DE3525927A1 - Vorrichtung und verfahren zum steuern der fahrzeuggeschwindigkeit eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum steuern der fahrzeuggeschwindigkeit eines kraftfahrzeugs

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DE3525927A1
DE3525927A1 DE19853525927 DE3525927A DE3525927A1 DE 3525927 A1 DE3525927 A1 DE 3525927A1 DE 19853525927 DE19853525927 DE 19853525927 DE 3525927 A DE3525927 A DE 3525927A DE 3525927 A1 DE3525927 A1 DE 3525927A1
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Description

Vorrichtung und Verfahren zum Steuern der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs, das einem in derselben Fahrspur voranfahrenden Fahrzeug folgt, wobei der Abstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug gemessen und die Fahrgeschwindigkeit so geregelt wird , daß das Fahrzeug automatisch dem vorausfahrenden Fahrzeug in einem Sicherheitsabstand folgt, wobei dieser entsprechend der laufenden Fahrgeschwindigkeit einge-
richtet wird.
Es sind in der Vergangenheit an einigen Fahrzeugen automatische Steuerungssysteme installiert worden, um die Fahrzeuge mit konstanten, voreinge-
stellten Geschwindigkeiten zu betreiben. Auch sind verschiedene automtische Geschwindigkeitsregelungssysteme vorgeschlagen worden, mit denen die Distanz des Fahrzeugs zu einem beweglichen Objekt, wie beispielsweise einem anderen Fahrzeug, das sich vor dem
betreffenden Fahrzeug bewegt, gemessen wird und die Fahrzeuggeschwindigkeit auf der Basis des gemessenen Abstands so geregelt wird, daß dem voranfahrenden Fahrzeug automatisch mit einem Sicherheitsabstand gefolgt wird, um ein Auffahren auf das voranfahrende Fahrzeug
^O zu vermeiden und um den Fahrkomfort zu erhöhen.
Solche Vorrichtungen sind in der JP-OS 55-86000 beschrieben worden.
In der genannten Veröffentlichung mißt die Vorrichtung den Abstand zu dem anderen Fahrzeug, das sich vor dem betreffenden Fahrzeug bewegt, und regelt die Fahrgeschwindigkeit auf der Grundlage des Meßergebnisses.
Um auf diese Weise eine geeignete Fahrgeschwindigkeitsregelung zu erzielen, ist es notwendig, die Anwesenheit des anderen Fahrzeugs, das sich vor dem betreffenden Fahrzeug in der gleichen Fahrspur bewegt, genau zu ermitteln. Das dem betreffenden Fahrzeug voranfahrende Fahrzeug wird nachfolgend als Vorderfahrzeug bezeichnet.
In der in der genannten Veröffentlichung beschriebenen Vorrichtung wird eine Radareinheit als Einrichtung zum überwachen der Anwesenheit des Vorderfahrzeugs und zum Messen des Abstands zu diesem verwendet.
Da jedoch die Radareinheit eine elektromagnetische Welle als Meßmedium verwendet, die eine hochlineare Richtwirkung hat, ist der Erfassungsbereich der ! Radareinheit im wesentlichen auf eine schmale Vorwärtsfahrrichtung des Fahrzeugs begrenzt. Wenn sich das Fahrzeug auf einer kurvigen Straße mit einem gewissen Krümmungsradius bewegt, dann kann die Radareinheit fälschlicherweise die Anwesenheit eines anderen Fahrzeugs ermitteln, das sich auf einer benachbarten Fahrspur befindet. Eine geeignete Regelung der Fahrgeschwindigkeit läßt sich mit einer solchen fehlerhaften Regelung auf der Grundlage eines falsch gemessenen Ergebnisses des Fahrzeugabstandes nicht durchführen.
Angesichts des vorerwähnten Problems liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Regeln der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs anzugeben, das einem vorausfahrenden Fahrzeug mit einem Sicherheitsabstand automatisch folgt, das mit Sicherheit verhindert, daß das Fahrzeug einem solchen folgt, das sich nicht in derselben Fahrspur befindet.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich der Vorrichtung durch die im Patentanspruch 1, hinsichtlich des Verfahrens durch die im Patentanspruch 11 beschriebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Vorrichtung sind Gegenstand der Unternsprüche.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen gleiche Elemente jeweils mit übereinstimmenden Bezugszeichen bezeichnet sind, näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer J bevorzugten Ausführungsform einer Vorrichtung zum Regeln der Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeugs nach der vor- ' liegenden Erfindung;
Fig. 2 ein vereinfachtes Blockschaltbild von zwei Radareinheiten in Fig. 1;
Fig. 3 bis 7 verschiedene Diagramme zur Erläuterung einer Theorie der Ermittlung eines vorausfahrenden Fahrzeugs bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2;
Fig. 8 ein Flußdiagramm der Arbeitsweise der Vorrichtung nach Fig. 1;
AO
Fig. 9(A) und 9(B) zusammen ein detailliertes Flußdiagramm in einem Schritt 190 in Fig. 8 des Systems nach Fig. 1;
Fig. 10 ein Betriebsflußdiagramm zur Regelung eines Drosselklappenöffnungswinkels in einem Schritt 420 in Fig. 9(B) der Vorrichtung nach Fig. 1 und
Fig. 11 ein Diagramm zur Erläuterung des Fahrgeschwindigkeitsregelbetriebes in der Vorrichtung nach Fig. 1.
Die Vorrichtung nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 1 enthält im wesentlichen: erste und zweite Radareinheiten 16, 17; einen Fahrgeschwindigkeitssensor 18; einen Einstellschalter 19 zum Inbetriebsetzen einer Fahrgeschwindigkeitsregelung; einen Drosselklappenöffnungswinkelsensor 21; einen Steuerwinkelsensor 22 zum Ermitteln des Steuerwinkels am Lenkrad des Fahrzeugs; einen Bremsschalter 15A; einen Getriebekupplungsschalter 15B; eine Alarmeinheit 33; und einen Mikrocomputer 23 zum ! Regeln der Fahrgeschwindigkeit durch Veränderung des Öffnungswinkels der Drosselklappe der Maschine (nicht dargestellt) über eine Drosselklappensteuereinrichtung 32 in Übereinstimmung mit dem Verarbeitungsergebnis gemäß einem Flußdiagramm, das später noch beschrieben wird.
Es sei hervorgehoben, daß der Mikrocomputer 23 eine CPU, ein ROM, ein RAM und eine Eingabe/Ausgabeeinheit 31 enthält.
Die ersten und zweiten Radareinheiten 16, 17 enthalten Impulsdopplerradargeräte,wie in Fig. 2 gezeigt. Die ersten und zweiten Radareinheiten 16, 17 enthalten: Sendetriggerkreise 35,37; Impulsmodulatoren 39, 41; Antennen 43, 45; Empfangskreise 47, 49; und einen Oszillator 51, der beiden Radareinheiten 16, 17 gemeinsam ist.
Die erste Radareinheit 16 mißt eine Distanz D von dem Fahrzeug, z.B. von der Antenne 43 zu einem reflektierenden Objekt auf der Grundlage der Zeitdifferenz zwischen der Aussendung und dem Empfang einer elektromagnetischen Welle, beispielsweise Licht, die mit hoher Impulsfrequenz ausgesendet wird und von dem angestrahlten Objekt reflektiert wird. Daraus wird ein Dopplersignal Z. gewonnen, das eine Frequenz hat, die der Geschwindigkeitskomponente des reflektierenden Objekts gegenüber der Antenne 43 proportional ist. Weiterhin gibt die zweite Radareinheit 17 ein Dopplersignal Z_ ab, das eine Geschwindigkeitskomponente des reflektierenden Objekts y in Bezug auf die Antenne 45 beinhaltet.
t Um eine genaue Ermittlung des Abstandes vom Fahrzeug zum Vorderfahrzeug sicherzustellen, bestimmt die Vorrichtung nach dieser Ausführungsform die Anwesenheit des Vorderfahrzeugs, das sich in derselben Fahrspur befindet, aus anderen reflektierenden Objekten, die durch die ersten und zweiten Radareinheiten beobachtet werden.
Nachfolgend wird eine detaillierte Beschreibung der Theorie der Detektion auf einer Fahrspur einer Straße gegeben.
In der JP-OS 59-79874 ist ein System beschrieben, bei dem eine Phasendifferenz zwischen den Dopplersignalen, die von den zwei Radareinheiten für ein reflektierendes Objekt mit Bezug auf ihre Antennen abgeleitet werden, differenziert wird, indem der Distanzwert zwischen dem Fahrzeug und dem reflektierenden Objekt und eine Stärke der differenzierten Phasendifferenz dazu verwendet werden, zu ermitteln, daß eine Wahrscheinlichkeit besteht, daß das Fahrzeug mit dem reflektierenden Objekt kollidieren wird.
Eine detaillierte Beschreibung einer Theorie der Ermittlung einer Kollisionswahrscheinlichkeit wird nachfolgend gegeben.
15
Wie Fig. 3 zeigt, ist das Fahrzeug 61 mit einem Paar Antennen 63, 65 der zwei Radareinheiten an der Front des Fahrzeugs ausgerüstet.
Der differenzierte Wert der Phasendifferenz wird groß, wenn die Abweichung des reflektierenden Objekts' von einer Hyperbel, die durch die Lagen der zwei Antennen 63 und 65 als die zwei Festpunkte angegeben ! wird, groß wird, mit anderen Worten, proportional zu einer vertikalen Ablenkung (Versatzwert W) des reflektierenden Objekts in Bezug auf eine Mittenachse 0, die mit der Fahrzeugbewegungsrichtung übereinstimmt. Das in dem obengenannten Dokument beschriebene System verwendet die obenbeschriebene Theorie, um zu bestimmen, daß eine geringe Kollisionswahrscheinlichkeit mit dem reflektierenden Objekt besteht, wenn der differenzierte Wert der Phasendifferenz einen vorbestimmten Bezugswert übersteigt, und daß die Gefahr einer Kollision mit dem reflektierenden Objekt besteht, wenn der Wert der Phasendifferenz den Bezugswert nicht übersteigt.
Auf den Inhalt der vorgenannten Druckschrift sei hier verwiesen.
Es sei nun angenommen, daß das reflektierende 5
Objekt in der Mittenachse 0 des Fahrzeugs 61 liegt, wie durch den Buchstaben C in Fig. 3 dargestellt. In diesem Falle ist die Phasendifferenz zwischen den zwei Dopplersignalen VR und V, im wesentlichen 0, so daß der differenzierte Wert der Phasendifferenz dementsprechend ebenfalls im wesentlichen 0 (minimal) ist. Wenn ein solches Merkmal, wonach der differenzierte Wert der Phasendifferenz groß im Verhältnis zu dem Versatzwert W ist, verwendet wird, dann zeigt der Versatzwert W, der beispielsweise 1,8 m übersteigt, an, daß das reflektierende Objekt ein weiteres Fahrzeug ist, das sich auf einer benachbarten Fahrspur der Straße bewegt, wobei vorausgesetzt wird, daß die Breite jeder Fahrspur gewöhnlich 3,5 m beträgt und sich das Fahrzeug 61 im weu sentlichen in der Mitte einer Fahrspur bewegt.
Die Bestimmung der Fahrspur, auf der das andere Fahrzeug sich bewegt, kann daher durch den Vergleich des differenzierten Wertes der Phasendifferenz ΔΌ auf der Grundlage des Meßergebnisses mit dem Vergleichswert zum Bestimmen der Fahrspur ausgeführt werden, da der differenzierte Phasendifferenzwert, der 1,8 m entspricht, als Bezugswert bestimmt ist.
Um die Bestimmung der Fahrspur des anderen Fahrzeugs auf der Grundlage der obenbeschriebenen Theorie auszuführen, werden die obenbeschriebenen Bezugswerte (ai, bi, ei) in Bezug auf die entsprechenden Distanzen D vom Fahrzeug 61 zum reflektierenden Objekt mit einem Krümmungsradius als Parameter
zuvor in einem Speicher, wie beispielsweise in Fig.4 gezeigt, gespeichert. Das andere Fahrzeug, das sich auf der gleichen Fahrspur bewegt, wird nachfolgend als Vorderfahrzeug bezeichnet.
5
Wie Fig. 5 zeigt, gibt ai einen unteren Grenzwert des differenzierten Phasendifferenzwertes B an, bis zu welchem das System die Anwesenheit des Vorderfahrzeugs bestimmen kann, das sich auf derselben Fahrspur bewegt, bi gibt einen oberen Grenzwert für den differenzierten Phasendifferenzwert B an, bis zu welchem das System die Anwesenheit des Vorderfahrzeugs auf derselben Fahrspur bestimmen kann und einen unteren Grenzwert des differenzierten Phasendifferenzwertes B bis zu welchem die Vorrichtung die Anwesenheit eines weiteren Fahrzeugs auf einer benachbarten Fahrspur bestimmen kann und ei gibt einen oberen Grenzwert an, bis zu welchem die Vorrichtung die Anwesenheit des anderen Fhrzeugs auf der benachbarten Fahrspur ermitteln kann.
Die Bestimmung, auf welcher Fahrspur ein solches anderes Fahrzeug bewegt, kann durch Vergleich des ί differenzierten Phasendifferenzwertes, der aus dem Meßergebnis der zwei Radareinheiten 16, 17 abgeleitet worden ist, mit jedem der drei Bezugswerte (ai, bi, ei) nach Fig. 4 ausgeführt werden.
Es sei beispielsweise angenommen, daß die Distanz D zum reflektierenden Objekt (vorwärtsfahrendes Fahrzeug), die mittels der ersten Radareinheit 16 ermittelt worden ist, 52 m auf einer geraden Straße (Krümmungsradius unendlich) beträgt und daß der differenzierte Phasendifferenzwert, basierend auf dem Meßergebnis der ersten und zweiten Radareinheiten 16,
A5
gleich B ist. Das Ergebnis der Bestimmung des vorwärtsfahrenden Fahrzeugs ist in der nachfolgenden Tabelle festgehalten:
Tabelle 1
Bedingung Bestimmungsergebnis
ai < B < bi vorausfahrendes Fahrzeug (0)™ ""(14) (in derselben Fahrspur fahrend)
bi < B < ei vorwärtsfahrendes Fahrzeug
(14) (16) (au-f benachbarter Spur
— fahrend) B < ai or B > ei
(0) (16) "usw."
In der Tabelle 1 gibt das Bestimmungsergebnis von"usw." einen Fall an, in welchem ein vorwärtsfahrendes Fahrzeug, das sich vor dem Fahrzeug 61 bewegt, die Fahrspur wechselt, eine der Radareinheiten
16, 17 ausfällt oder eine Mehrzahl anderer vorwärtsfahrender Fahrzeuge vor dem Erfassungsbereich kreuzen, beispielsweise an einer Straßeneinmündung oder -kreuzung. Ein solcher Fall von "usw." ist nicht dazu geeignet, das Fahrzeug weiterhin automatisch dem voranfahrenden Fahrzeug folgen zu lassen.
Es sei festgehalten, daß, wenn die Bezugswerte fei, bi, ei) nach Fig. 4 festgelegt sind, in Graphen aufgezeichnete Daten, die aus aktuellen Versuchen
gewonnen worden sind, verwendet werden müssen, wie in den Fig. 6 und 7 gezeigt.
Fig. 6 zeigt den Verlauf des differenzierten Wertes der Phasendifferenz über der Distanz mit dem Versatzwert W als Parameter in einem Fall, in welchem
der Krümmungsradius der Straße unendlich ist, d.h. wenn das Fahrzeug 61 sich auf einer geradlinigen Fahrspur bewegt.
Fig. 7 zeigt den Verlauf des differenzierten Wertes der Phasendifferenz über der Distanz bei konstantem Versatzwert W mit dem Krümmungsradius R der Fahrspur als Parameter. Wenn eine horizontale Form eines von jeder Radareinheit 16, 17 ausgesandten Laserstrahls im wesentlichen ein Sektor ist, dann kann das reflektierende Objekt (einschließlich des Vorderfahrzeugs und des auf der benachbarten Fahrspur vorausfahrenden Fahrzeugs) erkannt werden, wenn ein Zustand herrscht, der durch die ausgezogenen Linien in Fig. 6 herrscht.
Als nächstes soll eine Betriebsweise der bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Flußdiagramme des Mikrocomputers 23 nach den Fig. bis 10 erläutert werden.
Es sei hervorgehoben, daß solche Schritte, wie sie in den Fig. 8 bis 10 dargestellt sind, als Folge i eines Unterbrechungssignals eingeleitet werden, das eine konstante Periode während des Fahrzeuglaufs hat.
In Fig. 8 bestimmt der Mikrocomputer 23, ob der Einstellschalter 19 nach Fig. 1 betätigt ist (Schritt 100). Wenn der Schalter 19 im Schritt 100 nicht betätigt ist, dann endet die Routine über einen Schritt 150, da die Fahrgeschwindigkeitsregelung durch die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung nicht ausgeführt wird. Wenn der Einstellschalter 19 im Schritt 100 betätigt ist und die Betätigung des Schalters 19 in der laufenden Unterbrechungsverarbeitung zunächst
bestimmt ist, dann wird die zu diesem Zeitpunkt herrschende Fahrgeschwindigkeit als eine Einstellfahrgeschwindigkeit So gespeichert, um eine Konstantfahrgeschwindigkeitsregelung auszuführen, im Falle, daß im Schritt 110 kein Vorderfahrzeug vorhanden ist. Eine Drosselklappenkupplung (nicht dargestellt) der Drosselklappenöffnungswinkel-Steuereinrichtung 32 wird in einem Schritt 120 eingeschaltet, eine Anfangseinstellung der Fahrgeschwindigkeitsregelung wird in einem Schritt 130 ausgeführt, in welchem ein Öffnungswinkel der Drosselklappe auf einen Winkel Oso entsprechend der eingestellten Fahrgeschwindigkeit So eingestellt wird und ein Kennzeichen, das anzeigt, daß der Schalter 19 betätigt worden ist, wird in einem Schritt 140 gesetzt. Die obenbeschriebene Drosselklappenkupplung ist dazu vorgesehen, das Abtriebsteil der Drosselklappenöffnungswinkel-Steuereinrichtung 32 mit einem Verbindungsstab (nicht dargestellt) zu verbinden, der den Öffnungswinkel der Drosselklappe der Maschine unabhängig von der Stellung des Gaspedals des Fahrzeugs" zu verstellen, so daß die Fahrgeschwindigkeit auf der eingestellten Geschwindigkeit ohne Betätigung ! des Gaspedals gehalten werden kann.
Der Mikrocomputer 23 führt eine Beschleunigungs-/ Verzögerungs-Regelung in einem Schritt 190 aus, nachdem im Schritt 150 bestätigt worden ist, daß die Fahrgeschwindigkeitsregelung ausgeführt wird und die Bremse nicht betätigt ist (d.h. ein Bremspedal nicht betätigt ist), was durch den Bremsschalter 15A in Fig. 1 mitgeteilt wird, und eine Getriebekupplung, die der Maschine zugeordnet ist, um die Maschinenleistung auf die Fahrzeugräder zu übertragen, sich nicht im Ausrückzustand befindet,
was durch den Kupplungsschalter 15B in Fig. 1 mitgeteilt wird. Diese Meldungen werden in einem Schritt 160 abgefragt.
Wenn der Mikrocomputer 23 feststellt, daß die Bremse betätigt und/oder die Kupplung ausgerückt ist (Schritt 16O), dann wird das obenerwähnte Kennzeichen rückgesetzt und die Drosselklappenkupplung, die dem Verbindungsstab zugeordnet ist, wird in einem Schrit 180 ausgeschaltet. Dementsprechend endet die vorliegende Unterbrechungsverarbeitung.
Die obenbeschriebene Unterbrechungsverarbeitung, die in Fig. 8 dargestellt ist, wird von der JP-OS 55-86 000 mit Ausnahme des Inhaltes des Schrittes 190 beschrieben. Auf diese Druckschrift sei daher Bezug genommen. Der detaillierte Aufbau der Drosselklappenöffnungswinkel-Steuereinrichtung 32 nach Fig. 1 ist in der JP-OS 56-10 044 beschrieben, auf die hier verwiesen werden soll.
Die Fig. 9(A) und 9(B) zeigen zusammen ein detailliertes Betriebsflußdiagramm innerhalb des I Schrittes 190 von Fig. 8.
In einem Schritt 210 bestätigt der Mikrocomputer
23, daß die augenblickliche Fahrgeschwindigkeit S innerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegt, beispielsweise zwischen 30 km/h und 120 km/h.
In einem Schritt 240 errechnet der Mikrocomputer
23 einen Sicherheitsabstand Do für die augenblickliche Fahrgeschwindigkeit S. Es sei betont, daß wenn S <30 km/h oder S > 120 km/h im Schritt 210 ist, die Routine auf einen Schritt 220 übergeht, wo das
obenbeschriebene Kennzeichen rückgesetzt wird und auf einen Schritt 230, in welchem die Kupplung für die Drosselklappenöffnungswinkel-Steuereinrichtung 32 ausgeschaltet wird. Daher wird die Fahrgeschwindigkeitsregelung aufgehoben.
In einem Schritt 260 liest der Mikrocomputer 23 die Distanz D zu dem reflektierenden Objekt, das beispielsweise durch die erste Radareinheit 16 ermittelt worden ist. In einem Schritt 260 errechnet der Mikrocomputer 23 die Distanzdifferenz AD zwischen der Distanz D und dem Sicherheitsabstand Do. Um zu bestimmen, ob das reflektierende Objekt das Vorderfahrzeug ist, geht die Routine auf einen Schritt 270' über, wo der Mikrocomputer 23 beide Dopplersignale Z. und Z^ von den ersten und zweiten Radareinheiten 16 und 17 liest, um die Phasendifferenz P zu errechnen. In einem Schritt 280 errechnet der Mikrocomputer 23 den differenzierten Wert B der Phasendifferenz P.
Im nächsten Schritt 290 liest der Mikrocomputer 23 einen Steuerwinkel T, der von dem Steuerwinkelsensor 22 ermittelt worden ist. Der Aufbau des Steuerwinkelsensors 22 ist in der US-PS 4 450 438 beispielhaft dargestellt, auf die hier Bezug genommen werden soll. Nach der Berechnung des Krümmungsradius R der Fahrspur, auf der das Fahrzeug sich bewegt (Schritt 300), geht die Routine auf einen Schritt 302 über, um die Fahrspur zu bestimmen, in der sich das reflektierende Objekt befindet, was auf der Grundlage des berechneten Krümmungsradius R durchgeführt wird.
Es sei hervorgehoben, daß die Berechnung des Krümmungsradius R auf der Grundlage des Steuerwinkels T im Schritt 300 nach folgender Gleichung ausgeführt wird:
R=LxHx (1+ FxS2)/T (1)
worin L eine Radbasis ist, die durch das verwendete Fahrzeug bestimmt ist, F einen Stabilitätsfaktor darstellt, ο
der durdidas verwendete Fahrzeug bestimmt ist und H ein Steuerungsgetriebeübersetzungsverhältnis ist, das durch das verwendete Fahrzeug bestimmt ist.
Die obige Gleichung (1) ist in der japanischen
Veröffentlichung Shinpen Jidosha Kogaku Binran
(Handbuch der Automobiltechnik), Bd. 2, S. 2-43 beschrieben.
Außerdem kann der differenzierte Phasendifferenz-15
wert W alternativ berechnet werden, indem die Phasendifferenz P1 und die Distanz D1, die mittels der vorangegangenen Unterbrechungsroutine gewonnen wurden, verwendet werden:
ö " 3D * D - D'
In einem Schritt 302 bestimmt der Mikrocomputer
ob das reflektierende Objekt ein vorausfahrendes ' Fahrzeug von der Fahrspur ist, auf der sich das reflektierende Objekt befindet. Die Anwesenheit des reflektierenden Objekts auf irgendeiner Fahrspur wird durch Vergleich der berechneten Distanz D , des differenzierten Phasendifferenzwertes B und des Krümmungsradius R mit Daten bestimmt, die zuvor in dem ROM 27 in der Form gespeichert worden sind, die in Fig. 4 dargestellt ist, was beispielsweise mit Hilfe einer einfachen Tabellennachschlagtechnik ausgeführt werden kann.
Wenn folglich der Mikrocomputer 23 bestimmt, daß das reflektierende Objekt ein vorausfahrendes Fahrzeug ist, d.h. ein sich nach vorn bewegendes Fahrzeug, das sich auf derselben Fahrspur wie das Fahrzeug 61 befindet, dann geht die Routine zu einem Schritt 304 über, in welchem ein weiteres Kennzeichen rückgesetzt wird, das anzeigt, daß der Mikrocomputer 23 weder bestimmen kann, daß das reflektierende Objekt das Vorderfahrzeug ist, noch daß es ein anderes Fahrzeug ist, das sich auf einer benachbarten Fahrspur befindet. Ein solches Kennzeichen wird nachfolgend als Spurwechselkennzeichen bezeichnet. Danach geht die Routine zu einem Schritt 320 über, um eine Fahrzeugabstandsregelung auszuführen, die sich auf das zuvor bestimmte Vorderfahrzeug bezieht, um das eigene Fahrzeug in einem sicheren Abstand zu dem Vorderfahrzeug zu halten.
In einem Falle, in welchem der Mikrocomputer bestimmt, daß das reflektierende Objekt ein vorausfahrendes Fahrzeug ist, das sich in einer benachbarten Spur zu jener befindet, auf welchem sich das eigene Fahrzeug bewegt, geht die Routine auf ί einen Schritt 306 über, wo das Spurwechselkennzeichen rückgesetzt wird. Danach geht die Routine zu einem Schritt 350 über, in welchem die Fahrgeschwindigkeit auf der eingestellten Geschwindigkeit So aufrechterhalten wird.
Wenn andererseits der Mikrocomputer 23 bestimmen kann, daß weder das reflektierende Objekt ein Vorderfahrzeug ist, noch daß es ein weiteres Fahr zeug ist, das sich in einer anderen Fahrspur befindet (ein solcher Fall entspricht dem "usw." von Tabelle 1), dann geht die Routine zu einem Schritt 308 über,
um die Ursache einer solchen unklaren Bestimmung zu
ermitteln, da der Verdacht besteht, daß ein ungeeigneter Zustand weiterhin bei der automatischen Verfolgung des vorausfahrenden Fahrzeugs wirksam ist. 5
In dem Schritt 308 bestimmt der Mikrocomputer 23, ob das Spurwechselkennzeichen gesetzt oder rückgesetzt ist. Wenn das Spurwechselkennzeichen gesetzt ist, wird ein Register C zur Anzeige einer Zeitdauer, während der das Spurwechselkennzeichen gesetzt ist, um 1 erhöht (C = C + 1), was in einem Schritt 14 stattfindet, da der Mikrocomputer 23 die obenbeschriebenen Zustände nicht mehr ermitteln kann, d.h. der Mikrocomputer 23 hat schon bestimmt, daß der Zustand dem obenbeschriebenen "usw." entspricht, wenigstens vor der laufenden Unterbrechungsverarbeitung. Danach geht die Routine zu einem Schritt über, wo der Mikrocomputer 23 den Wert des Registers C mit einem eingestellten Wert K vergleicht, der von einer gegebenen Zeit (einige Sekunden) abgeleitet wird, die für den Spurwechsel des anderen Fahrzeugs ->benötigt wird, geteilt durch die Unterbrechungszeit der Ausführung des Flußdiagramms nach den Fig. 9(A) ! und 9(B).
Wenn sich im Schritt 316 ergibt, daß OK, dann geht die Routine zu den Schritten 318 und 320 über, wo das Kennzeichen, daß die Fahrgeschwindigkeitsregelung ausgeführt, rückgesetzt wird, wodurch durch eine Alarmeinheit 33 nach Fig. 1 ein Alarm erzeugt wird.
Dies bedeutet, daß eine augenblickliche Situation, die dem Falle eines "usw." entspricht, gewöhnlich als ein solcher Fall betrachtet wird, daß das andere
-^- 3525327
Fahrzeug, das sich vor dem eigenen Fahrzeug bewegt, die Fahrspur wechselt und daß die für den Fahrspurwechsel benötigte Zeit ungefähr einige Sekunden beträgt. Wenn die Dauer , für die das "usw." fortdauert, länger als eine vorbestimmte Zeit ist, dann wird daher die Bedingung, daß der Mikrocomputer den Fall von "usw." bestimmt, nicht von dem Fahrspurwechsel abgeleitet, sondern vom Auftreten der Abnormität in wenigstens einer der beiden Radareinheiten oder ais
"LQ der Tatsache, daß eine Vielzahl anderer Fahrzeuge die Fahrspur vor dem eigenen Fahrzeug kreuzt. Auf diese Weise bestimmt der Mikrocomputer 23, daß augenblicklich eine automatische Verfolgung des voranfahrenden Fahrzeugs unangebracht ist. Wenn C<K im Schritt 316 ist, dann geht die Routine zu dem Schritt 350 über, um das Fahrzeug mit der eingestellten Fahrgeschwindigkeit So zu betreiben. Wenn außerdem das Spurwechselkennzeichen im Schritt 308 rückgesetzt ist, dann wird das Spurwechselkenn-
2Q zeichen in einem Schritt 310 gesetzt und das Register C wird auf einen Anfangswert von "1" eingestellt. Danash geht die Routine zu einem Schritt 350 über.
In einem Schritt 320 wird andererseits ein oc Absolutwert einer Differenz D zwischen dem Sicherheitsabstand Do abgeleitet, im Schritt 260, und dem augenblicklichen Fahrzeugabstand Dn mit einem vorbestimmten Wert von beispielsweise 1 m verglichen. Wenn \ΔΌ\ >1 m im Schritt 320 (NEIN) und ,-Q der Wert von Δ D in einem Schritt 330 sich als negativ herausstellt, dann geht die Routine zu einem Schritt 340 über, wo eine Verzögerungsrate ^Q auf einen vorbestimmten Wert gesetzt wird, um die Fahrgeschwindigkeit S mit einer konstanten Verzögerungsf. rate , die der Abnahme des augenblicklichen Drossel-
au
klappenöffnungswinkels (von beispielsweise -3°, d.h. eine Fläche vom Symbol A nach Fig. 11) entspricht, da das Fahrzeug sich dem ermittelten vorausfahrenden Fahrzeug annähert (Do - 1m).
Wenn andererseits im Schritt 330 der Wert ist, d.h. der Wert von AD positiv ist, dann geht die Routine zu einem Schritt 350 über, wo der Mikrocomputer 23 die Differenz 4S zwischen der Fahrgeschwindigkeit S und der eingestellten Fahrgeschwindigkeit So , d.h. die Geschwindigkeitsabweichung bestimmt. Im nächsten Schritt 360 ermittelt der Mikrocomputer 23, ob AS gleich oder größer als ein vorbestimmter Geschwindigkeitswert (von beispielsweise 5 km/h ist).Wenn i\S>5 km/h, dann geht die Routine auf einen Schritt 370 über, wo die Fahrgeschwindigkeit S mit einer konstanten Beschleunigungsrate ΔΘ gesteigert wird, die einer Vergrößerung des Drosselklappenöffnungswinkels um beispielsweise 2° (eine Fläche von B in Fig. 11) entspricht, da der Fahrzeugabstand zum vorausfahrenden Fahrzeug oberhalb von (Do+1m) liegt, und die Fahrgeschwindigkeit S ist konstant und 5 km/h oberhalb der eingestellten ! Fahrgeschwindigkeit So. Wenn &S<5 km/h und ein Absolutwert von AS gleich oder größer als ein weiterer vorbestimmter Geschwindigkeitswert von beispielsweise 0,5 km/h im Schritt 360 und im nächsten Schritt 380 ist, dann geht die Routine zu einem Schritt 390 über, d.h. der Fahrzeugabstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug ist (Do+1m) und die Geschwindigkeitsabweichung AS liegt innerhalb eines Bereiches von 0,5 km/h bis 5 km/h (0,5 km/hf4S< 5 km/h), die Routine geht zu einem Schritt 390 über, wo der Mikrocomputer 23 einen Wert berechnet, der proportional der Geschwindigkeitsabweichung AS ist
(d.h. 3 S, eine Fläche C nach Fig. 11) (AQ=3xäS) als den Beschleunigungsratenwert ^O und die Routine geht zu einem Schritt 400 über.
Wenn JdD J < 1m im Schritt 320 undJas|<0.5 km/h im Schritt 380 ist, dann endet die Routine, da der Fahrzeugabstand zum voranfahrenden Fahrzeug innerhalb eines Bereiches von Do+_1m und die Fahrgeschwindigkeit S innerhalb eines Bereiches der konstanten Geschwindigkeitsbreite (0,5 km/h) liegen.
Andererseits liest im Schritt 400 der Mikrocomputer 23 den augenblicklichen Öffnungswinkel 9 der Drosselklappe mittels des Sensors 21 nach Fig. 1, um die Fahrgeschwindigkeit S mit der Beschleunigungsoder Verzögerungsrate ΔΘ zu regeln, die mittels einer der Schritte 340, 370 und 390 abgeleitet worden ist.
In einem Sehritt 410 berechnet der Mikrocomputer 23 einen Offnungswinkelzielwert Oo aus dem augenblicklichen Öffnungswinkel Θ, der im Schritt 400 -;' ausgelesen worden ist, nach folgender Gleichung: Oo = 0 + Αθ. ;
Danach geht die Routine zu einem Schritt 420 über, wo der Öffnungswinkel der Drosselklappe so eingestellt wird, daß der Zielwinkel 0o, der im Schritt 410 errechnet worden ist, erhalten wird.
Der Inhalt des Schrittes 420 wird nun detailliert unter Bezugnahme auf Fig. 11 erläutert.
In einem Schritt 500 prüft der Mikrocomputer 23 ObAO)O. Je nachdem, ob die Rate ^O positiv (Beschleunigung) oder negativ (Verzögerung) ist, wird
* ein Motor zum Antrieb der unbeschriebenen Verbindungsstange in unterschiedlichen Drehrichtungen angetrieben, um die Drosselklappe in die voll geöffnete Stellung zu bringen oder zu schließen (Schritte 510, ^ 520). Wenn der Öffnungswinkel 0 der Drosselklappe unter einem konstanten Winkel Q™ in Bezug auf den Zielwinkel Oo in den Schritten 530 und 540 ist, dann hält der Mikrocomputer 23 auf diese Weise den Motor an und die Unterbrechungsverarbeitungsroutine nach den Fig. 9(A) und 9(B) sowie 10 endet. Die Schritte 500 bis 550 in Fig. 10 sind auch in der JP-OS 55-86,000 beschrieben, auf die zuvor schon Bezug genommen worden ist.
Da die Vorrichtung und das Verfahren zum Regeln der Fahrgeschwindigkeit der Art, daß einem vorausfahrenden Fahrzeug automatisch gefolgt wird, ein Paar Radareinheiten verwendet, die am Fahrzeug 61 installiert sind, wird eine Distanz zu einem wellenreflektierenden Objekt auf der Grundlage einer elektromagnetischen Welle gemessen, die von dem Fahrzeug in Vorwärtsrichtung abgestrahlt und von dem Objekt reflektiert werden. Ein Paar Doppler- ' signale werden aus der relativen Bewegung von reflektierendem Objekt und Fahrzeug ermittelt und der differenzierte Wert der Phasendifferenz des Dopplersignals in Bezug auf die Distanz wird mit dem Bezugswert verglichen, entsprechend der Distanz, die entsprechend dem Krümmungsradius der Fahrspur, auf der sich das Fahrzeug bewegt, bestimmt wird, so daß das System ermitteln kann, daß das reflektierende Objekt ein auf derselben Fahrspur vorausfahrendes Fahrzeug ist und es wird das Fahrzeug so gesteuert, daß es diesem vorausfahrenden Fahrzeug in einem Sicherheitsabstand folgt. Es wird verhindert, daß
eine fehlerhafte Geschwindigkeitsregelung auf der Basis eines Abstandes zu einem auf einer anderen Fahrspur fahrenden Fahrzeug ausgeführt wird, beispielsweise bei Kurvenfahrt. Daher wird eine hohe Zuverlässigkeit erreicht.
- Leersei te -

Claims (11)

15 Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Regeln einer Fahrgeschwin- /
digkeit eines Fahrzeugs, gekennzeichnet durch
20 a) erste Einrichtungen (16, 17) zum überwachen der Anwesenheit eines sich gegenüber dem Fahrzeug (61) bewegenden Objekts zum Messen der Distanz von dem Fahrzeug (61) zu dem beweglichen Objekt und zum Abgeben von Dopplersignalen (Z1,Z-,), die
25 unterschiedliche Aussagen haben und auf einer Bewegung des beweglichen Objekts gegenüber dem Fahrzeug (61) beruhen;
b) eine zweite Einrichtung (23) zum Berechnen einer Änderungsrate einer Phasendifferenz zwischen
30 den Dopplersignalen (Z1, Z3), die mittels der ersten Einrichtungen (16, 17) gewonnen worden sind, in Bezug auf die durch die ersten Einrichtungen (16,17) gemessene Distanz;
c) dritte Einrichtungen (22) zum Ermitteln eines Kurvenradius einer Fahrspur, auf der sich das Fahrzeug (61) bewegt;
d) eine vierte Einrichtung (23) zum Ermitteln, ° ob das von den ersten Einrichtungen (16,17) beobachtete bewegliche Objekt ein anderes Fahrzeug ist, das sich in derselben Fahrspur wie das Fahrzeug (61) bewegt, auf der Grundlage der Größe der Änderungsrate der mittels der dritten Ein-
I^ richtung (22) ermittelten Phasendifferenz in Bezug auf einen Vergleichswert, der der mit den ersten Einrichtungen (16,17) gemessenen Distanz zugeordnet ist und entsprechend dem Krümmungsradius der Fahrspur, der mit der dritten Einrichtung (22) bestimmt worden ist, eingestellt ist, und
e) fünfte Einrichtungen (18, 32) zum Ermitteln und Beeinflussen der Fahrgeschwindigkeit, um dem anderen Fahrzeug, das sich auf derselben Fahrspur bewegt, in einem vorbestimmten Sicherheitsabstand zu folgen, der auf der Grundlage der ermittelten Fahrgeschwindigkeit und der von den ersten Einrichtungen (16,17) ermittelten Distanz bestimmt wird, wenn die vierte Einrichtung (23) bestimmt, ' daß das bewegliche Objekt das andere Fahrzeug ist, das sich auf derselben Fahrspur bewegt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sie weiterhin eine sechste Einrichtung (22) zum Messen einer Steuerwinkelstellung des Fahrzeugs aufweist und bei der die dritte Einrichtung den Krümmungsradius der Fahrspur auf der Grundlage der Steuerwinkelstellung bestimmt, die mittels der sechsten Einrichtung (22) ermittelt worden ist und auf der Grundlage der Fahrgeschwindigkeit, die von der fünften Einrichtung (18) ermittelt worden ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die erste Einrichtung ein Paar Radareinheiten (16, 17) umfaßt, die an verschiedenen Vorderenden des Fahrzeugs (61) installiert sind, wobei jede Radareinheit (16,17) eine elektromagnetische Welle gegen einen vorbestimmten Bewegungsrichtungsbereich des Fahrzeugs sendet, daß die elektromagnetischen Wellen, die von dem in den vorbestimmten Bereich sich bewegenden Objekt reflektiert werden, empfangen werden und daß ein entsprechendes Dopplersignal (Z1, ZO ausgegeben wird, das auf einer Bewegung des beweglichen Objekts relativ zum Fahrzeug (61) und der Distanz des beweglichen Objekts, die mit wenigstens einer der Radareinheiten (16, 17) gemessen worden ist, basiert.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite Einrichtung
(23) die Phasendifferenz zwischen den Dopplersignalen (Z1, Zt),die mittels der ersten Einrichtungen (16,17) gewonnen worden sind, in Bezug auf die mittels der ersten Einrichtung (16, 17) gemessenen Distanz differenziert.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet , daß die zweite Einrichtung (23) die Änderungsrate der Phasendifferenz zwischen den Dopplersignalen (Z1, ZO gegenüber der Distanz von jeder Differenz zwischen dem laufenden Phasendifferenzwert und dem vorangehenden Phasendifferenzwert vor einer vorbestimmten Zeit berechnet.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die fünfte Einrichtung (32) einen Öffnungswinkel der Drosselklappe auf der Basis der ermittelten Fahrgeschwindigkeit und der Distanz einstellt, um die Fahrgeschwindigkeit so zu regeln, daß die Distanz zu dem voranfahrenden Fahrzeug sich dem vorbestimmten Sicherheitsabstand nähert.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g ekennzeichnet, daß ein Einstellschalter (19) zum Betätigen der Vorrichtung vorgesehen ist und daß die vorbestimmte Sicherheitsdistanz entsprechend der Fahrergeschwindigkeit eingestellt wird, wenn der Einstellschalter (19) betätigt ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die vierte Einrichtung (23) bestimmt, daß das bewegliche Objekt das andere Fahrzeug ist, das sich in derselben Spur bewegt, wenn die Änderungsrate der mit der zweiten -1" Einrichtung (23) errechneten Phasendifferenz unterhalb dem Bezugswert und oberhalb einem ! zweiten Bezugswert liegt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die vierte Einrichtung (23) bestimmt, daß das bewegliche Objekt ein anderes Fahrzeug ist, das sich auf einer Nachbarfahrspur bewegt, wenn die Änderungsrate der Phasendifferenz oberhalb des Bezugswertes aber unterhalb eines dritten Bezugswertes liegt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch g e kennzeichnet, daß sie weiterhin eine
Alarmeinrichtung (33) und Einrichtungen zum Ermitteln eines Ausfalls in den ersten Einrichtungen und zum Erzeugen eines Alarms mittels der Alarmeinrichtung enthält, wenn die vierte Einrichtung bestimmt, daß die Änderungsrate der Phasendifferenz oberhalb des dritten Bezugswertes für eine längere Zeit als eine vorbestimmte Zeit fortdauert.
11. Verfahren zum Regeln einer Fahrzeuggeschwindigkeit , gekennzeichnet durch folgende Schritte:
a) Beobachten der Anwesenheit eines sich relativ zum Fahrzeug bewegenden Objekts;
b) Messen einer Distanz vom Fahrzeug zu dem
beweglichen Objekt, wenn das bewegliche Objekt vorhanden ist und Ausgeben von wenigstens zwei untersehiedlichen Dopplersignalen auf der Grundlage einer Bewegung des beweglichen Objekts gegenüber dem Fahrzeug;
u c) Bestimmen eines Krümmungsradius einer Fahrspur, auf dem sich das Fahrzeug bewegt;
d) Errechnen einer Änderungsrate einer Phasendifferenz zwischen den zwei Dopplersignalen gegenüber der Distanz;
e) Bestimmen, ob das bewegliche Objekt, das im Schritt (a) beobachtet worden ist, das andere Fahrzeug ist, das sich in derselben Fahrspur
wie das Fahrzeug bewegt, auf der Grundlage der Größe der Änderungsrate der Phasendifferenz gegen- ^ über einem Bezugswert, der der im Schritt d) gemessenen Distanz zugeordnet und entsprechend dem in dem Schritt c) bestimmten Krümmungsradius der Fahrspur eingestellt ist;
f) Ermitteln der Fahrgeschwindigkeit und 35
g) Regeln der Fahrgeschwindigkeit derart, daß dem auf derselben Fahrspur vorausfahrenden Fahrzeug in einem vorbestimmten Sicherheitsabstand gefolgt wird, auf der Grundlage der im Schritt f) ermittelten Fahrgeschwindigkeit und der im Schritt b) gemessenen Distanz.
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