DE2154195A1 - System zur automatischen Geschwindigkeitseinstellung eines Fahrzeuges entsprechend gegebener Verkehrsbedingungen - Google Patents
System zur automatischen Geschwindigkeitseinstellung eines Fahrzeuges entsprechend gegebener VerkehrsbedingungenInfo
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Description
Γ=·:·!--! .:■
U-HiT) A.Wi.-^j'iii - i'uüach
U-HiT) A.Wi.-^j'iii - i'uüach
vln/By München-Pullach, den 28.Oktober 1971
Paris file 4691-A
TUE BENDIX CORPORATION, Executive Offices, Bendix Center, Southfield, Michigan 48075, Michigan, USA.
System zur automatischen Geschwindigkeitseinstellung
eines Fahrzeuges entsprechend gegebener Verkehrsbedingungen.
Die wachsende Zunahme in der Verkehrsdichte auf den Strassen der Nationen führt zu dem Bedürfnis nach einem System zur automatischen
Steuerung der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs, um dadurch auch gleichzeitig die Sicherheit des Fahrers zu erhöhen
und Stauungen zu vermindern. Dieser Bedarf tritt insbesondere in der Umgebung von Städten auf, wo Unfälle und Verkehrsstauungen
fortwährend zunehmen. Man hat bereits verschiedene Typen von automatischen Fahrzeugsteuersystemen, die unterschiedlich
kompliziert sind, vorgeschlagen. Ein sehr kompliziertes System
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ist beispielsweise ein automatisch arbeitendes Kollisionsschutzsystem. Diese Systeme sind so ausgelegt, dass sie die
Strasse vor dem fahrenden Fahrzeug überwachen, so dass gefährliche
Kreuzungs- oder Fahrbedingungen vermieden werden können. Ein Fahrer, der demzufolge versucht, ein Fahrzeug zu passieren,
wird vorgewarnt oder am Passieren gehindert, wenn die Möglichkeit eines frontalen Zusammenstosses mit einem entgegenkommenden
Fahrzeug besteht. Auch besteht die Möglichkeit, dass ein in derselben Richtung wie ein mit einer Radaranlage ausgestattetes
Fahrzeug fahrendes Fahrzeug, welches in einen Verkehrsunfall verwickelt wird oder aus irgendwelchen Gründen plötzlich abbremst,
eine kritische Situation heraufbeschwört, die automatisch durch unmittelbares Bremsen oder durch Ausweichen des mit
dem Kollisionsschutzsystem ausgestatteten Fahrzeuges vermieden werden kann. Das Kollisionsschutzsystem besitzt demnach die
Fähigkeit, die Führung des Fahrzeugs dem Fahrer dann abzunehmen, wenn er versucht, das Fahrzeug in solchen Situationen zu steuern.
Man hat auch bereits vorgeschlagen, ein Kollisionsschutzsystem so auszulegen bzw. anzupassen, dass es automatisch einen Fahr-Sicherheitsabstand
zwischen zwei in gleicher Richtung fahrenden Fahrzeugen aufrecht erhält. Demzufolge stellt dieser Typ des
Systems ein vollständiges Sicherheitssteuersystem oder Ausrüstung dar, dahingehend, dass mit Hilfe dieses Systems ein
frontaler Zusammenstoss und Auffahrunfälle vermieden werden können und gleichzeitig der Verkehrsfluss in verkehrsreichen
Gegenden optimal gestaltet werden kann. Obwohl derartige Systeme theoretisch möglich sind, sind sie wirtschaftlich unmöglich
und konnten sich daher bis jetzt auch nicht durchsetzen.
Es stehen ausserdem eine Reihe von Systemen zur Verfügung, um
mit deren Hilfe eine voreingestellte Geschwindigkeit des Fahr-
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zeugs beizubehalten. Diese Systeme stellen eine Bequemlichkeit für den Fahrer dar und schaffen eine geringe oder überhaupt
keine Sicherheit. Das Fahrzeug wird auf einer vorgewählten Geschwindigkeit gehalten, die von dem Fahrer unter Einkalkulierung
herrschender Verkehrsbedingungen ausgewählt wird. Dieser Systemtyp hält dann automatisch die Fahrzeuggeschwindigkeit auf
einem vorgewählten Wert und zwar ungeachtet der Strassensteigung, Windbedingungen und ohne dabei Aufmerksamkeit vom Fahrer
zu fordern. Der Fahrer kann jedoch die Steuerung der Fahrzeuggeschwindigkeit entweder durch Bremsen oder Beschleunigung
des Fahrzeugs nach seinem Belieben übernehmen. Dieser Systemtyp ist für einen Fahrer sehr bequem, insbesondere beim Fahren auf
Landstrassen und zum Überbrücken grosser Entfernungen, wobei eine konstante Geschwindigkeit für eine relativ lange Zeitdauer
gehalten werden kann. Ein derartiges System hat jedoch einen geringen oder gar keinen Sicherheitswert und trägt auch nicht
dazu bei, den Verkehrsfluss flüssig zu halten und zwar in verkehrsreichen Gegenden.
Aufgrund der Undurchführbarkeit eines vollständig automatisch arbeitenden Kollisionsschutzsystems und aufgrund des Mangels
hinsichtlich einer Sicherheit bei den bestehenden automatischen Geschwindigkeitssteuersystemen würde ein Systemtyp, der zwischen
die zwei genannten Ausführungsformen fällt, eine bedeutende
Verbesserung des Standes der Technik bedeuten. Ein System, welches zwischen den zwei zuvor beschriebenen Systemtypen liegt,
würde also ein System sein, welches die Möglichkeit einer auto-?
matischen Geschwindigkeitssteuerung des Fahrzeugs und gleichzeitig
eine Einrichtung enthält, durch die das hinterher fahrende Fahrzeug in einem optimalen Fahrabstand hinter dem vorausfahrenden
Fahrzeug gehalten wird. Hierdurch könnte der Verkehrsfluss innerhalb verkehrsreicher Zonen stark verbessert werden
und es könnte gleichzeitig die Sicherheit verbessert werden, da man dem Fahrer eines automatisch gesteuerten Fahrzeugs sicht-
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bar oder hörbar Signale mitteilen könnte, die kennzeichnend für drohende gefahrvolle Situationen sind und ebenso aufgrund
der Tatsache, dass immer ein Sicherheitsabstand beibehalten werden würde. Ein derartiges System würde natürlich nicht eine
vollständige Steuerung des Fahrzeugs übernehmen können, um alle möglichen gefahrvollen Situationen zu vermeiden.
Das System nach der vorliegenden Erfindung betrifft ein sich anpassendes Geschwindigkeitssteuersystem, welches auch in der
Lage ist, automatisch einen Sicherheitsabstand zwischen zwei Fahrzeugen aufrecht zu erhalten. Das System nach der vorliegenden
Erfindung arbeitet in Verbindung mit einem automatischen Geschwindigkeitssteuersystem, so dass es sowohl zur Bequemlichkeit
als auch zur Sicherheit des Fahrers beiträgt, dabei aber auch gleichzeitig der Verkehrsfluss in verkehrsreichen Gegenden
positiv beeinflusst wird.
Das erfindungsgemässe System enthält eine aktive Energiequelle, die optisch oder auf Mikrowellenbasis aufgebaut sein kann, so
dass von dem System des hinterher fahrenden Fahrzeugs Energie ausgesendet wird und von dem voraus fahrenden Fahrzeug reflektiert
wird. Das reflektierte Signal enthält Informationen, die kennzeichnend für die Entfernung des vorausfahrenden Fahrzeugs
sind und ebenso kennzeichnend für die relative Geschwindigkeit der zwei Fahrzeuge. Das zurückkehrende Signal wird dann verarbeitet,
um automatisch das hinterher fahrende Fahrzeug zu beschleunigen oder zu verzögern, um einen optimalen Abstand,
abhängig von der Geschwindigkeit des voranfahrenden Fahrzeugs, aufrecht zu erhalten. Da hier Energie von dem System ausgesendet
wird und reflektierte Energie aufgefangen wird, ist das System ein nicht zusammenarbeitendes System und es macht daher
auch kein identisches System in dem voraus fahrenden Fahrzeug erforderlich.
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Das System arbeitet in Verbindung mit einem automatischen Geschwindigkeitssteuersystem
und besitzt die Fähigkeit, die Steuerfunktion des Geschwindigkeitssteuersystems zu übernehmen,
so dass ein Fahrer sein Fahrzeug auf eine vorher bestimmte gewünschte Geschwindigkeit einstellen kann und automatisch diese
Geschwindigkeit beibehalten kann. Wenn sich das Fahrzeug dann einem langsamer fahrenden Fahrzeug nähert, so vermindert das
sich anpassende Geschwindigkeitssteuersystem automatisch die Geschwindigkeit des sich nähernden Fahrzeugs, so dass es die
Geschwindigkeit des voran fahrenden Fahrzeugs annimmt. Das gesteuerte Fahrzeug wird dann auf dieser Geschwindigkeit automatisch
weiterfahren und wird auch beschleunigen und verzögern und zwar in Einklang mit der Beschleunigung und Verzögerung
des voran fahrenden Fahrzeuges. Wenn es jedoch gewünscht wird, so kann der Fahrer das sich anpassende Geschwindigkeitssteuersystem
bzw. dessen Steuerung übernehmen und an dem voraus fah^
renden Fahrzeug nach seinem Wunsch vorbeifahren.
Da das System auf -Gegenstände anspricht, die vor dem Fahrzeug
erscheinen, muss die Energiestrahlbreite schmal sein, um ein Ansprechen auf nahegelegene Fahrbahngegenstände und auf feste,
am J'.trassenrand befindliche Gegenstände zu vermeiden. Wenn die
iinergiequelle von einem Mikrowellenradarsystem gebildet wird,
kann dies mit Hilfe einer Richtstrahlantenne erreicht werden. i.:)s gibt jedoch auch bei einer Richtstrahlantenne einige Fälle,
beispielsweise bei Kurvenfahrten, bei denen der ausgesendete Strahl auf einen festen, am Strassenrand befindlichen Gegenstand
gerichtet wird, wie beispielsweise ein Verkehrsschild oder einen otrassenlampenpfosten. Das System muss daher auch
die Fähigkeit besitzen, feste Gegenstände abzuweisen, um ein plötzliches Abbremsen aufgrund von Fehlersignalen, die durch
Keflektionen an solchen Gegenständen bewirkt werden, zu vermeiden.
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Das sich anpassende Geschwindigkeitssteuersystem sollte auch unempfindlich gegenüber Signalen sein, die von Gegenständen
in einer grösseren Entfernung vor dem Fahrzeug herrühren. Dies kann durch Vorsehen einer Schwelle für das Empfängersystem
bewerkstelligt werden, so dass angepeilte Gegenstände, die unterhalb eines Schwellenwertes liegen, den Empfängerkreis
nicht betätigen. Das System nach der Erfindung kann ein raffiniertes Entfernungs-Beshränkungssystem enthalten, welches im
folgenden noch näher beschrieben werden soll.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen
unter Hinweis auf die Zeichnung. Es zeigt:
Fig. i ein schematisches Blockschaltbild eines sich anpassenden Geschwindigkeitssteuersystems
;
Fig. 2 ein Funktions-Blockschaltbild des sich anpassenden Geschwindigkeitssteuersystems;
Fig. 3 ein Blockschaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines Systems zum Erzeugen
des Gassteuersignals;
Fig. 4 ein Blockschaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des Systems zum Erzeugen
des Bremssteuersignals; und
Fig. 5 eine graphische Darstellung des Ansprechverhaltens eines nicht linearen Verstärkers,
der in dem System verwendet wird.
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Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild des sich anpassenden
Geschwindigkeitssteuersystems. Das Geschwindigkeitssteuersystem, welches allgemein mit 10 bezeichnet ist, ist in
zwei Teile 11 und 12 aufgeteilt. Der mit 11 bezeichnete Abschnitt
kennzeichnet das automatische Geschwindigkeitssteuersystem des herkömmlichen Typs, wie er an früherer Stelle erklärt
wurde, und welches in verschiedenen Ausführungen erhältlich ist. Der mit 12 bezeichnete Abschnitt zeigt die dem automatischen
Geschwindigkeitssteuersystem hinzugefügte Schaltung, um dieses System in ein sich anpassendes Geschwindigkeitssteuersystem
zu verwandeln.
Das sich anpassende Geschwindigkeitssteuersystem nach der Erfindung
kann am besten verstanden werden, indem man zunächst das automatische Geschwindigkeitssteuersystem 11 und dann die
anderen Abschnitte des Systems nach der Erfindung, die Stand der Technik sind, erklärt.
Das automatische Geschwindigkeitssteuersystem 11 dient dazu, die vorwärts gerichtete Geschwindigkeit des Fahrzeugs 16 auf
irgendeinem ausgewählten Wert zu halten. Dies wird durch Einstellen einer Bezugsspannung Vp erreicht, die kennzeichnend
für die gewünschte Geschwindigkeit ist und die eine Eingangsleitung
19 einer Signalvergleichsstufe 13 zugeführt wird. Die tatsächliche vorhandene Geschwindigkeit Vp1 des Fahrzeugs 16
wird von einem Tachometer 17 eines bekannten Typs angezeigt, so dass eine gemessene Geschwindigkeit V2 die Ausgangsgrösse
des Tachometers ist.
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Ein Abtaster, der an das Tachometerkabel gekoppelt sein kann, erzeugt eine zur gemessenen Geschwindigkeit Vp proportionale
Spannung. Diese Spannung wird zur Spannungsvergleichsstufe 13 zurückgeführt. Die Vergleichsstufe 13 erzeugt eine Spannung,
die zur Differenz zwischen den zwei Eingangsspannungen proportional
ist und demzufolge erzeugt sie ein Fehlersignal, wenn die gemessene Geschwindigkeit Vp von der gewünschten Geschwindigkeit
Vp abweicht. Die Fehlerspannungsausgangsgrosse aus
der Vergleichsstufe 13 erscheint auf einer Ausgangsleitung 21 und gelangt als Eingangsgrösse zum Beschleunigungssteuerpedal
14, so dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs in Abhängigkeit von der Polarität des Fehlersignals erhöht oder vermindert
wird. Es wird demzufolge bei Änderungen der Geschwindigkeit des Fahrzeugs aufgrund von Strassensteigungen oder Wind das
Fahrzeug automatisch durch das System auf der gewählten Geschwindigkeit gehalten.
Das Abtastersystem 22 der Fig. 1 wird dazu verwendet, die Entfernung
und Entfernungsänderung zwischen zwei Fahrzeugen zu bestimmen. Dieses System kann optisch oder auf Ilikrowellenbasis
arbeiten, es muss jedoch die Fähigkeit besitzen, Energie auszusenden und zu empfangen, die in üblicher Weise erzeugt und
erfasst wird.
Da sowohl die Entfernung als auch die Entfernungsänderung erforderlich
ist, so stellt ein Doppler-Radarsystem eine herkömmliche Einrichtung zum Vorsehen der erforderlichen Information
dar. Ein System, welches vollständig die Anforderungen in Bezug auf ein sich anpassendes Geschwindigkeitssteuersystem erfüllt,
ist in der Patentanmeldung P 21 26 470.0 beschrieben.
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Das Doppler-Radarsystem, welches in der zuvor erwähnten Patentanmeldung
beschrieben ist, ist ein sogenanntes Gunn-Dioden-Doppler-Radarsystem,
bei dem eine veränderliche Spannung der Gunn-Diode zugeführt wird, so dass zwei diskrete Frequenzen
auf einer zeit-gemeinsamen Basis (time-sharing-basis) gesendet
werden. Die vom Ortungsobjekt reflektierte Energie erzeugt somit zwei Dopplerfrequenzen, die ein zusammengesetztes Signal
formen. Die Phasenbeziehung der zwei Dopplerfrequenzen ist kennzeichnend für die Entfernung zwischen dem Radarsystem und
dem Ortungsobjekt, während die Dopplerfrequenz direkt auf die
relative Geschwindigkeit zwischen der Sendeantenne und dem Ortungsobjekt, von dem aus die empfangene Energie reflektiert
wurde, bezogen ist. Die Daten hinsichtlich Entfernung und Entfernungsänderung werden aus dem empfangenen Signal entnommen
und werden weiter verarbeitet, um die gewünschte Fahrzeugsteuerung vorzusehen.
Das sich anpassende Geschwindigkeitssteuersystem nach der Erfindung
gemäss dem Blockschaltbild nach Fig. 1 enthält den automatischen Geschwindigkeitssteuerabschnitt 11 und den sich
anpassenden Geschwindigkeitssteuerabschnitt 12. Der Abschnitt 12 enthält ein Abtastersystem 22, welches von dem zuvor beschriebenen
Typ sein kann, und eine Signal verarbeitende Schaltung 23 und eine Bremspedalbetätigungsvorrichtung 24.
Der Funktionsblock 27 wird dazu verwendet, die Geometrie des Fahrzeugsystems anzuzeigen; das heisst die wichtigen Parameter
der zwei Fahrzeuge, woraus sich dann die geforderte Entfernungs- und Entfernungsänderungsinformation ergibt, und solche,
die die erforderlichen Steuerfunktionen diktieren. Der Geometrieblock 27 empfängt die Eingangsgrösse Vp1, welche die tatsächli-
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ehe Geschwindigkeit des das Radarsystem beinhaltenden Fahrzeugs
ist. Es wird auch eine Eingangsgrösse von dem Funktionsblock 26 für das voran fahrende Fahrzeug empfangen, so dass die tatsächliche
Geschwindigkeit V1 ! des voran fahrenden Fahrzeugs
als Eingangsgrösse in das System gelangt. Aufgrund der Betriebsweise des Abtastersystems 22 werden die Informationen
Vp1 und V1 1 so verarbeitet, dass man die Entfernung R und die
Entfernungsänderung R in dem Abtastersystem erzeugen kann.
Da das Abtastersystem auch von Umweltgeräuschen und anderen Fehlergrössen beeinflusst werden kann, stellt der Funktionsblock 28 auch diese Eingangsgrössen dar. Das Abtastersystem
22 erzeugt dann ein Entfernungssignal R und ein Entfernungsänderungssignal
R, die als Eingang der Signalverarbeitungsstufe 23 eingespeist werden. Die Signalverarbeitungsstufe
empfängt ebenso die gemessene Geschwindigkeit Vp des Fahrzeugs
von dem Geschwindigkeitsmesser-Kabelabtaster.
Wenn die Entfernungs- und Btfernungsänderungsinformation so
beschaffen ist, dass das hinterher fahrende Fahrzeug hinter dem voran fahrenden Fahrzeug abfällt, oder sich diesem mit
einer Geschwindigkeit nähert, die durch Verminderung der Fahrzeugbeschleunigungsablenkung
vermindert werden kann, wird eine Gasfehlerfunktion E erzeugt und der Vergleicherschaltung 13
eingespeist. Das Ε-Signal in der Schaltung 13 überdeckt alle Signale, die von dem automatischen Geschwindigkeitssteuersystem
empfangen wurden und bewirkt eine Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit derart, dass das hintere Fahrzeug 16 einen optimalen
Sicherheitsabstand hinter dem vorderen Fahrzeug einnimmt.
Wenn die Entfernungs- und Entfernungsänderungsinformation ergeben,
dass das hintere Fahrzeug sich dem vorderen Fahrzeug nähert und sich innerhalb eines Entfernungsbereiches befindet,
der kleiner als der optimale Abstandsbereich oder optimale Abstand ist, so dass ein Bremsen erforderlich wird, so wird
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eine Bremsfunktion E, erzeugt und der Bremspedalbetätigungseinrichtung
24 zugeführt. Diese Eingangsgrösse hat eine Verlangsamung des hinteren Fahrzeugs zur Folge, so dass dieses
Fahrzeug den optimalen Sicherheitsabstand einnimmt und der Geschwindigkeit des vorderen oder voraus fahrenden Fahrzeugs
folgt.
Fig. 2 zeigt ein funktionelles Blockschaltbild des sich anpassenden
Geschv/indigkeitssteuersystems nach der Erfindung. Der B- und K-Signalgenerator 23 ist äquivalent mit der signal verarbeitenden
Schaltung 23 gemäss Fig.1. Der Signalgenerator 23 empfängt eine Entfernungseingangsgrösse R, eine Entfernungsänderungseingangsgrösse
R, ein Annäherungs/Abstandsvergrösserungssignal und ein das Vorhandensein eines OrtungsObjektes
kennzeichnendes Signal, aus dem Abtastersystem 22 der Fig.1.
Die Entfernung R- und Entfernungsänderungs R - und Annäherungs/ Abstandsvergrösserungssignale werden aus der Doppler-Information
erzeugt, die in dem empfangenen Signal vorhanden ist. Das Annäherungs/Abstandvergrösserungssignal ist ein Signal, welches
für die Annäherungs- oder Abstandsvergrösserungsbeziehung der zwei Fahrzeuge kennzeichnend ist. Das das Vorhandensein des
Ortungsobjektes kennzeichnende Signal wird dazu verwendet, das System darüber in Kenntnis zu setzen, dass ein Ortungsobjekt
innerhalb des Betriebsbereiches des Systems vorhanden ist, und es ist somit kennzeichnend dafür, dass ein Doppler-Signal
empfangen wurde und es dient dazu, das System zu aktivieren und es in die Betriebsphase entsprechend eineijautomatischen
Geschwindigkeitssteuerung zu bringen.
Wie dies gut bekannt ist, so hängt der Betrieb eines Doppier-Radarsystems
von dem Vorhandensein einer relativen Geschwindigkeit zwischen zwei Gegenständen ab. Das sich anpassende Geschwindigkeitssteuersystem,
wie es hier beschrieben ist, gestat-
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tet gleichzeitig das Beibehalten eines konstanten optimalen Abstandes zwischen zwei Fahrzeugen bzw. es wird auch die Geschwindigkeit
des hinteren Fahrzeugs auf der Geschwindigkeit des vorderen Fahrzeugs gehalten. Wenn demzufolge das System
das hintere Fahrzeug bis zu einem Punkt gesteuert hat, so dass es mit derselben Geschwindigkeit wie das vordere Fahrzeug fährt,
so ist kein Doppler-Signal vorhanden. Beim Fehlen eines Doppler-Signals
wird dann das Fahrzeug entweder durch das zuvor beschriebene herkömmliche Geschwindigkeitssteuersystem gesteuert,
oder durch Parameter entsprechend der Umgebung, wie beispielsweise Hügel, Gefalle, Wind usw., die gewöhnlich die
Geschwindigkeit eines Fahrzeugs beeinflusen.
Demzufolge würde das Fahrzeug dann entweder beschleunigt oder verzögert werden und zwar hinsichtlich dem voraus fahrenden
Fahrzeug, so dass dadurch das Entstehen eines Doppler-Signals in dem sich anpassenden Geschwindigkeitssteuersystem bewirkt
wird. Dies ist ein unerwünschter Betrieb, da dabei das Fahrzeug immer um die optimale Geschwindigkeit und den sich ergebenden
Abstand schwanken würde, was eine unbequeme Fahrweise darstellen würde.
Dies wird nun durch Vorsehen einer Speicherschaltung in dem sich anpassenden Geschwindigkeitssteuersystem vermieden. Wenn
ein Signal entsprechend einem Fehlen eines Ortungsobjektes
erzeugt wird und zwar entsprechend dem Fehlen eines Doppler-Signals, so wird das Gedächtnis oder Speicher aktiviert, um
das bestehende Signal für eine ausgewählte Zeitdauer zu speichern. Nach dem Verstreichen dieser Zeit wird ein sehr kleines
Beschleunigungssignal erzeugt, damit das Fahrzeug leicht beschleunigt. Hierdurch wird ein Doppler-Signal erzeugt und es
wird ebenso das sich anpassende Geschwindigkeitssteuersystem erneut aktiviert. Die aus diesem Vorgang resultierende Be-
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schleunigung ist sehr leicht und kann von den Insassen des
Fahrzeugs nicht wahrgenommen werden.
Unter Bezug auf Fig. 2 sei hervorgehoben, dass dem Signalgenerator
23 eine sogenannte Entfernungs-Begrenzungseingangsgrösse
eingegeben wird. Das Entfernungs-Begrenzungssignal wird dazu verwendet, die Empfindlichkeit des Systems innerhalb der maximalen
gewünschten Entfernung wie beispielsweise 250 oder 300 Fuss zu halten. Eine maximale Entfernungs-Empfindlichkeit ist
wünschenswert, um das System daran zu hindern, in Funktion zu treten, wenn entfernt gelegene Gegenstände zuerst in den Erfassungsbereich
oder Strahlbereich des Radarsystems gelangen.
Das Vorsehen einer sog.Entfernungs-Begrenzung ist günstig, da
die inhärente Systemansprechempfindlichkeit für eine Entfernung sbe grenzung verwendet werden kann.
Das das Vorhandensein eines Ortungsobjektes kennzeichnende Signal wird einer Wiedereinschalt-Schaltung 31 zugeführt, deren
Ausgangsgrösse die Geschwindigkeitseinstellschaltung 32 betätigt,
so dass der automatische Geschwindigkeitssteuerbetrieb des Systems 11 der Fig. 1 überfahren werden kann, wenn1 erforderlich.
Die Wiedereinschaltschaltung 31 dient ebenso dazu, das Fahrzeug leicht zu beschleunigen und zwar unter einer
Null-Doppler-Bedingung, wie sie zuvor dargelegt wurde. Die
Geschwindigkeitseinstellschaltung 32 betätigt die elektronische Geschwindigkeitssteuereinheit 33 und betätigt das System.
Die Geschwindigkeitssteuereinheit 33 empfängt Fahrer-Steuersignale
wie Ein-Aus, Beschleunigen, Verzögern und Speichersignale. Der Fahrer diktiert somit den Betrieb des Systems nach
seinen Wünschen. Darüber hinaus empfängt die Schaltung FahrerÜbernahme
signale wie vom Gaspedal und der Bremse, so dass der Fahrer automatisch die Führung des Systems übernehmen kann,
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ohne dass dabei die Forderung besteht, dass der Fahrer zusätzlich tätig sein muss bzw. über dasjenige Ausmass hinaus tätig
sein muss, was ohnehin gewöhnlich beispielsweise beim Beschleunigen oder beim Bremsen des Fahrzeugs durch Betätigung des
entsprechenden Pedals gegeben ist.
Das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V~ wird zu dem S- und & Signalgenerator
zurückgeführt, so dass die grosse E- und E, Signale in Einklang mit den Entfernungs- und Entfernungsänderungsberechnungen
erzeugt werden können. Das Ε-Signal wird der Geschwindigkeitseinstellschaltung 32 zugeführt, die die
Gasbetätigungsvorrichtung 34 über die Geschwindigkeitssteuereinrichtung
33 betätigt. Dieses Signal betätigt dann das Gas und bewirkt eine Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit. Es sei
hervorgehoben, dass die durch die Gasbetätigungsvorrichtung hervorgerufene Änderung in der Fahrzeuggeschwindigkeit entweder
die Geschwindigkeit des Fahrzeugs vergrössern oder verkleinern kann. In denjenigen Fällen, bei denen eine Verminderung
der Geschwindigkeit erforderlich ist, jedoch die Verminderung nicht so drastisch ist, dass eine Bremsung erforderlich
ist, wird das Gaspedal des Automobils lediglich über die normalerweise bestehende Lage angehoben, so dass die Geschwindigkeit
des Fahrzeugs abnimmt. In denjenigen Fällen, bei denen eine Zunahme in der Geschwindigkeit erforderlich ist, wird
das Gaspedal in entgegengesetzter 'Richtung betätigt, so dass also der Wagen schneller wird.
Wenn die informative Eingangsgrösse zum E- und R-Generator 23
vorgibt, dass ein Bremsvorgang erforderlich ist, so wird ein Ε,-Signal erzeugt. Dieses Signal wird geglättet und wird in
der Schaltung 36 verstärkt und dient dann dazu, die Brems-Betätigungsvorrichtung
37 zu betätigen, welche den Bremsvorgang oder Bremsfunktion ausführt. Das Fahrzeug erfährt dann
eine Bremswirkung proportional zum Wert des E^-Signals, so dass
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das Fahrzeug um einen ausreichend grossen Betrag verlangsamt
wird, damit sich der optimale Abstand einstellt.
Ein Geschwindigkeitsabtaster 39, der an den Tachometer des Fahrzeugs gekoppelt ist, erzeugt ein Signal, welches zur Geschwindigkeit
des gesteuerten Fahrzeugs proportional ist. Dieses Signal wird als Eingangsgrösse der Geschwindigkeitssteuereinheit 33 eingespeist und wird dazu verwendet, die Vp-Spannung
zu erzeugen, die für die Geschwindigkeit des Fahrzeugs kennzeichnend ist.
Eine Steuerungsanzeigetafel oder Pult 38 empfängt die Eingangs-
^rössen von dem E- und E,-Generator, als auch prozentuale
Brems- und prozentuale Gas-Signale jeweils von der Bremsbetätigungsvorrichtung 37 und der Gasbetätigungsvorrichtung 34.
Das Steuerpult 3^> kann demnach eine sichtbare Anzeige liefern,
so dass der Fahrer sich über die Betriebsweise des Systems vergewissern kann. Es kann beispielsweise ein Beschleunigungssignal durch ein grünes Licht angezeigt werden, ein Verzögerungssignal
durch ein rotes Licht und ein normaler Zustand bzw. normales Zustandssignal durch ein gelbes Licht. Die prozentualen
Brems- und prozentualen Gas-Signale können dazu verwendet werden, die Intensität von den jeweiligen roten und
grünen Lichtern zu verändern, so dass dadurch das Ausmass einer Bremsung oder einer Beschleunigung, wie es gerade auftritt,
angezeigt werden kann. Darüber hinaus kann das Steuer- und Anzeigepult 38 einen EIN- und AUS-Schalter enthalten,
ebenso Beschleunigungs-, Verzögerungs-, Speicher- und andere Steuergrössen, die als Eingangsgrössen für das System erforderlich
sind.
Das System nach der Erfindung bringt nun verschiedene einschneidende
Vorteile mit sich, obwohl diese nicht direkt aus der Beschreibung der Fig. 2 hervorgehen. Beim Betrieb unter der Steu-
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erung des Geschwindigkeitssteuersystems wählt der Fahrer die
Geschwindigkeit des Fahrzeugs aus. Das sich anpassende Geschwindigkeitssteuersystem
kann das Fahrzeug nicht über diese Geschwindigkeit hinaus beschleunigen. Auch übernimmt das sich
anpassende Geschwindigkeitssteuersystem in einigen Fällen die Steuerung durch das automatische Geschwindigkeitssteuersysten.
Die gespeicherte und vom Fahrer eingestellte Geschwindigkeit wird dabei jedoch nicht gestört, so dass die automatische
Steuerung erneut bei der gespeicherten Geschwindigkeit einsetzt, wenn die sich anpassende Steuerung ihre Funktion beendet.
Die einzelnen Vorgänge und Merkmale sind im folgenden näher erläutert:
Wie bereits erwähnt wurde, weist das System nach der Erfindung zwei Betriebsphasen auf. Das gesteuerte Fahrzeug kann
entweder auf einen Sicherheitsabstand hinter einem vorausfahrenden Fahrzeug gebracht werden, oder es wird auf einer gewählten
Geschwindigkeit gehalten, wenn kein vorausfahre;ndes
Fahrzeug vorhanden ist. Der stetige Sicherheitsabstand wird durch die Geschwindigkeit des voraus fahrenden Fahrzeugs
geregelt. Wenn der Abstand zum voraus fahrenden Fahrzeug von dem gewünschten Abstand abweicht, oder wenn die zwei Fahrzeuge
nicht die gleiche Geschwindigkeit aufweisen, so werden geeignete Befehlssignale automatisch zum Gaspedal oder zum Bremsen
gesendet, so dass das nachfolgende Fahrzeug die Geschwindigkeit des voraus fahrenden Fahrzeugs einnimmt und den optimalen
Abstand aufrecht erhält.
Die Gas- und Bremsbefehle werden durch Fehlersignale dargestellt, die dazu verwendet werden, die richtige Fahrzeugsteuerung
beizubehalten und sie basieren auf einem Steuergesetz unter Verwendung zweier Fehlerfunktionen E und E, . Ξ stellt
die Beschleunigungsfehlerfunktion dar, die zum Steuern des Fahrzeugs unter Verwendung des Beschleunigungspedals verwendet
wird, und E, ist eine Bremsfehlerfunktion, die zum Verzö-
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gern des Fahrzeugs unter Verwendung der Bremsen verwendet wird.
Um die Fehlerfunktionen richtig einzusetzen, ist es erforderlich, die Veränderlichen der Systemgeometrie in zwei verwendbaren
Gleichungen auszudrücken, die Jeweils die E- und E.Funktion
definieren.
Dies wurde durch die Verwendung zahlreicher Hybridrechner-Nachbildungen
erreicht, in denen die verschiedenen Variablen des Systems geändert wurden und die optimalen Koeffizienten
für die verschiedenen Parameter definiert wurden.
Demzufolge sind die Gas- und Bremsbefehlsgrössen E und E,
Jeweils auf einer wie folgt definierten Steuerung aufgebaut:
= R - R0 + 11/3 R
rr
wenn
x 100%/V2
<30 m.p.h.
(2)
30 m.p.h. (3)
Hierin bedeutet:
E = Beschleunigungsfehlerfunktion E, = Bremsfehlerfunktion
R = Entfernung des vorderen Fahrzeugs in Fuss R = Entfernungsänderung zwischen den zwei Fahrzeugen
(positiv, wenn die Entfernung zunimmt, und negativ,
wenn sie abnimmt)
R = gewünschte Entfernung
Vp = gesteuerte Fahrzeuggeschwindigkeit
R = gewünschte Entfernung
Vp = gesteuerte Fahrzeuggeschwindigkeit
209820/0650
Die gewünschte Entfernung R definiert den folgenden Abstand
für eine bestimmte Geschwindigkeit und ist demzufolge definiert als:
R0 = 55 + V2 (4)
Durch Substitution des R -Wertes in Gleichung (1) durch die Gleichung (4) ergibt sich:
E = R - (55 + V2) + 11/3R (5)
Das System nach der Erfindung ist so ausgelegt, dass es den richtigen Gas- und Bremsbetrieb auf der Grundlage der E- und
E,-Signale jeweils vorsieht. Die Verwirklichung der Gasbefehlsgrösse
ist unter Hinweis auf Fig. 3 beschrieben und die Verwirklichung der Brems-Befehlsgrösse ist unter Hinweis auf
Fig. 4 beschrieben. Die E- und E. -Befehlsfunktionen werden lediglich durch die Fähigkeit der Fahrzeugmaschine und der
Bremskapazitäten begrenzt.
Ein Blockschaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des Systems zur Verwirklichung der Gas-Befehlsfunktion E ist
in Fig. 3 gezeigt. Das System enthält einen Summierverstärker 41 und empfängt vier Eingangsgrössen, die individuell
kennzeichnend für die Entfernung R, die Entfernungsänderung R, die Fahrzeuggeschwindigkeit V2 und einem 55 Fuss-Abstand
sind. Die zuvor angegebene Gleichung (1) zeigt, dass diese vier Parameter diejenigen sind, die die Beschleunigungsfehlerfunktion
E definieren. Demnach stellt die Ausgangsgrösse des Summierverstärkers 41 die Beschleunigungs-Fehlerfunktion E
dar. Die Ausgangsgrösse des Summierverstärkers 41 dient als Eingangsgrösse für die Speicherschaltung 42.
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Der Speicher 42 besteht aus einer gut bekannten Schaltung, beispielsweise aus einer Ladekapazität, und wird dazu verwendet,
Geräuschgrössen davon abzuhalten, den Wert von E zu
stören, wenn das Doppler-Signal null ist, was eintritt, wenn die zwei Fahrzeuge eine relative Geschwindigkeit von null
haben.
Die Information entsprechend der Entfernungs-Eingangsgrösse
wird von dem Abtastersystem abgeleitet und einer Speicherschaltung 43 eingespeist. Die Ausgangsgrösse der Speicherschaltung
43 dient als ßingangsgrüsse entsprechend der Entfernung u zum Summierverstärker 41.
Der Speicher 43 empfängt eine Eingangsgrösse vom Taktgeber
über eine Wiedereinschalt-Schaltung 46 und ebenso eine direkte "ingangsgrösse vom Taktgeber 44. Der Taktgeber 44 empfängt ebenso
eine Eingangsgrösse entsprechend dem Fehlen eines Ortungsobjektes vom Abtastersystem.
Der Speicher 43, Taktgeber 44 und die Wiedereinschalt-Schaltung 46 arbeiten in einer Weise zusammen, bei der dem sich anpassenden
Geschwindigkeitssteuersystem die Möglichkeit gegeben
wird, die Steuerung des Fahrzeugs beizubehalten, selbst wenn die Dogier-Frequenz null ist. Dies ist der Fall, wenn keine
relative Geschwindigkeit zwischen den Förderern und dem hinterhur fahrenden Fahrzeug vorhanden ist. Wenn zwischen den
zwei Fahrzeugen eine relative Geschwindigkeit vorhanden ist, so besteht auch eine Doppler-Frequenz und eine Eingangsgrösse
entsprechend der Entfernung steht am Speicher 43 an. Bei diesem Zustand dient das Entfernungssignal R als Eingangsgrösse
für die Summierschaltung 41. Wenn die Doppler-Frequenz auf null fällt, so empfängt der Taktgeber 44 eine Eingangsgrösse
entsprechend dem Fehlen eines OrtungsObjektes, so dass der
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ßAD ORfGfNAt
Taktgeber den Speicher 43 auf Speicherbetrieb schaltet, so dass die letzte Entfernungseingangsgrösse festgehalten wird.
Die Entfernungsausgangsgrösse R aus dem Speicher 43 bleibt
daher für eine vorgewählte Zeitdauer, die durch den Taktgeber 44 bestimmt ist, konstant.-Nach Verstreichen dieser Zeitdauer
betätigt der Taktgeber 44 die Wiedereinschalt-Schaltung 46. Die Ausgangsgrösse aus der Yfiedereinschalt-Schaltung 46
betätigt den Speicher 43» so dass eine sehr kleine Spannung zu der gespeicherten Spannung hinzugefügt wird, welche die
festgehaltene Entfernungs-Eingangsgrösse darstellt. Hierdurch
ergibt sich eine geringe Abstandsvergrösserung und ebenso, dass das Fahrzeug leicht beschleunigt, wobei sich eine Doppler-Frequenz
einstellt. Es steht dann eine Eingangsgrösse für den Speicher 43 zur Verfügung und das Fahrzeug befindet sich
unter der Steuerung des sich anpassenden Geschwindigkeitssteuersystems. Die Spannungseingangsgrösse zum Speicher 43
aus der Wiedereinsehalt-Schaltung 46 ist sehr klein, so dass
eine sehr leichte Beschleunigung des Fahrzeugs verwirklicht wird. Aus diesem Grund nehmen die Insassen des Fahrzeugs die
Beschleunigung nicht wahr und eine Änderung in der Geschwindigkeit des Fahrzeugs kann nicht festgestellt werden. Daher
wird auch die weiche, bequeme Fahrweise des Fahrzeugs durch diesen Betrieb des Systems nicht gestört.
Die Ausgangsgrösse aus dem Taktgeber 44 betätigt eine zweite
Wiedereinschalt-Schaltung 47, deren Ausgangsgrösse den Speicher 42 aktiviert. Der Taktgeber/*4 aktiviert auch direkt den
Speicher 42. Diese zwei Eingangsgrössen in den Speicher 42 dienen dazu, eine E-Ausgangsgrösse aus dem Speicher 42 beizubehalten,
und zwar in denjenigen Fällen, bei denen eine Doppler -Frequenz null ist. Sie dienen ebenso dazu, Geräuschgrössen
a.n Λ einer Beeinflussung des 3-Wertes während diesen Ereignissen
zu hindern. Der Betrieb des Speichers 42 ist sehr ähnlich demjenigen des Speichers 43; d.h. die anfängliche
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größe aus dem Taktgeber betätigt die Schaltung, so
dass der zu dieser Zeit bestehende Ε-Wert gespeichert wird. Dieser Zustand bleibt erhalten, bis die Taktperiode verstrichen
ist, zu welchem Zeitpunkt die Wiedereinschalt-Schaltung betätigt wird, um die Eingangsgrösse zum Speicher 42 zu ändern.
Die Änderung in der Eingangsgrösse zum Speicher 42 bewirkt eine leichte Änderung in der E-Steuerfunktion, woraus sich
eine sehr !sichte Zunahme in der Geschwindigkeit des Fahrzeugs
ergibt, die zuvor dargelegt wurde.
Die Entfernungsänderungsinformation aus dem Systemabtaster
wird der Polaritätsschaltung 48 zugeführt. Die Entfernungsänderungsinformation
hängt von den relativen Phasen zwischen zwei Doppler-Frequenzen ab. Obwohl die Entfernungsänderungs-Inforv:iation
kennzeichnend für eine voreilende oder nacheilende Phasenbeziehung der zwei Doppler-Signale ist, bleibt die Polarität
des Signals die gleiche, ungeachtet der Phasenbeziehung. Die Polaritätsschaltung 4b empfängt demzufolge auch als Eingangsgrüsse
das Annäherungs/Abstandsvergrösserungssignal. V/enn
d:i e Annähe rungs/ Ab s t andsvergr ö s s erungse ingangsgrö s s e kennzeichnend
für die Häherun^'s-Beziehung der zwei Fahrzeuge ist,
dann ist die Entfernungsänderungsausgangsgrösse R der Plaritätsschaltung
4t-: positiv. Wenn ein Entfernungsvergrösserungssignal
angezeigt wird, so wechselt die Entfernungsvergrosserungseingangsgrösse
der Polaritätsschaltung 48 das Vorzeichen der Entfernungsänderungsiformation, so dass die Entfernungsänderungsausgangsgrösse
u negativ ist.
Unter Hinweis auf Gleichung (5) sei hervorgehoben, dass die Gleichung eine Konstante 55 enthält, die als minimaler Abstand
verwendet wird, auf dem der Fahrzeugabstand gehalten wird. Diese Hingangsgrösse wird durch die 55 Fuss-Begrenzungsschaltung
49 vorgesehen. Da der Parameter in Gleichung (5) einen negativen Wert hat, wird er in einem Inverter 51 invertiert,
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Bad
so dass eine negative Spannung zum Eingang der .'Summierschaltung
41 gelangt. Es sei hervorgehoben, dass diese Kingangsgrössc
nur eine Spannung eines richtigen Viertes und offensichtlich eine negative Spannung sein kann, wobei die Notwendigkeit
für einen Inverter 51 eliminiert wird.
Der Summierverstärker 41 empfängt ebenso eine Information, die kennzeichnend für die Fahrzeuggeschwindigkeit V2 ist und zv/ar
von der Schaltung 52 für die Fahrzeuggeschwindigkeitseingangsgrösse.
Diese Eingangsgrösse wird dem Summierverstärker 41 über eine Multiplizierschaltung 53 zugeführt. Die Multiplizierschaltung
53 multipliziert die Fahrzeuggeschwindigkeits-Eingangsgrösse
mit einem - 15/22 Faktor, um die Polarität zu konvertieren und um ebenso Meilen pro Stunde in Fuss pro Sekunde
zu konvertieren.
Der Summierverstärker 41 empfängt also Eingangsgrössen, die kennzeichnend für die Entfernung, die Entfernungsänderung, die
Fahrzeuggeschwindigkeit und den 55 Fuss-Abstand sind. Durch die geeignete und richtige Kombination dieser Eingangsgrössen kann
die S-Beschleunigungsfunktion, wie sie in den Gleichungen (1)
und (5) definiert ist, als eine Ausgangsgrösse aus dem Summierverstärker 41 realisiert werden. Es sei hervorgehoben, dass
irgendeine Eingangsgrösse zur Summierschaltung 41 durch die Maßstabsfaktor-Schaltungen gelangen kann, bevor sie als Eingangsgrösse
zur Summierschaltung 41 gelangt, so dass alle Eingangsgrössen
die richtigen Einheiten aufweisen und sich somit die Möglichkeit für eine direkte algebraische Addition ergibt.
Die vom Speicher 42 empfangene E—Funktionsausgangsgrösse wird
einem Spannung-zu-Strom-Konverter 54 über eine Inverterstufe 45 eingespeist. Der Konverter 54 konvertiert das Spannungssignal,
welches kennzeichnend für die E-Ausgangsgrösse ist, in ein Stromsignal. Der Strom gelangt in eine Speicherschaltung 56,
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die aus einer Kapazität bestehen kann, die durch den Strom geladen wird. Je grosser der Wert von E ist, desto grosser
wird demzufolge die Stromausgangsgrosse aus dem Konverter sein und desto schneller wird die Speicherschaltung 56 den
Strom empfangen. Die Ausgangsgrösse aus der Speicherschaltung 56 wird einem SummierverstMrker 57 zugeführt« Die Ausgangsgrösse
einer Klemmschaltung 58 wird jedoch der Speicherschaltung 56 zugeführt. Diese Eingangsgrösse zur Schaltung 56 wird
dazu verwendet, die Ausgangsgrösse daran zu hindern, unter null abzufallen. Demzufolge wird eine positive Spannung A V
immer dem Summierverstärker 57 von der Speicherschaltung 56 zugeführt. Der Summierverstärker 57 empfängt auch eine Eingangsgrösse,
die kennzeichnend für die Fahrzeuggeschwindigkeit Vp ist. Die diese Summe aus diesen zwei Geschwindigkeiten
kennzeichnende Spannung wird einem Inverter 59 zugeführt, dessen Ausgangsgrösse als Eingangsgrösse einem weiteren Summierverstärker
61 zugeführt wird.
Der Summierverstärker 61 empfängt eine zweite Eingangsgrösse
von der Speicherschaltung 62, die durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V2 und ein Geschwindigkeitseinstellsignal aktiviert
wird. Das Geschwindigkeitseinstellsignal ist das von dem Fahrer des Fahrzeugs hervorgerufene Signal, wenn er die automatische
Geschwindigkeitssteuerung auf einen gewünschten Wert einstellt.
Der Speicher 62 kann von einer Kapazität gebildet sein, die durch die Spannung, die die Geschwindigkeit V„ widergibt, geladen
werden. Wenn der Fahrer wünscht, die Geschwindigkeit, mit der er fahren will, auf einen gewünschten Wert einzustellen,
so schliesst er einen Schalter, der die Gfeschwindigkeitseinstelleingangsgrösse
zum Speicher 62 leitet und die Kapazität sich auf die bestehende Spannungsgrösse aufladen kann, so dass
dadurch diese Geschwindigkeit gespeichert wird.
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ORIGINAL INSPECT SD
Der Suimnierverstärker 61 besteht aus einer Differenzschaltung
dahingehend, dass sie eine Ausgangsgrösse erzeugt, die kennzeichnend für die Differenz zwischen ihren zwei Eingangsgrössen
ist. Wenn die Eingangsgrösse von der Summierschaltung 47 von der gespeicherten Geschwindigkeit abweicht, so gelangt die
Fehlerspannung, die am Ausgangsanschluss 62' vorhanden ist, zur Gasbetätigungsvorrichtung 63, die dann :ln Abhängigkeit von
der Polarität des Ausgangssignals aus der Summierschaltung 61 bewegt wird, so dass das Fahrzeug beschleunigt oder verzögert
wird. Die Ausgangsgrösse aus der Gasbetätigungsvorrichtuiig 63
wird zur Summierschaltung 61 zurückgeführt, so dass die Änderung in der Geschwindigkeit des Fahrzeugs sanft und für die
Insassen des Fahrzeugs nicht unangenehm empfunden wird.
Das Vorhandensein der Summierschaltung 57 und der dieser nachfolgenden
Schaltung in dem System ergeben zwei einheitliche und wichtige Eigenschaften des Systems. Erstens kann das Fahrzeug
nicht auf eine Geschwindigkeit beschleunigt werden, die oberhalb der vom Fahrer ausgewählten liegt. Zweitens beeinflussen
Änderungen in der Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die durch das sich anpassende Geschwindigkeitssteuersystem diktiert
werden, nicht die von dem Fahrer in dem Speicher 62 eingestellte Geschwindigkeit. Diese Betriebseigenschaften werden aufgrund
der Summierschaltungen 57 und 61 erreicht und ebenso aufgrund der Tatsache erreicht, dass die Klemmschaltung 53 die Ausgangsgrösse
aus dem Speicher 56 daran hindert, unter null abzufallen. Es sei beispielsweise angenommen, dass die eingestellte
Geschwindigkeit V„ = 70 Meilen pro Stunde ist und die Ausgangsgrösse
aus dem Speicher 56 kennzeichnend für eine /üV-Geschwindigkeit
von einer Meile pro Stunde ist. Dies kann der Fall sein, da das vordere Fahrzeug beschleunigen kann oder die
Strasse bergab führen kann. Bei dieser Bedingung ist die Ausgangsgrösse des Summierverstärkers 57 kennzeichnend für 71 Mei-
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len pro Stunde. Diese Ausgangsgrösse wird durch den Inverter
59 invertiert und zum Summierverstärker 61 geleitet. Die gespeicherte Geschwindigkeitseingangsgrösse V*, die die Ausgangsfrösse
des Speichers 62 darstellt, bleibt auf den ausgewählten 70 Keilen pro Stunde. Demzufolge ist dann die Ausgangsgrösse
des Summierverstärkers 61-1 Meile pro Stunde, wodurch die Gasbetätigungsvorrichtung 63 veranlasst wird, das
Fahrzeug zu verzögern, bis die tatsächliche Geschwindigkeit Vp = 69 Meilen pro Stunde beträgt. Dies hat dann ohne Auslöschung
der gespeicherten Geschwindigkeit Vp in der Speicherschaltung
62 stattgefunden.
Ss sei nun eine Bedingung angenommen, bei der das gesteuerte
Fahrzeug sich einem langsamer fahrenden Fahrzeug von hinten nähert, wobei die am Ausgangsanschluss der Speicherschaltung
56 vorhandene Spannung kennzeichnend für die erforderliche Abnahme in der Geschwindigkeit ist. Angenommen, die Geschwindigkeit
muss auf 69 Meilen pro Stunde vermindert werden, so beträgt die Ausgangsgrösse des Speichers 56 dann + 1 Meile pro
Stunde, die dann zum Summierverstärker 57 gelangt. Die Ausgangsgrösse aus dem Summierverstärker 57 beträgt dann 71 Meilen
pro Stunde. Die Ausgangsgrösse des Inverters 59 beträgt dann - 71 Meilen pro Stunde. Da V* 70 Meilen pro Stunde beträgt,
so beträgt die Ausgangsgrüsse aus dem Summierverstärker 71
- 1 Meile pro Stunde, wodurch eine Ablenkung der Gasbetätigungsvorrichtung 63 bewirkt wird, derart, dass das Fahrzeug verzögert
bis das Fahrzeug eine tatsächliche oder Ist-Geschwindigkeit von
69 Meilen pro Stunde aufweist.
Es sei eine Bedingung angenommen, bei der ein gesteuertes Fahrzeug aufgrund von Fahrbedingungen verlangsamt wird, wie
beispielsweise durch Wind oder eine Bergauffahrt und zwar von
70 Meilen pro Stunde auf 69 Meilen pro Stunde, so dass die Eingangsgrösse Vp zum Summierverstärker 57 gleich 69 Meilen
pro Stunde beträgt. Da keine gewünschte Geschwindigkeitsabnahme
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vorhanden ist, ist die Ausgangsgrösse des Speichers 56 £V = O,
Die Ausgangsgrösse des Inverters 59 beträgt daher - 69 Meilen pro Stunde. Da V* = 70 Meilen pro Stunde, wie durch den Fahrer
eingestellt, beträgt die Ausgangsgrösse des Summierverstärkers 61 = + 1 Meile pro Stunde. Diese Ausgangsgrösse bewirkt, dass
die Gasbetätigungsvorrichtung das Fahrzeug beschleunigt, bis Vp erneut 70 Meilen pro Stunde beträgt.
Die Ausgangsgrösse aus dem Summierverstärker 61·, die am Ausgangsanschluss
62· vorhanden ist, ist ein Geschwindigkeitsfehlersignal, welches dazu verwendet wird, die Gasstellung
einzustellen. Angenähert ist das Fehlersignal primär eine Funktion vom Geschwindigkeitsfehler.
Das Gasbefehlssignal T kann daher wie folgt ausgedrückt wer-
Tc = V - V2 (6>
Hierin ist:
Vp = Geschwindigkeit des Fahrzeugs, und
Vp*= die vom Fahrer eingestellte Geschwindigkeit.
Wenn der Fehler negativ ist, wodurch angezeigt wird, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit zu hoch liegt, so wird das Gas um
einen Betrag freigegeben bzw. zurückgestellt, der auf die Grosse des Fehlers bezogen ist.
Wenn die Bedingungen so liegen, dass das Fahrzeug bzw. dessen Geschwindigkeit um einen Geschwindigkeitsbetrag Δ V vernindert
werden muss, so kann eine gewünschte Geschv/indigkeit V* wie
folgt definiert werden: Vf = Vp* - ^V. Wenn V als die ge-
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wünschte Geschwindigkeit in der Gasbefehlsgrösse T verwendet wird, Gleichung (6), so lautet die resultierende Funktion:
Tc = V - V2 = (V2* - V) - V2;
tc = V2* - (V2 + ν) (7)
Es lässt sich&omit ersehen, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit
um einen Betrag V eingestellt werden kann, ohne den vom Speicher 62 aufgestellten Wert V2* zu verändern. Dies stellt
nun das Mittel dar, welches dazu verwendet wird, um die Gasbetätigungsschaltung 63 zu steuern, wie an früherer Stelle
erklärt wurde.
Die E-Fehlerfunktionsausgangsgrösse aus dem Speicher 42 wird
auch als Eingangsgrösse der Vergleicherschaltung 64 zugeführt. Die Vergleicherschaltung 64 empfängt ebenso eine - 10 Bezugseingangs grös se aus der Bezugsquelle 66. Die Vergleicherschaltung
64 ist so ausgeführt, dass ihre Ausgangsgrösse null ist,
wenn die Spannungseingangsgrösse, die kennzeichnend für E ist, grosser als - 10 ist. Wenn jedoch E kleiner oder weiter im negativen
Bereich als - 10 ist bzw. liegt, dann ist eine Ausgangsspannung an der Ausgangsleitung 67 der Vergleichsschaltung
64 vorhanden. Dieses Signal gelangt als Eingangsgrösse zur Gasbetätigungsvorrichtung 63 und wird dazu verwendet, die
Betätigung des Gases zu verhindern und die Gasstellung auf Nullauslenkung zurückzuführen.
Eine Überprüfung der Gleichung (1) zeigt, dass die Fehlerfunktion E nur dann negativ wird, wenn die gewünschte Entfernung
R den Gesamtbetrag von der Entfernung R und der Entfernungsänderung ft überschreitet. Bei denjenigen Fällen, bei denen die
gewünschte Entfernung R die Gesamtentfernung und Entfernungsänderungsinformation
um 10 oder weniger überschreitet, kann die
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- ze -
erforderliche Verzögerung durch Deaktivierung der Gasbetätigungsvorrichtung
63 entsprechend einem Betrag erreicht werden, der ausreichend ist, um die Beschleunigung des Fahrzeugs zu
vermindern.
In denjenigen Fällen, wenn die Gas-Fehlerfunktion E negativer als - 10 ist, kann das Fahrzeug möglicherweise ausreichend
verlangsamt werden, um einen Zusammenstoss zu vermeiden, indem das System in den Leerlaufbetrieb gebracht wird. Es ist jedoch
in bestimmten Fällen auch ein Bremsbetrieb erforderlich, um eine Kollision zu vermeiden.
Im Leerlaufbetrieb hat die Gasbetätigungsvorrichtung 63 das Gaspedal auf eine Auslenkung von null zurückgebracht. Die
Bremsfehlerfunktion E, übernimmt jedoch nicht die Steuerung des Systems, da R, wie in Gleichung (3) definiert, nicht positiv
ist. Das Fahrzeug gelangt daher in den Leerlauf bzw. auf eine Sicherheitsgeschwindigkeit. In demjenigen Fall, bei
dem der Leerlauf nicht ausreicht, das Fahrzeug so weit zu verzögern, dass eine Kollision vermieden wird, gelangt die
Bremsphase oder der Bremsbetrieb zur Anwendung. Dies ist der Fall, wenn die Parameter der Gleichung (3) E, veranlassen,
positiv zu werden.
Fig. 4 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines Systems zum Erzeugen der Ε,-Bremsbefehlsfunktion. Die Entfernung R
wird direkt einer Summierstufe 68 zugeführt, während die Entfernungsänderung ft über eine Multiplizierschaltung 69 zur Summierschaltung
68 gelangt, die mit drei multipliziert. Die Ausgangsgrösse aus der Summierschaltung 68 stellt somit einen
R + 3R-Faktor dar. Die Summe dieser Signale wird im Inverter 71 invertiert und wird dann zu einer Summierschaltung 72 geleitet.
Der R + 3R-Faktor kann ebenso aus der Gas-Steuerung in dem E-Funktionsgenerator der Fig. 3 erhalten werden.
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Die Gleichungen (2) und (3) zeigen, dass die Definitionen von Ji, einen - (R + 3R)-Faktor und eine Konstante 55 erfordern,
welche die gewünschte Entfernung ist. Die Gleichung (3) erfordert ebenso einen Faktor von 0,7 (Vp - 30). Diese Faktoren
werden durch den nicht linearen Verstärker 73 erhalten, der eine Vp-Geschwindigkeitseingangsgrösse empfängt.
Der nicht lineare Verstärker 73 weist eine Ausgangscharakteristik auf, wie sie in Fig. 5 veranschaulicht ist. Für alle
Werte von Vp, die kleiner als 30 Meilen pro Stunde sind, betragt die Ausgangsgrösse des Verstärkers eine Konstante von
55, wie durch Gleichungen (2) und (3) gefordert. Nachdem die -iingangsgrüsse zum Verstärker 73 eine Spannung überschreitet,
die kennzeichnend für 30 Meilen pro Stunde ist, nimmt die Ausgangsgrösse linear mit einer 0,7-Steigung zu, so dass die Ausganfsgrösse
in Einklang mit Gleichung (3) steht. Demzufolge sind an dem Ausgangsanschluss 74 des Summierverstärkers 72
Spannungen vorhanden, die in Einklang mit Gleichungen (2) und (3) stehen, in Abhängigkeit von der Spannung Vp-Eingangsgrösse
zum nicht linearen Verstärker 73.
Die:- Ausgangsgrösse aus dem Summierverstärker 72 wird einem
Ilalbwellengleichrichter 76 eingespeist, der dazu dient, alle
negativen Werte der am Ausgangsanschluss 74 vorhandenen Eingangsspannungen
abzuweisen. Die Ausgangsgrösse des Halbwellengleichrichters 76, die auf einer Ausgangsleitung 77 erscheint,
ist demzufolge positiv oder null, was von der Geschwindigkeitsoingangsgrösse
Vp zum nicht linearen Verstärker 73 abhängig ist.
Die Abweisung der negativtn Werte der Eingangsgrössen durch
den ilalbwellengleichrichter 76 ist von Bedeutung, da hierdurch eine Trennung zwischen dem Betrieb entsprechend Gasbefehl E
und Brerasbefehl :■!, beibehalten wird. Dies geht auch aus einer
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BAD ORlGiNAL
Betrachtung der Gleichlingen (1), (2) und (3) hervor. In den Gleichungen (2) und (3), wenn die Summe R + 3R den Gesamtbetrag
von 55 + o,7 (V2 - 30) überschreitet, v/ird für die E^-
Funktion ein negativer Wert erhalten. Wenn jedoch die E-L"unktion
grosser als -10 ist, so kann die Gasbetätigungs-vorichtung 63 in Fig. 3 das Fahrzeug um den geforderten Betrag
verzögern und die Gasbefehlsfunktion E diktiert demzufolge die Betriebsweise des Fahrzeugs, also nicht die Bremsbefehlsfunktion
K. In diesen Fällen ist die Ausgangsgrösse aus dem Summierverstärker 72 in Fig. 4 negativ und sie wird daher
von dem Halbwellengleichrichter 76 abgewiesen, so dass die E,-Funktion keinen Einfluss auf den Betrieb des Systems hat.
Die E-Gasbefehlsgrösse ist daher von jeglichem Einfluss von der Ξ,-Bremsbefehlsgrösse frei.
Wenn die E,-Funktion kleiner als - 10 ist bzw. nur im negativen
Bereich liegt, kann eine Bremsung erforderlich sein und die E.-Funktion übernimmt den Befehl über das System, wenn
eine Bremsung erforderlich wird. In solchen Fällen ist die Ausgangsgrösse aus dem Summierverstärker 72 positiv und demzufolge
erscheint am Halbwellengleichrichter 76 eine Ausgangsgrösse, so dass die E,-Funktion den Befehl über das System
übernimmt.
Wie dies unter Hinweis auf Fig. 3 dargelegt wurde, erzeugt die Vergleichsstufe 64 in denjenigen Fällen, in denen die E-Funktion
mehr im negativen Bereich als - 10 liegt, ein Signal, welches die Gasbetätigungsvorrichtung 63 verhindert, so dass
E nicht länger Befehlsgewalt oder Einfluss auf das System hat. Die E.-Bremsbefehlsgrösse ist daher frei von jeglichem Einfluss
von der E-Gasbefehlsgrösse.
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Die Ausgangsgrösse aus dem Gleichrichter 76 wird einem Filter
und einer Speicherschaltung 78 zugeführt, in welcher sie integriert wird und geglättet wird, um Fehlergrössen und Geräuschspannungen
zu entfernen. Die Ausgangsgrösse aus dem Filter 78 stellt daher die K -Bremsfunktion dar. Dieses Signal
wird als Eingangsgrösse der Bremsbetätigungsvorrichtung 79
eingegeben, um das Fahrzeug zu bremsen. Das Bremsen des Fahrzeugs geschieht proportional zum Spannungswert des E,-Signals.
In Fig. 4 wird das Signal, welches durch die Vergleichsspitze 64 der Fig. 3 erzeugt wird, wenn die Beschleunigungsfunktion Ξ
weniger negativ als - 10 ist, zu einem Inverter 81 geleitet, dessen Ausgangsgrösse eine Schnell-Abwurfschaltung 82 (fast
dump circuit) betätigt. Die Abwurfschaltung 82 erzeugt dann
eine Ausgangsgrösse, die zum Filter 78 gerichtet ist, so dass die Bremsfunktion unmittelbar entladen oder nach Masse kurzgeschlossen
wird. Dieser Betrieb wird bevorzugt, da eine harte Bremsung des Fahrzeugs eine plötzliche Verzögerung bewirkt,
so dass die Entfernung oder der Abstand zwischen den zwei Fahrzeugen plötzlich zunimmt. Wenn sich somit die Entfernung
der optimalen Entfernung nähert, ist keine weitere Bremsung mehr erforderlich und das Fahrzeug gelangt in einen Leerlaufbetrieb.
Das Beschleunigungspedal hat keinen Einfluss auf die Fahrzeuggeschwindigkeit, da es in die normale Lage durch das
Verhinderungssignal am Ausgangsanschluss 67 der Vergleichsstufe 74 gemäss Fig. 3 zurückgeführt wurde. Die Bremsfunktion
wird demzufolge nicht weiter benötigt und wäre auch für eine noch weiter ausgedehnte Zeitdauer ungünstig, so dass sie plötzlich
gedämpft bzw. vernichtet wird.
Die Eingangsgrösse entsprechend einem Fehlen eines Ortungsobjektes,
die dem Taktgeber 44 in Fig. 3 eingegeben wurde, gelangt ebenso in die Langsamablage- oder Dämpfschaltung 83 der
Fig. 4. Die Ausgangsgrösse dieser Schaltung entfernt langsam
209820/0650
die Bremsfunktion E, vom Filter ψΛ. Der Betrieb der Langsam-Dämpfschaltung
63 wird "bedeutungsvoll, wenn das Ortungsobjekt nicht langer vorhanden ist, jedoch die Ausgangsgrüsse aus der
Vergleichsstufe 64 der Fig. 3 niemals eine E-Funktion angezeigt
hat, die positiver als - 10 ist. In diesen Fällen wird, da ein Ortungsobjekt nicht langer vorhanden ist, eine Bremsfunktion
nicht gewünscht, so dass daher deren Entfernung durch Verwendung der Eingangsgrösse entsprechend dem Fehlen eines
Ortungsobjektes und mit Hilfe der Langsamabdämpfschaltung ö-3
bewirkt wird.
Es sei hervorgehoben, dass sowohl die Gasbetätigungsvorrich- ' tung 63 der Fig. 3 und die Bremsbetätigungsvorrichtung 79 der
Fig. 4 mit Kandübernahmeeingangsgrössen ausgestattet sind,
so dass der Fahrer des Fahrzeugs die Steuerung durch das sich anpassende Geschwindigkeitssteuersystem durch Betätigen des
Beschleunigungspedals des Fahrzeugs oder des Bremspedals übernehmen kann.
Der Betrieb des Systems kann nun im wesentlichen wie folgt beschrieben werden, wobei auf Fig. 3 Bezug genommen werden soll:
Eine Summierschaltung 41 empfängt eine Entfernungseingangsgrösse,
Entfernungsänderungseingangsgrcsse, eint Eingangsgrösse entsprechend dem optimalen Folgeabstand und eine Eingangsgrösse entsprechend
der Fahrzeuggeschwindigkeit, und summiert diese eingangs gröss en, um die Beschleunigungsfunktion Ξ gemäss Gleichung
(1) abzuleiten. Die Spannung, die die Summe dieser Eingangsgrössen kennzeichnet, wird in einen Strom konvertiert, der dann
eine Speicherschaltung 56 lädt, so dass die Ausgangsgrösse der Speicherschaltung von der Ε-Funktion abhängig ist und demzufolge
die Beschleunigung des Fahrzeugs direkt von der Grosse der Funktion Ξ abhängig ist. Die Ausgangsgrösse aus der Speicherschaltung
56 wird einer Summierschaltung 57 zusammen mit
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einer die Geschwindigkeit V~ des Fahrzeugs kennzeichnenden
Spannung injiziert. Die algebraische Summe dieser zwei Eingangsgrössen mit Hilfe der Summierschaltung 57 wird dazu verwendet,
den Inverter 59 zu betätigen, der eine Eingangsgrösse für eine Summierschaltung 61 liefert. Die Summierschaltung 61
empfängt ebenso eine Ausgangsgrösse aus einer Speicherschaltung 62, die eine gewünschte Geschwindigkeitseinstellung, die
vom Fahrer gewählt wurde, enthält. Die Ausgangsgrösse aus der Summierschaltung 61 betätigt dann die Gasbetätigungsvorriehtung
63, um das Fahrzeug in Abhängigkeit von der Polarität der Ausgangsgrösse aus der Summierschaltung 57 zu beschleunigen
oder zu verzögern.
Eine Klemmschaltung 58 verhindert die Ausgangsgrösse aus der
Speicherschaltung 56 daran, negativ zu werden, so dass dadurch die Ausgangsgrösse der Summierschaltung 57 gesteuert wird, so dass
das Fahrzeug nicht über eine Geschwindigkeitseinstellung, die von dem Fahrer des Fahrzeugs in der Speicherschaltung 62
eingestellt wurde, beschleunigen kann.
Die Steuerung des Fahrzeugs wird von der E- zu der E,-Funktion
durch Verwendung einer Vergleichsschaltung 64 übertragen, die ein Verhinderungssignal zur Gasbetätigungsvorrichtung 63
schickt, wenn die Ε-Funktion einen Wert angenommen hat, der noch weiter im negativen Bereich liegt als - 10.
Nachdem die Vergleichsstufe 64 ein Verhinderungssignal erzeugt
hat, kann E, positiv oder negativ sein. Wenn K negativ ist,
läuft das Fahrzeug im Leerlauf. Wenn E, positiv ist, so wird ein Signal erzeugt und zur Bremsbetätigungsvorrichtung 79 geleitet,
um das Fahrzeug in Einklang mit der Grosse des E,-Signals
abzubremsen. Der Bremsvorgang wird fortgesetzt, bis die ausgangsgrösse aus der Ver^leichsstufe 64 unter den Wert
von -10 fällt, wodurch ein Inverter b1 (Fig. 4) betätigt wird
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und ebenso eine Schnellabladeschaltung 82, um die Bremsfunktion zu dämpfen bzw. zu vernichten. Der Bremsvorgang hört dann
auf und das Fahrzeug gelangt in einen Leerlaufbetrieb. Wenn andererseits die K-Funktion nicht durch die Schnellabladeschaltung
82 gedämpft wird, so betätigt ein während einer Doppler-Frequenz-Bedingung von null erzeugtes Signal entsprechend
dem Nichtvorhandensein eines Ortungsobjektes eine Langsamableitschaltung
83, die langsam das Signal im Filter 76 dämpft, wodurch die K-Funktion aus der Steuerung des Systems
entfernt wird.
Da die Doppler-Frequenz auf null reduziert wurde, und zwar
unter den von dem System verfolgten Bedingungen, würde das Fahrzeug um eine voreingestellte Geschwindigkeit in diesen
Fällen schwanken. Dies wird durch Vorsehung eines Taktgebers 44 in dem System verhindert, ebenso durch eine Wiedereinschalt-Schaltung
46, die dazu verwendet werden, einen Speicher 43 zu betätigen. Wenn das Doppler-Signal null ist, so betätigt eine
Eingangsgrösse entsprechend dem Fehlen eines Ortungsobjektes
in den Taktgeber 44 den Taktgeber, so dass der Speicher 43 betätigt wird und sich an die Entfernungsinformation, die zu
dieser Zeit vorliegt, "erinnert". Nach einer bestimmten Betriebsdauer in diesem Zustand erzeugt der Taktgeber 44 ein Signal,
welches die Wiedereinschalt-Schaltung 46 betätigt, deren Ausgangsgrösse den Speicher 43 betätigt, so dass ein Signal
entsprechend einer leichten Beschleunigung in dem System wirksam wird. Diese leichte Beschleunigung hat ein Doppler-Signal
zur Folge, wodurch die Speicherfunktion entfernt wird. Die Beschleunigung des Fahrzeugs hat einen Fehler zur Folge, so
dass das Fahrzeug auf die gewünschte Geschwindigkeit und den gewünschten Folgeabstand verzögert. Die Zunahme in der Beschleunigung ist so leicht, dass sie für den Fahrer und die
Insassen des Fahrzeugs nicht wahrnehmbar ist.
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Demnach kann das sich anpassende Geschwindigkeitssteuersystem den Vorrang gegenüber dem automatischen Steuersystem herkömmlichen
Typs einnehmen, kann jedoch das Fahrzeug nicht über eine vom Fahrer vorgewählte Geschwindigkeit beschleunigen,
die beim Einstellen des automatischen Geschwindigkeitssteuersystem eingestellt werden kann. Darüber hinaus kann sowohl das
sich anpassende Geschwindigkeitssteuersystem als auch das automatische Geschwindigkeitssteuersystem durch den Eingriff
des Fahrers wirkungslos bzw. übernommen werden, beispielsweise bei der Betätigung des Gaspedals oder der Bremse.
Hn weiterer grundlegender Vorzug des sich anpassenden Geschwindigkeitssteuersystems
nach der Erfindung liegt in der Tatsache, dass die vom Fahrer voreingestellte und gespeicherte
Geschwindigkeit nicht durch den Betrieb des sich anpassenden Geschwindigkeitssteuersystems gestört wird, so dass, nachdem
der Betrieb des Systems beeinflusst wurde und das vordere Fahrzeug keinen Faktor in der gesamten Umgebung des Fahrzeugs
mehr spielt, das nachfolgende Fahrzeug automatisch auf die steuerung durch das automatische Geschwindigkeitssteuersystem
entsprechend der früher eingestellten Geschwindigkeit zurückkehrt bzw. umschaltet.
Sämtliche in der Beschreibung erkennbaren technischen Merkmale sowie die aus den Zeichnungen ersichtlichen Einzelheiten sind
für die Erfindung von Bedeutung.
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Claims (17)
- PatentansprücheSystem zur automatischen Geschwindigkeits- bzw. Fahrabandseinstellung eines Fahrzeuges entsprechend gegebener Verkehr sbedingungen, das mit einem automatischen Geschwindigkeitssteuersystem zusammenarbeitet, und das hinter einem voraus fahrenden Fahrzeug fahrende Fahrzeug auf eine vom Fahrer wählbare Geschwindigkeit hält, dadurch gekennzeichnet, dass das erstgenannte System folgende Einrichtungen und Merkmale enthält: Eine Einrichtung (22) zum Messen der Entfernung und der Entfernungsänderung zwischen zwei Fahrzeugen; eine Einrichtung (23) zum Erzeugen eines Gas-Fehlersignals (E) und eines Bremsfehlersignals (E.) in Abhängigkeit von der Ausgangsgrösse der Einrichtung (22) zum Messen der Entfernung und der Entfernungsänderung; dass die Einrichtung (23) zum Erzeugen der Fehlersignale das Gas-Fehlersignal (E) erzeugt, wenn diev Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den zwei Fahrzeugen durch eine Änderung der Gaseinstellung oder Gaspedalablenkung des hinteren Fahrzeuges auf null reduziert werden kann, und dass diese Einrichtung (23) das Brems-Fehlersignal (E,) erzeugt, wenn die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Fahrzeugen eine Annäherung der beiden Fahrzeuge bedingt, wobei eine Betätigung des Bremssystems des hinteren bzw. hinterher fahrenden Fahrzeuges erforderlich ist.209820/0650
- 2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (23) zum Erzeugen der Fehlersignale elektronische Schaltungen (56, 57, 58, 59, 61) enthält, die das System daran hindern, dass das hinterher fahrende Fahrzeug auf eine Geschwindigkeit beschleunigen kann, die oberhalb der vom Fahrer vorgewählten Geschwindigkeit liegt.
- 3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronischen Schaltungen (56-61) folgende Einrichtungen und Merkmale aufweisen: Eine erste Signalsummierschaltung (57)» die ein Signal (Vp), welches kennzeichnend für die Geschwindigkeit des hinteren bzw. hinterher fahrenden Fahrzeuges ist, und ein Signal, welches kennzeichnend für das Gas-Fehlersignal (E) ist, empfängt und aus diesen Signalen die Summe bildet; weiter eine Schaltung (59) (61) zum Subtrahieren der Summe von einer Spannung (V*), die die vom Fahrer vorgewählte Geschwindigkeit kennzeichnet; eine elektronische Schaltung (58) zum Beibehalten einer konstanten Polarität desjenigen Signals, welches das Gas-Fehlersignal (E) kennzeichnet, so dass das die Geschwindigkeit des hinteren bzw. hinterher fahrenden Fahrzeuges kennzeichnende Signal (V2) niemals das Signal (V*), welches die vorgewählte Geschwindigkeit kennzeichnet, überschreitet; dass •weiter die Ausgangsgrösse der Subtrahierschaltung (59, 61) ein Gas-Ablenksignal ist, welches zu einer Beschleunigung oder Verzögerung des hinteren Fahrzeuges führt, um einen optimalen Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug und die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs beim hinterher fahrenden Fahrzeug aufrecht zu erhalten.
- 4. System nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass die Subtrahierschaltung (59, 61) einen Inverter (59) zum Invertieren der Summe, und eine zweite Summierschaltung (61) enthält, die die Ausgangsgrösse aus dem Inverter und die die ausgewählte Geschwindigkeit kennzeichnende Spannung (V*) empfängt, so dass2 09820/0650 β» οηο,Κ«.die Ausgangsgrösse aus der zweiten Summierschaltung (61) das Gas-Ablenksignal darstellt.
- 5. System nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schaltung (56-61) eine Signalspeichereinrichtung (56) enthält, die das Gas-Pehlersignal (E) empfängt und das das Gas-Fehlersignal (E) kennzeichnende Signal erzeugt, und dass die Schaltung (58) zum Beibehalten einer konstanten Polarität die Ausgangsgrösse der Speichereinrichtung (56) daran hindert, den Wert von null Volt zu unterschreiten.
- 6. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gedächtnisschaltung (62) vorgesehen ist, die eine Geschwindigkeitseinstellsteuerung enthält, so dass der Fahrer des hinteren Fahrzeuges die Gedächtnisschaltung (62) auf eine ausgewählte Geschwindigkeit einstellen kann, dass die Ausgangsgrösse der Gedächtnisschaltung (62) die die ausgewählte Geschwindigkeit kennzeichnende Spannung (V*) ist und dem Eingang der Subtrahierschaltung (59, 61) zugeführt ist, so dass das in der Gedächtnisschaltung (62) gespeicherte Signal durch Änderungen in dem Gas-Fehlersignal (E) und in dem Brems-Fehlersignal (E, ) unbeeinflusst bleibt.
- 7. System nach Anspiuch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Signalvergleichsschaltung (64) vorgesehen ist, welche das Gas-Fehlersignal (E) und ein Bezugs-Gassignal empfängt, wobei das Bezugs-Gassignal auf einen maximalen Wert des Gas-Fehlersignals (E) bezogen ist, dass weiter die Signalvergleichsschaltung (64) eine Blockierungs- oder Verhinderungsausgangsgrösse erzeugt, wenn das Gas-Fehlersignal (E) das. Bezugs-Fehlersignal überschreitet; dass weiter eine Gas-Steuerschaltung (63) auf das Gas-Ablenksignal anspricht, um die Geschwindigkeit des hinteren bzw. hinterher fahrenden Fahrzeuges zu steuern, und dass die Gas-Steuerschaltung (63) ebenso die Ver-209820/0850hinderungsausgangsgrösse empfängt, so dass die Gas-Steuerschaltung (63) verhindert oder blockiert wird, wenn das Gas-Fehlersignal (E) das Bezugs-Gassignal überschreitet.
- 8. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (22) zumfiessen der Entfernung und der Entfernungsänderung aus einem Doppler-Radarsystem besteht, wobei das Doppler-Signal null ist, wenn die relative Geschwindigkeit zwischen dem vorderen und dem hinteren Fahrzeug null ist; "und dass eine elektronische Einrichtung (43» 44, 46) vorgesehen ist, um das System daran zu hindern, die Steuerung des hinteren Fahrzeuges zu verlieren, wenn das Doppler-Signal null ist.
- 9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Einrichtung (43f 44, 46) zum Verhindern des Verlustes der Steuerung folgende Einrichtungen und Merkmale enthält: Einen Entfernungsspeicher (43); einen Taktgeber (44) zum Betätigen des Entfernungsspeichers (43), so dass dieser die letzte Entfernungs-Eingangsgrösse speichert, wenn das Doppler-Signal null wird; ebenso eine elektronische Schaltung (46) zum Erzeugen eines kleinen Gas-Steuersignals, nachdem eine vorgeschriebene Zeitdauer verstrichen ist, so dass die Geschwindigkeit des hinteren bzw. hinterher fahrenden Fahrzeuges leicht zunimmt und eine andere Entfernungs-Eingangsgrösse erzeugt wird, wodurch das System die Steuerung über das hintere bzw. hinterher fahrende Fahrzeug erneut übernimmt.
- 10. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schaltung (46) zum Erzeugen eines kleinen Gas-Steuersignals aus einer Wiedereinschalt-Schaltung (46) besteht, die durch den Taktgeber (44) betätigbar ist, dass der Taktgeber (44) die Wiedereinschalt-Schaltung (46) nachjdem Verstreichen einer bestimmten Zeitdauer, nachdem das Doppler-Signal den Wert null erreicht hat, betätigt, so dass die Wiedereinschalt-Schaltung (46) ein kleines Gas-Signal erzeugt und den209820/0650Entfernungsspeieher (4^) betätigt.
- 11. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Doppler-Radarsystem ein AnnäherungsZAbstandsvergrösserungssignal erzeugt, welches kennzeichnend für eine den Abstand vergrössernde oder den Abstand verkleinernde relative Geschwindigkeit zwischen den Fahrzeugen ist.
- 12. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Polaritäts-Schaltung (4o) vorgesehen ist, die das Entfernungsänderungssignal und das AmiäherungsZAbstandsvergrösserungssignal empfängt, wobei die Polarität der Ausgangsgröße der Polaritätsschaltung (4ü) von einem positiven Wert entsprechend einer Abstandsvergrösserungsbeziehung zwischen den Fahrzeugen in einen negativen Wert entsprechend einer AbstandsverkleinerungsbeZiehung zwischen den Fahrzeugen aufgrund des AnnäherungsZAbstandvergrösserungssignals ändert.
- 13. System nach .Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bremsbetätigungsschaltung (79) vorgesehen ist, die durch das Brems-Fehlersignal (R ), über eine den Bremsfehler verarbeitende Schaltungsanordnung (66, 69, 71, 72, 76, 7B) betätigbar ist., dass weiter die den Bremsfehler verarbeitende Schal- .P tungsanordnung (6β-76) eine auf die Signalpolarität ansprechende Schaltung (76) enthält, um nur positiv gerichtete Signale hindurchzulassen, so dass das Gas-Fehlersignal (E) und das Brems-Fehlersignal (E^) individuell das hintere bzw. hinterher fahrende Fahrzeug steuern.
- 14. System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (22) zum Hessen der Entfernung und der Sntfernungsänderung ein das Fehlen eines Ortungsobjektes kennzeichnendes Signal erzeugt, wenn die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Fahrzeugen null ist; dass weiter die den Bremsfehler ver-209820/0650ORIGINALarbeitende Schaltungsanordnung (68-7B) eine Bremsfehler-Speicherschaltung (78) enthält; dass weiter elektronische Mittel (83) zum langsamen Entladen der Bremsfehler-Speicherschaltung (7B) vorgesehen ist und dass die eine langsame Entladung bewirkende Schaltung (S3) das das Fehlen eines OrtungsObjektes kennzeichnende Signal empfängt, so dass das Bremsfehlersignal (E-, ) in der Bremsfehlerspeicherschaltung (78) entladen bzw. vernichtet wird.
- 15. System nach den Ansprüchen 7 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass elektronische Mittel (o2) zum schnellen Entladen der Bremsfehler-Speicherschaltung (78) vorgesehen sind und dass diese Mittel (82) zum schnellen Entladen die Verhinderungsoder Blockierungsausgangsgrösse aus der Signalvergleichsschaltung (64) empfängt, um die Bremsfehler-Speicherschaltung (78) schnell zu entladen, wenn das Bremsfehler-Signal (K ) unter das Bezugs-Gassignal fällt.
- 16. System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung (68-78) zum Verarbeiten des Bremsfehlers ebenso eine Bremsfehler-Summierschaltung (72) aufweist, die das Entfernungssignal und das Entfernungsänderungssignal empfängt und ebenso die Ausgangsgrösse eines nicht linearen Verstärkers (73), wobei die Ausgangsgrösse der Bremsfehler-Summierschaltung (72) die auf die Signalpolarität ansprechende Schaltung (76) betätigt.
- 17. System nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der nicht lineare Verstärker (73) als Eingangsgrösse die Geschwindigkeit des hinteren bzv/. hinterher fahrenden Fahrzeuges empfängt, und dass die Ausgangsgrösse dieses Verstärkers (73) für alle Geschwindigkeitswerte unterhalb der vorgewählten bzw. voreingestellten Geschwindigkeit konstant bleibt und für Ge-2 0 98 20/06 50schwindigkeiten, die oberhalb der ausgewählten Geschwindigkeit liegen, linear anwächst; und dass die auf die Signalpolarität ansprechende Schaltung (76) aus einem Halbwellengleichrichter besteht.209820/06501BLeerseite
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