DE19932642A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Steuern eines Abstands zwischen zwei sich bewegenden Fahrzeugen und Datenträger zum Speichern des Steuerverfahrens - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zum Steuern eines Abstands zwischen zwei sich bewegenden Fahrzeugen und Datenträger zum Speichern des SteuerverfahrensInfo
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Abstract
Ein Steuerverhältnis einer Abstandsabweichung zu einem Soll-Abstand wird erzielt, um einen Raum zwischen zwei sich bewegenden Fahrzeugen zu steuern. Die Abstandsabweichung ist die Differenz zwischen einem Ist-Abstand und dem Soll-Abstand. Eine Soll-Steuergröße, wie zum Beispiel eine Beschleunigung, ein Maschinendrehmoment oder eine Fahrzeuggeschwindigkeit, wird in Übereinstimmung mit dem erzielten Steuerverhältnis bestimmt, um den Ist-Abstand zu dem Soll-Abstand abzugleichen.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und
ein Verfahren zum Steuern bzw. Regeln eines Abstands zwi
schen zwei sich bewegenden Fahrzeugen und einen Datenträger
bzw. ein Aufzeichnungsmedium bzw. ein Speichermedium zum
Speichern des Steuerverfahrens.
Um die Sicherheit bei einem Fahrzeug-Fahrbetrieb zu
verbessern und die Last des Fahrers zu verringern, ist im
Stand der Technik eine Vorrichtung zum automatischen Steu
ern eines Abstands zwischen zwei sich bewegenden Fahrzeugen
vorgeschlagen worden. Zum Beispiel wird eine Relativge
schwindigkeit zwischen einem Systemfahrzeug und einem vor
ausfahrenden Fahrzeug erzielt. Ein Soll-Abstand wird in
Übereinstimmung mit der erfaßten Relativgeschwindigkeit
(das heißt, einer Geschwindigkeitsabweichung zwischen zwei
Fahrzeugen) bestimmt. Ein Ist-Abstand zwischen dem System
fahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug wird erfaßt. Um
die Abstandsabweichung zwischen dem Ist-Abstand und dem
Soll-Abstand zu beseitigen, wird eine zweckmäßige Soll-Be
schleunigung eingestellt, um eine Brennkraftmaschine des
Fahrzeugs und/oder eine Bremsvorrichtung derart zu steuern,
daß die Soll-Beschleunigung realisiert wird.
Der Soll-Abstand wird auf einen vorbestimmten Wert
festgelegt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit konstant ist.
Der Soll-Abstand ist in Übereinstimmung mit der Änderung
der Fahrzeuggeschwindigkeit änderbar. Die Soll-Beschleuni
gung wird daher auf der Grundlage der Abstandsabweichung
zwischen dem Ist-Abstand und dem Soll-Abstand entsprechend
der vorliegenden Fahrzeuggeschwindigkeit gesteuert.
Anders ausgedrückt wird, wenn die Abstandsabweichung
ein gleicher Wert ist, eine gleiche Soll-Beschleunigung un
berücksichtigt der Differenz des von dem Fahrer eingestell
ten Soll-Abstands erzielt. Dies macht ein Fahren unbequem.
Zum Beispiel kann der Fahrer in einem ersten Fahrzu
stand einen verhältnismäßig langen Soll-Anstand einstellen
und in einem zweiten Fahrzustand einen verhältnismäßig kur
zen Soll-Abstand einstellen. Es wird vorausgesetzt, daß die
Abstandsabweichung in beiden Fällen gleich ist. In diesem
Fall wird, außer es gibt irgendwelche andere Zustände, in
beiden Fällen die gleiche Soll-Beschleunigung erzielt.
Jedoch hängt es von dem Soll-Abstand ab, ob der Fahrer
die erzielte Soll-Beschleunigung bevorzugt akzeptiert oder
nicht. Genauer gesagt kann der Fahrer denken, daß die er
zielte Soll-Beschleunigung vorzuziehen ist, wenn er den
verhältnismäßig langen Soll-Abstand auswählt. Jedoch fühlt
dieser Fahrer möglicherweise, daß die gleiche Soll-Be
schleunigung unzweckmäßig ist, wenn er den verhältnismäßig
kurzen Soll-Abstand auswählt. Andererseits können andere
Fahrer denken, daß die erzielte Soll-Beschleunigung für den
verhältnismäßig langen Soll-Abstand unzweckmäßig ist und
eher für den verhältnismäßig kurzen Soll-Abstand vorzuzie
hen ist.
Wenn die Soll-Beschleunigung zum Aufrechterhalten des
langen Soll-Abstands zweckmäßig ist, wird die gleiche Soll-
Beschleunigung zu mäßig oder schwach für das Systemfahrzeug
sein, um sich dem voraus fahrenden Fahrzeug anzunähern oder
sich von diesem zu entfernen, um den kurzen Soll-Abstand
aufrechtzuerhalten. Andererseits wird, wenn die Soll-Be
schleunigung zum Aufrechterhalten des kurzen Soll-Abstands
zweckmäßig ist, die gleiche Soll-Beschleunigung zu plötz
lich oder jäh für das Systemfahrzeug sein, um sich dem vor
aus fahrenden Fahrzeug anzunähern oder sich von diesem zu
entfernen, um den langen Soll-Abstand aufrechtzuerhalten.
Es wird davon ausgegangen, daß diese Probleme von der
Untauglichkeit des Abstandssteuerverfahrens im Stand der
Technik herrühren, da der Absolutwert der Abstandsabwei
chung lediglich dazu verwendet wird, um die Soll-Beschleu
nigung des Systemfahrzeugs zu steuern.
Im Hinblick auf die vorhergehenden Ausführungen besteht
die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die durch das
Abstandssteuerverfahren im Stand der Technik verursachten
Probleme zu lösen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht
darin, eine Steuervorrichtung und ein Steuerverfahren zu
schaffen, die imstande sind, das Fahrzeugverhalten während
eines Steuerns eines Abstands derart zu optimieren, daß es
dem Empfinden des Fahrers entspricht, und ebenso darin, ein
automatisches Steuern eines Fahrzeugs zu schaffen, das von
jedem Fahrer akzeptiert wird.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung
besteht darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steu
ern des Abstands zwischen zwei sich bewegenden Fahrzeugen
auf der Grundlage eines vorbestimmten Steuerverhältnisses,
wie zum Beispiel eines Verhältnisses einer Abstandsabwei
chung zu dem Soll-Abstand, zu schaffen.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung
besteht darin, einen Datenträger zum Speichern eines Compu
terprogramms zu schaffen, das sich auf das Abstandssteuer
verfahren bezieht, das durch die vorliegende Erfindung rea
lisiert wird.
Um die vorhergehenden und andere in Beziehung stehende
Aufgaben zu lösen, schafft ein Aspekt der vorliegenden Er
findung eine Abstandssteuervorrichtung zum Steuern eines
Raums zwischen zwei sich bewegenden Fahrzeugen. Die Steuer
vorrichtung weist eine Beschleunigungs/Verzögerungseinrich
tung zum Beschleunigen und Verzögern eines Fahrzeugs auf.
Eine Relativgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung ist zum
Erzielen einer Relastivgeschwindigkeit zwischen zwei sich
bewegenden Fahrzeugen vorgesehen. Eine Steuerverhältnis-Er
fassungseinrichtung ist zum Erzielen eines Steuerverhält
nisses eines Ist-Werts zu einem Soll-Wert vorgesehen. Eine
Soll-Steuerwert-Erzeugungseinrichtung ist zum Erzeugen ei
nes Soll-Steuerwerts vorgesehen, der zum Steuern des Raums
zwischen den zwei sich bewegenden Fahrzeugen erforderlich
ist. Der Soll-Steuerwert wird auf der Grundlage des von der
Steuerverhältnis-Erfassungseinrichtung erzielten Steuerver
hältnisses zusätzlich zu der von der Relativgeschwindig
keits-Erfassungseinrichtung erzielten Relativgeschwindig
keit bestimmt. Eine Steuereinrichtung ist zum Betätigen der
Beschleunigungs/Verzögerungseinrichtung in Übereinstimmung
mit dem von der Soll-Steuerwert-Erzeugungseinrichtung er
zeugten Soll-Steuerwert vorgesehen.
Vorzugsweise ist der Ist-Wert ein Wert, der direkt oder
indirekt einen Ist-Abstand zwischen den zwei sich bewegen
den Fahrzeugen darstellt, und ist der Soll-Wert ein Wert,
der direkt oder indirekt einen Soll-Abstand zwischen den
zwei sich bewegenden Fahrzeugen darstellt.
Zum Beispiel ist der Ist-Wert der Ist-Abstand selbst
und ist der Soll-Wert der Soll-Abstand selbst. Wenn der
Ist-Abstand 90 m beträgt und der Soll-Abstand 100 m be
trägt, wird das Steuerverhältnis 9/10 (= 90/100). In diesem
Fall stellt das Steuerverhältnis den Grad dessen dar, wie
nahe das Systemfahrzeug bezüglich der Soll-Position posi
tioniert ist. Wenn das Steuerverhältnis 1 beträgt, ist der
Ist-Abstand gleich dem Soll-Abstand. Daher wird die Be
schleunigungs/Verzögerungseinrichtung derart gesteuert, daß
sie das Steuerverhältnis auf 1,0 abgleicht.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorlie
genden Erfindung ist der Ist-Wert eine Abstandsabweichung
zwischen dem Ist-Abstand und dem Soll-Abstand und ist der
Soll-Wert der Soll-Abstand. Das Steuerverhältnis wird -1/10
(= (90 - 100)/100), wenn der Ist-Abstand 90 m beträgt und
der Soll-Abstand 100 m beträgt. In diesem Fall wird die Be
schleunigungs/Verzögerungseinrichtung derart gesteuert, daß
sie das Steuerverhältnis auf 0 abgleicht.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist der Ist-Wert ein Ist-Zeitin
tervall, das durch Teilen des Ist-Abstands durch eine vor
liegende Fahrzeuggeschwindigkeit erzielt wird, und ist der
Soll-Wert ein Soll-Zeitintervall, das durch Teilen des
Soll-Abstands durch die vorliegende Fahrzeuggeschwindigkeit
erzielt wird.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist der Ist-Wert eine Zeitinter
vallabweichung zwischen dem Ist-Zeitintervall und dem Soll-
Zeitintervall und ist der Soll-Wert das Soll-Zeitintervall.
Bezüglich des Soll-Steuerwerts für die Beschleuni
gung/Verzögerungseinrichtung ist es bevorzugt, den Soll-
Steuerwert aus der Gruppe auszuwählen, die aus einer Soll-
Beschleunigung, einem Soll-Drehmoment und einer Soll-Fahr
zeuggeschwindigkeit besteht.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung schafft
ein Abstandssteuerverfahren zum Steuern eines Raums zwi
schen zwei sich bewegenden Fahrzeugen. Gemäß dem Steuerver
fahren der vorliegenden Erfindung wird eine Relativge
schwindigkeit zwischen den zwei sich bewegenden Fahrzeugen
erzielt. Ein Steuerverhältnis eines Ist-Werts zu einem
Soll-Wert wird erzielt. Ein Soll-Steuerwert, daß zum Steu
ern des Raums zwischen den zwei sich bewegenden Fahrzeugen
erforderlich ist, wird auf der Grundlage des steuerverhält
nisses zusätzlich zu der Relativgeschwindigkeit erzeugt.
Eine Beschleunigungs/Verzögerungseinrichtung wird in Über
einstimmung mit dem Soll-Steuerwert betätigt.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung schafft
einen Datenträger zum Speichern eines Steuerprogramms zum
Steuern des Raums zwischen zwei sich bewegenden Fahrzeugen
gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand eines
Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende
Zeichnung näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer schematischen Systeman
ordnung einer Abstandssteuervorrichtung zum Steuern
des Raums zwischen zwei sich bewegenden Fahrzeugen
gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ein Flußdiagramm eines Hauptverarbeitungsablaufs
der Abstandssteuervorrichtung gemäß dem bevorzugten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3A ein Flußdiagramm einer einen Teil des Hauptverar
beitungsablaufs der Abstandssteuervorrichtung gemäß
dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegen
den Erfindung bildenden Soll-Beschleunigungs-Be
rechnungsunterroutine;
Fig. 3B eine bei der Soll-Beschleunigungs-Berechnungsunter
routine verwendete Steuerabbildung;
Fig. 4 ein Flußdiagramm einer einen Teil des in Fig. 2 ge
zeigten Hauptverarbeitungsablaufs der Abstandssteu
ervorrichtung bildenden Beschleunigungs/Verzöge
rungs-Steuerunterroutine;
Fig. 5 ein Flußdiagramm von Details eines bei der in Fig.
4 gezeigten Beschleunigungs/Verzögerungs-Steuer
unterroutine durchgeführten Steuerns einer Drossel;
Fig. 6 ein Flußdiagramm von Details eines bei der in Fig.
4 gezeigten Beschleunigungs/Verzögerungs-Steuer
unterroutine durchgeführten Steuerns eines Schlie
ßens eines Gaspedals;
Fig. 7 ein Flußdiagramm von Details eines bei der in Fig.
4 gezeigten Beschleunigungs/Verzögerungs-Steuer
unterroutine durchgeführten Steuerns eines Herun
terschaltens;
Fig. 8 ein Flußdiagramm von Details eines bei der in Fig.
4 gezeigten Beschleunigungs/Verzögerungs-Steuer
unterroutine durchgeführten Steuerns einer Bremse;
Fig. 9 ein Flußdiagramm einer einen Teil des in Fig. 2 ge
zeigten Hauptverarbeitungsablaufs der Abstandssteu
ervorrichtung bildenden Beschleunigungs/Verzöge
rungsbetätigungsvorrichtungs-Steuerunterroutine;
Fig. 10 ein Flußdiagramm einer in Fig. 2 gezeigten Ab
standssteuerausschalt-Ausgangssignal-Erzeugungs
unterroutine;
Fig. 11 eine Ansicht eines Abstandssteuerverfahrens im
Stand der Technik;
Fig. 12 eine Steuerabbildung des Ergebnisses des Abstands
steuerns im Stand der Technik;
Fig. 13 eine Ansicht eines durch die vorliegende Erfindung
realisierten Abstandssteuerns; und
Fig. 14 eine Steuerabbildung des Ergebnisses des Abstands
steuerns der vorliegenden Erfindung.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Fig. 1 zeigt ein integriertes Steuersystem eines Kraft
fahrzeugs, das eine Abstandssteuereinheit 2 zum elektroni
schen Steuern eines Raums zwischen zwei sich bewegenden
Fahrzeugen, eine Bremsensteuereinheit 4 zum elektronischen
Steuern der Bremsvorrichtung des Kraftfahrzeugs und eine
Maschinensteuereinheit 6 zum Steuern einer Brennkraftma
schine des Kraftfahrzeugs aufweist.
Die Abstandssteuereinheit 2 ist eine elektronische
Schaltung, die einen Mikrocomputer beeinhaltet, der mit der
Maschinensteuereinheit 6 verbunden ist und in ein Kraft
fahrzeug (hier im weiteren Verlauf als ein Systemfahrzeug
bezeichnet) eingebaut ist. Die Abstandssteuereinheit 2
nimmt ein Signal einer vorliegenden Fahrzeuggeschwindigkeit
(Vn), ein Signal eines Lenkwinkels (str-eng, S0), ein Gier
geschwindigkeitssignal, ein Soll-Zeitsignal, ein Wischer
schaltersignal und verschiedene Steuersignale, wie zum Bei
spiel Maschinenleerlaufsteuer- und Bremsensteuersignale,
von der Maschinensteuereinheit 6 auf. Die Abstandssteuer
einheit 2 schätzt einen Kurvenradius "R" der Straße und be
rechnet einen Abstand oder eine Entfernung von dem System
fahrzeug zu einem vorausfahrenden Fahrzeug.
Ein Laserradar 3 ist eine elektronische Schaltung, die
eine Laser-Abstandsabtasteinrichtung und einen Mikrocompu
ter beeinhaltet. Die Laser-Abstandsabtasteinrichtung erfaßt
sowohl einen Winkel des voraus fahrenden Fahrzeugs als auch
eine Relativgeschwindigkeit des Systemfahrzeugs bezüglich
des vorausfahrenden Fahrzeugs. Der Laserradar 3 dient als
ein Teil der Abstandssteuereinheit 2. Zum Beispiel berech
net der Laserradar 3 die Wahrscheinlichkeit, daß sich so
wohl das voraus fahrende Fahrzeug als auch das Systemfahr
zeug auf der gleichen Straßenseite oder Fahrspur der befah
renen Straße bewegen, auf der Grundlage des Signals der
vorliegenden Geschwindigkeit (Vn) und des geschätzten Kur
venradius "R" der befahrenen Straße. Das berechnete Ergeb
nis wird als die Information bezüglich eines voraus fahren
den Fahrzeugs zu der Abstandssteuereinheit 2 gesendet. Die
Information bezüglich eines Voraus fahrenden Fahrzeugs bein
haltet die erfaßte Relativgeschwindigkeit zwischen dem Sy
stemfahrzeug und dem voraus fahrenden Fahrzeug. Weiterhin
führt der Laserradar 3 eine Diagnose durch und sendet ein
sich ergebendes Diagnosesignal zu der Abstandssteuereinheit
2.
Die Laser-Abstandsabtasteinrichtung strahlt einen in
die Bewegungsrichtung des Systemfahrzeugs gerichteten La
serstrahl als eine Übertragungsfunkwelle in einem vorbe
stimmten Abtastwinkel ab und nimmt den von einem erfaßten
Objekt reflektierten Laserstrahl auf. Die Laser-Abstandsab
tasteinrichtung berechnet den Abstand zwischen dem System
fahrzeug und dem voraus fahrenden Fahrzeug in Beziehung zu
dem Abtastwinkel.
Die Abstandssteuereinheit 2 erkennt ein als ein Objekt
zu erkennendes vorausfahrendes Fahrzeug auf der Grundlage
der Information bezüglich eines vorausfahrenden Fahrzeugs,
die von dem Laserradar 3 aufgenommen wird. Die Abstands
steuereinheit 2 sendet verschiedene Steueranweisungen zu
der Maschinensteuereinheit 6 zum zweckmäßigen Einstellen
des Abstands oder Raums zwischen dem Systemfahrzeug und dem
vorausfahrenden Fahrzeug. Die von der Abstandssteuereinheit
2 erzeugten Steueranweisungen weisen ein Soll-Beschleuni
gungssignal, ein Kraftstoffsperr-Anforderungssignal, ein
O/D-Sperr-Anforderungssignal, ein Signal zum Anfordern ei
nes Herunterschaltens in den dritten Gang und ein Brems-An
forderungssignal auf. Weiterhin führt die Abstandssteuer
einheit 2 die Entscheidung zum Ausgeben einer Warnung
durch. Ein Warnungs-Anforderungssignal wird zu der Maschi
nensteuereinheit 6 gesendet. Ein Diagnosesignal und ein An
zeigesignal werden ebenso von der Abstandssteuereinheit 2
zu der Maschinensteuereinheit 6 gesendet.
Die Bremsensteuereinheit 4 ist eine elektronische
Schaltung, die einen Mikrocomputer beinhaltet, der einem
Lenksensor 8, der einen Lenkwinkel des Systemfahrzeugs er
faßt, einem Giergeschwindigkeitssensor 10, der eine Gierge
schwindigkeit des Systemfahrzeugs erfaßt, und einem Rad
drehzahlsensor 12 zugeordnet ist, der eine Drehzahl von je
dem Rad erfaßt. Die Bremsensteuereinheit 4 sendet die er
zielten Daten, wie zum Beispiel den Lenkwinkel und die
Giergeschwindigkeit des Systemfahrzeugs über die Maschinen
steuereinheit 6 zu der Abstandssteuereinheit 2. Die Brem
sensteuereinheit 4 nimmt die Steueranweisungen, wie zum
Beispiel das Soll-Beschleunigungssignal und das Brems-An
forderungssignal, über die Maschinensteuereinheit 6 von der
Abstandssteuereinheit 2 auf. Ein Hydraulikbremsdruck wird
durch eine Bremsenbetätigungsvorrichtung (nicht gezeigt) in
Übereinstimmung mit den Steueranweisungen gesteuert. Die
Bremsensteuereinheit 4 nimmt ebenso das Warnungs-Anforde
rungssignal über die Maschinensteuereinheit 6 von der Ab
standssteuereinheit 2 auf. Die Bremsensteuereinheit 4 betä
tigt ein Warnungssummer als Reaktion auf das Warnungs-Anfor
derungssignal.
Die Maschinensteuereinheit 6 ist eine elektronische
Schaltung, die einen Mikrocomputer beeinhaltet, der einem
Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 16, der eine vorliegende
Fahrzeuggeschwindigkeit (Vn) erfaßt, einem Bremsenschalter
18, der das Niederdrücken eines Bremspedals erfaßt, einem
Fahrtregler-Steuerschalter 20 und einem Fahrthauptschalter
22 zugeordnet ist. Die Maschinensteuereinheit 6 nimmt wei
terhin verschiedene Erfassungssignale auf, die von anderen
Sensoren und Schaltern erzielt werden. Ein Karosserie-LAN 24
ist mit der Maschinensteuereinheit 6 verbunden, um ein
Wischerschaltersignal und ein Heckschaltersignal zu der Ma
schinensteuereinheit 6 zu übertragen. Die Maschinensteuer
einheit 6 ist mit der Bremsensteuereinheit 4 verbunden, um
das Signal des Lenkwinkels (str-eng, S0) und das Gierge
schwindigkeitssignal aufzunehmen. Die Maschinensteuerein
heit 6 ist mit der Abstandssteuereinheit 2 verbunden, um
das Soll-Beschleunigungssignal, das Kraftstoffsperrsignal,
das O/D-Sperr-Anforderungssignal, das Signal zum Herunter
schalten in den dritten Gang, das Brems-Anforderungssignal,
das Warnungs-Anforderungssignal, das Diagnosesignal und das
Datenanzeigesignal aufzunehmen.
Die Maschinensteuereinheit 6 steuert eine Drosselbetä
tigungsvorrichtung (nicht gezeigt) und eine Getriebebetäti
gungsvorrichtung (nicht gezeigt) in Übereinstimmung mit den
aufgenommenen Signalen, die Fahrtzustände darstellen. Die
Maschinensteuereinheit 6 überträgt eine Anzeigeinformation
zu einer Anzeigeeinheit (nicht gezeigt), wie zum Beispiel
einer LCD, über das Karosserie-LAN 24. Weiterhin überträgt
die Maschinensteuereinheit 6 das Signal der vorliegenden
Fahrzeuggeschwindigkeit (Vn), das Signal des Lenkwinkels
(str-eng, S0), das Giergeschwindigkeitssignal, das Soll-
Zeitsignal, das Wischerschaltersignal und verschiedene
Steuersignale, wie zum Beispiel Maschinenleerlaufsteuer-
und Bremsensteuersignale, zu der Abstandssteuereinheit 2.
Das Getriebe (nicht gezeigt) ist ein Fünfgang-Automa
tikgetriebe mit einer Abstufung eines Untersetzungsverhält
nisses von 1 im vierten Gang und einer Abstufung eines Un
tersetzungsverhältnisses von 0,7 im fünften Gang, was im
allgemeinen als ein Viergang+Spargang- bzw. O/D-Getriebe
bezeichnet wird. In diesem Fall ist das Untersetzungsver
hältnis durch ein Verhältnis der Drehzahl des Getriebes zu
der Abtriebsdrehzahl der Maschine definiert.
Die detaillierte Funktionsweise der Abstandssteuerein
heit 2 wird unter Bezugnahme auf die in den Fig. 2 bis
10 gezeigten Flußdiagramme beschrieben.
Fig. 2 zeigt ein Flußdiagramm, das den Hauptverarbei
tungsablauf darstellt, der in der Abstandssteuereinheit 2
durchgeführt wird. Zuerst wird es in einem Schritt S110
überprüft, ob das Abstandssteuern im Gange ist oder nicht.
Wenn das Steuern noch nicht gestartet ist (NEIN in dem
Schritt S110), wird es in einem Schritt S140 überprüft, ob
ein Steuerstartschalter gesetzt ist oder nicht. In diesem
Ausführungsbeispiel dient der Fahrtregler-Steuerschalter 20
als der Steuerstartschalter. Wenn der Fahrtregler-Steuer
schalter 20 eingeschaltet ist, wird die Entscheidung des
Schritts S140 JA. Wenn der Steuerstartschalter noch nicht
gesetzt ist (NEIN in dem Schritt S140), werden Abstands
steuerausschalt-Ausgangssignale in einem Schritt S1100 er
zeugt und wird dann der Hauptverarbeitungsablauf beendet.
Wenn der Steuerstartschalter bereits gesetzt ist (JA in
dem Schritt S140), schreitet der Steuerfluß zu einem
Schritt S130 fort. Unterdessen schreitet, wenn das Ab
standssteuern bereits in dem Schritt S110 gestartet ist,
der Steuerfluß zu dem Schritt S130 fort.
In dem Schritt S130 wird es überprüft, ob ein Steuer
endschalter gesetzt ist oder nicht. In diesem Ausführungs
beispiel dient der Fahrtregler-Steuerschalter 20 ebenso als
der Steuerendschalter. Wenn der Fahrtregler-Steuerschalter
20 ausgeschaltet ist, wird die Entscheidung des Schritts
S130 JA. Wenn der Steuerendschalter bereits gesetzt ist (JA
in dem Schritt S130), werden Abstandssteuerausschalt-Aus
gangssignale in dem Schritt S1100 erzeugt und wird dann der
Hauptverarbeitungsablauf beendet.
Wenn der Steuerendschalter noch nicht gesetzt ist (NEIN
in dem Schritt S130), schreitet der Steuerfluß zu nachfol
genden Schritten S600 (einer Unterroutine zum Berechnen ei
ner Soll-Beschleunigung), S700 (einer Unterroutine zum
Steuern der Beschleunigung und Verzögerung) und S800 (einer
Unterroutine zum Betätigen der Beschleunigungs/Verzöge
rungsvorrichtung) fort. Dann wird der Hauptverarbeitungsab
lauf beendet.
Fig. 3A zeigt ein Flußdiagramm, das die Details des
Schritts S600 darstellt, welcher die Unterroutine zum Be
rechnen der Soll-Beschleunigung (oder -Verzögerung) ist.
In einem Schritt S601 wird es überprüft, ob irgendein
vorausfahrendes Fahrzeug erkannt wird oder nicht. Wenn kein
vorausfahrendes Fahrzeug erkannt wird (NEIN in dem Schritt
S601), wird in einem Schritt S609 unter Berücksichtigung
eines Nichtvorhandenseins von irgendeinem voraus fahrenden
Fahrzeug ein Soll-Beschleunigungswert erzielt. Dann ist
diese Unterroutine beendet. Wenn irgendein vorausfahrendes
Fahrzeug erkannt wird (JA in dem Schritt S601), schreitet
der Steuerfluß zu einem Schritt S603 fort, um ein Abstands
abweichungsverhältnis γ zu berechnen.
Das Abstandsabweichungsverhältnis γ ist durch ein Ver
hältnis einer Abstandsabweichung Δd (= d - dm) zu dem Soll-
Abstand dm definiert, wenn "d" einen Ist-Abstand zwischen
dem voraus fahrenden Fahrzeug und dem Systemfahrzeug dar
stellt und "dm" den Soll-Abstand zwischen den Fahrzeugen
darstellt.
Dann wird in dem nächsten Schritt S605 eine Relativge
schwindigkeit ΔV berechnet. Die Relativgeschwindigkeit ΔV
ist durch eine Differenz (VP - VS) definiert, wenn VP die
Fahrzeuggeschwindigkeit des voraus fahrenden Fahrzeugs dar
stellt und VS die Fahrzeuggeschwindigkeit des Systemfahr
zeugs darstellt.
Die Verarbeitungsreihenfolge des Schritts S603 und des
Schritts S605 kann umgekehrt werden, wenn es erforderlich
ist.
Dann wird in dem nächsten Schritt S607 ein Soll-Be
schleunigungswert auf der Grundlage des erzielten Abstands
abweichungsverhältnisses γ (Schritt S603) und der erzielten
Relativgeschwindigkeit ΔV (Schritt S605) unter Bezugnahme
auf eine in Fig. 3B gezeigte Steuerabbildung erzielt. Die
Steuerabbildung in Fig. 3B zeigt sowohl insgesamt sieben
diskrete Werte zum Darstellen des Abstandsabweichungsver
hältnisses γ, das heißt, -100, -50, 0, 50, 100, 150, 200,
als auch insgesamt sechs diskrete Werte zum Darstellen der
Relativgeschwindigkeit ΔV, das heißt, 16, 8, 0, -8, -16,
-24. Abbildungsdaten sind in Beziehung zu diesen unter
schiedlichen Werten gegeben. Wenn sich das erzielte Ab
standsabweichungsverhältnis γ und/oder die erzielte Rela
tivgeschwindigkeit ΔV irgendwo zwischen zwei diskreten Wer
ten befindet, werden die Abbildungsdaten linear interpo
liert, um einen zweckmäßigen Steuerwert zu erzielen. Wenn
sich das erzielte Abstandsabweichungsverhältnis γ oder die
erzielte Relativgeschwindigkeit ΔV über dem bezeichneten
Bereich der in Fig. 3B gezeigten Steuerabbildung befindet,
wird der Steuerwert auf der Grundlage des am nächsten lie
genden diskreten Werts (das heißt, eines Werts, der sich an
der entsprechenden Kante der Steuerabbildung befindet) er
zielt. Dann ist diese Unterroutine beendet.
Fig. 4 zeigt ein Flußdiagramm, das die Details des
Schritts S700 darstellt, welcher die Unterroutine zum Er
zielen der Soll-Beschleunigung ist. Diese Unterroutine
weist ein Drosselsteuern (Schritt S710), ein Gaspedal
schließsteuern (Schritt S720), ein Herunterschaltsteuern
(Schritt S730) und ein Bremsensteuern (Schritt S740) auf,
welche aufeinanderfolgend durchgeführt werden.
Fig. 5 zeigt ein Flußdiagramm, das die Details des
Drosselsteuerns des Schritts S710 darstellt. Genauer gesagt
wird in einem Schritt S711 ein vorliegender Drosselöff
nungsgrad TODn durch Mulitplizieren eines Drosselsteuerver
stärkungsfaktors K11 mit einer Beschleunigungsabweichung Δα
und Addieren des erzielten mulitplizierten Werts K11 × Δα
zu einem vorhergehenden Drosselöffnungsgrad TODn-1 erzielt:
TODn ← TODn-1 + K11 × Δα
Δα = αT - αA
Δα = αT - αA
wobei αA eine Ist-Beschleunigung darstellt und αT eine
Soll-Beschleunigung darstellt.
Fig. 6 zeigt ein Flußdiagramm, das die Details des Gas
pedalschließsteuerns des Schritts S720 darstellt. Genauer
gesagt wird es in einem Schritt S721 überprüft, ob die Be
schleunigungsabweichung Δα kleiner als ein erster Referenz
wert Aref11 ist oder nicht. Wenn das Entscheidungsergebnis
in dem Schritt S721 JA ist (das heißt, Δα < Aref11),
schreitet der Steuerfluß zu einem Schritt S723 fort, um
eine Gaspedalschließanweisung aufrechtzuerhalten. Dann ist
diese Unterroutine beendet.
Wenn das Entscheidungsergebnis in dem Schritt S721 NEIN
ist (das heißt, Δα ≧ Aref11), schreitet der Steuerfluß zu
einem Schritt S725 fort, um weiter zu überprüfen, ob die
Beschleunigungsabweichung größer als ein zweiter Referenz
wert Aref12 ist oder nicht. Der zweite Referenzwert Aref12
ist größer als der erste Referenzwert Aref11. Wenn das Ent
scheidungsergebnis in dem Schritt S725 JA ist (das heißt,
Δα < Aref12), schreitet der Steuerfluß zu einem Schritt
S727 fort, um die Gaspedalschließanweisung zu löschen. Dann
ist diese Unterroutine beendet. Wenn das Entscheidungser
gebnis in dem Schritt S725 NEIN ist (das heißt, Δα ≦
Aref12), ist diese Unterroutine beendet.
Fig. 7 zeigt ein Flußdiagramm, das die Details des Her
unterschaltsteuerns des Schritts S730 darstellt. Genauer
gesagt wird es in einem Schritt S731 überprüft, ob die Be
schleunigungsabweichung Δα kleiner als ein dritter Refe
renzwert Aref21 ist oder nicht. Wenn das Entscheidungser
gebnis in dem Schritt S731 JA ist (das heißt, Δα < Aref21),
schreitet der Steuerfluß zu einem Schritt S733 fort, um
eine Herunterschaltanweisung aufrechtzuerhalten. Dann wird
in dem nächsten Schritt S735 die Gaspedalschließanweisung
aufrechterhalten. Dann ist diese Unterroutine beendet.
Wenn das Entscheidungsergebnis in dem Schritt S731 NEIN
ist (das heißt, Δα ≧ Aref21), schreitet der Steuerfluß zu
einem Schritt S737 fort, um weiter zu überprüfen, ob die
Beschleunigungsabweichung Δα größer als ein vierter Refe
renzwert Aref22 ist oder nicht. Der vierte Referenzwert
Aref22 ist größer als der dritte Referenzwert Aref21. Wenn
das Entscheidungsergebnis in dem Schritt S737 JA ist (das
heißt, Δα < Aref22), schreitet der Steuerfluß zu einem
Schritt S739 fort, um die Herunterschaltanweisung zu lö
schen. Dann ist diese Unterroutine beendet. Wenn das Ent
scheidungsergebnis in dem Schritt S737 NEIN ist (das heißt,
Δα ≦ Aref22), ist diese Unterroutine beendet.
Fig. 8 zeigt ein Flußdiagramm, das die Details des
Bremsensteuerns des Schritts S740 darstellt. Genauer gesagt
wird es in einem Schritt S741 überprüft, ob die Beschleuni
gungsabweichung Δα kleiner als ein fünfter Referenzwert
Aref31 ist oder nicht. Wenn das Entscheidungsergebnis in
dem Schritt S741 JA ist (das heißt, Δα < Aref31), schreitet
der Steuerfluß zu einem Schritt S743 fort, um eine Bremsan
weisung aufrechtzuerhalten. Dann wird in einem nächsten
Schritt S745 die Gaspedalschließanweisung aufrechterhalten.
Dann schreitet der Steuerfluß zu einem Schritt S751 fort.
Wenn das Entscheidungsergebnis in dem Schritt S741 NEIN
ist (das heißt, Δα ≧ Aref31), schreitet der Steuerfluß zu
einem Schritt S747 fort, um weiter zu überprüfen, ob die
Beschleunigungsabweichung Δα größer als ein sechster Refe
renzwert Aref32 ist oder nicht. Der sechste Referenzwert
Aref32 ist größer als der fünfte Referenzwert Aref31. Wenn
das Entscheidungsergebnis in dem Schritt S747 JA ist (das
heißt, Δα < Aref32), schreitet der Steuerfluß zu einem
Schritt S749 fort, um die Bremsanweisung zu löschen. Dann
schreitet der Steuerfluß zu dem Schritt S751 fort. Wenn das
Entscheidungsergebnis in dem Schritt S747 NEIN ist (das
heißt, Δα ≦ Aref32), schreitet der Steuerfluß direkt zu dem
Schritt S751 fort.
In dem Schritt S751 wird es überprüft, ob der Bremsvor
gang im Gange ist oder nicht. Wenn das Entscheidungsergeb
nis in dem Schritt S751 JA ist, schreitet der Steuerfluß zu
einem Schritt S753 fort, um einen vorliegenden Bremsdruck
wert zu erzielen. Der vorliegende Bremsdruck BPn wird durch
Multiplizieren eines Bremssteuerverstärkungsfaktors K21 mit
der Beschleunigungsabweichung Δα und Addieren des erzielten
mulitplizierten Werts K21 × Δα zu einem vorhergehenden
Bremsdruck BPn-1 erzielt:
BPn ← BPn-1 + K21 × Δα.
Wenn das Entscheidungsergebnis in dem Schritt S751 NEIN
ist, schreitet der Steuerfluß zu einem Schritt S755 fort,
um den vorliegenden Bremsdruck auf 0, das heißt, BPn = 0,
abzugleichen. Nach Beenden der Schritte S753 und S755 ist
diese Unterroutine beendet.
Fig. 9 zeigt ein Flußdiagramm, das die Details des
Schritts S800 darstellt, welcher die Unterroutine zum Betä
tigen der Beschleunigung/Verzögerungsbetätigungsvorrichtung
ist.
In einem Schritt S801 wird es überprüft, ob die Gaspe
dalschließanweisung aufrechterhalten wird oder nicht. Wenn
die Gaspedalschließanweisung gelöscht ist (das heißt, NEIN
in dem Schritt S801), schreitet der Steuerfluß zu Schritten
S803, S805 und S807 fort, welche aufeinanderfolgend durch
geführt werden. In dem Schritt S803 wird ein Bremskraft-
Freigabesignal erzeugt. In dem Schritt S805 wird ein Herun
terschalt-Freigabesignal erzeugt. In dem Schritt S807 wird
ein Rückkopplungssignal zum Steuern einer Drosselöffnung
erzeugt. Dann ist diese Unterroutine beendet.
Unterdessen schreitet, wenn die Gaspedalschließanwei
sung aufrechterhalten wird (das heißt, JA in dem Schritt
S801), der Steuerfluß zu einem Schritt S809 fort, um weiter
zu überprüfen, ob die Herunterschaltanweisung aufrechter
halten wird oder nicht. Wenn die Herunterschaltanweisung
gelöscht ist (das heißt, NEIN in dem Schritt S809), schrei
tet der Steuerfluß zu einem Schritt S811 fort, um weiter zu
überprüfen, ob die Bremsanweisung aufrechterhalten wird
oder nicht. Wenn die Bremsanweisung gelöscht ist (das
heißt, NEIN in dem Schritt S811), schreitet der Steuerfluß
zu Schritten S813, S815 und S817 fort, welche aufeinander
folgend durchgeführt werden. In dem Schritt S813 wird ein
Bremskraft-Freigabesignal erzeugt. In dem Schritt S815 wird
das Herunterschalt-Freigabesignal erzeugt. In dem Schritt
S817 wird ein Drosselschließsignal erzeugt, um das Drossel
ventil vollständig zu schließen. Dann ist diese Unterrou
tine beendet.
Wenn die Bremsanweisung aufrechterhalten wird (das
heißt, JA in dem Schritt S811), schreitet der Steuerfluß zu
Schritten S819, S821 und S823 fort, welche aufeinanderfol
gend durchgeführt werden. In dem Schritt S819 wird das
Drosselschließsignal erzeugt, um das Drosselventil voll
ständig zu schließen. In dem Schritt S821 wird das Herun
terschalt-Freigabesignal erzeugt. In dem Schritt S823 wird
ein Rückkopplungssignal zum Steuern des Bremsdrucks er
zeugt. Dann ist diese Unterroutine beendet.
Unterdessen schreitet, wenn die Herunterschaltanweisung
aufrechterhalten wird (das heißt, JA in dem Schritt S809),
der Steuerfluß zu einem Schritt S825 fort, um weiter zu
überprüfen, ob die Bremsanweisung aufrechterhalten wird
oder nicht. Wenn die Bremsanweisung gelöscht ist (das
heißt, NEIN in dem Schritt S827), schreitet der Steuerfluß
zu Schritten S827, S829 und S831 fort, welche aufeinander
folgend durchgeführt werden. In dem Schritt S827 wird das
Bremskraft-Freigabesignal erzeugt. In dem Schritt S829 wird
das Drosselschließsignal erzeugt, um das Drosselventil
vollständig zu schließen. In dem Schritt S831 wird das Her
unterschaltsignal erzeugt, um die Getriebebetätigungsvor
richtung zu betätigen, um einen bestimmten Herunterschalt
vorgang zu realisieren. Dann ist diese Unterroutine been
det.
Wenn die Bremsanweisung aufrechterhalten wird (das
heißt, JA in dem Schritt S825), schreitet der Steuerfluß zu
Schritten S833, S835 und S837 fort. In dem Schritt S833
wird das Drosselschließsignal erzeugt, um das Drosselventil
vollständig zu schließen. In dem Schritt S835 wird das Her
unterschaltsignal erzeugt, um die Getriebebetätigungsvor
richtung zu betätigen, um den bestimmten Herunterschaltvor
gang zu realisieren. In dem Schritt S837 wird das Rückkopp
lungssignal zum Steuern des Bremsdrucks erzeugt. Dann ist
diese Unterroutine beendet.
Fig. 10 zeigt ein Flußdiagramm, das die Details des
Schritts S1100 darstellt, welcher die Unterroutine zum Er
zeugen der Abstandsteuerausschalt-Ausgangssignale ist.
Diese Unterroutine zeigt einen Verarbeitungsablauf, der
ausgeführt wird, wenn die Beschleunigungs/Verzögerungsbetä
tigungsvorrichtung keine Anweisungen für die Beschleunigung
und/oder Verzögerung aufnimmt.
In einem Schritt S1101 wird das Drosselschließsignal
erzeugt, um das Drosselventil vollständig zu schließen.
Dann wird in einem Schritt S1103 das Herunterschalt-Freiga
besignal erzeugt. Dann wird in einem Schritt S1105 das
Bremskraft-Freigabesignal erzeugt. Dann ist diese Unterrou
tine beendet.
Zum Vergleich zwischen der vorliegenden Erfindung und
dem Stand der Technik wird zuerst ein Abstandssteuern im
Stand der Technik unter Bezugnahme auf die Fig. 11 und
12 erklärt.
Gemäß dem Abstands steuern im Stand der Technik wird der
Soll-Abstand zwischen zwei sich bewegenden Fahrzeugen an
dem gleichen Wert aufrechterhalten, wenn die Fahrzeugge
schwindigkeit konstant ist.
Zum Beispiel kann der Führer (das heißt, Fahrer) einen
verhältnismäßig langen Soll-Abstand "dm" (zum Beispiel 100
m) einstellen, wie es in einem Fall 1A in Fig. 11 gezeigt
ist, oder einen verhältnismäßig kurzen Soll-Abstand "dm"
(zum Beispiel 50 m) einstellen, wie es in einem Fall 1B in
Fig. 11 gezeigt ist. Es wird vorausgesetzt, daß eine Ab
standsabweichung Δd (= d - dm) in beiden Fällen 1A und 1B
gleich (zum Beispiel - 10 m) ist. In diesem Zustand wird,
außer es gibt irgendwelche andere unterschiedliche Zu
stände, die gleiche Soll-Beschleunigung in beiden Fällen 1A
und 1B erzielt.
Jedoch hängt es von dem Soll-Abstand ab, ob der Führer
bevorzugt die erzielte Soll-Beschleunigung akzeptiert oder
nicht. Genauer gesagt kann der Führer denken, daß die er
zielte Soll-Beschleunigung bevorzugt ist, wenn er den ver
hältnismäßig langen Soll-Abstand "dm" auswählt, wie es in
dem Fall 1A gezeigt ist. Jedoch fühlt dieser Führer mögli
cherweise, daß die gleiche Soll-Beschleunigung unzweckmäßig
ist, wenn er den verhältnismäßig kurzen Soll-Abstand "dm"
auswählt, wie es in dem Fall 1B gezeigt ist. Andererseits
kann für andere Führer die erzielte Soll-Beschleunigung für
den verhältnismäßig langen Soll-Abstand "dm", der in dem
Fall 1A gezeigt ist, unzweckmäßig sein und eher für den
verhältnismäßig kurzen Soll-Abstand "dm", der in dem Fall
1B gezeigt ist, bevorzugt sein.
Zum Beispiel wird, wenn die Soll-Beschleunigung zum
Aufrechterhalten des langen Soll-Abstands zweckmäßig ist,
die gleiche Soll-Beschleunigung zu mäßig oder schwach sein,
wenn das Systemfahrzeug das voraus fahrende Fahrzeug ver
folgt, um den kurzen Soll-Abstand aufrechtzuerhalten. Ande
rerseits wird, wenn die Soll-Beschleunigung zum Aufrechter
halten des kurzen Soll-Abstands zweckmäßig ist, die gleiche
Soll-Beschleunigung zu plötzlich oder jäh sein, wenn das
Systemfahrzeug das vorausfahrende Fahrzeug verfolgt, um den
langen Soll-Abstand aufrechtzuerhalten.
Diese Probleme rühren von der Untauglichkeit des Ab
standssteuerns im Stand der Technik her, da der Absolutwert
der Abstandsabweichung Δd lediglich verwendet wird, um die
Soll-Beschleunigung des Systemfahrzeugs zu erzielen.
Wie es aus der in Fig. 12 gezeigten Steuerabbildung er
sichtlich ist, wird, wenn die gleiche Relativgeschwindig
keit gegeben ist, die gleiche Soll-Beschleunigung für die
gleiche Abstandsabweichung Δd unberücksichtigt der Diffe
renz des Soll-Abstands "dm" (das heißt, unberücksichtigt
der Differenz zwischen 100 m und 50 m) erzielt.
Andererseits verwendet die vorliegende Erfindung, wie
es aus der in Fig. 14 gezeigten Steuerabbildung ersichtlich
ist, das Abstandsabweichungsverhältnis γ, um die Soll-Be
schleunigung zu erzielen. Wie es vorhergehend erklärt wor
den ist, ist das Abstandsabweichungsverhältnis γ durch das
Verhältnis der Abstandsabweichung Δd (= d - dm) zu dem
Soll-Abstand dm definiert, wenn "d" den Ist-Abstand zwi
schen dem voraus fahrenden Fahrzeug und dem Systemfahrzeug
darstellt und "dm" den Soll-Abstand zwischen den Fahrzeugen
darstellt:
γ = Δd/dm.
Kurz gesagt bringt die vorliegende Erfindung eine neue
Maßnahme zum Steuern der Beschleunigungs/Verzögerungsbetä
tigungsvorrichtung bei einem Steuern eines Abstands zwi
schen zwei sich bewegenden Fahrzeugen ein. Genauer gesagt
wird die Beschleunigungs/Verzögerungsbetätigungsvorrichtung
als Reaktion auf die Änderung des Verhältnisses (γ) der Ab
standsabweichung (Δd) zu dem Soll-Abstand (dm) gesteuert.
Wie es in Fig. 13 gezeigt ist, wird es vorausgesetzt,
daß die Abstandsabweichung Δd in beiden Fällen 2A und 2B
die gleiche (zum Beispiel Δd1 = Δd2 = -10 m) ist. Wenn der
Soll-Abstand "dm" lang ist (zum Beispiel dm1 = 100 m), be
trägt das Abstandsabweichungsverhältnis γ -1/10 (=
-10/100). Wenn der Soll-Abstand "dm" kurz ist (zum Beispiel
dm2 = 50 m), beträgt das Abstandsabweichungsverhältnis γ
-1/5 (= -10/50). Die Soll-Beschleunigungswerte, die den un
terschiedlichen Abstandsabweichungsverhältnis- bzw. γ-Wer
ten von -1/10 und -1/5 entsprechen, sind voneinander ver
schieden, wie es aus der in Fig. 14 gezeigten Steuerabbil
dung ersichtlich ist.
Gemäß der in Fig. 14 gezeigten Steuerabbildung beträgt
der Soll-Beschleunigungswert für das Abstandsabweichungs
verhältnis von γ = -1/10 -0,05G, was verglichen mit -0,10G
für das Abstandsabweichungsverhältnis von γ = -1/5 mäßig
oder schwach ist. Die vorliegende Erfindung ändert die
Soll-Beschleunigung unter Berücksichtigung des Grads des
sen, wie das Systemfahrzeug näher (oder weiter) an dem vor
ausfahrenden Fahrzeug positioniert ist. In dem Fall 2A ist
das Systemfahrzeug 10% näher zu dem voraus fahrenden Fahr
zeug als die Soll-Position positioniert. In dem Fall 2B ist
das Systemfahrzeug 20% näher an dem voraus fahrenden Fahr
zeug als die Soll-Position positioniert. Daher ist die
Soll-Verzögerung in dem Fall 2B zweimal so groß wie dieje
nige in dem Fall 2A. Dies ist für das Empfinden des Fahrers
geeignet.
Fig. 13 zeigt ebenso einen anderen Fall 2C, in dem der
Soll-Abstand dm identisch zu dem des Falls 2B (das heißt,
dm3 = dm2 = 50 m) ist und das Abstandsabweichungsverhältnis
γ identisch zu demjenigen des Falls 2A (das heißt, γ =
-1/5) ist. In diesem Fall ist die erzielte Soll-Beschleuni
gung identisch zu derjenigen in dem Fall 2A. Daher verzö
gert das Systemfahrzeug schwach, um den Soll-Abstand zwi
schen dem voraus fahrenden Fahrzeug und dem Systemfahrzeug
aufrechtzuerhalten. Das Fahrzeugverhalten (zum Beispiel Be
schleunigung oder Verzögerung) ist in beiden Fällen 2A und
2C unberücksichtigt der Differenz der Abstandsabweichung Δd
(das heißt, |Δd1 < Δd3|) das gleiche.
Auf diese Weise steuert die vorliegende Erfindung das
Fahrzeugverhalten in Übereinstimmung mit dem Abstandsabwei
chungsverhältnis γ. Daher wird es möglich, ein optimales
Abstands steuern zu realisieren, das zweckmäßig das Fahremp
finden des Führers trifft.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das zuvor be
schriebene Ausführungsbeispiel beschränkt und kann vielfäl
tig abgewandelt werden.
Zum Beispiel ist der Abstand zwischen zwei sich bewe
genden Fahrzeugen durch ein Zeitintervall zwischen zwei
Fahrzeugen ersetzbar. Das Zeitintervall wird durch Teilen
des Abstands zwischen zwei Fahrzeugen durch die Fahrzeugge
schwindigkeit des Systemfahrzeugs erzielt. In diesem Fall
wird die in Fig. 3B gezeigte Steuerabbildung durch Austau
schen des Abstandsabweichungsverhältnisses durch ein Zeit
intervallabweichungsverhältnis abgewandelt. Das Zeitinter
vallabweichungsverhältnis γT ist durch ein Verhältnis einer
Zeitintervallabweichung ΔT (= T - Tm) zu einem Soll-Zeitin
tervall Tm definiert, wenn "T" ein lst-Zeitintervall zwi
schen dem voraus fahrenden Fahrzeug und dem Systemfahrzeug
darstellt und "Tm" das Soll-Zeitintervall zwischen diesen
Fahrzeugen darstellt:
T = d/V
Tm = dm/V
γT = ΔT/Tm = (T - Tm)/Tm = (d/V - dm/V)/dm/V = (d - dm)/dm = γ.
Kurz gesagt ist das Zeitintervallabweichungsverhältnis
γT zu dem Abstandsabweichungsverhältnis γ identisch.
Weiterhin ist es möglich, die Abstandsabweichung Δd
beim Erzielen einer anderen Abstandsabweichungsverhältnis
ses γA durch den Ist-Abstand "d" zu ersetzen:
γA = d/dm = γ + 1.
Genauer gesagt verwendet das zuvor beschriebene Ausfüh
rungsbeispiel die Soll-Beschleunigung (oder -Verzögerung)
als den Steuerwert der Beschleunigungs/Verzögerungsbetäti
gungsvorrichtung zum Steuern des Abstands zwischen zwei
sich bewegenden Fahrzeugen. Jedoch ist der Steuerwert der
vorliegenden Erfindung nicht auf die Soll-Beschleunigung
beschränkt. Zum Beispiel ist die Soll-Beschleunigung durch
ein Soll-Drehmoment oder eine Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit
ersetzbar.
Genauer gesagt wird in dem Schritt S600 in Fig. 2 das
Soll-Drehmoment oder die Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit an
stelle eines Berechnens der "Soll-Beschleunigung" berech
net. In dem Schritt S607 in Fig. 3A wird das Soll-Drehmo
ment oder die Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit auf der Grund
lage des Abstandsabweichungsverhältnisses γ und der Rela
tivgeschwindigkeit ΔV unter Bezugnahme auf die in Fig. 3B
gezeigte Steuerabbildung erzielt. In diesem Fall wird die
Steuerabbildung in Fig. 3B derart abgewandelt, daß die
Soll-Drehmoment- oder die Soll-Fahrzeuggeschwindigkeits
änderung (das heißt, eine erforderliche Erhöhung oder Ver
ringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit) erzielt wird. In dem
Schritt S609 wird das Soll-Drehmoment oder die Soll-Fahr
zeuggeschwindigkeit unter Berücksichtigung eines Nichtvor
handenseins irgendeines vorausfahrenden Fahrzeugs erzielt.
In den Schritten S711, S721, S725, S731, S737, S741,
S747, S753 und S755 wird die "Beschleunigungsabweichung Δα"
durch eine Drehmomentabweichung Δτ oder eine Fahrzeugge
schwindigkeitsabweichung ΔS ersetzt. Die Drehmomentabwei
chung Δτ stellt eine Differenz zwischen dem Soll-Drehmoment
und dem Ist-(oder geschätzten)-Drehmoment der Maschine dar.
Die Fahrzeuggeschwindigkeitsabweichung ΔS stellt eine Dif
ferenz zwischen der Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit und der
Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit dar.
Auf diese Weise wird, wenn das Drehmoment der Maschine
als der Steuerwert zum Steuern des Abstands zwischen zwei
sich bewegenden Fahrzeugen bestimmt wird, ein zweckmäßiges
Soll-Drehmoment aus der Steuerabbildung in Fig. 3B erzielt
und wird das Fahrzeugverhalten auf der Grundlage der
Drehmomentabweichung zwischen dem Soll-Drehmoment und dem
Ist-(oder geschätzten)-Drehmoment gesteuert.
Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit als der Steuerwert zum
Steuern des Abstands zwischen zwei sich bewegenden Fahrzeu
gen bestimmt wird, wird eine zweckmäßige Fahrzeuggeschwin
digkeitsabweichung aus der Steuerabbildung in Fig. 3B er
zielt. Die Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit wird durch Addieren
der erzielten Fahrzeuggeschwindigkeitsänderung zu der Ist-
Fahrzeuggeschwindigkeit erzielt. Das Fahrzeugverhalten wird
auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeitsabweichung
zwischen der Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit und der Ist-Fahr
zeuggeschwindigkeit gesteuert.
Der in Fig. 2 gezeigte Hauptverarbeitungsablauf und
jede in den Fig. 3A und 4 bis 10 gezeigte Unterroutine
sind als ein Steuerprogramm in einem Datenträger, wie zum
Beispiel einem Speicher (ROM, Sicherungs-RAM) oder einem
eingebauten Festplattenlaufwerk, gespeichert, welcher vorab
in den Mikrocomputer eingebaut wird. Jedoch ist es möglich,
das Steuerprogramm auf einen tragbaren Datenträger, wie zum
Beispiel eine Diskette, eine MO-(magnetoptische)-Platte,
ein CD-ROM, ein externes Festplattenlaufwerk und eine DVD
(digitale Vielzweck-Diskette) zu speichern, so daß das
Steuerprogramm beliebig von einem derartigen Datenträger in
den Mikrocomputer geladen werden kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Steuerver
hältnis einer Abstandsabweichung zu einem Soll-Abstand er
zielt, um einen Raum zwischen zwei sich bewegenden Fahrzeu
gen zu steuern. Die Abstandsabweichung ist die Differenz
zwischen einem Ist-Abstand und dem Soll-Abstand. Eine Soll-
Steuergröße, wie zum Beispiel eine Beschleunigung, ein Ma
schinendrehmoment oder eine Fahrzeuggeschwindigkeit, wird
in Übereinstimmung mit dem erzielten Steuerverhältnis be
stimmt, um den Ist-Abstand zu dem Soll-Abstand abzuglei
chen.
Claims (24)
1. Abstandssteuervorrichtung zum Steuern eines Abstands
zwischen zwei sich bewegenden Fahrzeugen, wobei die Ab
standssteuervorrichtung aufweist:
eine Beschleunigungs/Verzögerungseinrichtung (4, 6) zum Beschleunigen und Verzögern eines Fahrzeugs; und
eine Relativgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung (3) zum Erzielen einer Relativgeschwindigkeit (ΔV) zwischen den zwei sich bewegenden Fahrzeugen,
gekennzeichnet durch:
eine Steuerverhältnis-Erfassungseinrichtung (2) zum Er zielen eines Steuerverhältnisses (γ) eines Ist-Werts zu einem Soll-Wert;
eine Soll-Steuerwert-Erzeugungseinrichtung (2) zum Er zeugen eines Soll-Steuerwerts, der zum Steuern des Raums zwischen den zwei sich bewegenden Fahrzeugen er forderlich ist, auf der Grundlage des von der Steuer verhältnis-Erfassungseinrichtung erzielten Steuerver hältnisses (γ) zusätzlich zu der von der Relativ geschwindigkeits-Erfassungseinrichtung erzielten Rela tivgeschwindigkeit (ΔV); und
eine Steuereinrichtung (2) zum Betätigen der Beschleu nigungs/Verzögerungseinrichtung (4, 6) in Übereinstim mung mit dem von der Soll-Steuerwert-Erzeugungseinrich tung (2) erzeugten Soll-Steuerwert.
eine Beschleunigungs/Verzögerungseinrichtung (4, 6) zum Beschleunigen und Verzögern eines Fahrzeugs; und
eine Relativgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung (3) zum Erzielen einer Relativgeschwindigkeit (ΔV) zwischen den zwei sich bewegenden Fahrzeugen,
gekennzeichnet durch:
eine Steuerverhältnis-Erfassungseinrichtung (2) zum Er zielen eines Steuerverhältnisses (γ) eines Ist-Werts zu einem Soll-Wert;
eine Soll-Steuerwert-Erzeugungseinrichtung (2) zum Er zeugen eines Soll-Steuerwerts, der zum Steuern des Raums zwischen den zwei sich bewegenden Fahrzeugen er forderlich ist, auf der Grundlage des von der Steuer verhältnis-Erfassungseinrichtung erzielten Steuerver hältnisses (γ) zusätzlich zu der von der Relativ geschwindigkeits-Erfassungseinrichtung erzielten Rela tivgeschwindigkeit (ΔV); und
eine Steuereinrichtung (2) zum Betätigen der Beschleu nigungs/Verzögerungseinrichtung (4, 6) in Übereinstim mung mit dem von der Soll-Steuerwert-Erzeugungseinrich tung (2) erzeugten Soll-Steuerwert.
2. Abstandssteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Ist-Wert ein Wert ist, der direkt
oder indirekt einen Ist-Abstand (d) zwischen den zwei
sich bewegenden Fahrzeugen darstellt, und der Soll-Wert
ein Wert ist, der direkt oder indirekt einen Soll-Ab
stand (dm) zwischen den zwei sich bewegenden Fahrzeugen
darstellt.
3. Abstandssteuerverfahren nach Anspruch 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Ist-Wert eine Abstandsabweichung
(Δd = d - dm) zwischen dem Ist-Abstand (d) und dem
Soll-Abstand (dm) ist und der Soll-Wert der Soll-Ab
stand (dm) ist.
4. Abstandssteuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Ist-Wert ein Ist-Zeitintervall (T
= d/V) ist, das durch Teilen des Ist-Abstands durch
eine Fahrzeuggeschwindigkeit erzielt wird, und der
Soll-Wert ein Soll-Zeitintervall (Tm = dm/V) ist, das
durch Teilen des Soll-Abstands durch die Fahrzeugge
schwindigkeit erzielt wird.
5. Abstandssteuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Ist-Wert eine Zeitintervallabwei
chung (ΔT = T - Tm) zwischen dem Ist-Zeitintervall (T)
und dem Soll-Zeitintervall (Tm) ist und der Soll-Wert
das Soll-Zeitintervall (Tm) ist.
6. Abstandssteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Soll-Steuerwert
eine Soll-Beschleunigung ist.
7. Abstandssteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Soll-Steuerwert
ein Soll-Drehmoment ist.
8. Abstandssteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Soll-Steuerwert
eine Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit ist.
9. Abstandssteuerverfahren zum Steuern eines Raums zwi
schen zwei sich bewegenden Fahrzeugen, wobei das Ab
standssteuerverfahren die folgenden Schritte aufweist:
Erzielen einer Relativgeschwindigkeit (ΔV) zwischen den zwei sich bewegenden Fahrzeugen (S605);
Erzeugen eines Soll-Steuerwerts, der zum Steuern des Raums zwischen den zwei sich bewegenden Fahrzeugen er forderlich ist (S607); und
Betätigen einer Beschleunigungs/Verzögerungseinrichtung in Übereinstimmung mit dem Soll-Steuerwert (S710 bis S740, S801 bis S837),
dadurch gekennzeichnet, daß
das Steuerverfahren weiterhin den Schritt eines Erzie len eines Steuerverhältnisses (γ) eines Ist-Werts zu einem Soll-Wert aufweist (S603);
der Soll-Steuerwert auf der Grundlage des Steuerver hältnisses (γ) zusätzlich zu der Relativgeschwindigkeit (ΔV) erzeugt wird; und
die Beschleunigungs/Verzögerungseinrichtung (4, 6) in Übereinstimmung mit dem Soll-Steuerwert betätigt wird.
Erzielen einer Relativgeschwindigkeit (ΔV) zwischen den zwei sich bewegenden Fahrzeugen (S605);
Erzeugen eines Soll-Steuerwerts, der zum Steuern des Raums zwischen den zwei sich bewegenden Fahrzeugen er forderlich ist (S607); und
Betätigen einer Beschleunigungs/Verzögerungseinrichtung in Übereinstimmung mit dem Soll-Steuerwert (S710 bis S740, S801 bis S837),
dadurch gekennzeichnet, daß
das Steuerverfahren weiterhin den Schritt eines Erzie len eines Steuerverhältnisses (γ) eines Ist-Werts zu einem Soll-Wert aufweist (S603);
der Soll-Steuerwert auf der Grundlage des Steuerver hältnisses (γ) zusätzlich zu der Relativgeschwindigkeit (ΔV) erzeugt wird; und
die Beschleunigungs/Verzögerungseinrichtung (4, 6) in Übereinstimmung mit dem Soll-Steuerwert betätigt wird.
10. Abstandssteuerverfahren nach Anspruch 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Ist-Wert ein Wert ist, der direkt
oder indirekt einen Ist-Abstand (d) zwischen den zwei
sich bewegenden Fahrzeugen darstellt, und der Soll-Wert
ein Wert ist, der direkt oder indirekt einen Soll-Ab
stand (dm) zwischen den zwei sich bewegenden Fahrzeugen
darstellt.
11. Abstandsteuerverfahren nach Anspruch 10, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Ist-Wert eine Abstandsabweichung
(Δd = d - dm) zwischen dem Ist-Abstand (d) und dem
Soll-Abstand (dm) ist und der Soll-Wert der Soll-Ab
stand (dm) ist.
12. Abstandssteuerverfahren nach Anspruch 10, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Ist-Wert ein Ist-Zeitintervall (T
= d/V) ist, das durch Teilen des Ist-Abstands durch
eine Fahrzeuggeschwindigkeit erzielt wird, und der
Soll-Wert ein Soll-Zeitintervall (Tm = dm/V) ist, das
durch Teilen des Soll-Abstands durch die Fahrzeugge
schwindigkeit erzielt wird.
13. Abstandssteuerverfahren nach Anspruch 12, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Ist-Wert eine Zeitintervallabwei
chung (ΔT = T - Tm) zwischen dem Ist-Zeitintervall (T)
und dem Soll-Zeitintervall (Tm) ist und der Soll-Wert
das Soll-Zeitintervall (Tm) ist.
14. Abstandssteuerverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis
13, dadurch gekennzeichnet, daß der Soll-Steuerwert
eine Soll-Beschleunigung ist.
15. Abstandssteuerverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis
13, dadurch gekennzeichnet, daß der Soll-Steuerwert ein
Soll-Drehmoment ist.
16. Abstandssteuerverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis
13, dadurch gekennzeichnet, daß der Soll-Steuerwert
eine Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit ist.
17. Datenträger, der ein Steuerprogramm zum Steuern eines
Raums zwischen zwei sich bewegenden Fahrzeugen spei
chert, wobei der Datenträger zum Durchführen der fol
genden Schritte in ein Computersystem einsetzbar ist:
Erzielen einer Relativgeschwindigkeit (ΔV) zwischen zwei sich bewegenden Fahrzeugen;
Erzielen eines Steuerverhältnisses (γ) eines Ist-Werts zu einem Soll-Wert;
Erzeugen eines Soll-Steuerwerts, der zum Steuern des Raums zwischen den zwei sich bewegenden Fahrzeugen er forderlich ist, auf der Grundlage des Steuerverhältnis ses (γ) zusätzlich zu der Relativgeschwindigkeit (ΔV); und
Betätigen einer Beschleunigungs/Verzögerungseinrichtung (4, 6) in Übereinstimmung mit dem Soll-Steuerwert.
Erzielen einer Relativgeschwindigkeit (ΔV) zwischen zwei sich bewegenden Fahrzeugen;
Erzielen eines Steuerverhältnisses (γ) eines Ist-Werts zu einem Soll-Wert;
Erzeugen eines Soll-Steuerwerts, der zum Steuern des Raums zwischen den zwei sich bewegenden Fahrzeugen er forderlich ist, auf der Grundlage des Steuerverhältnis ses (γ) zusätzlich zu der Relativgeschwindigkeit (ΔV); und
Betätigen einer Beschleunigungs/Verzögerungseinrichtung (4, 6) in Übereinstimmung mit dem Soll-Steuerwert.
18. Datenträger nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ist-Wert ein Wert ist, der direkt oder indirekt
einen Ist-Abstand (d) zwischen den zwei sich bewegenden
Fahrzeugen darstellt, und der Soll-Wert ein Wert ist,
der direkt oder indirekt einen Soll-Abstand (dm) zwi
schen den zwei sich bewegenden Fahrzeugen darstellt.
19. Datenträger nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ist-Wert eine Abstandsabweichung (Δd) zwischen
dem Ist-Abstand (d) und dem Soll-Abstand (dm) ist und
der Soll-Wert der Soll-Abstand (dm) ist.
20. Datenträger nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ist-Wert ein Ist-Zeitintervall (T = d/V) ist,
das durch Teilen des Ist-Abstands durch eine Fahrzeug
geschwindigkeit erzielt wird, und der Soll-Wert ein
Soll-Zeitintervall (Tm = dm/V) ist, das durch Teilen
des Soll-Abstands durch die Fahrzeuggeschwindigkeit er
zielt wird.
21. Datenträger nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ist-Wert eine Zeitintervallabweichung (ΔT = T -
Tm) zwischen dem Ist-Zeitintervall (T) und dem Soll-
Zeitintervall (Tm) ist und der Soll-Wert das Soll-Zeit
intervall (Tm) ist.
22. Datenträger nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch
gekennzeichnet, daß der Soll-Steuerwert eine Soll-Be
schleunigung ist.
23. Datenträger nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch
gekennzeichnet, daß der Soll-Steuerwert ein Soll-
Drehmoment ist.
24. Datenträger nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch
gekennzeichnet, daß der Soll-Steuerwert eine Soll-Fahr
zeuggeschwindigkeit ist.
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