DE19924255A1

DE19924255A1 - Vorrichtung und Verfahren zur automatischen Fahrzeuggeschwindigkeitssteuerung

Info

Publication number: DE19924255A1
Application number: DE19924255A
Authority: DE
Inventors: Akira Higashimata; Hideo Iwamoto; Takenori Hashizume
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1998-05-27
Filing date: 1999-05-27
Publication date: 1999-12-09
Anticipated expiration: 2019-05-28
Also published as: JPH11334552A; JP3926925B2; US6249738B1; DE19924255B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung einer Fahrzeuggeschwindigkeit eines Automobils, wenn eine Steuerung eines Nachfahrsteuerung für ein vorausfahrendes Fahrzeug ausführt, um einem vorausfahrenden Fahrzeug zu folgen, welches vor dem Fahrzeug fährt und verzögert wird und eine Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs verringert wird und einen eingestellten unteren Grenzwert der Fahrzeuggeschwindigkeit bei einem Fahrzeuggeschwindigkeitssteuerungsbereich unterschreitet. Die Steuerung gibt die Nachfolgesteuerung für das vorausfahrende Fahrzeug frei, aber führt eine Bremsbetätigung durch ein Fahrzeugbremssystem fort, welches einen Funktionsgenerator (Pbrk* = f(t) MPa) verwendet, um das Auftreten eines plötzlichen G-Abfalls zu verhindern.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung bzw. Regelung einer Fahrzeuggeschwindigkeit, so daß die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich einer Zielfahrzeuggeschwin digkeit gehalten wird, um einem vorausfahrenden Fahrzeug zu folgen, welches vor dem Fahrzeug in einem geeigneten Fahrzeug- Zwischenabstand fährt.

Die am 27. April 1993 veröffentlichte japanische Patentanmel dung Nr. 5-104993 beschreibt eine Nachfolgesteue rungsvorrichtung für ein vorausfahrendes Fahrzeug, welche ei nen Öffnungswinkel einer Motordrosselklappe eines Kraftfahr zeugs und eine Bremskraft steuert, die im Betrieb von einem Fahrzeugbremssystem auf das Fahrzeug gemäß einer Abweichung zwischen einem sicheren Fahrzeug-Zwischenabstand, welcher auf der Grundlage eines erfaßten Wertes einer Fahrzeuggeschwindig keit und einer Relativgeschwindigkeit zu dem vorausfahrenden Fahrzeug bestimmt wird, und einem erfaßten Wert des Fahrzeug- Zwischenabstands ausgeübt wird.

Bei einer derartigen oben beschriebenen Vorrichtung wird ein Bereich einer Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs, bei dem es dem vorausfahrenden Fahrzeug nachfolgt (sogenannter Fahr zeuggeschwindigkeits-Steuerungsbereich, z. B. 40 km/h bis 110 km/h) vorgeschrieben. Daher ist die Nachfahrsteuerung für das vorausfahrende Fahrzeug zum Nachfahren des vorausfahrenden Fahrzeugs zu einem Zeitpunkt freigegeben und somit nicht wirk sam, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert wird und den vorgeschriebenen unteren Grenzgeschwindigkeitswert unter schreitet.

Wenn das vorausfahrende Fahrzeug verzögert wird, so daß das Fahrzeug dementsprechend verzögert wird, wobei die Bremse des Fahrzeugs in der vorveröffentlichten Nachfolgesteuerungs vorrichtung für ein vorausfahrendes Fahrzeug angewandt wird, wird jedoch die Nachfolgesteuerung für das vorausfahrende Fahrzeug freigegeben und ein plötzlicher Verzögerungsabfall, ein sogenannter plötzlicher G-Abfall (Erdbeschleunigung) tritt auf, so daß Fahrzeuginsassen des Fahrzeugs einen Ruck bzw. ei nen Stoß empfangen und ihnen ein unangenehmes Gefühl vermit telt wird.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrich tung und ein Verfahren zur Durchführung einer automatischen Steuerung einer Fahrzeuggeschwindigkeit eines Fahrzeugs be reitzustellen, bei dem eine das Fahrzeugbremssystem verwen dende Bremssteuerung fortgeführt wird, um das Auftreten eines plötzlichen Verzögerungsabfalls (G) zu verhindern, selbst wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert wird und den einge stellten unteren Grenzgeschwindigkeitswert des Fahrzeugge schwindigkeits-Steuerungsbereichs unterschritten hat, während das Fahrzeug verzögert wird, um dem vorausfahrenden Fahrzeug nachzufolgen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. 13 bzw. 14 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Erfindungsgemäß ist somit eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Steue rungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug vorgesehen, mit einem Fahrzeug-Zwischenabstanddetektor zur Erfassung eines Fahrzeug- Zwischenabstandes von dem Fahrzeug zu einem anderen Fahrzeug, welches dem Fahrzeug vorausfährt und einem Fahrzeuggeschwin digkeitsdetektor, um eine Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahr zeugs zu erfassen. Weiter ist eine Fahrzeug-Zwischenabstand steuerung vorgesehen, welche einen Zielwert der Fahrzeug geschwindigkeit berechnet, wobei der Zielwert der Fahrzeug geschwindigkeit berechnet wird, um den erfaßten Wert des Fahr zeug-Zwischenabstandes gleich einem Zielwert des Fahrzeug- Zwischenabstandes zu machen. Eine Fahrzeuggeschwindigkeits servosteuerung, welche auf den Zielwert der Fahrzeug geschwindigkeit von der Fahrzeug-Zwischenabstandssteuerung reagiert, berechnet einen Zielwert einer Fahrzeugkraft, welche durch das Fahrzeug aufgebracht werden muß, um die Fahrzeugge schwindigkeit gemäß dem Zielwert der Fahrzeuggeschwindigkeit zu ändern, und verteilt den Zielwert der durch das Fahrzeug aufgebrachten Fahrzeugkraft auf eine Fahrzeugantriebskraft für ein Fahrzeugantriebssystem und eine Fahrzeugbremskraft für ein Fahrzeugbremssystem. Ein Vergleicher bzw. Komparator ver gleicht den erfaßten Wert der Fahrzeuggeschwindigkeit mit ei nem eingestellten unteren Grenzwert der Fahrzeuggeschwindig keit in einem Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuerungsbereich. Ein Steuerungsfreigabebefehlsgenerator, welcher auf ein Ergebnis eines Vergleichs des Vergleichers reagiert, erzeugt und gibt einen Freigabebefehl aus, um eine Berechnung des Zielwerts der Fahrzeuggeschwindigkeit durch die Fahrzeug-Zwischenabstands steuerung freizugeben bzw. auszusetzen und um die Berechnung des Zielwerts der Fahrzeugkraft durch die Fahrzeuggeschwindig keitsservosteuerung freizugeben bzw. auszusetzen. Ein Funk tionsgenerator, welcher auf das Ergebnis des Vergleichs durch den Vergleicher reagiert, erzeugt und gibt eine vorbestimmte Funktion an das Fahrzeugbremssystem aus, um ausschließlich ei ne Steuerung der Fahrzeugbremskraft durch das Fahrzeugbrems system fortzuführen.

Weiterhin wird erfindungsgemäß ein Fahrzeuggeschwindigkeits steuerungsverfahren für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, um fassend die Schritte des Erfassens eines Fahrzeug-Zwischen abstandes von dem Fahrzeug zu einem anderen Fahrzeug, welches vor dem Fahrzeug fährt; des Erfassens einer Fahrzeuggeschwin digkeit des Fahrzeugs; des Berechnens eines Zielwerts der Fahrzeuggeschwindigkeit, wobei der Zielwert der Fahrzeugge schwindigkeit berechnet wird, um den erfaßten Wert des Fahr zeug-Zwischenabstandes gleich einem Zielwert des Fahrzeug- Zwischenabstandes zu machen; und des Berechnens eines Ziel werts einer Fahrzeugkraft, welche durch das Fahrzeug aufge bracht werden muß, um die Fahrzeuggeschwindigkeit gemäß dem Zielwert der Fahrzeuggeschwindigkeit zu ändern bzw. zu variie ren. Weiter umfaßt das erfindungsgemäße Verfahren die Schritte des Verteilens des Zielwerts der Fahrzeugkraft, welche durch das Fahrzeug aufgebracht werden muß, in eine Fahrzeugantriebs kraft für ein Fahrzeugantriebssystem und eine Fahrzeugbrems kraft für ein Fahrzeugbremssystem; des Vergleichens des erfaß ten Werts der Fahrzeuggeschwindigkeit mit einem eingestellten unteren Grenzwert der Fahrzeuggeschwindigkeit in einem Fahr zeuggeschwindigkeits-Steuerungsbereich; des Ausgebens eines Freigabebefehls, um eine Berechnung des Zielwerts der Fahr zeuggeschwindigkeit freizugeben, und um die Berechnung des Zielwerts der Fahrzeugkraft freizugeben; und des Ausgebens ei ner vorbestimmten Funktion an das Fahrzeugbremssystem, um aus schließlich eine Steuerung der Fahrzeugbremskraft über das Fahrzeugbremssystem fortzuführen.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Bezug nahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung ist:

Fig. 1A eine erläuternde Ansicht eines Kraftfahrzeugs, bei welchem eine Vorrichtung zur Durchführung einer auto matischen Steuerung der Fahrzeuggeschwindigkeit gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anwendbar ist;

Fig. 1B ein Kreisblockdiagramm einer Steuerung der in Fig. 1A gezeigten Vorrichtung;

Fig. 2 ein Funktionsblockdiagramm der Steuerung der in Fig. 1A gezeigten Vorrichtung;

Fig. 3 ein detailliertes Funktionsblockdiagramm eines Fahr zeuggeschwindigkeits-Servosteuerungsblocks der in Fig. 2 gezeigten Steuerung;

Fig. 4 eine erläuternde Ansicht von Berechnungsmethoden, wel che in einem Drosselklappenpositions-Berechnungsblock und einem Bremsdruckservoberechnungsblock im in Fig. 3 gezeigten Fahrzeuggeschwindigkeits-Servosteuerungs block ausgeführt werden;

Fig. 5 ein Betriebsflußdiagramm, welches ein Freigabeprozeß programm eines Nachfolgesteuerungsbetriebs für ein vorausfahrendes Fahrzeug gemäß dem in Fig. 1 gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel zeigt;

Fig. 6 ein detailliertes Funktionsblockdiagramm des Fahrzeug geschwindigkeits-Servorsteuerungsblocks der in Fig. 2 gezeigten Steuerung; und

Fig. 7A, 7B und 7C Timing- bzw. Zeitsteuerungsdarstellungen zur Erläuterung von Änderungen eines Zielfahrzeug-Zwi schenabstandes, einer Fahrzeuggeschwindigkeit und ei nes Bremsflüssigkeitsdrucks, wenn die Fahrzeug geschwindigkeit (V) verringert wird und einen unteren eingestellten Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenzwert (V_L) gemäß dem in Fig. 1A gezeigten Ausführungsbeispiel un terschritten hat.

Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel unter Be zugnahme auf die Zeichnungen für ein erleichtertes Verständnis der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Fig. 1A zeigt eine erläuternde Darstellung eines Kraftfahr zeugs, bei welchem eine Vorrichtung zur Steuerung einer Fahr zeuggeschwindigkeit gemäß einem bevorzugten Ausführungs beispiel der vorliegenden Erfindung anwendbar ist.

In Fig. 1A ist ein Fahrzeug-Zwischenabstandssensor (Kopf) 1 ein Sensorkopf von einem Radartyp derart, daß ein Laserstrahl einen vorgegebenen Abtastwinkel in einer Breitenrichtung des Fahrzeugs abtastet und die reflektierten Strahlen von Objek ten, welche im allgemeinen in einer durch den Abtastwinkel de finierten vorderen Erfassungszone vorhanden sind, empfangen werden, um die Objekte, z. B. ein vorausfahrendes Fahrzeug, zu erfassen. Es sei angemerkt, daß anstelle des Laserstrahls elektromagnetische Wellen oder Ultraschallwellen verwendet werden können. Der Fahrzeug-Zwischenabstandssensor 1 ist im US-Patent Nr. 5,710,565 (veröffentlicht am 24. Januar 1998) dargestellt, dessen Inhalt durch ausdrückliche Bezugnahme dar auf in die vorliegende Erfindung integriert ist.

Ein an einer Ausgangswelle eines automatischen Getriebes 4 be festigter Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 2 gibt ein Impuls folgensignal aus, dessen Periode einer Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle des automatischen Getriebes 4 entspricht.

Ein Drosselklappenpositionsaktuator 3 (z. B. als Gleichstrom motor ausgebildet) betätigt eine Drosselklappe eines mit dem automatischen Getriebe 4 in Verbindung stehenden Motors, um diese in Reaktion auf ein Befehlssignal für einen Drosselklap penöffnungswinkel zu öffnen oder zu schließen, um die dem Mo tor zugeführte Ansaugluftmenge zu variieren, um ein Motor abtriebsdrehmoment einzustellen.

Das automatische Getriebe (A/T) 4 ändert sein Übersetzungs verhältnis entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem oben beschriebenen Motorabtriebsdrehmoment.

Ein Bremssystem 6 dient zum Aufbringen einer Bremskraft, wel che auf das in Fig. 1A gezeigte Fahrzeug wirkt.

Eine Fahrzeug-Zwischenabstandssteuerung 5 umfaßt einen Mikro computer und dessen Zusatzteile, wie in Fig. 1B gezeigt.

Der Mikrocomputer der Steuerung 5 umfaßt eine CPU (Central Processing Unit) 5b, ein RAM (Random Access Memory) 5c, ein ROM (Read Only Memory) 5d, eine Eingangsschnittstelle (input port) 5a, eine Ausgangsschnittstelle (output port) 5e und ei nen zentralen Bus, wie in Fig. 1B gezeigt.

Die Fahrzeug-Zwischenabstandssteuerung 5 berechnet eine Ziel fahrzeuggeschwindigkeit basierend auf einem erfaßten Wert des Fahrzeug-Zwischenabstandes und einem erfaßten Wert der Fahr zeuggeschwindigkeit und steuert den Einsatz bzw. die Betäti gung des Drosselklappenpositionsaktuators 3, des automatischen Getriebes 4 und des Bremssystems 6. Die Fahrzeug-Zwischen abstandssteuerung 5 besteht aus Software umfassenden Steue rungsblöcken 11, 21, 50 und 51, wie in Fig. 2 gezeigt. Details der Funktion der Fahrzeug-Zwischenabstandssteuerung 5 werden nachfolgend beschrieben.

Fig. 2 zeigt das Funktionsblockdiagramm der Fahrzeug-Zwischen abstandssteuerung 5 gemäß einem bevorzugten Ausführungs beispiel der vorliegenden Erfindung.

In Fig. 2 mißt ein Verarbeitungsblock 11 für ein gemessenes Abstandssignal eine Zeitdauer von einem Zeitpunkt, an welchem der Laserstrahl ausgestrahlt wird, um den Erfassungsbereich des Fahrzeug-Zwischenabstandssensors 1 abzutasten, bis zu ei nem Zeitpunkt, an welchem der reflektierte Laserstrahl den Kopf 1 erreicht, um den Fahrzeug-Zwischenabstand L_T (räumlich) von dem mit der in Fig. 1A dargestellten Vorrichtung ausge statteten Fahrzeug zu einem anderen Fahrzeug (sogenanntes vor ausfahrendes Fahrzeug), welches vor dem Fahrzeug herfährt, zu berechnen.

Es sei angemerkt, daß, falls eine Vielzahl von vorausfahrenden Fahrzeugen durch den Fahrzeug-Zwischenabstandssensor 1 erfaßt werden, eines der vorausfahrenden Fahrzeuge, welchem gefolgt werden soll, spezifiziert wird, und der Fahrzeug-Zwischen abstand des spezifizierten vorausfahrenden Fahrzeugs berechnet wird.

Da ein Verfahren zur Auswahl eines spezifizierten von mehreren vorausfahrenden Fahrzeugen wohl bekannt ist, wird auf eine de taillierte Beschreibung verzichtet. Ein derartiges Auswahl verfahren ist z. B. im am 20. Januar 1998 veröffentlichten US- Patent Nr. 5,710,565 offenbart, dessen Offenbarungsgehalt durch ausdrückliche Bezugnahme auf diese Schrift in die vor liegende Erfindung eingeführt wird.

Ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal-Verarbeitungsblock 21 mißt eine Periode des Fahrzeuggeschwindigkeitsimpulses vom Fahr zeuggeschwindigkeitssensor 2, um die Fahrzeuggeschwindigkeit abzuleiten.

Zusätzlich umfaßt ein Steuerungsblock 50 für das Nachfolgen des vorausfahrenden Fahrzeugs einen Relativgeschwindigkeits berechnungs-Block 501, einen Ziel-Fahrzeug-Zwischenabstands einstellblock 503 und einen Fahrzeug-Zwischenabstands-Steue rungsblock 502.

Der Steuerungsblock 50 für das Nachfolgen des vorausfahrenden Fahrzeugs berechnet einen Ziel-Fahrzeug-Zwischenabstand L_T* und eine Zielfahrzeuggeschwindigkeit V* basierend auf den erfaßten Werten L_T und V des Fahrzeug-Zwischenabstandes und der Ge schwindigkeit.

Der Relativgeschwindigkeitsberechnungs-Block 501 berechnet ei ne Relativgeschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug und dem vor ausfahrenden Fahrzeug basierend auf dem erfaßten Wert des Fahrzeug-Zwischenabstandes durch den Verarbeitungsblock 11 für das gemessene Abstandssignal.

Der Fahrzeug-Zwischenabstandssteuerungsblock 502 berechnet die Zielfahrzeuggeschwindigkeit V*, um den Fahrzeug-Zwischen abstand unter Beachtung der Relativgeschwindigkeit ΔV gleich dem Ziel-Fahrzeug-Zwischenabstand L_T* zu machen.

Der Ziel-Fahrzeug-Zwischenabstandseinstellblock 503 stellt den Ziel-Fahrzeug-Zwischenabstand L_T* ein, welcher der Fahrzeug geschwindigkeit V_T des vorausfahrenden Fahrzeugs oder der Fahr zeuggeschwindigkeit Vs (oder V) des Fahrzeugs selbst ent spricht.

Des weiteren steuert ein Fahrzeuggeschwindigkeits-Servosteue rungsblock 51 eine Drosselklappenwinkelposition (oder eine so genannte Drosselklappenposition) der Motordrosselklappe durch den Drosselklappenpositionsaktuator 3, das Übersetzungsver hältnis des automatischen Getriebes 4 und/oder die Bremskraft des Bremssystems 6.

Somit steuert die Fahrzeug-Zwischenabstandssteuerung 5 die Fahrzeuggeschwindigkeit derart, daß das Fahrzeug mit einer si cheren Geschwindigkeit selbst während des Fahrens auf einer kurvigen Straße fahren kann.

Im Detail umfaßt der Fahrzeuggeschwindigkeits-Servosteuerungs block 51 einen Antriebskraft-Berechnungsblock 511, einen An triebskraftverteilblock 512, einen Drosselposition-Servo berechnungsblock 513 und einen Bremsdruck-Servoberechnungs block 514.

Der Fahrzeuggeschwindigkeit-Servosteuerungsblock 51 steuert die Drosselklappenwinkelposition Thr (Öffnungswinkel) über den Drosselaktuator 3 und den Bremsflüssigkeitsdruck Pbrk des Bremssystems 6, so daß die Fahrzeuggeschwindigkeit V derart eingestellt wird, daß sie mit der Zielfahrzeuggeschwindigkeit V* übereinstimmt.

Der Antriebskraft-Berechnungsblock 511 berechnet eine Ziel antriebs-Bremskraft For^, so daß die Fahrzeuggeschwindigkeit V mit der Zielfahrzeuggeschwindigkeit V* übereinstimmt.

Der Antriebskraftverteilblock 512 verteilt die Zielantriebs kraft For^ in eine Zielantriebskraft Thr bezüglich des Dros selpositions-Servoberechnungsblocks 513 und eine Zielbrems kraft Pbrk bezüglich des Bremsdruck-Servoberechnungsblocks 514.

Der Drosselpositions-Servoberechnungsblock 513 regelt den Drosselaktuator 3 entsprechend der Zielantriebs-Bremskraft For^ und regelt das Bremssystem 6 entsprechend der Zielbrems kraft. Unter der Zielantriebs/Bremskraft wird der Zielwert ei ner Fahrkraft bzw. Fahrzeugkraft verstanden, welche durch das Fahrzeug aufgebracht werden muß.

Nachfolgend wird ein Fahrzeug-Zwischenabstandssteuerungssystem unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben.

Das System der automatischen Fahrzeuggeschwindigkeitssteuer vorrichtung im in Fig. 1A dargestellten bevorzugten Ausfüh rungsbeispiel ist ein sogenanntes Ein-Eingangs- und Zwei-Aus gangs-System, welches die beiden Zielwerte des Fahrzeug-Zwi schenabstandes L_T und der Relativgeschwindigkeit ΔV über einen einzigen Eingang (der Zielfahrzeuggeschwindigkeit) steuert.

Somit ist das Steuerungssystem für eine Verwendung einer Zu standsrückkopplung (Regler) ausgelegt.

Zustandsvariablen x₁ und x₂ des Steuerungssystems sind gemäß den nachfolgenden Gleichungen definiert:

x₁ = V_T-V (1)

x₂ = L_T*-L_T (2).

In den Gleichungen (1) und (2) bezeichnet V_T die Fahrzeug geschwindigkeit des erfaßten vorausfahrenden Fahrzeugs.

Zusätzlich wird ein Steuerungseingang, d. h. ein Ausgangssignal der Fahrzeug-Zwischenabstandssteuerung 5, mit ΔV* bezeichnet, welches durch die nachfolgende Gleichung definiert ist:

ΔV* = V_T-V* (3)

Der Fahrzeug-Zwischenabstand L_T ist wie folgt gegeben:

L_T = ∫(V_T-V)dt + L₀ (4).

In der Gleichung (4) bezeichnet L₀ einen Initialwert des Fahr zeug-Zwischenabstandes L_T.

Das Fahrzeuggeschwindigkeits-Servosystem kann ungefähr in ei ner Weise ausgedrückt werden, bei der die tatsächliche Fahr zeuggeschwindigkeit V (= Vs) bezüglich der Zielfahrzeug geschwindigkeit V* eine erste Befehlsverzögerung bereitstellt, wie durch die Gleichung 5 von Tabelle 1 beschrieben.

In der Gleichung (5) ist S ein Laplace-Transformatoroperator und τv bezeichnet eine Zeitkonstante.

Es sei angenommen, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit des voraus fahrenden Fahrzeugs V_T konstant bleibt.

Die Gleichung (6) in Tabelle 2 kann bei dieser Annahme gemäß den numerischen Gleichungen in (1), (2) und (3) erhalten wer den.

Des weiteren kann die Zustandsgleichung des Systems in Glei chung (7) von Tabelle 3 beschrieben werden.

In der Gleichung (7) von Tabelle 3 bezeichnet Vs V.

Somit kann die Zustandsgleichung des Systems in einer Glei chung (8) in Tabelle 4 beschrieben werden.

Der Steuerungseingang u, welcher eine Zustandsrückkopplung ausführt, ist durch die Gleichung (9) in Tabelle 5 gegeben.

Die Zustandsgleichung des Gesamtsystems, bei der die Zustands rückkopplung ausgeführt wird, wird durch die Gleichung (10) in Tabelle (5) angegeben.

Wenn eine Gleichung (11) in Tabelle 5 festgelegt wird, kann eine charakteristische Gleichung wie folgt abgeleitet werden:
Basierend auf einer Transfercharakteristik des oben beschrie benen Fahrzeuggeschwindigkeits-Servosystems werden Verstär kungs- bzw. Stellfaktoren fd und fv eingestellt, so daß Cha rakteristiken des Konvergierens des Fahrzeug-Zwischenabstandes L_T zum Ziel-Fahrzeug-Zwischenabstand L_T* und des Konvergierens der Relativgeschwindigkeits ΔV nach Null die gewünschten Cha rakteristiken bereitstellen, wie in den Gleichungen (12) und (13) von Tabelle 5 und (14) und (15) von Tabelle 6 ausge drückt.

Somit wird die Zielfahrzeuggeschwindigkeit V* zur Ausführung der Fahrzeug-Zwischenabstandssteuerung abgeleitet wie in den Gleichungen (16) und (17) von Tabelle 7 dargestellt, entspre chend den numerischen Gleichungen (3) und (9).

Fig. 3 zeigt ein Steuerungsblockdiagramm des in Fig. 2 darge stellten Fahrzeuggeschwindigkeits-Servosteuerungsblocks 51.

Der Fahrzeuggeschwindigkeits-Servosteuerungsblock 51 ist aus gelegt, um eine robuste Modellanpassungssteuerungstechnik zu verwenden, wobei der Fahrzeuggeschwindigkeits-Servosteuerungs block 51 in Fig. 2A dargestellt ist.

Der Fahrzeuggeschwindigkeits-Servosteuerungsblock 51 ist der art ausgelegt, daß er eine robuste Modellanpassungssteuerungs technik verwendet, wobei der Fahrzeuggeschwindigkeits-Ser vosteuerungsblock 51 aufgebaut ist, z. B. aus einem robustem Kompensator, welcher als Störungsschätzer eingesetzt wird, und einem Modellanpassungskompensator, welcher die gesamte Reakti onscharakteristik des Fahrzeuggeschwindigkeit-Servosteuerungs blocks 50 im wesentlichen einer Reaktionscharakteristik eines Normal-(Standard-)Modells angleicht, um für den Fahrzeug geschwindigkeits-Steuerungsblock 51 ein robustes Steuerungs system für eine Veränderung eines Fahrbahnoberflächengradien ten bereitzustellen. Der robuste Kompensator schätzt und kom pensiert derartige externe Störungen als ein Modellfehler des gesteuerten Objekts (nämlich des Fahrzeugs) und einen Fahr widerstand des gesteuerten Objekts, so daß der Fahrzeug geschwindigkeits-Servosteuerungsblock 51 durch ein Steuerungs system bereitgestellt werden kann, bei dem eine tatsächliche Charakteristik mit einem linearen Modell Gv(s) in Übereinstim mung gebracht wird.

In Fig. 3 bezeichnet H(S) einen robusten Filter, welcher eine externe Störungseliminationsperformance bestimmt und in Glei chung (a) von Tabelle 8 ausgedrückt ist.

Zusätzlich bestimmt in Fig. 3 der Modellanpassungskompensator die Reaktionscharakteristik auf Eingangsgrößen und Ausgangs größen mittels eines Normalmodells R₂(S) in einem Mitkopplungs bereich (feedforward section) und bestimmt die externe Stö rungseliminationsperformance und eine Stabilität mittels eines Normalmodells R₁(S) in einem Rückkopplungsbereich.

Beispielsweise besteht der Modellanpassungskompensator aus zwei Erstbefehls-Verzögerungs-Tiefpaß-Filtern (first-order lag low-pass filters) wie in den Gleichungen (b) und (c) von Tabelle 8 dargestellt.

In den Gleichungen (a), (b) und (c) von Tabelle 8 sind τc, T1 und T2 Zeitkonstanten.

Das Linear-Approximationsmodell Gv(S) des Fahrzeugs, welches das gesteuerte Objekt darstellt, gibt eine Integrationscharak teristik wie in Gleichung (d) von Tabelle 8 ausgedrückt.

Aus der obigen Beschreibung kann die Zielantriebs/Bremskraft For-hat (For^) abgeleitet werden, wie in den Gleichungen (e) und (f) von Tabelle 9 dargestellt.

In den Gleichungen (d), (e) und (f) bezeichnet M eine Konstan te.

Verfahren zur Berechnung des Drosselwinkelpositionsbefehls werts Thr (Öffnungswinkel) und zur Berechnung des Bremsdruck befehlswert Pbrk im Antriebskraftverteilungsblock 512 werden durch einen in Fig. 4 gezeigten Aufbau erreicht.

Zuerst wird ein Drehmomentbefehlswert Ter durch Transformation der Zielantrieb/Bremskraft For^ unter Verwendung von Gleichung (g) aus Tabelle 9 abgeleitet.

In der Gleichung (g) von Tabelle 9 bezeichnet Rt einen Effek tivradius jedes Straßenrads des Fahrzeugs, welches gesteuert werden soll, Gm bezeichnet ein Übersetzungsverhältnis des au tomatischen Getriebes 4 des Fahrzeugs und Gf bezeichnet ein Endübersetzungsverhältnis.

Bei der Drosselpositionssteuerung wird der Befehlswert der Drosselklappenwinkelposition vom Drehmomentbefehlswert Ter und einer Motordrehzahl Ne unter Verwendung einer in Fig. 4 ge zeigten nicht linearen Kompensationsabbildung des Drossel klappenöffnungswinkels bezüglich eines in Fig. 4 gezeigten im Voraus gespeicherten Motorabtriebsdrehmoments hergeleitet. Dann steuert der Drosselpositions-Servoberechnungsblock 513 in antreibender Weise den Drosselklappenaktuator 3 unter Verwen dung eines Antriebsstroms, welcher eine Abweichung zwischen der Zieldrosselwinkelposition und der aktuellen Drosselwinkel position entspricht.

Andererseits wird im Falle der Bremssteuerung zur Verzögerung des Fahrzeugs der Bremsfluiddruckbefehlswert Pbrk dem Bremsdruck-Servoberechnungsblock 514 zugeführt, wenn der Dros selklappenpositionswinkelbefehlswert Null angibt, d. h. wenn die Drosselklappe vollständig geschlossen ist.

Der Bremssteuerungsblock 514 steuert das Bremssystem 6 über einen Bremsdruckaktuator 6 im Bremssystem unter Verwendung ei nes Antriebsstroms in antreibender Weise.

Der Bremsfluiddruckbefehlswert Pbrk wird durch Ableiten eines Drehmoments Te0 von einer in Fig. 4 gezeigten Abbildung eines im Voraus gespeicherten Motorabtriebsdrehmoments während des vollständigen Schließens der Drosselklappe bezüglich der Mo tordrehzahl Ne berechnet, wenn die Drosselklappe vollständig geschlossen ist, und das Drehmoment Te0 wird vom berechneten Drehmomentwert Ter abgezogen, wenn der Drosselklappenöffnungs winkelbefehlswert (Winkelposition) auf Null gestellt wird.

Das heißt, der Bremsfluiddruckbefehlswert Pbrk wird wie in der Gleichung (h) von Tabelle 9 angegeben hergeleitet.

In Gleichung (h) von Tabelle 9 bezeichnet Ab einen Bereich je des Radzylinders des Fahrzeugs, Rb bezeichnet einen wirksamen Radius jeder Bremsscheibe des Fahrzeugs und µb bezeichnet ei nen Reibungskoeffizient eines Bremsscheibenbelags jedes Rads des Fahrzeugs.

Es sei angemerkt, daß obwohl in den Fig. 3 und 4 nicht ge zeigt, ein Getriebeübersetzungsverhältnis-Steuerungsblock an gebracht werden kann, welcher einen Herunterschaltbefehl oder einen Heraufschaltbefehl an das automatische Getriebe A/T 4 entsprechend dem Drosselklappenöffnungwinkel und der Fahrzeug geschwindigkeit V ausgibt.

Bei der Steuerung zum Nachfahren eines vorausfahrenden Fahr zeugs wird die Fahrzeuggeschwindigkeit automatisch einge stellt, um einen Fahrzeug-Zwischenabstand konstant zu halten, wenn die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs während des Nachfahrens des Fahrzeugs variiert wird.

Wenn somit das vorausfahrende Fahrzeug, welchem das Fahrzeug folgen soll, verzögert bzw. abgebremst wird und die Fahrzeug geschwindigkeit verringert wird, wobei die untere Grenz geschwindigkeit V_L (zum Beispiel 40 km/h) unterschritten wird, wird die Nachfolgesteuerung für das vorausfahrende Fahrzeug ausgesetzt.

Insbesondere in einem Fall, bei dem das Fahrzeug während der Verwendung bzw. Betätigung der Bremse verzögert wird, wird die Bremse, welche bis zum jetzigen Zeitpunkt am Fahrzeug gebremst hat, ebenfalls freigegeben, so daß der oben beschriebenen plötzliche G-Abfall auftritt und den Fahrzeuginsassen ein Ge fühl eines Rucks bzw. Stoßes gegeben wird.

Im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird jedoch in dem Fall, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert wird und die einge stellte untere Grenzfahrzeuggeschwindigkeit V_L während der Ver wendung der Bremse unterschreitet, um dem verzögerten, vor ausfahrenden Fahrzeug zu folgen, die Bremssteuerung für das Fahrzeugbremssystem 6 noch in einer derartigen Weise fortge setzt, daß die vorliegende Verzögerung beibehalten wird.

Im Detail wird in einem Fall, in dem die Fahrzeuggeschwindig keit verringert wird und die eingestellte untere Grenzfahr zeuggeschwindigkeit (V_L) infolge der Anwendung des Nachfahr steuerungsblocks 50 für das vorausfahrende Fahrzeug unter schritten hat, die Bremssteuerung durch den Bremsdruck-Servo berechnungsblock 514 fortgeführt und alle Steuerungen des in Fig. 2 gezeigten Steuerungssystems ausgesetzt. Zusätzlich in formiert die Steuerung 5 die Fahrzeuginsassen, daß nur die Bremssteuerung innerhalb der Steuerung 5 fortgeführt wird.

Wenn nur die Bremsbetätigung durch den Bremsdruck-Servoberech nungsblock 514 fortgeführt wird und entweder eine Bremspedal betätigung (Niederdrücken) oder eine Gaspedalbeschleunigungs betätigung (Niederdrücken) ausgeführt wird, so daß eine Fahr absicht des Fahrzeugfahrers bestätigt wird, bestimmt die Steuerung 5, daß nachfolgend die eigene Fahrbetätigung des Fahrers in dessen Verantwortung ausgeführt wird und gibt ihre eigene Nachfahrsteuerung auf, so daß sie annulliert wird (die gesamten Nachfahrsteuerungselemente für das vorausfahrende Fahrzeug inklusive der Bremssteuerung).

Dementsprechend kann ein derartiges Phänomen wie der oben be schriebene G-Abfall oder das Gefühl eines Rucks bzw. Stoßes verhindert werden und ein geeigneter Fahrzeug-Zwischenabstand kann beibehalten werden.

Fig. 5 zeigt ein Löse- bzw. Freigabeprozeßprogramm der Nach fahrsteuerung für das vorausfahrende Fahrzeug gemäß dem bevor zugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Im Schritt 1 bestimmt die CPU 5b der Steuerung 5, ob die vor liegende Fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb eines erlaubten Be reichs der Fahrzeuggeschwindigkeit liegt, um die Nachfahr steuerung für das vorausfahrende Fahrzeug auszuführen.

Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V größer als der untere Grenzwert (V_L) im Schritt 1 ist, wird der in Fig. 5 gezeigte Freigabeprozeß beendet, um die Nachfahrsteuerung für das vor ausfahrende Fahrzeug fortzusetzen. Wenn die Fahrzeuggeschwin digkeit V geringer als die eingestellte untere Grenzgeschwin digkeit V_L ist, geht das Programm zum Schritt 2 weiter.

Im Schritt 2 werden Bedingungen zur Freigabe der Nachfahr steuerung für das vorausfahrende Fahrzeug bestimmt, nämlich Bedingungen für das Freigeben der Nachfahrsteuerung für das vorausfahrende Fahrzeug wie z. B. das Vorhandensein oder Nicht vorhandensein einer Bremsbetätigung durch die Steuerung 5 (den Fahrzeuggeschwindigkeits-Servosteuerungsblock 514), das Vor handensein oder Nichtvorhandensein einer Bremsbetätigung oder ein Niederdrücken des Gaspedals durch den Fahrer, oder den Zu stand des angehaltenen Fahrzeugs.

Genauer im Schritt 21 bestimmt die CPU 5b der Steuerung 5, ob ein Grund für die Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit und das Abfallen unter die eingestellte untere Grenz geschwindigkeit V_L aufgrund einer Bremsbetätigung vorliegt.

In einem Schritt 22 bestimmt die CPU 5b der Steuerung 5, ob die Fahrzeugverzögerung nur infolge einer Motorbremse ausge führt worden ist.

Wenn der Bremsfluiddruckbefehlswert Pbrk auf Null gestellt ist, kann in Betracht gezogen werden, daß die Verzögerung nur infolge der Motorbremse ausgeführt worden ist. Dann geht das Programm zum Schritt 4, in welchem bestimmt wird, daß kein Problem auftritt, selbst wenn alle Nachfahrsteuerungen für das vorausfahrende Fahrzeug freigegeben sind. Der Freigabeprozeß der Nachfahrsteuerung für das vorausfahrende Fahrzeug wird ausgeführt.

In einem Schritt 22 bestätigt die CPU 5b der Steuerung 5, ob der Grund für die Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Unterschreitens des eingestellten unteren Grenzwerts V_L in einer Bremsbetätigung durch den Fahrer begründet ist.

In diesem Ausführungsbeispiel ist zusätzlich zu einem normalen Bremsschalter (einem Bremslichtschalter) ein Bremszusatzschal ter angeordnet, welcher bestimmen kann, ob der Fahrer das Bremspedal während der Bremsbetätigung des nachgefolgten, vor ausfahrenden Fahrzeugs niedergedrückt hat.

In einem Schritt 23 bestimmt die CPU der Steuerung 5, ob der Grund, daß sich die Fahrzeuggeschwindigkeit V verringert und die untere Grenzlinie unterschreitet in einem Niederdrücken des Gaspedals durch den Fahrer begründet liegt. Während der Bremsbetätigung gemäß der Nachfahrsteuerung für das vorausfah rende Fahrzeug ergibt der Öffnungswinkel der Drosselklappe Null.

Im Gegensatz dazu, wenn der Drosselklappenöffnungswinkel durch einen vorbestimmten Wert, z. B. zwei Grad oder mehr, geöffnet wird, kann in Betracht gezogen werden, daß das Gaspedal durch den Fahrer niedergedrückt worden ist.

Wenn der Beschleunigungsvorgang ausgeführt worden ist, kann bestimmt werden, daß der Fahrbetrieb des Fahrzeugs nachfolgend durch den Fahrer ausgeführt worden ist und das Programm geht zum Schritt 4 weiter, in welchem der Freigabeprozeß der Nach fahrsteuerung für das vorausfahrende Fahrzeug ausgeführt wird.

Im Schritt 24 bestätigt die CPU 5b der Steuerung 5, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit im wesentlichen Null ist. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V im Schritt 4 im wesentlichen Null ist (V = 0), fährt das Programm im Schritt 4 fort, um den Freigabeprozeß auszuführen.

Wenn alle oben beschriebenen Bedingungen zur Freigabe der Nachfahrsteuerung für das vorausfahrende Fahrzeug nicht er füllt sind, führt das Programm zu einem Schritt 3, wie in Fig. 5 gezeigt.

Im Schritt 3 wird nur die Bremssteuerung durch einen Schalter SW3, einen Funktionsgenerator 522 und den Bremsdruck-Servobe rechnungsblock 514 und das Bremssystem 6 fortgeführt, wie in Fig. 6 gezeigt, jedoch ist die weitere Nachfahrsteuerung frei gegeben.

Im Detail wird in einem Schritt 31 die Freigabe aller Nach fahrsteuerungen für das vorausfahrende Fahrzeug mit Ausnahme der Reihe der oben beschriebenen Bremssystemkomponenten ausge führt.

Es sei angemerkt, daß, wenn einmal in diese Steuerungslogik des Schritts 3 eingetreten worden ist, das Fahrzeug nicht in die Nachfahrsteuerung für das vorausfahrende Fahrzeug zurück fällt, selbst wenn das vorausfahrende Fahrzeug beschleunigt wird.

Im Schritt 32 bestätigt die CPU 5b der Steuerung 5 den Fluid druckbefehlswert, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V verrin gert wird, wobei der untere Grenzwert L_T der Nachfahrsteuerung für das vorausfahrende Fahrzeug unterschritten wird.

Wenn der Bremsfluiddruckbefehlswert größer als ein vorbestimm ter Bremsfluiddruck ist, z. B. 1 MPa, wird der Druck zu diesem Zeitpunkt gehalten (Befehlswert des Bremsfluiddrucks) und der art gesteuert, daß er nach und nach um einen Gradienten (z. B. -0,25 MPas) bis auf einen vorbestimmten Druckwert von 1 MPa verringert wird.

Wenn der Bremsfluiddruckbefehlswert Pbrk kleiner als der vor bestimmte Druck von 1 MPa ist, wird der Druckbefehlswert aus gegeben, um seinen Druckwert ohne Durchlaufen des Schritts 33 aufrecht zu erhalten.

Im Schritt 33 wird der Bremsfluiddruckbefehlswert bezüglich der Zeit um einen vorbestimmten Gradienten schrittweise z. B. -0,25 MPa/s wie folgt verringert: Pbrk = Pbrk-0,25 MPa/s.

Somit zeigt der Endbremsfluiddruck-Befehlswert Pbrk 1 MPa an.

Als nächstes informiert im Schritt 34 die CPU der Steuerung 5 den Fahrer von der einzigen Bremssteuerung durch das Bremssy stem 6, welche von den Nachfahrsteuerungsbetätigungen für das vorausfahrende Fahrzeug ausgeführt wird.

Ein Verfahren zur Information der Fahrzeuginsassen des oben beschriebenen Ereignisses, welches in Reaktion auf den Alarm vorgang des Schritts 34 ausgeführt wird, ist z. B. einen konti nuierlichen Summton durch eine Alarmeinheit mit einem Summer zu erzeugen, um beim Fahrer eine sofortige, geeignete Fahrbe tätigung hervorzurufen.

Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V verringert wird und die un tere Grenzgeschwindigkeit V_L während der Nachfahrsteuerung un ter Anwendung der Bremse für das Fahrzeug unterschritten wird, um dem vorausfahrenden Fahrzeug, welches verzögert wird, zu folgen, wird nur die Bremssteuerung dürch den Funktions generator 522, den Schalter SW3, den Bremsdruck-Servoberech nungsblock 514 und das Bremssystem 3 (inklusive dem Bremsdruckaktuator) fortgeführt, um die Fahrzeugverzögerung beizubehalten.

Somit wird den Fahrzeuginsassen kein unangenehmes Gefühl in folge eines plötzlichen G-Abfalls und eines Rucks bzw. Stoßes gegeben und der geeignete Fahrzeug-Zwischenabstand zum voraus fahrenden Fahrzeug kann anschließend beibehalten werden.

In Fig. 6 ist ein detailliertes Funktionsblockdiagramm der au tomatischen Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuerungsvorrichtung für ein Automobil gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel darge stellt.

Wenn die Zielfahrzeuggeschwindigkeit (nämlich der berechnete Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehlswert) V* verringert wird und den unteren Grenzwert (V_L) der Fahrzeuggeschwindigkeit, über welchem die Nachfahrsteuerung für das vorausfahrende Fahrzeug wirksam wird, unterschritten hat (V* ≦ V_L), treibt dieses Er gebnis (V* ≦ V_L, 521) des Fahrzeuggeschwindigkeitsvergleichs einen Schalter SW1 an, so daß dieser auf einen ersten Kon stantgenerator 520 geschaltet wird (V* = 0 km/h), so daß der Fahrzeuggeschwindigkeits-Servosteuerungsblock 51 das Ausgangs signal des ersten Konstantengenerators 520 als V* = 0 (km/h) empfängt.

Gleichzeitig, wenn V* ≦ V_L 524 werden die Schalter SW2 und SW3 betätigt, um auf einen zweiten Konstantengenerator 521 ge schaltet zu werden (θ* = 0 (Grad), nämlich der Zielöffnungs winkel θ* (θ* = Thr) der Motordrosselklappe 3 wird auf Null gestellt, um die Drosselklappe 3 vollständig zu schließen) und um auf den Funktionsgenerator 522 geschaltet zu werden (P* = f(t)MPa, nämlich der Zielbremsfluiddruck P* (der Bremsfluid druckbefehlswert) ist abhängig vom Wert des Bremsfluiddrucks, wenn der Zielwert der Fahrzeuggeschwindigkeit verringert wird und den eingestellten unteren Grenzwert unterschreitet (V* (= V) ≦ V_L).

Der Drosselpositions-Servoberechnungsblock 513 empfängt jedoch den Drosselwinkelpositionsbefehl, welcher den Nullwert vom Funktionsgenerator 521 über den Schalter SW2 anstelle des Aus gangssignals des Antriebskraftverteilungsblocks 512 anzeigt. Der Bremsdruck-Servoberechnungsblock 514 empfängt den Ziel bremsfluiddruck P* (P* = f(t)MPa) vom Funktionsgenerator 522 durch den Schalter SW3 anstelle des Ausgangssignals des An triebskraftverteilungsblocks 512. Zusätzlich gibt die Ziel fahrzeuggeschwindigkeit V*, nämlich der Fahrzeuggeschwindig keitsbefehlswert von der Fahrzeug-Zwischenabstandssteuerung 50 den auf Null gestellten Fahrzeuggeschwindigkeitsbefehlswert an den Fahrzeuggeschwindigkeits-Servosteuerungsblock 51 aus.

Diese oben beschriebene Reihe von Betätigungen kann die in der Beschreibung verwendete Steuerungsfreigabe erläutern.

Die Fig. 7A, 7B und 7C zeigen in integrierter Weise eine Timing-Darstellung zur Erläuterung von Bewegungen der erfaßten Werte des Fahrzeug-Zwischenabstandes L_T, des Ziel-Fahrzeug-Zwi schenabstandes L_T*, der erfaßten Werte der (tatsächlichen) Fahrzeuggeschwindigkeit (V), des Fahrzeuggeschwindigkeitsbe fehlswerts (V*) und des Bremsdrucks (Bremsfluiddrucks).

In Fig. 7C bezeichnet der Fall 1 einen Fall, bei dem wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert wird und den unteren Grenz wert der Geschwindigkeit V_L unterschritten hat (in diesem Fall 38 km/h), daß der Bremsfluiddruck graduell vom Wert des Brems fluiddrucks verringert wird, wenn V* (= V) ≦ V_L (38 km/h) bis zu 1 MPa bei dem Gradienten von -0,25 MPas, und der Brems fluiddruck bei 1 MPa beibehalten wird. Der Fall 2 bezeichnet einen anderen Fall, bei dem, wenn V* (= V) ≦ V_L (38 km/h) und der Bremsfluiddruck kleiner als 1 MPa ist (Pbrk < MPa) der Bremsfluiddruck an diesem Zeitpunkt beibehalten wird, nachdem V* (= V) ≦ V_L ist.

Es sei angemerkt, daß ein Komparator dem Schritt 1 in Fig. 5 entspricht.

Weiterhin umfaßt ein Fahrzeugfahrbetätigungsdetektor einen ma nuellen Fahrbetätigungsinformationssensor, welcher den Brems hilfsschalter und den Gaspedalschalter aufweist, um zu erfas sen, ob ein Niederdrücken des Gaspedals vorhanden ist oder nicht.

Weiterhin ist der gesamte Inhalt der japanischen Patentanmel dung P10-146048 (eingereicht am 27. Mai 1998) durch Bezugnahme auf den gesamten Offenbarungsgehalt in die vorliegende Erfin dung integriert.

Zusammenfassend wurde insoweit eine Vorrichtung und ein Ver fahren zur Steuerung einer Fahrzeuggeschwindigkeit eines Auto mobils beschrieben, wenn eine Steuerung eine Nachfahrsteuerung für ein vorausfahrendes Fahrzeug ausführt, um einem voraus fahrenden Fahrzeug zu folgen, welches vor dem Fahrzeug fährt und verzögert wird und eine Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahr zeugs verringert wird und einen eingestellten unteren Grenz wert der Fahrzeuggeschwindigkeit bei einem Fahrzeuggeschwin digkeitssteuerungsbereich unterschreitet. Die Steuerung gibt die Nachfolgesteuerung für das vorausfahrende Fahrzeug frei, aber führt eine Bremsbetätigung durch ein Fahrzeugbremssystem fort, welches einen Funktionsgenerator (Pbrk* = f(t) MPa) ver wendet, um das Auftreten eines plötzlichen G-Abfalls zu ver hindern.

Die vorhergehende Beschreibung des Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihrer Äquivalente zu verlassen.

Tabelle 1

Tabelle 2

Tabelle 3 ₂

= -(V_T

-V_S

) = -x₁

(7)

Tabelle 4

Tabelle 5

u = FX,F = [fv fd] (9)

= (A + BF)X (10)

Tabelle 6

fv = 1-2ζω_n

.τ_v

(14)

.fd = ω_n ².τ_v (15)

Tabelle 7

V* = V_T

-ΔV* (16)

= (1-fv)ΔV + fd (L_T*-L_T) + Vs, wobei

V_T = V_S + ΔV (17)

Tabelle 8

H(s) = (1 + τ_c

.S)^-1

(a)

R₁(s) (1 + T₁.S)^-1 (b)

R₂(s) = (1 + T₂.S)^-1 (c)

G_v(s) = (M.S)^-1 (d)

Tabelle 9

Claims

1. Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug umfassend:
einen Fahrzeug-Zwischenabstandsdetektor (1) zur Erfassung eines Fahrzeug-Zwischenabstandes von dem Fahrzeug zu einem anderen Fahrzeug, welches vor dem Fahrzeug herfährt;
einen Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor (2), welcher eine Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs erfaßt;
eine Fahrzeug-Zwischenabstandssteuerung (5) zur Berechnung eines Zielwerts der Fahrzeuggeschwindigkeit, wobei der Zielwert der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet wird, um den erfaßten Wert des Zwischen-Fahrzeugabstands gleich ei nem Zielwert des Fahrzeug-Zwischenabstandes zu machen;
eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Servosteuerung (51), welche auf den Zielwert der Fahrzeuggeschwindigkeit der Fahrzeug- Zwischenabstandssteuerung (5) reagiert, einen Zielwert ei ner durch das Fahrzeug aufzubringenden Fahrzeugkraft be rechnet, um die Fahrzeuggeschwindigkeit gemäß dem Zielwert der Fahrzeuggeschwindigkeit zu verändern, und den Zielwert der durch das Fahrzeug aufzubringenden Fahrzeugkraft in eine Fahrzeugantriebskraft für ein Fahrzeugantriebssystem und eine Fahrzeugbremskraft für ein Fahrzeugbremssystem zu verteilen;
einen Komparator, welcher den erfaßten Wert der Fahrzeug geschwindigkeit mit einem eingestellten unteren Grenzwert der Fahrzeuggeschwindigkeit in einem Fahrzeuggeschwindig keits-Steuerungsbereich vergleicht;
einen Steuerungsfreigabebefehlsgenerator, welcher auf ein Ergebnis eines Vergleichs durch den Komparator reagiert und einen Freigabebefehl erzeugt und ausgibt, um eine Be rechnung des Zielwerts der Fahrzeuggeschwindigkeit durch die Fahrzeug-Zwischenabstandssteuerung (5) freizugeben, und um die Berechnung des Zielwerts der Fahrzeugkraft durch die Fahrzeuggeschwindigkeit-Servosteuerung (51) freizugeben; und
einen Funktionsgenerator, welcher auf das Ergebnis des Vergleichs durch den Komparator reagiert und eine vorbe stimmte Funktion erzeugt und an das Fahrzeugbremssystem ausgibt, um ausschließlich eine Steuerung der Fahrzeug bremskraft durch das Fahrzeugbremsystem fortzuführen.

2. Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Komparator auf eine Nachfahrsteuerung für das vorausfah rende Fahrzeug reagiert, so daß das Fahrzeug dem anderen Fahrzeug entsprechend dem Zielwert des Fahrzeug-Zwischen abstandes durch das Fahrzeugbremssystem nachfährt.

3. Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerungsfreigabebefehlsgenerator und der Funk tionsgenerator reagieren, wenn das Ergebnis des Vergleichs durch den Komparator anzeigt, daß der Zielwert der Fahr zeuggeschwindigkeit, welcher gleich dessen erfaßtem Wert gemacht wird, verringert wird und den eingestellten unte ren Grenzwert (V_L) der Fahrzeuggeschwindigkeit unter schritten hat.

4. Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß der Steuerungsfreigabebefehlsgenerator um faßt:
einen ersten Konstantgenerator, welcher auf das Ergebnis des Vergleichs durch den Komparator reagiert und den Ziel wert der Fahrzeuggeschwindigkeit, welcher Null angibt, er zeugt und an die Fahrzeuggeschwindigkeits-Servosteuerung ausgibt; und
einen zweiten Konstantgenerator, welcher auf das Ergebnis des Vergleichs durch den Komparator reagiert und den Ziel wert der Fahrzeugkraft, welcher Null angibt, erzeugt und an einen Aktuator der Fahrzeuggeschwindigkeits-Servosteue rung (51) ausgibt, welcher mit dem Fahrzeugantriebssystem verbunden ist.

5. Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß der Funktionsgenerator umfaßt:
eine Ermittlungsvorrichtung, um zu ermitteln, ob ein Ziel wert eines Bremsfluiddrucks zu einem Zeitpunkt, an dem das Ergebnis des Vergleichs durch den Komparator anzeigt, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert wird und den ein gestellten unteren Grenzwert (V_L) der Fahrzeuggeschwindig keit unterschritten hat, größer ist, als ein vorbestimmter Bremsfluiddruckwert; und
einen Bremsfluiddruck-Befehlsgenerator, welcher auf das Ergebnis einer Ermittlung durch die Ermittlungsvorrichtung reagiert und den Zielwert des Bremsfluiddrucks als einen Bremsfluiddruck-Befehlswert (Pbrk) erzeugt und an einen Bremsdruckservo-Berechnungsblock der Fahrzeuggeschwindig keits-Servosteuerung (51) ausgibt, wobei der Zielwert des Bremsfluiddrucks die vorbestimmte Funktion ist, welche vom Ergebnis der Ermittlung durch die Ermittlungsvorrichtung abhängt.

6. Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die Ermittlungsvorrichtung ermittelt, daß der Ziel wert des Bremsfluiddrucks größer als der vorbestimmte Bremsfluiddruckwert ist, der Bremsfluiddruck-Befehlsgene rator den Zielwert des Bremsfluiddrucks zu dem Zeitpunkt erzeugt und an einen Bremsdruckservo-Berechnungsblock aus gibt, wenn das Ergebnis des Vergleichs durch den Kompara tor anzeigt, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert wird und den eingestellten unteren Grenzwert (V_L) der Fahr zeuggeschwindigkeit unterschritten hat, und den Zielwert des Bremsfluiddrucks um einen vorbestimmten Gradienten verringert, um dem vorbestimmten Bremsfluiddruckwert ange nähert zu werden.

7. Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenn der Zielwert des Bremsfluiddrucks zum Zeitpunkt, an dem das Ergebnis des Vergleichs durch den Komparator anzeigt, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht größer als der vor bestimmte Bremsfluiddruck ist, der Bremsfluiddruck- Befehlsgenerator den Zielwert des Bremsfluiddrucks erzeugt und an den Bremsfluiddruck-Servoberechnungsblock ausgibt, um den Bremsfluiddruck des Fahrzeugbremssystems zu dem Zeitpunkt beizubehalten, an dem das Ergebnis des Ver gleichs durch den Komparator anzeigt, daß die Fahrzeug geschwindigkeit verringert wird und den eingestellten un teren Grenzwert (V_L) der Fahrzeuggeschwindigkeit unter schritten hat.

8. Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Gradient ungefähr -0,25 MPa/s beträgt.

9. Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Bremsfluiddruckwert ungefähr 1 MPa ist.

10. Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 7, weiter umfassend:
einen Fahrbetriebsdetektor, welcher einen. Fahrbetrieb des Fahrzeugs durch einen Fahrer erfaßt; und
einen weiteren Steuerungsfreigabebefehlsgenerator, welcher auf ein Ergebnis einer Erfassung durch den Fahrbetriebs detektor reagiert und einen weiteren Steuerungsfreigabe befehl erzeugt und an den Funktionsgenerator ausgibt, um die Ausgabe des Zielwerts des Bremsfluiddrucks durch den Bremsfluiddruck-Befehlsgenerator des Funktionsgenerators zu stoppen.

11. Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, weiter umfas send eine Alarmeinheit, welche auf ein Aktivieren des Funktionsgenerators reagiert und Alarm gibt, um einen Fah rer von einer Fortführung der Bremskraftsteuerung durch den Funktionsgenerator über das Fahrzeugbremssystem zu in formieren.

12. Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeugantriebssystem eine Drosselklappe eines Fahrzeug motors umfaßt, der Aktuator einen elektrischen Motor um faßt und der zweite Konstantgenerator einen Zielwert eines Öffnungswinkels des Drosselventils, welcher Null angibt (θ* = 0), erzeugt und an den Aktuator ausgibt, um die Steuerung des Öffnungswinkels der Drosselklappe freizu geben.

13. Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug umfassend:
eine Fahrzeug-Zwischenabstands-Erfassungsvorrichtung zur Erfassung eines Fahrzeug-Zwischenabstandes von dem Fahr zeug zu einem anderen Fahrzeug, welches vor dem Fahrzeug herfährt;
eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungsvorrichtung zur Erfassung einer Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs; und
einer Steuerungsvorrichtung zur Berechnung eines Zielwerts der Fahrzeuggeschwindigkeit basierend auf den erfaßten Werten des Fahrzeug-Zwischenabstandes und der Fahrzeug geschwindigkeit, wobei der Zielwert der Fahrzeuggeschwin digkeit berechnet wird, um den erfaßten Wert des Fahrzeug- Zwischenabstandes gleich einem Zielwert des Fahrzeug-Zwi schenabstandes zu machen, um einen Zielwert einer Fahr zeugkraft zu berechnen, welche durch das Fahrzeug aufge bracht werden muß, um die Fahrzeuggeschwindigkeit gemäß dem Zielwert der Fahrzeuggeschwindigkeit zu ändern, und um den Zielwert der durch das Fahrzeug aufzubringenden Fahr zeugkraft auf eine Fahrzeugantriebskraft für ein Fahrzeug antriebssystem und eine Fahrzeugbremskraft für ein Fahr zeugbremssystem zu verteilen, wobei die Steuerungsvorrich tung umfaßt:
eine Ermittlungsvorrichtung zur Ermittlung, ob die Fahr zeuggeschwindigkeit verringert wurde und einen eingestell ten unteren Grenzwert der Fahrzeuggeschwindigkeit inner halb eines Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuerungsbereichs un terschritten hat;
eine Steuerungsfreigabe-Befehlserzeugungsvorrichtung zur Erzeugung und zur Ausgabe eines Freigabebefehls, um eine Berechnung des Zielwerts der Fahrzeuggeschwindigkeit frei zugeben, und um die Berechnung des Zielwerts der Fahrzeug kraft freizugeben, wenn die Ermittlungsvorrichtung ermit telt, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert wurde und einen eingestellten unteren Grenzwert der Fahrzeug geschwindigkeit unterschritten hat; und
eine Funktionserzeugungsvorrichtung zur Erzeugung und zur Ausgabe einer vorbestimmten Funktion an das Fahrzeugbrems system, um ausschließlich eine Steuerung der Fahrzeug bremskraft durch das Fahrzeugbremssystem fortzuführen, wenn die Ermittlungsvorrichtung ermittelt, daß die Fahr zeuggeschwindigkeit verringert wurde und den eingestellten unteren Grenzwert der Fahrzeuggeschwindigkeit unterschrit ten hat.

14. Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuerungsverfahren für ein Fahr zeug umfassend die Schritte:
Erfassen eines Fahrzeug-Zwischenabstandes von dem Fahrzeug zu einem anderen Fahrzeug, welches vor dem Fahrzeug her fährt;
Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs;
Berechnen eines Zielwerts der Fahrzeuggeschwindigkeit, wo bei der Zielwert der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet wird, um den erfaßten Wert des Fahrzeug-Zwischenabstandes gleich einem Zielwert des Fahrzeug-Zwischenabstandes zu machen;
Berechnen eines Zielwerts einer Fahrzeugkraft, welche durch das Fahrzeug aufgebracht werden muß, um die Fahr zeuggeschwindigkeit gemäß dem Zielwert der Fahrzeugge schwindigkeit zu ändern;
Verteilen des Zielwerts der durch das Fahrzeug aufzubrin genden Fahrzeugkraft auf eine Fahrzeugantriebskraft für ein Fahrzeugantriebssystem und eine Fahrzeugbremskraft für ein Fahrzeugbremssystem;
Vergleichen des erfaßten Werts der Fahrzeuggeschwindigkeit mit einem eingestellten unteren Grenzwert der Fahrzeug geschwindigkeit innerhalb eines Fahrzeuggeschwindigkeit- Steuerungsbereichs;
Ausgeben eines Freigabebefehls, um eine Berechnung des Zielwerts der Fahrzeuggeschwindigkeit freizugeben, und die Berechnung des Zielwerts der Fahrzeugkraft freizugeben; und
Ausgeben einer vorbestimmten Funktion an das Fahrzeug bremssystem, um ausschließlich eine Steuerung der Fahr zeugbremskraft durch das Fahrzeugbremssystem fortzuführen.