CN101945793A - 间距调节式速度控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于带有工作制动器的汽车的间距调节式速度控制系统，该间距调节式速度控制系统包括电控制器(24)，该电控制器被设置用于检测汽车的行驶数据和与前面行驶的车辆的间距数据，从行驶数据和间距数据中作出运动预测，通过对驱动机构或制动机构施加影响来影响汽车的运动状态，并且，当运动预测表明，在采用预先给定的极限减速度(a极限)的情况下，在间距调节式速度控制系统被激活而没有汽车驾驶员的干预的情况下，与另一辆汽车相撞的相撞可能性超过了预先给定的相撞可能性阈值，就向汽车(10)的驾驶员发出警告信号。按照本发明设计的是，电控制器(24)被设置用于检测制动参数，根据这些制动参数可以计算出借助工作制动器所能达到的最大制动减速度(a最大)，并且，当最大制动减速度(a最大)低于预先给定的减速度阈值时，降低极限减速度(a极限)。

Description

间距调节式速度控制系统
技术领域
本发明涉及一种用于带有工作制动器的汽车的间距调节式速度控制系统(Abstandsregeltempomat)，该间距调节式速度控制系统包括电控制器，该电控制器被设置用于：检测汽车的运行数据；从运行数据中作出运动预测；根据运动预测来影响汽车的运动状态；并且，当运动预测表明，在采用预先给定的极限减速度的情况下，与另一辆汽车相撞的相撞可能性超过了预先给定的阈值，向汽车驾驶员发出警告信号。
背景技术
这种间距调节式速度控制系统也作为ACC(adaptive cruise control，自适应速度调节器)而公知。间距调节式速度控制系统在考虑到与前面行驶的车辆的间距的情况下来影响汽车的运动状态。从大量传感器数据中，例如自身速度和相对于前面行驶的车辆的相对速度，由间距调节式速度控制系统来调低发动机的功率，或者当与前方车辆的间距低于预先给定的阈值时，主动引入制动。
间距调节式速度控制系统用于支持驾驶员并且与自主的紧急刹车系统不同。这种紧急刹车系统是电子系统，被构成用于不依靠驾驶员就触发自主的全制动。与此相反地，间距调节式速度控制系统具有极限减速度，通过间距调节式速度控制系统对汽车的干预禁止超过该极限减速度。换句话说，与以极限减速度使汽车制动相比，间距调节式速度控制系统不能自动地使汽车更大程度地制动。
为了及时敦促驾驶员从间距调节式速度控制系统那里重新接管汽车控制，因为该间距调节式速度控制系统由于当时的交通状况而过度负荷，间距调节式速度控制系统就作出运动预测。运动预测是一种数学模型，该数学模型从汽车的运行数据，例如该汽车的速度和该汽车的加速度形式的行驶数据，以及与前面行驶的车辆的间距数据，尤其外推出未来与前面行驶的车辆的间距。在公知的间距调节式速度控制系统中，当运动预测表明，需要比预先给定的极限减速度更大的加速度以避免与前方车辆相撞时，则向汽车驾驶员发出警告信息。
公知的间距调节式速度控制系统的缺点是，它会由于缺失的警告信息而使驾驶员相信自己是安全的，尽管迫切需要驾驶员的干预。
发明内容
本发明的任务是，提出一种总是及时向驾驶员发出警告信号的间距调节式速度控制系统。
本发明通过一种依据分类的间距调节式速度控制系统来解决该问题，在该间距调节式速度控制系统中，电控制器被设置用于检测制动参数，根据这些制动参数可以计算出借助工作制动器可达到的最大减速度，并且当最大制动减速度低于预先给定的阈值时，用于降低极限减速度。
对此，具有优点的是，当工作制动器不能使其按照技术要求的制动减速度达到如此小以致于缺失的警告信号使驾驶员相信了虚假的安全时，就提前发出警告信号。如果工作制动器例如由于持续的制动而发热运转，那么就必须提前发出警告信号，以阻止驾驶员错误地认为，被他激活的间距调节式速度控制系统可以单独安全地对与前面行驶的车辆的间距进行控制。但是如果驾驶员收到了警告信号，那么他就可以主动地例如降低行驶速度并且避免危险情况。
此外，具有优点的是，现有的间距调节式速度控制系统可以轻松地被装备成按照本发明的间距调节式速度控制系统。对此只须改变在电控制器上提供的电程序。
在上述说明的框架中，把汽车的运行数据尤其理解为行驶数据，即关于速度的，关于加速度或者关于减速度的数据。运行数据还可以是发动机数据，例如发动机功率。换句话说，运行数据是如下这种数据，即，这些数据的变化对汽车的运动状态产生影响。转向角也可以属于汽车的运行数据。
把间距数据尤其理解为与前面行驶的车辆的间距，与前面行驶的车辆的相对速度或者与前面行驶的车辆的相对速度的变化。
把运动预测尤其理解为如下的每个算法，即，该算法构成用于从在汽车中检测到的数据中推导出关于与前面行驶的车辆的在即将到来的未来的间距的估测，例如在紧接着的10秒钟内。把特征，即，相撞可能性超过预先给定的阈值，尤其理解为，间距调节式速度控制系统在没有驾驶员的干预的情况下不能单独阻止与前面行驶的车辆相撞，并且因此表明发出警告信号是正确的。没有必要在数学意义上计算出可能性并且将该可能性与预先给定的阈值比较。更合适地，已经足够的是，借助运动预测可以得出关于如下情况的结论，即，是否面临与前面行驶的车辆相撞的危险。
把制动参数尤其理解为如下的每个参数，该参数允许进行对最大可达到的制动减速度的推断。在此可能的是，制动参数具有连续或者不连续的数值。制动参数例如可以是工作制动器的温度并且因此示出连续的大小。但是也可能的是，仅将制动参数编码成如下二进制的状态，即，工作制动器的预先给定的温度是否被超过。还可能的是，检测多个制动参数，并且通过在数字存储器中储存的综合特性曲线来读取，存在哪个最大制动减速度。把制动参数也理解为可向车轮施加的最大转矩，该转矩可以由防滑调节器来检测。
把最大制动减速度尤其理解为如下数值，该数值示出可以由工作制动器可靠地实现的制动减速度。在此不必是可由工作制动器实现的最高的数值。例如也可以是在不损害工作制动器的情况下可由工作制动器实现的数值。
在优选实施形式中，电控制器被设置用来在最大制动减速度低于极限减速度时，降低极限减速度。换句话说就是如下情况，即，当间距调节式速度控制系统在内部认为达到了预先给定的极限减速度，但是这由于框架条件而不可能实现。如果在该情况下没有降低极限减速度，那么只有在驾驶员可能不再有机会仍然单独通过刹车来阻止事故发生时，才会发出警告信号。
尤其优选的是，电控制器被设置用于将极限减速度降低为最大制动减速度与安全系数的乘积。由此保证了，当最大制动减速度低于减速度阈值时，总是提早发出警告信号。
例如，如果预先给定数值2.5m/s2作为极限减速度并且检测出了制动参数，从这些制动参数中测定了最大制动减速度4m/s2，这在数值上处于例如预先给定的减速度阈值4.5m/s2之下，那么将新的极限减速度确定为示例性的安全系数0.5与最大制动减速度之间的乘积，在上述例子中为0.5*4m/s2＝2m/s2。于是，当从运动预测中得出，在采用极限减速度2m/s2的情况下，面临撞车的危险时，就已经警告驾驶员，而不是只有在采用了极限减速度3.5m/s2的情况下面临撞车的危险时才警告驾驶员。
在优选的实施形式中，制动参数是工作制动器之一的温度或者所有工作制动器的温度的函数。工作制动器的温度没有必要是唯一的制动参数。当过分加负荷时，发热的工作制动器可以轻易地被破坏。为了给驾驶员机会，通过减低速度来防止损坏工作制动器，就提早发出警告信号。尤其通过如下方式来选择新的极限减速度，即，使该新的极限减速度比这种可能导致工作制动器损坏的制动减速度更小。
当电控制器被设置用于从由制动系统通过汽车的数据总线所发送的EBC5信息(EBC5-Botschaft)中提取制动参数时，该EBC5信息定义在SAE标准(SAE-Norm)J1939-71-中，间距调节式速度控制系统可以特别简单地构造。
为了能够在滑溜的街道的情况下提早发出警告信号，按照优选实施方式设置的是，电控制器被设置用于检测汽车的防抱死系统是否在预先给定的时间间隔内，例如10秒，为了调节工作制动器而被激活，该电控制器被设置用于检测防抱死系统所达到的制动减速度，并且被设置用于从所达到的制动减速度中测定最大制动减速度。例如可以从所达到的制动减速度中(该制动减速度是时间的函数)计算出最大值、最小值或者中间值。这样获得的数值同样可以与安全系数相乘，以获得新的极限减速度。
特别优选的是，控制器被设置用于检测防抱死系统当前是否在调节工作制动器，用于检测防抱死系统当前最大可达到的制动减速度，并且用于从当前所达到的制动减速度中测定极限减速度。由此保证了，在行车道的抗滑性快速变化的情况下，总是及时地发出警告信号。
当电控制器被设置用于从在SAE-Norm J1939-71中定义的EBC1信息中提取信号“ABS-Control-Active”，该EBC1信息由防抱死系统通过汽车总线发送，并且用于根据从车轮转数或者车轮速度或汽车速度中所测定的减速度来测定制动参数时，间距调节式速度控制系统可以特别简单地构造。如果是这种情况，那么就从速度数值或者转速数值中测定加速度。这例如可以通过对车速里程表数据按时间进行数值的一次或两次求导来实现。
附图说明
下面，结合附图对本发明的实施例进行详细阐述，其中：
图1示出用于依据本发明的汽车的依据本发明的间距调节式速度控制系统的示意性视图。
具体实施方式
图1示出汽车10，该汽车具有前侧12，并且在示意性画出的街道上在行驶方向F上前进。借助前方车辆检测设备可以检测出在汽车10前面行驶的前方车辆16。前方车辆检测设备被设置用来从其那方面检测出前方车辆16，因此用来提供是否确实存在前方车辆的信息，并且另一方面用来测定汽车10的前侧12与前方车辆16的后侧之间的间距A。
汽车10包括用于车轮和/或汽车速度的检测装置18，该检测装置是行驶数据检测设备，行驶数据以汽车10的行驶速度VF的形式被检测。汽车10还包括驶偏传感器20和可选的减速度传感器22，该减速度传感器例如可以是气囊系统(Airbag-System)的部分。驶偏传感器20和可选的减速度传感器22同样是行驶数据传感器，并且检测驶偏率或者减速度或加速度的形式的行驶数据。
行驶数据传感器18、20、22通过电线与电控制器24连接，该电控制器还与用于测定间距A的间距传感器26联接。间距传感器26以一时间间隔例如50毫秒来检测测量数据并且从中算出与前方车辆16的间距A。此外，从间距A中的变化中测定汽车10与前方车辆16之间的相对速度V相对，方法是：将行驶速度VF矢量地合算成相对速度V相对。
电控制器24从行驶数据传感器18、20、22、26的数据中作出运动预测，借助于该运动预测外推出未来的依赖于时间t的间距A和可能的其他数值，例如未来相对速度。
在电存储器28中存放的是极限减速度a极限。电控制器24连续地测定：如果汽车10以极限减速度a极限刹车，汽车10是否会撞上前方车辆16。如果是这种情况，那么电控制器24就通过输出设备30向汽车10驾驶员发出警告信号。该警告信号可以是视觉的，触觉的和/或声音的。
电控制器与工作制动器32.1、32.2、32.3、32.4形式的制动机构保持接触。存在四个工作制动器32不是必要的，在多轴的汽车中也可以有多个工作制动器。工作制动器32包括制动控制器并且通过数据总线34与电控制器24连接。数据总线34按照SAE J 1939标准工作并且不断与电控制器24保持通信，该电控制器从数据总线34检测出工作制动器32的制动参数。这些制动参数例如是工作制动器的温度T、该工作制动器的功能准备程度和该工作制动器的运转状态，例如刚才工作制动器32的防抱死系统是否被激活。
电控制器24从数据总线34上的制动参数中连续地测定最大可达到的最大制动减速度a最大，例如方法是：该电控制器借助储存在电存储器28中的综合特性曲线对接收到的制动参数进行调整。例如，如果表明工作制动器32.1至32.4中的至少一个工作制动器具有升高的温度，由于升高的温度只能实现由工作制动器在无损坏的情况下能施加的最大制动减速度a最大，该最大减速度在数值上比制动减速度a极限小，那么电控制器24将用于极限减速度a极限的新的数值写入到电存储器28中。该用于极限减速度a极限的新的数值通过将最大制动减速度a最大与安全系数S相乘而获得，该安全系数例如可以是0.75。
如果现在表明在采用新的极限减速度a极限的情况下，汽车10可能会撞上前方车辆16，那么就发出警告信号。驾驶员例如可以变换车道或者以数值高于极限减速度a极限的减速度开始进行刹车。附加地，可以向驾驶员指明，工作制动器32具有升高的温度T，以便使他有机会，例如通过换到低速档给工作制动器32减负。
如果电控制器24从EBC1数据总线信号中提取出：至少针对工作制动器32中的几个工作制动器来说这几个工作制动器的防抱死系统是激活的，那么该电控制器通过减速度传感器22来检测最大制动减速度a最 大。可供选择地，通过对用于车轮和/或汽车速度的检测装置18的车速里程表数据进行两次求导而算出最大制动减速度a最大。如上所述，电控制器24改变针对存放在电存储器28中的极限减速度a极限的数值。
连续执行上述方法。如果在预先给定的时间间隔之后，制动参数是如下情况，即，测定了最大制动减速度a最大，该最大制动减速度在数值上高于按标准设定的极限减速度a极限，那么再次在电存储器28中设定极限减速度a极限的原始数值，例如a极限＝2.5m/s2。
只要汽车10具有防滑调节器，也可以将最大可向车轮上施加的转矩作为制动参数来检测。

Claims (11)

1.用于带有工作制动器的汽车的间距调节式速度控制系统，所述间距调节式速度控制系统包括电控制器(24)，所述电控制器(24)被设置用于
(a)检测所述汽车的行驶数据和与前面行驶的车辆的间距数据，
(b)从所述行驶数据和所述间距数据中作出运动预测，
(c)通过对驱动机构或者制动机构施加影响来影响所述汽车的运动状态并且
(d)当所述运动预测表明，在采用预先给定的极限减速度(a极限)的情况下，在所述间距调节式速度控制系统被激活而没有所述汽车的驾驶员的干预的情况下，与另一辆汽车相撞的相撞可能性超过了预先给定的相撞可能性阈值，就向所述汽车(10)的驾驶员发出警告信号，
其特征在于，所述电控制器(24)被设置用于
(e)检测制动参数，根据所述制动参数能够计算出借助所述工作制动器所能达到的最大制动减速度(a最大)，并且
(f)当所述最大制动减速度(a最大)低于预先给定的减速度阈值时，降低所述极限减速度(a极限)。
2.根据权利要求1所述的间距调节式速度控制系统，其特征在于，所述减速度阈值是所述极限减速度。
3.根据上述权利要求之一所述的间距调节式速度控制系统，其特征在于，所述电控制器(24)被设置用于将所述极限减速度降低为所述最大制动减速度与安全系数的乘积。
4.根据上述权利要求之一所述的间距调节式速度控制系统，其特征在于，所述制动参数是所述工作制动器的温度和/或通过防滑调节器所检测到的、能施加到车轮上的最大转矩。
5.根据权利要求4所述的间距调节式速度控制系统，其特征在于，所述电控制器被设置用于从制动系统通过所述汽车的数据总线所发送的EBC5信息中提取所述制动参数。
6.根据上述权利要求之一所述的间距调节式速度控制系统，其特征在于，所述电控制器被设置用于
-检测所述汽车的防抱死系统是否在预先给定的时间间隔内为了调节所述工作制动器而被激活，
-检测所述防抱死系统所达到的制动减速度，并且，
-从所达到的所述制动减速度中测定所述最大制动减速度。
7.根据权利要求6所述的间距调节式速度控制系统，其特征在于，所述电控制器被设置用于
-检测所述防抱死系统当前是否在调整所述工作制动器，
-检测所述防抱死系统当前最大能达到的所述制动减速度，并且
-从当前所达到的所述制动减速度中测定所述极限减速度。
8.根据权利要求7所述的间距调节式速度控制系统，其特征在于，所述电控制器被设置用于
-从所述防抱死系统通过所述汽车的数据总线发送的EBC1信息中提取信号“ABS control active”，并且
-从根据汽车速度和/或车轮速度所测定的减速度中或者从借助于传感器直接检测出的减速度中测定所述制动参数。
9.带有根据上述权利要求之一所述的间距调节式速度控制系统的汽车。
10.用于使间距调节式速度控制系统运行的方法，具有如下步骤：
(a)检测汽车的行驶数据和与前面行驶的车辆的间距数据，
(b)从所述行驶数据和所述间距数据中作出运动预测，通过对驱动机构或者制动机构施加影响来影响所述汽车的运动状态，并且
(c)当所述运动预测表明，在采用预先给定的极限减速度的情况下，与另一辆汽车相撞的相撞可能性超过了预先给定的相撞可能性阈值，就向所述汽车的驾驶员发出警告信号，
(d)从所述工作制动器的制动参数中计算能达到的最大制动减速度，以及
(e)当所述最大制动减速度低于预先给定的减速度阈值时，降低所述极限减速度。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，连续地重复所述方法。
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