DE69508045T2

DE69508045T2 - Vorrichtung und Methode zur Reisegeschwindigkeitssteuerung

Info

Publication number: DE69508045T2
Application number: DE69508045T
Authority: DE
Inventors: Simon Peter Castlethorpe Milton Keynes Mk19 7Hr Gilling
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1994-12-13
Filing date: 1995-12-07
Publication date: 1999-06-24
Anticipated expiration: 2015-12-08
Also published as: EP0716949A1; EP0716949B1; JP3802944B2; JPH08238953A; GB9425096D0; DE69508045D1; US5761629A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Reisegeschwindigkeitssteuerung für Fahrzeuge.
Es ist bekannt, Einrichtungen zur Steuerung der Reisegeschwindigkeit in ein Fahrzeug einzubauen, mit denen der Fahrer eine Zielgeschwindigkeit des Fahrzeugs einstellen kann, wobei die Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf der Straße automatisch von der Reisegeschwindigkeitssteuerung justiert wird, um die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit auf der Zielgeschwindigkeit zu halten, solange die Reisegeschwindigkeitssteuerung aktiviert ist. Solche bekannten Steuerungen überwachen nicht den Abstand zu oder die Geschwindigkeit von Fahrzeugen, die sich vor dem gesteuerten Fahrzeug befinden, so daß der Fahrer eingreifen muß, wenn sich das unter Reisegeschwindigkeitssteuerung befindliche Fahrzeug einem vorausfahrenden Fahrzeug zu dicht nähert, zum Beispiel um zu gewährleisten, daß ein "sicherer" Bremsabstand zwischen den Fahrzeugen auf der Basis von Faktoren wie dem Fahrerempfinden von Fahrbahnbedingungen, Witterungsbedingungen und Fahrzeugleistung verbleibt. Der Eingriff des Fahrers kann das Verstellen der eingestellten Zielgeschwindigkeit auf einen neuen Zielwert oder das wenigstens vorübergehende Abschalten der Reisegeschwindigkeitsteuerung beinhalten, z. B. durch Betätigen der Fußbremse des Fahrzeugs oder durch Verändern der Stellung eines Bedienhebels der Reisegeschwindigkeitssteuerung in eine Ausschaltposition. Für den Fall, daß ein vorausfahrendes Fahrzeug seine Geschwindigkeit erhöht, hat der Fahrer des unter Reisegeschwindigkeitssteuerung befindlichen Fahrzeugs auch die Möglichkeit, die Zielgeschwindigkeit manuell nach oben auf einen neuen Zielwert zu verändern, indem er den Bedienhebel der Reisegeschwindigkeitssteuerung betätigt.
Eine kürzliche Entwicklung im Bereich der Reisegeschwindigkeitssteuerung beinhaltete die Verringerung der Notwendigkeit für Fahrereingriffe, indem das Reisegeschwindigkeitssteuersystem befähigt wurde, die Anwesenheit und Leistung eines dem unter Reisegeschwindigkeitssteuerung befindlichen Fahrzeug vorausfahrenden Fahrzeugs (nachfolgend Zielfahrzeug genannt) zu erfassen und darauf zu reagieren. Ein System dieser Art, das mit einer sogenannten Autonomous Intelligent Cruise Control (AICC - Autonome intelligente Reisegeschwindigkeitssteuerung) ausgestattet ist, ist in unserer EP-A-0 612 64-1 offenbart, auf die hiermit verwiesen wird, wobei die Reisegeschwindigkeitssteuervorrichtung folgendes umfaßt: ein Abstandsfehlererfassungsmittel zum Ermitteln eines Abstandsfehlers als die Differenz zwischen einem gewünschten Abstand zwischen einem Zielfahrzeug und dem gesteuerten Fahrzeug und dem tatsächlichen Abstand zwischen dem Zielfahrzeug und dem gesteuerten Fahrzeug, ein Geschwindigkeitsfehlererfasssungsmittel zum Ermitteln eines Geschwindigkeitsfehlers als die Differenz zwischen der Geschwindigkeit des Zielfahrzeugs und der Geschwindigkeit des gesteuerten Fahrzeugs, und ein Beschleunigungsbedarf-Erzeugungsmittel zum Erzeugen eines Fahrzeugbeschleunigungsbedarfs in Abhängigkeit vom Abstandsfehler und vom Geschwindigkeitsfehler.
Der Beschleunigungsbedarf kann als die Summe des Produktes aus dem Abstandsfehler und einem ersten Verstärkungsparameter und dem Produkt aus dem Geschwindigkeitsfehler und einem zweiten Verstärkungsparameter errechnet werden. Der zweite Verstärkungsparameter kann eine Konstante wie z. B. Eins sein.
Die Abstands- und Geschwindigkeitsfehler können auf eine Reihe von Weisen wie z. B. mit Hilfe eines elektromagnetischen oder Ultraschall- Zielerfassungssystems wie einem Radarsystem ermittelt werden, so daß sich ein direktes Maß für den Abstand von einem vorausfahrenden Zielfahrzeug ergibt. Der Geschwindigkeitsfehler kann durch Differenzieren des Ausgangs des Radarsystems in bezug auf Zeit erhalten werden. In anderen Systemen kann der Geschwindigkeitsfehler automatisch durch das Radarsystem ermittelt werden, z. B. dann, wenn das Radarsystem vom Dopplertyp ist.
Eine bevorzugte Ausgestaltung des bekannten Systems der EP-A-0 612 641 beinhaltet ebenfalls das Wunschabstand-Ermittlungsmittel zum Ermitteln des gewünschten Abstands in - z. B. linearer - Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit. Es beinhaltet auch bevorzugterweise ein Beschleunigungsfehler- Erzeugungsmittel zum Erzeugen eines Beschleunigungsfehlers als die Differenz zwischen dem errechneten Beschleunigungsbedarf und der tatsächlichen Fahrzeugbeschleunigung.
Die Vorrichtung der EP-A-0 612 641 beinhaltet auch ein Torsteuermittel zum Senden des Beschleunigungsfehlersignals zu einem Fahrzeugantriebssystem, wenn der Beschleunigungsbedarf größer ist als ein erster Schwellenwert (≥ 0), und zum Senden des Beschleunigungsfehlersignals zum Fahrzeugbremssystem, wenn der Beschleunigungsbedarf geringer ist als der zweite Schwellenwert, der Abstandsfehler kleiner ist als ein zweiter vorbestimmter Abstandsfehler (< 0) und der Geschwindigkeitsfehler kleiner ist als ein zweiter vorbestimmter Geschwindigkeitsfehler (< 0).
Somit kann ein Reisegeschwindigkeitssteuersystem des in unserer EP-A-0 612 641 offenbarten Typs die Fahrgeschwindigkeit eines gesteuerten Fahrzeugs anhand der relativen Geschwindigkeit und dem relativen Abstand eines Zielfahrzeugs ermitteln, das dem gesteuerten Fahrzeug auf der Straße vorausfährt. Wenn das Zielfahrzeug seine Geschwindigkeit erhöht, dann erhöht das gesteuerte Fahrzeug seine Geschwindigkeit entsprechend, bis zu der voreingestellten Zielgeschwindigkeit, die anfänglich vom Fahrer eingestellt wurde. Ebenso, wenn das Zielfahrzeug verlangsamt, dann wird auch das gesteuerte Fahrzeug zum Verlangsamen veranlaßt, entweder durch Rücknahme des Gaspedals oder durch eine Rücknahme des Gaspedals und Betätigen der Fahrzeugbremsen. Wenn das Zielfahrzeug zum Stillstand kommt, dann wird auch das gesteuerte Fahrzeug in einem vorbestimmten Abstand hinter dem Zielfahrzeug zum Stillstand gebracht.
Die obengenannte Beschreibung des bekannten Systems geht davon aus, daß das vorausfahrende (Ziel-) Fahrzeug in derselbeh Fahrspur bleibt wie das gesteuerte (AICC) Fahrzeug, d. h. daß es im wesentlichen unmittelbar vor dem gesteuerten Fahrzeug bleibt. In der Praxis trifft dieser Fall natürlich nicht immer zu und, wie z. B. beim Fahren auf einer mehrspurigen Autobahn, Zielfahrzeuge vor dem AICC-gesteuerten Fahrzeug können auf eine innere, langsamere oder auf eine äußere, schnellere Spur wechseln. Auf Autobahnen in Großbritannien, wo auf der linken Straßenseite gefahren wird, bedeutet dies, daß ein Zielfahrzeug, das auf eine benachbarte Spur auf der linken Seite wechselt, auf eine langsamere Spur wechselt und überholt werden kann, während ein Zielfahrzeug, auf eine Spur auf der rechten Seite wechselt, auf eine schnellere Spur wechselt und daher gemäß den einschlägigen Vorschriften nicht - außer in einer langsamen "Schlangensituation" - innen überholt werden sollte.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, daß das Reisegeschwindigkeitssteuersystem (AICC) eines Fahrzeugs in der Lage sein soll, Spurwechselmanöver von vorausfahrenden Zielfahrzeugen zu überwachen und entsprechend zu reagieren.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein AICC- Reisegeschwindigkeitssteuersystem bereitgestellt, das so ausgestaltet ist, daß es ermittelt, ob das dichteste vorausfahrende Zielfahrzeug in derselben Spur oder in einer benachbarten Spur fährt, und
(a) wenn ermittelt wird, daß das dichteste Fahrzeug in einer benachbarten langsameren Spur fährt, es zuläßt, daß das Fahrzeug überholt wird, wenn der Weg nach vorne frei ist, und
(b) wenn ermittelt wird, daß das dichteste Fahrzeug in einer benachbarten schnelleren Spur fährt, es verhindert, daß das Fahrzeug innen überholt wird, und dieses Fahrzeug als primäres Ziel benutzt, es sei denn, es fährt ein anderes Fahrzeug in derselben Spur wie das gesteuerte Fahrzeug, das eine Verlangsamung des gesteuerten Fahrzeugs verlangt, um zu bewirken, daß es dahinter bleibt, und in diesem Fall wird das letztere Fahrzeug als primäres Ziel ausgewählt.
Um diesen Vorgang zu erzielen, umfaßt das AICC- System vorzugsweise ein Mittel zum Feststellen des Winkelversatzes von Zielfahrzeugen, die dem gesteuerten Fahrzeug vorausfahren, und zum Ermitteln, ob ein bestimmtes Zielfahrzeug über, unter oder in einem vorbestimmten Winkelbereich der Fahrtrichtung des gesteuerten Fahrzeugs ist, und ein Mittel zum Auswählen eines primären Ziels aus einer Mehrzahl von Zielen, die von dem Radarsystem des AICC erfaßt werden, wobei das Auswahlmittel so angeordnet ist, daß:
(a) wenn das dichteste Zielfahrzeug unter dem genannten vorbestimmten Winkelbereich fährt, dasjenige der genannten Ziele von dem AICC-System als das zu verfolgende primäre Ziel ausgewählt wird, das den höchsten Beschleunigungsbedarf hat, es sei denn, daß das Fahrzeug in derselben Spur eine Verlangsamung verlangt;
(b) wenn das Zielfahrzeug in oder über dem genannten vorbestimmten Winkelbereich fährt, dasjenige der genannten Ziele von dem AICC-System als das zu verfolgende primäre Ziel ausgewählt wird, das den niedrigsten Beschleunigungsbedarf hat, es sei denn,
(c) ein weiter entferntes Ziel, das in dem genannten vorbestimmten Winkelbereich fährt, verlangt eine Verlangsamung, damit es dahinter bleibt, und in diesem Fall wird das letztere Ziel als das zu verfolgende primäre Ziel ausgewählt.
Die Erfindung wird nachfolgend, jedoch nur beispielhaft, unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigt:
Fig. 1 ein Blockschaltdiagramm einer Ausgestaltung einer bekannten Reisegeschwindigkeitssteuervorrichtung, auf die die vorliegende Erfindung anwendbar ist;
Fig. 2 und 3 verschiedene Fahrbedingungen, die in der Praxis auftreten;
Fig. 4 ein vereinfachtes Ablaufdiagramm einer Ausgestaltung oder [*1] eines Steuersystems gemäß der vorliegenden Erfindung, und
Fig. 5 ein Blockdiagramm einer einfachen Arbeitsausgestaltung eines Steuersystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die Reisegeschwindigkeitssteuervorrichtung von Fig. 1 ist mit der unserer früheren EP-A-0 612 641 identisch, und für eine vollständige Erläuterung des illustrierter Systems wird hiermit auf dieses frühere Dokument verwiesen. Es sind hierin nur diejenigen Teile der vollständigen Beschreibung der EP-A-0 612 641 enthalten, die für ein Grundverständnis des Betriebs des illustrierten Systems notwendig sind.
Die in Fig. 1 gezeigte Reisegeschwindigkeitssteuerung ist in einem Fahrzeug eingebaut, das von einem Verbrennungsmotor angetrieben wird, und umfaßt ein Radarsystem 1, das auf der Vorderseite des Fahrzeugs montiert ist und nach vorne zeigt, um ein dem Fahrzeug vorausfahrendes weiteres Fahrzeug zu erfassen. Das Radarsystem 1 erzeugt ein Entfernungsausgangssignal, das dem Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem weiteren Fahrzeug entspricht, und ein Ausgangssignal Vrel für die relative Geschwindigkeit, das der Diffetenz der Geschwindigkeiten des Fahrzeugs und des weiteren Fahrzeugs entspricht.
Das Entfernungsausgangssignal des Radarsystems 1 wird zum Addierungseingang eines Subtrahierers 3 gesendet. Der Subtrahierungseingang des Subtrahierers 3 ist mit dem Ausgang einer Wunschentfernungseinstellschaltung 4 verbunden, deren Eingang mit einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor S zur Ermittlung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs verbunden ist. Der Sensor 5 kann einen beliebigen geeigneten Sensor umfassen, wie z. B. einen optischen Fahrgeschwindigkeitssensor oder ein System zur Ermittlung der Fahrzeuggeschwindigkeit auf der Basis der Messung von Raddrehzahlen.
Das Ausgangssignal des Subtrahierers 3 wird einem ersten Eingang eines Vervielfachers 6 zugeführt, dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang einer Entfernungsverstärkung-Einstellschaltung 2 verbunden ist, die einen Eingang hat, der mit dem Entfernungsausgang des Radarsystems 1 verbunden ist. Der Ausgang des Vervielfachers 6 ist mit einem ersten Eingang eines Addierers 7 verbunden, dessen zweiter Eingang mit dem Radarsystem 1 über einen Vervielfacher 28 verbunden ist, um das relative Geschwindigkeitssignal zu empfangen. Der Vervielfacher ist so angeordnet, daß er das relative Geschwindigkeitssignal vor der Verwendung durch den Addierer 7 skaliert. Der Vervielfacher 28 kann weggelassen werden, wenn ein Verstärkungsfaktor von Eins auf das relative Geschwindigkeitssignal angewendet wird. Der Ausgang des Addierers 7 ist mit dem Eingang oder Begrenzer 10 verbunden, um den maximalen positiven und negativen Wert des Beschleunigungsbedarfssignals zu begrenzen. So kann z. B. die maximale positive Beschleunigung so begrenzt werden, daß sie kleiner oder gleich 15%g ist, und die maximale Verlangsamung kann so begrenzt werden, daß sie kleiner oder gleich 30%g ist, wobei g die Beschleunigung durch Schwerkraft ist. Das begrenzte Beschleunigungsbedarfssignal vom Begrenzer 10 wird dem Addierungseingang eines Subtrahierers 8 zugeführt, dessen Subtrahierungseinang mit dem Ausgang eines Differentiators 9 verbunden ist. Der Eingang des Differentiators 9 ist mit dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor verbunden, so daß der Differentiator 9 ein Signal erzeugt, das der Fahrzeugbeschleunigung entspricht.
Der Ausgang des Subtrahierers 8, der ein Geschwindigkeitsfehlersignal repräsentiert, wird zu einer Torsteuerungsanordnung gesendet, die elektronische Schalter 11 und 12 umfaßt. Der Schalter 11 verbindet den Ausgang des Subtrahierers 8 selektiv mit einem ersten Eingang eines Vervielfachers 13, dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang einer Integrationsverstärkungs- Einstellschaltung 14 verbunden ist. Der Eingang der Schaltung 14 ist mit dem Ausgang des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 5 verbunden. Der Schalter 11 wird von einem Komparator 15 gesteuert, der einen ersten Eingang hat, der mit dem Ausgang des Begrenzers 10 verbunden ist, und einen zweiten Eingang, der so geschaltet ist, daß er einen ersten Schwellenwert T1 empfängt, der einem Beschleunigungsfehler entspricht, der normalerweise größer ist als Null. Der Ausgang des Vervielfachers 13 ist mit dem Eingang eines Drosselstellglieds 16 des Verbrennungsmotors des Fahrzeugs verbunden. Das Drosselstellglied ist von dem Typ, der die Motordrossel gemäß dem Integral in bezug auf die Zeit des daran angelegten Signals steuert.
Der Schalter 12 verbindet selektiv den Ausgang des Subtrahierers 8 mit einem Bremsstellglied 17 des Fahrzeugs. Ein Steuereingang des Schalters 12 ist mit dem Ausgang eines AND-Gates 18 mit drei Eingängen verbunden. Der erste Eingang ist mit dem Ausgang eines Komparators 19 verbunden, der einen ersten Eingang hat, der mit dem Ausgang des Begrenzers 10 verbunden ist, und einen zweiten Eingang, der so geschaltet ist, daß er einen Schwellenwert T2 empfängt, der einer Beschleunigung entspricht, die kleiner ist als Null. Der zweite Eingang des Gates 18 ist mit einem Komparator 20 verbunden, der einen ersten Eingang hat, der mit dem Radarsystem 1 verbunden ist, um das relative Geschwindigkeitssignal zu empfangen, und einen zweiten Eingang, der so geschaltet ist, daß er einen Schwellenwert T3 empfängt, der einer relativen Geschwindigkeit oder einem Geschwindigkeitsfehler entspricht, der kleiner ist als Null. Der dritte Eingang des Gates 18 ist mit dem Ausgang eines Komparators 21 verbunden, der einen ersten Eingang hat, der mit dem Ausgang des Subtrahierers 3 verbunden ist, um ein Entfernungsfehlersignal zu empfangen, und einen zweiten Eingang, der so geschaltet ist, daß er einen Schwellenwert T4 empfängt, der einem Entfernungs- oder Abstandsfehler entspricht, der kleiner ist als Null.
Der Begrenzer 10 hat einen Sperreingang, um zu verhindern, daß der Begrenzer das Beschleunigungssbedarfssignal auf den vorbestimmten Höchstgrenzwert begrenzt. Der Sperreingang ist mit dem Ausgang eines AND-Gates 22 verbunden, das zwei Eingänge hat. Der erste Eingang des Gates 22 ist mit dem Ausgang eines Komparators 23 verbunden, der einen ersten Eingang hat, der mit dem Ausgang des Addierers 7 verbunden ist, und einen zweiten Eingang, um einen Schwellenwert T5 zu empfangen, der einem Beschleunigungsbedarf entspricht, der gleich dem maximalen oder oberen Grenzwert des Begrenzers ist. Der zweite Eingang des Gates 22 ist mit dem Ausgang eines Komparators 24 verbunden, der einen ersten Eingang hat, der mit dem Ausgang des Differentiators 9 verbunden ist, und einen zweiten Eingang zum Empfangen eines Schwellenwertes T6 aufweist, der einer Beschleunigung zwischen Null und dem oberen Grenzwert entspricht.
Die Entfernungsverstärkung-Einstellschaltung 2 hat einen Eingang, der mit dem Ausgang eines AND-Gates 25 mit zwei Eingängen verbunden ist. Der erste Eingang des Gates 25 ist mit dem Ausgang eines Komparators 26 verbunden, der einen ersten Eingang hat, der mit dem Ausgang des Subtrahierers 3 verbunden ist, und einen zweiten Eingang zum Empfangen eines Schwellenwertes T7, der einem vorbestimmten Abstandsfehler entspricht, der größer ist als Null. Der zweite Eingang des Gates 25 ist mit dem Ausgang eines Komparators 27 verbunden, der einen ersten Eingang hat, der so geschaltet ist, daß er das relative Geschwindigkeitssignal von dem Radarsystem 1 empfängt, und einen zweiten Eingang zum Empfangen eines Schwellenwertes T8, der einem vorbestimmten Geschwindigkeitsfehler entspricht, der größer ist als Null.
Wenn die Reisegeschwindigkeitssteuerung gewählt wird, dann steuert die in Fig. 1 gezeigte Reisegeschwindigkeitssteuervorrichtung die Motordrossel und die Fahrzeugbremsanlage automatisch, es sei denn, daß - und bis - die Reisegeschwindigkeitssteuerung deaktiviert wird, z. B. indem der Fahrer die Reisegeschwindigkeitssteuerung abschaltet oder die Beschleunigungs- oder Bremsbedienelemente des Fahrzeugs betätigt. Das Radarsystem 1 sendet Entfernungs- und relative Geschwindigkeitssignale, die dem Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem nächsten diesem vorausfahrenden Fahrzeug und der Differenz zwischen den Geschwindigkeiten der beiden Fahrzeuge entsprechen. Das Entfernungssignal wird zum Subtrahierer 3 gesendet. Der Subtrahierer 3 erzeugt ein Entfernungsfehlersignal durch Subtrahieren der tatsächlichen Entfernung von einer durch die Schaltung 4 erzeugten Wunschentfernung. Die Schaltung 4 stellt die Wunschentfernung in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit ein, die vom Sensor 5 gemessen wird. Die Schaltung 4 kann eine Verweistablle umfassen, die in einem Nur-Lese-Speicher gespeichert ist, oder eine Rechenschaltung zum Errechnen von Werten der Funktion auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit. So kann beispielsweise die Wunschentfernung S ermittelt werden gemäß:
S = (0,23 · V) + 7
wobei die Wunschentfernung S in Metern und V die Fahrzeuggeschwindigkeit in km/Std. ist.
In Abwesenheit der Konstante 7 Meter würde das Fahrzeug veranlaßt, dem weiteren Fahrzeug mit einem zeitlichen Abstand von 0,83 Sekunden zu folgen. Zur Erhöhung der Flexibilität kann die Wunschentfernungs- Einstellschaltung 4 jedoch vom Fahrer kontrollierbar sein, der einen Zeitabstand und somit eine Wunschentfernung innerhalb vorbestimmter Grenzen, z. B. 0,8 und 2,5 Sekunden, wählen kann. Die Konstante 7 Meter gewährleistet, daß das Fahrzeug für relativ niedrige Geschwindigkeiten einen Mindestabstand von dem vorausfahrenden weiteren Fahrzeug einhält, so daß zum Beispiel dann, wenn das weitere Fahrzeug anhielte, das unter Reisegeschwindigkeitssteuerung befindliche Fahrzeug in einer gewünschten Entfernung anhalten würde, die ausreichen würde, um eine Kollision zu vermeiden.
Der Entfernungs- oder Abstandsfehler von dem Subtrahierer 3 wird in dem Vervielfacher 6 mit einem Entfernungsverstärkungsfaktor multipliziert, der in der Schaltung 2 eingestellt wird. Die Schaltung 2 kann eine Verweistabelle umfassen, die in einem Nur-Lese-Speicher gespeichert ist, oder ein Mittel zum Errechnen des Entfernungsverstärkungsfaktors hauptsächlich in Abhängigkeit von der tatsächlichen Entfernung oder dem tatsächlichen Abstand zwischen den beiden Fahrzeugen. Der Entfernungsverstärkungsfaktor kann zum Beispiel einen Höchstwert von 7 für Zielentfernungen unter 6 Meter und einen Mindestwert von 1 für Zielentfernungen über 20 Meter haben. Zwischen 6 und 20 Metern nimmt der Entfernungsverstärkungsfaktor gleichförmig und kontinuierlich bzw. im wesentlichen kontinuierlich ab.
Der Ausgang des Vervielfachers 6 wird von dem Addierer 7 zum Geschwindigkeitsfehlersignal addiert, das heißt, daß in der vorliegenden Ausgestaltung der Vervielfacher 28 einen Verstärkungsfaktor von Eins hat. Somit wird für Zielentfernungen von 20 Metern und darüber der relativ niedrige Entfernungsverstärkungsfaktor von 1 auf den Abstandsfehler angewendet, und der Geschwindigkeitsfehler hat somit mehr Einfluß auf die Reisegeschwindigkeitssteuerung. Selbst mit dem relativ niedrigen Entfernungsverstärkungsfaktor korrigiert, wenn der Abstandsfehler für eine erhebliche Zeitdauer fortbesteht, die Integralwirkung des Drosselstellgliedes 16 den Abstandsfehler glatt.
Für relativ kleine Wunschentfernungen ist eine raschere Reaktion auf den Abstandsfehler erforderlich, und der Verstärkungsfaktor nimmt progressiv für Wunschentfernungen unter 20 Meter zu, bis er den Höchstwert von 7 bei 6 Metern und darunter erreicht. Für solch kleine Wunschentfernungen repräsentiert jeder Abstandsfehler einen relativ großen Anteil der Wunschentfernung, und eine schnelle Reaktion ist erforderlich, um den Abstandsfehler zu beseitigen und beispielsweise zu verhindern, daß sich das Fahrzeug dem vorausfahrenden weiteren Fahrzeug zu dicht nähert.
Somit hat für relativ kleine Wusnchentfernungen der Abstandsfehler erheblich mehr Einfluß auf die Steuerung des Fahrzeugs als der Geschwindigkeitsfehler.
Wenn der Ausgang des Gates 25 aktiv ist, dann wird ein Signal zum zweiten Eingang der Schaltung 2 gesendet, das die Schaltung veranlaßt, den gemäß der Funktion eingestellten Entfernungsverstärkungsfaktor zu halbieren. Der Komparator 26 erfaßt, wenn der Abstandsfehler relativ groß ist, so daß das unter Reisegeschwindigkeitssteuerung befindliche Fahrzeug relativ weit hinter dem vorausfahrenden Fahrzeug zurückliegt. Der Komparator 27 ermittelt, wenn der Geschwindigkeitsfehler derart ist, daß sich das unter Reisegeschwindigkeitssteuerung befindliche Fahrzeug dem vorausfahrenden Fahrzeug nähert. Wenn sich also das gesteuerte Fahrzeug nähert, aber noch relativ weit hinter dem vorausfahrenden Fahrzeug liegt, dann wird der Entfernungsverstärkungsfaktor halbiert, um einen Überlauf zu verhindern.
Die Torsteueranordnung mit den Schaltern 11 und 12, dem Komparator 15 und dem Komparator 19 über das Gate 18 gewährleisten, daß positive Beschleunigungsbedarfssignale die Motordrossel steuern, während negative Beschleunigungsbedarfssignale die Fahrzeugbremse steuern. Die Schwellenwerte T1 und T2 können im wesentlichen gleich Null gesetzt werden, oder sie können jeweils um vorbestimmte Beträge positiv und negativ gesetzt werden, so daß sich ein "Totband" zwischen Drosselsteuerung und Bremssteuerung ergibt.
Der Ausgang des Addierers 7 repräsentiert ein Beschleunigungsbedarfssignal, das an sich zum Steuern der Beschleunigung eines Fahrzeugs verwendet werden könnte, indem es auf geeignete Weise verarbeitet und angewendet angelegt wird, zum Beispiel an dsa Drosselstellglied 16 und das Bremsstellglied 17. Um jedoch einen Beschleunigungsregelkreis zu erhalten, wird der Beschleunigungsbedarf im Subtrahierer 8 zur Erzeugung eines Beschleunigungsfehlersignals mit der tatsächlichen Fahrzeugbeschleunigung verglichen. Der Beschleunigungsbedarf vom Addierer 7 wird durch den Begrenzer 10 auf einen Höchstwert von +15%g und einen Mindestwert von -30%g begrenzt. Diese Höchstwerte von Beschleunigung und Verlangsamung haben sich als für den Fahrkomfort in dem Fahrzeug als vorteilhaft erwiesen.
Bei der obigen Beschreibung des bekannten Systems von Fig. 1 wird davon ausgegangen, daß das vorausfahrende (Ziel-) Fahrzeug in derselben Fahrspur bleibt wie das gesteuerte (AICC-) Fahrzeug, d. h. daß es im wesentlichen unmittelbar vor dem gesteuerten Fahrzeug bleibt. In der Praxis ist dies natürlich nicht immer der Fall, und beispielsweise beim Fahren auf einer mehrspurigen Autobahn wechseln Zielfahrzeuge vor dem AICC-gesteuerten Fahrzeug möglicherweise auf eine innere, langsamere Spur oder auf eine äußere, schnellere Spur. Auf Autobahnen in Großbritannien, wo auf der linken Straßenseite gefahren wird, bedeutet dies, daß ein auf einer benachbarten Spur auf der linken Seite fahrendes Zielfahrzeug auf eine langsamere Spur wechselt und überholt werden kann, während ein auf eine Spur auf der rechten Seite wechselndes Zielfahrzeug auf eine schnellere Spur wechselt und daher gemäß den einschlägigen Vorschriften nicht - es sei denn in einer langsamen "Schlangensituation" - innen überholt werden sollte.
Diese Situation ist in Fig. 2(a) dargestellt, wo ein gesteuertes (AICC-) Fahrzeug hinter einem ersten vorausfahrenden (Ziel-) Fahrzeug (PV1) fährt, wobei sich beide Fahrzeuge in derselben Mittelspur der Autobahn befinden. Ein zweites Fahrzeug PV2 fährt dem Fahrzeug PV1 voraus. Wenn in dieser Situation das vorausfahrende Fahrzeug PV1 nach links auf die langsamere Spur wechselt (Fig. 2b), dann kann PV1 ignoriert werden, und das AICC- Fahrzeug kann das zweite Fahrzeug PV2 als sein Zielfahrzeug aufnehmen und, wenn das Steuersystem so entscheidet, das Fahrzeug PV1 überholen (Fig. 2c).
Fig. 3 (b), andererseits, zeigt die Situation, bei der ein vorheriges Fahrzeug PV1, das dem gesteuerten (AICC-) Fahrzeug vorausfuhr (Fig. 3a), nach rechts auf eine schnellere Spur wechselt. In diesem Fall muß das Reisegeschwindigkeitssteuersystem im AICC-Fahrzeug weiter auf die Leistung von Fahrzeug PV1 reagieren, und obwohl es auch das nächste Fahrzeug auf seiner eigenen Spur (PV2) überwachen muß, darf es PV2 nicht in dem Ausmaß folgen, daß es PV1 auf der linken Seite innen überholt (was gemäß derzeitiger britischer Gesetzeslage unrechtmäßig wäre). Andererseits muß, wenn dies die überwachte Bewegung von PV2 erfordert, das AICC-Fahrzeug möglicherweise auf einen geeigneten Abstand hinter PV2 verlangsamt werden, und in diesem Fall muß PV2 gefolgt werden.
Fig. 4 zeigt ein einfaches Ablaufdiagramm eines Systems zur Erzielung des letzteren Betriebs zum Reagieren auf das auf eine schnellere Spur wechselnde Zielfahrzeug. Beim Startschritt 50 wird angenommen, daß das gesteuerte (AICC-) Fahrzeug ein ihm vorausfahrendes primäres Ziel (PV1) verfolgt. Eine periodische Überprüfung erfolgt bei 52 im Hinblick darauf, ob das Ziel auf eine äußere Spur verlorengegangen ist. Ist dies nicht der Fall, dann setzt das AICC-Fahrzeug die Verfolgung des ursprünglichen primären Ziels fort. Wenn das ursprüngliche Ziel auf eine Außenspur gewechselt hat, dann sucht das System bei 54 nach einem neuen entfernten Ziel auf seiner eigenen Spur. Gibt es kein solches Ziel, dann wird die Geschwindigkeitssteuerung bei 56 im Rahmen der gewöhnlichen maximalen Beschleunigungsgrenzen (in diesem Fall + 0,03 g) wieder aufgenommen. Gibt es ein solches entferntes Ziel, dann prüft das System bei 58, ob die Verfolgung dieses Ziels bedeuten würde, daß es das ursprüngliche Ziel in der schnelleren Spur innen überholen würde. Ist ein Innenüberholen nicht erforderlich, dann wird das entfernte Ziel als das neue primäre Ziel (PV1) angenommen, und das System kehrt zu Schritt 50 zurück. Andererseits, wenn die Verfolgung des entfernten Ziels bedeutet, daß das ursprüngliche Ziel innen überholt werden muß, dann beschließt das System bei 50, die Verfolgung des ursprünglichen Ziels als das primäre Ziel fortzusetzen und das entfernte Ziel zu ignorieren - es sei denn, daß Position und Geschwindigkeit des entfernten Ziels eine Verlangsamung des AICC-Fahrzeugs erfordern, und in diesem Fall erhält das entfernte Ziel Vorrang.
Ein Blockdiagramm eines möglichen Systems zur Erzielung dieses "Selbsterfassungs"-Betriebs ist in Fig. 5 dargestellt.
Die Radaranlage 1 kann, über das Ermitteln von Entfernung Und relativer Geschwindigkeit von Fahrzeugen hinaus, Informationen in bezug auf den Winkel geben, in dem sich ein Ziel relativ zu dem AICC-Fahrzeug befindet, und anhand dieser Informationen kann eine Berechnung angestellt werden, die angibt, auf welcher Spur sich ein Zielfahrzeug befindet. Sehr grob ausgedrückt, zum Beispiel, wenn der gemessene Winkel zu einem Zielfahrzeug im Bereich von ± 2º liegt, dann kann angenommen werden, daß das Ziel auf derselben Spur fährt wie das AICC- Fahrzeug. Wenn der gemessene Winkel kleiner als -2º oder größer als +2º ist, dann kann angenommen werden, daß das Ziel auf der langsameren bzw. auf der schnelleren Spur fährt.
Fig. 5 zeigt das Radar 1, das sein Eingangssignal zu einem ersten Detektor 62 sendet, der auf ein primäres (dichtestes) Ziel (PV1) reagiert, und zu einem zweiten Detektor 64, der auf ein sekundäres (nächstdichtes) Ziel (PV2) reagiert. Die Ausgänge von den Detektoren 62, 64 werden zu einem Winkelversatz-Berechnungsmittel 66 geleitet, das feststellt, ob (a) der Winkel von PV1 zu PV2 größer ist als +2º (PV1 ist aufeiner schnelleren Spur), (b) der Winkel von PV1 zu PV2 kleiner ist als -2º (PV1 ist auf einer langsameren Spur), oder (c) der Winkel von PV1 zu PV2 zwischen -2º und +2º liegt (PV1 und PV2 sind auf derselben Spur).
Im Falle von Zustand (a) wird ein Signal über eine Leitung 68 an einen "L-Selektionierungs"-Eingang eines "Sieger"-Selektormittels 70 angelegt. Im Fall von Zustand (c) wird wieder ein Signal über die Leitung 68 anglegt, um einen niedrigen Eingang des "Sieger"-Selektormittels 70 zu wählen. Im Fall von Zustand (b) wird ein Signal über eine Leitung 74 angelegt, um zu bewirken, daß PV1 ignoriert und PV2 zum Ziel-PV1 wird, und um den "H- Selektionierungs"-Eingang des "Sieger"-Selektors 70 über eine Leitung 72 zu aktivieren. Der "Sieger"-Selektor 70 ist auch so angeordnet, daß er die Ausgänge der Detektoren 62, 64 empfängt. Für den Fall, daß sein "L- Selektionierungs"-Eingang aktiviert wird, wählt der Sieger-Selektor 70 aus PV1 und PV2 dasjenige als das vom AICC-System zu verfolgende Hauptziel aus, das den geringsten Beschleunigungsbedarf angibt. Andererseits wählt der Sieger-Selektor 70 für den Fall, daß sein "H- Selektionierungs"-Eingang aktiviert ist, aus PV1 und FV2 dasjenige als das vom AICC-System zu verfolgende Hauptziel aus, das den höchsten Beschleunigungsbedarf angibt. Das gewählte Ziel wird dann auf das System von Fig. 1 als das zu verfolgende angewendet, und das Brems/Drossel-Steuersystem 76 (die Elemente unterhalb des Subtrahierers 8 in Fig. 1) wird entsprechend betätigt. Wenn der "L-Selektionierungs"-Eingang des Sieger- Selektors 70 aktiviert wird und PV2 eine Verlangsamung erfordert, um einen ordnungsgemäßen Abstand des AICC- Fahrzeugs zu erzielen, dann wird PV1 bei 78 gleich PV2 gemacht, und PV2 wird als das primäre Ziel verfolgt.
Das obengenannte System wurde im Hinblick auf Fahrzeuge beschrieben, die gemäß den in Großbritannien und in Japan gültigen Verschriften fahren, wo Fahrzeuge auf der linken Straßenseite fahren und wo bei mehrspurigen Straßen die langsamste Spur auf der linken Seite und die schnellste auf der rechten Seite ist. Natürlich muß das System für Fahrzeuge, die gemäß Vorschriften betrieben werden, die das Fahren auf der rechten Straßenseite verlangen, entsprechend eingestellt werden. So kann beispielsweise eine manuelle Steuerung eingebaut werden, um das System von linksseitigem auf rechtsseitigen Betrieb umzuschalten und umgekehrt. Alternativ oder zusätzlich kann das System so angepaßt werden, daß es automatisch auf Fahrbetrieb auf der linken oder der rechten Straßenseite umschaltet.

Claims

1. Reisegeschwindigkeitssteuerung, die so ausgestaltet ist, daß sie ermittelt, ob das dichteste vorausfahrende Zielfahrzeug in derselben Spur oder in einer benachbarten Spur fährt, und

(a) wenn ermittelt wird, daß das dichteste Fahrzeug in einer benachbarten langsameren Spur fährt, es zuläßt, daß das Fahrzeug überholt wird, und

(b) wenn ermittelt wird, daß das dichteste Fahrzeug in einer benachbarten schnelleren Spur fährt, es verhindert, daß das Fahrzeug innen überholt wird, und dieses Fahrzeug als primäres Ziel benutzt, es sei denn, es fährt ein anderes Fahrzeug in derselben Spur wie das gesteuerte Fahrzeug, das eine Verlangsamung des gesteuerten Fahrzeugs verlangt, um zu bewirken, daß es dahinter bleibt, und in diesem Fall wird das letztere Fahrzeug als primäres Ziel ausgewählt.

2. Reisegeschwindigkeitssteuerung nach Anspruch 1, umfassend ein Mittel (66) zum Feststellen des Winkelversatzes von Zielfahrzeugen, die dem gesteuerten Fahrzeug vorausfahren, und zum Ermitteln, ob ein bestimmtes Zielfahrzeug über, unter oder in einem vorbestimmten Winkelbereich der Fahrtrichtung des gesteuerten Fahrzeugs ist, und ein Mittel (70) zum Auswählen eines primären Ziels aus einer Mehrzahl von Zielen, die von einem Zielerfassungsmittel (1) erfaßt werden, wobei das Auswahlmittel (70) so angeordnet ist, daß:

(a) wenn das dichteste Zielfahrzeug unter dem genannten vorbestimmten Winkelbereich fährt, dasjenige der genannten Ziele als das zu verfolgende primäre Ziel ausgewählt wird, das von der Reisegeschwindigkeitssteuerung den höchsten Beschleunigungsbedarf hat, es sei denn, daß das Fahrzeug in derselben Spur eine Verlangsamung verlangt;

(b) wenn das Zielfahrzeug in oder über dem genannten vorbestimmten Winkelbereich fährt, dasjenige der genannten Ziele als das zu verfolgende primäre Ziel ausgewählt wird, das von der Reisegeschwindigkeitssteuerung den niedrigsten Beschleunigungsbedarf hat, es sei denn,

(c) ein weiter entferntes Ziel, das in dem genannten vorbestimmten Winkelbereich fährt, verlangt eine Verlangsamung, damit es dahinter bleibt, und in diesem Fall wird das letztere Ziel als das zu verfolgende primäre Ziel ausgewählt.

3. Reisegeschwindigkeitssteuerung nach Anspruch 2, umfassend wenigstens einen ersten und einen zweiten Bewegungsdetektor (62, 64), die mit dem Ausgang des genannten Zielerfassungsmittels (1) gekoppelt und so ausgestaltet sind, daß sie jeweils auf ein primäres, dichtestes Zielfahrzeug und ein sekundäres, nächstdichtes Zielfahrzeug reagieren, wobei das genannte Winkelversatz- Berechnungsmittel (66) die Ausgänge des genannten ersten und des genannten zweiten Detektors (62, 64) empfängt und berechnet, ob (a) der Winkel des primären Ziels zu dem sekundären Ziel größer ist als ein erster vorbestimmter Wert, (b) der Winkel des primären Ziels zu dem sekundären Ziel kleiner ist als ein zweiter vorbestimmter Wert, oder (c) der Winkel zwischen dem genannten ersten und dem genannten zweiten Ziel zwischen dem genannten ersten und dem genannten zweiten vorbestimmten Wert liegt.

4. Reisegeschwindigkeitssteuerung nach Anspruch 3, bei der das genannte primäre Zielauswahlmittel (70) einen "Sieger"-Selektor mit "H-Selektierungs"- und "L- Selektierungs"-Eingängen umfaßt, und das in den Bedingungen (a) und (c) von dem genannten Winkelversatz- Berechnungsmittel (66) ein Signal an seinem "L- Selektionierungs"-Eingang erhält, so daß es dann das Ziel als von der Reisegeschwindigkeitssteuerung zu verfolgendes Hauptziel auswählt, das demjenigen ersten bzw. zweiten Detektor entspricht, der den geringsten Beschleunigungsbedarf angibt, aber das in Bedingung (b) von dem genannten Winkelversatz-Berechnungsmittel (66) ein Signal an seinem "H-Selektionierungs"-Eingang empfängt, so daß es das Ziel als von der Reisegeschwindigkeitssteuerung zu verfolgendes Hauptziel auswählt, das demjenigen genannten ersten oder genannten zweiten Detektor entspricht, der den höchsten Beschleunigungsbedarf angibt.