DE10047048A1 - Verfahren und Einrichtung in einem Fahrzeug zum selbsttätigen Beschleunigen und Verzögern - Google Patents

Verfahren und Einrichtung in einem Fahrzeug zum selbsttätigen Beschleunigen und Verzögern

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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
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.
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.
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.
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.
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.
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