04-12 日産自動車株式会社 先行車追従制御装置
DE19849583B4 (de) * 1997-10-27 2009-06-18 Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama-shi System und Verfahren für das Steuern eines Abstandes zwischen Fahrzeugen
JP3478107B2 (ja) * 1998-01-14 2003-12-15 日産自動車株式会社 車両用走行制御装置
JP3395623B2 (ja) * 1998-01-19 2003-04-14 株式会社日立製作所 車両の走行制御装置
DE19802704A1 (de) 1998-01-24 1999-08-26 Bayerische Motoren Werke Ag Abstandsbezogenes elektronisch gesteuertes Fahrgeschwindigkeitsregelsystem
JP3690185B2 (ja) * 1999-05-25 2005-08-31 日産自動車株式会社 先行車追従制御装置
JP4046905B2 (ja) * 1999-08-27 2008-02-13 本田技研工業株式会社 車間距離計測装置
JP3866479B2 (ja) * 2000-04-07 2007-01-10 株式会社デンソー 車間制御装置、記録媒体
WO2002014891A2 (en) 2000-08-16 2002-02-21 Raytheon Company Automotive radar systems and techniques
JP5063851B2 (ja) * 2000-08-16 2012-10-31 ヴァレオ・レイダー・システムズ・インコーポレーテッド 近接物体検出システム
WO2002015334A1 (en) * 2000-08-16 2002-02-21 Raytheon Company Switched beam antenna architecture
AU2001284953A1 (en) * 2000-08-16 2002-02-25 Raytheon Company Safe distance algorithm for adaptive cruise control
US6707419B2 (en) * 2000-08-16 2004-03-16 Raytheon Company Radar transmitter circuitry and techniques
JP2004506909A (ja) * 2000-08-16 2004-03-04 レイセオン・カンパニー レーダ受信機用ビデオ増幅器
WO2002021156A2 (en) * 2000-09-08 2002-03-14 Raytheon Company Path prediction system and method
JP3909647B2 (ja) * 2000-12-13 2007-04-25 本田技研工業株式会社 オートクルーズ装置
US6708100B2 (en) * 2001-03-14 2004-03-16 Raytheon Company Safe distance algorithm for adaptive cruise control
US7183995B2 (en) 2001-08-16 2007-02-27 Raytheon Company Antenna configurations for reduced radar complexity
US6970142B1 (en) 2001-08-16 2005-11-29 Raytheon Company Antenna configurations for reduced radar complexity
US6995730B2 (en) 2001-08-16 2006-02-07 Raytheon Company Antenna configurations for reduced radar complexity
US6611227B1 (en) 2002-08-08 2003-08-26 Raytheon Company Automotive side object detection sensor blockage detection system and related techniques
DE10303585A1 (de) 2003-01-30 2004-08-12 Robert Bosch Gmbh Fahrzeugführungssystem
DE102004039740A1 (de) * 2004-08-17 2006-02-23 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zu Abstandsbestimmung und Objektbestimmung
US20080059069A1 (en) * 2006-08-30 2008-03-06 Trutna William R System and method for detecting an object in the path of a vehicle
US7658694B2 (en) * 2007-04-30 2010-02-09 Nike, Inc. Adaptive training system
EP3206046B1 (de) * 2007-12-21 2021-08-25 Leddartech Inc. Erkennungs- und bereichsverfahren und systeme
USRE46930E1 (en) * 2007-12-21 2018-07-03 Leddartech Inc. Distance detection method and system
JP5653901B2 (ja) 2008-03-31 2015-01-14 ヴァレオ・レイダー・システムズ・インコーポレーテッド 自動車レーダ・センサ閉塞検出装置
US20120203428A1 (en) * 2011-02-08 2012-08-09 Honda Motor Co., Ltd Road profile scanning method and vehicle using side facing sensors
US10576991B2 (en) 2018-02-09 2020-03-03 GM Global Technology Operations LLC Systems and methods for low level feed forward vehicle control strategy
CA3210182A1 (en) 2020-07-21 2021-10-06 Leddartech Inc. Beam-steering devices and methods for lidar applications
WO2022016277A1 (en) 2020-07-21 2022-01-27 Leddartech Inc. Systems and methods for wide-angle lidar using non-uniform magnification optics
EP4185924A1 (de) 2020-07-21 2023-05-31 Leddartech Inc. Strahllenkungsvorrichtung, insbesondere für lidar-systeme

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4854631A (de) * 1971-11-11 1973-08-01
DE3525927A1 (de) * 1984-07-20 1986-01-30 Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama, Kanagawa Vorrichtung und verfahren zum steuern der fahrzeuggeschwindigkeit eines kraftfahrzeugs
JPS6233522B2 (de) * 1979-08-16 1987-07-21 Minolta Camera Kk
JPS6344169B2 (de) * 1982-08-17 1988-09-02 Hamamatsu Photonics Kk
JPS6346363B2 (de) * 1986-12-24 1988-09-14 Ricoh Kk
DE3304620C2 (de) * 1982-02-10 1988-11-10 Mitsubishi Denki K.K., Tokio/Tokyo, Jp
DE4130010A1 (de) * 1990-09-10 1992-03-19 Mitsubishi Electric Corp Fahrzeugbeobachtungs-vorrichtung mit abstandsmess-funktion
DE4328747A1 (de) * 1992-08-26 1994-03-17 Nippon Denso Co Konstantgeschwindigkeits-Fahrtsteuerungsgerät

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5843009A (ja) * 1981-09-07 1983-03-12 Toyota Motor Corp 自動車速制御装置
JPS60121130A (ja) * 1983-12-06 1985-06-28 Nissan Motor Co Ltd 車両走行制御装置
DE3344415A1 (de) * 1983-12-08 1985-06-20 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Fahrgeschwindigkeitsregler fuer kraftfahrzeuge
JPS616033A (ja) * 1984-06-15 1986-01-11 Nippon Soken Inc 車両用速度制御装置
JPS61146644A (ja) * 1984-12-19 1986-07-04 Nissan Motor Co Ltd 車両走行制御装置
JPS61182516A (ja) * 1985-02-09 1986-08-15 Canon Inc 距離測定方法
US4829434A (en) * 1987-04-29 1989-05-09 General Motors Corporation Adaptive vehicle
US4926364A (en) * 1988-07-25 1990-05-15 Westinghouse Electric Corp. Method and apparatus for determining weighted average of process variable
US5036936A (en) * 1988-09-20 1991-08-06 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Cruise control device for motor vehicles
US5162998A (en) * 1988-12-12 1992-11-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Constant-speed regulating device for a vehicle
US5026153A (en) * 1989-03-01 1991-06-25 Mitsubishi Denki K.K. Vehicle tracking control for continuously detecting the distance and direction to a preceding vehicle irrespective of background dark/light distribution
KR930004880B1 (ko) * 1989-03-07 1993-06-09 미쓰비시 덴끼 가부시기가이샤 추미식 차간거리 측정장치
KR940001633B1 (ko) * 1990-01-17 1994-02-28 미쯔비시 덴끼 가부시끼가이샤 주행 제어장치
JP2722746B2 (ja) * 1990-01-29 1998-03-09 日産自動車株式会社 自動ブレーキ装置
JPH07119606B2 (ja) * 1990-03-20 1995-12-20 三菱電機株式会社 追尾式車間距離検出装置
US5161632A (en) * 1990-06-01 1992-11-10 Mitsubishi Denki K.K. Tracking control device for a vehicle
JPH0440313A (ja) * 1990-06-06 1992-02-10 Mitsubishi Electric Corp 先行車自動追尾車間距離検出装置
US5165497A (en) * 1991-02-26 1992-11-24 Chi C Y Automatic safety driving distance control device for a vehicle
US5333109A (en) * 1991-08-09 1994-07-26 Ford Motor Company Vehicle speed control system with adaptive learning

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4854631A (de) * 1971-11-11 1973-08-01
JPS6233522B2 (de) * 1979-08-16 1987-07-21 Minolta Camera Kk
DE3304620C2 (de) * 1982-02-10 1988-11-10 Mitsubishi Denki K.K., Tokio/Tokyo, Jp
JPS6344169B2 (de) * 1982-08-17 1988-09-02 Hamamatsu Photonics Kk
DE3525927A1 (de) * 1984-07-20 1986-01-30 Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama, Kanagawa Vorrichtung und verfahren zum steuern der fahrzeuggeschwindigkeit eines kraftfahrzeugs
JPS6346363B2 (de) * 1986-12-24 1988-09-14 Ricoh Kk
DE4130010A1 (de) * 1990-09-10 1992-03-19 Mitsubishi Electric Corp Fahrzeugbeobachtungs-vorrichtung mit abstandsmess-funktion
DE4328747A1 (de) * 1992-08-26 1994-03-17 Nippon Denso Co Konstantgeschwindigkeits-Fahrtsteuerungsgerät

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19845568A1 (de) * 1998-04-23 1999-10-28 Volkswagen Ag Vorrichtung zur Objekterfassung für Kraftfahrzeuge

Also Published As

Publication number Publication date
FR2701560B1 (fr) 1996-05-24
US5587908A (en) 1996-12-24
FR2701560A1 (fr) 1994-08-19
DE4337872A1 (de) 1994-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4337872C2 (de) Abstandsmeßvorrichtung und Fahrzeug-Geschwindigkeitssteuervorrichtung zur Aufrechterhaltung eines Fahrzeugzwischenabstandes
EP2068173B1 (de) Verfahren zur Messung von Querbewegungen in einem Fahrerassistenzsystem
DE4341689B4 (de) Vorrichtung zum Erfassen eines vorausfahrenden Fahrzeugs
EP1277064B1 (de) Verfahren zur regelung der geschwindigkeit eines fahrzeugs
DE4407082B4 (de) Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuerungssystem
EP1276626B2 (de) Abstandsbezogenes verfahren zur regelung der geschwindigkeit eines fahrzeugs
EP1267178B1 (de) Verfahren zur Verarbeitung eines tiefenaufgelösten Bildes
EP1797450B1 (de) Radarsensor und verfahren zur abstands- und geschwindigkeitsregelung
DE19637053C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur automatischen Erkennung von Rechts- oder Linksverkehr
EP0915350A2 (de) Vorrichtung zur Ermittlung fahrspurverlaufsindikativer Daten
EP1298454A2 (de) Verfahren zur Erkennung und Verfolgung von Objekten
EP1303768B1 (de) Verfahren zur sichtweitenbestimmung
DE19818328B4 (de) Selbständig fahrendes Fahrzeug
DE10218924A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Kursprädiktion bei Kraftfahrzeugen
DE102005017422A1 (de) Fahrerassistenzsystem mit Einrichtung zur Erkennung von stehenden Objekten
DE19724496A1 (de) Hinderniserfassungsvorrichtung und diese verwendende Insassensicherheitsvorrichtung
DE19750338A1 (de) Fahrtregelungssystem für Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge
DE60318153T2 (de) System zur Kollisionserkennung und Verfahren zur Schätzung des fehlenden Abstandes mittels Kurvenannäherung
DE102018104090A1 (de) Adaptive beschreibung von prozessrauschen für verbesserte kalman-filter-zielverfolgung
DE102004060402A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung einer Fahrzeuggeschwindigkeit
WO2019162794A1 (de) Verfahren und system zur erkennung von für ein fahrzeug geeigneten parklücken
DE3304620C2 (de)
DE102005003194A1 (de) Fahrerassistenzsystem mit Einrichtung zur Erkennung von stehenden Objekten
DE19828160A1 (de) Verfahren zum automatischen Erkennen der Hauptrichtungsfahrbahn bei einer mehrspurigen Strecke
DE102007058241A1 (de) Auswerteverfahren, insbesondere für ein Fahrerassistenzsystem eines Kraftfahrzeugs, zur Objektdetektion mittels eines Radarsensors

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8363 Opposition against the patent
8368 Opposition refused due to inadmissibility
8320 Willingness to grant licences declared (paragraph 23)
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20110601

Effective date: 20110531