DE2928972C2

DE2928972C2 -

Info

Publication number: DE2928972C2
Application number: DE19792928972
Authority: DE
Inventors: Ernst Prof. Dr. 3180 Wolfsburg De Fiala
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1979-07-18
Filing date: 1979-07-18
Publication date: 1988-02-25
Also published as: DE2928972A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein derartiges Kraftfahrzeug ist aus der US-PS 40 79 802 bekannt. Bei diesem Stand der Technik ist ein Abstandssensor elek tronischer Bauart vorgesehen, der innerhalb eines zwischen einem opti malen und einem minimalen Sicherheitsabstand liegenden Abstandsbereichs zwischen dem mit ihm ausgerüsteten Kraftfahrzeug einerseits und einem vorausfahrenden Fahrzeug andererseits diesen Abstand durch Einwirkung auf das Leistungsstellglied der Maschine, also beispielsweise eine Drosselklappe oder einen Einspritzregler, konstant hält und bei Unter schreiten des minimalen Sicherheitsabstands eine Bremsung auslöst.The invention relates to a motor vehicle according to the preamble of Claim 1. Such a motor vehicle is from US-PS 40 79 802 known. In this prior art, a distance sensor is electrical tronic design provided within an opti paint and a minimum safety distance between the motor vehicle equipped with it on the one hand and one vehicle in front, on the other hand, this distance by action on the power actuator of the machine, for example one Throttle valve or an injection regulator, keeps constant and under the minimum safety distance triggers braking.

Der Sinn dieser Maßnahmen besteht in einer Vergrößerung der Kapazität der Fahrspur, da, wie im folgenden anhand der Fig. 1 und 2 erläu tert wird, die Kapazität der Fahrspur beim Befahren von Gruppen relativ eng aufeinanderfolgender Fahrzeuge größer ist als beim Befahren mit Einzelfahrzeugen, wobei zwischen den jeweils aufeinanderfolgenden Fahr zeugen stets der Sicherheitsabstand gewahrt ist.The purpose of these measures is to increase the capacity of the lane, since, as will be explained below with reference to FIGS . 1 and 2, the capacity of the lane when driving in groups of relatively closely consecutive vehicles is greater than when driving with individual vehicles, whereby The safety distance between the successive driving test is always maintained.

Fig. 1 zeigt die Fahrzeuge 1 einer Gruppe dicht hintereinander fah render Fahrzeuge der Länge l [m], denen im Abstand a [m] (Sicherheits abstand) die Gruppe der Fahrzeuge 2 folgt. Fahren n Fahrzeuge je Gruppe mit der Geschwindigkeit v [km/h], so ist die Kapazität der Fahrspur [Fahrzeuge je Stunde] Fig. 1 shows the vehicles 1 a group in close succession fah vehicles render the length L [m], which follows at a distance a [m] (safety distance) the group of cars 2. If n vehicles per group drive at the speed v [km / h], the capacity of the lane is [vehicles per hour]

Gegenüber der Kapazität x₁ bei Belegung mit Einzelfahrzeugen (n=1), zwischen denen jeweils der Abstand a besteht, ergibt sich eine ver größerte Kapazität gemäßCompared to the capacity x ₁ when occupied by individual vehicles ( n = 1), between which there is a distance a , there is a greater capacity according to

Für eine mittlere Fahrzeuglänge l=5 m (einschließlich Abstand beim Dichtauffahren) und einem Abstand zwischen den Gruppen von a=50 m ergibt sich eine Kapazität je Fahrspur im Verhältnis zur Kapazität bei Einzelfahrzeugen wie in Fig. 2 dargestellt. Dort ist das Kapazitäts verhältnisFor an average vehicle length l = 5 m (including distance when driving tightly) and a distance between the groups of a = 50 m, there is a capacity per lane in relation to the capacity in the case of individual vehicles, as shown in FIG. 2. There is the capacity ratio

über der Fahrzeugzahl n je Gruppe (Abszissenmaßstab lo garithmisch) aufgetragen. Schon bei Gruppen von drei Fahrzeugen steigt die Kapazität danach gegenüber der Kapazität mit n=1 auf das 2,5fache. Zum Vergleich ist der Vorteil auch bei den Abständen a=20 m und a=100 m dargestellt. Der Kapazitätsgewinn ist umso größer, je höher die Fahrgeschwindigkeit v (und daher aus Sicherheitsgründen der Abstand a) und je größer die Fahrzeugzahl n je Gruppe ist.plotted against the number of vehicles n per group (abscissa scale lo garithmic). Even with groups of three vehicles, the capacity then increases 2.5 times compared to the capacity with n = 1. For comparison, the advantage is also shown at the distances a = 20 m and a = 100 m. The greater the driving speed v (and therefore for safety reasons the distance a ) and the greater the number of vehicles n per group, the greater the capacity gain.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug gemäß dem Ober begriff des Patentanspruchs 1 so auszulegen, daß die Kapazität der Fahrspur, also der Straße, gegenüber dem beschriebenen Stand der Technik weiter vergrößert und darüber hinaus ohne Eingriffe in die Brenn kraftmaschine bzw. das Antriebssystem des Fahrzeugs durch Benutzung des Abstandssensors eine Verringerung des Kraftstoffverbrauchs erzielt wird. The invention has for its object a vehicle according to the Ober Concept of claim 1 to be interpreted so that the capacity of the Lane, i.e. the road, compared to the described prior art further enlarged and beyond that without interfering with the burning Engine or the drive system of the vehicle through use the distance sensor achieves a reduction in fuel consumption becomes.

Die erfindungsgemäße Lösung ist beschrieben durch die kennzeichnenden Merkmale im Patentanspruch 1. Dadurch, daß das erfindungsgemäße Fahrzeug ein gerichtet ist zum Fahren unmittelbar hinter einem vorausfahrenden Fahr zeug, ergibt sich eine Verringerung des Luftwiderstands, die je nach Fahrzeugform 20 bis 30% je Fahrzeug betragen kann. Bei mehr als zwei unmittelbar hintereinander fahrenden Fahrzeugen ergibt sich eine wei tere Verringerung des Luftwiderstands und demgemäß eine weitere Kraft stoffersparnis.The solution according to the invention is described by the characterizing Features in claim 1. Characterized in that the vehicle according to the invention is directed to driving immediately behind a preceding vehicle test results in a reduction in drag, depending on Vehicle shape can be 20 to 30% per vehicle. With more than two vehicles driving directly behind one another results in a white lower drag and consequently another force saving material.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs ist in einer Erhöhung der Fahrsicherheit zu sehen. Bei einer vorgegebenen Fahrspur (Straße) und einem vorgegebenen Fahrzeugdurchsatz der Fahrspur wird bei Ausnutzung der erfindungsgemäßen Maßnahmen der verfügbare durch schnittliche Abstand größer und damit die Lösung der Regelaufgabe "Abstand halten" wesentlich erleichtert. Außerdem ist diese Aufgabe nur von dem Fahrer des ersten Fahrzeugs der jeweiligen Fahrzeuggruppe zu lösen, der sich im Bedarfsfall ablösen lassen kann.Another advantage of the motor vehicle according to the invention is in one See increased driving safety. With a given lane (Road) and a predetermined vehicle throughput of the lane when the measures according to the invention are used, the available through Average distance larger and thus the solution of the rule task "distance hold "much easier. In addition, this task is only by the driver of the first vehicle of the respective vehicle group solve, which can be replaced if necessary.

Wie bereits aus diesen Ausführungen ersichtlich, bietet die Ausnutzung der erfindungsgemäßen Fahrzeugauslegung in erster Linie denjenigen Fahr zeugen Vorteile, die die Gruppe nicht anführen. Um auch den Fahrer des jeweils ersten Fahrzeugs zu motivieren, die Führung einer Fahrzeuggruppe zu übernehmen, also das dichte Auffahren des nachfolgenden Fahrzeugs zu gestatten, sieht die Erfindung Maßnahmen vor, die über mechanische Berührung zwischen dem vorausfahrenden und dem unmittelbar folgenden Fahrzeug auf das vorausfahrende Fahrzeug eine nennenswerte Schubkraft übertragen, die etwa 50 N betragen kann. Dies bringt dem führenden Fahrzeug einen Vorteil gegenüber dem folgenden. Beträgt z. B. bei einer Fahrgeschwindigkeit von 30 m/s der Rollwiderstand 200 N und der Luftwiderstand 400 N, so ist der Widerstand des allein fahrenden Fahrzeugs W As can already be seen from these explanations, the use of the vehicle design according to the invention primarily offers advantages to those who do not lead the group. In order to motivate the driver of the first vehicle in each case to take over the leadership of a group of vehicles, that is to say to allow the following vehicle to drive up tightly, the invention provides measures which involve mechanical contact between the preceding vehicle and the immediately following vehicle on the preceding vehicle transfer a significant thrust, which can be about 50 N. This gives the leading vehicle an advantage over the following. For example, B. at a driving speed of 30 m / s the rolling resistance 200 N and the air resistance 400 N, the resistance of the vehicle traveling alone W

W = 200 + 400 = 600 N W = 200 + 400 = 600 N

Fahren drei Fahrzeuge hintereinander, so möge der Luftwiderstand um 20, 35 bzw. 30% abnehmen. Bei einer vom zweiten auf das erste Fahrzeug ausgeübten schiebenden Kraft von 50 N ergeben sich folgende Fahr widerstände:If three vehicles drive in a row, the air resistance may change Decrease 20, 35 or 30%. In one from the second to the first vehicle exerted pushing force of 50 N results in the following driving resistances:

₁= 200 + 320 - 50 = 470 (-21,7%) ₂= 200 + 260 - 50 + 50 = 460 (-23,3%) ₃= 200 + 280 + 50 = 530 (-11,7%) ₁ = 200 + 320 - 50 = 470 (-21.7%) ₂ = 200 + 260 - 50 + 50 = 460 (-23.3%) ₃ = 200 + 280 + 50 = 530 (-11.7%)

In Klammern ist die Einsparung gegenüber dem allein fahrenden Fahrzeug angegeben.In brackets is the saving compared to the vehicle driving alone specified.

Für 40 m/s = 144 km/h sind die Widerstände:For 40 m / s = 144 km / h the resistances are:

= 200 + 700 = 900 N ₁= 150 + 560 = 710 N (-21,1%) ₂= 200 + 455 = 655 N (-27,7%) ₃= 250 + 490 = 740 N (-17,8%) = 200 + 700 = 900 N ₁ = 150 + 560 = 710 N (-21.1%) ₂ = 200 + 455 = 655 N (-27.7%) ₃ = 250 + 490 = 740 N (-17.8%)

Zusammengefaßt läßt sich also sagen, daß der Einsatz der Erfindung optimale Verhältnisse hinsichtlich Kraftstoffverbrauch, Fahrsicherheit und Kapazität der Fahrspur schafft.In summary, it can be said that the use of the invention is optimal Conditions regarding fuel consumption, driving safety and creates capacity of the lane.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unter ansprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the sub Expectations.

An dieser Stelle sei eingefügt, daß aus der US-PS 21 85 936 ein mechanischer Abstandssensor an sich bekannt ist, der bei Berührung eines Hin dernisses, also beispielsweise eines vorausfahrenden Fahrzeugs, über die dann gegen die Kraft von Federn zurückweichende Stoßstange das Brems system des Fahrzeugs zwecks Verhinderung eines echten Aufprallens des Fahrzeugs auf das Hindernis auslöst. In Abweichung hiervon soll der Ab standssensor bei dem erfindungsgemäßen Fahrzeug die Berührung zwischen aufeinanderfolgenden Fahrzeugen gerade zulassen, und zwar unter Wahrung einer bestimmten, von dem nachfolgenden Fahrzeug auf das vorausfahrende Fahrzeug ausgeübten schiebenden Kraft.At this point it should be added that from US-PS 21 85 936 a mechanical Distance sensor is known per se, when touching a Hin dernis, so for example a vehicle ahead the bumper then retreating against the force of springs, the brake system of the vehicle in order to prevent a real impact of the Vehicle triggers on the obstacle. In deviation from this, the Ab level sensor in the vehicle according to the invention the contact between allow successive vehicles straight, and with respect a specific one, from the following vehicle to the one in front Vehicle exerted pushing force.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Fig. 3 und 4 erläutert, von denen Fig. 3 zwei erfindungsgemäß ausgerüstete Kraftfahrzeuge zeigt, die hintereinander fahren, während Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel für den Abstandssensor wiedergibt.An exemplary embodiment of the invention is explained below with reference to FIGS. 3 and 4, of which FIG. 3 shows two motor vehicles equipped according to the invention which drive one behind the other, while FIG. 4 shows an exemplary embodiment for the distance sensor.

Die Fahrzeuge 3 und 4 in Fig. 3 haben eine für das jeweils folgende Fahrzeug gut sichtbare Anzeige 5, mittels der ihr Fahrer anzeigen kannThe vehicles 3 and 4 in FIG. 3 have a display 5 which is clearly visible to the following vehicle and by means of which their driver can display

1. whether he is ready, a closely following vehicle to accept, or
2. whether he wants normal distance to be kept should.

Gleichzeitig können andere Absichten des führenden Fahrzeugs angezeigt werden (Abbiegen, Anhalten).At the same time, other intentions of the leading vehicle can be displayed (turning, stopping).

Am Bug der Fahrzeuge befindet sich der Abstandssensor 6, der auf die Geschwindigkeitsregelung (Gaspedal, Bremse) des Fahrzeugs derart Einfluß nimmt, daß das Folgefahrzeug (also Fahrzeug 4 in Fig. 3) zwecks Vermeidung unerwünschter Abstandsänderungen beschleunigt bzw. verzögert wird. Die Anzeige 7 informiert den Fahrer, daß der Abstandssensor 6 arbeitet. Solange der Fahrer des Fahrzeugs 4 ausreichend Gas gibt (z. B. Vollgas), folgt sein Fahrzeug dem voranfahrenden Fahrzeug 3 automatisch. Gibt er weniger Gas als dazu erforderlich oder bremst er, so schaltet der Abstandssensor 6 ab, und Anzeige 7 erlischt.At the bow of the vehicles is the distance sensor 6 , which influences the speed control (accelerator pedal, brake) of the vehicle in such a way that the following vehicle (vehicle 4 in FIG. 3) is accelerated or decelerated to avoid undesirable changes in distance. The display 7 informs the driver that the distance sensor 6 is working. As long as the driver of vehicle 4 is accelerating sufficiently (e.g. full throttle), his vehicle automatically follows vehicle 3 in front. If he gives less gas than necessary or if he brakes, the distance sensor 6 switches off and display 7 goes out.

Der Abstandssensor 6 kann den Abstand mechanisch, kapazitiv, induktiv, reflektorisch (akustisch oder elektromagnetisch) messen. Verzögert sich der Abstand und die zeitliche Änderung des Abstands, so wird die Ge schwindigkeit erhöht und umgekehrt. Werden bestimmte Grenzwerte über schritten, so ertönt ein akustisches Warnsignal bzw. bremst das Folge fahrzeug im Annäherungsfall automatisch.The distance sensor 6 can measure the distance mechanically, capacitively, inductively, reflectively (acoustically or electromagnetically). If the distance is delayed and the distance changes over time, the speed is increased and vice versa. If certain limit values are exceeded, an acoustic warning signal sounds or the following vehicle brakes automatically in the event of an approach.

Fig. 4 zeigt einen einfachen mechanischen Abstandssensor 6. 8 ist die Kontur des hinteren Stoßfängers des vorausfahrenden Fahrzeugs, 9 der des folgenden, gebildet von der Kunststoffummantelung 10, die auf dem Stahlträger 11 ruht. Der das Tastglied bildende Hebel 12 ist bei 13 schwenkbar an der Innenseite des Trägers 11 gelagert. Am etwa Z-förmigen Hebel 12 greifen bei 14 die Feder 15 und der Dämpfer 16 an. Träger 11 ist über Federdämpfer 17 bei 18 mit dem Fahrzeug verbunden. Am Hebel 12 greift auch der Zug 19 an, dessen Führung 20 fest im Fahr zeug gelagert ist. Der Zug 19 führt zum Zwischenhebel 21, der über 22 das Leistungsstellglied mit der Leerlaufstellung 23 und der Vollast stellung 24 (z. B. eine Drosselklappe) betätigt. Andererseits wird der Zwischenhebel 21 über die Stange 25 vom Gaspedal 26 betätigt. Gezeichnet sind die Verhältnisse bei Leerlauf. Fig. 4 shows a simple mechanical distance sensor 6. 8 is the contour of the rear bumper of the preceding vehicle, 9 that of the following, formed by the plastic casing 10 , which rests on the steel beam 11 . The lever 12 forming the sensing element is pivotally mounted at 13 on the inside of the carrier 11 . The spring 15 and the damper 16 engage the approximately Z-shaped lever 12 at 14 . Carrier 11 is connected to the vehicle via spring damper 17 at 18 . On the lever 12 , the train 19 also acts, the guide 20 of which is mounted in the vehicle. The train 19 leads to the intermediate lever 21 , which actuates the power actuator with the idle position 23 and the full load position 24 (for example a throttle valve) via 22 . On the other hand, the intermediate lever 21 is actuated by the accelerator pedal 26 via the rod 25 . The conditions are drawn at idle.

In ihrer Vollaststellung 27 zieht die Stange 25 über den Zwischenhebel 21 das Leistungsstellglied auf (Vollaststellung 24).In its full-load position 27, the rod 25 pulls the power actuator on via the intermediate lever 21 (full-load position 24 ).

Der Ankuppelvorgang ist wie folgt: Das Folgefahrzeug nähert sich dem vorausfahrenden, dessen Fahrer seine Bereitschaft, ein dichtfolgendes Fahrzeug zu akzeptieren, anzeigt. Bei der allmählichen Annäherung kommt schließlich der Kopf des Hebels 12 mit dem Stoßfänger 8 des vorausfah renden Fahrzeugs in Kontakt und wird gegen den Widerstand der Feder 15 und des kräftigen Dämpfers 16 verstellt. Dabei wird die Differenzge schwindigkeit abgefangen. Wenn die Energieaufnahme durch die Teile 15 und 16 nicht ausreicht, kommen die Stoßfänger 8 und 9 in Kontakt und Energie wird vom Federdämpfer 17 aufgenommen.The coupling process is as follows: The following vehicle approaches the vehicle in front, the driver of which indicates his readiness to accept a closely following vehicle. In the gradual approach finally the head of the lever 12 comes into contact with the bumper 8 of the vehicle ahead and is adjusted against the resistance of the spring 15 and the powerful damper 16 . The differential speed is intercepted. If the energy consumption by the parts 15 and 16 is not sufficient, the bumpers 8 and 9 come into contact and energy is absorbed by the spring damper 17 .

Bei dieser Verstellung des Hebels 12 wird über den Zug 19 der Zwischen hebel 21 oben nach links bewegt. Dabei zeigt Schalter 28 über die Si gnalleuchte 7 an, daß Kontakt zwischen den Fahrzeugen hergestellt ist. In this adjustment of the lever 12 , the intermediate lever 21 is moved above the train 19 to the left. In this case, switch 28 via the signal light 7 shows that contact is established between the vehicles.

Das Leistungsstellglied wird in Richtung Leerlaufstellung 23 verstellt (weniger Gas). Je nach Geschwindigkeit und daher Leistungsbedarf stellt sich eine Stellung zwischen 23 und 24 ein.The power actuator is adjusted in the direction of idle position 23 (less gas). Depending on the speed and therefore power requirements, a position between 23 and 24 is set .

Verzögert das vorausfahrende Fahrzeug abrupt, kommt es zum Auflaufen: Hebel 12 wird eingedrückt, dadurch automatisch Gas weggenommen, und Schalter 29 löst ein Warnsignal und eventuell eine automatische Bremsung aus. Aber auch ein Kontakt der Stoßgfänger 8 und 9 erfolgt mit kleiner Relativgeschwindigkeit.If the vehicle in front decelerates abruptly, it comes to a run-up: lever 12 is pressed in, which automatically removes gas, and switch 29 triggers a warning signal and possibly an automatic braking. But the bumpers 8 and 9 also come into contact at a low relative speed.

-Durch die Vertiefung 30 in der Heckstoßstange 8 wird das Folgefahrzeug auf gerader Strecke und in leichten Kurven automatisch folgen (laterale Führung). Entsprechend ist eine berührungslose Führung über Lenkungs eingriff möglich.Through the recess 30 in the rear bumper 8 , the following vehicle will automatically follow in a straight line and in slight bends (lateral guidance). Accordingly, contactless guidance via steering intervention is possible.

Zweckmäßig ist eine zusätzliche laterale Führung an der straßenmittigen Leitplanke (mechanisch oder berührungslos). Die in Gruppen fahrenden Fahrzeuge würden dann einen Sonderstatus genießen: sie werden rechts überholt.An additional lateral guide on the middle of the street is advisable Guardrail (mechanical or non-contact). Those traveling in groups Vehicles would then enjoy a special status: they will be on the right outdated.

Zwischen den direkt hintereinander fahrenden Fahrzeugen wird man einen Gegensprechverkehr vorsehen, der elektromagnetisch oder - infolge der Berührung der Fahrzeuge - auch durch mechanische Kopplung erfolgen kann.Between the vehicles driving one behind the other you become one Provide two-way communication that is electromagnetic or - as a result of Touching the vehicles - can also be done by mechanical coupling.

Claims

1. Motor vehicle with an internal combustion engine and a distance sensor which, depending on the distance between the motor vehicle and a preceding vehicle, provides control commands to the power actuator of the internal combustion engine to prevent undesirable changes in distance, characterized in that the position sensor ( 6 ) is at least one in contact with the preceding vehicle against the force of a spring arrangement ( 15, 16 ) retracts pushbutton ( 12 ) and is designed such that the motor vehicle ( 4 ) exerts a pushing force of a defined size on the preceding vehicle ( 3 ).

2. Motor vehicle according to claim 1, characterized in that the sensing element is formed by a lever ( 12 ) which can be pivoted against the force of the spring arrangement ( 15, 16 ) and which is in force-transmitting connection with the power actuator.

3. Motor vehicle according to claim 1 or 2, characterized in that the pivotable lever ( 12 ) is connected to one end of an intermediate lever ( 21 ), the other end of which is connected to the accelerator pedal ( 26 ) of the internal combustion engine, while at one of both ends of the intermediate lever ( 21 ) act on a rod ( 22 ) which is pivotally connected to the power actuator.

4. Motor vehicle according to one of claims 1 to 3, characterized in that a first switch ( 29 ) is arranged in a warning signal or brake actuation circuit in such a way that it is only in those positions of the sensing element ( 12 ) that result from an unwanted Magnitude of the pushing force are actuated.

5. Motor vehicle according to claims 3 and 4, characterized in that the first switch ( 29 ) is arranged in the way of one end of the intermediate lever ( 21 ).

6. Motor vehicle according to one of claims 1 to 5, characterized in that a second switch ( 28 ) is arranged in a display circuit in such a way that it is actuated only when the sensing element ( 12 ) is deflected from a rest position.

7. Motor vehicle according to one of claims 2 to 6, characterized in that the sensing element is formed by an approximately Z-shaped lever ( 12 ) which, like the spring arrangement ( 15, 16 ), on the inside of a bumper beam ( 11 ) is pivotally mounted and a recess passes through it.

8. Motor vehicle according to one of claims 1 to 7, characterized in that the motor vehicle is provided at its rear with a recess ( 30 ) for receiving the sensing element ( 12 ) of the distance sensor ( 6 ) of a fol lowing motor vehicle.