Die vorliegende Erfindung betrifft das Erfassen eines Auftretens einer Axialverschiebung in einer horizontalen Richtung bei einem an einem Fahrzeug montierten Radar, das Bestimmen des Axialverschiebungsgrads in horizontaler Richtung und die Korrektur der Axialverschiebung in horizontaler Richtung.

Ein gewisser Typ von Kraftfahrzeug-Radar kann zusätzlich zu dem Abstand R zu einem Ziel und der Relativgeschwindigkeit V des Ziels auch die laterale Position X des Ziels durch elektronisches oder mechanisches Abtasten der Funkwellenabstrahlungsrichtung und dadurch Erfassen des Azimutwinkels &thgr; des Ziels erfassen, wobei die laterale Position X durch Lösen der Gleichung X = R*sin &thgr; ermittelt wird. Durch Erfassen der lateralen Position X wird es möglich, den Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand auf der Grundlage des Abstands zu einem sich vor dem mit Radar ausgerüsteten Fahrzeug fortbewegenden Fahrzeug und seiner Relativgeschwindigkeit zu regeln.

Nachdem ein derartiges Kraftfahrzeug-Radar in einem Fahrzeug eingebaut worden ist, tritt, wenn die Radarachse von einer aus irgendeinem Grund ausgeübten externen Kraft in einer horizontalen Richtung verschoben wird, eine Verschiebung des Azimutwinkels &thgr; des Ziels ein, die zu einer fehlerhaften Erkennung eines Ziels führt, zu dem der Abstand geregelt wird.

DE-A-19833065 beschreibt eine Winkelverschiebungsbestimmungsvorrichtung zum Bestimmen einer Winkelverschiebung der Zentralachse von Radar, das in einem automotiven optischen Erfassungssystem verwendet wird. Die Vorrichtung bestimmt die Winkelverschiebung auf der Grundlage einer relativen Position des Ziels und entfernt von der bestimmten Winkelverschiebung eine Fehlerkomponente, die erzeugt wird, wenn ein vorhergehendes Fahrzeug, das sich mit einem lateralen Versatz von dem Systemfahrzeug fortbewegt, als das Ziel verfolgt wird, und eine Fehlerkomponente, die erzeugt wird, wenn ein stationäres Objekt, das sich auf einer kurvigen Straße befindet, mittels des Radars als das Ziel verfolgt wird.

Andere Offenlegungen dieses Typs vom Stand der Technik sind DE19833065A, DE19633704A, US-A-5495254, DE19952056, DE19751004A, DE19964020A, DE19610351A und GB-A-2334842.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Erfassen eines Auftretens einer Axialverschiebung in einer horizontalen Richtung bei einem auf einem Fahrzeug angeordneten Radar das Messen einer Frequenz, mit der eine mittels des genannten Radars durchgeführte Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelung durch Drücken eines Bremspedals ausgesetzt oder rückgesetzt wird, und

das Bestimmen, dass eine Achse des genannten Radars in horizontaler Richtung verschoben ist, wenn die genannte gemessene Frequenz der Regelungsaussetzung oder – rücksetzung größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Vorrichtung zum Erfassen des Auftretens einer Axialverschiebung in einer horizontalen Richtung in einem auf einem Fahrzeug angeordneten Radar Mittel zum Messen einer Frequenz, mit der eine mittels des genannten Radars durchgeführte Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelung durch Drücken eines Bremspedals ausgesetzt oder rückgesetzt wird, und Mittel zum Bestimmen, dass eine Achse des genannten Radars in horizontaler Richtung verschoben ist, wenn die genannte gemessene Frequenz der Regelungsaussetzung oder -rücksetzung größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist.

1 ist ein Diagramm, das die Konfiguration eines Radars für Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelung zeigt;

2 ist ein Diagramm zum Erläutern einer Axialverschiebung in einer horizontalen Richtung;

3 ist ein Diagramm zum Erläutern einer Axialverschiebung in einer horizontalen Richtung;

4 ist ein Diagramm zum Erläutern, wie der Axialverschiebungsgrad in horizontaler Richtung bestimmt wird;

5 ist ein Diagramm zum Erläutern, wie der Axialverschiebungsgrad in horizontaler Richtung bestimmt wird;

6 ist ein Diagramm zum Erläutern, wie der Axialverschiebungsgrad in horizontaler Richtung bestimmt wird;

7 ist ein Diagramm zum Erläutern, wie der Axialverschiebungsgrad in horizontaler Richtung bestimmt wird;

8 ist ein Diagramm zum Erläutern, wie der Axialverschiebungsgrad in horizontaler Richtung bestimmt wird; und

9 ist ein Diagramm zum Erläutern, wie der Axialverschiebungsgrad in horizontaler Richtung bestimmt wird.

1 zeigt die Konfiguration eines Radars für Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Distanzkontrolle als ein Beispiel für ein Radar, auf das die vorliegende Erfindung angewendet wurde.

In 1 berechnet ein elektronisches Steuergerät 10 (ECU) den Wenderadius des mit Radar ausgerüsteten Fahrzeugs auf der Grundlage eines Signals von einem Giergeschwindigkeitssensor 12 und eines Signals von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 14 und legt das Ergebnis zusammen mit Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten an ein FM-CW-Radar 16 an. Das FM-CW-Radar 16 strahlt eine mit einer Dreieckswelle frequenzmodulierte Funkwelle im Millimeterwellenband in Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs ab und berechnet den Abstand zu einem vor ihm befindlichen Ziel und dessen Relativgeschwindigkeit. Ferner tastet das FM-CW-Radar 16 die Abstrahlungsrichtung der oben beschriebenen Funkwelle ab, berechnet die laterale Position des Ziels anhand der Energieverteilung der reflektierten Welle und legt das Ergebnis zusammen mit den Abstands- und Relativgeschwindigkeitsdaten an das elektronische Steuergerät 10 an.

Auf der Grundlage dieser Daten erzeugt und sendet das elektronische Steuergerät 10 ein Steuersignal zum Beibehalten eines konstanten Abstands zu dem sich vor ihm fortbewegenden Fahrzeug. An das elektronische Steuergerät 10 wird auch ein Bremssignal und ein Einstellsignal für die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelung angelegt. Die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelung wird von dem Einstellsignal für die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelung gestartet und von dem Bremssignal unterbrochen.

Wenn das FM-CW-Radar 16 richtig installiert ist, wird ein Ziel 20, das sich in der gleichen Spur vor dem mit Radar ausgerüsteten Fahrzeug fortbewegt, wie in 2 gezeigt wird, richtig erkannt und die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelung wird auf der Grundlage des Abstands zu dem Ziel 20 und seiner Relativgeschwindigkeit richtig durchgeführt.

Andererseits können, wenn die Achse des Radars 16 in horizontaler Richtung verschoben ist, wie in 3 gezeigt wird, die lateralen Positionen der Ziele 20 und 22 nicht richtig erkannt werden und in einem extremen Fall wird das sich in einer benachbarten Spur fortbewegende Ziel 22 fehlerhaft als das in der Bahn vor dem mit Radar ausgerüsteten Auto erkannt.

In diesem Fall kann, da der Abstand zu dem Ziel 20 nicht richtig erkannt wird, der Abstand zu dem sich vorausbewegenden Fahrzeug zu klein werden; jedes Mal, wenn das eintrifft, muss der Fahrer das Bremspedal betätigen und dann die Regelung rücksetzen, wenn der richtige Abstand wieder erreicht worden ist, das heißt, der Vorgang des Aussetzens der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelung durch Drücken des Bremspedals und der Vorgang des Rücksetzens der Regelung werden häufig durchgeführt. Daher kann durch Messen der Frequenz, mit der die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelung ausgesetzt oder rückgesetzt wird, das Auftreten einer Axialverschiebung in einer horizontalen Richtung in dem Radar 16 entdeckt werden. Beispielsweise wird das an das elektronische Steuergerät 10 angelegte Bremssignal oder Einstellsignal für die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelung (1) von einem Zähler gezählt, der periodisch rückgesetzt wird, und wenn der Zählerwert einen vorbestimmten Wert übersteigt, wird bestimmt, dass eine Axialverschiebung in einer horizontalen Richtung aufgetreten ist. Diese Verarbeitung kann auch mit Software implementiert werden.

Im Folgenden wird beschrieben, wie der Axialverschiebungsgrad in horizontaler Richtung bestimmt wird. Wenn die Relativgeschwindigkeit eines Ziels im Wesentlichen gleich der Bewegungsgeschwindigkeit des mit Radar ausgerüsteten Fahrzeugs ist, wird das Ziel als stationär erkannt. Wenn es in horizontaler Richtung keine Axialverschiebung gibt, sollte die Ortskurve 26 der relativen Position, die durch von dem Abstand R und dem Azimutwinkel &thgr; des als stationär erkannten Ziels 24 (zum Beispiel dem Mast einer elektrischen Straßenlampe) bestimmt wird, eine Gerade mit einem Azimutwinkel von 0 sein, wie in 4 gezeigt wird. Dementsprechend kann der Winkel &Dgr;&thgr; der Axialverschiebung in horizontaler Richtung anhand des Winkels der Ortskurve 26 des stationären Ziels 24 bestimmt werden.

Angenommen, dass die Zentralachse des Radars um &Dgr;&thgr; nach links verschoben wird, wie in 5 gezeigt wird, dann wird das stationäre Ziel 24 zu dem Zeitpunkt T₁ erfasst, wie von 24-1' in 6 angedeutet wird, als wenn es um &Dgr;&thgr; nach rechts relativ zu dem Winkel &thgr;₁, wo es sein sollte, verschoben wird. Desgleichen wird das stationäre Ziel 24 zu den Zeitpunkten T₂ und T₃ erfasst, als ob es relativ zu &thgr;₂ bzw. &thgr;₃ um &Dgr;&thgr; nach rechts verschoben ist, wie von 24-2' und 24-3' in 6 gezeigt wird.

Hier können dann, wenn sich das stationäre Ziel 24 in einer ausreichenden Entfernung befindet und die Abstände R₁, R₂ und R₃ groß genug sind und &Dgr;&thgr; klein genug ist, 24-1', 24-2' und 24-3' wie in 7 gezeigt angenähert werden, sodass der Abstand L_n zwischen beliebigen Positionen 24-n und 24-n' als L_n = R_n·sin &Dgr;&thgr; ausgedrückt werden kann und L_a' in 8 kann mit L_n angenähert werden, wenn &agr;_n = &thgr;_n – &Dgr;&thgr; klein genug ist.

Wenn der Erfassungswinkel &thgr;_n – &Dgr;&thgr; des stationären Ziels 24 klein genug ist, dann kann, da R₁' ,..., R_n' in 9 mit R₁,..., R_n angenähert werden können, die Neigung t der 24-1',..., 24-n' (die mit einer Gerade angenähert werden können) verbindenden Ortskurve 26' als tan t = (L₁ – L_n) / (R₁ – R_n) = (R1 · sin&Dgr;&thgr; – R_n· sin&Dgr;&thgr;) / (R₁ – R_n) = sin&Dgr;&thgr; ((R₁ – R_n) / (R₁ – R_n) = sin&Dgr;&thgr; ausgedrückt werden. Ferner kann sie, wenn &Dgr;&thgr; klein genug ist, als sin t = sin&Dgr;&thgr; t = &Dgr;&thgr; angenähert werden.

Dementsprechend kann der Winkel &Dgr;&thgr; der Axialverschiebung des Radars dann, wenn &Dgr;&thgr; klein genug ist und das stationäre Ziel 24 weit genug entfernt ist und der Erfassungswinkel &thgr;_n – &Dgr;&thgr; klein genug ist, ungefähr als die Neigung t der Ortskurve 26' des stationären Ziels 24 erfasst werden.

Bei der Korrektur des Azimutwinkels &thgr; mithilfe des so bestimmten Axialverschiebungswinkels &Dgr;&thgr; ist erwünscht, dass er beispielsweise als &thgr;_n – &Dgr;&thgr;/2, nicht als &thgr;_n – &Dgr;&thgr;, korrigiert wird, wobei der Axialverschiebungsgrad &Dgr;&thgr; in horizontaler Richtung wiederholt mit Hilfe des korrigierten Azimutwinkels &thgr; bestimmt wird.

Wenn die Korrektur auf das berechnete Ergebnis des Azimutwinkels &thgr; angewendet werden soll, dann kann der Messbereich zum Beispiel, wenn der Messbereich ±8° und der Korrekturbetrag –2° beträgt, von –10° bis +6° reichen, das heißt, der Messbereich auf der positiven Seite wird kleiner. Daher ist es wünschenswert, dass die Korrektur nicht auf das berechnete Ergebnis des Winkels sondern auf den Positionsgeberausgang angewendet wird, der beim mechanischen Abtasten der Abstrahlungsrichtung die Abstrahlungsrichtung anzeigt.

Der Prozess zum Bestimmen der Axialverschiebung und der Axialverschiebungskorrekturprozess, die oben beschrieben werden, können mit Software in dem elektronischen Steuergerät 10 implementiert werden. Es ist wünschenswert, dass der bestimmte Axialverschiebungsgrad in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert wird.

Die obige Beschreibung verwendete ein FM-CW-Radar als Beispiel, es versteht sich aber, dass die vorliegende Erfindung auch auf andere Radartypen angewendet werden kann, zum Beispiel ein Laserradar.