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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Geschwindigkeitsbegrenzung
für ein
Kraftfahrzeug mit Abstandskontrolle bezüglich des in der gleichen Fahrspur
vor ihm fahrenden Fahrzeugs. Dieses System hilft dem Fahrer, eine
Geschwindigkeitsbegrenzung und/oder eine Abstandszeit zu dem vor
ihm fahrenden Fahrzeug einzuhalten, eine Zeit, die von dem Verhältnis zwischen
dem die zwei Fahrzeuge trennenden Abstand und der Geschwindigkeit des
mit dem System ausgestatteten Fahrzeugs definiert wird. Sie betrifft
ebenfalls ein System zur Anwendung dieses Verfahrens.
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Es
gibt heute Systeme zur Begrenzung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs
auf einen vom Fahrer festgelegten Wert, die dazu bestimmt sind, den
Fahrer daran zu hindern, einen Grenzsollwert zu überschreiten, den er gewählt hat,
außer
durch eine absichtliche spezielle Betätigung.
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Ein
solches Geschwindigkeitsbegrenzungssystem weist insbesondere ein
Gaspedal oder jedes andere Leistungssteuerungsorgan des Motors auf, das
vom Fahrer betätigt
werden kann und es erlaubt, das Fahrzeug zu beschleunigen. Es weist
außerdem Mittel
auf, die dem Pedal einen ersten aktiven Weg und dann einen zweiten
Verlustweg bis zu einem Druckpunkt verleihen, der sich in einem
festen Punkt der Strecke des Pedals äußert, unabhängig von der gewählten Grenzgeschwindigkeit.
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Die
Positionsinformation des Gaspedals wird in ein Beschleunigungsanforderungssignal
von Seiten des Fahrers umgewandelt, das ein elektronischer Rechner
mit einem durch die Geschwindigkeitsregelung verursachten und in
Abhängigkeit
von der Differenz zwischen der realen Geschwindigkeit und der Sollgeschwindigkeit
des Fahrzeugs berechneten Beschleunigungsanforderungssignal vergleicht.
Der Vergleich zwischen diesen zwei Beschleunigungsanforderungssignalen
aufgrund der Geschwindigkeitsregelung einerseits und aufgrund des
Pedals andererseits ermöglicht
es, ein Beschleunigungssteuersignal des Fahrzeugs zu bestimmen.
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Ein
Ausführungsbeispiel
eines Geschwindigkeitsbegrenzers ist in der unter der Nr.
FR 2 755 650 im Namen von
RENAULT veröffentlichten
Patentanmeldung beschrieben, die die Merkmale des Oberbegriffs des
Anspruchs 1 offenbart. In diesem Beispiel hat das Pedal einen Verlustweg
zwischen einem ersten aktiven Weg und einem Druckpunkt, und dieser Druckpunkt äußert sich
in einem festen Punkt der Strecke des Pedals, unabhängig von
der gewählten Grenzgeschwindigkeit.
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Der
Geschwindigkeitsbegrenzer begrenzt das Antriebsdrehmoment des Motors
des Fahrzeugs, um die Überschreitung
einer vom Fahrer festgelegten Grenzgeschwindigkeit ohne Einwirkung
auf das Bremssystem zu verhindern. So lange dieser Grenzwert nicht
erreicht ist, ist die Beziehung, die die Position des Gaspedals
mit dem Motordrehmoment verbindet, gleich derjenigen, die vorhanden
ist, wenn der Begrenzer inaktiv ist, d. h. dass ein Drücken auf
das Pedal die Beschleunigung erhöht
und eine Wegnahme des Fußes
eine Bremsverzögerung
bewirkt, wenn aber die Sollgrenzgeschwindigkeit erreicht ist, wird
das Antriebsdrehmoment des Motors auf einen Wert begrenzt, der es
dem Fahrzeug nicht erlaubt, diese Geschwindigkeit zu überschreiten.
Jedes zusätzliche
Eindrücken
des Pedals über
diese Bezugsposition hinaus ist ohne Wirkung auf den Drehmomentwert
und somit auf die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, und entspricht
einer Verlustzone oder einem Verlustweg des Pedals.
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Jedes
Loslassen des Gaspedals unterhalb dieser Bezugsposition, die die
Sollgeschwindigkeit des Fahrzeugs festlegt, erlaubt dagegen eine
Bremsverzögerung
des Fahrzeugs, da die Beziehung zwischen dem Motordrehmoment und
der Position des Pedals erneut gültig
ist.
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Wenn
das mit dem Geschwindigkeitsbegrenzer ausgestattete Fahrzeug sich
einem Fahrzeug nähert,
das langsamer ist als es selber, muss der Fahrer, um seine Geschwindigkeit
zu verringern, auf das Gaspedal einwirken, indem er den Fuß hebt,
oder auf das Bremspedal einwirken, indem er es eindrückt.
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DE 44 37 678 A offenbart
ein Verfahren zur Abstandskontrolle, das es dem Fahrer erlaubt,
den Abstand zu einem Zielfahrzeug zu variieren, indem er auf die
Pedale einwirkt, ohne das Verfahren zu deaktivieren.
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Es
gibt andererseits Geschwindigkeitsregelungssysteme mit Abstandskontrolle – Adaptative Cruise
Control – ACC,
die die Leistung des Motors und die Bremsen des Fahrzeugs überwachen,
um:
- – die
Geschwindigkeit des ausgestatteten Fahrzeugs auf einen konstanten
Wert zu regeln ohne Einwirkung des Fahrers auf das Gaspedal;
- – die
Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf einen Wert gleich demjenigen des
vor ihm fahrenden Fahrzeugs einzustellen, das in der gleichen Fahrspur
langsamer fährt;
- – eine
konstante Abstandszeit zu dem vor ihm in der gleichen Fahrspur mit
geringerer Geschwindigkeit fahrenden Fahrzeug beizubehalten.
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Um
die automatisch vom System bestimmte Beschleunigung zu reduzieren,
muss der Fahrer auf das Bremspedal drücken oder auf eine am Lenkrad oder
am Armaturenbrett angeordnete Taste einwirken, wobei diese beiden
Aktionen zur Wirkung haben, das Geschwindigkeitsregelungssystem
mit Abstandskontrolle zu deaktivieren. Die Beschleunigung kann ebenfalls
durch die Einwirkung des Fahrers auf das Organ der Sollgeschwindigkeit
reduziert werden, das nicht immer gut an alle Typen von Situationen
angepasst ist. Insbesondere manche komplexe Straßenverkehrssituationen werden
schlecht von dem an Bord des Fahrzeugs befindlichen Entfernungsmesser
verwaltet, der aufgrund von momentanen Erfassungsverlusten der Fahrzeuge
in der Spur, zum Beispiel in den Kurven, unangenehme Wiederbeschleunigungen
des Fahrzeugs bewirken kann.
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Die
Erfindung hat zum Ziel, die Nachteile dieser zwei soeben beschriebenen
Typen von Systemen zu beheben, d. h. einerseits bei einer Geschwindigkeitsbegrenzung
in der Annäherungsphase
bremsen zu müssen
und andererseits die Geschwindigkeitsregelung deaktivieren zu müssen, um
die Beschleunigung zu reduzieren.
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Hierzu
ist ein erster Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Geschwindigkeitsbegrenzung mit
Abstandskontrolle für
ein Kraftfahrzeug, das mit Telemetriemitteln, die dazu bestimmt
sind, den Abstand und die Geschwindigkeit der Fahrzeuge zu schätzen, die
in der gleichen Fahrspur fahren wie das Fahrzeug, und mit Mitteln
zur Regelung des Motorbetriebs bezüglich Geschwindigkeit und Abstand
ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden
Schritte ausführt:
- a) Aktivierung des Verfahrens;
- b) Wahl eines Geschwindigkeitssollwerts;
- c) Überprüfung der
Abwesenheit eines langsameren Zielfahrzeugs in der gleichen Fahrspur,
und wenn
- e) Begrenzung des Motordrehmoments durch Einwirkung des Fahrers
auf das Gaspedal, so lange die Fahrzeuggeschwindigkeit geringer
ist als die Sollgeschwindigkeit, und durch automatische Kontrolle,
wenn die Sollgeschwindigkeit erreicht oder überschritten ist, mit der Möglichkeit
der Deaktivierung des Verfahrens;
- d) Überprüfung des
Vorhandenseins eines langsameren Zielfahrzeugs vor dem ausgestatteten Fahrzeug
in der gleichen Fahrspur, und wenn ja:
- f) automatische Verringerung der Geschwindigkeit und Aufrechterhaltung
einer konstanten Abstandszeit zwischen den zwei Fahrzeugen, die vom
Fahrer einstellbar ist;
- g) dem Fahrer erlaubte Verringerung der durch das Verfahren
bestimmten Geschwindigkeit durch Abheben des Fußes vom Gaspedal oder ein Drücken auf
die Bremse ohne Deaktivierung des Geschwindigkeitsbegrenzungsverfahrens;
- h) Überprüfung der
Geschwindigkeit des Zielfahrzeugs, und im Fall einer Erhöhung über die
Sollgeschwindigkeit hinaus, Möglichkeit
der Beschleunigung für
den Fahrer des ausgestatteten Fahrzeugs bis auf den Geschwindigkeits-
oder Abstandssollwert, wenn das Zielfahrzeug erneut eingeholt wird.
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Ein
zweiter Gegenstand der Erfindung ist ein System zur Anwendung des
Verfahrens zur Begrenzung der Geschwindigkeit mit Abstandskontrolle
für ein
Kraftfahrzeug, das erste Telemetriemittel, die dazu bestimmt sind,
den Abstand und die Geschwindigkeit der Fahrzeuge zu schätzen, die
in der gleichen Fahrspur fahren wie das ausgestattete Fahrzeug,
und zweite Mittel zur Regelung des Motorbetriebs bezüglich der
Geschwindigkeit und des Abstands aufweist, das am Eingang einen
Geschwindigkeitssollwert und einen Abstandszeitsollwert empfängt und
eine Beschleunigungs- und
Bremssteuerung des Fahrzeugs liefert, dadurch gekennzeichnet, dass
es außerdem
aufweist:
- – dritte
Mittel zur Rekonstruktion der Bremsanforderung des Fahrers, die
dazu bestimmt sind, ein Signal zu liefern, das mit der Bremssteuerung
homogen ist, die von den vorhergehenden Regelmitteln geliefert wird;
- – vierte
Mittel zur Rekonstruktion der Beschleunigungsanforderung des Fahrers,
die dazu bestimmt sind, ein Signal zu liefern, das mit der Beschleunigungssteuerung
homogen ist, die von den vorhergehenden Regelmitteln geliefert wird;
- – fünfte Entscheidungsmittel
zwischen dem Signal der vom Fahrer angeforderten Bremsung und der Bremssteuerung
durch Berechnung des maximalen Werts zwischen diesen zwei Bremswerten;
- – sechste
Entscheidungsmittel zwischen dem Signal der vom Fahrer angeforderten
Beschleunigung und der Beschleunigungssteuerung durch Berechnung
des minimalen Werts unter diesen zwei Beschleunigungswerten;
- – siebte
Entscheidungsmittel zwischen der Kontrolle des Bremsens und derjenigen
der Beschleunigung durch vorrangige Wahl des Bremsens bezüglich der
Beschleunigung, die Steuersignale an das Bremsorgan des Fahrzeugs
und an den Motor liefern.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der Beschreibung hervor,
die durch die folgenden Figuren veranschaulicht wird:
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1:
ein Verfahren zur Geschwindigkeitsbegrenzung mit Abstandskontrolle
eines Fahrzeugs gemäß der Erfindung;
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2:
ein Beispiel eines Systems zur Anwendung des Verfahrens zur Geschwindigkeitsbegrenzung
mit Abstandskontrolle gemäß der Erfindung.
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Die
Erfindung ist dazu bestimmt, die Geschwindigkeit des mit dem System
ausgestatteten Fahrzeugs zu begrenzen und gleichzeitig seinen Abstand
bezüglich
des vor ihm in der gleichen Fahrspur fahrenden Fahrzeugs zu überwachen,
während
der Fahrer seinen Fuß auf
dem Gaspedal hält
oder auf das Bremspedal drückt,
ohne das System zu deaktivieren.
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Wenn
der Fahrer die Aktivierung des Verfahrens im Schritt a) ausgelöst und im
Schritt b) in überprüfter Abwesenheit
eines langsameren Zielfahrzeug in der Fahrspur, d. h. entweder in
im Schritt c) festgestellter Abwesenheit eines Fahrzeugs, oder in
im Schritt d) festgestelltem Vorhandensein eines schnelleren Fahrzeugs,
einen Geschwindigkeitssollwert festgelegt hat, führt das Verfahren die Funktion
der klassischen Geschwindigkeitsbegrenzung durch (Schritt e), die
das Drehmoment des Motors begrenzt, um die Sollgeschwindigkeit nicht
zu überschreiten,
die der Fahrer selbst festgelegt hat. Für Fahrzeuggeschwindigkeitswerte
unter dem Sollwert entspricht die vom Fahrer vorgegebene Position
des Gaspedals einer gegebenen Beschleunigung, und für Geschwindigkeitswerte über dem
Sollwert begrenzt das System automatisch das Drehmoment des Motors.
Diesem Drehmomentgrenzwert entspricht eine Bezugsposition des Gaspedals, über die hinaus
jedes zusätzliche
Eindrücken
wirkungslos ist.
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In
Gegenwart eines langsameren Fahrzeugs vor dem ausgestatteten Fahrzeug,
das mit der Sollgeschwindigkeit fährt und Ziel genannt wird,
festgestellt im Schritt d), reduziert das Verfahren automatisch
die Geschwindigkeit des ausgestatteten Fahrzeugs, ohne dass der
Fahrer seinen Fuß vom
Gaspedal nehmen oder den Betrieb des Fahrzeugs wieder übernehmen
muss, und hält
eine Abstandszeit zwischen diesen zwei Fahrzeugen aufrecht, die
konstant ist und einen vom Fahrer einstellbaren Wert hat (Schritt
f).
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Der
Fahrer kann aber jederzeit selbst diese automatisch vom System bestimmte
Geschwindigkeit verringern, indem er auf das Gaspedal durch Anheben
des Fußes
einwirkt oder indem er das Bremspedal eindrückt, ohne die Deaktivierung
des Systems zu bewirken (Schritt g).
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Wenn
der Abstand zwischen den zwei Fahrzeugen zunimmt, d. h. wenn die
im Schritt h) erfasste Geschwindigkeit des Zielfahrzeugs in der
Spur zunimmt, kann der Fahrer erneut beschleunigen, bis er den Geschwindigkeits-
oder Abstandssollwert erreicht, wenn das verfolgte Fahrzeug erneut
eingeholt wird.
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Um
diese Schritte in Abhängigkeit
vom Vorhandensein oder der Abwesenheit eines langsameren Fahrzeugs
als das ausgestattete Fahrzeug in der gleichen Fahrspur auszuführen, ist
das Fahrzeug mit einem Anwendungssystem ausgestattet, das die folgenden
verschiedenen Elemente aufweist.
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Zunächst ist
es mit ersten Schätzmitteln
des Abstands und der Geschwindigkeit der Fahrzeuge versehen, die
in der gleichen Fahrspur fahren, wie zum Beispiel einem Entfernungsmesser,
einem Radar oder einem Lidar. Die Telemetriemittel 1 liefern
Informationen IDV über den Abstand und die Geschwindigkeit
der in der gleichen Spur wie das Fahrzeug vor ihm fahrenden Fahrzeuge.
Diese Informationen werden an zweite Regelmittel 2 des
Betriebs des Motors bezüglich
Geschwindigkeit und Abstand geschickt, die außerdem am Eingang einen Geschwindigkeitssollwert
CV und einen Abstandssollwert CD empfangen.
Diese Regelmittel liefern eine Beschleunigungssteuerung CA oder eine Bremssteuerung CF an
die betroffenen Organe des Fahrzeugs, entweder den Motor M oder
das Bremssystem F.
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Das
erfindungsgemäße System
weist außerdem
dritte Mittel 3 der Rekonstruktion der Bremsanforderung
des Fahrers auf, die sich durch eine Auflagekraft auf das Bremspedal äußert. Diese
Anforderung muss mit der von den Regelmitteln 2 gelieferten Bremssteuerung
homogen sein, die zum Beispiel ein Druck im Bremskreis, ein Bremsverzögerungsdrehmoment
oder ein Kraftstoffdurchsatz sein kann. Die Mittel 3 wandeln
die Auflagekraft PF auf das Bremspedal in
eine Größe um, die
mit der Bremssteuerung homogen ist, und liefern ein Signal SF, das mit der Bremssteuerung CF homogen
ist, wobei diese zwei Signale an den Eingang von vierten Mitteln 4 zur
Entscheidung zwischen ihnen kommen. Die Mittel 4 führen die
Entscheidung zwischen diesen zwei Bremsanforderungen durch, indem
sie das Maximum FM unter diesen zwei Werten
SF und CF bestimmen,
damit die stärkste
Anforderung berücksichtigt
wird, unabhängig
davon, ob es die automatische Steuerung oder die Anforderung des
Fahrers ist, um das Bremsen zu kontrollieren.
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Was
die Beschleunigungsanforderung des Fahrers angeht, die sich durch
eine Auflagekraft PA auf das Gaspedal äußert, so
muss sie mit der Beschleunigungssteuerung CA homogen
sein, die von den Regelmitteln 2 des Motors geliefert wird,
um damit verglichen zu werden. Hierzu verwandeln fünfte Mittel 5 der
Rekonstruktion dieser Anforderung sie in eine Größe SA homogen
mit der Beschleunigungssteuerung CA um,
die zum Beispiel eine Drehmomentanforderung sein kann. Die zwei
homogenen Beschleunigungssignale SA und
CA kommen an den Eingang von sechsten Mittel 6 zur
Entscheidung zwischen ihnen, durch Bestimmung des Minimums unter diesen
beiden Werten, damit die schwächste
Anforderung Am berücksichtigt
wird, um die Beschleunigung des Fahrzeugs zu kontrollieren.
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Das
System weist schließlich
siebte Entscheidungsmittel 7 zwischen der Bremskontrolle
F und der Beschleunigungskontrolle des Fahrzeugs M auf, indem im
Nennmodus gewählt
wird, immer dem Bremsen den Vorrang bezüglich der Beschleunigung zu
geben. Wenn so der Fahrer oder das Geschwindigkeitsbegrenzungssystem
gleichzeitig eine Bremsung und eine Beschleunigung anfordern, ist
es die Bremsverzögerungsanweisung,
die an das Bremsorgan geschickt wird.
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Wenn
das System außerdem über eine
Vorrichtung verfügt,
die dem Fahrer die Möglichkeit
bietet, mittels einer Vorrichtung vom Typ mechanischer Druckpunkt
am Ende des Wegs des Gaspedals, auch zum Beispiel "Kick-down" genannt, wieder
die Steuerung zu übernehmen,
und der Fahrer diese Vorrichtung absichtlich betätigt, wird den Bremsanforderungen
oder Beschleunigungsanforderungen des Fahrers gegenüber den
Anforderungen des Geschwindigkeitsbegrenzungssystems der Vorrang
verliehen.