DE10047048A1 - Verfahren und Einrichtung in einem Fahrzeug zum selbsttätigen Beschleunigen und Verzögern - Google Patents
Verfahren und Einrichtung in einem Fahrzeug zum selbsttätigen Beschleunigen und VerzögernInfo
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Abstract
Bei einem Verfahren zur selbsttätigen Geschwindigkeitseinstellung in einem Fahrzeug werden der Abstand und die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug und einem Hindernis sensorisch ermittelt und der Berechnung eines fahrerunabhängig zu erzeugenden Brems- bzw. Antriebsmomentes zugrundegelegt. Bei Unterschreitung eines Mindestabstandes des Fahrzeuges wird selbsttätig abgebremst. DOLLAR A Weiterhin ist vorgesehen, daß die Fahrzeugverzögerung beim selbsttätigen Abbremsen einer Sollverzögerung folgt, die sich additiv aus drei Verzögerungsanteilen zusammensetzt, die nach unterschiedlichen Vorschriften ermittelt werden.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrich
tung in einem Fahrzeug zum selbsttätigen Beschleunigen und Ver
zögern nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. 12.
Es sind Systeme zur selbsttätigen Einstellung der Fahrzeug
längsbewegung eines Fahrzeuges bekannt, das einem vorausfahren
den Fahrzeug nachfolgt, wobei sowohl der Abstand und als auch
die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug und dem vo
rausfahrenden Fahrzeug selbsttätig eingestellt werden. Hierzu
werden zunächst der tatsächliche Abstand und die tatsächliche
Relativgeschwindigkeit unter Zuhilfenahme vorausschauender Sen
soren gemessen, die Messsignale gemäß einer vorgegebenen Um
formbeziehung manipuliert und schließlich Stellsignale erzeugt,
die Stellorganen im Fahrzeug zur Einstellung der gewünschten
Abstands- und Geschwindigkeitswerte zugeführt werden.
Aus der Druckschrift DE 41 00 993 A1 ist ein derartiges, als
Folgesteuereinrichtung bezeichnetes System bekannt, mit dem ein
Betrieb des Fahrzeug in einem Stop-and-Go-Modus möglich ist,
beispielsweise bei Fahrten in einem Stau. Hierbei wird bei ak
tivierter Folgesteuereinrichtung das Folgefahrzeug selbsttätig
in Abhängigkeit der Bewegung des vorausfahrenden Fahrzeuges be
schleunigt und abgebremst, wobei bei größeren Abständen die Ge
schwindigkeit des Folgefahrzeugs diejenige des vorausfahrenden
Fahrzeugs kurzzeitig überschreiten kann, um den Fahrzeugabstand
auf den Sollabstand zu reduzieren.
Damit derartige, selbsttätig funktionierende Regelsysteme vom
Fahrer akzeptiert werden, ist es erforderlich, Irritationen des
Fahrers, welche beispielsweise durch ruckartige bzw. stark be
schleunigte oder abgebremste Bewegungen des Fahrzeugs ausgelöst
werden können, zu vermeiden.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, den Fahrkomfort und
die Fahrsicherheit in Fahrzeugen mit selbsttätiger Geschwindig
keitseinstellung zu verbessern.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des An
spruches 1 bzw. 12 gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen sind in
den Unteransprüchen enthalten.
Die erfindungsgemäße Verzögerungsfunktion setzt sich aus drei
verschiedenen Anteilen zusammen, denen jeweils unterschiedliche
Funktionen zukommen. Mit der erfindungsgemäßen Verzögerungs
funktion ist ein sanftes Abbremsen des Folgefahrzeugs möglich.
Zugleich ist sichergestellt, dass das Fahrzeug unter Berück
sichtigung eines Sicherheitsabstandes zum vorausfahrenden Fahr
zeug abgebremst wird, gegebenenfalls bis zum Stillstand.
Über einen ersten Verzögerungsanteil wird eine konstante Verzö
gerung vorgegeben, über die unabhängig vom aktuellen Abstand
und der aktuellen Relativgeschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug
und dem Hindernis ein kontinuierliches Abbremsen gewährleistet
wird.
Der zweite Verzögerungsanteil berücksichtigt die aktuelle Ent
fernung zwischen Fahrzeug und Hindernis. Dieser Anteil nimmt zu
Beginn der selbsttätigen Abbremsung einen relativ niedrigen
Wert ein und nimmt mit kleiner werdendem Abstand zum Hindernis
stark zu. Der zweite Verzögerungsanteil stellt aufgrund der
stark anwachsenden Verzögerung sicher, dass das Fahrzeug inner
halb des vorgesehenen Abstandes zum Hindernis zum Stillstand
kommt. Der zweite Verzögerungsanteil ist zweckmäßig als eine im
Nenner stehende Polynomfunktion zweiten Grades darstellbar, wo
bei die Polynomvariable den Abstand zwischen Fahrzeug und Hin
dernis bezeichnet. Der Kehrwert der quadratischen Funktion des
Abstandes gewährleistet bei geringer werdendem Abstand zwischen
Fahrzeug und Hindernis eine überproportional starke Zunahme der
Verzögerung.
In einem dritten Verzögerungsanteil wird eine geschwindigkeits
abhängige Verzögerung aufgebaut, wobei eine höhere Geschwindig
keit eine höhere Verzögerung und eine niedrigere Geschwindig
keit eine niedrigere Verzögerung zur Folge hat. Dieser Anteil,
der bevorzugt nur für den Fall aktiviert wird, dass die Fahr
zeuggeschwindigkeit eine Grenz- bzw. Mindestgeschwindigkeit ü
berschreitet, ist vorteilhaft als Polynomfunktion der Differenz
von Fahrzeuggeschwindigkeit und einer Grenzgeschwindigkeit dar
stellbar, so dass bei einer die Grenzgeschwindigkeit weit über
steigenden Fahrzeuggeschwindigkeit ein hoher Verzögerungsanteil
zum Tragen kommt und mit zunehmender Angleichung der Fahrzeug
geschwindigkeit an die Grenzgeschwindigkeit der Verzögerungsan
teil geringer wird.
Eine Kombination von zweitem Verzögerungsanteil und drittem
Verzögerungsanteil hat zur Folge, das zu Beginn des selbsttäti
gen Bremsvorganges die Sollverzögerung ein erstes Maximum ein
nimmt, welches im weiteren Verlauf auf ein lokales Minimum ab
sinkt und schließlich gegen Ende des Verzögerungsvorganges auf
ein zweites Maximum ansteigt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgese
hen, dass das Fahrzeug bereits vor Aktivierung der aus drei
Verzögerungsanteilen bestehenden selbsttätigen Fahrzeugverzöge
rung mit einer konstanten Verzögerung abgebremst wird, auch
wenn der Mindestabstand zwischen Fahrzeug und Hindernis noch
nicht unterschritten worden ist. Die Vorgabe einer konstanten
Verzögerung wird an die Voraussetzungen gekoppelt, dass das Beschleunigungspedal
des Fahrzeugs nicht betätigt wird und außer
dem das Fahrzeug eine Grenzgeschwindigkeit überschreitet.
Die erfindungsgemäße Einrichtung zur selbsttätigen Geschwindig
keitseinstellung umfasst eine Messvorrichtung, über die der Ab
stand und die Relativgeschwindigkeit zwischen Fahrzeug und Hin
dernis ermittelt wird, und eine Regel- und Steuereinheit, in
der in Abhängigkeit von in der Messvorrichtung erzeugten Mess
signalen Stellsignale generiert werden, über die Stellorgane im
Fahrzeug zur selbsttätigen Geschwindigkeitseinstellung zu be
aufschlagen sind. Die aus den Messsignalen gemäß einer hinter
legten Vorschrift in der Regel- und Steuereinheit erzeugte
Stellsignale berechnen sich additiv aus insgesamt drei Verzöge
rungsanteilen, von denen ein erster Anteil eine konstante Ver
zögerung, ein zweiter Anteil eine mit kleiner werdendem Abstand
größer werdende Verzögerung und ein dritter Anteil eine von der
Fahrzeuggeschwindigkeit abhängende Verzögerung repräsentiert.
Diese Einrichtung zu selbsttätigen Geschwindigkeitseinstellung
im Fahrzeug ist insbesondere zur Durchführung des Verfahrens
mit sämtlichen Verfahrensschritten - einzeln oder in Kombinati
on - geeignet.
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren
Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu ent
nehmen. Es zeigen:
Fig. 1 ein Ablaufdiagramm mit den Verfahrensschritten zur In
betriebnahme, Durchführung und Abschaltung einer
selbsttätigen Geschwindigkeitseinstellung eines Fahr
zeugs, welches einem vorausfahrenden Fahrzeug nach
folgt,
Fig. 2 die Zuschaltbedingungen für die selbsttätige Geschwin
digkeitseinstellung,
Fig. 3 die Abschaltbedingungen,
Fig. 4 eine Darstellung der Regelung des Bremsdrucks,
Fig. 5 ein Diagramm mit dem Verlauf der Sollverzögerung in Ab
hängigkeit von der Zeit.
In dem Ablaufdiagramm gemäß Fig. 1 sind einzelne Verfahrens
schritte für die Durchführung einer selbsttätigen Geschwindig
keitseinstellung in einem Fahrzeug eingetragen, welches einem
vorausfahrenden Fahrzeug oder Hindernis mit konstantem Abstand
nachfolgt oder nähert. Das Folgefahrzeug ist mit einer eine
selbsttätige Geschwindigkeitseinstellung ermöglichenden Senso
rik ausgestattet, insbesondere mit einer vorausschauenden Sen
sorik zur Abstands- und Relativgeschwindigkeitsermittlung. Dar
über hinaus weist das Folgefahrzeug eine Regel- und Steuerein
heit auf, der die Messsignale der Messsensorik zuführbar sind
und in der gemäß einer hinterlegten, nachfolgend näher zu be
schreibenden Berechnungsvorschrift Stellsignale erzeugt werden,
welche diversen Stellorganen im Fahrzeug zur Beeinflussung des
auf die Straße übertragbaren Antriebsmomentes und Bremsmomentes
zuführbar sind. Im Einzelnen handelt es sich bei diesen Stell
organen um die Kraftstoffzufuhr und die Luftzufuhr zur Brenn
kraftmaschine steuernden Stellorganen sowie um eine vorteilhaft
als elektrohydraulische Bremse oder Bremskraftverstärker ausge
bildete Bremseinrichtung, deren Bremsdruck fahrerunabhängig ü
ber Stellsignale einstellbar ist. Es ist auch eine Beeinflus
sung des Zünd- und Einspritzzeitpunktes über das Motormanage
ment möglich.
Das im folgenden beschriebene Verfahren ist auf eine Anwendung
im niedrigen Geschwindigkeitsbereich ausgerichtet und eignet
sich insbesondere für eine Anwendung bei Fahrten im Stau, bei
denen das Fahrzeug innerhalb einer Autokolonne einem unmittel
bar vorausfahrenden Fahrzeug selbsttätig nachfolgt. Im Folgen
den wird dieses Verfahren mit Stop-and-Roll "S" abgekürzt.
Gemäß Verfahrensschritt 1 aus Fig. 1 wird zunächst überprüft,
ob die Start- bzw. Einschaltbedingungen für ein Einschalten des
S vorliegen. Sofern die Bedingungen, die im Ein
zelnen in Fig. 2 dargestellt sind, erfüllt sind, wird gemäß der
Ja-Verzweigung zum folgenden Verfahrensschritt 2 fortgefahren,
andernfalls wird der Nein-Verzweigung entsprechend der Verfah
rensschritt 1 in zyklischen Abständen erneut durchlaufen, um
regelmäßig zu überprüfen, ob die Bedingungen für die Einschal
tung vorliegen.
Sofern die Einschaltbedingungen erfüllt sind, wird gemäß Ver
fahrensschritt 2 im Fahrzeug im Sichtbereich des Fahrers eine
Kombianzeige betätigt und dem Fahrer eine Mitteilung der Form
"S ein" übermittelt, um den Fahrer über die Einschaltung des
S zu informieren.
Im folgenden Verfahrensschritt 3 wird überprüft, ob die Aus
schaltbedingungen für eine Abschaltung des S vorlie
gen. Sofern diese Bedingungen, die im Einzelnen in Fig. 3 er
läutert werden, erfüllt sind, wird das Verfahren beendet und
der Ja-Verzweigung entsprechend zum Verfahrensschritt 8 fortge
fahren, gemäß dem in der Kombianzeige eine Mitteilung der Form
"S aus" zur Information des Fahrers dargestellt wird. An
schließend wird wiederum in zyklischen Abständen zum Verfah
rensschritt 1 fortgefahren, um erneut die Einschaltbedingungen
zu überprüfen.
Sofern die Ausschaltbedingungen gemäß Verfahrensschritt 3 nicht
erfüllt sind, kann das S fortgeführt werden. In
diesem Fall wird der Nein-Verzweigung entsprechend zum Verfah
rensschritt 4 fortgefahren, in welchem die Fahrzeugumgebung,
insbesondere der vorausliegende Fahrzeugbereich, auf relevante,
als Hindernis einzustufende Objekte untersucht wird. Die Ob
jekterkennung setzt zum einen eine vorausschauende Sensorik im
Fahrzeug voraus, beispielsweise Ultraschallsensoren, gegebenen
falls aber auch Infrarotsensoren, Radarsensoren oder Sensoren
für den sichtbaren Bereich, die eine Abtastung der Fahrzeugum
gebung und Detektion von Hindernissen bzw. Fremdfahrzeugen er
möglichen. Zum anderen beinhaltet die Objekterkennung eine in
der Regelungs- und Steuereinheit abgelegte Erkennungslogik, um
aus den Sensorsignalen diejenigen Objekte herauszufiltern, die
für die Funktion "S" von Bedeutung sind. Die Erkennungslogik
umfasst eine fahrgeschwindigkeits- und abstandsabhängige Daten
filterung, eine Verifikation der Messsignale durch mehrfaches
Messen, eine Plausibilitätsüberprüfung der erfassten Objekte
und ein Tracking von Objekten, bei dem erkannte Objekte über
einen bestimmten Zeitraum verfolgt werden.
Sofern in Verfahrensschritt 4 ein relevantes Objekt erkannt
worden ist, wird der Ja-Verzweigung entsprechend zum Verfah
rensschritt 5 fortgefahren, gemäß dem dem Fahrer über eine Tra
ckingleuchte angezeigt wird, dass das Fahrzeug ein vorauslie
gendes relevantes Objekt (Fahrzeug oder Hindernis) erkannt hat.
Der Fahrer hat auch bei aktivierter S die Möglich
keit, durch Betätigung des Beschleunigungspedals die im Fahr
zeug selbsttätig eingestellte Maximalgeschwindigkeit zu über
schreiten, beispielsweise, um bei einer Beschleunigung des vo
rausfahrenden Fahrzeuges auf eine Geschwindigkeit, welche die
zulässige, selbsttätig einzuhaltende Maximalgeschwindigkeit des
Folgefahrzeuges übersteigt, dem vorausfahrenden Fahrzeug durch
manuellen Fahrereingriff folgen zu können. Es soll in diesem
Fall jedoch die S nicht grundsätzlich abgeschaltet
werden, sondern lediglich für den Zeitraum der Gaspedalbetäti
gung außer Kraft gesetzt werden. Sobald der Fahrer das Gaspedal
nicht länger betätigt, tritt die S automatisch wie
der in Kraft.
Im Verfahrensschritt 6 wird überprüft, ob der Fahrer das Gaspe
dal betätigt. Sofern dies der Fall ist, wird der Ja-Verzweigung
entsprechend zum Verfahrensschritt 3 zurückgekehrt, in welchem
überprüft wird, ob die Abschaltbedingungen für die S
erfüllt sind. Sofern eine Gaspedalbetätigung nicht vorliegt,
wird der Nein-Verzweigung entsprechend zum Verfahrensschritt 7
fortgefahren, gemäß dem der Bremsdruck im Fahrzeug entsprechend
einer in Fig. 5 im Detail beschriebenen und in der Regel- und
Steuereinheit des Fahrzeugs hinterlegten Sollverzögerung einge
regelt wird.
Sofern im Verfahrensschritt 4 kein relevantes Objekt erkannt
wird, wird gemäß der Nein-Verzweigung zum Verfahrensschritt 9
fortgefahren, in welchem die Trackingleuchte im Fahrzeug ausge
schaltet wird, vorausgesetzt, diese Leuchte ist bei einem vo
rangegangenen Verfahrensdurchlauf bereits eingeschaltet worden.
Im nächsten Verfahrensschritt 10 werden zwei Bedingungen über
prüft, bei deren Vorliegen entsprechend der Bedingung gemäß
Verfahrensschritt 6 die S durch einen manuellen Fah
rereingriff außer Kraft gesetzt wird, jedoch zeitlich be
schränkt auf die Dauer dieses Fahrereingriffs. Bei den Bedin
gungen des Verfahrensschrittes 10 handelt es sich um eine Pe
dalbetätigung durch den Fahrer, und zwar um eine Betätigung des
Beschleunigungspedals oder eine Betätigung des Bremspedals. So
fern eine dieser Bedingungen vorliegt, wird der Ja-Verzweigung
entsprechend zum Verfahrensschritt 3 zurückgekehrt, gemäß dem
die grundsätzlichen Ausschaltbedingungen der S abge
fragt werden. Sofern eine fahrerbedingte Pedalbetätigung nicht
vorliegt, wird der Nein-Verzweigung des Verfahrensschrittes 10
entsprechend fortgefahren und im Verfahrensschritt 11 eine kon
stante Fahrzeuggeschwindigkeit von zum Beispiel v = 4 km/h ein
geregelt. Bei dieser Fahrzeuggeschwindigkeit handelt es sich um
eine Grenz- bzw. Kriechgeschwindigkeit vKr, die zweckmäßig fest
vorgegeben ist, gegebenenfalls aber auch vom Fahrer angepasst
werden kann und die eine auf Staufahrten angepasste Geschwin
digkeits-Obergrenze kennzeichnet, auf die das Fahrzeug selbst
tätig im S beschleunigt wird, wenn der Abstand zum vorausliegenden
Fahrzeug bzw. Hindernis einen Mindestabstand über
schreitet. Dies ist der Fall, wenn im Verfahrensschritt 4 bei
der Objekterkennung der S kein Objekt detektiert
wird und sich somit innerhalb des zu untersuchenden Bereiches
kein Hindernis oder Fremdfahrzeug befindet. Die Einstellung der
Fahrzeuggeschwindigkeit v auf die Grenzgeschwindigkeit vKr er
folgt selbsttätig durch eine entsprechende Manipulation der
Brennkraftmaschine bzw. eines der Brennkraftmaschine zugeordne
ten Aggregates und gegebenenfalls durch einen Bremseneingriff.
Parallel zur Einhaltung der konstanten Fahrzeuggeschwindigkeit
erfolgt eine regelmäßig, zyklische Überprüfung der Abschaltbe
dingungen aus Verfahrensschritt 3 und der daraus resultierenden
Verzweigung entweder zum Verfahrensschritt 4 oder zum Verfah
rensschritt 8.
In Fig. 2 sind die Einschaltbedingungen für die Einschaltung
der S entsprechend dem Verfahrensschritt 1 aus Fig.
1 dargestellt. Zunächst wird überprüft, ob die Fahrzeugge
schwindigkeit v kleiner ist als ein erster Schwellenwert
Schwelle_1, welcher bevorzugt als konstanter Geschwindigkeits
wert vorgegeben wird und in der Regel- und Steuereinheit abge
speichert ist und beispielsweise einen Wert von 30 km/h einneh
men kann. Mit dieser Überprüfung soll sichergestellt werden,
das die selbsttätige S nur bei verhältnismäßig nied
rigen Geschwindigkeiten unterhalb des Schwellenwertes Schwelle
_1 durchgeführt wird. Ist die Fahrzeuggeschwindigkeit v nicht
kleiner als der Schwellenwert Schwelle_1, wird der Nein-
Verzweigung entsprechend der Abfrageblock gemäß Verfahrens
schritt 1 abgebrochen und es wird zu einer erneuten, zyklischen
Überprüfung des Verfahrensschrittes 1 mit sämtlichen Einschalt
bedingungen für die S zurückgekehrt.
Sofern die Fahrzeuggeschwindigkeit v kleiner ist als der
Schwellenwert Schwelle_1, wird der Ja-Verzweigung entsprechend
zum nächsten Abfrageblock innerhalb des Verfahrensschrittes 1
fortgefahren. Als zusätzliche Bedingung, welche akkumulativ zur
Geschwindigkeitsbedingung erfüllt sein muss, wird nunmehr abge
fragt, ob vom Fahrer die S explizit eingeschaltet
wird. Hierfür kann gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2
eine Betätigung des Tempomathebels überprüft werden, beispiels
weise indem diejenigen Tempomathebelpositionen, mit denen übli
cherweise die Tempomatfunktion eingeschaltet wird, auch für die
Betätigung der S herangezogen werden. Hierbei han
delt es sich im Ausführungsbeispiel um die Tempomathebelpositi
onen "gezogen", "nach oben gedrückt" und "nach unten gedrückt".
Sofern der Tempomathebel eine dieser Positionen einnimmt, sind
sämtliche Bedingungen für die Einschaltung der S er
füllt und es wird der Ja-Verzweigung entsprechend zum folgenden
Verfahrensschritt 2 aus Fig. 1 fortgefahren.
In Fig. 3 sind die Abschaltbedingungen für eine Abschaltung der
S dargestellt. Im ersten Abfrageblock des Verfah
rensschrittes 3, welcher sämtliche Abschaltfunktionen für die
Abschaltung der S umfasst, wird zunächst überprüft,
ob das Schaltelement, mit dem eine manuelle Abschaltung der
S möglich ist, betätigt worden ist. Im Ausführungs
beispiel nach Fig. 3 handelt es sich bei diesem Schaltelement
wiederum um den Tempomathebel, wobei eine Abschaltung der SFunktion für den Fall vorliegt, dass der Tempomathebel die
Stellung "gedrückt" einnimmt, die auch mit der Abschaltstellung
für eine Abschaltung der Tempomatfunktion übereinstimmt. Sofern
sich das Schaltelement in dieser Abschaltposition befindet, ist
die S ausgeschaltet worden und es wird der Ja-
Verzweigung entsprechend zum Verfahrensschritt 8 in Fig. 1 zu
rückgekehrt.
Sofern im ersten Abfrageblock eine manuelle Abschaltung der
S nicht festgestellt worden ist, wird der Nein-
Verzweigung des ersten Abschalteblocks entsprechend zum nächsten
Abschaltblock innerhalb des Verfahrensschrittes 3 fortge
fahren, in welchem alternativ überprüft wird, ob die Fahrzeug
geschwindigkeit v einen zweiten Schwellenwert Schwelle_2 über
schreitet, der vorteilhaft höher ist als der erste Schwellen
wert Schwelle_1 und beispielsweise einen Wert von 50 km/h ein
nimmt. Mit dieser Abfrage wird sichergestellt, das die SFunktion für den Fall abgeschaltet wird, dass der Fahrer bei
einer aktivierten S das Gaspedal soweit überdrückt,
dass die Fahrzeuggeschwindigkeit den zweiten Schwellenwert
Schwelle_2 übersteigt. In diesem Fall wird aus Sicherheitsgrün
den auch bei einem anschließenden Abfallen der Fahrzeugge
schwindigkeit unter den zweiten Schwellenwert Schwelle_2 die
S erst wieder in Betrieb genommen, wenn erneut die
Einschaltbedingungen aus Fig. 2 erfüllt sind.
Dementsprechend wird gemäß der Ja-Verzweigung die S
ausgeschaltet und zum Verfahrensschritt 8 gemäß Fig. 1 fortge
fahren, falls die Fahrzeuggeschwindigkeit v größer ist als der
zweite Schwellenwert Schwelle_2. Andernfalls sind die Abschalt
bedingungen nicht erfüllt, die S bleibt grundsätz
lich eingeschaltet. In diesem Fall wird der Nein-Verzweigung
entsprechend zum Verfahrensschritt 4 aus Fig. 1 fortgefahren.
In Fig. 4 ist der Verfahrensschritt 7 aus Fig. 1, gemäß dem der
Bremsdruck im Fahrzeug auf einen gewünschten Wert eingestellt
wird, im Einzelnen dargestellt. In dem sich an die Abfrage ge
mäß Verfahrensschritt 6 aus Fig. 1 anschließenden Verfahrens
schritt 7 wird in einem ersten Abfrageblock 7.1 zunächst über
prüft, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit v = 0 km/h ist, ob also
das Fahrzeug still steht. Die Fahrzeuggeschwindigkeit kann
hierbei rechnerisch ermittelt werden. Sofern die Fahrzeugge
schwindigkeit v nicht gleich 0 km/h ist, wird der Nein-
Verzweigung entsprechend zum nächsten Verfahrensblock 7.2 fort
gefahren, gemäß dem eine der aktuellen Fahrzeugsituation ent
sprechende Sollverzögerung im Regler der Regel- und Steuereinheit
ermittelt wird. Die Sollverzögerung wird im folgenden Ver
fahrensschritt 7.3 an die entsprechenden Stellorgane im Fahr
zeug, insbesondere an eine elektrohydraulische Bremse oder ei
nen Bremskraftverstärker des Fahrzeuges, weitergeleitet, um die
gewünschte Sollverzögerung einzustellen. Die Sollverzögerung
kann aber auch den Wert 0 einnehmen, sofern das vorausfahrende
Fahrzeug sich in ausreichend großer Entfernung zum Folgefahr
zeug befindet und somit die Bedingungen für ein selbsttätiges
Einhalten einer Fahrzeuggeschwindigkeit v < 0 gemäß der SFunktion erfüllt sind.
Falls im ersten Abfrageblock 7.1 festgestellt wird, das die
Fahrzeuggeschwindigkeit v = 0 ist, wird der Ja-Verzweigung ent
sprechend zum Abfrageblock 7.4 fortgefahren, in dem überprüft
wird, ob der Stillstand des Fahrzeugs in der aktivierten SFunktion im ersten Durchlaufzyklus festgestellt worden ist oder
ob der Fahrzeugstillstand bereits seit mehreren Zyklen andau
ert. Sofern ein erster Zyklus für den Fahrzeugstillstand fest
gestellt wird, wird der Ja-Verzweigung entsprechend zum Verfah
rensschritt 7.5 fortgefahren, in dem eine Sollverzögerung im
Regler ermittelt und abgespeichert wird. Im weiteren Verlauf
wird zum Verfahrensblock 7.3 fortgefahren, in dem die SFunktion ausgeführt wird.
Sofern in der Abfrage nach Verfahrensschritt 7.4 festgestellt
wird, dass das Fahrzeug sich bereits im zweiten Zyklus oder in
einem höheren Zyklus im Stillstand befindet, wird zum Verfah
rensschritt 7.6 fortgefahren, welcher eine Feinabfrage des Ver
fahrensschrittes 7.1 darstellt und in dem bevorzugt über Rad
drehzahlfühler DZF festgestellt wird, ob das Fahrzeug mit sehr
niedriger Geschwindigkeit rollt, die unterhalb der Toleranz
grenze der Geschwindigkeitsabfrage aus Schritt 7.1 liegt und
daher in Schritt 7.1 nicht ermittelt werden konnte. Diese Ge
schwindigkeit liegt insbesondere in einem Bereich kleiner als 3 km/h.
Sofern dies nicht der Fall ist, wird zum Verfahrensschritt 7.7
fortgefahren, gemäß dem die aus einem vorangegangenen Zyklus im
Verfahrensschritt 7.5 ermittelte Sollverzögerung nunmehr ver
wendet wird. Anschließend wird wiederum zum Verfahrensschritt
7.3 fortgefahren und die S durchgeführt.
Falls jedoch im Verfahrensschritt 7.6 festgestellt wird, dass
das Fahrzeug mit niedriger Geschwindigkeit rollt, wird der Ja-
Verzweigung entsprechend zum Verfahrensschritt 7.8 fortgefah
ren, in welchem die aus dem vorangegangenen Zyklus abgespei
cherte Sollverzögerung um einen Betrag X erhöht wird, welcher
dem Bewegungszustand des Fahrzeugs Rechnung trägt. Die um den
Betrag X erhöhte Sollverzögerung wird im Verfahrensschritt 7.9
abgespeichert; schließlich wird zur Anwendung der S
zum Schritt 7.3 fortgefahren.
Im Anschluss an den Verfahrensschritt 7.3 wird zur zyklischen
Überprüfung der Ausschaltbedingungen zum Verfahrensschritt 3
aus Fig. 1 fortgefahren.
In Fig. 5 ist der Verlauf der Sollverzögerung asoll über der
Zeit dargestellt. Die Sollverzögerung asoll wird in dem Fahrzeug
in der Regel- und Steuereinheit zur Abbremsung des Fahrzeugs
bei aktivierter S vorgegeben.
Bis zu einem Zeitpunkt t0 nimmt die Sollverzögerung den Wert 0
ein, da bis zu diesem Zeitpunkt noch keine Bedingungen vorlie
gen, die eine selbsttätige Verzögerung des Fahrzeuges auslösen.
Zum Zeitpunkt t0 wird die Fahrzeugverzögerung zunächst auf ei
nen konstanten Verzögerungswert asoll,0 gesetzt. Als zu erfüllen
de Bedingung für die Anhebung der Sollverzögerung auf den kon
stanten Wert asoll,0 wird kumulativ abgefragt, ob die Fahrzeugge
schwindigkeit v größer ist als die Grenz- bzw. Kriechgeschwindigkeit
vKr und ob das Gaspedal betätigt ist. Diese kumulativ
zu erfüllenden Bedingungen spiegeln eine Situation wider, bei
der die Fahrzeuggeschwindigkeit v bei aktivierter S
aufgrund eines manuellen Gaspedaleingriffs durch den Fahrer zu
nächst über die Grenzgeschwindigkeit vKr angestiegen ist und
bei der anschließend der Fahrer die Pedalbetätigung zurück
nimmt, die Fahrzeuggeschwindigkeit v jedoch im Schubmodus immer
noch größer ist als die Grenzgeschwindigkeit vKr. Das Aufbrin
gen der konstanten Verzögerung asoll,0 soll die Fahrzeuggeschwin
digkeit v auf einen Wert herabdrücken, der kleiner ist als oder
gleich groß ist wie die Grenzgeschwindigkeit vKr.
Zum Zeitpunkt t1 wird mittels der Umgebungssensorik des Fahr
zeugs und der dazugehörenden Erkennungslogik ein Hindernis er
kannt, womit zugleich die Auslösebedingung für die Anwendung
der Sollverzögerung mit mehreren, additiv überlagerten Anteilen
erfüllt ist. Die Sollverzögerung asoll steigt gegenüber dem kon
stanten Wert asoll,0, der zwischen den Zeitpunkten t0 und t1
herrscht, auf einen höheren Wert an, der sich additiv aus den
Einzelbeträgen eines ersten Verzögerungsanteiles asoll,1, eines
zweiten Verzögerungsanteiles asoll,2 und eines dritten Verzöge
rungsanteiles asoll,3 zusammensetzt:
asoll = asoll,1 + asoll,2 + asoll,3.
Der erste Verzögerungsanteil asoll,1 nimmt einen konstanten Wert
k1 ein, der im Ausführungsbeispiel unterhalb des Wertes der An
fangsverzögerung asoll,0 liegt:
asoll,1 = k1
Der zweite Verzögerungsanteil asoll,2 hängt vom Kehrwert des Ab
standes Δs zwischen Fahrzeug und vorausfahrendem Fahrzeug bzw.
Hindernis ab und berechnet sich gemäß folgender Funktion:
asoll,2 = k2/(Δs + ks)n
asoll,2 = k2/(Δs + ks)n
Mit n wird ein Exponent bezeichnet, der üblicher Weise den Wert
1 einnimmt, gegebenenfalls aber auch höher liegen kann. Δs ist
der Relativabstand zwischen Fahrzeug und Hindernis, k2 und ks
sind Konstanten.
Der dritte Verzögerungsanteil asoll,3 hängt von der Fahrzeugge
schwindigkeit v ab:
asoll,3 = k3.(VF - VKr)m
Der Exponent m nimmt üblicherweise den Wert 2 ein, kann gegebe
nenfalls aber auch tiefer oder höher liegen. Der Geschwindig
keitsanteil VF ist entweder gleich der Fahrzeuggeschwindigkeit
v oder bezeichnet die Relativgeschwindigkeit Δv zwischen Fahr
zeug und Hindernis bzw. vorausfahrendem Fahrzeug. Mit vKr wird
die Kriech- bzw. Grenzgeschwindigkeit bezeichnet, k3 ist eine
vorzugebende Konstante.
Der dritte Verzögerungsanteil asoll,3 ist bevorzugt nur aktiv,
falls die Fahrzeuggeschwindigkeit die Grenzgeschwindigkeit vKr
überschreitet. Dies ist im Ausführungsbeispiel bis zum Zeit
punkt t2 der Fall. Fällt die Fahrzeuggeschwindigkeit v dagegen
unter die Grenzgeschwindigkeit vKr ab, so wird der dritte Ver
zögerungsanteil asoll,3 auf den Wert 0 gesetzt.
Gemäß der Überlagerung der drei Verzögerungsanteile asoll,1, a
soll,2 und asoll,3 nimmt die Sollverzögerung asoll im Zeitpunkt t1
ihres Wirksamwerdens zunächst ein erstes Maximum ein, von dem
ausgehend die Sollverzögerung asoll auf ein lokales Minimum ab
sinkt, welches jedoch höher ist als der Wert der eingangs ap
plizierten Verzögerung asoll,0 und von dem ausgehend die Sollver
zögerung wiederum auf ein zweites Maximum im Zeitpunkt t3 ansteigt,
in welchem das Fahrzeug zu einem Stillstand kommt.
Zweckmäßig wird der der Sollverzögerung entsprechende Brems
druck auch nach dem Stillstand des Fahrzeugs weiterhin auf
rechterhalten.
Es kann gegebenenfalls zweckmäßig sein, den Wert der Sollverzö
gerung asoll gemäß der Funktion
asoll = kH.Δv.(asoll,1 + asoll,2 + asoll,3)
zu modifizieren, wobei kH eine weitere Konstante und Δv die Re
lativgeschwindigkeit zwischen Fahrzeug und Hindernis bzw. vo
rausfahrendem Fahrzeug bezeichnet. Hierdurch wird auch die Hin
dernisgeschwindigkeit vH des vorausliegenden Hindernisses bzw.
vorausfahrenden Fahrzeuges berücksichtigt.
Die Sollverzögerung asoll kann einer Filterung unterzogen wer
den, um eine ruckfreie, komfortable Bremsung zu erzielen.
Claims (12)
1. Verfahren zur selbsttätigen Geschwindigkeitseinstellung in
einem Fahrzeug, bei dem der Abstand (Δs) und die Relativge
schwindigkeit (Δv) zwischen dem Fahrzeug (1) und einem Hinder
nis sensorisch ermittelt und der Berechnung eines fahrerunab
hängig zu erzeugenden Bremsmomentes bzw. Antriebsmomentes zu
Grunde gelegt werden, über die die Fahrzeuggeschwindigkeit (v)
selbsttätig an eine Fahrzeug-Sollgeschwindigkeit (vsoll) ange
glichen wird, wobei bei Unterschreitung eines Mindestabstandes
(Δmin)das Fahrzeug selbsttätig abgebremst wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Fahrzeugverzögerung (aist) beim selbsttätigen Abbremsen
des Fahrzeugs einer Sollverzögerung (asoll) folgt, die sich ad
ditiv aus einem ersten Verzögerungsanteil (asoll,1) mit konstan
ter Verzögerung, einem zweiten Verzögerungsanteil (asoll,2) mit
einem mit kleiner werdendem Abstand (Δs) größer werdender Ver
zögerung und einem dritten Verzögerungsanteil (asoll,3) mit einer
von der Fahrzeuggeschwindigkeit (v) abhängenden Verzögerung ge
mäß dem Zusammenhang
asoll = asoll,1 + asoll,2 + asoll,3
zusammensetzt, worin
asoll die Sollverzögerung
asoll,1 den ersten Verzögerungsanteil
asoll,2 den zweiten Verzögerungsanteil
asoll,3 den dritten Verzögerungsanteil
bezeichnet.
asoll = asoll,1 + asoll,2 + asoll,3
zusammensetzt, worin
asoll die Sollverzögerung
asoll,1 den ersten Verzögerungsanteil
asoll,2 den zweiten Verzögerungsanteil
asoll,3 den dritten Verzögerungsanteil
bezeichnet.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der dritte Verzögerungsanteil (asoll,3) mit einer von der
Fahrzeuggeschwindigkeit (v) abhängenden Verzögerung nur für den
Fall aktiv ist, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit (v) eine
Grenzgeschwindigkeit (vKr ) überschreitet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der zweite Verzögerungsanteil (asoll,2) vom Kehrwert des Ab
stands (Δs) zum Hindernis abhängt.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der zweite Verzögerungsanteil (asoll,2) gemäß der Polynom
funktion
asoll = k2/(Δs + ks)neingestellt wird, wobei
Δs den Abstand zwischen Fahrzeug und Hindernis
k2, ks je eine Konstante
n einen Exponenten
bezeichnet.
asoll = k2/(Δs + ks)neingestellt wird, wobei
Δs den Abstand zwischen Fahrzeug und Hindernis
k2, ks je eine Konstante
n einen Exponenten
bezeichnet.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass der dritte Verzögerungsanteil (asoll,3) in Abhängigkeit der
Differenz eines von der Fahrzeuggeschwindigkeit (v) abhängenden
Geschwindigkeitsanteils (vF) und der Grenzgeschwindigkeit (VKr)
gemäß der Polynomfunktion
asoll,3 = k3.(VF - VKr)m
ermittelt wird, wobei
vF ein von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängender Geschwindigkeitsanteil
vKr die Grenzgeschwindigkeit
k3 eine Konstante
m einen Exponenten
bezeichnet.
asoll,3 = k3.(VF - VKr)m
ermittelt wird, wobei
vF ein von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängender Geschwindigkeitsanteil
vKr die Grenzgeschwindigkeit
k3 eine Konstante
m einen Exponenten
bezeichnet.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Geschwindigkeitsanteil (vF) identisch ist mit der
Fahrzeuggeschwindigkeit (v).
7. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Geschwindigkeitsanteils (vF) die Relativgeschwindig
keit (Δv) zwischen dem Fahrzeug (1) und einem Hindernis ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Sollverzögerung (asoll)unter Berücksichtigung der Hin
dernisgeschwindigkeit (vH) gemäß dem Zusammenhang
asoll = kH.Δv.(asoll,1 + asoll,2 + asoll,3)
modifiziert wird, wobei
kH eine Konstante
Δv die Relativgeschwindigkeit zwischen Fahrzeug und Hindernis
bezeichnet.
asoll = kH.Δv.(asoll,1 + asoll,2 + asoll,3)
modifiziert wird, wobei
kH eine Konstante
Δv die Relativgeschwindigkeit zwischen Fahrzeug und Hindernis
bezeichnet.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Fahrzeugverzögerung (aist) auf eine Maximalverzögerung
(amax) begrenzt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Fahrzeug ausschließlich mit einer konstanten Verzöge
rung (asoll,0) abgebremst wird, falls die Fahrzeuggeschwindigkeit
(v) bei unbetätigtem Gaspedal eine Grenzgeschwindigkeit (vKr)
überschreitet und der Mindestabstand (Δmin) noch nicht unter
schritten worden ist.
11. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die konstante Verzögerung (asoll,0) einen anderen Wert ein
nimmt als die konstante Verzögerung (asoll,1), welche einen Be
standteil der Verzögerungsfunktion bildet, mit der das Fahrzeug
nach Unterschreitung des Mindestabstandes (Δmin) selbsttätig ab
gebremst wird.
12. Einrichtung zur selbsttätigen Geschwindigkeitseinstellung
in einem Fahrzeug, insbesondere Einrichtung zur Durchführung
des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, mit einer
Messvorrichtung (3) zur Ermittlung des Abstands (Δs) und der
Relativgeschwindigkeit (Δv) zwischen dem Fahrzeug (1) und ei
nem Hindernis, einer Regel- und Steuereinheit (5), in der in
Abhängigkeit von in der Messvorrichtung (3) erzeugten Messsig
nalen Stellsignale generiert werden, die Stellorganen im Fahr
zeug (1) zur selbsttätigen Einstellung der Fahrzeuggeschwindig
keit (v) zuführbar sind, wobei bei Unterschreitung eines Min
destabstandes das Fahrzeug selbsttätig abgebremst wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Stellsignale in der Regel- und Steuereinheit (5) in
der Weise erzeugbar sind, dass beim selbsttätigen Abbremsen des
Fahrzeugs die Fahrzeugverzögerung (aist) des Fahrzeugs einer
Sollverzögerung (asoll) folgt, die sich additiv aus einem ersten
Verzögerungsanteil (asoll,1) mit konstanter Verzögerung, einem
zweiten Verzögerungsanteil (asoll,2) mit einem mit kleiner wer
dendem Abstand (Δs) größer werdender Verzögerung und einem
dritten Verzögerungsanteil (asoll,3) mit einer von der Fahrzeug
geschwindigkeit (v) abhängenden Verzögerung gemäß dem Zusammen
hang
asoll = asoll,1 + asoll,2 + asoll,3
zusammensetzt, worin
asoll die Sollverzögerung
asoll,1 den ersten Verzögerungsanteil
asoll,2 den zweiten Verzögerungsanteil
asoll,3 den dritten Verzögerungsanteil
bezeichnet.
asoll = asoll,1 + asoll,2 + asoll,3
zusammensetzt, worin
asoll die Sollverzögerung
asoll,1 den ersten Verzögerungsanteil
asoll,2 den zweiten Verzögerungsanteil
asoll,3 den dritten Verzögerungsanteil
bezeichnet.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10047048A DE10047048A1 (de) | 2000-09-22 | 2000-09-22 | Verfahren und Einrichtung in einem Fahrzeug zum selbsttätigen Beschleunigen und Verzögern |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10047048A DE10047048A1 (de) | 2000-09-22 | 2000-09-22 | Verfahren und Einrichtung in einem Fahrzeug zum selbsttätigen Beschleunigen und Verzögern |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10047048A1 true DE10047048A1 (de) | 2002-04-11 |
Family
ID=7657267
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10047048A Withdrawn DE10047048A1 (de) | 2000-09-22 | 2000-09-22 | Verfahren und Einrichtung in einem Fahrzeug zum selbsttätigen Beschleunigen und Verzögern |
Country Status (1)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: DAIMLERCHRYSLER AG, 70327 STUTTGART, DE |
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8141 | Disposal/no request for examination |