DE3502330A1 - Einrichtung und verfahren zur automatischen steuerung der geschwindigkeit eines fahrzeugs - Google Patents

Einrichtung und verfahren zur automatischen steuerung der geschwindigkeit eines fahrzeugs

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DE3502330A1
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vehicle speed
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Akira Yokosuka Kanagawa Tachibana
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Description

  • Beschreibung
  • Die Erfindung betrifft eine Einrichtung und ein Verfahren zur automatischen Steuerung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 3.
  • Automatische Reisesteuersysteme für Fahrzeuge, mit deren Hilfe die Fahrzeuggeschwindigkeit auf einem vorgegebenen Wert gehalten werden kann, sind allgemein bekannt, Im Zuge neuerer Entwicklungen auf diesem Gebiet wurde ein System zur Steuerung der Fahrzeuggeschwindigkeit vorgeschlagen, bei dem unter anderem der Abstand zwischen einem ersten Fahrzeug und einem diesem ersten Fahrzeug vorausfahrenden anderen Fahrzeug überwacht wird, so daß das erste Fahrzeug dem vorausfahrenden Fahrzeug automatisch und gemäß dem festgestellten Abstand folgen kann, ohne daß die Gefahr einer Kollision besteht.
  • Ein derartiges System, durch das die Fahreigenschaften eines Fahrzeugs erheblich verbessert werden, ist in den veröffentlichten japanischen Patentanmeldungen Nr. 55-86000 und 56-10044 genauer beschrieben.
  • Die zuletztgenannte Patentanmeldung bezieht sich auf eine Hardware, die für neuere Systeme, einschließlich Systeme nach dieser Erfindung, geeignet ist. Die Drosselklappe eines Motors kann mit Hilfe einer Welle verschwenkt bzw.
  • gedreht werden, die sowohl vom Gaspedal als auch von einem Schrittmotor des Reisesteuersystems angetrieben werden kann. Ist die Reisesteuerung nicht in Betrieb, so wird die Position der Drosselklappe und damit die vom Motor gelieferte Leistung allein und direkt unter Zuhilfenahme des Gaspedals eingestellt. Bei Betrieb der Reisesteuerung wird dagegen eine Magnetspulenkupplung aktiviert, um die Drosselklappenwelle mit dem Schrittmotor zu verbinden, mit dessen Hilfe dann die Position der Drosselklappe eingestellt bzw. nachgestellt werden kann, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit vom ursprünglichen Wert am Anfang der Reisesteuerung abzuweichen beginnt.
  • Da die Fahrzeuggeschwindigkeit auf der Grundlage des gemessenen Fahrzeugzwischenabstands zum vorhergehenden Fahrzeug gesteuert wird, besitzt ein System der oben beschriebenen Art den Nachteil, daß bei einer ungenauen Messung des Fahrzeugzwischenabstands auch nur eine ungenaue Steuerung der Fahrzeuggeschwindigkeit erfolgt.
  • Ein weiteres vorgeschlagenes System erkennt, daß das Fahrzeug durch eine Kurve fährt oder dreht, wenn das Steuerrad um einen Winkel gedreht wird, welcher einen vorbestimmten Winkel überschreitet. Dieses System hält die Fahrzeuggeschwindigkeit sb- lange konstant, wie das Fahrzeug in der Kurve verbleibt. Das genannte System ist iWder japanischen Patentanmeldung Nr. 58-43009 genauer beschrieben. Ihr Inhalt wird ebenfalls durch Bezugnahme in die Anmeldungsunterlagen mit aufgenommen.
  • Bei einem derartigen konventionellen System tritt jedoch noch ein Problem auf. Da es Kurven nur auf der Grundlage der Größe des Steuerwinkels erfaßt, ist es notwendig, einen Referenzsteuerwinkel vorzugeben bzw. festzusetzen, anhand dessen festgestellt werden kann, ob sich das Fahrzeug in einer Kurve befindet oder nicht. Beim Fahren auf Autobahnen sollte der Referenzsteuerwinkel relativ klein sein, da Kurven dort üblicherweise eine großen Radius haben und nur schwach gekrümmt sind. Beim Fahren auf normalen Straßen sollte der Referenzsteuerwinkel aller- dings groß genug sein, um sicherzustellen, daß normale Lenkkorrekturen, Fahrspuränderungen und dergleichen nicht als das Durchfahren ausgedehnter Kurven interpretiert werden.
  • Unabhängig davon, wie sorgfältig der voreingestellte Referenzsteuerwinkel ausgewählt ist, wird das konventionelle Reisesteuersystem jedoch des öfteren nicht in der Lagesein, die Fahrzeugsteuerung hinreichend genau auszuführen.
  • Bei einigen speziellen schwachen Kurven bzw. Kurven mit großem Radius, beispielsweise Autobahnkurven, wird deren Krümmung nicht erkannt, so daß die Fahrzeuggeschwindigkeit weiterhin auf der Grundlage des Abstandes zwischen dem Fahrzeug und z. B. leblosen Objekten am Straßenrand, welche in den vorwärts gerichteten Strahl des Entfernungsmeßsystems des Fahrzeugs fallen, gesteuert wird. Auf Straßen mit zwei Spuren werden darüber hinaus geringe Lenkbewegungen des öfteren und unnötigerweise zu einer konstanten Fahrzeuggeschwindigkeit führen, wodurch in gefährlicher Weise das Ansprechverhalten des unter Kontroile eines Fahrers stehenden Fahrzeugs verlängert wird.
  • Ausgehend von dem genannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung und ein Verfahren zur automatischen Steuerung der Fahrzeuggeschwindigkeit zu schaffen, derart, daß noch eine hinreichende Steuerung der Fahrzeuggeschwindigkeit sichergestellt ist, wenn das Fahrzeug durch eine Kurve fährt.
  • Diese Aufgabe wird einrichtungsseitig dadurch gelöst, daß erste Mittel zur Detektion eines Fahrzeugzwischenabstands zwischen dem ersten Fahrzeug und einem vor dem ersten Fahrzeug fahrenden anderen Fahrzeug sowie zur Ausgabe eines entsprechenden ersten Signals, zweite Mittel zur Detektion der Geschwindigkeit des ersten Fahrzeugs sowie zur Ausgabe eines entsprechenden zweiten Signals, dritte Mittel zur Berechnung eines Sicherheitsabstands zwischen den Fahrzeugen in Übereinstimmung mit der durch die zweiten Mittel detektierten Fahrzeuggeschwindigkeit, vierte Mittel zur Berechnung einer Zunahme oder Abnahme einer einregulierten Fahrzeuggeschwindigkeit, um den detektierten Abstand zwischen den Fahrzeugen in Übereinstimmung mit dem berechneten Sicherheitsabstand zu bringen, fünfte Mittel zur Steuerung des Öffnungswinkels der Drosselklappe eines Motors des ersten Fahrzeugs entsprechend der sich ergebenden Zunahme oder Abnahme, sechste Mittel zur Detektion eines Steuerwinkels, um den ein Steuerrad des ersten Fahrzeugs gedreht wird, sowie zur Ausgabe eines entsprechenden Steuerwinkel-Signals, auf das erste Signal der ersten Mittel ansprechende siebte Mittel, die ein Signal ausgeben, wenn durch sie detektiert wird, daß die Änderung des Fahrzeugzwischenabstandes einen vorbestimmten Wert erreicht hat, und achte Mittel zur Berechnung einer Zeitperiode, über die die Fahrzeuggeschwindigkeit konstant zu halten ist, in Übereinstimmung mit der durch die sechsten Mittel detektierten Größe des Steuerwinkels, und zur Ausgabe eines Befehlssignals zu den vierten Mitteln nur für die berechnete Zeitperiode nach Empfang des oben genannten Signals von den siebten Mitteln vorhanden sind, wobei das Befehlssignal die vierten Mittel veranlaßt, eine Nullrate der Zunahme zu berechnen und die Fahrzeuggeschwindigkeit bei Vorhandensein des Befehlssignals dadurch konstant gehalten wird.
  • Verfahrensseitig wird die Aufgabe durch folgende Schritte gelöst: Überwachung des Fahrzeugzwischenabstands zwischen einem ersten Fahrzeug und einem zweiten vorauseilenden Fahrzeug, Überwachung der Geschwindigkeit des ersten Fahrzeugs, Berechnung eines Sicherheitsabstandes zwischen den Fahrzeugen auf der Grundlage der Fahrzeug- qç,cllwill(l.igkeit, Überwachung der Winkelposition des Steuerrades des ersten Fahrzeugs, Detektieren, ob das erste Fahrzeug in eine Kurve hineinfährt, wenn wenigstens eines von ersten und zweiten Kriterien erfüllt ist und das ererste Kriterium darin besteht, daß der Abweichungswinkel des Steuerrades von einer Ruhe- bzw. Geradeausposition einen vorbestimmten Steuerwinkel überschreitet und das zweite Kriterium eine abrupte Änderung des überwachten Fahrzeugzwischenabstands ist, Konstanthaltung der Fahrzeuggeschwindigkeit über eine vorbestimmte Zeitperiode, nachdem das erste Mal detektiert worden ist, daß das erste Fahrzeug in einer Kurve hineinfährt, und Einstellung der Fahrzeuggeschwindigkeit, um den überwachten Fahrzeugzwischenabstand auf den Sicherheitsabstand zu bringen, wenn nicht detektiert wird, daß das erste Fahrzeug in eine Kurve hineinfährt.
  • Die Zeichnung stellt Ausführungsbeispiele der Erfindung dar. Es zeigen: Fig. 1 ein vereinfachtes Funktionsblockschaltbild des Reisesteuersystems nach der vorliegenden Erfindung, Fig. 2 ein vereinfachtes Schaltdiagramm des Reisesteuersystems nach einer bevorzugten Ausführung, Fig. 3 ein Flußdiagramm des Reisesteuersystems nach Fig. 2 zur Erläuterung seiner Betriebsweise, Fig. 4A, 4B ein detaillierteres Flußdiagramm des Schritts 190 nach Fig. 3, und Fig. 5 ein detaillierteres Flußdiagramm des Schritts 420 in Fig. 4B.
  • In Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines Reisesteuersystems nach der Erfindung dargestellt, das Mittel 1 zur Detektion eines Fahrzeugzwischenabstands, Mittel 3 zur Detektion der Fahrzeuggeschwindigkeit und einen Steuerwinkeldetektor 5 besitzt. Darüber hinaus sind Mittel 9 zur Berechnung eines Sicherheitsabstands zwischen den Fahrzeugen, Mittel 7 zum Detektieren der Änderung des Fahrzeugzwischenabstands und Mittel 15 zur Konstanthaltung der Fahrzeuggeschwindigkeit vorhanden. Mittel 11 dienen zur Steuerung der Zu- bzw. Abnahme der Fahrzeuggeschwindigkeit, während Mittel 13 zur Steuerung des Öffnungswinkels der Drosselklappe des Fahrzeugmotors dienen.
  • In Fig. 2 ist die Hardware-Konstruktion eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung dargestellt. Sie enthält einen Sensor 1 zur Überwachung des Fahrzeugzwischenabstands zwischen dem ersten Fahrzeug, in dem das Reisesteuersystem gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung eingebaut ist und betrieben wird, und einem anderen Fahrzeug, das vor dem genannten ersten Fahrzeug fährt. Der Sensor 1 liefert ein erstes Ausgangssignal, das dem detektierten Fahrzeugzwischenabstand entspricht. Ein weiterer Sensor 18 dient zur Überwachung der Fahrzeuggeschwindigkeit und zur Lieferung eines entsprechenden zweiten Signals. Ein Vorgabe- bzw. Einstellschalter 19 stellt den gerade vorhandenen Fahrzeuggeschwindigkeitswert als gewünschte Reisegeschwindigkeit ein und löst den Betrieb der Fahrzeuggeschwindigkeitssteuerschaltung aus, wenn er gedrückt bzw. betätigt wird, während sich die Fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb eines Reisegeschwindigkeitsbereichs befindet. Ein anderer Sensor 21 überwacht den Öffnungswinkel einer Drosselklappe und liefert ein entsprechendes Ausgangssignal davon. Ein Steuerwinkelsensor 22 detektiert die Winkelposition des Steuerrades und liefert chenfalls ein zugeordnetes Ausgangssignal (Steuerwinkel Slqncil ) I)(.r St.euerwinkelsellsor 22 ist ausführlich in den US-Patentanmeldungen Nr. 580 174 und Nr. 580 175 beschrieben, deren Inhalt durch Bezugnahme in die Anmeldungsunterlagen mit aufgenommen wird. Ein Mikrocomputer 23 bzw. Mikroprozessor führt ein weiter unten beschriebenes Unterbrechungsprogramm aus, welches die oben genannten Ausgangssignale der Sensoren 1, 18, 19, 21 und 22 verarbeitet. Der Mikrocomputer 23 besitzt ein Eingangs/-Ausgangs-Tor 31, eine zentrale Prozessoreinheit 25 (CPU), einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff 27 (RAM) und einen Nur-Lesespeicher 27 (ROM). Eine Steuereinrichtung 13 dient zur Einstellung des Drosselklappen-Öffnungswinkels.
  • Die Arbeitsweise der bevorzugten Reisesteuereinrichtung nach der Erfindung wird nachfolgend anhand eines in Fig. 3 dargestellten Flußdiagramms eines Mikroprozessors näher erläutert. Dieses Flußdiagramm gemäß Fig. 3 wird bei Empfang eines Unterbrechungssignals durchlaufen, das bei einer konstanten Fahrzeuggeschwindigkeit erzeugt wird.
  • Wird das Unterbrechungssignal erhalten, so bestimmt die CPU 25 in Schritt 100 zunächst, ob der Vorgabeschalter 19 geschlossen ist. Ist der Vorgabeschalter 19 offen, befindet er sich also in AUS-Stellung, so geht das Programm nach Schritt 150 und endet, da das System keine Fahrzeuggeschwindigkeitssteuerung durchzuführen braucht.
  • Stellt dagegen die CPU 25 im Schritt 100 fest, daß der Vorgabeschalter 19 geschlossen ist, dieser sich also in seinem EIN-Zustand befindet, und daß dies der erste Zyklus bei der Ausführung des Programms ist, seit der Vorgabeschalter 19 geschlossen wurde, so wird die Geschwindigkeitssteuerungs-Anfangssequenz 110 ausgeführt. Zunächst wird dabei die tatsächlich vorhandene Fahrzeuggeschwindigkeit S, beispielsweise die durch den Sensor 18 angezeigte Fahrzeuggeschwindigkeit, in einem folgenden Schritt 120 als Vorgabegeschwindigkeit Sg gespeichert. Sie dient als Ziel bzw. Soll-Größe für das Reisegeschwindigkeits-Steuersystem. In Schritt 130 wird eine nicht dargestellte KupE)-lung betätigt, um den Ausgang einer DrosselklappenöfEnungswinkel-Steuereinrichtung 13 auf eine nicht dargestellte Verbindungsstange zu übertragen, damit, falls erforderlich, der Öffnungswinkel der Drosselklappe so eingestellt werden kann, daß das Fahrzeug auf der vorgegebenen Geschwindigkeit S0 gehalten wird und für den Fahrzeugführer keine Veranlassung besteht, das Gaspedal zu betätigen.
  • Diese schaltungstechnische Ausbildung bzw. Hardware ist in der bereits erwähnten japanischen Patentanmeldung Nr. 56-10044 ausführlich beschrieben. In dem letzten Anfangssequenzschritt 140 wird schließlich ein Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuerkennzeichen gesetzt, wonach das Programm anschließend nach Schritt 150 geht.
  • In Schritt 150 ermittelt die CPU 25, ob die Fahrzeuggeschwindigkeitssteuerung ausgeführt wird (z. B., ob das oben genannte Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuerkennzeichen gesetzt worden ist). Stellt die CPU 25 fest, daß die Fahrzeuggeschwindigkeitssteuerung ausgeführt wird, so geht das Programm nach Schritt 160, indem die CPU 25 ermittelt, ob entweder ein Bremsmechanismus oder eine Kupplung von einem automatischen oder nichtautomatischen Getriebe betätigt worden sind. Stellt die CPU 25 fest, daß weder die Bremse noch das Getriebe in Betrieb sind, so geht das Programm nach Schritt 790, in welchem die Fahrzeugbeschleunigungs- bzw. -verzögerungssteuerung (Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit bzw. Abnahme der Fahrzeuggeschwindigkeit) ausgeführt werden. Für den Fall, daß die CPU 25 eine Betätigung der Bremsen feststellt oder ermittelt, daß durch die Kupplung das Getriebe vom Motor getrennt ist (Schritt 160), geht das Programm nach Schritt 170, in dem das oben genannte Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuerkennzeichen rückgesetzt wird. Anschließend geht das Programm nach Schritt 180, in welchem die bereits oben ge- nannte Drosselklappenkupplung ausgerückt wird. Danach endet das Programm.
  • Die Steuerung der Geschwindigkeitszunahme bzw. -abnahme (Beschleunigung/Verzögerung) wird, wie bereits erwähnt, in Schritt 190 durchgeführt und wird nachfolgend detailliert unter Bezugnahme auf die Fig. 4A und 4B erläutert.
  • Das Programm erreicht zunächst Schritt 200 in Fig. 4A, in welchem die CPU 25 die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit S liest, die vom Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 18 geliefert wird. Im nächsten Schritt 210 ermittelt die CPU 25, ob die vorhandene Fahrzeuggeschwindigkeit S innerhalb eines konstanten Geschwindigkeitsbereichs von 30 bis 120 km/h liegt. Fällt die vorhandene Fahrzeuggeschwindigkeit S in diesen genannten Geschwindigkeitsbereich in Schritt 210, so geht das Programm nach Schritt 240, in welchem ein Sicherheitsabstand Do bzw. Fahrzeugabstand in Übereinstimmung mit der vorhandenen Fahrzeuggeschwindigkeit S errechnet wird. Anschließend erreicht das Programm Schritt 250. Ist die vorhandene Fahrzeuggeschwindigkeit 5 größer als 120 km/h oder kleiner als 30 km/h (S >120 kin/h oder S < 30 km/h) in Schritt 210, so erreicht das Programm Schritt 220, in welchem das oben genannte Steuerkennzeichen zurückgesetzt wird. Im folgenden Schritt 230 wird ein Entkupplungsbefehl ausgegeben, um die Drosselklappenkupplung auszurücken. Im nächsten Schritt 235 wird ein Zählregister N gelöscht bzw. auf Null zurückgesetzt (N e 0), dessen Zählwert die verstrichene Zeit vom Auftreten einer abrupten Änderung des Fahrzeugzwischenabstands repräsentiert. Die Fahrzeuggeschwindigkeitssteuerung ist damit beendet. Das Unterbrechungsprogramm wird im nächsten Schritt verlassen.
  • In Schritt 250 wird ein zuvor gemessener Fahrzeugzwischenabstand Dn in einem Halteregister Di zum späteren Gebrauch gespeichert. Im nachfolgenden Schritt 260 wird der aktuelle bzw. laufende Fahrzeugzwischenabstand Dn vom Sensor J als Ersatz für denjenigen Wert ausgelesen, der. in Schritt 250 gespeichert worden ist. Die Differenz ADni zwischen diesen zwei Werten Dn und Di wird dann in Schritt 270 berechnet. Diese Größe stellt die Änderungsrate des Fahrzeugzwischenabstands dar.
  • In Schritt 275 liest bzw. erfaßt die CPU 25 die aktuelle bzw. gerade vorhandene Steuerradposition vom Steuerwinkelsensor 22.
  • In Schritt 280 vergleicht die CPU 25 den Absolutwert der Änderung ADni des Fahrzeugzwischenabstands, berechnet in Schritt 270, mit einem vorbestimmten Abstand Dk, der z. B. 5 m betragen kann. IstiADni< Dk, so geht das Programm nach Schritt 300. Ist dagegen ) LDni lr 2 Dk, was beispielsweise dann der Fall ist, wenn die CP£J 25 eine abrupte Änderung des Fahrzeugzwischenabstands feststellt, so geht das Programm nach Schritt 290. In Schritt 290 wird der Inhalt N eines Zählregisters auf einen von Null verschiedenen Wert N1 gesetzt, wonach das Programm den Schritt 300 erreicht. Mit Hilfe dieses Schritts 300 kann festgestellt werden, ob ein Fahrzeug den Detektionsbereich des Fahrzeugentfernungsmeßsystems abrupt verläßt, so daß plötzlich weit entferntere Objekte anstelle des vorauseilenden Fahrzeugs bei der Messung des Fahrzeugzwischenabstands erfaßt werden Dies passiert häufig im Anfangsbereich von Kurven.
  • Im Schritt 300 bestimmt die CPU 25, ob der Inhalt N des Zählregisters gleich Null oder ungleich Null ist. Hat eine abrupte Änderung des Fahrzeugzwischenabstands, was in Schritt 280 festgestellt wird, stattgefunden, und ist daher der Inhalt N des Zählregisters auf einen Wert N1 in Schritt 290 gesetzt worden, so geht das Programm nach Schritt 303 in Fig. 4B. Ist dagegen N = 0, so folgt als nächstes der Schritt 301 in Fig. 4B.
  • In Schritt 303 bestimmt die CPU 25, ob der Inhalt N des Zählregisters gleich 1 oder ungleich 1 ist. Ist N # 1, so geht das Programm nach Schritt 306, in welchem der Inhalt N des Zählregisters um 1 vermindert wird. Ist dagegen N = 1, so geht das Programm nach Schritt 304. In diesem Schritt 304 vergleicht die CPU 25 den Steuerwinkel Z des Steuerrades mit einem Referenzsteuerwinkel Zo, um zu entscheiden, ob das Fahrzeug mit einer konstanten Fahrzeug geschwindigkeit für eine zusätzliche feste Zeitperiode fahren soll oder nicht. Ist Z - Zo im Schritt 304, wird der Inhalt T eines Zählregisters auf einen von Null verschiedenen Wert T1 in Schritt 305 gesetzt. Anschließend wird der Inhalt N des zugeordneten Zählregisters (in diesem Fall eine 1) in Schritt 306 auf Null herabgesetzt.
  • Durch diese Schritte wird die Fahrzeuggeschwindigkeit für eine zusätzliche Zeitperiode (T1 x Unterbrechungsintervall) konstant gehalten, wenn das Fahrzeug durch eine Kurve fährt, wie durch die Messung des Steuerwinkels Z ermittelt. Wird dagegen in Schritt 304 festgestellt, daß Z <Zo ist, so geht das Programm direkt nach Schritt 306, in welchem der Inhalt N des zugeordneten Zählregisters auf Null gesetzt wird. Nach Durchlaufen des Schritts 306 endet das Programm. Die CPU 25 wartet dann auf die nächste Unterbrechung.
  • Ermittelt die CPU 25 auf der anderen Seite in Schritt 300, daß N = 0 ist, so wird das Programm mit dem Schritt 301 fortgesetzt, in welchem die CPU 25 feststellt, ob der Inhalt T des entsprechenden Zählregisters gleich Null ist oder nicht. Im vorliegenden Fall besitzt der Inhalt T des Zählregisters einen von Null verschiedenen Wert, wodurch angezeigt wird, daß die vorbestimmte Zeitperiode, für die die Fahrzeuggeschwindigkeit konstantzuhalten ist, noch nicht vorüber ist. Ist daher T = 0 im Schritt 301, so geht das Programm nach Schritt 310, um eine Fahrzeuggeschwindigkeitssteuerung durchzuführen, da.es nicht länger erforderlich ist, die Fahrzeuggeschwindigkeit konstantzuhalten.
  • Ist dagegen T # 0 in Schritt 301, so wird der Inhalt T des zugeordneten Zählregisters in Schritt 302 um 1 vermindert (T v T - 1), wonach das Programm endet.
  • Wird dagegen in Schritt 301 ermittelt, daß T = 0, so geht das Programm nach Schritt 310, in welchem die Differenz AD zwischen dem Fahrzeugzwischenabstand Dn zur momentanen Zeit und dem oben beschriebenen Sicherheitsabstand Do berechnet wird. Im folgenden Schritt 320 ermittelt die CPU 25, ob der Absolutwert von AD größer als 1 m ist. Ist dieser absolute Wert von oD nicht größer als 1 m in Schritt 320, so endet das Programm. Im anderen Fall geht das Programm nach Schritt 330, in welchem die CPU 25 feststellt, ob der Wert AD positiv oder negativ ist. Ist in Schritt 330 AD < 0, also z. B. der absolute Wert von ZD größer als 1 m und der Wert von D negativ, so geht das Programm nach Schritt 340. In diesem Schritt 340 wird die Verzögerungsrate auf einen vorbestimmten Wert gesetzt durch Änderung as des Drosselklappenöffnungswinkels um beispielsweise -3°, da sich das Fahrzeug innerhalb des Sicherheitsabstandes (Do - 1 m) dem vorauseilenden Fahrzeug nähert. Anschließend erreicht das Programm den Schritt 400. Ist andererseits AD > 0 in Schritt 330, liegt also der Fahrzeugzwischenabstand noch außerhalb des Sicherheitsabstands (Do + 1 m), so geht das Programm nach Schritt 350, in welchem eine Differenz bzw. Geschwindigkeitsabweichung AS zwischen der momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit S und der gespeicherten Fahrzeuggeschwindigkeit So berechnet wird. Anschließend erreicht das Programm Schritt 360, in welchem die CPU 25 bestimmt, ob die Geschwindigkeitsabweichung AS gleich oder größer als cin konstanter Schwellwert von beispielsweise 5 km/h ist. Ist dies nicht der Fall, so ermittelt die CPU 25 in Schritt 380, ob der absolute Wert der Geschwindigkeitsabweichung #S gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert von beispielsweise 0,5 km/h ist. Wird in Schritt 360 festgestellt, daß AS 5 5 km/h ist, der Fahrzeugzwischenabstand zum vorauseilenden Fahrzeug also größer als Do + 1 m und die Fahrzeuggeschwindigkeit S wenigstens 5 km/h geringer als die vorgespeicherte Fahrzeuggeschwindigkeit So sind, so wird die Beschleunigungsrate in Schritt 370 durch Einstellung eines konstanten Änderungswinkels aS der Drosselklappe von beispielsweise +2° festgesetzt, um die Fahrzeuggeschwindigkeit auf diese Weise zu erhöhen. Anschließend erreicht das Programm wiederum Schritt 400. Wird andererseits in Schritt 380 festgestellt, daß |asl jAS1- 0,5 km/h ist, der Fahrzeugzwischenabstand zum vorauseilenden Fahrzeug also größer als Do + 1 m ist und die Geschwindigkeitsabweichung AS im Bereich 0,5 km/h - S e 5 km/h liegt, so geht das Programm ebenfalls nach Schritt 400, wie später noch beschrieben wird, nachdem eine Beschleunigungsrate bzw. Drosselklappen-Winkeländerung AO im Verhältnis zur Geschwindigkeitsabweichung hS berechnet worden ist, beispielsweise von 3AS.
  • Ist im Schritt 380 ns ( 0,5 km/h, liegen alsp der Fahrzeugzwischenabstand zum vorauseilenden Fahrzeug innerhalb des Bereichs Do + 1 m und die Fahrzeuggeschwindigkeit S innerhalb des konstanten Fahrzeuggeschwindigkeitsbereichs (0,5 km/h) in bezug auf die vorgespeicherte Fahrzeuggeschwindigkeit So, so endet das Unterbrechungsprogramm, da keine spezielle Notwendigkeit besteht, die Fahrzeuggeschwindigkeitssteuerung fortzusetzen.
  • In Schritt 400 wird der momentane Drosselklappen-Öffnungswinkel e gemessen, während im nachfolgenden Schritt 410 ein Ziel-Drosselklappen-Öffnungswinkel io verwendet wird, um die Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechend der in den oben genannten Schritten 340, 370 und 390 erhaltenen Beschleunigungs- bzw. Verzögerungsraten einstellen zu kön- nen. Der Ziel-Drosselklappen-Öffnungswinkel eo wird in Schritt 410 entsprechend der Gleichung Go = e + Ao berechnet. Das Programm geht dann nach Schritt 420, um den Öffnungswinkel Gauf den Ziel-Drosselklappen-Öffnungswinkel Bo zu bringen. Die Einzelheiten in Schritt 420 werden nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 5 näher beschrieben.
  • In Schritt 500, der den ersten Unterschritt des Schritts 420 darstellt, ermittelt die CPU 25, ob die Beschleunigungs- bzw. Verzögerungsrate positiv oder negativ ist. Ist die zugeordnete Winkeländerung aB c o in Schritt 500, gibt der Wert von ne also eine Verzögerung an, so wird zur Verringerung des Öffnungswinkels der Drosselklappe in Schritt 520 eine Einrichtung 13 zur Steuerung des Drosselklappen-Öffnungswinkels so angesteuert, daß durch sie eine Motoreinrichtung in einer dazu geeigneten Rückwärtsrichtung gedreht wird. Ist dagegen Ai > O in Schritt 500, wird durch AG also eine Beschleunigung angezeigt, so wird in Schritt 510 der Motor zur Vergrößerung des Öffnungswinkels der Drosselklappe in Normalrichtung gedreht. Beginnt sich der Motor in den Schritten 510 oder 520 in der jeweils zugeordneten Richtung zu drehen, so erfaßt die CPU 25 in Schritt 530 den momentanen Drosselklappen-Öffnungswinkel G, der ihr von dem Drosselklappen-Öffnungswinkelsensor 21 geliefert wird.
  • Im nächsten Schritt 540 ermittelt die CPU 25, ob ist, ob also der Drosselklappen-Öffnungswinkel innerhalb eines vorbestimmten Winkels BT des Ziel-Drosselkiappenöffnungswinkels Bo liegt. Ist |BO -8 < BTin Schritt 540, so wird in Schritt 550 die Ansteuerung des Motors beendet. Danach endet das Unterbrechungsprogramm. Im anderen Fall wird nach dem Schritt 540 wiederum der Schritt 530 durchlaufen, und zwar so lange, bis der Ziel-Drosselklappen-Öffnungswinkel eo erreicht ist.
  • Bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel erstreckt sich die Zeitperiode, über die die Fahrzeuggeschwindigkeit konstantzuhalten ist, über eine einzelne bzw. eine diskrete Periode, wenn der Steuerwinkel einen vorbestimmten Steuerwinkel überschreitet. Abweichend von diesem Ausführungsbeispiel kann die Zeitperiode aber auch kontinuierlich in Übereinstimmung mit bzw. in Abhängigkeit von der Größe des Steuerwinkels bestimmt werden.
  • Bei der oben beschriebenen Einrichtung bzw. dem beschriebenen Verfahren wird der Fahrzeugzwischenabstand zu einem vorauseilenden Fahrzeug detektiert. Die Fahrzeuggeschwindigkeit des nacheilenden Fahrzeugs wird entsprechend dem Fahrzeugzwischenabstand gesteuert, so daß das nacheilende Fahrzeug dem voreilenden Fahrzeug automatisch und in einem Sicherheitsabstand folgend kann. Die Fahrzeuggeschwindigkeit wird in Übereinstimmung mit der Größe des Steuerwinkels des Steuerrades in dem Fall beibehalten, in dem sich der Fahrzeugzwischenabstand schnell ändert. In diesem Fall wird keine Anpassung der Fahrzeuggeschwindigkeit vorgenommen, sondern diese über eine feste Periode konstantgehalten, nachdem die abrupte Änderung des Fahrzeugzwischenabstands aufgetreten ist. Durch die erfindungsgemäße Einrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren wird vermieden, daß die feste Fahrzeuggeschwindigkeit unnötig lange beibehalten wird, wie es beispielsweise bei konventionellen Systemen und Verfahren nach dem Stand der Technik der Fall ist. Dort wird nur auf der-Grundlage der Größe des Steuerwinkels über eine Konstanthaltung der Fahrzeuggeschwindigkeit entschieden.
  • Die Einrichtung und das Verfahren nach der Erfindung verhindern dagegen eine Reaktionsverzögerung der Fahrzeuggeschwindigkeitssteuerung, nachdem plötzlich ein anderes Fahrzeug vor dem in Rede stehenden Fahrzeug erscheint, und erlauben darüber hinaus eine geeignete automatische Verfolgung eines voraneilenden Fahrzeugs auf jedem Straßentyp.

Claims (4)

  1. - Einrichtung und Verfahren zur automatischen Steuerung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs Patentansprüche 1. Einrichtung zur automatischen Steuerung der Geschwindigkeit eines ersten Fahrzeugs, g e k e n n -zeichnet durch a) erste Mittel (1) zur Ermittlung eines Abstands zwischen dem ersten Fahrzeug und einem vorausfahrenden anderen Fahrzeug sowie zur Ausgabe eines entsprechenden ersten Signals, b) zweite Mittel (3, 18) zur Ermittlung der Geschwindigkeit des ersten Fahrzeugs sowie zur Ausgabe eines entsprechenden zweiten Signals, c) dritte Mittel (9, 23) zur Berechnung eines Sicherheitsab standes zwischen den Fahrzeugen in Abhängigkeit von der durch die zweiten Mittel (3, 18) ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeit, d) vierte Mittel (11,23) zur Berechnung einer Änderung der eingestellten Fahrzeuggeschwindigkeit, um den ermittelten Abstand zwischen den Fahrzeugen in Ubereinstimmung mit dem berechneten Sicherheitsabstand zu bringen, e) fünfte Mittel (13) zur Steuerung des öffnungswinkels der Drosselklappe des Motors des ersten Fahrzeugs entsprechend der Änderung, f) sechste Mittel (5, 22) zur Ermittlung des Steuerwinkels, um den das Steuerrad des ersten Fahrzeugs gedreht wird sowie zur Ausgabe eines entsprechenden Steuerwinkel-Signals, g) auf das erste Signal der ersten Mittel (1) ansprechende siebte Mittel (7, 23), die ein Änderungssignal erzeugen, wenn der Fahrzeugabstand einen vorbestimmten Wert erreicht und durch h) achte Mittel (15, 23), die eine Zeitperiode, über die die Fahrzeuggeschwindigkeit konstant zu halten ist, in übereinstimmung mit der durch die sechsten Mittel (5, 22) ermittelten Größe des Steuerwinkels errechnen und ein Befehlssignal nur für die berechnete Zeitperiode nach Empfang des obengenannten Signals von den siebten Mitteln (7, 23) an die vierten Mittel (11, 23) abgeben, das die vierten Mittel (11, 23) veranlaßt, eine Nullrate der Beschleunigung zu berechnen, so daß die Fahrzeuggeschwindigkeit bei Vorhandensein des Befehlssignals konstant gehalten wird.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die achten Mittel (15, 23) das Befehlssignal an die vierten Mittel (11, 23) ausgeben, wenn der ermittelte Steuerwinkel einen vorbestimmten Winkel überschreitet.
  3. 3. Verfahren zur automatischen Steuerung der Geschwindigkeit eines ersten Fahrzeugs, g e k e n n z e i c h -n e t d u r c h folgende Schritte: - Überwachung des Abstands zwischen einem ersten Fahrzeug und einem zweiten vorausfahrenden Fahrzeug, -Überwachung der Geschwindigkeit des ersten Fahrzeugs, - Berechnung eines Sicherheitsabstands auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit, - Überwachung der Winkelposition des Steuerrades des ersten Fahrzeugs, - Ermittlung, ob das erste Fahrzeug in eine Kurve hineinfährt, wenn wenigstens eines von zwei Kriterien erfüllt ist, wobei sich das erste Kriterium darauf bezieht, daß der Abweichungswinkel des Steuerrades von der Geradeausposition einen vorbestimmten Steuerwinkel überschreitet und das zweite Kriterium eine plötzliche Änderung des überwachten Fahrzeugabstands betrifft, - Konstanthaltung der Fahrzeuggeschwindigkeit über eine vorbestimmte Zeitperiode, nachdem das erste Mal ermittelt wurde, daß das erste Fahrzeug in eine Kurve hineinfährt, und - Einstellung der Fahrzeuggeschwindigkeit, um den überwachten Fahrzeugabstand auf den Sicherheitsabstand zu bringen, wenn nicht ermittelt wird, daß das erste Fahrzeug in eine Kurve hineinfährt.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die vorbestimmte Zeitperiode verlängert wird, wenn das erste Kriterium erfüllt ist.
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