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Stand der
Technik
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Die
Erfindung betrifft einen Geschwindigkeitsregler für Kraftfahrzeuge,
mit einer zugehörigen Bedieneinrichtung
und mit einer Folgeregelfunktion.
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Ein
Beispiel eines herkömmlichen
Geschwindigkeitsreglers dieser Art ist ein sogenanntes ACC-System
(ACC = Adaptive Cruise Control). Ein solches System weist mindestens
zwei verschiedene Betriebsmodi auf, nämlich einen Folgemodus, in
dem die Folgeregelfunktion aktiv ist und ein vorausfahrendes Fahrzeug
in einem geeigneten Sicherheitsabstand verfolgt wird, sowie einen
Freifahrtmodus, in dem die Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf eine vom
Fahrer gewählte
Wunschgeschwindigkeit geregelt wird. Das Verkehrsumfeld wird mit
einer geeigneten Sensorik erfaßt,
beispielsweise mit Hilfe eines Radarsensors, der die Abstände und
Relativgeschwindigkeiten vorausfahrender Fahrzeuge mißt. Ein
gewisses Winkelauflösungsvermögen des
Radarsensors ermöglicht
es auch, zwischen Fahrzeugen auf der eigenen Fahr spur und auf Nebenspuren zu
unterscheiden. Wenn sich ein vorausfahrendes Fahrzeug auf der eigenen
Spur befindet, so wird im Folgemodus diese Fahrzeug als das sogenannte Zielobjekt
ausgewählt,
und die Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs wird so geregelt,
daß ein
geschwindigkeitsabhängiger
Abstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug eingehalten wird. Dieser
Abstand ist definiert durch eine innerhalb gewisser Grenzen einstellbare
Zeitlücke,
die dem zeitlichen Abstand entspricht, in dem das Vorderfahrzeug
und das eigene Fahrzeuge denselben Punkt auf der Fahrbahn passieren.
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Das
System befindet sich im Freifahrtmodus, wenn vom Fahrer eine bestimmte
Wunschgeschwindigkeit gesetzt wird und sich kein vorausfahrendes Fahrzeug
vor dem eigenen Fahrzeug befindet. Wenn dann vom Radarsensor ein
langsameres Vorderfahrzeug geortet wird, geht das System automatisch
in den Folgemodus über.
Wenn das Zielobjekt wieder verloren geht, kehrt das System in den
Freifahrtmodus zurück.
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Durch
Betätigen
einer Off-Taste oder durch Betätigen
der Fahrzeugbremse kann der Fahrer die ACC-Funktionen deaktivieren.
Eine Resume-Taste ermöglicht
es dann, die Regelung auf die vor der Deaktivierung geltende Wunschgeschwindigkeit
wieder aufzunehmen.
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Die
oben beschriebenen ACC-Funktionen sind generell für Verkehrssituationen
gedacht, die durch eine relativ geringe Dynamik gekennzeichnet sind,
insbesondere für
Fahrten auf Autobahnen oder Schnellstraßen, und sie sind deshalb nur
oberhalb einer bestimmten Mindestgeschwindigkeit aktivierbar. Die
Umfeldsensorik reagiert im ACC-Folgemodus ausschließlich auf
bewegliche Objekte, während
ste hende Objekte unterdrückt
werden, unabhängig
davon, ob sie sich auf der Fahrbahn oder am Fahrbahnrand befinden.
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In
DE 199 58 520 A1 wird
ein Beispiel einer Weiterbildung eines ACC-Systems beschrieben,
bei dem zusätzlich
ein sogenannter Stop & Go-Modus implementiert
ist. Dieser Modus ist für
den unteren Geschwindigkeitsbereich vorgesehen und ermöglicht es
beispielsweise, das eigene Fahrzeug bis in den Stand zu bremsen,
wenn, etwa bei einem Verkehrsstau, das Vorderfahrzeug anhält. Ein
geeignetes Stillstandsmanagement sorgt dafür, daß sich das eigene Fahrzeug
unter bestimmten Bedingungen auch automatisch wieder in Bewegung
setzt, wenn das Vorderfahrzeug wieder anfährt. Allerdings wird diese
Funktion nach einer bestimmten Stillstandszeit automatisch deaktiviert,
damit der Fahrer nicht durch das automatische Anfahren des Fahrzeugs überrascht
wird. Zum erneuten Wiederanfahren ist dann eine aktive Anfahrbestätigung des
Fahrers erforderlich. Bei Fahrzeugen mit Automatikgetriebe muß bei Fahrzeugstillstand
die Bremse aktiv betätigt
werden, damit das Fahrzeug nicht wieder anrollt. Das Stillstandsmanagement
sorgt auch dafür,
daß bei
Fahrzeugstillstand die Deaktivierung des Systems erschwert ist,
damit das Fahrzeug nicht überraschend anrollt,
wenn der Fahrer nur versehentlich das System deaktiviert.
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Im
Stop & Go-Folgemodus
muß die
Umfeldsensorik auch auf stehende Objekte reagieren. In Verkehrssituationen
mit sehr hoher Dynamik, beispielsweise im Stadtverkehr, ist darüber hinaus
eine komplexere Umfeldsensorik erforderlich oder wünschenswert,
damit das nähere
Umfeld des Fahrzeugs differenzierter erfaßt werden kann. Aufgrund der
komplexeren Erfassung des Verkehrsumfeldes und der damit verbundenen
Gefahr von Fehlwarnungen steht die Stop & Go-Funktion nur bis zu einer oberen
Geschwindigkeitsgrenze zur Verfügung.
Diese Grenze ist jedoch höher
als die Mindestgeschwindigkeit für
die ACC-Funktionen, so daß die
Geschwindigkeitsbereiche, in denen die Modi aktivierbar sind, einander überlappen.
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Eine
Anzeigelampe mit mindestens drei Zuständen (Ein, Aus, Farbumschlag)
zeigt an, ob die ACC-Modi aktiv, aktivierbar oder nicht aktivierbar sind.
Eine zweite Anzeigelampe dieser Art ist für den Stop & Go-Modus vorgesehen. Eine weitere
Anzeigelampe dient zur Anzeige, ob ein Zielobjekt vorhanden ist
oder nicht. Darüber
hinaus ist bevorzugt eine Anzeigeeinrichtung zur quantitativen Anzeige
der jeweils gewählten
Wunschgeschwindigkeit vorgesehen.
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Zum
Aktivieren der ACC-Modi sind mindestens zwei Bedienelemente erforderlich,
z. B. eine On-Taste zum Aktivieren des Systems und eine Set-Taste
zum Setzen der Wunschgeschwindigkeit. Zumeist sind zum Setzen sowie
zum Erhöhen
oder Verringern der Wunschgeschwindigkeit zwei Tasten Set+, Set– vorhanden.
Eine Off-Taste ermöglicht
die Deaktivierung des Systems. Eine Resume-Taste gestattet es, die
Regelung auf die vor der Deaktivierung geltende Wunschgeschwindigkeit
wieder aufzunehmen. Zudem umfaßt
die Bedieneinrichtung eine S&G-Taste
zum Aktivieren des Stop & Go-Modus
und zum Umschalten zwischen ACC und Stop & Go.
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Aufgrund
der Vielzahl der Bedien- und Anzeigeelemente ist die Bedienung des
oben beschriebenen Systems relativ komplex und unübersichtlich, was
sich nachteilig auf die Akzeptanz des Systems auswirkt.
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Vorteile der
Erfindung
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Die
Erfindung mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen schafft demgegenüber einen
Geschwindigkeitsregler, der sich einfacher bedienen läßt und zudem
einfacher aufgebaut und daher kostengünstiger ist.
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Der
erfindungsgemäße Geschwindigkeitsregler
weist nur einen einzigen Betriebsmodus auf, in dem im wesentlichen
nur die Folgeregelfunktion aktiv ist. Auf die Möglichkeit, eine Wunschgeschwindigkeit einzugeben,
wird in einer ersten Ausführungsform bewußt verzichtet.
Dadurch ist zum Aktivieren des Geschwindigkeitsreglers nur noch
ein einziges Bedienelement, z. B. die On-Taste erforderlich, während die
Tasten Set+, Set– und
Resume entfallen können. Auch
die zugehörige
Anzeigeeinrichtung wird einfacher und übersichtlicher. Der Verzicht
auf einen besonderen Freifahrtmodus stellt zwar eine gewisse Einschränkung des
Funktionsumfangs dar, der jedoch in der Praxis akzeptabel ist, so
daß die
Vorteile einer vereinfachten Bedienung überwiegen. Dies gilt besonders
für Fahrzeuge,
die vorwiegend in Straßennetzen
mit hoher Verkehrsdichte eingesetzt werden, in denen Freifahrtsituationen
ohnehin nur selten vorkommen.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus
den Unteransprüchen.
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In
einer speziellen Ausführungsform
umfaßt der
einzige Betriebsmodus eine Kombination aus Folgeregelung und Freifahrtregelung,
in dem Sinne, daß auf
einer Wuschgeschwindigkeit gegegelt wird, wenn die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit
oberhalb der oberen Grenzgeschwindigkeit für die Folgeregelung liegt.
Die Betätigung
des einzigen Bedienelements hat dann oberhalb der Grenzgeschwindigkeit die
Funktion, daß die
aktuelle Geschwindigkeit als Wunschgeschwindigkeit gesetzt wird,
und unterhalb der Grenzgeschwindigkeit die Funktion, daß nur die Folgeregelung
aktiviert wird.
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Bevorzugt
umfaßt
der einzige Betriebsmodus des Geschwindigkeitsreglers auch eine
Stop & Go-Folgeregelfunktion,
die ein automatisches Bremsen in den Stand ermöglicht, wenn das Vorderfahrzeug
anhält.
Der Geschwindigkeitsbereich, in dem das System aktivierbar, ist
somit nach unten nicht begrenzt. Auch das Stillstandsmanagement
kann wie bei dem Eingangs beschriebenen System implementiert sein.
Allerdings werden bei dem hier vorgeschlagenen System Standziele
generell ignoriert. Eine Ausnahme bilden lediglich anhaltende Fahrzeuge, also
stehende Objekte, die mit einem früher verfolgten, beweglichen
Zielobjekt identifiziert werden können. Diese Ausgestaltung des
Systems erlaubt es, auf eine Unterscheidung zwischen ACC und Stop & Go zu verzichten,
so daß man
trotz der Stop & Go-Funktion
mit einem einzigen Bedienelement zum Aktivieren des Systems auskommt.
Entsprechendes gilt auch für
die Anzeigeelemente.
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Wie
bei einem herkömmlichen
Geschwindigkeitsregler erfolgt die Deaktivierung bevorzugt durch Betätigen einer
Off-Taste oder des Bremspedals. Auch die Einstellung der Zeitlücke für die Folgeregelfunktion
kann z. B. wie bei bekannten Systemen durch erneute Betätigung der
Aktivierungstaste (On-Taste) im aktiven Zustand erfolgen.
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Die
Bedingung für
die Aktivierbarkeit des Geschwindigkeitsreglers als Folgeregler
besteht darin, daß ein
Zielobjekt vorhanden ist, die aktuelle Geschwindigkeit unter der
Grenzgeschwindigkeit liegt. Eine weitere Bedingung kann darin bestehen,
daß der
Abstand zum Zielobjekt großgenug
und die Relativgeschwindigkeit klein genug ist, so daß kein Gefährdungspotenzial
besteht. Für
die Anzeige der Aktivierbarkeit und des Vorhandenseins eines Zielobjekts
genügt
somit ein einziges Anzeigeelement.
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Wenn
das Zielobjekt verloren geht, so wird das System automatisch deaktiviert,
und dies wird dem Fahrer bevorzugt durch einen optischen, akustischen
oder haptischen Warnhinweis angezeigt. Bei Überschreitung der Grenzgeschwindigkeit
für die Folgeregelung,
etwa wenn das Vorderfahrzeug über diese
Grenze hinaus beschleunigt oder wenn der Fahrer des eigenen Fahrzeugs
das System durch Betätigen
des Gaspedals übersteuert,
wird der Geschwindigkeitsregler automatisch deaktiviert. Auch in diesem
Fall erhält
der Fahrer einen Warnhinweis. In einer modifizierten Ausführungsform
kann auch vorgesehen sein, daß die
Deaktivierung bei Überschreitung
der Geschwindigkeitsgrenze oder bei Zielobjektverlust nicht sofort
erfolgt, sondern daß nach
der Ausgabe des Warnhinweises noch eine Zeitlang auf die aktuelle
Geschwindigkeit geregelt wird, so daß der Fahrer nicht durch einen
plötzlichen
Geschwindigkeitsabfall überrascht
wird, sondern ausreichend Gelegenheit hat, selbst die Kontrolle
zu übernehmen oder
durch erneute Betätigung
des Bedienelements eine Wunschgeschwindigkeit für die Freifahrtregelung zu
setzen.
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Zeichnung
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden
Beschreibung näher
erläutert.
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Es
zeigen:
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1 ein
Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Geschwindigkeitsregler;
und
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2 ein
Flußdiagramm
zur Erläuterung
der Arbeitsweise des Geschwindigkeitsreglers.
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In 1 ist
der eigentliche Geschwindigkeitsregler 10 lediglich als
Block dargestellt. Da die hier betrachteten Funktionen des Geschwindigkeitsreglers
als solche bekannt sind, wird auf eine detailliertere Darstellung
verzichtet.
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Die
Bedieneinrichtung für
den Geschwindigkeitsregler 10 umfaßt zum Aktivieren des Geschwindigkeitsreglers
lediglich ein einziges Bedienelement 12, z. B. eine On-Taste.
Zum Deaktivieren des Geschwindigkeitsreglers ist eine Off-Taste 14 vorgesehen.
Die Betätigung
des Bremspedals durch den Fahrer hat die gleiche Funktion wie die
Betätigung der
Off-Taste 14. Eine zu dem Geschwindigkeitsregler 10 gehörende Anzeigeeinrichtung
wird im gezeigten Beispiel nur durch eine einzige Lampe 16 gebildet,
die in zwei unterschiedliche Farben aufleuchten kann. Wenn die Lampe 16 ausgeschaltet
ist, so bedeutet dies, daß der
Geschwindigkeitsregler nicht aktiv und auch nicht aktivierbar ist.
Aufleuchten der Lampe 16 beispielsweise in gelber Farbe
bedeutet, daß der
Geschwindigkeitsregler nicht aktiv aber aktivierbar ist. Ein Farbumschlag
nach grün bedeutet, daß der Geschwindigkeitsregler
aktiv ist. Wahlweise kann der Zustand "aktivierbar" auch durch eine gesonderte Anzeigelampe
oder durch Aufleuchten einer Umrahmung der Lampe 16 angezeigt
werden.
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Wenn
die für
die Folgeregelung zugrunde gelegte Zeitlücke durch den Benutzer einstellbar
ist, kann die Anzeigeeinrichtung zusätzlich eine Ziffernanzeige
für diese
Zeitlücke
aufweisen. Beispielsweise besteht die Möglichkeit, durch mehrmaliges
Betätigen
der On-Taste 12 eine von mehreren vordefinierten Zeitlücken auszuwählen, wobei
die Auswahl bei jeder Tastenbetätigung
zur nächstgrößeren Zeitlücke weiterspringt
und bei Erreichen der größten Zeitlücke zur
kleinsten zurückspringt.
Wenn keine Einstellung der Zeitlücke
vorgesehen ist, kann die erneute Betätigung der Taste 12 im
aktiven Zustand auch die Deaktivierung des Geschwindigkeitsreglers
bewirken, so daß auch
auf die Off-Taste 14 verzichtet werden kann.
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In
jedem Fall ist die Bedien- und Anzeigeeinrichtung für den Geschwindigkeitsregler 10 sehr
einfach aufgebaut und somit sehr übersichtlich.
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Die
Funktionsweise der Bedieneinrichtung für den Geschwindigkeitsregler 10 soll
nun anhand des in 2 gezeigten Flußdiagramms
näher erläutert werden.
Dieses Flußdiagramm
zeigt eine Programmroutine, die von einer Steuereinrichtung des Geschwindigkeitsregler
zyklisch durchlaufen wird.
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In
Schritt S1 wird anhand der Daten der Umfeldsensorik geprüft, ob ein
Zielobjekt vorhanden ist. Außerdem
wird geprüft,
ob die aktuelle Geschwindigkeit V des Fahrzeugs kleiner ist als
eine Maximalgeschwindigkeit Vmax für die Aktivierung
der Folgeregelfunktion. Wenn beide Bedingungen erfüllt sind,
so wird in Schritt S2 geprüft,
ob der Geschwindigkeitsregler bereits aktiv ist. Wenn dies nicht
der Fall ist, wird in Schritt S3 mit Hilfe der Lampe 16 angezeigt, daß der Geschwindigkeitsregler
aktivierbar ist. Obgleich dies in der Zeichnung nicht dargestellt
ist, kann dem Schritt S3 noch ein Entscheidungsschritt vorangehen,
in dem geprüft
wird, ob der Abstand zum Zielobjekt so klein die Relativgeschwindigkeit
so groß ist, daß ein komfortabler Übergang
zur Folgeregeung nicht möglich
wäre. In
diesem Fall unterbleibt die Aktivierbarkeitsanzeige, und statt dessen
erfolgt ein Rücksprung
zu Schritt S1. Im Anschluß an
Schritt S3 wird in Schritt S4 geprüft, ob die On-Taste 12 betätigt wurde.
Ist dies nicht der Fall, so erfolgt ein Rücksprung zu Schritt S1. Andernfalls
wird in Schritt S5 die Folgeregelfunktion aktiviert, und dies wird
durch einen Farbumschlag der Lampe 16 angezeigt. Danach
erfolgt wieder ein Rücksprung
zu Schritt S1.
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Wenn
in Schritt S2 festgestellt wurde, daß der Geschwindigkeitsregler
bereits aktiv ist, wird in Schritt S6 geprüft, ob die Off-Taste 14 oder
das Bremspedal betätigt
wurde. Wenn dies nicht der Fall ist, bleibt die Folgeregelfunktion
aktiv und der Abstand zum Zielobjekt wird entsprechend der eingestellten Zeitlücke geregelt.
Dabei kann die Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs bis auf 0 abnehmen,
wenn das Zielobjekt anhält.
In Schritt S7 wird geprüft,
ob das Fahrzeug in den Stand gebremst wurde und bereits eine bestimmte
Zeit im Stillstand war und deshalb, auch wenn das Vorderfahrzeug
wieder anfährt, ein
erneutes Anfahren des eigenen Fahrzeugs nur nach aus drücklicher
Fahrerbestätigung
erfolgen soll. Diese Fahrerbestätigung
besteht darin, daß der
Fahrer erneut die On-Taste 12 drückt, was in Schritt S8 geprüft wird.
Bleibt die Fahrerbestätigung
aus, so erfolgt ein Rücksprung
zu Schritt S1, und der Geschwindigkeitsregler bleibt im Stillstandszustand.
Andernfalls wird in Schritt S9 das Anfahren des Fahrzeugs veranlaßt, und
die Abstandsregelung auf das Zielobjekt wird wieder aufgenommen.
Auch danach erfolgt ein Rücksprung
zu Schritt S1.
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Wenn
in Schritt S1 festgestellt wurde, daß eine der Bedingungen für die Folgeregelfunktion nicht
erfüllt
ist, wird in Schritt S10 geprüft,
ob der Geschwindigkeitsregler noch aktiv ist. Ist dies nicht der Fall,
so verzweigt das System nach Schritt S11, wo die Anzeigelampe 16 ausgeschaltet
wird, falls sie zuvor in Schritt S3 oder S5 eingeschaltet worden
war.
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Wenn
in Schritt S10 festgestellt wird, daß der Geschwindigkeitsregler
noch aktiv ist, so wird in Schritt S12 ein Warnhinweis ausgegeben,
um den Fahrer darüber
zu informieren, daß der
Geschwindigkeitsregler deaktiviert wird. Die Deaktivierung erfolgt dann
in Schritt S13, bevor wieder über
Schritt S11 ein Rücksprung
zu Schritt S1 erfolgt.
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Wenn
in Schritt S6 festgestellt wird, daß der Fahrer die Off-Taste 14 oder
das Bremspedal betätigt hat,
so verzweigt das System von Schritt S6 zu Schritt S13, und der Geschwindigkeitsregler
wird sofort deaktiviert, ohne daß zuvor ein Warnhinweis ausgegeben
wird.