DE60016081T2

DE60016081T2 - Abstandsbezogenes Fahrgeschwindigkeitsregelsystem mit Gewinnregelung

Info

Publication number: DE60016081T2
Application number: DE60016081T
Authority: DE
Inventors: Akira Hadano-shi Higashimata; Takenori Isehara-shi Kanagawa Hashizume
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1999-05-25
Filing date: 2000-05-19
Publication date: 2005-12-22
Anticipated expiration: 2020-05-20
Also published as: JP2000335276A; DE60016081D1; EP1055542A3; US6292737B1; EP1055542B1; JP3690185B2; EP1055542A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugnachfahrregelvorrichtung sowie ein Verfahren zum Erkennen eines vorausfahrenden Fahrzeugs und zum Regeln eines Abstands zum vorausfahrenden Fahrzeug auf einen gewünschten Wert.
Die japanische Patentveröffentlichung Kokai Nr. H7(1995) - 69094 zeigt ein herkömmliches Fahrzeugnachfahrregelsystem mit Verstärkungseinstellfunktion.
In der herkömmlichen Verstärkungseinstellung ist jedoch die Ansprechcharakteristik nur von der Fahrzeugabstandsabweichung abhängig. Wenn also die Ansprechcharakteristik auf prompt eingestellt wird, dann gibt das Steuersystem einem Fahrgast möglicherweise ein unnatürliches Gefühl, indem es das Fahrzeug mäßig oder manchmal scharf abbremst, um den Fahrzeugabstand als Reaktion auf eine Einwirkung, zwischen dem gesteuerten Fahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug, eines anderen Fahrzeugs ohne relative Geschwindigkeitsdifferenz zu erhöhen.
Außerdem schlägt die japanische Patentanmeldung Nr. H9(1997) - 321402 (Kokai-Veröffentlichung H11(1995) - 69094, veröffentlicht am 8. Juni 1999) ein verwandtes Nachfahrregelsystem vor.
Im Hinblick auf die oben erwähnte japanische Patentveröffentlichung Kokai Nr. H7(1995) - 69094 und die verwandte Technik der japanischen Patentanmeldung Nr. H9(1997) - 321402 ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeugnachfahrregelvorrichtung und/oder ein Verfahren bereitzustellen, mit dem eine Regelverstärkung ausreichend auf eine relative Geschwindigkeit eingestellt werden kann. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeugnachfahrregelvorrichtung und/oder ein Verfahren bereitzustellen, mit dem eine Regelverstärkung ausreichend für einen Fahrgeschwindigkeitsbereich eingestellt werden kann.
Die DE 19814186A (= US 5959572 ) und die DE 19848824A (= US 6256573 ) offenbaren Fahrzeugnachfahrregelvorrichtungen und -verfahren gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 11.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Fahrzeugnachfahrregelvorrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Fahrzeugnachfahrregelungsverfahren gemäß Anspruch 11 bereit.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Ansicht, die ein mit einer Fahrzeugnachfahrregelvorrichtung gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ausgestattetes Fahrzeug zeigt.
2 ist ein Blockdiagramm, das einen in 1 gezeigten Nachfahrregler illustriert.
3 ist ein Blockdiagramm, das einen in 2 gezeigten Fahrzeugabstandsregelteil illustriert.
4 ist ein Graph, der eine Eigenfrequenzabbildung zeigt, die eine Beziehung zwischen einer relativen Geschwindigkeit und einer Referenzeigenfrequenz in einem in 2 gezeigten Fahrzeugabstandsregelungsrechenteil repräsentiert.
5 ist ein Graph, der eine Korrekturkoeffizientenabbildung zeigt, die eine Beziehung zwischen einer tatsächlichen Fahrgeschwindigkeit und einem Korrekturkoeffizienten in dem in 2 gezeigten Fahrzeugabstandsregelungsrechenteil repräsentiert.
6 ist ein Fließschema, das einen Fahrzeugabstandsregelvorgang in dem in 2 gezeigten Fahrzeugabstandsregelungsrechenteil zeigt.
7 ist ein Blockdiagramm, das einen in 2 gezeigten Fahrgeschwindigkeitsregelteil zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
1 zeigt ein Fahrzeug C, das mit einem auf ein vorausfahrendes Fahrzeug bezogenen Nachfahrregelsystem gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist. Das mit dem Nachfahrregelsystem ausgestattete Fahrzeug C wird nachfolgend als gesteuertes Fahrzeug oder Host-Fahrzeug bezeichnet, um das unter der Steuerung dieses Regelsystems befindliche Fahrzeug von einem anderen Fahrzeug zu unterscheiden.
Ein Abstandssensor 1 ist am Frontende des gesteuerten Fahrzeugs C vorgesehen. Der Abstandssensor 1 ist eine Vorrichtung zum Messen eines Fahrzeugabstands (oder eines Abstands zwischen Fahrzeugen) von dem gesteuerten Fahrzeug C zu einem vorausfahrenden Fahrzeug und zum Erzeugen eines Abstandssignals, das den gemessenen tatsächlichen Abstand L repräsentiert. In diesem Beispiel gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Abstandssensor 1 ein Radarsensor zum Übertragen von Laserlicht und zum Empfangen von Laserlicht, das von einem vorausfahrenden Fahrzeug reflektiert wird. Außer Laserlicht können auch Funkfrequenz- und Ultraschallwellen in dem System zur Abstandsmessung verwendet werden.
Das gesteuerte Fahrzeug C dieses Beispiels hat einen Motor E zum Erzeugen eines Antriebsdrehmoments, ein Automatikgetriebe T zum Übertragen des Antriebsdrehmoments auf (vordere und/oder hintere) Antriebsräder mit einem Übersetzungsverhältnis, das gemäß Fahrgeschwindigkeit und Motordrehmoment geregelt wird, und ein Bremssystem B mit Bremsvorrichtungen individuell für die Vorder- und Hinterräder des Fahrzeugs C.
Ein Fahrgeschwindigkeitssensor 2 hat die Aufgabe, die Rotation der Abtriebswelle des Automatikgetriebes T zu erfassen und ein Fahrgeschwindigkeitssignal in der Form einer Impulsfolge mit einer Periode zu erzeugen, die der rationalen Drehzahl der Abtriebswelle entspricht.
Ein Drosselaktuator 3 ist ein Aktuator zum Variieren der Motorleistung des Motors E. In diesem Beispiel vergrößert und verkleinert der Drosselaktuator den Öffnungsgrad eines Drosselventils für den Motor E gemäß einem Drosselventil-Öffnungsgradsignal und variiert dadurch die Luftansaugmenge zum Motor E, um die Motorleistung zu regulieren.
Ein Nachfahrregler 5 steuert den Drosselaktuator 3, das Automatikgetriebe T und das Bremssystem B. Der Nachfahrregler 5 empfängt das Abstandssignal vom Abstandssensor 1 und das Fahrgeschwindigkeitssignal vom Fahrgeschwindigkeitssensor 2. Gemäß dem vom Abstandssensor 1 erfassten tatsächlichen Fahrzeugabstand L und der vom Fahrgeschwindigkeitssensor 2 erfassten tatsächlichen Fahrgeschwindigkeit Vs steuert der Nachfahrregler 5 den Drosselaktuator 3, das Automatikgetriebe T und das Bremssystem B und führt dadurch eine Nachfahrregelung durch, um das gesteuerte Fahrzeug C zu veranlassen, einem vorausfahrenden Fahrzeug in einem ausreichenden Abstand zu folgen.
Der Nachfahrregler 5 beinhaltet wenigstens einen Mikrocomputer und ein oder mehrere Peripheriegeräte. Der Nachfahrregler 5 wird mit Hilfe von Software im Mikrocomputer so konfiguriert, dass er einen Steuerblock wie in 2 gezeigt hat.
In dem Steuerblock ist ein Abstandssignalverarbeitungsteil 21, ein Fahrgeschwindigkeitssignal-Verarbeitungsteil 30, ein Abstandsregelteil 40 und ein Fahrgeschwindigkeitsregelteil 50 vorgesehen.
Der Abstandssignalverarbeitungsteil 21 misst ein Zeitintervall von der Übertragung eines Laserstrahls und dem Empfang des reflektierten Strahls mit dem Abstandssensor 1 und errechnet anhand des Zeitintervalls den tatsächlichen Fahrzeugabstand L von einem vorausfahrenden Fahrzeug.
Der Fahrgeschwindigkeitssignal-Verarbeitungsteil 30 misst die Periode des Fahrgeschwindigkeitssignals von dem Fahrgeschwindigkeitssensor und berechnet die tatsächliche Fahrgeschwindigkeit Vs des gesteuerten Fahrzeugs C.
Der Abstandsregelteil 40 empfängt den Abstand L vom Abstandssignalverarbeitungsteil 21 und die tatsächliche Fahrgeschwindigkeit Vs vom Fahrgeschwindigkeitssignal-Verarbeitungsteil 30 und berechnet eine gewünschte Fahrgeschwindigkeit V*, um den tatsächlichen Abstand L auf einem gewünschten Fahrzeugabstand L* zu halten. Der Abstandsregelteil 40 dient als Mittel zum Regeln des Fahrzeugabstands.
Der Fahrgeschwindigkeitsregelteil 50 steuert den Drosselaktuator 3, das Automatikgetriebe T und das Bremssystem B gemäß der gewünschten Fahrgeschwindigkeit V* vom Abstandsregelteil 40 und einer relativen Fahrgeschwindigkeit ΔV und regelt dadurch die Fahrgeschwindigkeit des gesteuerten Fahrzeugs C so, dass die tatsächliche Fahrgeschwindigkeit Vs gleich der gewünschten Fahrgeschwindigkeit V* wird. Der Fahrgeschwindigkeitsregelteil 50 dient als Mittel zum Regeln der Fahrgeschwindigkeit.
Der Abstandsregelteil 40 beinhaltet in diesem Beispiel wenigstens einen Relative-Geschwindigkeit-Berechnungssubteil 41 zum Berechnen der relativen Geschwindigkeit ΔV relativ zu einem vorausfahrenden Fahrzeug gemäß dem Abstand L, der vom Abstandssignalverarbeitungsteil 21 eingegeben wird, einen gewünschten Abstandseinstellsubteil 42 zum Berechnen des gewünschten Abstands L* von dem gesteuerten Fahrzeug C zu einem vorausfahrenden Fahrzeug gemäß der tatsächlichen Fahrgeschwindigkeit Vs des gesteuerten Fahrzeugs C, die vom Fahrgeschwindigkeitssignal-Verarbeitungsteil 30 eingegeben wurde, und einen Abstandsregel- (oder Gewünschte-Geschwindigkeit-Berechnungs-) Subteil (oder Fahrzeugabstandsregelungsrechenteil) 43 zum Berechnen der gewünschten Fahrgeschwindigkeit V*, um eine Abweichung des tatsächlichen Abstands L vom gewünschten Abstand L* gegen null gemäß der relativen Geschwindigkeit ΔV zu reduzieren, die vom Relative-Geschwindigkeit-Berechnungssubteil 41 berechnet wurde, und dem gewünschten Abstand L*, der durch den Gewünschter-Abstand-Einstellungssubteil 42 berechnet wird.
Der Relative-Geschwindigkeit-Berechnungssubteil 41 beinhaltet im vorliegenden Beispiel wenigstens einen Bandpassfilter zum Durchführen eines Bandpassfiltervorgangs am tatsächlichen Abstand L, der vom Abstandssignalverarbeitungsteil 21 eingegeben wird. Dieser Bandpassfilter hat eine Transferfunktion, die durch die folgende Gleichung (1) ausgedrückt wird, in der ein Differentialterm einer Laplace-Variablen (oder Operator) s im Zähler erscheint. Somit kann dieser Bandpassfilter einen Näherungswert der relativen Geschwindigkeit ΔV berechnen, indem er ein Ausgangssignal erzeugt, das im Wesentlichen proportional zur Ableitung oder Geschwindigkeitsänderung des tatsächlichen Abstands L ist. F(s) = ωc2s/(s2 + 2ξωcs + ωc2) ---(1)wobei ωc = 2πfc und s die Laplace-Variable ist.
Mit dem Bandpassfilter kann der Relative-Geschwindigkeit-Berechnungssubteil 41 im vorliegenden Beispiel einen unerwünschten Einfluss von Rauschen und Ungewissheiten auf das Fahrzeugverhalten bei der Nachfahrregelung wie in einem System vermeiden, das eine vereinfachte Differenzierung ausführt, um die relative Geschwindigkeit ΔV anhand einer Variation des tatsächlichen Abstands L pro Zeiteinheit zu ermitteln. Die Grenzfrequenz fc in der Gleichung (1) wird gemäß der Größe einer am Abstand L beteiligten Rauschkomponente und eines zulässigen Niveaus der kurzen Periodenvariation in der Längsbeschleunigung der Fahrzeugkarosserie ermittelt. Anstatt mit dem Bandpassfilter kann die Differenzierungsoperation bei Bedarf mit einem Hochpassfilter zum Ausführen einer Hochpassfilteroperation am tatsächlichen Abstand L durchgeführt werden.
Der Gewünschter-Abstand-Einstellungssubteil 42 berechnet den gewünschten Abstand L* zwischen dem gesteuerten Fahrzeug C und dem vorausfahrenden Fahrzeug gemäß der folgenden Gleichung (2), von einer durch Addition berechneten Zielfahrgeschwindigkeit Vt (= Vs + ΔV) des vorausfahrenden Fahrzeugs zur tatsächlichen Fahrgeschwindigkeit Vs des gesteuerten Fahrzeugs C, der relativen Geschwindigkeit ΔV und einer Zeit (Fahrzeugzeitabstand oder Zeit zwischen zwei Fahrzeugen) To für das gesteuerte Fahrzeug C, bis es eine Position in einem Abstand Lo [m] hinter der aktuellen Position des vorausfahrenden Fahrzeugs erreicht hat. L* = Vt × To + Ls ---(2)
Mit dem Konzept des Fahrzeugzeitabstands erhöht das Steuersystem den Fahrzeugabstand mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit. In Gleichung (2) ist Ls ein Stoppzeit-Fahrzeugabstand.
Der Abstandsregelungssubteil 43 berechnet die gewünschte Fahrgeschwindigkeit V*, mit der das gesteuerte Fahrzeug C dem vorausfahrenden Fahrzeug folgen soll, wobei der tatsächliche Fahrzeugabstand L auf dem gewünschten Abstand L* gehalten wird, gemäß dem tatsächlichen Abstand L, dem gewünschten Abstand L* und der relativen Geschwindigkeit ΔV. In diesem praktischen Beispiel berechnet der Abstandsregelungssubteil 43 eine gewünschte relative Geschwindigkeit ΔV* mit einem Setup, ausgedrückt durch die folgende Gleichung (3), einschließlich einer linearen Kombination aus einem Produkt einer Abstandsregelverstärkung fd und einer Abstandsabweichung (L* – L) zwischen dem gewünschten Abstand L und dem erfassten tatsächlichen Abstand L und einem Produkt einer Geschwindigkeitsregelverstärkung fv und der relativen Geschwindigkeit ΔV, und berechnet ferner die gewünschte Fahrgeschwindigkeit V* durch Subtrahieren der gewünschten relativen Geschwindigkeit ΔV* von der Zielfahrgeschwindigkeit Vt (= Vs + ΔV), wie durch die folgende Gleichung (4) ausgedrückt wird: ΔV* = fd(L* – L) + fv · ΔV ---(3) V* = Vt – ΔV* ---(4)
Die Abstandsregelverstärkung fd und die Geschwindigkeitsregelverstärkung fv werden in der folgenden Weise ermittelt.
Wie in 3 gezeigt, ist dieses Fahrzeugabstandsregelsystem ein System mit einem Eingang und zwei Ausgängen zum Regeln von zwei gewünschten Werten des Fahrzeugabstands und der relativen Geschwindigkeit mit einem Eingang (gewünschte Fahrgeschwindigkeit). Daher ist das Regelsystem so ausgelegt, dass ein Zustandsfeedback (Regulator) verwendet wird.
Systemzustandsvariablen x1 und x2 werden durch die folgenden Gleichungen (5) und (6) definiert: x1 = Vt – Vs ---(5) x2 = L* – L ---(6)
Der Steuereingang, d.h. der Ausgang des Nachfahrreglers 5, ist ΔV* gemäß Definition durch die folgende Gleichung (7): ΔV* = Vt – V* ---(7)
Der Fahrzeugabstand L wird ausgedrückt durch: L = ∫(Vt – Vs)dt + Lo ---(8)wobei Lo ein Anfangswert des Fahrzeugabstands L ist.
In dem Fahrgeschwindigkeitsservosystem des vorliegenden Beispiels wird die tatsächliche Fahrgeschwindigkeit Vs des gesteuerten Fahrzeugs C näherungsweise in der Form einer Nacheilung erster Ordnung mit Bezug auf die gewünschte Fahrgeschwindigkeit V* wie folgt ausgedrückt: Vs = V*/(1 + τvs) ---(9)wobei τ_v eine Zeitkonstante ist.
Angenommen, die Fahrgeschwindigkeit Vt des vorausfahrenden Fahrzeugs ist konstant, dann wird die folgende Gleichung (10) von den Gleichungen (5), (7) und (9) erhalten: x1' = –x1/τv + ΔV*/τv ---(10)wobei x1' die Ableitung von x1 ist.
Ferner unter der Annahme, dass der gewünschte Abstand L* konstant ist, wird die folgende Gleichung (11) von den Gleichungen (6) und (8) erhalten: x2' = –(Vt – Vs) = –x1 ---(11)wobei x2' die Ableitung von x2 ist.
Somit wird die Zustandsgleichung des Systems ausgedrückt durch:
Dann wird mit Hilfe der Abstandsregelverstärkung fd und der Geschwindigkeitsregelverstärkung fv der Steuereingang u ausgedrückt durch: u = FXF = [fv, fd] ---(13)
Die Zustandsgleichung des gesamten Systems mit dem Zustandsfeedback wird ausgedrückt durch: X' = (A + BF)X ---(14)wobei X' die Ableitung von X ist.
In Gleichung (14) wird unter Verwendung von A':
die charakteristische Gleichung des gesamten Systems wie folgt erhalten:
Auf der Basis der Transferfunktion des Fahrgeschwindigkeitsservosystems werden die Fahrgeschwindigkeitsregelverstärkung fv und die Abstandsregelverstärkung fd auf solchen jeweiligen Werten eingestellt, dass gewünschte Formen von Kennlinien zum Regeln des tatsächlichen Fahrzeugabstands L in Richtung auf den gewünschten Abstand L* und der relativen Geschwindigkeit ΔV in Richtung auf „0" geregelt werden.
In dem Nachfahrregelsystem mit Zustandsfeedback wird die Regelcharakteristik in der Form eines Systems zweiter Ordnung näherungsweise ausgedrückt, wie Gleichung (16) zeigt. Da die Charakteristikgleichung eines Systems mit Nacheilung zweiter Ordnung s² + 2ξω_ns + ω_n ² = 0 ist, wobei ω_n eine Eigenfrequenz und ξ ein Dämpfungskoeffizient sind, wird die folgende Gleichung (17) von dieser Charakteristikgleichung und der Gleichung (16) erhalten. Von Gleichung (17) werden die Fahrgeschwindigkeitsregelverstärkung fv und die Abstandsregelverstärkung fd durch die folgenden Gleichungen (18) und (19) ausgedrückt.
In diesem Nachfahrregelsystem können die Fahrgeschwindigkeitsregelverstärkung fv und die Abstandsregelverstärkung fd durch Einstellen eines Pols ermittelt werden, um eine gewünschte Ansprechcharakteristik zu erhalten.
Tabelle 1 unten zeigt Werte der Regelverstärkungen fv und fd, die von den Gleichungen (18) und (19) erhalten werden, wobei die Zeitkonstante τ_v des Fahrgeschwindigkeitsservosystems auf gleich 0,5 Sekunden eingestellt wird, wenn (a) der Pol einer langsameren Regelcharakteristik –0,1 (mehrfache Wurzel) und (b) der Pol einer schnelleren Regelcharakteristik –0,4 (mehrfache Wurzel) ist.
Tabelle 1
Somit sieht eine Frequenzberechnungsabbildung zum Berechnen einer Referenzeigenfrequenz ωL von der relativen Geschwindigkeit ΔV wie in 4 gezeigt aus. In dieser Abbildung werden die Pole der oben erwähnten Punkte (a) und (b) als Ober- und Untergrenzen verwendet, die relative Geschwindigkeit ΔV wird entlang der horizontalen Achse und die Referenzeigenfrequenz ωL entlang der vertikalen Achse ausgedrückt. In diesem Fall ist die Referenzeigenfrequenz ωL gleich einem unteren Grenzwert von 0,2 rad/s bei ΔV = 0. Auf der positiven sowie der negativen Seite von ΔV nimmt die Referenzeigenfrequenz ωL linear mit der Zunahme der relativen Geschwindigkeit ΔV in positiver oder negativer Richtung von 0 bis zu einem vorbestimmten Wert von ±ΔV1 (z.B. ± 20 km/h) zu. Jenseits des vorbestimmten Wertes von ±ΔV1 ist die Referenzeigenfrequenz ωL auf einem oberen Grenzwert von 0,4 rad/s festgelegt.
Zum Modifizieren der Ansprechcharakteristik in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit sieht eine Abbildung zum Berechnen eines Korrekturkoeffizienten K(v) gemäß der Fahrgeschwindigkeit des gesteuerten Fahrzeugs C wie in 5 gezeigt aus. In dieser Abbildung wird der Korrekturkoeffizient K(v) auf etwa 2,3 in einem unteren Fahrgeschwindigkeitsbereich gesetzt, der gleich oder kleiner als 40 km/h ist. In einem mittleren Bereich von 40 km/h bis 90 km/h nimmt der Korrekturkoeffizient K(v) (sanft und monoton) mit Zunahme der Fahrgeschwindigkeit Vs ab. Der Korrekturkoeffizient K(v) wird jenseits von 80 km/h gleich oder niedriger als 1 und bleibt dann in einem Bereich gleich oder höher als 90 km/h bei etwa 0,8.
Der Abstandsregelungssubteil 43 führt eine in 6 gezeigte Fahrzeugabstandsregelprozedur durch. Die Abstandsregelprozedur wird in regelmäßigen Zeitintervallen (z.B. 10 ms) als Timer-Interrupt-Routine durchgeführt.
In Schritt S1 liest der Regler 5 (der Abstandsregelungssubteil 43 des Reglers 5) den tatsächlichen Fahrzeugabstand L, die erfasste tatsächliche Fahrgeschwindigkeit Vs des gesteuerten Fahrzeugs C und die tatsächliche relative Fahrgeschwindigkeit ΔV ab.
In Schritt S2 nach Schritt S1 ermittelt der Regler 5, ob ein vorausfahrendes Fahrzeug erfasst wird oder nicht. In diesem Beispiel untersucht der Regler 5, ob der in Schritt S1 erhaltene tatsächliche Abstand L gleich oder kleiner ist als ein vorbestimmter Abstand Ls (z.B. 120 m). Wenn L ≤ Ls ist, dann urteilt der Regler 5, dass ein vorausfahrendes Fahrzeug vorhanden ist, und geht von Schritt S2 über auf Schritt S3.
In Schritt S3 berechnet der Regler 5 die Referenzeigenfrequenz ωL von der in Schritt S1 erhaltenen relativen Geschwindigkeit ΔV durch Nachschlagen in der Frequenzberechnungsabbildung von 4.
In Schritt S4 nach Schritt S3 berechnet der Regler 5 den Korrekturkoeffizienten (oder die Korrekturgröße) K(v) anhand der in Schritt S1 erhaltenen tatsächlichen Fahrgeschwindigkeit Vs durch Nachschlagen in der Korrekturkoeffizientenabbildung von 5.
Dann berechnet der Regler 5 in Schritt S5 die Eigenfrequenz ωn durch Multiplizieren der Referenzeigenfrequenz ωL und des Korrekturkoeffizienten K(v) und geht danach über zu Schritt S6.
In Schritt S6 berechnet der Regler 5 die Fahrgeschwindigkeitsregelverstärkung fv und die Abstandsregelverstärkung fd anhand der in Schritt S5 berechneten Eigenfrequenz ωn durch Operationen der Gleichungen (18) und (19). Nach Schritt S6 geht der Regler 5 über auf Schritt S7.
In Schritt S7 berechnet der Regler 5 die gewünschte relative Geschwindigkeit ΔV* mit Hilfe von Gleichung (3).
Dann berechnet der Regler 5 in einem nächsten Schritt S8 die gewünschte Fahrgeschwindigkeit V* mit Hilfe von Gleichung (4) und sendet die berechnete gewünschte Fahrgeschwindigkeit V* zum Fahrgeschwindigkeitsregelteil 50. Dann beendet der Regler 5 die Timer-Interrupt-Routine von 6 und kehrt zu einem Hauptprogramm zurück.
Von Schritt S2 geht es zu Schritt S9, wenn kein vorausfahrendes Fahrzeug erfasst wird. In Schritt S9 stellt der Regler 5 die gewünschte Fahrgeschwindigkeit V* auf eine voreingestellte Geschwindigkeit Vset ein und sendet die gewünschte Fahrgeschwindigkeit V* zum Fahrgeschwindigkeitsregelteil 50. Dann beendet der Regler 5 die Timer-Interrupt-Routine und kehrt zum Hauptprogramm zurück.
Der Fahrgeschwindigkeitsregelteil 50 beinhaltet einen Fahrgeschwindigkeitsservo-Subteil 51 zum Berechnen einer Befehlsantriebskraft For, um die tatsächliche Fahrgeschwindigkeit Vs gleich der eingegebenen gewünschten Fahrgeschwindigkeit V* und einer geschätzten Störung dv' zu machen, und zum Berechnen einer gewünschten Antriebs-/Brems- (Longitudinal-) Kraft F* in der Form einer Abweichung zwischen der Sollantriebskraft For und der geschätzten Störung dv'.
Der in 7 gezeigte Fahrgeschwindigkeitsservo-Subteil 51 ist ein Servosystem auf der Basis einer robusten Modellanpassungstechnik und beinhaltet einen Modellanpassungskompensator 51A, einen Subtrahierer 51B und einen robusten Kompensator 51C. Der Modellanpassungskompensator 51A berechnet die Sollantriebs-/-bremskraft For anhand der gewünschten Fahrgeschwindigkeit V*, die vom Abstandsregelteil 40 eingegeben wurde. Der Subtrahierer 51B berechnet die gewünschte Antriebs-/Bremskraft F* durch Subtrahieren der geschätzten Störung dv' von der Sollantriebs-/-bremskraft For, die vom Modellanpassungskompensator 51A berechnet wurde. Der robuste Kompensator 51C berechnet die geschätzte Störung dv' anhand der gewünschten Antriebs-/Bremskraft F* des Subtrahierers 51B und der tatsächlichen Fahrgeschwindigkeit Vs des gesteuerten Fahrzeugs C. Die gewünschte Antriebs-/Bremskraft F* wird als manipulierte Variable zum gesteuerten Fahrzeug C gesendet. Das gesteuerte Fahrzeug C ist ein gesteuertes System (das zu steuernde Objekt) und wird als mathematisches Modell einer Transferfunktion Gv(s) mit der gewünschten Antriebs-/Bremskraft F* als manipulierte Variable und der tatsächlichen Fahrgeschwindigkeit Vs als geregelte Variable ausgedrückt.
Der Modellanpassungskompensator 51A ist ein Kompensator, um die Ansprechcharakteristik des Fahrgeschwindigkeitsservosystems gleich einem Referenzmodell zu machen. Ein Referenzmodell R2(s) eines Weiterleitungsteils wird so ausgelegt, dass eine Ein-/Ausgangs-Ansprechcharakteristik eingestellt wird. Ein Referenzmodell R1(s) ermittelt eine Störungsentfernungsfunktion und Stabilität. Die Sollantriebs-/-bremskraft For wird anhand der gewünschten Fahrgeschwindigkeit V* und der tatsächlichen Fahrgeschwindigkeit Vs ermittelt.
Der robuste Kompensator 51C beinhaltet einen Antriebs-/Bremskraftbegrenzer 51A, einen robusten Filter 51B, einen Kompensator 51C und einen Subtrahierer 51D. Der Antriebs-/Bremskraftbegrenzer 51A hat die Aufgabe, die gewünschte Antriebs-/Bremskraft F* auf eine maximale Antriebskraft, die das Fahrzeug tatsächlich erzeugen kann, und auf eine maximale Bremskraft zu begrenzen, die das Fahrzeug tatsächlich erzeugen kann. Der robuste Filter 51B führt eine Filteroperation H(s) am Ausgang des Antriebs-Bremskraftbegrenzers 51A durch. Der Kompensator 51C empfängt die erfasste tatsächliche Fahrgeschwindigkeit Vs und ermittelt eine Antriebs-/Brems- (Longitudinal-) Kraft F2, um die aktuelle Fahrgeschwindigkeit Vs zu halten, indem an der Fahrgeschwindigkeit Vs eine Operation (H(s)/Gv(s)) der Multiplikation des Umkehrsystems des Fahrzeugmodells und des robusten Filters durchgeführt wird. Der Subtrahierer 51D subtrahiert die Antriebs-/Bremskraft F1, die vom robusten Filter 51B ausgegeben wurde, von der Antriebs-/Bremskraft F2, die vom Kompensator 51C ausgegeben wurde. Somit gibt der Subtrahierer 51D die geschätzte Störung dv' einschließlich Faktoren wie Straßenoberfläche (oder Gefälle) und Modellierungsfehler aus.
Somit steuert der Fahrgeschwindigkeitsservoteil 51 des Fahrgeschwindigkeitsregelteils 50 den Drosselaktuator 3, das Automatikgetriebe T und das Bremssystem B gemäß der gewünschten Antriebs-/Bremskraft F* des Subtrahierers 51B.
Das so aufgebaute Regelsystem arbeitet wie folgt:
In dem Zustand, in dem das gesteuerte Fahrzeug C einem vorausfahrenden Fahrzeug in einem Stadtbereich mit einer Fahrgeschwindigkeit folgt, die beispielsweise gleich oder kleiner als 40 km/h ist, während ein ausreichender Fahrzeugabstand zu dem mit einer konstanten Geschwindigkeit vorausfahrenden Fahrzeug eingehalten wird, wird der tatsächliche Abstand L auf dem gewünschten Abstand L* gehalten, die tatsächliche Fahrgeschwindigkeit Vs ist etwa gleich der Zielfahrgeschwindigkeit Vt des vorausfahrenden Fahrzeugs und die vom Relative-Geschwindigkeit-Berechnungsteil 51 berechnete relative Geschwindigkeit ΔV ist etwa gleich null.
In diesem Zustand geht der Regler 5 in dem Regelverfahren von 6 als Reaktion auf die Erfassung des vorausfahrenden Fahrzeugs von Schritt S2 über auf Schritt S3 und ermittelt einen Wert der Referenzeigenfrequenz ωL von der relativen Geschwindigkeit ΔV anhand der Eigenfrequenzabbildung von 4. Die relative Geschwindigkeit ΔV beträgt unter der oben erwähnten Annahme etwa null, und somit wird die Referenzeigenfrequenz ωL auf einen unteren Grenzwert von 0,2 eingestellt.
Dann geht der Regler 5 zu Schritt S4 über und ermittelt einen Wert des Konekturkoeffizienten K(v) von der erfassten tatsächlichen Fahrgeschwindigkeit Vs des gesteuerten Fahrzeugs C mit Hilfe der Korrekturkoeffizientenabbildung von 5. Das gesteuerte Fahrzeug fährt mit einer Geschwindigkeit, die gleich oder niedriger ist als 40 km/h. Somit wird der Korrekturkoeffizient K(v) auf gleich 2,3 gesetzt, und die in Schritt S5 ermittelte Eigenfrequenz ωn ist gleich 0,46. Der Wert liegt nahe an der Referenzeigenfrequenz ωL in einem Bereich, in dem die relative Geschwindigkeit ΔV groß ist. Infolgedessen wird die Fahrgeschwindigkeitsregelverstärkung fv auf gleich 0,54 eingestellt, und die Abstandsregelverstärkung fd ist gleich 0,106. Der Wert der Geschwindigkeitsregelverstärkung fv liegt nahe an dem Wert in Tabelle 1, der erhalten wird, wenn die Eigenfrequenz ωn gleich dem Maximalwert ist. Der Wert der Abstandsregelverstärkung fd ist größer als der Wert in Tabelle 1, der erhalten wird, wenn die Eigenfrequenz ωn gleich dem Maximalwert ist.
Dann wird in Schritt S7 die gewünschte relative Geschwindigkeit ΔV* mit der Gleichung (3) ermittelt. Der tatsächliche Abstand L ist etwa gleich dem gewünschten Abstand L*, und gleichzeitig ist die tatsächliche relative Geschwindigkeit ΔV etwa gleich null, wie oben erwähnt. Daher wird die gewünschte relative Geschwindigkeit ΔV* etwa auf gleich null eingestellt, und somit wird die gewünschte Fahrgeschwindigkeit V* durch die Berechnung der Gleichung (4) im nächsten Schritt S8 auf die tatsächliche Fahrgeschwindigkeit Vs eingestellt. Die gewünschte Fahrgeschwindigkeit V* wird zum Fahrgeschwindigkeitsregelteil 50 gesendet, der die Aufgabe hat, den aktuellen Wert der tatsächlichen Fahrgeschwindigkeit Vs zu halten.
Wenn ausgehend von diesem Zustand der tatsächliche Fahrzeugabstand L aufgrund eines starken Abbremsens des vorausfahrenden Fahrzeugs oder aufgrund einer Einwirkung eines anderen Fahrzeugs von einer anderen Spur rapide abnimmt, dann nimmt die relative Geschwindigkeit ΔV in negativer Richtung zu, die Referenzeigenfrequenz ωL von Schritt S3 wird größer als 0,2, die Eigenfrequenz ωn von Schritt S5 nimmt zu, die Geschwindigkeitsregelverstärkung fv von Schritt S6 nimmt ab und die Abstandsregelverstärkung fd von Schritt S6 nimmt zu. Darüber hinaus nimmt die Abweichung des tatsächlichen Abstands L vom gewünschten Abstand L* zu, die gewünschte relative Geschwindigkeit ΔV* von Schritt S7 nimmt in der positiven Richtung zu, die gewünschte Fahrgeschwindigkeit V* von Schritt S8 nimmt stark ab und die gewünschte Longitudinal- (Antriebs-/Brems-) Kraft F*', die im Fahrgeschwindigkeitsregelteil 50 als Reaktion auf die gewünschte Fahrgeschwindigkeit F* berechnet wurde, nimmt in negativer Richtung zu. Somit bringt das Regelsystem das Drosselventil mit dem Drosselaktuator 2 in den völlig geschlossenen Zustand, erzeugt eine große Bremskraft mit dem Bremssystem B und regelt somit den tatsächlichen Fahrzeugabstand L auf den gewünschten Abstand L* prompt durch Abbremsen des gesteuerten Fahrzeugs mit einer hohen Ansprechcharakteristik.
Wenn der Fahrzeugabstand L nach vorne durch eine Beschleunigung des vorausfahrenden Fahrzeugs oder durch einen Spurwechsel des gesteuerten Fahrzeugs auf eine andere Spur zunimmt, dann nimmt die Referenzeigenfrequenz ωL zu, die Eigenfrequenz ωn nimmt zu und die Geschwindigkeits- und Abstandsregelverstärkungen fv und fd werden auf dieselben Werte wie beim Abbremsen variiert. Somit nimmt die gewünschte relative Geschwindigkeit ΔV* von Schritt S7 in negativer Richtung zu, die gewünschte Fahrgeschwindigkeit V* von Schritt S8 nimmt entsprechend zu und das Regelsystem reduziert die Abweichung des tatsächlichen Fahrzeugabstands L von dem gewünschten Abstand L* prompt durch Beschleunigen des gesteuerten Fahrzeugs mit einer hohen Ansprechcharakteristik.
Bei einem Hochgeschwindigkeitsfahrzustand auf einer Straße ohne Erfassung eines vorausfahrenden Fahrzeugs geht der Regler 5 von Schritt S2 über auf Schritt S9 und stellt die gewünschte Fahrgeschwindigkeit V* auf eine Sollfahrgeschwindigkeit Vset, die zu Beginn der Nachfahrregelung voreingestellt wurde. Als Reaktion auf die Sollgeschwindigkeit Vset als gewünschte Fahrgeschwindigkeit V* steuert der Fahrgeschwindigkeitsreglteil 50 den Drosselaktuator 2, um die tatsächliche Fahrgeschwindigkeit Vs näher an die Sollfahrgeschwindigkeit Vset heranzubringen als V*.
In einem Hochgeschwindigkeitsfahrzustand auf einer Straße, unter Verfolgung eines vorausfahrenden Fahrzeugs auf derselben Spur, wobei der Abstand L zum vorausfahrenden Fahrzeug auf dem gewünschten Abstand gehalten wird, wird die Referenzeigenfrequenz ωL von Schritt S3 gleich dem unteren Grenzwert von 0,2, weil die relative Geschwindigkeit ΔV etwa gleich null ist, wie im oben erwähnten Stadtfahrzustand. Der in Schritt S4 berechnete Korrekturkoeffizient K(v) wird jedoch gleich oder kleiner als eins, wenn die Fahrgeschwindigkeit beispielsweise gleich oder höher als 80 km/h wird. Somit wird die Eigenfrequenz ωn von Schritt S5 etwa gleich einem Wert, der in Tabelle 1 erhalten wird, wenn die Eigenfrequenz ωn auf einem unteren Grenzwert ist. Demzufolge wird die Fahrgeschwindigkeitsregelverstärkung fv geringfügig höher als der Pegel im Stadtfahrzustand, und die Abstandsregelverstärkung fd wird im Vergleich zum Stadtfahrzustand stark verringert.
Auch in diesem Fall wird die tatsächliche Fahrgeschwindigkeit Vs als die gewünschte Fahrgeschwindigkeit V* in einem Fahrzustand mit konstanter Geschwindigkeit eingestellt, bei dem der gewünschte Abstand L* gehalten wird, so dass das System die Fahrzeugfolgefahrt mit konstanter Geschwindigkeit beibehalten kann. Wenn jedoch der tatsächliche Fahrzeugabstand L durch Abbremsen (oder Beschleunigen) des vorausfahrenden Fahrzeugs verringert (oder erhöht) wird, oder wenn eine Einwirkung von einem anderen Fahrzeug von der Nachbarspur (oder ein Spurwechsel des gesteuerten Fahrzeugs) auftritt, dann nimmt die relative Geschwindigkeit ΔV in negativer (oder positiver) Richtung zu, und die Referenzeigenfrequenz ωL steigt über 0,2 hinaus an. Der Korrekturkoeffizient K(v) bleibt jedoch bei etwa 1 und die Eigenfrequenz ωn wird tief gehalten. Daher wird die Geschwindigkeitsregelverstärkung fv im Vergleich zum Stadtfahrzustand geringfügig größer, und die Abstandsregelverstärkung fd wird im Vergleich zum Stadtfahrzustand erheblich verringert.
Somit wird die gewünschte relative Geschwindigkeit ΔV* in Schritt S7 kleiner als der Wert im Stadtfahrzustand, und die Menge an Änderung der gewünschten Fahrgeschwindigkeit V* von einem vorherigen Wert zu einem Istwert, errechnet in S8, ist klein. Als Reaktion auf die so ermittelte gewünschte Fahrgeschwindigkeit V* hat der Fahrgeschwindigkeitsregelteil 50 die Aufgabe, die tatsächliche Fahrgeschwindigkeit Vs relativ allmählich zu verringern (oder zu erhöhen), und bringt dadurch den tatsächlichen Abstand L näher an den gewünschten Abstand L* mit einer niedrigeren Ansprechcharakteristik heran.
In einem Fahrzustand mit mittlerer Geschwindigkeit, in dem die Fahrgeschwindigkeit zwischen dem Stadtfahrzustand und dem Autobahnfahrzustand liegt, stellt das Regelsystem den Korrekturkoeffizient K(v) gemäß einer solchen mittleren Fahrgeschwindigkeit ein und justiert somit die Geschwindigkeitsregelverstärkung fv und die Abstandsregelverstärkung fd ausreichend gemäß der Fahrgeschwindigkeit.
In diesem Regelsystem gemäß der illustrierten Ausgestaltung wird die Referenzeigenfrequenz ωL tiefer in einem niedrigen relativen Geschwindigkeitsbereich eingestellt, in dem die relative Geschwindigkeit ΔV niedrig ist, und höher in einem hohen relativen Geschwindigkeitsbereich eingestellt, in dem die relative Geschwindigkeit ΔV hoch ist. Somit erhöht das Regelsystem in einem stetigen Zustand, in dem die relative Geschwindigkeit ΔV niedrig ist und der gewünschte Fahrzeugabstand L* gehalten wird, die Geschwindigkeitsregelverstärkung fv relativ und verringert die Abstandsregelverstärkung fd stark, so dass das Regelsystem auf Änderungen des Abstands zu einem vorausfahrenden Fahrzeug auf eine Weise einer geringen Ansprechung reagiert. In einem transienten Zustand, in dem die relative Geschwindigkeit durch eine scharfe Beschleunigung oder Verlangsamung des vorausfahrenden Fahrzeugs erhöht wird, verringert das Regelsystem die Geschwindigkeitsregelverstärkung fv geringfügig und erhöht die Abstandsregelverstärkung fd, um den Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug dichter an den gewünschten Abstand L* prompt mit einer hohen Ansprechcharakteristik zu bringen. Somit kann das Regelsystem den stetigen Zustand und den transienten Zustand voneinander unterscheiden und somit eine Nachfahrregelleistung herstellen, die für die Situation adäquat ist, ohne beim Fahrer ein unnatürliches Gefühl zu verursachen.
Durch Einstellen des Korrekturkoeffizienten K(v) auf Werte von größer als eins im tiefen Fahrgeschwindigkeitsbereich und auf Werte kleiner als eins im hohen Fahrgeschwindigkeitsbereich kann das Regelsystem die Ansprechcharakteristik an den Stadtfahrzustand und den Autobahnfahrzustand anpassen. Im Stadtfahrzustand bei relativ niedriger Fahrgeschwindigkeit wird die Abstandsregelverstärkung fd erhöht, und das Regelsystem kann die Abweichung des tatsächlichen Abstands vom gewünschten Abstand auf äußerst responsive Weise reduzieren, um sich an die Tendenz des Fahrers zu einer höheren Empfindlichkeit anzupassen. Im Hochgeschwindigkeitsbereich, in dem der Verkehr mit weniger Geschwindigkeitsänderungen fließt als auf der Autobahn, stellt das Regelsystem die Abstandsregelverstärkung fd auf einen kleinen Wert ein und senkt somit die Ansprechung des Fahrzeugabstands, um einer Tendenz des Fahrers zu entsprechen, den Fahrzeugabstand allmählich zu justieren. Dieses Regelsystem kann eine optimale Nachfahrregelleistung ergeben, die mit dem Gefühl des Fahrers ohne Rücksicht auf das Fahrgeschwindigkeitsniveau übereinstimmt.
In dem Beispiel von 4 nimmt die Referenzeigenfrequenz ωL linear mit der Zunahme des Absolutwerts der relativen Geschwindigkeit ΔV im Bereich der relativen Geschwindigkeit ΔV von 0 km/h bis ± 20 km/h zu. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die lineare Charakteristik begrenzt. Die Charakteristik der Referenzeigenfrequenz ωL kann stufenweise erfolgen, so dass sie stufenweise zu- oder abnimmt. Ebenso ist die Charakteristik des Korrekturkoeffizienten K(v) nicht auf die Form von 5 begrenzt. Die Charakteristik des Korrekturkoeffizienten K(v) kann stufenweise erfolgen, so dass sie stufenweise als Reaktion auf Änderungen der tatsächlichen Fahrgeschwindigkeit Vs im unteren Geschwindigkeitsbereich und im oberen Geschwindigkeitsbereich zu- oder abnimmt.
Anstatt eine Abbildung zu verwenden, können bei Bedarf die Referenzeigenfrequenz ωL und der Korrekturkoeffizient K(v) durch Lösen der Gleichungen ermittelt werden, die den in 4 und 5 gezeigten Kennkurven entsprechen.
In dem illustrierten Beispiel wird der in 6 gezeigte Fahrzeugabstandsregelvorgang im Abstandsregelteil 43 durchgeführt. Die vorliegende Erfindung ist darauf nicht begrenzt. Bei Bedarf kann ein Hardware-System in der Form einer elektronischen Schaltung mit wenigstens einem Funktionsgenerator, einem Komparator und einem Operator in Kombination zum Einsatz kommen. Darüber hinaus kann der Nachfahrregler 5 in seiner Gesamtheit ein Hardware-System sein.
In dem illustrierten Beispiel wird die Eigenfrequenz ωn durch Multiplizieren der Referenzeigenfrequenz ωL mit dem Korrekturkoeffizienten K(v) ermittelt. Es besteht jedoch die Option, Addition/Subtraktion zum Ermitteln der Eigenfrequenz ωn durch Addieren oder Subtrahieren des Korrekturkoeffizienten (oder der Korrekturgröße) K(v) zu oder von der Referenzeigenfrequenz ωL zu ermitteln. Ferner ist es möglich, die Eigenfrequenz ωn von der relativen Geschwindigkeit ΔV und der tatsächlichen Fahrgeschwindigkeit Vs mit Hilfe einer Abbildung zu berechnen, die durch Kombinieren von 4 und 5 gebildet wird. In dieser kombinierten Abbildung wird die relative Geschwindigkeit ΔV entlang der horizontalen Achse und die Eigenfrequenz ωn entlang der vertikalen Achse ausgedrückt, wobei die Fahrgeschwindigkeit Vs als Parameter verwendet wird.
In dem illustrierten Beispiel ist das gesteuerte Fahrzeug ein Fahrzeug mit Hinterradantrieb. Die vorliegende Erfindung ist jedoch auch auf Fahrzeuge mit Vorderradantrieb anwendbar. Die Kraftmaschine ist der Motor 2 von 1. Das gesteuerte Fahrzeug kann jedoch ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug mit Elektro- und Verbrennungsmotor sein.
Diese Anwendung basiert auf einer japanischen Patentanmeldung Nr. 11(1999) – 144975. Der gesamte Inhalt dieser japanischen Patentanmeldung Nr. 11(1999) – 144975 mit dem Einreichungsdatum vom 25. Mai 1999 ist hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen.
Die Erfindung wurde zwar oben mit Bezug auf bestimmte Ausgestaltungen der Erfindung beschrieben, aber sie ist nicht auf die oben beschriebenen Ausgestaltungen begrenzt. Modifikationen und Variationen der oben beschriebenen Ausgestaltungen werden für die Fachperson im Hinblick auf die obigen Lehren offensichtlich sein. Der Umfang der Erfindung ist mit Bezug auf die nachfolgenden Ansprüche definiert.

Claims

Fahrzeugnachfahrregelvorrichtung für ein gesteuertes Fahrzeug (C), das Folgendes umfasst: einen Abstandssensor (1), der einen tatsächlichen Fahrzeugabstand (L) zwischen dem gesteuerten Fahrzeug (C) und einem voraus fahrenden Fahrzeug erfasst; einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (2), der eine tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit (Vs) des gesteuerten Fahrzeugs (C) erfasst; und eine Steuerung (5), die mit dem Abstandssensor (1) und dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (2) verbunden ist, wobei die Steuerung (5) eine tatsächliche relative Geschwindigkeit (ΔV) des gesteuerten Fahrzeugs (C) relativ zum voraus fahrenden Fahrzeug ermittelt, eine gewünschte Fahrzeuggeschwindigkeit (V*) errechnet, um den tatsächlichen Fahrzeugabstand (L) näher an einen gewünschten Abstand (L*) gemäß dem tatsächlichen Fahrzeugabstand (L), dem gewünschten Abstand (L*) und der relativen Geschwindigkeit (ΔV) heranzubringen, Berechnen einer gewünschten Antriebs-/Bremskraft (F*), um die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit (Vs) näher an die gewünschte Fahrzeuggeschwindigkeit (V*) heranzubringen, Regeln einer tatsächlichen Antriebs-/Bremskraft des gesteuerten Fahrzeugs (C) gemäß der gewünschten Antriebs-/Bremskraft (F*), und Einstellen einer Regelverstärkung (fv, fd), die beim Berechnen der gewünschten Fahrzeuggeschwindigkeit (V*) gemäß der tatsächlichen relativen Geschwindigkeit (ΔV) verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass: die Steuerung (5) die Regelverstärkung (fv, fd) gemäß einer Referenzeigenfrequenz (ωL) berechnet, die zunimmt, wenn der Absolutwert der tatsächlichen relativen Geschwindigkeit (ΔV) zunimmt; und die Steuerung (5) die Referenzeigenfrequenz (ωL) mit einer Korrekturgröße (K(v)) in Abhängigkeit von der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit (Vs) modifiziert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuerung (5) die Korrekturgröße (K(v)) mit zunehmender tatsächlicher Fahrzeuggeschwindigkeit (Vs) verringert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuerung (5) die Referenzeigenfrequenz (ωL) gemäß der tatsächlichen relativen Geschwindigkeit (ΔV) so ermittelt, dass die Referenzeigenfrequenz (ωL) in einem höheren relativen Geschwindigkeitsbereich höher ist, in dem der Absolutwert der tatsächlichen relativen Geschwindigkeit (ΔV) höher ist als ein vorbestimmter Wert, als in einem niedrigeren relativen Geschwindigkeitsbereich, in dem der Absolutwert der tatsächlichen relativen Geschwindigkeit (ΔV) geringer ist als der vorbestimmte Wert, und die Steuerung (5) die Regelverstärkung (fv, fd) gemäß der Referenzeigenfrequenz (ωL) errechnet.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Steuerung (5) die Korrekturgröße (K(v)) gemäß der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit (Vs) ermittelt, so dass die Korrekturgröße (K(v)) in einem tieferen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich größer ist, in dem die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit (Vs) tiefer ist als ein vorbestimmter Geschwindigkeitswert, als in einem höheren Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich, in dem die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit (Vs) höher ist als der vorbestimmte Geschwindigkeitswert.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Steuerung (5) eine modifizierte Eigenfrequenz (ωn) durch Multiplizieren der Referenzeigenfrequenz (ωL) mit der Korrekturgröße (K(v)) ermittelt.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Regelverstärkung eine Geschwindigkeitsregelverstärkung (fv) oder eine Abstandsregelverstärkung (fd) ist und die Steuerung (5) die gewünschte Fahrzeuggeschwindigkeit (V*) anhand einer linearen Kombination aus einem ersten Term, der von der Multiplikation mit der Abstandsregelverstärkung (fd) einer Abweichung zwischen dem tatsächlichen und dem gewünschten Abstand (L, L*) resultiert, und einem zweiten Term errechnet, der von einer Multiplikation mit der Geschwindigkeitsregelverstärkung (fv) der tatsächlichen relativen Geschwindigkeit (ΔV) resultiert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuerung (5) die Regelverstärkung (fv, fd) in der Art und Weise einer monotonen, nicht abnehmenden Funktion mit zunehmendem Absolutwert der tatsächlichen relativen Geschwindigkeit (ΔV) erhöht.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuerung (5) die Regelverstärkung (fv, fd) gemäß der tatsächlichen relativen Geschwindigkeit (ΔV) und der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit (Vs) justiert, vorzugsweise durch Erhöhen der Regelverstärkung mit zunehmendem Absolutwert der tatsächlichen relativen Geschwindigkeit und Erhöhen der Regelverstärkung bei abnehmender tatsächlicher Fahrzeuggeschwindigkeit (Vs).
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuerung (5) eine gewünschte relative Geschwindigkeit (ΔV*) gemäß einem Produkt ermittelt, das durch Multiplizieren einer Abweichung des tatsächlichen Fahrzeugsabstands (L) von dem gewünschten Abstand (L*) mit der Regelverstärkung (fd) erhalten wird, und ferner die gewünschte Fahrzeuggeschwindigkeit (V*) gemäß der gewünschten relativen Geschwindigkeit (ΔV*) ermittelt.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Regelverstärkung (fd) proportional zum Quadrat einer modifizierten Eigenfrequenz (ωn) ist, die Steuerung (5) die modifizierte Eigenfrequenz (ωn) durch Multiplizieren der Referenzeigenfrequenz (ωL) mit der Korrekturgröße (K(v)) ermittelt, die Referenzeigenfrequenz (ωL) mit Zunahme des Absolutwertes der tatsächlichen relativen Geschwindigkeit (ΔV) erhöht und die Korrekturgröße (K(v)) mit zunehmender tatsächlicher Fahrzeuggeschwindigkeit (Vs) verringert wird.
Fahrzeugnachfahrregelungsverfahren, umfassend die folgenden Schritte: Feststellen eines erfassten tatsächlichen Fahrzeugabstands (L) zwischen einem gesteuerten Fahrzeug (C) und einem voraus fahrenden Fahrzeug, einer erfassten tatsächlichen Geschwindigkeit (Vs) des gesteuerten Fahrzeugs (C) und einer tatsächlichen relativen Geschwindigkeit (ΔV) des gesteuerten Fahrzeugs (C) relativ zum voraus fahrenden Fahrzeug; Errechnen einer Regelverstärkung (fv, fd) gemäß der tatsächlichen relativen Geschwindigkeit (ΔV); Errechnen einer gewünschten Fahrzeuggeschwindigkeit (V*), um den tatsächlichen Fahrzeugabstand (L) näher an einen gewünschten Abstand (L*) gemäß dem tatsächlichen Fahrzeugabstand (L), der tatsächlichen relativen Geschwindigkeit (ΔV) und der Regelverstärkung (fv, fd) heranzubringen; und Regeln einer tatsächlichen Antriebs-/Bremskraft des gesteuerten Fahrzeugs (C), um die gewünschte Fahrzeuggeschwindigkeit (V*) zu erzielen; dadurch gekennzeichnet, dass: die Regelverstärkung (fv, fd) gemäß einer Referenzeigenfrequenz (ωL) errechnet wird, die zunimmt, wenn der Absolutwert der tatsächlichen relativen Geschwindigkeit (ΔV) zunimmt; und die Referenzeigenfrequenz (ωL) mit einer Korrekturgröße (K(v)) in Abhängigkeit von der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit (Vs) modifiziert wird.