DE19849583A1

DE19849583A1 - System und Verfahren für das Steuern einer Distanz zwischen Fahrzeugen zum vorausfahrenden Fahrzeug für ein selbstfahrendes Fahrzeug das mit dem System und dem Verfahren ausgerüstet ist

Info

Publication number: DE19849583A1
Application number: DE19849583A
Authority: DE
Inventors: Junji Tsutsumi; Akira Higashimata
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1997-10-27
Filing date: 1998-10-27
Publication date: 1999-05-20
Anticipated expiration: 2018-10-28
Also published as: DE19849583B4; US6188950B1

Description

Die Inhalte der Anmeldungen Nr. Heisei 9-294245 und Heisei 9- 321404 mit den Einreichungsdaten 27. Oktober 1997 und 21. No vember 1997 in Japan werden hiermit durch Bezugnahme einge schlossen.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System und ei ne Vorrichtung zur Steuerung einer Distanz zwischen Fahrzeu gen zu einem Fahrzeug, das vorausfährt (nämlich einem voraus fahrenden Fahrzeug), die auf ein selbstfahrendes Fahrzeug (nachfolgend als Systemfahrzeug bezeichnet), das mit dem Sy stem und dem Verfahren ausgerüstet ist, und das dem voraus fahrenden Fahrzeug unter Beibehaltung einer konstanten (sicheren) Distanz zwischen den Fahrzeugen folgen kann, an wendbar ist.

BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK

Eine japanische Patentanmeldung mit der ersten Veröffentli chungsnummer Heisei 7-223457, die am 22. August 1995 veröf fentlicht wurde, zeigt beispielhaft ein früher vorgeschlage nes System für das Steuern der Distanz zwischen Fahrzeugen zu einem vorausfahrenden Fahrzeug für das Systemfahrzeug, in welchem verschiedene Nach-Unten-Verschiebebedingungen und Nach-Oben-Verschiebebedingungen gemäß den verschiedenen Ober flächengradienten der Straße, wie aus einer flachen Straßen oberfläche (ein Gradient der Straßenoberfläche ist im allge meinen Null), einem ansteigenden Hang (ein Gradient seiner Straßenoberfläche ist im allgemeinen positiv) und einem ab fallenden Hang (der Gradient seiner Straßenoberfläche ist im allgemeinen negativ) festgesetzt werden.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Im vorher vorgeschlagenen vorhergehenden Steuersystem für die Distanz zwischen Fahrzeugen, das in der oben angegebenen ja panischen Patentanmeldung angegeben ist, werden Verzeichnisse jeweiliger Nachoben-Verschiebungs- und Nach-Unten-Verschiebe bedingungen während der Fahrt des Systemfahrzeuges auf einer flachen Straßenoberfläche, einem ansteigenden Hang und einem abfallenden Hang empirisch oder experimentell vorbereitet. Diese Verzeichnisse werden für das Nach-Oben-Verschieben und das Nach-Unten-Verschieben eines Antriebs des Systemfahrzeu ges während der tatsächlichen Fahrt des Systemfahrzeuges ver wendet. Da es jedoch schwierig ist, solche Verzeichnisse vor zubereiten, die jeden Straßenoberflächengradienten oder jede Fahrtbedingung abdecken, können passende zeitliche Anwendun gen des Nach-Oben-Verschiebens und des Nach-Unten-Verschie bens des Antriebs bezüglich des tatsächlichen Straßenoberflä chengradienten und des tatsächlichen Fahrtzustandes nicht er zielt werden, so daß die Nach-Oben-Verschiebeoperationen und die Nach-Unten-Verschiebeoperationen des vorher vorgeschlage nen Systems oft nicht mit dem Verschiebegefühl übereinstimmt, das durch den oder die Insassen eines Fahrzeuges gegeben ist.

Somit braucht es eine beträchtliche Menge von Kosten für die menschliche Arbeitskraft, um solche Verzeichnisse zu erzeu gen, die so viel Straßenoberflächengradienten und so viel Fahrtbedingungen wie möglich, abdecken, und es ist eine große Speicherkapazität erforderlich, um diese Verzeichnisse zu speichern.

Zusätzlich ist im vorher vorgeschlagenen Steuersystem für das Verfolgen eines vorausfahrenden Fahrzeuges in einem Fall, bei dem die Verfolgungsfahrt des Systemfahrzeuges auf einem ab fallenden Hang durchgeführt wird, wenn das Systemfahrzeug sich dem vorausfahrenden Fahrzeug durch eine Bremsbetätigung des vorausfahrenden Fahrzeuges und durch eine Differenz in der Nach-Unten-Verschiebeoperation sowohl des Systemfahrzeu ges als auch des vorausfahrenden Fahrzeuges und in einer Mo torbremskraft zwischen ihnen, nähert, so wird die Nach-Unten- Verschiebeoperation ausgeführt, wobei eine Nach-Unten-Ver schiebe-Zustand der Distanz zwischen den Fahrzeugen befrie digt wird.

Wenn die Distanz zwischen den Fahrzeugen zwischen dem System fahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug sich durch eine Verlangsamung des Systemfahrzeuges vergrößert, die durch die Nach-Unten-Verschiebeoperation verursacht wird, so wird die Nach-Oben-Verschiebeoperation nochmals ausgeführt, da die Nach-Oben-Verschiebebedingung zu diesem Zeitpunkt erfüllt ist.

Wenn die Nach-Oben-Verschiebeoperation nochmals ausgeführt wird, da sich die Distanz zwischen den Fahrzeugen wieder ver kürzt hat, um sich dem vorausfahrenden Fahrzeug zu nähern, so wird die Nach-Unten-Verschiebeoperation nochmals durchge führt. Wenn die Nach-Unten-Verschiebeoperation dann ausge führt wird, so wird die Distanz zwischen den Fahrzeugen wie der erweitert. Danach wird wieder die Nach-Oben-Verschiebe operation durchgeführt.

Wenn das Systemfahrzeug fährt, um dem vorausfahrenden Fahr zeug auf einem ansteigenden Hang zu folgen, so tritt ein so genanntes Verschiebe-Nachlauf-Phänomen auf, und dieses gibt dem oder den Insassen des Systemfahrzeuges ein unangenehmes Gefühl.

Unter Berücksichtigung dieser Probleme besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes System und ein Verfahren für das Steuern der Distanz zwischen Fahrzeugen zum vorausfahrenden Fahrzeug für das Systemfahrzeug, das mit dem System und dem Verfahren ausgerüstet ist, zu schaffen, die Nach-Oben-Verschiebeoperationen und Nach-Unten-Verschiebeope rationen für den Antrieb des Systemfahrzeuges zu passenden Zeiten ausführen können, vorzugsweise ohne daß das sogenannte Verschiebe-Nachlauf-Phänomen bei einer Verschiebesteuerung auftritt, die mit einem Antriebsverschiebegefühl auf einen Antrieb des Systemfahrzeuges, das durch den oder die Insassen des Systemfahrzeuges gegeben wird, mit jedem Straßenoberflä chengradienten und jeder Fahrtbedingung, die man in Betrach tung zieht, zusammenpaßt, und vorzugsweise dem oder den In sassen kein unangenehmes Gefühl verleiht.

Die oben beschriebene Aufgabe kann durch das Bereitstellen eines Systems für ein selbstfahrendes Fahrzeug, das mit dem System ausgerüstet ist und als Systemfahrzeug definiert ist, gelöst werden. Das System umfaßt: einen ersten Detektor für das Messen einer Distanz zwischen Fahrzeugen vom Systemfahr zeug zu einem vorausfahrenden Fahrzeug, das vor dem System fahrzeug her fährt; einen zweiten Detektor für das Messen ei ner Geschwindigkeit des Systemfahrzeuges; einer Steuerung der Distanz zwischen den Fahrzeugen für das Berechnen eines Ziel wertes der Geschwindigkeit des Systemfahrzeuges, um einen ge messenen Wert der Distanz zwischen Fahrzeugen mit dem Ziel wert der Distanz zwischen Fahrzeugen in Übereinstimmung zu bringen; eine Systemfahrzeuggeschwindigkeitssteuerung für das Berechnen eines Zielwertes einer Antriebs- und Bremskraft, die auf das Systemfahrzeug angewandt wird, um einen gemesse nen Wert der Systemfahrzeuggeschwindigkeit mit dem Zielwert der Geschwindigkeit des Systemfahrzeuges in Übereinstimmung zu bringen; eine Antriebssteuerung für die antriebliche Steu ern eines primären Antriebs des Systemfahrzeuges und seines Getriebes gemäß dem Zielwert der Antriebs- und Bremskraft; eine Schätzvorrichtung für die maximale Bremskraft für das Schätzen einer maximalen Bremskraft gemäß dem Zielwert der Geschwindigkeit des Systemfahrzeuges und einer Verschiebepo sition des Getriebes des Systemfahrzeuges; eine Relativge schwindigkeitsberechnungsvorrichtung für das Berechnen einer relativen Geschwindigkeit des Systemfahrzeuges zum vorausfah renden Fahrzeug auf der Basis des gemessenen Wertes der Di stanz zwischen den Fahrzeugen; und eine Verschiebepositions bestimmungsvorrichtung für das Bestimmen der Verschiebeposi tion des Getriebes auf der Basis des Zielwertes der Antriebs- und Bremskraft, der geschätzten maximalen Verlangsamungskraft und der relativen Geschwindigkeit.

Die oben beschriebene Aufgabe kann auch durch das Bereitstel len eines Verfahrens für ein selbstfahrendes Fahrzeug, das mit dem Verfahren ausgerüstet ist und als Systemfahrzeug de finiert ist, erzielt werden. Das Verfahren umfaßt folgende Schritte: Messen eines Distanz zwischen Fahrzeugen vom Sy stemfahrzeug zu einem vorausfahrenden Fahrzeug, das vor dem Systemfahrzeug her fährt; Messen einer Geschwindigkeit des Systemfahrzeuges; Berechnen eines Zielwertes der Geschwindig keit des Systemfahrzeuges, um den gemessenen Wert der Distanz zwischen Fahrzeugen mit dem Zielwert der Distanz zwischen Fahrzeugen in Übereinstimmung zu bringen; Berechnen eines Zielwertes einer Antriebs- und Bremskraft, die auf das Sy stemfahrzeug angewandt wird, um den gemessenen Wert der Ge schwindigkeit des Systemfahrzeuges in Übereinstimmung mit dem Zielwert der Geschwindigkeit des Systemfahrzeuges zu bringen; antriebliches Steuern eines primären Antriebs des Systemfahr zeuges und seines Getriebes gemäß dem Zielwert der Antriebs- und Bremskraft; Schätzen einer maximalen Verlangsamungskraft gemäß dem Zielwert der Geschwindigkeit des Systemfahrzeuges und einer Verschiebeposition des Getriebes des Systemfahrzeu ges; Berechnen einer relativen Geschwindigkeit des System fahrzeuges zum vorausfahrenden Fahrzeug auf der Basis des ge messenen Wertes der Distanz zwischen Fahrzeugen; und Bestim men der Verschiebeposition des Getriebes auf der Basis des Zielwertes der Antriebs- und Bremskraft, der geschätzten ma ximalen Verlangsamungskraft und der relativen Geschwindig keit.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1A ist eine schematische Seitenansicht eines selbstfahrenden Fahrzeuges, auf das ein System für das Steuern einer Distanz zwischen Fahrzeugen zu einem vorausfahrenden Fahr zeug, das vorausfährt, in einer ersten bevorzugten Ausfüh rungsform gemäß der vorliegenden Erfindung anwendbar ist;

Fig. 1B ist ein Schaltungsblockdiagramm einer in Fig. 1A ge zeigten Steuerung;

Fig. 2 ist ein funktionelles Blockdiagramm des Systems für das Steuern einer Distanz zwischen Fahrzeugen zu dem voraus fahrenden Fahrzeug in der ersten bevorzugten Ausführungsform, die in den Fig. 1A und 1B gezeigt ist;

Fig. 3 ist ein funktionelles Blockdiagramm eines Fahrzeugge schwindigkeitsservosystems, das eine robuste Modellanpaßsteuertechnik verwendet;

Fig. 4 ist eine kennzeichnende Kurve, die ein Beispiel einer Variation eines ersten Schwellwertes SG1 bezüglich einer Va riation in einer Größe der relativen Geschwindigkeit (ΔV) des Systemfahrzeuges zum vorausfahrenden Fahrzeug in der ersten Ausführungsform darstellt;

Fig. 5 ist eine kennzeichnende Kurve, die ein Beispiel einer Variation des ersten Schwellwertes SG1 bezüglich einer neuen Distanz (L_T) zwischen Fahrzeugen des Systemfahrzeuges zu ei nem anderen Fahrzeug, das in einem Raum einbricht, wie die Distanz zwischen den Fahrzeugen vor dem Systemfahrzeug, dar stellt;

Fig. 6A und 6B sind Signalzeitgebungsdiagramme für das Er läutern des Schwellwertes der Nach-Unten-Verschiebeoperation, der auf seinen ursprünglichen Wert zurückgeführt werden soll;

Fig. 7 ist ein Betriebsflußdiagramm, das durch die in Fig. 1B gezeigte Steuerung ausgeführt werden soll, für das Erläutern der Nach-Oben-Verschiebeoperationen und der Nach-Unten-Ver schiebeoperationen, die in der ersten Ausführungsform ausge führt werden;

Fig. 8A, 8B, 8C, 8D und 8E sind kennzeichnende Kurven, die jeweils Ergebnisse von Simulationen in einer Verschiebesteue rung in der ersten Ausführungsform darstellen;

Fig. 9A, 9B, 9C, 9D und 9E sind kennzeichnende Kurven, die jeweils Ergebnisse von Simulationen in der Verschiebesteue rung in der ersten Ausführungsform darstellen;

Fig. 10A, 10B, 10C, 10D und 10E sind kennzeichnende Kur ven, die jeweils Ergebnisse von Simulationen in der Verschie besteuerung in der ersten Ausführungsform darstellen;

Fig. 11A, 11B, 11C, 11D und 11E sind kennzeichnende Kur ven, die jeweils Ergebnisse von Simulationen in der Verschie besteuerung in der ersten Ausführungsform darstellen;

Fig. 12A, 12B, 12C, 12D und 12E sind kennzeichnende Kur ven, die jeweils Ergebnisse von Simulationen in der Verschie besteuerung in der ersten Ausführungsform darstellen;

Fig. 13A, 13B, 13C, 13D und 13E sind kennzeichnende Kur ven, die jeweils Ergebnisse von Simulationen in der Verschie besteuerung in der ersten Ausführungsform darstellen;

Fig. 14 ist ein Betriebsflußdiagramm für das Erläutern der Nach-Oben-Verschiebeoperationen und der Nach-Unten-Verschie beoperationen, die in einer zweiten bevorzugten Ausführungs form des Steuersystems für die Distanz zwischen den Fahrzeu gen gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden; und

Fig. 15A und 15B sind Signalzeitgebungsdiagramme des Steu ersystems für das Verfolgen eines vorausfahrenden Fahrzeuges, wenn keine Verschiebe-Nachlauf-Verhinderungssteuerung wie in der zweiten Ausführungsform ausgeführt wird, und wenn die Verschiebe-Nachlauf-Verhinderungs-Steuerung wie in der zwei ten Ausführungsform ausgeführt wird.

BESTE ART FÜR DAS AUSFÜHREN DER ERFINDUNG

Für ein besseres Verständnis der Erfindung wird nachfolgend auf die Zeichnungen Bezug genommen:

Erste Ausführungsform

Fig. 1A zeigt eine schematische Ansicht eines selbstfahrenden Fahrzeuges (nämlich eines Systemfahrzeuges), auf welches das System für das Steuern einer Distanz zwischen Fahrzeugen zu einem vorausfahrenden Fahrzeug, das vor dem Systemfahrzeug her fährt, in einer ersten bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung anwendbar ist.

In Fig. 1A ist ein Sensorkopf 1 für die Distanz zwischen den Fahrzeugen ein Sensorkopf des Radartyps, bei dem ein Laser strahl über einen vorgegebenen Abtastwinkel in Breitenrich tung des Systemfahrzeuges streicht, und die reflektierten Strahlen von einem oder mehreren Objekten, die dort vorhanden sind, empfangen werden, wobei im allgemeinen eine vordere Meßzone, die durch den Abtastwinkel definiert wird, gebildet wird, um das oder die Objekte, beispielsweise ein vorausfah rendes Fahrzeug, zu erkennen. Es sei angemerkt, daß eine elektromagnetische Welle oder eine Ultraschallwelle statt des Laserstrahls verwendet werden kann.

Ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 2, der an einer Ausgangs achse eines Automatikgetriebes 4 angebracht ist, gibt einen Impulszugsignal aus, dessen Periode in Bezug zu einer Umdre hungsgeschwindigkeit der Ausgangsachse des Automatikgetriebes 4 steht.

Ein Drosselklappenbetätiger 3 (der beispielsweise durch einen Gleichstrommotor gebildet wird) betätigt ein Drosselklappe einer Motors, die mit dem automatischen Getriebe 4 verbunden ist, um in Erwiderung auf ein Drosselklappenöffnungswinkelsi gnal geöffnet oder geschlossen zu werden, um die Einsaugluft menge, die an den Motor geliefert werden soll, zu variieren, um die Motorausgangsdrehkraft einzustellen. Das Automatikge triebe 4 variiert eine Getriebeverhältnis gemäß einer Fahr zeuggeschwindigkeit und der Motorausgangsdrehkraft. In der ersten bevorzugten Ausführungsform ist das Automatikgetriebe 4 ein Vorwärtsautomatikgetriebe mit vier Geschwindigkeiten, das eine OD-(Overdrive-)Funktion aufweist. Ein Bremssystem 6 dient zur Entwicklung einer Bremskraft, die auf das in Fig. 1A gezeigte Systemfahrzeug angewandt werden soll.

Eine Steuerung 5 umfaßt einen Mikrocomputer und seine peri phere Schaltung. Der Mikrocomputer der Steuerung 5 umfaßt, wie das in Fig. 1B gezeigt ist, eine CPU (zentrale Verarbei tungseinheit) 5b, einen ROM (Nur-Lese-Speicher) 5d, einen RAM (Speicher mit wahlfreiem Zugriff) 5c, einen Eingabeanschluß 5a, einen Ausgabeanschluß 5e und einen gemeinsamen Bus.

Fig. 2 zeigt eine Softwarestruktur der Steuerung 5, nämlich ein funktionelles Blockdiagramm des Steuersystems für die Di stanz zwischen Fahrzeugen in der zweiten bevorzugten Ausfüh rungsform.

In Fig. 2 mißt ein Meßblock 11 für die Distanz zwischen Fahr zeugen eine Zeitdauer von einem Zeitpunkt, zu dem der Laser strahl gescannt und in Vorwärtsrichtung ausgesandt wird, bis zu einem Zeitpunkt, an dem die reflektierten Strahlen von den Objekten empfangen werden, um eine Distanz L_T zwischen Fahr zeugen des einen der Objekte, das das vorausfahrende Fahrzeug darstellt, zu berechnen. Es sei angemerkt, daß wenn eine Vielzahl von vorausfahrenden Fahrzeugen vorhanden sind, eines der vorausfahrenden Fahrzeuge spezifiziert werden muß, und danach die Distanz L_T zum spezifizierten vorausfahrenden Fahrzeug berechnet werden muß.

Ein Verfahren zur Auswahl eines der vorausfahrenden Fahrzeuge aus den Objekten ist wohl bekannt. Beispielsweise beschreibt ein US-Patent Nr. 5,710,565, das am 20. Januar 1998 erteilt wurde, das Verfahren zur Auswahl der vorausfahrenden Fahrzeu ges aus einer Vielzahl von den Strahl reflektierenden Objek ten (sein Inhalt wird hiermit durch Bezugnahme eingeschlos sen).

Ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignalverarbeitungsblock 21 mißt die Periode des Pulszugsignals vom Fahrzeuggeschwindigkeits sensor 2, um die Systemfahrzeuggeschwindigkeit Vs zu messen.

Ein Steuerungsblock 50 für das Verfolgen des vorausfahrenden Fahrzeuges umfaßt einen Relativgeschwindigkeitsberech nungsblock 501, eine Steuerung 502 der Distanz zwischen Fahr zeugen und einen Festsetzblock 503 der Zieldistanz zwischen den Fahrzeugen, und berechnet eine Zieldistanz L_T* zwischen den Fahrzeugen und eine Fahrzeugzielgeschwindigkeit V* auf der Basis der gemessenen Distanz L_T zwischen den Fahrzeugen vom Meßblock 11 für die Distanz zwischen den Fahrzeugen und der gemessenen Fahrzeuggeschwindigkeit Vs vom Fahrzeugge schwindigkeitssignalverarbeitungsblock 21.

Der Relativgeschwindigkeitsberechnungsblock 501 berechnet die relative Geschwindigkeit (ΔV) des Systemfahrzeuges gegenüber dem vorausfahrenden Fahrzeug auf der Basis der gemessenen (des gemessenen Wertes der) Distanz L_T zwischen den Fahrzeu gen. Beispielsweise umfaßt der Relativgeschwindigkeitsberech nungsblock ein Bandpaßfilter, das eine Übertragungsfunktion ω_ns²/s² + 2ξω_s + ω_n ²) aufweist, wobei ω_n eine spezifische Frequenz, s einen Laplace-Transformations-Operator und ξ ei nen Dämpfungsfaktor bezeichnet.

Der Steuerblock 502 für die Distanz zwischen den Fahrzeugen berechnet eine Systemfahrzeugzielgeschwindigkeit V*, um den gemessenen Wert der Distanz L_T mit dem Zielwert L_T* der Di stanz zwischen den Fahrzeugen in Übereinstimmung zu bringen, wobei die berechnete relative Geschwindigkeit ΔV berücksich tigt wird.

Weiterhin setzt der Festsetzblock 503 für die Zieldistanz zwischen den Fahrzeugen die Zieldistanz L_T* zwischen den Fahrzeugen gemäß der Systemfahrzeuggeschwindigkeit Vs oder der Geschwindigkeit V_T des vorausfahrenden Fahrzeuges fest.

Eine Fahrzeuggeschwindigkeitssteuerung 51 steuert den Öffnungswinkel der Drosselklappe über den Drosselklappenbetäti ger 3, das Getriebeverhältnis des automatischen Getriebes 4 und die Bremskraft des Bremssystems 6, um die Systemfahrzeug geschwindigkeit Vs in Übereinstimmung mit der Fahrzeugzielge schwindigkeit V*, die durch den Steuerblock 50 für das Ver folgen des vorausfahrenden Fahrzeuges berechnet wurde, zu bringen. Die Fahrzeuggeschwindigkeitssteuerung 51 umfaßt: ein Fahrzeuggeschwindigkeitsservosystem 511, ein Drosselklappen servosystem 512 und eine Verschiebesteuerung 513. Die Fahr zeuggeschwindigkeitssteuerung 51 steuert den Öffnungswinkel des Drosselklappenbetätigers 3, um die Systemfahrzeugge schwindigkeit Vs in Übereinstimmung mit dem Zielwert der Ge schwindigkeit des Systemfahrzeuges V* zu bringen, steuert das Getriebeverhältnis des automatischen Getriebes 4 und steuert die Bremskraft 6 des Systemfahrzeuges.

Das Fahrzeuggeschwindigkeitsservosystem 511 berechnet einen Befehlswert des Öffnungswinkels der Drosselklappe, der an den Drosselklappenbetätiger 3 geliefert wird, um die Systemfahr zeuggeschwindigkeit Vs mit dem Zielwert der Systemgeschwin digkeit V* in Übereinstimmung zu bringen, und berechnet eine Grenze (Immunität) einer Verlangsamungskraft des Systemfahr zeuges, wie dies später beschrieben wird.

In dieser Ausführungsform wird eine robuste Modellanpaßsteue rungstechnik verwendet, um das Geschwindigkeitsservosystem 511 zu gestalten.

Das Drosselklappenservosystem 512 steuert während der Fahrt den Drosselklappenbetätiger 3 gemäß dem Befehlswert des Öff nungswinkels der Drosselklappe. Die Verschiebesteuerung 513 bestimmt Ausführungen des Nach-Oben-Verschiebens und des Nach-Unten-Verschiebens des Automatikgetriebes 4 von einem niedrigeren Geschwindigkeitsbereich zu einem höheren Ge schwindigkeitsbereich und umgekehrt auf der Basis der Ver langsamungskraftgrenze und der relativen Geschwindigkeit ΔV, um das automatische Getriebe 4 während der Fahrt zu steuern.

Fig. 3 zeigt ein funktionelles Blockdiagramm des Geschwindig keitsservosystems 511 unter Verwendung der robusten Modellan paßsteuertechnik.

Das Geschwindigkeitssteuersystem umfaßt einen robusten Kom pensierer 3A; einen Modellanpaßvergleicher 3B und eine Be rechnungsvorrichtung 3C für eine Verlangsamungsgrenze.

In Fig. 3 bezeichnet GV(s) eine Übertragungsfunktion eines mathematischen Modells eines Systemfahrzeuges, das ein zu steuerndes Objekt darstellt, wenn ein Zielwert für die An triebskraft eine manipulierbare (Betriebs-)Variable und die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs eine gesteuerte Variable ist.

Die Übertragungseigenschaft GV(s) umfaßt kein Totzeitelement, das einer Verzögerung erster Ordnung in einem Leistungszug des Systemfahrzeuges entspricht.

Der robuste Kompensierer 3A dient dazu, eine Störung dv, wie einen Fahrtwiderstand, einen Winddruck, und dergleichen, die auf das Systemfahrzeug von außen ausgeübt werden, so daß sie einen Einfluß auf die Systemleistung haben, zu betätigen.

In Fig. 3 bezeichnet H(s) eine Übertragung eines Tiefpaßfil ters (LPF) im robusten Kompensierer 3A, und es wird ein Be grenzer bereitgestellt.

Der Zielwert ˆFor für die Antriebskraft, der durch den Be grenzer hindurchgelassen wird, wird durch das Tiefpaßfilter von H(s) hindurchgeführt.

Obwohl dies in Fig. 3 nicht gezeigt ist, wird der Zielwert ˆFor für die Antriebskraft, nachdem er durch das Tiefpaßfil ter hindurchgegangen ist, mit dem Totzeitelement multipli ziert, das der Verzögerung erster Ordnung des Leistungszuges des Systemfahrzeuges entspricht, um eine vorhandene tatsäch liche Antriebskraft abzuleiten. Die vorliegende tatsächliche Antriebskraft umfaßt eine Antriebskraft, die durch die Stö rung wie einen Fahrtwiderstand erzeugt wird, zusätzlich zur Antriebskraft, um die Geschwindigkeit Vs des Systemfahrzeuges aufrecht zu halten.

Andererseits stellt ein Kompensierer H(s)/GV(s) eine Multi plikation einer Inversen des mathematischen Modells GV(s) des Systemfahrzeuges durch den Tiefpaßfilter H(s) dar. Die Sy stemfahrzeuggeschwindigkeit Vs wird durch diesen Kompensierer verarbeitet, um eine Antriebskraft abzuleiten, um die aktuel le Geschwindigkeit Vs des Systemfahrzeuges aufrecht zu halten. Eine Abweichung zwischen dem Zielwert der Antriebskraft, die durch das Tiefpaßfilter von H(s) hindurchgelassen wurde, und der Antriebskraft, die durch den Kompensierer von H(s)/Gv(s) hindurchgelassen wurde, entspricht der Antriebs kraft, die durch die Störung, wie dem Fahrtwiderstand, näm lich dem geschätzten Wert ˆdv der Störung, erzeugt wird.

Der Modellanpaßkompensierer 3B in Fig. 3 berechnet den Be fehlswert For der Antriebskraft, um die Geschwindigkeit Vs des Systemfahrzeuges mit der Zielgeschwindigkeit der Ge schwindigkeit V* des Systemfahrzeuges in Übereinstimmung zu bringen, wobei eine Antwortcharakteristik des zu steuernden Objektes mit einer vorgegebenen Charakteristik in Überein stimmung gebracht wird.

Es sei angemerkt, daß der Modellanpaßkompensierer eine Über tragungsfunktion, die als R₂(s)/R₁(s) im Modellanpaßkompen sierer ausgedruckt wird, und eine Ableitvorrichtung für das Ableiten der Abweichung zwischen einem Ausgangssignal von ei nem Block, der als R1(s)/{Gv(s)(1 - R1(s))} ausgedrückt wird, und der Geschwindigkeit des Systemfahrzeuges Vs, umfaßt.

Es sei auch angemerkt, daß der Befehlswert For der Antriebs kraft, der durch den Modellanpaßkompensierer berechnet wurde, zum geschätzten Wert ˆdv der Störung vom robusten Kompensie rer zum Ausgangswert des Zielwertes ˆFor der oben beschriebe nen Antriebskraft hinzuaddiert wird, zum zu steuernden Ob jekt, nämlich dem Systemfahrzeug, der als Gv(s) ausgedrückt wird.

Es sei angemerkt, daß die robuste Modellanpaßtechnik durch ein US-Patent Nr. 5,444,346, das am 22. August 1995 erteilt wurde, beispielhaft beschrieben wird (obwohl sie in einer z Transformation ausgedrückt wird) (der Inhalt dieses Patents wird durch Bezugnahme hiermit eingeschlossen).

In der ersten Ausführungsform wird eine Verlangsamungskraft grenze oder ein Verlangsamungskraftspielraum als eine Abwei chung zwischen einem geforderten Wert der Verlangsamungskraft und einer maximalen Verlangsamungskraft, die gemäß der Fahr zeugzielgeschwindigkeit V* im vierten Geschwindigkeitsbereich (Overdrive; OD Funktion ist aktiv) abgeleitet wird, defi niert.

Die Berechnungsvorrichtung 3C für die Verlangsamungskraft grenze leitet den Verlangsamungskraftanforderungswert vom Zielwert ˆFor der Antriebskraft ab, die durch einen anderen Tiefpaßfilter (LPF) hindurchgeleitet wird, der beispielsweise eine Kappungsfrequenz von ungefähr 0,5 Hz aufweist.

Zusätzlich berechnet die Berechnungsvorrichtung 3C für die Verlangsamungskraft aus einer Kennlinie einer Verlangsamung α bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit V, wenn die Drossel klappe vollständig geschlossen ist, wobei die Verschiebeposi tion des Automatikgetriebes 4 in den vierten Geschwindig keitsbereich (OD) plaziert wurde, die maximale Verlangsamung, die dem Zielwert V* der Geschwindigkeit des Systemfahrzeugs entspricht, unter Verwendung einer Tabellentechnik, multipli ziert die berechnete maximale Verlangsamung mit der Fahrzeug masse M und teil die maximale Verlangsamung, die mit M multi pliziert ist durch (viertes Geschwindigkeitsübersetzungsver hältnis x endgültiges Übersetzungsverhältnis) um die maximale Verlangsamungskraft im vierten Geschwindigkeitsbereich des Automatikgetriebes 4 zu berechnen.

Die Verlangsamungskraftgrenze wird durch Subtrahieren der ma ximalen Verlangsamungskraft vom geforderten Verlangsamungskr aftwert abgeleitet.

Wenn die Verlangsamungskraftgrenze groß wird, besteht eine Notwendigkeit, die Verschiebeposition in einen niedrigeren Geschwindigkeitsbereich zu verschieben, da nämlich die Not wendigkeit eines Nach-Unten-Verschiebens niedrig wird.

Umgekehrt wird, wenn die Verlangsamungskraftgrenze kleiner wird, die Notwendigkeit für ein Nach-Unten-Verschieben des Automatikgetriebes 4 auf einen niedrigeren Geschwindigkeits bereich hoch.

Als nächstes wird nachfolgend ein Verfahren zur Bestimmung der Nach-Unten-Schiebeoperationen und der Nach-Oben-Schiebe operationen beschrieben.

In dieser Ausführungsform ist die Nach-Unten-Verschiebe-Be dingung, so daß 1) ΔV ≦ 0 (das Systemfahrzeug nähert sich dem vorausfahrenden Fahrzeug, da ΔV = V_T - V* (V_T bezeichnet eine Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs) und 2) die Verlangsamungskraftgrenze ≦ SG1. Somit tritt der nach Oben- Verschiebe-Zustand auf, wenn 3) ΔV < 0 (das Systemfahrzeug entfernt sich stark vom vorausfahrenden Fahrzeug) oder 4) die Verlangsamungskraftgrenze ≧ SG2.

Es sei angemerkt, daß SG1 und SG2 Schwellwerte bezeichnen und SG1 < SG2, um ein Verschiebe-Nachlauf-Phänomen zu verhindern, wie das später beschrieben wird.

In einem Fall, wenn sich das Systemfahrzeug dem vorausfahren den Fahrzeug nähert, so daß ein absoluter Wert der relativen Geschwindigkeit ΔV erhöht wird (ΔV < 0); wird ein großer An forderungswert der Verlangsamungskraft berechnet.

Somit wird das Nach-Unten-Verschieben ausgeführt, wenn die Verlangsamungskraftgrenze gleich oder unterhalb des ersten Schwellwertes SG1 liegt.

Zu dieser Zeit würde, wenn das Nach-Unten-Verschieben zu spät erfolgte, das Systemfahrzeug sich dem vorausfahrenden Fahr zeug übermäßig nähern, so daß bei den Fahrzeuginsassen ein Gefühl der Angst entstehen könnte.

Somit wird in dieser Ausführungsform der erste Schwellwert SG1 gemäß der Größe der relativen Geschwindigkeit ΔV modifi ziert.

Fig. 4 zeigt ein Beispiel der Modifikation des ersten Schwellwertes SG1 gemäß der relativen Geschwindigkeit ΔV.

Wie in Fig. 4 gezeigt ist, zeigt der erste Schwellwert SG1 einen normalen festen Wert an, wenn die relative Geschwindig keit ΔV sich im Bereich von Null bis zu einem vorbestimmten Wert (einem positiven oder negativen Wert, mit der relativen Geschwindigkeit ΔV als Zentrum) bewegt, und wird größer, wenn der absolute Wert der relativen Geschwindigkeit ΔV groß wird, und sich das Systemfahrzeug dem vorausfahrenden Fahrzeug nä hert, um das Nach-Unten-Verschieben zu einem früheren Zeit punkt zu bewirken.

Somit wird, wenn der absolute Wert der relativen Geschwindig keit ΔV erhöht wird, nämlich der Wert der relativen Geschwin digkeit ΔV negativ erhöht wird, das Nach-Unten-Verschieben in einer früheren Stufe durchgeführt.

Wenn die Größe der relativen Geschwindigkeit ΔV kleiner wird, so wird das Nach-Unten-Verschieben zur normalen Zeit ausge führt. Es wird möglich, die Nach-Unten-Verschiebeoperation an das Verschiebegefühl der Insassen des Fahrzeuges anzupassen.

Andererseits wird es in einem Fall, in dem ein anderes Fahr zeug die Distanz zwischen den Fahrzeugen zwischen dem System fahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug unterbricht, und sich das Systemfahrzeug dem unterbrechenden anderen Fahrzeug nähert, sogar dann wenn die Drosselklappe vollständig ge schlossen ist, notwendig, ein Nach-Unten-Verschieben des Au tomatikgetriebes 4 durchzuführen. In diesem Fall wird, da ein großer Verlangsamungskraftanforderungswert berechnet wird, die Nach-Unten-Verschiebeoperation ausgeführt, da die Ver langsamungskraftgrenze gleich oder kleiner als der erste Schwellwert SG1 ist.

Wenn jedoch eine neue Distanz zwischen den Fahrzeugen zwi schen dem Systemfahrzeug und dem unterbrechenden anderen Fahrzeug kurz ist, wird den Fahrzeuginsassen ein Gefühl der Angst vermittelt.

Somit wird in der ersten Ausführungsform der erste Schwell wert SG1 modifiziert gemäß einer neuen Distanz zwischen den Fahrzeugen zwischen dem Systemfahrzeug und dem anderen Fahr zeug (das andere Fahrzeug wird zum aktuell vorausfahrenden Fahrzeug, wenn man es vom Systemfahrzeug betrachtet).

Wie in Fig. 5 gezeigt ist, wird, wenn die Distanz zwischen Fahrzeugen durch das Vorhandensein des unterbrechenden ande ren Fahrzeuges kurz wird, der erste Schwellwert SG1 groß, um den Zeitpunkt des Nach-Unten-Verschiebens nach vorne zu le gen. Somit wird die Nach-Unten-Verschiebeoperation in einem früheren Stadium ausgeführt- wenn die Distanz zwischen den Fahrzeugen während des Unterbrechens durch das andere Fahr zeug kurz wird, und sie wird zur normalen Zeit ausgeführt, wenn die Distanz zwischen den Fahrzeugen lang wird.

Somit wird es möglich, eine Nach-Unten-Verschiebeoperation durchzuführen, die mit dem Verschiebegefühl, das durch die Systemfahrzeuginsassen gegeben wird, übereinstimmt.

Es sei angemerkt, daß in einem Fall, in dem die relative Ge schwindigkeit zwischen dem Systemfahrzeug und dem unterbre chenden anderen Fahrzeug negativ groß ist, die Steuerung 5 einen der ersten Schwellwerte SG1 gemäß der relativen Ge schwindigkeit ΔV, die in Fig. 4 gezeigt ist, und gemäß der Distanz zwischen den Fahrzeugen, die in Fig. 5 gezeigt ist, auswählt, der größer als die anderen ist.

Es sei auch angemerkt, daß nachdem der erste Schwellwert SG1 gemäß der relativen Geschwindigkeit ΔV modifiziert wird und/oder gemäß der neuen Distanz zwischen den Fahrzeugen zwi schen dem Systemfahrzeug und dem unterbrechenden anderen Fahrzeug, wenn, wie in Fig. 6A gezeigt, die Nach-Unten-Ver schiebeoperation beendet ist, wenn 1) die Verlangsamungskr aftgrenze gleich oder unterhalb dem ersten Schwellwert SG1 liegt, oder wenn, wie in Fig. 6B gezeigt, ein Zustand, in der die Abweichung (ΔL = L_T - L_T*) oder Vs - V* auf der Distanz zwischen den Fahrzeugen oder auf der Systemfahrzeuggeschwin digkeit des Systemfahrzeuges innerhalb eines vorbestimmten Wertes ist, für eine vorbestimmte Zeitdauer fortgesetzt wird, mit anderen Worten, wenn die Steuerung 5 bestimmt, daß das Systemfahrzeug fährt, um dem vorausfahrenden Fahrzeug stabil mit dem Zielwert der Distanz zwischen den Fahrzeugen zu fol gen, so führt die Steuerung 5 den modifizierten ersten Schwellwert SG1 auf seinen ursprünglichen Wert (den normalen Wert) zurück.

Fig. 7 zeigt ein Betriebsflußdiagramm, das die Nach-Oben-Ver schiebeoperationen und die Nach-Unten-Verschiebeoperationen, die in der Steuerung 5 ausgeführt werden, wie das in Fig. 1B dargestellt ist, darstellt.

Das Flußdiagramm der Fig. 7 erläutert den Betrieb der ersten bevorzugten Ausführungsform.

Das heißt, die CPU 5b der Steuerung 5 bestätigt in einem er sten Schritt SCHRITT 1, ob die aktuelle Getriebebereichsposi tion im dritten Geschwindigkeitsbereich oder im vierten Ge schwindigkeitsbereich (OD) plaziert ist.

Wenn die Antwort der vierte Geschwindigkeitsbereich (OD) im ersten Schritt SCHRITT 1 ist, so geht das Verfahren zu einem Schritt SCHRITT 2. Wenn die Antwort den dritten Geschwindig keitsbereich im ersten Schritt SCHRITT 1 ergibt, so geht das Verfahren zu einem Schritt SCHRITT 14.

In einem Fall, wenn das Systemfahrzeug aktuell im vierten Ge schwindigkeitsbereich (OD) fährt, bestätigt die Steuerung 5 in Schritt SCHRITT 2, ob das modifizierte Flag, das anzeigt, das der erste Schwellwert SG1 modifiziert wird, auf "1" ge setzt oder auf "0" rückgesetzt wird.

Wenn in Schritt SCHRITT 2 das Modifizierflag auf "1" gesetzt ist, so geht das Verfahren zu einem Schritt SCHRITT 8.

Wenn in Schritt SCHRITT 2 das Modifizierflag auf "0" rückge setzt ist, so geht das Verfahren zu einem Schritt SCHRITT 3.

Im Schritt SCHRITT 3 bestimmt die CPU 5b der Steuerung 5, ob das unterbrechende andere Fahrzeug vorhanden ist, auf der Ba sis von beispielsweise einer Variationsrate des gemessenen Wertes L_T der Distanz zwischen den Fahrzeugen.

Wenn das unterbrechende andere Fahrzeug vorhanden ist (JA in Schritt SCHRITT 3), so geht das Verfahren zu einem Schritt SCHRITT 4, in welchem die CPU 5b den ersten Schwellwert SG1 gemäß der neuen Distanz zwischen den Fahrzeugen zwischen dem Systemfahrzeug und dem unterbrechenden anderen Fahrzeug, näm lich gemäß einem Verzeichnis, das in Fig. 5 gezeigt ist, mo difiziert.

Im nachfolgenden Schritt SCHRITT 7 setzt die Steuerung 5 das Modifizierflag auf "1".

Wenn kein unterbrechendes Fahrzeug vorhanden ist (NEIN in Schritt SCHRITT 3), so geht das Verfahren zu einem Schritt SCHRITT 5. Im Schritt SCHRITT 5 bestätigt die CPU 5b der Steuerung 5, ob die Größe der relativen Geschwindigkeit ΔV groß ist, so daß das Systemfahrzeug sich dem vorausfahrenden Fahrzeug nähert.

Wenn ΔV ≦ 0 (|ΔV| ≧ 0), (JA in Schritt SCHRITT 5), so geht das Verfahren zu einem Schritt SCHRITT 6, in welchem die CPU 5b der Steuerung 5 den Schwellwert SG1 gemäß der in Fig. 4 gezeigten Darstellung modifiziert. Im nachfolgenden Schritt SCHRITT 7, wird das erste Schwellwertmodifizierflag gesetzt. Es sei angemerkt, daß der erste Schwellwert SG1 nicht modifi ziert werden muß, wenn die Größe der relativen Geschwindig keit ΔV klein ist (NEIN in Schritt SCHRITT 5).

In einem Fall, in dem das erste Schwellwertmodifizierflag schon im Schritt SCHRITT 2 gesetzt ist, bestimmt die CPU 5b der Steuerung 5, ob die Abweichung zwischen dem Zielwert der Distanz L_T* zwischen den Fahrzeugen und der tatsächlichen Di stanz L_T zwischen den Fahrzeugen mehr als 2 Meter beträgt. Wenn die Abweichung (ΔL) zwischen dem Zielwert (L_T*) und dem gemessenen Wert der Distanz zwischen den Fahrzeugen innerhalb von 2 Metern liegt (NEIN in Schritt SCHRITT 8) und der Zu stand, in dem die Abweichung (ΔL) innerhalb 2 Meter liegt, für 5 Sekunden fortgesetzt wird (JA in Schritt SCHRITT 10), bestimmt die CPU 5b der Steuerung 5, daß das Systemfahrzeug unter dem Zustand des stabilen Nachfolgens fährt und geht zu Schritt SCHRITT 10.

Zusammen mit dem Löschen des ersten Schwellwertmodifizier flags wird der Nach-Unten-Verschiebe-Schwellwert SG1 in einem Schritt SCHRITT 10A auf seinen ursprünglichen Wert zurückge bracht (normaler Wert).

Wenn die Abweichung (ΔL) zwischen dem Zielwert der Distanz zwischen den Fahrzeugen 2 Meter überschreitet, oder der Zu stand, in dem die Abweichung (ΔL) zwischen den Fahrzeugen in nerhalb von 2 Metern liegt, nicht für 5 Sekunden fortgesetzt wird, so geht das Verfahren zu einem Schritt SCHRITT 11, ohne daß der erste Schwellwert SG1 auf seinen normalen Wert rück geführt wird.

Es sei angemerkt, daß wenn die Abweichung (ΔL) zwischen dem Zielwert der Geschwindigkeit des Fahrzeuges und dem gemesse nen Wert der Systemfahrzeuggeschwindigkeit, die innerhalb des vorbestimmten Wertes liegt, für den vorbestimmten Wert fort gesetzt wird, die CPU 5b der Steuerung 5 bestimmt, daß das Systemfahrzeug fährt, um dem vorausfahrenden Fahrzeug stabil mit dem Zielwert des vorausfahrenden Fahrzeuges zu folgen.

Wenn die Modifikationsverarbeitung des ersten Nach-Unten-Ver schiebungungs-Schwellwerts SG1 in einem Schritt SCHRITT 11 beendet wird, wird bestimmt, ob die Verlangsamungskraftgrenze gleich oder kleiner als der Nach-Unten-Verschiebe-Schwellwer tes SG1 ist.

Wenn die Verlangsamungkraftgrenze länger als der erste Schwellwert ist, so bestimmt die Steuerung 5, daß die Ver langsamungskraft SG1 genügt, sogar in der aktuellen Getriebe position, und die Bearbeitung wird ohne die Nach-Unten-Ver schiebeoperation beendet.

Andererseits geht, wenn in Schritt SCHRITT 11 die Verlangsa mungskraftgrenze gleich dem ersten Schwellwert SG1 ist oder unter diesem liegt (JA), das Verfahren zu einem Schritt SCHRITT 12.

Im Schritt SCHRITT 12 bestimmt die CPU 5b der Steuerung 5, ob die relative Geschwindigkeit kleiner oder gleich null ist, nämlich, ob sich das Systemfahrzeug dem vorausfahrenden Fahr zeug nähert.

Wenn sich das Systemfahrzeug nicht dem vorausfahrenden Fahr zeug nähert (ΔV < 0; NEIN in Schritt SCHRITT 12), so beendet die CPU 5b der Steuerung 5 die gesamte Verarbeitung ohne eine Nach-Unten-Verschiebeoperation.

Wenn sich das Systemfahrzeug dem vorausfahrenden Fahrzeug nä hert (JA in Schritt SCHRITT 12), so geht das Verfahren zu ei nem Schritt SCHRITT 13, in welchem ein OD (Overdrive) Lösch signal an das Automatikgetriebe 4 für eine Abwärts-Verschie bung vom vierten Geschwindigkeitsbereich zum dritten Ge schwindigkeitsbereich ausgegeben wird.

Wenn in Schritt SCHRITT 1 bestimmt wird, daß die aktuelle Ge triebeposition den dritten Geschwindigkeitsbereich darstellt, so löscht die CPU 5b der Steuerung das Modifizierflag des er sten Schwellwertes SG1 im Schritt SCHRITT 14 und gibt den normalen Wert an den ersten Schwellwert SG1 in einem nachfol genden Schritt SCHRITT 14A zurück.

Im nachfolgenden Schritt SCHRITT 15 berechnet die CPU 5b der Steuerung 5 die Verlangsamungskraftgrenze und bestätigt, ob die Verlangsamungskraftgrenze gleich oder größer als der Nach-Oben-Verschiebe-Grenzwert SG2 ist.

Wenn die Verlangsamungsgrenze gleich oder größer als der zweite Schwellwert SG2 ist (JA in Schritt SCHRITT 15), so geht das aktuelle Verfahren zu einem Schritt SCHRITT 17.

Im Schritt SCHRITT 17 gibt die CPU 5b der Steuerung 5 das OD- Löschschaltsignal an die Nach-Oben-Verschiebeoperation.

Das Automatikgetriebe 4, in welchem das OD-Löschsignal frei gegeben wird, um die Gangposition vom aktuellen dritten Ge schwindigkeitsbereich zum vierten Geschwindigkeitsbereich (OD) nach oben zu schieben.

Andererseits geht, wenn die Verlangsamungskraftgrenze kleiner als der zweite Schwellwert SG2 ist (Verlangsamungskraftgrenze < SG2, das heißt NEIN in Schritt SCHRITT 15), das Verfahren zu einem Schritt SCHRITT 16. (Es sei angemerkt, daß die VERLANGSAMUNGSGRENZE, die in den Schritten SCHRITT 11 und SCHRITT 15 erwähnt wurde, der Verlangsamungskraftgrenze ent spricht.).

In einem Schritt SCHRITT 16, bestimmt die CPU 5b der Steue rung 5, ob die relative Geschwindigkeit größer als null ist, nämlich, ob sich das vorausfahrenden Fahrzeug vom Systemfahr zeug entfernt.

Wenn das Systemfahrzeug fern vom vorausfahrenden Fahrzeug ist (JA ΔV < 0 in Schritt SCHRITT 16), so geht das Verfahren zu einem Schritt SCHRITT 17, da die CPU 5b der Steuerung 5 be stimmt, daß genügend Verlangsamungskraft erhalten wurde und gibt das OD-Löschsignal frei, um die Nach-Oben-Verschiebeope ration durchzuführen. Es sei angemerkt, daß wenn die relative Geschwindigkeit ΔV gleich oder kleiner null ist, und sich das Systemfahrzeug dem vorausfahrenden Fahrzeug nähert, die Ver arbeitung ohne eine Nach-Oben-Schiebeoperation beendet wird.

Fig. 8A bis 13E zeigen Ergebnisse von Simulationen, die in der ersten bevorzugten Ausführungsform des Steuersystems für das Verfolgen eines vorausfahrenden Fahrzeuges durchgeführt wurden.

Fig. 8A bis 8E und 9A bis 9E zeigen Ergebnisse von Simula tionen durch das Systemfahrzeug, wenn das Systemfahrzeug wäh rend der Fahrt mit 100 km/h das vorausfahrende Fahrzeug ein fängt, das mit 70 km/h in Vorwärtsrichtung mit einer Distanz von 120 Metern zwischen den Fahrzeugen fährt.

Die Fig. 8A, 8B, 8C, 8D und 8E zeigen den Fall, wenn keine Verschiebesteuerung durchgeführt wird.

Fig. 9A, 9B, 9C, 9D und 9E zeigen den Fall, wenn eine Ver schiebesteuerung durchgeführt wird (SG = -500N, SG2 = 0).

Wie in den Fig. 9A bis 9E gezeigt ist, in welcher die Ver schiebesteuerung wie in den ersten und zweiten Ausführungs formen ausgeführt wird, wird keine übertriebene Annäherung an das vorausfahrende Fahrzeug auftreten, die schnelle Konver genz zum Zielwert der Distanz zwischen den Fahrzeugen hat sich ergeben, und es wurde eine stabile Fahrt für das Verfol gen des vorausfahrenden Fahrzeuges erreicht.

Fig. 10A, 10B, 10C, 10D, 10E, 11A, 11B, 11C, 11D und 11E sind die Ergebnisse von Simulationen in einem Fall, bei dem das Systemfahrzeug mit einer Systemfahrzeuggeschwindigkeit von 100 km/h und mit einem Distanz von 50 Metern zwischen den Fahrzeugen zum vorausfahrenden Fahrzeug fährt, wobei das an dere Fahrzeug, das mit 85 km/h fährt in einem Raum vor 25 Me tern unterbrochen wurde.

Fig. 10A, 10B, 10C, 10D und 10E zeigen die zweiten Simula tionsergebnisse in dem Fall, in dem keine Verschiebeände rungssteuerung durchgeführt wurde.

Fig. 11A, 11B, 11C, 11D und 11E zeigen die Ergebnisse von Simulationen in dem Fall, in dem die Verschiebesteuerungsope ration vorhanden ist (vor der Unterbrechung des anderen Fahr zeuges, SG1 = -500 N und nach der Unterbrechung des anderen Fahrzeuges SG1 = -250N und SG2 = 0).

Wenn die Verschiebesteuerung in der ersten Ausführungsform ausgeführt wird (siehe die Fig. 11A bis 11E), so ergab sich keine übertriebene Annäherung an das vorausfahrende Fahrzeug, es ergab sich eine schnelle Konvergenz auf den Zielwert der Distanz zwischen den Fahrzeugen und es ergab sich die stabile Verfolgungsfahrt zum vorausfahrenden Fahr zeug in kurzer Zeit.

Fig. 12A bis 13E zeigen den Fall, in dem das Systemfahr zeug das vorausfahrende Fahrzeug in der Distanz von 120 Me tern zwischen den Fahrzeugen fängt, während das Systemfahr zeug mit einer Geschwindigkeit von 100 km/h fährt.

Fig. 12A, 12B, 12C, 12D, 12E zeigen den Fall, in dem keine Modifikation des ersten Schwellwertes SG1 vorgenommen wird.

Fig. 13A, 13B, 13C, 13D und 13E zeigen den Fall, in dem die Modifikation des ersten Schwellwertes SG1 (oder des zwei ten Schwellwertes SG2) vorhanden ist (vor dem Einfangen SG1 = -500 N, SG2 = 0 und nach dem Einfangen SG1 = -250N und SG2 = 0).

Wie im Falle der Modifikation des Schwellwertes der Fig. 13A bis 13E gezeigt ist, findet keine übertriebene Annäherung an das vorausfahrenden Fahrzeug statt, es wurde eine schnelle Konvergenz auf den Zielwert der Distanz zwischen den Fahrzeu gen in kurzer Zeit erreicht, und es ergab sich das stabile Verfolgen des vorausfahrenden Fahrzeuges.

Wie in der ersten Ausführungsform des Steuersystems der Di stanz zwischen Fahrzeugen gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde, wird die Verlangsamungskraftgrenze zwi schen dem Verlangsamungskraftanforderungswert, der durch das Fahrzeuggeschwindigkeitsservosystem abgeleitet wurde, auf das die robuste Modellanpassungssteuertechnik angewandt wurde, und der Verlangsamungskraftgrenze gemäß einer Differenz zwi schen der maximalen Verlangsamungskraft, die in der aktuellen Verschiebeposition erzeugt wird, abgeleitet.

Wenn die Verlangsamungskraftgrenze gleich oder kleiner als der erste Schwellwert SG1 ist, und die relative Geschwindig keit des vorausfahrenden Fahrzeuges gleich oder kleiner null ist, so wird die Getriebeposition vom vierten Geschwindig keitsbereich nach unten in den dritten Geschwindigkeitsbe reich verschoben. Zusätzlich führt, wenn die Verlangsamungs kraftgrenze gleich oder größer als SG2 ist, was die Nach- Oben-Verschiebeoperation bestimmt, oder die Fahrzeuggeschwin digkeit zum vorausfahrenden Fahrzeug gleich oder größer null ist, die CPU 5b der Steuerung 5 eine Verschiebung vom dritten Geschwindigkeitsbereich nach oben in den vierten Geschwindig keitsbereich durch.

Weiterhin kann, wenn die Größe der relativen Geschwindigkeit groß ist, und das andere Fahrzeug in die Distanz zwischen den Fahrzeugen einbricht, der erste Schwellwert SG1, der das Nach-Unten-Verschieben bestimmt, gemäß der Distanz zwischen den Fahrzeugen während der Anwesenheit des unterbrechenden Fahrzeuges oder gemäß der relativen Geschwindigkeit modifi ziert werden.

Somit wird ohne Verwendung der Verzeichnisse der Nach-Oben- Verschiebebedingungen und der Nach-Unten-Verschiebebedingun gen für jeden Zustand der Straßenoberfläche oder für jeden Zustand der Fahrt, oder wenn die relative Geschwindigkeit zwischen dem Systemfahrzeug und dem unterbrechenden anderen Fahrzeug groß ist, das Nach-Oben-Verschieben und das Nach-Un ten-Verschieben zu passenden Zeiten durchgeführt, die mit dem Verschiebegefühl der Insassen konform geht.

Der Verlangsamungskraftanforderungswert, der eine innere Va riable des Systemgeschwindigkeitsservosystems 511 ist, umfaßt einen Wert, der eine Störung aufweist, wie eine Variation des Gradienten einer Straßenoberfläche, so daß der Wert, der ge mäß dem Straßenoberflächengradient erforderlich ist, berech net wird.

Beispielsweise sollte in einem Fall, in dem versucht wird, die Distanz zwischen den Fahrzeugen zum vorausfahrenden Fahr zeug auf einem sich neigenden Hang aufrecht zu halten, ein größerer Verlangsamungskraftanforderungswert berechnet wer den, da das Systemfahrzeug sich dem vorausfahrenden Fahrzeug nähert, wenn das Systemfahrzeug auf dem abfallenden Hang fährt.

Da die Verlangsamungskraftgrenze gemäß dem Straßenoberflä chengradienten variiert wird, der unter Verwendung des Ver langsamungskraftanforderungswertes berechnet wird, ist die vorliegende Erfindung auf jeden Straßenoberflächengradienten anwendbar, ohne eine spezielle Verarbeitung, wie einem Modi fizieren der ersten und zweiten Schwellwerte SG1 und SG2 wäh rend der Verschiebesteueroperation beim abfallenden und beim ansteigenden Hang.

Es sei angemerkt, daß in der ersten oben beschriebenen Aus führungsform, die Nach-Oben-Verschiebeoperation vom dritten Geschwindigkeitsbereich zum vierten Geschwindigkeitsbereich (OD) und das Nach-Unten-Verschieben vom vierten Geschwindig keitsbereich (OD) zum dritten Geschwindigkeitsbereich, nur beispielhaft angegeben sind, wobei die vorliegende Erfindung nicht auf eine Verschiebesteuerung zwischen der vierten Ge schwindigkeit (OD) und der dritten Geschwindigkeit beschränkt ist. Es sei angemerkt, daß das Automatikgetriebe 4, das im Systemfahrzeug verwendet wird, nicht auf den Typ mit vier Ge schwindigkeitsbereichen in Vorwärtsrichtung mit der OD-Funk tion, wie dies in der ersten Ausführungsform beschrieben ist, beschränkt ist.

Zweite Ausführungsform

Eine zweite bevorzugte Ausführungsform des Steuersystems für die Distanz zwischen Fahrzeugen für das Steuern der Distanz zwischen den Fahrzeugen zum vorausfahrenden Fahrzeug (das vorne vorausfährt) wird nun nachfolgend beschrieben.

Es sei angemerkt, daß da die Struktur im vorhergehenden Steu ersystem der Distanz zwischen den Fahrzeugen in der zweiten Ausführungsform nahezu dieselbe wie in der ersten Ausfüh rungsform ist, die folgende Beschreibung nur anhand der Un terschiede der zweiten Ausführungsform von der ersten Ausfüh rungsform erfolgt.

In dieser Ausführungsform liegt eine Nach-Unten-Verschiebebe dingung vor, wenn 1) (relative Geschwindigkeit ΔV) ≦ 0, da das Systemfahrzeug sich dem vorausfahrenden Fahrzeug nähert, und 2) (Beschleunigungskraftgrenze) ≦ SG1.

Umgekehrt liegt eine Nach-Oben-Verschiebedingung vor, wenn 3) (relative Geschwindigkeit) < 0 (ein Entfernen vom vorausfah renden Fahrzeug) und 4) (Verzögerungskraftgrenze) ≧ SG2.

Es sei angemerkt, daß der Wert jedes Schwellwertes SG1 und SG2 so festgesetzt ist, daß SG1 < SG2, um ein Nachlaufphäno men der (Getriebe) Verschiebesteuerung zu verhindern.

Es sei angemerkt, daß der zweite Schwellwert so festgesetzt wird, daß er der kleinere Wert für die Verschiebeposition des Automatikgetriebes 4 ist, das in einem früheren Stadium nach oben verschoben wird, bevor die Drosselklappe des Motors sich öffnet, um zu verhindern, das ein Getriebeverschiebeschlag zu einer Zeit auftritt, wenn das Getriebe nach oben verschoben wird.

Als nächstes wird das Verschiebenachlaufphänomen nachfolgend beschrieben.

In einem Fall, bei dem das Systemfahrzeug fährt, um den vor ausfahrenden Fahrzeug zu folgen, wobei sowohl das Systemfahr zeug als auch das vorausfahrenden Fahrzeug auf einem abfal lenden Hang fahren und ein Effekt der Verlangsamung des Sy stemfahrzeuges durch die Motorbremse kleiner ist als der Ef fekt der Verlangsamung des vorausfahrenden Fahrzeuges durch die Motorbremse nähert sich das Systemfahrzeug allmählich dem vorausfahrenden Fahrzeug, um die Nach-Unten-Verschiebebedin gungen zu erfüllen, und die Nach-Unten-Verschiebeoperation wird durchgeführt.

Zusätzlich gibt es oft den Fall, bei dem der Insasse des vor ausfahrenden Fahrzeugs die Bremsoperation durch sein Bremssy stem durchführt und manuell oder automatisch die aktuelle Verschiebeposition nach unten verschiebt, da sich der Insasse des vorausfahrenden Fahrzeuges durch das Anwachsen der Ge schwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeuges unwohl fühlt.

Im letzteren Fall nähert sich das Systemfahrzeug dem voraus fahrenden Fahrzeug, um die Nach-Unten-Verschiebebedingung zu erfüllen, und das Automatikgetriebe 4 des Systemfahrzeuges führt die Nach-Unten-Verschiebeoperation in den niedrigeren Geschwindigkeitsbereich, wie beispielsweise den dritten Ge schwindigkeitsbereich durch.

Wenn die Auswirkung der Verlangsamung des Systemfahrzeuges durch das Motorbremsen größer als der des vorausfahrenden Fahrzeuges ist, wird die Distanz zwischen den Fahrzeugen zum vorausfahrenden Fahrzeug größer, so daß die Nach-Oben-Ver schiebebedingung erfüllt ist, und die Getriebeposition des Automatikgetriebes 4 des Systemfahrzeuges eine Nach-Oben-Ver schiebung in den höheren Geschwindigkeitsbereich, wie bei spielsweise den vierten Geschwindigkeitsbereich (OD), durch führt.

Zusätzlich wird, wenn das Bremsen beendet wird, aus dem Zu stand heraus, in dem der Insasse des vorausfahrenden Fahrzeu ges das Bremsen durchführt, die Geschwindigkeit des voraus fahrenden Fahrzeuges, da sowohl das Systemfahrzeug als auch das vorausfahrenden Fahrzeug auf einem abfallenden Hang fah ren, schneller, die Distanz zwischen den Fahrzeugen wird grö ßer, und die Nach-Oben-Verschiebeoperation wird durchgeführt.

Als nächstes nähert sich, wenn die Nach-Oben-Verschiebeopera tion ausgeführt wird, das Systemfahrzeug wieder dem voraus fahrenden Fahrzeug und verschiebt die aktuelle Getriebeposi tion nach unten.

Da diese Operationen wiederholt werden, entwickelt sich eine Instabilität oder ein Nachlauf des Verschiebens.

Ein solches Phänomen des Verschiebenachlaufs, wie es oben be schrieben wurde, tritt durch die Differenz zwischen der Wir kung der Verlangsamungen sowohl im Systemfahrzeug als auch dem vorausfahrenden Fahrzeug durch die jeweiligen Motorbrem sen, während sich die Motordrosselklappen in der vollständig geschlossenen Position befinden, auf.

Zusätzlich tritt in einem Fall, bei dem das Systemfahrzeug beim Verfolgen des vorausfahrenden Fahrzeuges auf einem ab fallenden Hang fährt, das Nachlaufphänomen durch die Bremsbe tätigung im vorausfahrenden Fahrzeug vermehrt auf.

Wenn der zweite Schwellwert SG2, der als Bestimmungskriterium der Nach-Oben-Verschiebebedingung dient, auf einen gewissen großen Wert gesetzt wird, kann das Verschiebephänomen verhin dert werden, aber der Verschiebestoß während des Nach-Oben- Verschiebens wird groß und unkomfortabel.

Somit schätzt in der zweiten Ausführungsform die CPU 5b der Steuerung 5 den Gradienten der Straßenoberfläche, auf dem das Systemfahrzeug zusammen mit dem vorausfahrenden Fahrzeug fährt.

Wenn der Gradient der Straßenoberfläche einen vorbestimmten Wert überschreitet, nämlich, wenn die Steuerung 5 bestimmt, daß das Systemfahrzeug auf solch einem abfallenden Hang fährt und einen großen negativen Gradienten aufweist, wird der Ver schiebenachlauf verhindert durch das Sperren der Nach-Oben- Verschiebeoperation nach der Nach-Unten-Verschiebeoperation.

Wie oben beschrieben wurde, wird, da die Störung unter Ver wendung des Geschwindigkeitsservosystems, auf das die robuste Modellanpaßtechnik angewandt wird, geschätzt wird, der Stra ßenoberflächengradient auf der Basis des geschätzten Wertes dieser Störung geschätzt.

Es sei angemerkt, daß obwohl die Störung durch eine Variation des Fahrtwinddruckes zusätzlich durch den Gradient der Stra ßenoberfläche verursacht wird, der geschätzte Störungswert während der Fahrt des Systemfahrzeuges in Verfolgung des vor ausfahrenden Fahrzeuges betrachtet wird, als stelle er haupt sächlich den Zustand des Straßenoberflächengradienten dar.

Der Straßenoberflächengradient wird somit auf der Basis des geschätzten Störungswertes bestimmt.

In der zweiten Ausführungsform wird das Nach-Oben-Verschieben der Getriebeposition verhindert, wenn der geschätzte Wert der Störung ≦ SG3.

Der geschätzte Wert der Störung nimmt einen negativen Wert an, wenn das Fahrzeug auf dem abfallenden Hang fährt und ei nen positiven Wert, wenn es auf dem ansteigenden Hang fährt.

Der geschätzte Störungswert ≦ SG3 bedeutet, daß der abfal lende Hang in einem gewissen Grad einen steilen Gradienten aufweist. Während der Verhinderungszustand des Nach-Oben-Ver schiebens erfüllt wird, tritt kein Nach-Oben-Verschieben auf, sogar, wenn die Nach-Oben-Verschiebebedingung erfüllt wird.

Obwohl die Nach-Oben-Verschiebeoperation nicht auftritt, so gar wenn die Nach-Oben-Verschiebebedingung erfüllt wird, tritt das Nach-Oben-Verschieben nicht auf, nachdem der Nach- Oben-Verschiebeverhinderungszustand erfüllt wird.

Somit tritt, wenn das Nach-Unten-Verschieben erfolgt, wenn sich das Systemfahrzeug während der Fahrt dem vorausfahrenden Fahrzeug nähert, kein Nach-Oben-Verschieben auf, bis der Straßenoberflächengradient gemäßigter wird. Damit kann ver hindert werden, daß ein Nachlaufen auftritt.

Als nächstes zeigt Fig. 14 ein Betriebsflußdiagramm einer Verschiebesteuerroutine, die in der zweiten Ausführungsform ausgeführt wird.

Somit können die Nach-Oben-Verschiebeoperationen und die Nach-Unten-Verschiebeoperationen in der zweiten Ausführungs form unter Bezug auf Fig. 14 erläutert werden.

Es ist zu sagen, daß in einem Schritt SCHRITT 100 die CPU 5b der Steuerung 5 bestätigt, ob die aktuelle Verschiebeposition des Automatikgetriebes 4 im vierten Geschwindigkeitsbereich oder im dritten Geschwindigkeitsbereich plaziert ist.

Wenn sie in Schritt SCHRITT 100 im dritten Geschwindigkeits bereich plaziert ist, so geht das Verfahren zu einem Schritt SCHRITT 500.

Wenn sie im Schritt SCHRITT 100 im vierten Geschwindigkeits bereich plaziert ist, so geht das Verfahren zu einem Schritt SCHRITT 200.

Während das Systemfahrzeug im vierten Geschwindigkeitsbereich fährt, vergleicht die CPU 5b der Steuerung 5 die Verlangsa mungskraftgrenze mit dem ersten Schwellwert SG1. Wenn die Verlangsamungskraftgrenze gleich oder kleiner als der erste Schwellwert SG1 ist (Verlangsamungskraftgrenze ≦ SG1) (JA in Schritt SCHRITT 200), so bestimmt die CPU 5b der Steuerung 5, ob der Wert der relativen Geschwindigkeit (ΔV) kleiner oder gleich null ist, nämlich, ob sich das Systemfahrzeug dem vor ausfahrenden Fahrzeug in einem Schritt SCHRITT 300 nähert.

Wenn die relative Geschwindigkeit (ΔV) positiv und größer null (ΔV < 0) in Schritt SCHRITT 300 ist (NEIN), so bestimmt die CPU 5b der Steuerung 5, daß die Verlangsamungskraft sogar bei der vorliegenden Verschiebeposition (Getriebegeschwindigkeitsbereich) (vierter Geschwindigkeits bereich) ausreichend ist, und die Verarbeitungsroutine der Fig. 14 wird ohne Nach-Unten-Verschiebeoperation beendet.

In einem Fall, bei dem die aktuelle Verschiebeposition unge nügend ist, bestätigt die CPU 5b der Steuerung 5 in Schritt SCHRITT 300, ob sich das Systemfahrzeug dem vorausfahrenden Fahrzeug nähert (ΔV ≦ 0).

Wenn ΔV < 0 (NEIN) in Schritt SCHRITT 300, so bestimmt die CPU 5b der Steuerung, daß sich das vorausfahrende Fahrzeug vom Systemfahrzeug entfernt, und die Verarbeitungsroutine der Fig. 14 wird ohne eine Nach-Unten-Verschiebeoperation been det.

Wenn keine Verlangsamungskraftgrenze vorhanden ist, da die Verlangsamungskraftgrenze ≦ SG1, und sich das Systemfahrzeug dem vorausfahrenden Fahrzeug mit einer relativen Geschwindig keit ΔV gleich oder kleiner Null (ΔV ≦ 0) nähert, so ist die Nach-Unten-Verschiebebedingung erfüllt. Somit wird in einem Schritt SCHRITT 400 ein OD-Löschsignal zum Automatikgetriebe 4 übertragen. Das Automatikgetriebe 4, an dem das OD-Löschsi gnal empfangen wird, führt eine Nach-Unten-Verschiebung vom vierten Geschwindigkeitsbereich in den dritten Geschwindig keitsbereich durch.

Während das Systemfahrzeug im dritten Geschwindigkeitsbereich fährt, vergleicht die CPU 5b der Steuerung 5 die Verlangsa mungskraftgrenze mit dem zweiten Schwellwert SG2. Wenn die Verlangsamungskraftgrenze ≧ zweiter Schwellwert SG2 (JA in Schritt SCHRITT 500) ist, so geht das Verfahren zu einem Schritt SCHRITT 600. Wenn die Verlangsamungskraftgrenze < SG2 (NEIN in Schritt SCHRITT 500), so wird die Verarbeitungsrou tine der Fig. 14 beendet.

Im Schritt 600 bestimmt die CPU 5b der Steuerung 5, ob die relative Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeuges grö ßer als null ist, nämlich, ob sich das vorausfahrende Fahr zeug vom Systemfahrzeug entfernt.

Wenn ΔV ≦ 0 (NEIN in Schritt SCHRITT 600), so wird die Verar beitungsroutine der Fig. 14 ohne eine Nach-Oben-Verschiebe operation beendet.

Wenn die Verlangsamungskraftgrenze ≧ SG2, so daß eine Grenze der Verlangsamungskraft vorhanden ist (JA im Schritt SCHRITT 500) und ΔV < 0 (JA im Schritt SCHRITT 600), so geht das Ver fahren zu einem Schritt SCHRITT 700 (da die Nach-Oben-Ver schiebebedingung erfüllt ist).

Wenn die Nach-Oben-Verschiebebedingung erfüllt ist, so be stimmt die CPU 5b der Steuerung 5 im Schritt SCHRITT 700, ob die Nach-Oben-Verschiebe-Verhinderungsbedingung erfüllt ist.

Im Detail vergleicht im Schritt SCHRITT 700 die CPU 5b der Steuerung 5 den geschätzten Störungswert mit dem dritten Schwellwert (SG3).

Wenn der geschätzte Störungswert gleich oder kleiner als der Schwellwert SG3 ist (JA in Schritt SCHRITT 700), so bestimmt die CPU 5b der Steuerung 5, daß das Systemfahrzeug auf einem abfallenden Hang fährt, der einen großen negativen Straßen oberflächengradient aufweist, und die aktuelle Verarbeitungs routine der Fig. 14 wird beendet, ohne daß das OD-Löschsignal freigegeben wird.

Wenn der geschätzte Wert der Störung größer als der Schwell wert SG3 ist (NEIN in Schritt SCHRITT 300), so geht das Ver fahren zu einem Schritt SCHRITT 800, in welchem das OD-Lösch signal freigegeben wird, so daß das Automatikgetriebe 4 eine Nach-Oben-Verschiebung vom dritten Geschwindigkeitsbereich in den vierten Geschwindigkeitsbereich gemäß dem Verschiebemu ster vornimmt, das gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Öffnungswinkel der Drosselklappe bestimmt wird.

Die Fig. 15A und 15B zeigen Ergebnisse von Simulationen, wenn die Steuerung für das Verfolgen eines vorausfahrenden Fahrzeuges durchgeführt wird, wenn das Systemfahrzeug mit un gefähr 65 km/h auf dem abfallenden Hang, der einen negativen Gradienten aufweist, fährt.

Fig. 15A zeigt den Fall der Verschiebungs-Nacheilungs-Verhin derungssteuerung, wie oben beschrieben.

Fig. 15B zeigt den Fall, wenn keine Verschiebungs-Nachei lungs-Verhinderungssteuerung durchgeführt wird.

Es sei angemerkt, daß -0,5 m/ss, -0,25 m/s und -0,5 m/ss für die Schwellwerte SG1, SG2 und SG3 als Verlangsamungswerte festgelegt werden. Es sei auch angemerkt, daß die Bezeichnung ss s² bedeutet.

Wie man aus den Fig. 15A und 15B sieht, so tritt im Falle, bei dem eine Verschiebenachlaufverhinderungsmaßnahme getrof fen wird, wie in der zweiten Ausführungsform, kein Nach-Oben- Verschieben auf, wenn der geschätzte Wert -0,5 m/ss beträgt, sogar wenn die Nach-Oben-Verschiebebedingung erfüllt ist, so daß kein Verschiebenachlaufen auftritt.

Während der Gradient der Straßenoberfläche geschätzt wird, und der geschätzte Wert des Straßenoberflächengradienten den vorbestimmten Wert (einen dritten Schwellwert SG3) über steigt, wird das Nach-Oben-Verschieben verhindert, nachdem die Nach-Unten-Verschiebeoperation ausgeführt wurde, bis der Straßenoberflächengradient einen gemäßigten Wert annimmt, wo mit das Verschiebenachlaufen verhindert werden kann, und das Nach-Oben-Verschieben durchgeführt werden kann, das zum Fahr gefühl der Insassen des Systemfahrzeuges paßt.

Es sei angemerkt, daß die Bezeichnung negativ bedeutet, daß der absolute Wert größer in negativer Richtung wird, und daß die Bezeichnung "positiv" bedeutet, daß der absolute Wert in positiver Richtung größer wird.

Es sei auch angemerkt, daß der dritte Detektor (ein Detektor des unterbrechenden Fahrzeuges) dem Distanzsensorkopf 1 ent spricht, und der Verarbeitungsblock 11 für die gemessene Di stanz der Fig. 2 und dem Schritt SCHRITT 3 in Fig. 7 ent spricht, und daß der dritte Detektor das Vorhandensein des unterbrechenden Fahrzeuges beispielsweise gemäß der beachtli chen Variation der Distanz zwischen den Fahrzeugen erkennt.

Es sei auch angemerkt, daß die Längsachsen in den Fig. 8A, 9A, 10A, 11A, 12A und 13A Vsp (Geschwindigkeit in km/h) be zeichnen, daß die in den Fig. 8B, 9B, 10B, 11B, 12B und 13B L und Lt (gemessene Distanz zwischen den Fahrzeugen und Zieldistanz zwischen den Fahrzeugen) in Metern bezeichnen, daß die in den Fig. 8C, 9C, 10C, 11C, 12C und 13C dV (relative Geschwindigkeit) in m/s und die in den Fig. 8D, 9D, 10D, 11D, 12D und 13D F (Verlangsamungskraftgrenze, er ster Schwellwert und zweiter Schwellwert) bezeichnen, die in den Fig. 8E, 9E, 10E, 11E, 12E und 13E TVO (Drosselklappenöffnungswinkel und die Verschiebeposition) in Grad und VERSCHIEBUNG und die seitlichen Achsen in den Fig. 8A bis 13E die Distanz in Metern bezeichnen.

Es sei auch angemerkt, daß obwohl in der zweiten Ausführungs form der dritte Schwellwert SG3 fest ist, wie man aus Fig. 14 erkennt, eine Hysterese für den dritten Schwellwert vorgese hen sein kann.

Claims

1. System für ein selbstfahrendes Fahrzeug, das mit dem Sy stem ausgerüstet ist und als Systemfahrzeug definiert wird, umfassend:
einen ersten Detektor für das Messen einer Distanz zwi schen Fahrzeugen vom Systemfahrzeug zu einem vorausfahrenden Fahrzeug, das vor dem Systemfahrzeug fährt;
einen zweiten Detektor für das Messen einer Geschwindig keit des Systemfahrzeuges;
eine Steuerung für die Distanz zwischen Fahrzeugen für das Berechnen eines Zielwertes der Geschwindigkeit des Sy stemfahrzeuges, um einen gemessenen Wert der Distanz zwischen Fahrzeugen mit dem Zielwert der Distanz zwischen Fahrzeugen in Übereinstimmung zu bringen;
eine Steuerung für die Systemfahrzeuggeschwindigkeit für das Berechnen eines Zielwertes einer Antriebs- und Brems kraft, die auf das Systemfahrzeug angewandt wird, um den ge messenen Wert der Systemfahrzeuggeschwindigkeit mit dem Ziel wert der Geschwindigkeit des Systemfahrzeuges in Übereinstim mung zu bringen;
eine Antriebssteuerung für das antriebsmäßige Steuern eines ersten Bewegers des Systemfahrzeuges und eines Getrie bes des Fahrzeuges gemäß dem Zielwert der Antriebs- und Bremskraft;
eine Schätzvorrichtung für eine maximale Verlangsamungs kraft gemäß dem Zielwert der Geschwindigkeit des Systemfahr zeuges und einer Verschiebeposition des Getriebes des System fahrzeuges;
eine Berechnungsvorrichtung für die relative Geschwin digkeit für das Berechnen einer relativen Geschwindigkeit des Systemfahrzeuges zum vorausfahrenden Fahrzeug auf der Basis des gemessenen Wertes der Distanz zwischen Fahrzeugen; und
eine Verschiebepositionsbestimmungsvorrichtung für das Bestimmen der Verschiebeposition des Getriebes auf der Basis des Zielwertes der Antriebs- und Bremskraft, der geschätzten maximalen Verlangsamungskraft und der relativen Geschwindig keit.

2. System für ein selbstfahrendes Fahrzeug, das mit dem Sy stem ausgerüstet und als Systemfahrzeug definiert ist, nach Anspruch 1, wobei die Verschiebepositionsbestimmungs vorrichtung eine Berechnungsvorrichtung für eine Verlangsa mungsgrenze für das Berechnen einer Verlangsamungskraftgrenze auf der Basis des Zielwertes der Antriebs- und Bremskraft und der geschätzten maximalen Verlangsamungskraft aufweist, und wobei die Verschiebepositionsbestimmungsvorrichtung die Ver schiebeposition des Getriebes des Systemfahrzeuges auf der Basis der berechneten Verlangsamungskraftgrenze und der be rechneten relativen Geschwindigkeit des Systemfahrzeugs zum vorausfahrenden Fahrzeug berechnet.

3. System für ein selbstfahrendes Fahrzeug, das mit dem Sy stem ausgerüstet und als Systemfahrzeug definiert ist, nach Anspruch 2, wobei die Verschiebepositionsbestimmungs vorrichtung ein Nach-Unten-Verschieben von einem höheren Ge schwindigkeitsbereich in einen niedrigeren Geschwindigkeits bereich bestimmt, wenn die Verlangsamungskraftgrenze gleich oder kleiner einem ersten Schwellwert ist und die relative Geschwindigkeit des Systemfahrzeugs zum vorausfahrenden Fahr zeug gleich oder kleiner null ist, so daß es sich dem voraus fahrenden Fahrzeug nähert.

4. System für ein selbstfahrendes Fahrzeug, das mit dem Sy stem ausgerüstet und als Systemfahrzeug definiert ist, nach Anspruch 3, wobei die Verschiebepositionsbestimmungs vorrichtung ein Nach-Oben-Verschieben vom niedrigen Geschwin digkeitsbereich zum höheren Geschwindigkeitsbereich bestimmt, wenn die Verlangsamungskraftgrenze gleich oder größer als der zweite Schwellwert ist, oder wenn die relative Geschwindig keit des Systemfahrzeuges zum vorausfahrenden Fahrzeug größer null ist, so daß es sich vom vorausfahrenden Fahrzeug ent fernt.

5. System für ein selbstfahrendes Fahrzeug, das mit dem Sy stem ausgerüstet und als Systemfahrzeug definiert ist, nach Anspruch 3, wobei die Verschiebepositionsbestimmungs vorrichtung den ersten Schwellwert gemäß der relativen Ge schwindigkeit des Systemfahrzeuges zum vorausfahrenden Fahr zeug modifiziert.

6. System für ein selbstfahrendes Fahrzeug, das mit dem Sy stem ausgerüstet und als Systemfahrzeug definiert ist, nach Anspruch 5, wobei die Verschiebepositionsbestimmungs vorrichtung den ersten Schwellwert vergrößert, wenn die rela tive Geschwindigkeit des Systemfahrzeuges zum vorausfahrenden Fahrzeug einen Wert anzeigt, wie wenn sich das Systemfahrzeug dem vorausfahrenden Fahrzeug nähert.

7. System für ein selbstfahrendes Fahrzeug, das mit dem Sy stem ausgerüstet und als Systemfahrzeug definiert ist, nach Anspruch 3, wobei es ferner einen dritten Detektor für das Erkennen, ob ein anderes Fahrzeug die Distanz zwischen dem Systemfahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug unterbricht, umfaßt, und wobei, wenn der dritte Detektor erkennt, daß das andere Fahrzeug die Distanz zwischen dem Systemfahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug unterbricht, die Verschiebeposi tionsbestimmungsvorrichtung den ersten Schwellwert gemäß ei ner neuen Distanz zwischen Fahrzeugen zwischen dem System fahrzeug und dem anderen Fahrzeug, das die Distanz zwischen dem Systemfahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug unter bricht, modifiziert.

8. System für ein selbstfahrendes Fahrzeug, das mit dem Sy stem ausgerüstet und als Systemfahrzeug definiert ist, nach Anspruchs 7, wobei die Verschiebepositionsbestimmungs vorrichtung den ersten Schwellwert vergrößert, wenn die neue Distanz zwischen Fahrzeugen des Systemfahrzeuges zum anderen Fahrzeug, das die Distanz zwischen dem Systemfahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug unterbricht, kurz wird.

9. System für ein selbstfahrendes Fahrzeug, das mit dem Sy stem ausgerüstet und als Systemfahrzeug definiert ist, nach Anspruch 3, wobei die Verschiebepositionsbestimmungs vorrichtung den modifizierten ersten Schwellwert auf seinen ursprünglichen Wert zurückführt, wenn die Nach-Unten-Ver schiebung des Getriebes ausgeführt wurde, wobei eine Nach-Un ten-Verschiebebedingung erfüllt ist, nachdem die Verschiebe positionsbestimmungsvorrichtung den ersten Schwellwert modi fiziert.

10. System für ein selbstfahrendes Fahrzeug, das mit dem Sy stem ausgerüstet und als Systemfahrzeug definiert ist, nach Anspruch 3, wobei die Steuerung für die Distanz zwischen Fahrzeugen eine Abweichungsberechnungsvorrichtung umfaßt für das Berechnen einer Abweichung zwischen dem gemessenen Wert der Distanz zwischen Fahrzeugen und dem Zielwert der Distanz zwischen Fahrzeugen, wobei die Verschiebepositionsbestim mungsvorrichtung folgendes umfaßt: eine Abweichungsbestim mungsvorrichtung für die Bestimmung, ob die berechnete Abwei chung gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Abweichungs wert ist; und einen Timer für das Messen einer Zeitdauer, während der die Abweichung, die gleich oder kleiner als der vorbestimmte Abweichungswert ist, fortgesetzt wird, und wobei die Verschiebepositionsbestimmungsvorrichtung den modifizier ten ersten Schwellwert auf seinen ursprünglichen Wert zurück führt, wenn die Zeitdauer, die durch den Timer gemessen wird, eine vorbestimmte Zeitdauer anzeigt.

11. System für ein selbstfahrendes Fahrzeug, das mit dem Sy stem ausgerüstet und als Systemfahrzeug definiert ist, nach Anspruch 3, wobei dies Systemfahrzeugsteuerung eine Abwei chungsberechnungsvorrichtung für das Berechnen einer Abwei chung zwischen dem gemessenen Wert der Geschwindigkeit des Systemfahrzeuges und dem Zielwert der Geschwindigkeit des Sy stemfahrzeuges umfaßt, wobei die Verschiebepositionsbestim mungsvorrichtung folgendes umfaßt: eine Abweichungsbestim mungsvorrichtung für die Bestimmung, ob die berechnete Abwei chung gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Abweichungs wert ist; und einen Timer für das Messen einer Zeitdauer, während der die Abweichung, die gleich oder kleiner dem vor bestimmten Abweichungswert ist, fortgesetzt wird, und wobei die Verschiebepositionsbestimmungsvorrichtung den modifizier ten ersten Schwellwert auf seinen ursprünglichen Wert zurück führt, wenn die durch den Timer gemessene Zeitdauer eine vor bestimmte Zeitdauer anzeigt.

12. System für ein selbstfahrendes Fahrzeug, das mit dem Sy stem ausgerüstet und als Systemfahrzeug definiert ist, nach Anspruch 1, wobei es weiter folgendes umfaßt: eine Schätzvor richtung für den Straßenoberflächengradient für das Schätzen eines Gradienten einer Straßenoberfläche, auf der das System fahrzeug zusammen mit dem vorausfahrenden Fahrzeug fährt; ei ne Gradientenbestimmungsvorrichtung für die Bestimmung, ob der Gradient der Straßenoberfläche gleich oder negativ ober halb eines vorbestimmten Gradientenwertes liegt; und eine Nach-Oben-Verschiebeverhinderungsvorrichtung für das Verhin dern einer Nach-Oben-Verschiebung des Getriebes von einem niedrigeren Geschwindigkeitsbereich zu einem höheren Ge schwindigkeitsbereich, wenn die Gradientenbestimmungsvorrich tung bestimmt, daß der Gradient der Straßenoberfläche gleich oder negativ oberhalb des vorbestimmten Gradientenwertes liegt.

13. System für ein selbstfahrendes Fahrzeug, das mit dem Sy stem ausgerüstet und als Systemfahrzeug definiert ist, nach Anspruch 12, wobei die Systemfahrzeuggeschwindigkeits steuerung weiter eine Störungskompensationsvorrichtung umfaßt für das Schätzen einer Störung, die auf das Systemfahrzeug während der Fahrt ausgeübt wird, und das Kompensieren der An triebs- und Bremskraft des Systemfahrzeuges gemäß einem ge schätzten Wert der Störung, und wobei die Straßengradienten schätzvorrichtung den Straßenoberflächengradienten auf der Basis des geschätzten Wertes der Störung schätzt.

14. System für ein selbstfahrendes Fahrzeug, das mit dem Sy stem ausgerüstet und als Systemfahrzeug definiert ist, nach Anspruch 13, wobei die Verschiebepositionsbestimmungs vorrichtung eine Verlangsamungskraftgrenzberech nungsvorrichtung für das Berechnen einer Verlangsamungskraft grenze auf der Basis des Zielwertes der Antriebs- und Brems kraft und der geschätzten Verlangsamungskraft umfaßt, und wo bei die Verschiebepositionsbestimmungsvorrichtung die Ver schiebeposition des Getriebes des Systemfahrzeuges auf der Ba sis der berechneten Verlangsamungskraftgrenze und der berech neten relativen Geschwindigkeit des Systemfahrzeuges zum vor ausfahrenden Fahrzeug bestimmt.

15. System für ein selbstfahrendes Fahrzeug, das mit dem Sy stem ausgerüstet und als Systemfahrzeug definiert ist, nach Anspruch 14, wobei das Getriebe des Systemfahrzeuges ein Au tomatikgetriebe ist, und wobei die Verschiebepositionsbestim mungsvorrichtung folgendes umfaßt: eine aktuelle Verschiebe positionsbestimmungsvorrichtung für das Bestimmen, ob eine aktuelle Verschiebeposition des Automatikgetriebes in einem vierten Geschwindigkeitsbereich oder einem dritten Geschwin digkeitsbereich plaziert ist; eine erste Verlangsamungskraft grenzberechnungsvorrichtung für das Bestimmen, ob die Ver langsamungskraftgrenze gleich oder negativ oberhalb eines er sten Schwellwertes (SG1) liegt, wenn die aktuelle Verschiebe positionsbestimmungsvorrichtung bestimmt, daß die aktuelle Verschiebeposition des Automatikgetriebes im vierten Ge schwindigkeitsbereich plaziert ist; eine zweite Verlangsa mungskraftbestimmungsvorrichtung für das Bestimmen, ob die Verlangsamungskraftgrenze gleich oder positiv über einem zweiten Schwellwert (SG2) liegt, wenn die aktuelle Verschie bepositionsbestimmungsvorrichtung bestimmt, daß die aktuelle Verschiebeposition des Automatikgetriebes im dritten Ge schwindigkeitsbereich plaziert ist; eine erste Bestimmungs vorrichtung für die relative Geschwindigkeit für das Bestim men, ob die relative Geschwindigkeit des Systemfahrzeuges zum vorausfahrenden Fahrzeug gleich oder negativ unter null liegt, wenn die erste Verlangsamungskraftgrenzbestim mungsvorrichtung bestimmt, daß die Verlangsamungskraftgrenze gleich oder negativ unter dem ersten Schwellwert (SG1) liegt; und eine zweite Bestimmungsvorrichtung für die relative Ge schwindigkeit für das Bestimmen, ob die relative Geschwindig keit des Systemfahrzeuges zum vorausfahrenden Fahrzeug über null liegt, wenn die zweite Verlangsamungskraftgrenzbestim mungsvorrichtung bestimmt, daß die Verlangsamungskraftgrenze gleich oder positiv über dem zweiten Schwellwert (SG2) liegt, und wobei die Straßenoberflächengradientenschätzvorrichtung eine Bestimmungsvorrichtung für eine geschätzte Störung für das Bestimmen, ob der geschätzte Wert der Störung gleich oder größer als der dritte Schwellwert (SG3) ist, wenn die zweite relative Geschwindigkeitsbestimmungsvorrichtung bestimmt, daß die relative Geschwindigkeit des Systemfahrzeuges zum voraus fahrenden Fahrzeug oberhalb null liegt, wobei die Verlangsa mungskraftgrenze gleich oder positiv oberhalb des zweiten Schwellwertes (SG2) liegt, umfaßt.

16. System für ein selbstfahrendes Fahrzeug, das mit dem Sy stem ausgerüstet und als Systemfahrzeug definiert ist, nach Anspruch 15, wobei die Nach-Oben-Verschiebeverhinderungsvor richtung das Nach-Oben-Verschieben des Automatikgetriebes vom dritten Geschwindigkeitsbereich in den vierten Geschwindig keitsbereich verhindert, wenn der geschätzte Wert der Störung gleich oder negativ über dem dritten Schwellwert (SG3) liegt.

17. System für ein selbstfahrendes Fahrzeug, das mit dem Sy stem ausgerüstet und als Systemfahrzeug definiert ist, nach Anspruch 16, wobei der erste Schwellwert (SG1) kleiner als der zweite Schwellwert (SG2) ist (SG1 < SG2), so daß eine Hy sterese für die Schwellwerte vorgesehen ist, um eine Ver schiebung der aktuellen Verschiebeposition vom vierten Ge schwindigkeitsbereich in den dritten Geschwindigkeitsbereich und umgekehrt zu bestimmen.

18. System für ein selbstfahrendes Fahrzeug, das mit dem Sy stem ausgerüstet und als Systemfahrzeug definiert ist, nach Anspruch 17, wobei die Nach-Oben-Verschiebeverhinderungsvor richtung das Nach-Oben-Verschieben vom dritten Geschwindig keitsbereich in den vierten Geschwindigkeitsbereich verhin dert, wenn die zweite Verlangsamungskraftgrenzbestim mungsvorrichtung bestimmt, daß die Verlangsamungskraftgrenze negativ unterhalb des zweiten Schwellwertes (SG2) liegt.

19. System für ein selbstfahrendes Fahrzeug, das mit dem Sy stem ausgerüstet und als Systemfahrzeug definiert ist, nach Anspruch 18, wobei die Nach-Oben-Verschiebeverhinderungsvor richtung die Nach-Oben-Verschiebung des Automatikgetriebes vom dritten Geschwindigkeitsbereich in den vierten Geschwin digkeitsbereich verhindert, wenn die zweite Verlangsamungskr aftgrenzbestimmungsvorrichtung bestimmt, daß die Verlangsa mungskraft gleich oder positiv oberhalb des zweiten Schwell wertes (SG2) liegt und die zweite Relativgeschwindigkeitsbe stimmungsvorrichtung bestimmt, daß die relative Geschwindig keit gleich null ist oder negativ darunter liegt.

20. Verfahren für ein selbstfahrendes Fahrzeug, das mit dem Verfahren ausgerüstet und als Systemfahrzeug definiert ist, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:
Messen einer Distanz zwischen Fahrzeugen vom Systemfahr zeug zum vorausfahrenden Fahrzeug, das vor dem Systemfahrzeug fährt;
Messen einer Geschwindigkeit des Systemfahrzeuges;
Berechnen eines Zielwertes der Geschwindigkeit des Sy stemfahrzeuges, um einen gemessenen Wert der Distanz zwischen Fahrzeugen mit dem Zielwert der Distanz zwischen Fahrzeugen in Übereinstimmung zu bringen;
Berechnen eines Zielwertes einer Antriebs- und Brems kraft, die auf das Systemfahrzeug angewandt wird, um den ge messenen Wert der Systemfahrzeuggeschwindigkeit mit dem Ziel wert der Geschwindigkeit des Systemfahrzeuge in Übereinstim mung zu bringen;
Antriebsmäßige Steuerung eines primären Bewegers des Sy stemfahrzeuges und eines Getriebes gemäß dem Zielwert der An triebs- und Bremskraft;
Schätzen einer maximalen Verlangsamungskraft gemäß dem Zielwert der Geschwindigkeit des Systemfahrzeuges und einer Verschiebeposition des Getriebes des Systemfahrzeuges;
Berechnen einer relativen Geschwindigkeit des System fahrzeuges zum vorausfahrenden Fahrzeug auf der Basis des ge messenen Wertes der Distanz zwischen Fahrzeugen; und
Bestimmen der Verschiebeposition des Getriebes auf der Basis des Zielwertes der Antriebs- und Bremskraft, der ge schätzten maximalen Verlangsamungskraft und der relativen Ge schwindigkeit.