DE60306447T2

DE60306447T2 - Kraftfahrzeug-Radarsystem

Info

Publication number: DE60306447T2
Application number: DE60306447T
Authority: DE
Inventors: Hitachi Car Engineering Co. Jie Bai; c/o Hitachi Hiroshi Chiyoda-ku Kuroda
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Car Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
Priority date: 2002-04-24
Filing date: 2003-04-24
Publication date: 2007-02-08
Anticipated expiration: 2023-04-25
Also published as: US20030201878A1; JP2003315452A; US6825756B2; JP4043276B2; EP1357396A1; DE60306447D1; EP1357396B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug-Radarsystem, insbesondere auf ein Kraftfahrzeug-Radarsystem, das für die Verwendung in Systemen für die Adaptive-Cruise-Control (ACC), Kollisionswarnsystem in Vorwärtsrichtung (FCWS, Forward Collision Warning System) und Bremsen eines Kraftfahrzeugs zur Verringerung der Kollisionsgeschwindigkeit.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Wie zum Beispiel in der japanischen Veröffentlichung der ungeprüften Patentanmeldung Nr. 11-39586 veröffentlicht ist, sind Systeme für Adaptive-Cruise-Control (ACC) und Kollisionswarnsysteme in Vorwärtsrichtung (FCW, Forward Collision Warning) dazu bestimmt, nicht nur Nachfahren auszuführen, während sie die Fahrzeuggeschwindigkeit automatisch einstellen, sodass der Abstand des Fahrzeugs zwischen einem voreingestellten Ziel und einem mit Radar ausgerüsteten Fahrzeug eingestellt wird, sondern auch eine Warnung auszugeben.
Ein automatisches Fahrspurwechselsystem ist auch dazu bestimmt, eine Kollision mit einem Hindernis zu vermeiden, um ein harmonisches Gleichgewicht zwischen automatischer Steuerung und Lenkaktivitäten des Fahrers aufrechtzuerhalten, wie zum Beispiel in der japanischen Veröffentlichung der ungeprüften Patentanmeldung Nr. 2000-142281 veröffentlicht ist.
Wie in der japanischen Veröffentlichung der ungeprüften Anmeldung, 2001-80491 veröffentlicht ist, ist ein solches automatisches Fahrspurwechselsystem außerdem als Lenkkraft-Regelsystem realisiert, das eine Verstärkung bei der Steuerung des Giermoments erhöht, die das Giermoment in Abhängigkeit einer Lenkwinkelgeschwindigkeit und einer Lenkwinkelbeschleunigung im Falle eines dringenden Fahrspurwechsels erhöht.
In dem automatischen Fahrspurwechselsystem wird ein Radar als Abstandssensor, um eine Kollision zu vermeiden, und das oben beschriebene ACC-System eingesetzt. Als Radar wird im allgemeinen ein Laserradar oder ein Millimeterwellen-Radar eingesetzt.
Ein Radar wird als Abstandssensor in dem automatischen Fahrspurwechselsystem eingesetzt um eine Kollision und das oben beschriebene ACC-System zu vermeiden. Als Radar wird im Allgemeinen ein Laserradar oder ein Millimeterwellen-Radar eingesetzt.
Ein Radar sendet einen Funkstrahl oder Laserlicht, das von einem Objekt reflektiert wird, wie etwa einem Fahrzeug oder einem Hindernis, und misst die Zeit, die vergeht, bis der Strahl zu dem Radar zurückkommt. Auf Basis der gemessenen Zeit bestimmt das Radar den Abstand bis zu dem Objekt, das den Strahl reflektiert hat.
Von den zwei Radar-Typen sendet das Laserradar, das Laserlicht verwendet, einen dünnen Laserstrahl. Um das Laserlicht mit stabiler Intensität zu empfangen, ist es deshalb wünschenswert, dass das Ziel eine reflektierende Oberfläche aufweist, die als Lichtreflektor dient.
Dagegen kann der andere Typ von Radar, das Millimeterwellen-Radar, das Millimeterwellen verwendet, das Ziel im Vergleich zu dem Laserradar mit höherer Stabilität erfassen, sogar bei Regen oder Nebel, und wird deshalb als ein Allwettersensor betrachtet.
Bezüglich des Millimeterwellen-Radars sind mehrere Verfahren zur Messung des Abstands bis zu dem Objekt und der Relativgeschwindigkeit relativ zu dem Objekt bekannt.
Zum Beispiel beschreibt „Development Trend of Automotive Millimeter Wave Radars" The Institute of Electronics, Information und Communication Engineers, Oktober 1996, pp. 977-981, verschiedene Messverfahren einschließlich eines Zweifrequenz-CW(Continuous Wave)-Verfahrens, das zwei Frequenzen zwischeneinander umschaltet und eines FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave)-Verfahrens, das Dreiecksmodulation mit der Sendefrequenz durchführt.
Bei diesem Zweifrequenz-CW-Verfahren und dem FMCW-Verfahren wird ein empfangenes Signal einem FFT(Fast Fourier Transform, Schnelle Fourier-Transformation)-Prozess unterworfen, und der Abstand bis zu dem Objekt und die Relativgeschwindigkeit relativ zu dem Objekt werden aus Informationen bezüglich der Frequenz, der Phase und der Amplitude einer Spitze in einem Frequenzspektrum gemessen, das man durch den FFT-Prozess erhält.
Weitere Systeme nach dem Stand der Technik sind in US 6.157.892, US 6.021375, WO02/08010 und JP2001141812 veröffentlicht.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Das oben beschriebene Millimeterwellen-Radar nach dem Stand der Technik hat gegenüber dem Laserradar verschiedene überlegene Vor teile, wie etwa, dass es allwettertauglich ist, aber es ist mit Problemen behaftet, die unten angegeben werden.
Der Funkstrahl, der von einem Millimeterwellen-Bordradar ausgesendet wird, ist kein schmaler Strahl wie ein Laserstrahl, und pflanzt sich mit einer gewissen Ausbreitung fort. Wenn der Funkstrahl auf ein Ziel abgestrahlt wird, das eine Größe hat, die mit der eines PKW vergleichbar ist, wird deshalb, sogar wenn sich der PKW während des Fahrens wegen Änderungen des Funkabstrahlwinkels aus der Mittenposition der gesendeten Strahlung entfernt, der Funkstrahl als auf den PKW ausgesendet betrachtet. Deshalb steigt die Abweichung bei der Erfassung des Crossranges, das heißt, dem Abstand von einer Verlängerung der Mittelachse des mit Radar ausgerüsteten Fahrzeugs zu dem Ziel-PKW.
Um eine Abweichung bei der Erfassung des Crossranges zu unterdrücken und die Erfassungsgenuigkeit zu verbessern, wird eine Verstärkung eines Zielverfolgungsfilters, der in einem Abschnitt zur Schätzung des Radarausgangssignals verwendet wird, gewöhnlich auf einen relativ kleinen Wert eingestellt.
Wenn jedoch die Fahrspur gewechselt wird, um eine Kollision mit einem Hindernis zu vermeiden, werden der Gierwinkel und der Crossrange des mit Radar ausgerüsteten Fahrzeugs in großem Maße verändert. Dies verursacht bei der geringen Verstärkung des Zielverfolgungsfilters, die gewöhnlich eingestellt ist, eine große Phasenverzögerung im Ausgangssignal des Radars.
Von dem Millimeterwellen-Bordradar, wie es oben beschrieben wurde, wird eine Millimeterwelle mit einer gewissen Ausbreitung ausgesendet. Wenn sich dementsprechend das mit Radar ausgerüstete Fahrzeug dem Zielfahrzeug unter Bedingungen nähert, unter denen der Crossrange einen Offset aufweist, dann tritt das Phänomen auf, dass die Leistungsintensität der Funkwellen, die von der seitlichen Oberfläche des Zielfahrzeugs reflektiert werden, weiter ansteigt und die Mittenposition der reflektierten Funkwellen sich von der Mittenposition der Fahrzeugbreite in Richtung der seitlichen Oberfläche des Fahrzeugs bewegt.
Wenn ein Fahrer die Fahrspur wechselt, um eine Kollision mit einem Hindernis zu vermeiden, verursacht das Ansprechen auf den Crossrange des erfassten Hindernisses aus diesem Grund eine Phasenverzögerung im Vergleich mit dem Fahrspurwechselverhalten des mit Radar ausgerüsteten Fahrzeugs, was folglich zu einem Phänomen der Verzögerung der Erfassung führt.
Dementsprechend ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung; ein Radarsystem zu schaffen, das die Erfassungsgeschwindigkeit eines Crossranges im Zustand des Fahrspurwechsels zu erhöht, indem Reaktionen von Sensoren, mit denen das Fahrzeug ausgerüstet ist, wie etwa ein Lenkwinkelsensor und ein Gyro-Sensor, eingesetzt werden, ohne zusätzliche Hardware bereitzustellen.
Um das obige Ziel zu erreichen, ist die vorliegende Erfindung aufgebaut, wie in den angehängten Ansprüchen dargestellt ist:

(1) In einem Kraftfahrzeug-Radarsystem zur Erfassung wenigstens einer der Größen Abstand, Crossrange, Azimut und Relativgeschwindigkeit relativ zu einem Ziel umfasst das System eine Erfassungseinheit für den Zustand des Fahrspurwechselsverhaltens, um zu erfassen, ob ein mit Radar ausgerüstetes Fahrzeug sich im Zustand eines Fahrspurwechsels befindet; und eine Einheit zur Veränderung der Ansprechgeschwindigkeit, die die Ansprechgeschwindigkeit der Zielerfassung des Radarsystems auf einen Wert ändert, der größer ist als der im Nachfahrzustand ist, der nicht der Zustand des Fahrspurwechselsverhaltens ist, wenn die Erfassungseinheit für den Zustand eines Fahrspurwechselsverhaltens erfasst, dass sich das mit Radar ausgerüstete Fahrzeug im Zustand eines Fahrspurwechselsverhaltens befindet.
(2) In dem Kraftfahrzeug-Radarsystem, das oben in (1) dargestellt ist, umfasst die Einheit zum Ändern der Ansprechgeschwindigkeit der Erfassung vorzugsweise eine Filtereinheit, die ein Filterverfahren mit einem Glättungseffekt auf wenigstens eine der Größen Abstand, Crossrange, Azimut und relative Geschwindigkeit relativ zu dem Ziel ausführt, und eine Einheit zum Ändern der Filterverstärkung, die eine Verstärkung der Filtereinheit erhöht, wobei die Ansprechgeschwindigkeit der Zielerfassung auf einen Wert gesetzt wird, der höher ist als der Wert, der im Nachfahrzustand eingestellt ist, der nicht der Zustand des Fahrspurwechselsverhaltens ist, indem die Verstärkung der Filtereinheit erhöht wird.
(3) Die Erfassungseinheit für den Zustand des Fahrspurwechselsverhaltens in (1) oben enthält vorzugsweise wenigstens einen Giergeschwindigkeits- oder Querbeschleunigungssensor, einen Lenkwinkelsensor, einen Lenkmomentsensor, einen Giergeschwindigkeitssensor, einen Reifendrucksensor und/oder einen Querbeschleunigungssensor, und erfasst den Zustand des Fahrspurwechselsverhaltens des mit Radar ausgerüsteten Fahrzeugs entsprechend des Ausgangssignals von dem wenigstens einen Sensor.
(4) Die Erfassungseinheit für den Zustand des Fahrspurwechselsverhaltens in (1) oben enthält vorzugsweise eine Erfassungseinheit für die Fahrspur des mit Radar ausgerüsteten Fahrzeugs, die eine Zustandsvariable berechnet, die als zweifach zeitlich abgeleitete Zustandsvariable angegeben wird, die einen Betrag der Änderung der Lenkwinkelgeschwindigkeit oder einen Betrag der Änderung der Giergeschwindigkeit darstellt, und die dann feststellt, dass das mit Radar ausgerüstete Fahrzeug sich im Zustand des Fahrspurwechsels befindet, wenn die berechnete Zustandsvariable ein vordefiniertes Niveau überschreitet.
(5) Das Kraftfahrzeug-Radarsystem in (1) oben umfasst vorzugsweise weiter eine Einheit zur Modifizierung des mit Radar erfassten Wertes, die wenigstens einen der Werte Abstand, Crossrange, Azimut und Relativgeschwindigkeit in Bezug auf das Ziel modifiziert, indem sie ein Längs- oder Quermoment und/oder eine Geschwindigkeit des mit Radar ausgerüsteten Fahrzeugs verwendet, wenn die Erfassungseinheit für den Zustand des Fahrspurwechselsverhaltens erfasst, dass das mit Radar ausgerüstete Fahrzeug sich im Zustand des Fahrspurwechsels befindet.
(6) Das Kraftfahrzeug-Radarsystem in (1) oben umfasst vorzugsweise weiter eine Erfassungseinheit für Querbewegung, die den Impuls in Längsrichtung, den Impuls in Querrichtung und/oder eine Geschwindigkeit des mit Radar ausgerüsteten Fahrzeugs erfasst, indem sie ein Ausgangssignal eines Fahrzeuggeschwindigkeitssensors, eines Beschleunigungssensors und/oder eines Lenkwinkelsensors verwendet.
(7) Von dem Kraftfahrzeug-Radarsystem (1) oben wird vorzugsweise eine Warnung vor Kollision in Vorwärtsrichtung ausgegeben, wenn erfasst wird, dass der Crossrange von der Mitte des mit Radar ausgerüsteten Fahrzeugs zu dem Ziel kleiner als ein vorgegebener Wert ist, und die Warnung vor Kollisionen Vorwärtsrichtung wird automatisch gestoppt, wenn erfasst wird, dass der Crossrange von der Mitte des mit Radar ausgerüsteten Fahrzeugs zu dem Ziel nicht kleiner als der vorgegebene Wert ist.
(8) In dem Kraftfahrzeug-Radarsystem oben (1) wird vorzugsweise eine Verzögerungssteuerung bezüglich des Bremsens ausgeführt, wenn erfasst wird, dass der Crossrange von einer Mitte des mit Radar ausgerüsteten Fahrzeugs zu dem Ziel kleiner als ein vorgegebener Wert ist, und die Verzögerungssteuerung bezüglich des Bremsens wird automatisch gestoppt, wenn erfasst wird, dass der Crossrange von der Mitte des mit Radar ausgerüsteten Fahrzeugs zu dem Ziel nicht kleiner als der vorgegebene Wert ist.
(9) Ebenso umfasst in einem Kraftfahrzeug-Radarsystem zur Erfassung von wenigstens einem der Werte Abstand, Crossrange, Azimut und relative Geschwindigkeit in Bezug auf ein Ziel das System eine Erfassungseinheit für den Zustand des Fahrspurwechsels, die erfasst, ob ein mit Radar ausgerüstetes Fahrzeug im Zustand des Fahrspurwechselsverhaltens ist; und eine Modifizierungseinheit für einen mit Radar erfassten Wert, die wenigstens eine der Größen Abstand, Crossrange, Azimut oder relative Geschwindigkeit in Bezug auf das Ziel modifiziert, indem sie einen Längs- und/oder Querimpuls oder eine Geschwindigkeit des mit Radar ausgerüsteten Fahrzeugs verwendet, wenn die Erfassungseinheit für den Zustand des Fahrspurwechselsverhaltens erfasst, dass das mit Radar ausgerüstete Fahrzeugs im Zustand des Fahrspurwechsels ist.
(10) Weiter umfasst in einem Kraftfahrzeug-Radarsystem zur Erfassung von wenigstens einer der Größen Abstand, Crossrange, Azimut und relative Geschwindigkeit in Bezug auf ein Ziel das System eine Erfassungseinheit für den Zustand des Fahrspurwechselsverhaltens, die erfasst, ob ein mit Radar ausgerüstetes Fahrzeug im Zustand des Fahrspurwechselsverhaltens ist; und eine Warn- und Warnstoppeinheit, die eine Warnung vor einer Kollision in Vorwärtsrichtung ausgibt, wenn erfasst wird, dass der Crossrange von einer Mitte des mit Radar ausgerüsteten Fahrzeugs zu dem Ziel weniger als ein vorgegebener Wert ist, und die Warnung vor einer Kollision in Vorwärtsrichtung automatisch stoppt, wenn erfasst wird, dass der Crossrange von der Mitte des mit Radar ausgerüsteten Fahrzeugs zu dem Ziel nicht kleiner als ein vorgegebener Wert ist.
(11) Außerdem umfasst in einem Kraftfahrzeug-Radarsystem zur Erfassung von wenigstens einer der Größen Abstand, Crossrange, Azimut und relative Geschwindigkeit in Bezug auf ein Ziel das System eine Erfassungseinheit für den Zustand des Fahrspurwechselsverhaltens, die erfasst, ob ein mit Radar ausgerüstetes Fahrzeug in einem Zustand des Fahrspurwechselsverhaltens ist; und eine Beendigungseinheit für die Bremsverzögerung, die eine Verzögerungssteuerung bezüglich des Bremsens ausführt, wenn erfasst wird, dass der Crossrange von einer Mitte des mit Radar ausgerüsteten Fahrzeugs zu dem Ziel kleiner als ein vorgegebener Wert ist, und die Verzögerungssteuerung bezüglich des Bremsens automatisch stoppt, wenn erfasst wird, dass der Crossrange von der Mitte des mit Radar ausgerüsteten Fahrzeugs zu dem Ziel nicht kleiner als ein vorgegebener Wert ist.

Wenn das mit Radar ausgerüstete Fahrzeug seine Fahrspur wechselt, wird das Ansprechen bei der Erfassung des Crossrange in Bezug auf ein vorausfahrendes Fahrzeug maximiert, wobei dem Ansprechen der Erfassung mehr Priorität zugeordnet wird als einer Abweichung bei der Erfassung der Crossrange.
Außerdem wird der Zustand des Fahrspurwechsels des mit Radar ausgerüsteten Fahrzeugs mit dem Lenkwinkelsensor, dem Winkelgeschwindigkeitssensor, dem Signal eines Blinkers usw. bestimmt, je nachdem, welche vorhanden sind.
Als Ergebnis kann ein Radarsystem realisiert werden, das eine höhere Erfassungsgeschwindigkeit des Crossranges im Zustand des Fahrspurwechsels hat, indem Messergebnisse von Sensoren eingesetzt werden, mit denen das Fahrzeug ausgerüstet ist, wie etwa ein Lenkwinkelsensor und ein Gyro-Sensor, ohne dass zusätzliche Hardware bereitgestellt wird.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
1 ist eine erklärende Ansicht zur Erklärung von Anwendungsbeispielen eines Millimeterwellen-Radars, einer Warnung vor Kollision in Vorwärtsrichtung und automatischem Fahrspurwechsel mit dem Radar;
die 2A und 2B zeigen eine allgemeine Struktur des Millimeterwellen-Radars beziehungsweise ein Signalverarbeitungsblockdiagramm, das in einem System zur Warnung vor Kollision in Vorwärtsrichtung und automatischem Fahrspurwechsel mit dem Radar verwendet wird;
die 3A und 3B sind Diagramme zur Erklärung eines Filters zum Glätten eines Ausgangssignals des Radars;
4 ist eine erklärende Ansicht, die die Situation der Erfassung mit Radar im Zustand des Fahrspurwechsels zeigt;
5 ist ein Blockdiagramm eines Filters, der eine wählbare Filterverstärkung nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung hat;
6 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb eines Radarsystems nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt;
7 ist ein Diagramm, das Ergebnisse der Verbesserung des Ansprechens nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt;
8 ist ein Diagramm, das Ergebnisse von weiterer Verbesserung des Ansprechens nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt;
9 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf für weitere Verbesserung des Ansprechens nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt; und
10 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer zweiten Ableitung einer Zustandsvariable (Betrag der Änderung der Giergeschwindigkeit) zeigt, die für die Feststellung des Fahrspurwechselvorgangs verwendet wird.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
Bevorzugte Ausführung der vorliegenden Erfindung werden detailliert mit Bezug auf die Zeichnungen im Anhang beschrieben.
Eine Zusammenfassung der Funktionen von Warnung vor Kollision in Vorwärtsrichtung und automatischem Fahrspurwechsel mit einem Bordradarsystem nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die 1 bis 5 als erstes beschrieben.
1 ist eine erklärende Ansicht, die als Anwendungsbeispiel eines Millimeterwellen-Radars die Funktionen Warnung vor Kollision in Vorwärtsrichtung und automatischer Fahrspurwechsel mit dem Radar erklärt.
Mit Bezug auf 1 sendet ein Millimeterwellen-Radar 3, das an der Front eines mit Radar ausgerüsteten Fahrzeugs 1 angeordnet ist, ein Millimeterwellensignal in Richtung eines Zielfahrzeugs 2, und erfasst eine relative Geschwindigkeit, einen Azimut und eine Distanz (Abstand) 4 in Bezug auf das Zielfahrzeug 2. Dann stellt das Millimeterwellen-Radar fest, ob ein Hindernis und die Möglichkeit eines Kollisionsrisikos auf einer Fahrspur vorhanden ist, auf der das mit Radar ausgerüstete Fahrzeug fährt, indem es die Erfassungslogik für Warnung/Steuerung 5 verwendet. Wenn die Möglichkeit eines Kollisionsrisikos festgestellt wird, ermittelt das Millimeterwellen-Radar 3 das Vorhandensein eines Hindernisses auf den Fahrspuren links und rechts neben der Fahrspur, auf der das mit Radar ausgerüstete Fahrzeug fährt.
Außerdem wird eine Beschleunigungs-/Verzögerungssteuerung mit einem Betätigungssystem 6 ausgeführt, das eine Bremse, einen Antriebsstrang, ein Lenksystem usw. umfasst, wobei der Abstand 4 in Bezug auf das Zielfahrzeug 2 automatisch gesteuert wird. Wenn ein Kollisionsrisiko besteht, werden die Ausgabe einer Warnung und eine Fahrspurwechselsteuerung, um eine Kollision zu vermeiden, durch Lenken durchgeführt.
In einer Ausführung der vorliegenden Erfindung misst das Millimeterwellen-Radar 3 den Abstand, die Relativgeschwindigkeit und den Azimut in Bezug auf das Zielfahrzeug 2. Die Erfassungslogik für Warnung/Steuerung 5 erfasst die Fahrspur, auf dem das Zielfahr zeug fährt, indem sie Informationen über die Giergeschwindigkeit und vom Radar erfasste Daten einsetzt, das heißt, den gemessenen Abstand, die Relativgschwindigkeit und den Azimut in Bezug auf das Zielfahrzeug.
Wenn sich das Zielfahrzeug 2 auf der Fahrspur befindet, auf der das mit Radar ausgerüstete Fahrzeug fährt, ermittelt die Logik 5 ein Maß für die Beschleunigung/Verzögerung des mit Radar ausgerüsteten Fahrzeugs 1, indem der gemessene Abstand, die Relativgeschwindigkeit und der Azimut oder ein voreingestellter Schwellwerts für den Abstand in Bezug auf das Zielfahrzeug eingesetzt werden.
Wenn das Zielfahrzeug 2 als ein Hindernis für das Fahren des mit Radar ausgerüsteten Fahrzeugs vorhanden ist, erfasst die Logik 5 auch, ob es ein Hindernis auf einer benachbarten Fahrspur gibt, auf die das mit Radar ausgerüstete Fahrzeug wechseln soll, um eine Kollision zu vermeiden.
Auf Basis der Ergebnisse der oben beschriebenen Erfassungen wird die Beschleunigungs-/Verzögerungssteuerung des Betätigungssystems 6 ausgeführt, das die Bremse, den Antriebsstrang, das Lenksystem usw. umfasst, um den Abstand 4 bezüglich des Zielfahrzeugs 2 automatisch einzustellen. Wenn eine Kollision mit dem Zielfahrzeug 2 sogar mit der Beschleunigungs-/Verzögerungssteuerung unvermeidbar ist, gibt eine Warneinrichtung 7 eine Warnung für den Fahrer aus, oder das mit Radar ausgerüstete Fahrzeug wird mit der Lenkungssteuerung des Lenksystems auf eine sichere benachbarte Fahrspur bewegt, wodurch die Kollision vermieden wird.
Das Millimeterwellen-Radar 3, das zur Realisierung der oben beschriebenen Funktionen Warnung vor Kollision in Vorwärtsrichtung und automatischer Fahrspurwechsel mit dem Radar verwendet wird, wird nun mit Bezug auf 2 beschrieben.
Obwohl es verschiedene Verfahren zur Erfassung des Azimut mit dem Millimeterwellen-Radar gibt, wird als Beispiel ein Einzelpulsverfahrens mit zwei Antennen beschrieben.
2A zeigt eine Antennenstruktur eines Zweifrequenz-CW-Radars 3, das eine Sendeantenne 11 und zwei (links und rechts) Empfangsantennen 12 und 13 umfasst, die jeweils auf der linken und der rechten Seite der Sendeantenne 11 angeordnet sind. 2B zeigt außerdem die Konfiguration eines Blockdiagramms für die Verarbeitung von Radarsignalen.
Wie in 2B als Beispiel gezeigt ist, umfasst das Millimeterwellen-Radar 3 einen Sender 18, der mit der Sendeantenne 11 verbunden ist, und eine Sende-Radarwelle ausstrahlt, einen Modulator 17 zum Modulieren eines Signals, mit dem der Sender 18 versorgt wird, einen Mischer 14, der mit den Empfangsantennen 12 und 13 verbunden ist, der Radarwellen empfängt, die von dem Zielfahrzeug usw. reflektiert wurden, eine Einheit mit Analogschaltung 15, einen A/D-Datenwandler 16 und eine Signalverarbeitungseinheit 100.
Die Signalverarbeitungseinheit 100 umfasst einen Abschnitt zur FFT-Signalanalyse 20 zur Verarbeitung des empfangenen Signals mit der FFT pro Zeitrahmen und zur Berechnung des Abstands, der relativen Geschwindigkeit, des Azimut usw. bezüglich des Zielfahrzeugs auf Basis des Radarprinzips, und einen Abschnitt für die Verfolgungsverarbeitung 21, der die erfassten Daten von dem Abschnitt zur FFT-Signalanalyse 20 empfängt und nach dem Entfernen von Rauschen und Abweichungen der Messung einen Schätzwert bestimmt.
Radarinformationen, wie die Geschwindigkeit des mit Radar ausgerüsteten Fahrzeugs, die Giergeschwindigkeit und der Zustand der Bremse von einem Detektor für den Fahrzeugbewegungszustand 25 wird in den Abschnitt zur FFT-Signalanalyse 20 und den Abschnitt für die Verfolgungsverarbeitung 21 eingegeben.
Hier gibt der Abschnitt für die Verfolgungsverarbeitung 21 als erfasste Daten nicht direkt die sogenannten Rohdaten aus, die aus der Radarmessung erhalten wurden, sondern setzt einen Filter zum Ausführen einer Korrektur von Abweichungen und dem Ansprechen der Messung, zum Entfernen von Rauschen, für einen mathematischen Glättungsprozess zum Filtern der erfassten Daten auf gewisse Weise auf Zeitbasis und zum Verfolgen mehrerer Zielfahrzeugen usw. ein; und gibt dann einen Schätzwert aus, der eine geglättete Bewegung von jedem Zielfahrzeug wiedergibt.
Nun wird ein Abschnitt des Zielverfolgungsfilters beschrieben, der den mathematischen Glättungsprozess nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung durchführt, was direkt die Abweichungen und das Ansprechen der Messung beeinflusst.
Wie in 3A gezeigt ist empfängt der Zielverfolgungsfilter 21 des Millimeterwellen-Radars 3 nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung die erfassten Daten (jede der Größen Distanz (Abstand), Relativgeschwindigkeit, Azimut (oder Crossrange = Abstand unter dem Azimut) als beobachtete Werte 41, sagt einen Vorhersagewert 42 als wahren Wert aus einem Schätzwert 40 aus einem vorangehenden Zeitrahmen vorher, und bestimmt einen Schätzwert 40 in einem aktuellen Zeitrahmen aus dem Vorhersagewert 42 und dem tatsächlich beobachteten Wert 41.
Auf diese Weise können fortlaufende Schätzwerte des Filters 40 mit dem Zielverfolgungsfilter 21 bestimmt werden. Ein solcher Prozess kann durch die folgenden numerischen Formeln (1) und (2) ausgeführt werden:

(a) Aktualisierungsformel für den Zielverfolgungsfilter r[n] = r[n – 1] + K{rM[n] – rP[n]} (1)
(b) Vorhersagegleichung rP[n] = r[n – 1] + (∂rP/∂t)Δt (2)

In den Formeln (1) und (2) oben ist r der Schätzwert des Zielverfolgungsfilters 40 für jeden der Werte Distanz (Abstand), Relativgeschwindigkeit und Azimut (oder Crossrange), rM ist der beobachtete Werte 41 (tatsächlich gemessene Wert) in jedem Zeitrahmen, rP ist der Vorhersagewert 42, K ist eine Filterverstärkung und n ist die Nummer der Zeitrahmen. Es sei angemerkt, dass jede dieser Variablen als Vektor ausgedrückt ist.
3B zeigt ein praktisches Beispiel der Beziehung zwischen dem Schätzwert des Filters 40 und erfassten Rohdaten 44, die keiner Filterung unterworfen wurden.
Die linke Kurve von 3B zeigt eine Abweichung der erfassten Daten 44 hinsichtlich des Abstand (das heißt, der linearen Distanz zwischen dem mit Radar ausgerüsteten Fahrzeug und dem Zielfahrzeug) und entsprechende Änderungen der Schätzwertes des Filters 40 über die Zeit.
Ebenso zeigt eine rechte Kurve von 3B Änderungen der erfassten Daten 44 und den Schätzwert des Filters 40 über die Zeit bezüg lich des Crossranges (das heißt, die lineare Distanz von einer Verlängerung einer zentralen Achse des mit Radar ausgerüsteten Fahrzeugs zu dem Zielfahrzeug in einer Richtung horizontal senkrecht zu der Verlängerung).
In einem Zielverfolgungsfilter eines Bordradars nach dem Stand der Technik ist die Filterverstärkung K in der Formel (1) oben auf einen festen Wert eingestellt. Anders gesagt ist die konstante Verstärkung eingestellt (z. B. auf einen Verstärkungswert, der durch einen Punkt A angegeben ist, der in 6B gezeigt ist), sodass ein gewisses Maß an Abweichung unter der Voraussetzung angenommen wird, dass ein Verhältnis von gemessenem Abstandswert zum wirklichen Wert der Abweichung konstant ist, und man eine optimale Messgenauigkeit und optimales Ansprechen für den angenommenen gewissen Grad an Abweichung erhält.
Folglich setzt das Beispiel nach dem Stand der Technik den Zielverfolgungsfilter mit der konstanten Verstärkung K ein, was eine gewisse Phasenverzögerung zulässt, während das Ausmaß der Abweichung unterdrückt wird, obwohl Änderungen des Crossranges im Vergleich zum gewöhnlichen Fahren, das oben beschrieben wurde, schneller und stärker steigen, wenn das mit Radar ausgerüstete Fahrzeug die Fahrspur mit schnellen Lenkaktivitäten wechselt. Dementsprechend verursacht die Ansprechgeschwindigkeit des Filters für das Nachfolgen, dessen Verstärkung K auf einen bestimmten festen Wert eingestellt ist, eine große Verzögerung von ungefähr 0,7 Sekunden oder länger ab einer tatsächlichen Positionsänderung (siehe Verzögerung T2, die in 7 gezeigt ist) beim Lenkverhalten für dringenden Fahrspurwechsel, um eine Kollision zu vermeiden, oder für gewöhnlichen Fahrspurwechsel.
Wenn jedoch der Fahrspurwechsel durchgeführt wird, indem das mit Radar ausgerüstete Fahrzeug gelenkt wird, bestimmt das Millimeterwellen-Radar 3 aus dem erfassten Crossrange relativ zu dem Hindernis, ob eine Kollisionswarnung in Vorwärtsrichtung fortgesetzt oder gestoppt werden soll. Außerdem werden automatische Brems- und Lenksteuerung entsprechend der Feststellung durchgeführt, ob die Möglichkeit einer Kollision vermieden wird.
Deshalb verursacht die Ansprechverzögerung bei der Erfassung des Crossranges eine Warnung einer unnötigen Warnung und eine Verzögerung bei der automatischen Brems- und der Lenksteuerung.
Es ist folglich klar, dass ein Ansprechen der Messung des Crossranges in Bezug auf ein Hinderis in Vorwärtsrichtung ein wichtiger Parameter für die frühe Erfassung und Feststellung der Beziehung zwischen dem Hindernis und dem mit Radar ausgerüsteten Fahrzeug bzgl. des Crossranges ist.
4 ist eine erklärende Ansicht, die eine Situation bei der Erfassung des Crossranges des Hindernisses in Vorwärtsrichtung mit dem Millimeterwellen-Radar 3 im Zustand des Fahrspurwechsels zeigt.
In 4A wird eine unter Crossrange durch das Millimeterwellen-Radar 3 erfasste Position M212 definiert, um den Crossrange als eine Distanz in Querrichtung zwischen einer zentralen Position der Reflektion eines ausgesendeten Funkstrahls und einer zentralen Achse des ausgesendeten Funkstrahl zu erfassen.
Während des Fahrspurwechsels ändert sich die Richtung der Ausstrahlung des Funkstrahls, der von dem Radar ausgesendet wird, und bewegt sich allmählich in Richtung einer seitlichen Oberfläche des Zielfahrzeugs 2. Mit der Änderung der Richtung der Strahlaussendung erhöht sich allmählich die Intensität des Funkstrahls, der von der seitlichen Oberfläche des Zielfahrzeugs 2 reflektiert wird, und die zentrale Position der Reflektion des ausgesendeten Funkstrahls ändert ihre Richtung, und kommt einem Zentrum in Längsrichtung des Zielfahrzeugs 2 näher.
Eine solche Änderung der zentralen Position der Reflektion des Funkstrahls von einer Mitte in Querrichtung des Zielfahrzeugs 2 mit der Änderung eines Strahlungswinkels des Funkstrahls von dem Radar wird als einer von Faktoren betrachtet, die eine Verzögerung der Erfassung T2 (ungefähr 0,7 Sekunden) in dem Beispiel nach der Stand der Technik verursachen.
Wenn in der vorliegenden Erfindung bei der Messung mit dem oben beschriebenen Radarsystem berücksichtigt wird, dass sich der Betrag der Änderung der Rohdaten für den Crossrange, die man im Falle eines Fahrspurwechsels mit automatischer Lenkung erhält, auf ein größeres Ausmaß als im gewöhnlichen Nachfahrzustand erhöht, und eine Kennziffer für die Ansprechgeschwindigkeit des vom Radar erfassten Ergebnisses wichtiger ist als eine Kennziffer für den Grad der Abweichung bei diesem Ereignis ist, werden die Ansprechgeschwindigkeit und der Grad der Abweichung beim gewöhnlichen Nachfahrzustand und dem Zustand des Fahrspurwechsels richtig eingestellt.
Die Ansprechgeschwindigkeit des Radars wird erhöht, wenn die Filterverstärkung steigt. Wenn der zeitliche Verlauf des Übergangs von dem herkömmlichen Nachfahrzustand zum Zustand des schnellen Steuerns des mit Radar ausgerüsteten Fahrzeugs automatisch erfasst werden kann, kann das Ansprechen bei der Erfassung des Crossranges während des Fahrspurwechsels verbessert werden, indem der Verstärkungswert des Filters für das Nachfolgen vom Punkt A auf B (siehe 6B) stark modifiziert wird.
6B zeigt die Beziehung zwischen Ansprechverzögerung und der Verstärkung, und eine gestrichelte Linie stellt die Beziehung zwischen der Abweichung bei der Detektion des Crossranges und der Verstärkung dar. Mit Bezug auf 6B wird der Verstärkungswert des Zielverfolgungsfilters im gewöhnlichen Nachfahrzustand auf den Punkt A und im Zustand des Fahrspurwechsels auf den Punkt B eingestellt. Mit einer solchen Modifikation wird die Abweichung bei der Erfassung des Crossranges erhöht, aber das Ansprechen ist wesentlich verbessert.
5 ist ein funktionales Blockdiagramm eines Abschnitts für die Einstellung der Filterverstärkung des Filters nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Insbesondere stellt der Abschnitt für die Einstellung der Filterverstärkung, der in 5 gezeigt ist, ein Beispiel für die Verbesserung der Ansprechverzögerung der Verfolgung mit Radar dar, und umfasst einen Abschnitt für die Erfassung eines Fahrspurwechsels (Abschnitt für die Erfassung des Zustands des Fahrspurwechselsverhaltens) 215, der den Zustand des Fahrspurwechsels bei schnellem Lenken auf Basis des Lenkwinkels von einem Lenkwinkelsensor und der Reaktion der Giergeschwindigkeit aus einem Winkelgeschwindigkeitssensor erfasst, und einen Abschnitt für die Einstellung der Filterverstärkung (Abschnitt für die Änderung der Ansprechgeschwindigkeit bei der Erfassung (221).
Weiter erfasst der Abschnitt zur Erfassung eines Fahrspurwechsels 215, der den Zustand des Fahrspurwechsels erfasst, den Zustand des Fahrspurwechsels entsprechend einem oder einer Kombination von Signalen von einem Lenkwinkelsensor 210, einem Signal von einem Winkelgeschwindigkeitssensor 211, einem Reaktionssignal auf seitliche Beschleunigung von einem Querbeschleunigungssensor 212, einem Betriebssignal einer Blinkerlampe 213 von einer Blinkerlampe und einem Signal von einem Reifendrucksensor 214.
Während des Übergangs vom herkömmlichen Nachfahrzustand zu dem Zustand schnellen Lenkens des mit Radar ausgerüsteten Fahrzeugs kann der Verstärkungswert des Filters für die Verfolgung von dem Abschnitt für die Einstellung der Filterverstärkung 221 automatisch von dem Punkt A auf B geschaltet werden, oder er kann auf analoge Weise von dem Punkt A auf B geändert werden.
6A ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise des Abschnitts für die Einstellung der Filterverstärkung zeigt, die in 5 gezeigt ist.
Wie in 6A gezeigt ist, empfängt der Abschnitt zur Erfassung eines Fahrspurwechsels 215 zuerst die Reaktion der Giergeschwindigkeit von dem Sensorabschnitt, wie etwa dem Lenkwinkelsensor 210 und dem Winkelgeschwindigkeitssensor 211 (Schritt S60). Dann stellt er fest, ob die Lenkbewegung für den Fahrspurwechsel ausgeführt wird (Schritt S61).
Wenn in Schritt S61 festgestellt wird, dass sich das mit Radar ausgerüstete Fahrzeug im Übergang von dem herkömmlichen Nachfahrzustand zum Zustand des Fahrspurwechsels befindet, geht die Kontrolle zu Schritt S63 über, in dem der Verstärkungswert des Zielverfolgungsfilters von dem Abschnitt für die Einstellung der Filterverstärkung 221 von einem Wert bei dem Punkt A in einen anderen Wert bei dem Punkt B geändert wird. Dann geht die Kontrolle zu Schritt S64 über.
Wenn in Schritt S61 festgestellt wird, dass das mit Radar ausgerüstete Fahrzeug sich nicht im Zustand des Fahrspurwechsels befindet, sondern im herkömmlichen Nachfahrzustand bleibt, geht die Kontrolle zu Schritt S62 über, in dem der Wert an dem Punkt A als Verstärkungswert für den Zielverfolgungsfilter verwendet wird. Dann fährt die Kontrolle mit Schritt S64 fort.
In Schritt S64 werden der Abstand, der Crossrange, die Relativgeschwindigkeit usw. aus den Ergebnissen der Verarbeitung der Verfolgung berechnet, die aus Rohdaten 220 in einem Filterabschnitt 222 mit dem Verstärkungswert durchgeführt werden, der in Schritt S62 oder S63 eingestellt wurde.
Darauf legt ein Festlegungsabschnitt der Steuerung 223 unter Einsatz des Abstandes, des Crossranges, der Relativgeschwindigkeit usw., die in Schritt S64 berechnet wurden, in Schritt S65 fest, ob ein Kollisionsrisiko besteht, ob automatisches Bremsen betätigt werden soll und ob weitere Lenkvorgänge zur Vermeidung einer Kollision erforderlich sind.
Dann gibt ein Anwendungsabschnitt 224 in Schritt S66 ein Warnsignale für eine Kollision in Vorwärtsrichtung und ein Steuersignal zur Betätigung des automatischen Bremsens aus, wenn ein Kollisionsrisiko besteht, und gibt außerdem ein Steuersignal für automatisches Lenken aus, wenn automatisches Lenken erforderlich ist.
Wenn der Fahrspurwechsel ausgeführt ist; wird die Ausführung des Fahrspurwechsels in Schritt S61 festgestellt und der Abschnitt zur Einstellung der Filterverstärkung 221 wird in Schritt S62 in den Zustand zurückgebracht, in dem der Verstärkungswert an Punkt A eingesetzt wird.
6B zeigt wie oben beschrieben die Beziehung zwischen der Filterverstärkung des Filters für das Ansprechen auf Crossrange gegenüber dem Ausmaß der Abweichung des Laserausgangssignals und der Ansprechverzögerung.
Beim herkömmlichen Nachfahren wird die Verstärkung mit einem mittleren Wert, der durch den Punkt A gekennzeichnet ist, unter Abwägung sowohl der Ansprechverzögerung und dem Ausmaß der Abweichung ausgewählt. Dann wird im Zustand des Fahrspurwechsels die Verstärkung mit dem besten Ansprechwert, die durch den Punkt B gekennzeichnet ist, ausgewählt, wobei dem Ansprechen mehr Bedeutung beigemessen wird als dem Ausmaß der Abweichung.
7 ist ein Diagramm, das den Effekt der Verbesserung der Ansprechverzögerung zeigt, der sich aus der Verschiebung der Filterverstärkung von dem Wert, der durch den Punkt A gekennzeichnet ist, zu dem Wert ergibt, der durch den Punkt B gekennzeichnet ist, der in 6B gezeigt ist.
Wie in 7 gezeigt ist, ist klar, dass mit der Verwendung der Verschiebungslogik für die Filterverstärkung die Ansprechverzögerung des Crossranges von ungefähr 0,7 Sekunden (Verzögerungszeit T2) beim Stand der Technik (Crossrange 203, der durch eine durchgezogene Linie angegeben ist), auf ungefähr 0,5 Sekunden in einer Ausführung der vorliegenden Erfindung (Crossrange 230, der durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist) wesentlich verbessert wird.
Sogar wenn das mit Radar ausgerüstete Fahrzeug die Fahrspur unter der Bedingung wechselt, dass kein Fahrzeug in Vorwärtsrichtung vorhanden ist, wird die Filterverstärkung zum Zwecke der Verbesserung des Ansprechens bei der Erfassung des Crossranges auf den größeren Wert geändert. In einem solchen Fall, in dem die Filterverstärkung auf den größeren Wert eingestellt ist, wird auch das Ansprechen bei der Feststellung verbessert, ob sich ein Fahrzeug auf der Fahrspur befindet, auf die sich das mit Radar ausgerüstete Fahrzeug bewegen soll.
Wie in 7 gezeigt ist, ist darüber hinaus klar, das der Crossrange 230 bei dem Millimeterwellen-Radar nach dem Umschalten der Verstärkung im Vergleich mit einem Ansprechen eines Giersensors 202 eine Zeitverzögerung mit einem Offset der Zeitbasis aufweist.
Die Ansprechverzögerung des Crossranges während des Fahrspurwechselsvorgangs kann wesentlich verbessert werden, indem die Filterverstärkung geändert wird. Um die Ansprechverzögerung weiter zu verbessern, muss jedoch die oben erwähnte Zeitverzögerung mit einem Offset der Zeitbasis verbessert werden.
Nun wird eine Beschreibung eines Beispiels zur Verbesserung einer Komponente der Zeitverzögerung der Ansprechverzögerung des Crossranges 230 bei dem Millimeterwellen-Radar gemacht, die dem Offset der Zeitbasis zugeschrieben werden kann.
8 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse zeigt, die man erhält, wenn der Crossrange zusätzlich zu der Änderung der Filterverstärkung weiter durch den Einsatz der Querbeschleunigung des mit Radar ausgerüsteten Fahrzeugs korrigiert wird.
Wenn während des Fahrspurwechsels ein Fahrzeug auf der Fahrspur voraus ist, auf der das mit Radar ausgerüstete Fahrzeug vor dem Fahrspurwechsel fährt, tendiert die zentrale Position der Reflektion des Funkstrahls von dem Radar dazu, sich in Richtung der Fahrspur nach dem Fahrspurwechsel zu bewegen. Diese Tendenz ist vermutlich dafür verantwortlich, dass der Crossrange 230 bei dem Millimeterwellen-Radar eine Zeitverzögerung mit Offset der Zeitbasis im Vergleich mit dem Ansprechen des Gierwinkelsensors 202 hat.
Um diese Zeitverzögerung zu beseitigen umfasst das Radarsystem weiter einen Abschnitt zur Korrektur von mit Radar erfassten Werten, die vor der Verfolgungsverarbeitung eine Korrekturrechnung mit dem Crossrange durchführen kann, indem eine Formel (3) verwendet wird, die unten angegeben ist: XRA = XRB + (Fahrzeuggeschwindigkeit·sin(Lenkwinkel))·ΔT (3)
In der Formel (3) oben ist XRA der Crossrange nach der Korrektur, XRB ist der Crossrange vor der Korrektur und ΔT ist die Periodendauer des Radarausgangssignals.
Indem der Crossrange korrigiert wird, der als Rohdaten vorliegt, die von dem Radar gemessen wurden, kann mit der Verwendung der Korrekturformel (3) oben und der zusätzlichen Umschaltung der Verstärkung des Zielverfolgungsfilters wie oben beschrieben das Ansprechen des Radarausgangssignals auf den Crossrange weiter verstärkt werden.
Es ist folglich klar, dass, wie durch die durchgezogene Linie in 8 angegeben, eine Verzögerung der Radarerfassung des Crossranges T4 (236) ungefähr 0,3 Sekunden beträgt und die Ansprechverzögerung des Crossranges weiter verbessert werden kann.
9 ist ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise in dem oben beschriebenen Fall der Umschaltung der Verstärkung des Zielverfolgungsfilters nach der Korrektur des Crossranges zeigt, der als Rohdaten vorliegt, die von dem Radar gemessen wurden.
Wie in 9 gezeigt ist, werden die Ausgangssignale der Sensoren, die den Bewegungszustand des Fahrzeugs erfassen können, wie etwa der Lenkwinkelsensor und der Giergeschwindigkeitssensor zuerst empfangen, um den Bewegungszustand des Fahrzeuges zu erfassen (Schritt S90). Dann wird festgestellt, ob der erfasste Bewegungszustand des Fahrzeugs der eines Fahrspurwechsels ist (Schritt S93).
Wenn in Schritt S93 festgestellt wird, dass Fahrspurwechsel festgestellt wird, wird der Crossrange, der als Rohdaten 220 vorliegt, die von dem Millimeterwelen-Radar erfasst wurden, mit der Formel (3) oben korrigiert (Schritt S94). Daraufhin werden die Rohdaten 220, die von dem Millimeterwellen-Radar erfasst und in dem obigen Schritt korrigiert wurden, einem Glättungsprozess unterworfen, der den Zielverfolgungsfilter mit der umgeschalteten Verstärkung verwendet (Schritt S95). Zusätzlich wird die Fahrzeuggeschwindigkeit, die in Schritt S92 erfasst wurde, in Schritt S95 verwendet.
Wenn andererseits in Schritt S93 festgestellt wird, dass der Fahrspurwechsel nicht erfasst wurde; springt die Kontrolle zu Schritt S95, in dem der Glättungsprozess ausgeführt wird.
Dann wird mit dem Crossrange, dem Abstand von Fahrzeug zu Fahrzeug und der Relativgeschwindigkeit, die von dem Radar erfasst wer den, festgestellt, ob es eine Möglichkeit einer Kollision gibt, was mit dem Crossrange festgestellt wird, und bei dem Ereignis eines Kollisionsrisikos wird die Richtung festgelegt, in die die Fahrspur gewechselt werden soll, um die Kollision zu vermeiden. Wenn die Möglichkeit oder das Risiko einer Kollision festgestellt wird, wird eine Warnung einer Kollision in Vorwärtsrichtung ausgegeben und automatisches Bremsen wird betätigt (Schritt S96). Wenn es immer noch ein Kollisionsrisiko gibt, sogar wenn automatisches Bremsen betätigt wird, während die Warnung vor einer Kollision in Vorwärtsrichtung ausgegeben wird, dann führt das Fahrzeug automatisch Lenken für einen Fahrspurwechsel durch (Schritt S97).
Wenn der Crossrange, der von dem Radar erfasst wird, 1,5m oder mehr beträgt, kann bei diesem Ereignis festgelegt werden, dass kein Kollisionsrisiko besteht (Schritt S98). Dann werden die Warnung vor einer Kollision in Vorwärtsrichtung und die Verzögerung durch das automatische Bremsen gestoppt (mit der Bereitstellung eines Warn/Warnstopp-Abschnitts und einem Abschnitt zum Abbrechen der Verzögerung durch die Bremse), und das automatische Lenksystem führt Lenken in Gegenrichtung durch, gefolgt von der Rückkehr zum gewöhnlichen Nachfahrzustand (Schritt S99). Der Steuerprozess wird dadurch zu Ende gebracht (Schritt S100).
Folglich kann die Erfassungsverzögerung des Crossranges verbessert werden, und die Tatsache, dass der Crossrange auf einen vorbestimmten Wert oder mehr angestiegen ist, kann früh erfasst werden. Es ist deshalb möglich, früh festzustellen, dass ein Kollisionsrisiko besteht, wenn der Crossrange 1,5m oder mehr beträgt, und die Warnung vor einer Kollision in Vorwärtsrichtung und die Verzögerung durch automatisches Bremsen zu stoppen und dann mit dem automatischen Steuersystem Lenken in Gegenrichtung durchzuführen.
10 ist ein Diagramm, das eine Zustandsvariable zeigt, die den Betrag der Änderung der Giergeschwindigkeit angibt und für die Erfassung des Fahrspurwechselvorgangs in der oben beschriebenen Ausführung verwendet wird. In der Kurve in 10 stellt eine gestrichelte Linie die Giergeschwindigkeit und eine durchgezogene Linie den Betrag der Änderung der Giergeschwindigkeit dar.
Wenn die Giergeschwindigkeit (Grad/Sekunde) als Zustandsvariable eingesetzt wird, ist sie, weil die Giergeschwindigkeit auch einen großen Ausschlag beim gewöhnlichen Fahrern entlang einer kurvigen Straße erzeugt, nicht für die Feststellung geeignet, ob das mit Radar ausgerüstete Fahrzeug sich im Zustand des Fahrspurwechsels oder im gewöhnlichen Nachfahrzustand entlang einer kurvigen Straße befindet.
Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung umfasst das Radarsystem deshalb weiter einen Abschnitt für die Fahrspurerfassung für ein mit Radar ausgerüstetes Fahrzeug, der feststellt, ob ein mit Radar ausgerüstetes Fahrzeug sich in einem Zustand des Fahrspurwechsels befindet, indem es als Zustandsvariable den Betrag der Änderung der Giergeschwindigkeit statt der Giergeschwindigkeit verwendet.
Wenn der Wert eines Betrages der Änderung 250 der Giergeschwindigkeit als Zustandsvariable wie in 10 gezeigt nicht weniger als 6 (Grad/Sekunde²) beträgt, wird festgelegt, dass dies angibt, dass der Zustand der Fahrzeugbewegung sich im Übergang vom gewöhnlichen Nachfahren zum Fahrspurwechsel befindet.
Während für die Ausführung oben beschrieben wurde, dass sie im Zustand des Fahrspurwechsels die Filterverstärkung so einstellt, dass sie größer als die beim gewöhnlichen Nachfahrzustand ist und der Offset des Crossranges korrigiert wird, kann das Ansprechen des Crossranges auch verbessert werden, indem nur die Filterverstärkung auf einem größeren Wert eingestellt wird, oder nur der Offset des Crossranges korrigiert wird, ohne die Filterverstärkung zu ändern.
Nach der vorliegenden Erfindung, wie die oben beschrieben wurde, kann einen Radarsystem realisiert werden, das eine höhere Erfassungsgeschwindigkeit für den Crossrange im Zustand des Fahrspurwechsels aufweist, indem Reaktionen von Sensoren, mit denen ein Fahrzeug ausgerüstet ist, wie etwa Lenkwinkelsensor und Gyro-Sensor eingesetzt werden, ohne dass zusätzliche Hardware bereitgestellt wird.

Claims

Kraftfahrzeug-Radarsystem zur Erfassung des Abstands (4), des Crossranges, des Azimuts und/oder der Relativgeschwindigkeit in Bezug auf ein Zielfahrzeug (2), wobei das Radarsystem ein fahrzeugeigenes Millimeterwellenradar (3), das an der Frontseite eines mit Radar ausgerüsteten Fahrzeugs (1) angeordnet ist, und ferner einen Abschnitt zur Erfassung des Zustands eines Fahrspurwechselverhaltens (215) aufweist, der zur Erfassung dient, ob sich das mit Radar ausgerüstete Fahrzeug (1) in einem Zustand eines Fahrspurwechselverhaltens befindet, dadurch gekennzeichnet, dass das System ferner einen Abschnitt zum Ändern der Ansprechgeschwindigkeit der Erfassung aufweist, der die Zielerfassungs-Ansprechgeschwindigkeit des Radarsystems auf einen Wert ändert, der höher ist als der Wert im normalen Nachfahrzustand, der nicht der Zustand des Fahrspurwechselverhaltens ist, wenn der Abschnitt zur Erfassung des Zustands eines Fahrspurwechselverhaltens (215) erfasst, dass sich das mit Radar ausgerüstete Fahrzeug (1) im Zustand eines Fahrspurwechselverhaltens befindet.
Radarsystem nach Anspruch 1, das ferner einen Warn- und Warnstoppabschnitt aufweist, der eine Warnung vor Kollision in Vorwärtsrichtung ausgibt, wenn erfasst wird, dass der Crossrange von der Mitte des mit Radar ausgerüsteten Fahrzeugs (1) zum Zielfahrzeug (2) kleiner ist als ein vorgegebener Wert, und der die Warnung vor Kollision in Vorwärtsrichtung automatisch stoppt, wenn erfasst wird, dass der Crossrange von der Mitte des mit Ra dar ausgerüsteten Fahrzeugs (1) zum Zielfahrzeug (2) nicht kleiner ist als der vorgegebene Wert.
Radarsystem nach Anspruch 1 oder 2, das ferner einen Bremsverzögerungs- und Bremsverzögerungsstoppabschnitt aufweist, der eine Verzögerungssteuerung mit Bremsen durchführt, wenn erfasst wird, dass der Crossrange von der Mitte des mit Radar ausgerüsteten Fahrzeugs (1) zum Zielfahrzeug (2) kleiner ist als ein vorgegebener Wert, und der die Verzögerungssteuerung mit Bremsen automatisch stoppt, wenn erfasst wird, dass der Crossrange von der Mitte des mit Radar ausgerüsteten Fahrzeugs (1) zum Zielfahrzeug (2) nicht kleiner ist als der vorgegebene Wert.
Radarsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, das ferner einen Abschnitt zur Modifizierung des mit Radar erfassten Wertes aufweist, der den Abstand (4), den Crossrange, den Azimut und/oder die Relativgeschwindigkeit in Bezug auf das Zielfahrzeug (2) unter Verwendung des Längs- und/oder Quermoments oder der Geschwindigkeit des mit Radar ausgerüsteten Fahrzeugs (1) modifiziert, wenn der Abschnitt zur Erfassung des Zustands eines Fahrspurwechselverhaltens (215) erfasst, dass sich das mit Radar ausgerüstete Fahrzeug (1) im Zustand eines Fahrspurwechselverhaltens befindet.
Radarsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Abschnitt zum Ändern der Ansprechgeschwindigkeit der Erfassung einen Filterabschnitt (222), der ein Filterverfahren mit Glättungswirkung bezüglich des Abstands (4), des Crossranges, des Azimuts und/oder der Relativgeschwindigkeit des mit Radar ausgerüsteten Fahrzeugs (1) in Bezug auf das Zielfahrzeug durchführt, und einen Abschnitt zur Änderung der Filterverstärkung zur Er höhung der Verstärkung des Filterabschnitts (222) aufweist, wobei die Ansprechgeschwindigkeit der Zielerfassung durch Erhöhung der Verstärkung des Filterabschnitts (221) auf einen Wert festgesetzt wird, der höher ist als der Wert, der im normalen Nachfahrzustand festgesetzt wird, der nicht der Zustand des Fahrspurwechselverhaltens ist.
Radarsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem der Abschnitt zur Erfassung des Zustands eines Fahrspurwechselverhaltens (215) einen Giergeschwindigkeits- oder Querbeschleunigungssensor (212), einen Lenkwinkelsensor (210), einen Lenkdrehmomentsensor, einen Giergeschwindigkeitssensor, einen Reifendrucksensor (214) und/oder einen Querbeschleunigungssensor (212) umfasst und den Zustand eines Fahrspurwechselverhaltens des mit Radar ausgerüsteten Fahrzeugs (1) entsprechend dem Ausgang mindestens eines dieser Sensoren erfasst.
Radarsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem der Abschnitt zur Erfassung des Zustands eines Fahrspurwechselverhaltens (215) einen Abschnitt zur Ermittlung der Fahrspur des mit Radar ausgerüsteten Fahrzeugs aufweist, der eine Zustandsvariable in Form der zweiten Ableitung nach der Zeit, die den Betrag der Steuer-Winkelgeschwindigkeit oder den Betrag der Änderung der Giergeschwindigkeit darstellt, berechnet und dann ermittelt, dass sich das mit Radar ausgerüstete Fahrzeug (1) im Zustand eines Fahrspurwechsels befindet, wenn die berechnete Zustandsvariable einen vorgegebenen Wert übersteigt.
Radarsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, das ferner einen Abschnitt zur Erfassung des Quermoments des mit Radar ausgerüsteten Fahrzeugs aufweist, der das Längsmoment, das Quer moment und/oder die Geschwindigkeit des mit Radar ausgerüsteten Fahrzeugs (1) unter Verwendung des Ausgangs eines Fahrzeuggeschwindigkeitssensors, eines Beschleunigungssensors und/oder des Lenkwinkelsensors (210) erfasst.
Radarsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem eine Warnung vor Kollision in Vorwärtsrichtung ausgegeben wird, wenn erfasst wird, dass der Crossrange von der Mitte des mit Radar ausgerüsteten Fahrzeugs (1) zum Zielfahrzeug (2) kleiner ist als ein vorgegebener Wert, und die Warnung vor Kollision in Vorwärtsrichtung automatisch gestoppt wird, wenn erfasst wird, dass der Crossrange von der Mitte des mit Radar ausgerüsteten Fahrzeugs (1) zum Zielfahrzeug (2) nicht kleiner ist als der vorgegebene Wert.
Radarsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem eine Verzögerungssteuerung mit Bremsen durchgeführt wird, wenn erfasst wird, dass der Crossrange von der Mitte des mit Radar ausgerüsteten Fahrzeugs (1) zum Zielfahrzeug (2) kleiner ist als ein vorgegebener Wert, und die Verzögerungssteuerung mit Bremsen automatisch gestoppt wird, wenn erfasst wird, dass der Crossrange von der Mitte des mit Radar ausgerüsteten Fahrzeugs (1) zum Zielfahrzeug (2) nicht kleiner ist als der vorgegebene Wert.
Radarsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, das ferner einen Abschnitt zur Modifizierung des mit Radar erfassten Wertes aufweist, der den Abstand (4), den Crossrange, den Azimut und/oder die Relativgeschwindigkeit in Bezug auf das Zielfahrzeug (2) unter Verwendung des Längs- oder Quermoments und/oder der Geschwindigkeit des mit Radar ausgerüsteten Fahrzeugs (1) modifiziert, wenn der Abschnitt zur Erfassung des Zustands eines Fahr spurwechselverhaltens (215) erfasst, dass sich das mit Radar ausgerüstete Fahrzeug (1) im Zustand eines Fahrspurwechselverhaltens befindet.