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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Geschwindigkeitsregelungssystem für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 und speziell ein Geschwindigkeitsregelungssystem,
das eine automatische Wiederaufnahmefunktion hat, wenn Bremsen betätigt werden.
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2. Erörterung
des Stands der Technik
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Ein Geschwindigkeitsregelungssystem
gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 ist im Stand der Technik allgemein bekannt. Bei steigender
Tendenz der Zahl von Verkehrsunfällen
reicht es nicht mehr aus, nur die Sicherheit der Fahrzeuge selber
zu erhöhen.
Ein Aspekt zur Verringerung von Verkehrsunfällen mit Fahrzeugen besteht
darin zu verhindern, daß Fahrzeuge
in Gefahrensituationen gelangen; dazu wurde von Universitäten, Instituten,
Automobilherstellern und dergleichen ein sogenanntes ADA-System
bzw. aktives Fahrunterstützungssystem zur
positiven Unterstützung
des sicheren Fahrens entwickelt.
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Ein Beispiel eines solchen ADA-Systems umfaßt eine Überwachungskamera,
die an einem Fahrzeug angebracht ist, um Situationen auf der Straße, Hindernisse,
Verkehrsumgebungen und andere Informationen zu erkennen, und auf
der Grundlage dieser Informationen löst das System eine Warnung
aus und fordert einen Fahrer auf, Handlungen an dem Fahrzeug vorzunehmen,
um eine Gefahr zu vermeiden. Wenn der Fahrer die Warnung nicht bemerkt
oder nicht beachtet, werden vorübergehende Fahrunterstützungsmaßnahmen
auf solche Weise eingeleitet, daß die Bremse automatisch betätigt der das
Lenkrad automatisch auf der sicheren Seite betätigt wird.
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Da das ADA-System eine Fahrzeuggeschwindigkeit
eines vorausfahrenden Fahrzeugs, einen Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand,
eine relative Fahrzeuggeschwindigkeit und der gleichen detektieren
kann, ist es fähig,
hinter dem vorausfahrenden Fahrzeug herzufahren (was als Hinterherfahr-Steuerung
bezeichnet werden kann), während
gleichzeitig ein sicherer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand zwischen
dem betreffenden Fahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug beibehalten
wird. Das ADA-System kann in Kombination mit einem Geschwindigkeitsregelungssystem
eine Konstantgeschwindigkeitsregelung durchführen, wenn ein vorausfahrendes
Fahrzeug nicht vorhanden ist oder weit entfernt von dem Fahrzeug
existiert. Wenn ein vorausfahrendes Fahrzeug in der Nähe fährt, wird
das Geschwindigkeitsregelungssystem auf die Hinterfahr-Steuerung
wie oben beschrieben umgeschaltet, so daß das Fahrzeug dem vorausfahrenden
Fahrzeug hinterfährt.
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Im allgemeinen wird das Geschwindigkeitsregelungssystem
automatisch abgestellt, wenn die Bremsen betätigt werden, um zu verhindern,
daß sich der
Drosselklappen-Öffnungswinkel
während
der Verlangsamung durch den Bremsvorgang umgekehrt vergrößert. In
einem Fall, in dem ein Fahrer die Geschwindigkeitsregelung nach
dem Bremsvorgang wieder herstellen möchte, muß er also die Geschwindigkeitsregelung
wieder einschalten. Wenn diese automatische Abschaltung der Geschwindigkeitsregelung
bei der Hinterherfahr-Steuerung angewandt wird, tritt das nachstehende
Problem auf.
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Wenn das betreffende Fahrzeug sich
dem vorausfahrenden Fahrzeug nähert
und das Fahrzeug in die Hinterherfahr-Steuerung übergeht, wird das Geschwindigkeitsregelungssystem
wirksam und verringert die Fahrzeuggeschwindigkeit durch Verkleinern
des Drosselklappen-Öffnungswinkels.
Wenn der Fahrer während
dieses Übergangsvorgangs
in die Hinterherfahr-Steuerung die Bremsen betätigt, um den Übergang
in die Hinterherfahr-Steuerung zu beschleunigen, wird dabei nicht
nur die Geschwindigkeitsregelung, sondern auch die Hinterherfahr-Steuerung
abgestellt. Infolgedessen muß der
Fahrer die Geschwindigkeitsregelung wieder einschalten, und das
ist für
den Fahrer umständlich.
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Nach dem Wechsel von der Geschwindigkeitsregelung
in die Hinterherfahr-Steuerung kehrt ferner das Fahrzeug zur Geschwindigkeitsregelung zurück, wenn
das vorausfahrende Fahrzeug sich aus dem Überwachungsbereich bewegt.
Wenn in diesem Augenblick die voreingestellte oder Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit
auf einem relativ hohen Wert bleibt, beginnt das Fahrzeug eine starke
Beschleunigung, um zu versuchen, die voreingestellte Fahrzeuggeschwindigkeit
wieder herzustellen. Diese Art von Geschwindigkeitsregelungssystem
ist hinsichtlich des Fahrgefühls
unerwünscht
und sollte unter dem Aspekt der Sicherheit verbessert werden.
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In Bezug auf die Hinterherfahr-Steuerung, wie
sie oben beschrieben wird, zeigt die offengelegte JP-Patentanmeldung
Toku-Kai-Hei 4-260836 eine Technik, bei der die Hinterherfahr-Steuerung
automatisch in Übereinstimmung
mit dem Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand
zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug durchgeführt wird
und dann, wenn die Abweichung der Fahrzeuggeschwindigkeiten des
eigenen Fahrzeugs gering ist, die Hinterherfahr-Steuerung in die Konstantgeschwindigkeits-Steuerung umgeschaltet wird,
so daß eine
Verschlechterung des Fahrgefühls verhindert
werden kann.
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Dieser Stand der Technik weist jedoch
das Problem auf, daß dann,
wenn während
der Konstantgeschwindigkeits-Steuerung eine Bremse betätigt wird,
das Geschwindigkeitsregelungssystem abgestellt wird, und weist ferner
das Problem der bereits erwähnten
steilen Beschleunigung bei Wiederherstellung der voreingestellten
Fahrzeuggeschwindigkeit auf.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Im Hinblick auf die oben beschriebenen
Probleme besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung
eines Geschwindigkeitsregelungssystems, das die beiden Funktionen
einer Konstantgeschwindigkeits-Fahrsteuerung und einer Hinterherfahr-Steuerung hat und
imstande ist, bei Beendigung eines Bremsvorgangs die Geschwindigkeitsregelung
wieder aufzunehmen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung
besteht in der Bereitstellung eines Geschwindigkeitsregelungssystems,
das imstande ist, eine abrupte Beschleunigung beim Umschalten von
der Hinterherfahr-Steuerung auf
die Konstantgeschwindigkeits-Steuerung zu verhindern.
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Zur Lösung dieser Aufgaben weist
die vorliegende Erfindung ein Geschwindigkeitsregelungssystem mit
den Merkmalen des Anspruchs 1 auf. Es weist insbesondere folgendes
auf: eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Sicherheitsabstand-Recheneinrichtung
zum Berechnen eines Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Sicherheitsabstands auf
der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeiten eines eigenen Fahrzeugs und
eines vorausfahrenden Fahrzeugs, eine Konstantgeschwindigkeitsfahrmodus-Wähleinrichtung zum
Wählen
eines Konstantgeschwindigkeitsfahrmodus, wobei die Fahrzeuggeschwindigkeit
des eigenen Fahrzeugs bei einer eingestellten Fahrzeuggeschwindigkeit
gehalten wird, wenn der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand größer als der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Sicherheitsabstand
ist, eine Hinterherfahrmodus-Wähleinrichtung
zum Wählen
eines Hinterherfahrmodus, wobei der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand
bei einem vorbestimmten Wert gehalten wird, wenn der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand kleiner
als der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Sicherheitsabstand ist, eine Fahrzeuggeschwindigkeit-Aktualisierungseinrichtung,
um die eingestellte Fahrzeuggeschwindigkeit auf eine Geschwindigkeit
um eine mittlere Fahrzeuggeschwindigkeit herum innerhalb einer bestimmten
Zeitdauer zu aktualisieren, wenn der Hinterherfahrmodus länger als
die bestimmte Zeitdauer andauert, und eine Geschwindigkeitsregelung-Wiederaufnahmeeinrichtung,
um dann, wenn das Geschwindigkeitsregelungssystem durch eine Bremsbetätigung beim
Fahren im Hinterherfahrmodus gestoppt worden ist, dessen Betrieb
wieder aufzunehmen, wenn der Bremsdruck niedriger als ein bestimmter
Wert und die Fahrzeuggeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs höher als
eine untere Fahrzeuggrenzgeschwindigkeit ist.
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BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Funktionsblockbild eines Geschwindigkeitsregelungssystems in
Kombination mit einem ADA-System gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, das mit einem ADA-System und einem
Geschwindigkeitsregelungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung
ausgestattet ist;
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3 ist
ein Flußdiagramm,
das den Steuerungsablauf gemäß einem
Geschwindigkeitsregelungssystem zeigt;
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4 ist
ein Flußdiagramm
einer Subroutine zur Bestimmung eines Fahrmodus;
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5 ist
ein Flußdiagramm,
das den Ablauf der Steuerung zur Bildung und Aktualisierung einer eingestellten
Fahrzeuggeschwindigkeit zeigt;
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6 ist
ein Flußdiagramm,
das einen Ablauf der Steuerung zur Aufhebung einer Geschwindigkeitsregelung
beim Betätigen
von Bremsen zeigt;
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7 ist
ein Flußdiagramm
einer Subroutine zur Steuerung einer Fahrzeuggeschwindigkeit während des
Hinterherfahrmodus;
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8a ist
eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, das in dem Konstantgeschwindigkeitsfahrmodus
fährt;
und
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8b ist
eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, das in dem Hinterherfahrmodus fährt.
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GENAUE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Gemäß 2 umfaßt ein Fahrzeug 1 einen Motor 2,
der Hinterräder 9 über eine
schaltbare Kupplung 4, ein Getriebe 5, eine Kardanwelle 6,
ein Differential 7 und Achswellen 8 antreibt.
Ein Fahrzeugsteuerungssystem des Fahrzeugs 1 umfaßt ein Gaspedal 11 zum Öffnen und
Schließen
einer Drosselklappe 3, um dadurch die Motorleistung zu ändern, eine
Bremsanlage 12, die ein Bremspedal 12, eine Bremsleitung 14,
Radzylinder (nicht gezeigt) von Vorder- und Hinterrädern 9 und 10,
und eine Lenkanlage 15, die ein Lenkrad 16 zum
Lenken der Vorderräder 10 aufweist.
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Ein ADA-System 20 weist
auf: eine Bilderkennungseinheit 22, die mit zwei CCD-Kameras 21 gekoppelt
ist, eine ADA-Steuereinheit 23, eine Warneinrichtung 24,
einen Drosselklappenbetätiger 25,
einen Bremsenbetätiger 26 und
einen Lenkungsbetätiger 27.
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Die beiden CCD-Kameras 21 sind
an der Vorderseite des Fahrzeugs vorgesehen und in einer horizontal
ausgefluchteten Beziehung mit einem vorgegebenen Abstand voneinander
angeordnet, so daß räumliche
Bilder der Umgebung und von Objekten aufgenommen werden. Die Bilderkennungseinheit 22 dient
zur Berechnung von dreidimensi onalen Positionen der Umgebung und
von Objekten durch die Verarbeitung von mit den CCD-Kameras 21 aufgenommenen
Bildsignalen und auf der Basis von Abstandsverteilungsinformation
in Bezug auf dreidimensionale Koordinaten von Umgebung und Objekten,
zur Gewinnung der Konfiguration von Straßen, des Abstands zwischen
dem eigenen Fahrzeug und den Objekten, einer Fahrzeuggeschwindigkeit
V2 des vorausfahrenden Fahrzeugs, eines
Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands L zwischen dem eigenen Fahrzeug und
dem vorausfahrenden Fahrzeug und dergleichen.
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Die ADA-Steuereinheit 23 dient
zum Schätzen
der Wahrscheinlichkeit eines Fahrspurwechsels, eines Heckaufpralls,
eines Kontakts mit Hindernissen und dergleichen auf der Basis von
Abstandsdaten oder Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten, die von der Bilderkennungseinheit 22 abgegeben
werden und einen Fahrer im Fall einer solchen Wahrscheinlichkeit über eine
akute Gefahr durch Abgabe eines Alarms mittels der Warneinrichtung 24 informieren.
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Wenn ferner beurteilt wird, daß der Fahrer keine
geeignete Handlung zur Vermeidung von Gefahr vorgenommen hat, gibt
die ADA-Steuereinheit 23 eines oder mehrere der nachstehenden
Signale ab, um eine Gefahr zu vermeiden: die Abgabe eines Drosselklappensignals
an den Drosselklappenbetätiger 25,
um die Drosselklappe 3 zu öffnen oder zu schließen und
dadurch die Motorleistung zwangsweise zu ändern, die Abgabe eines Bremssignals
an den Bremsenbetätiger 26,
um Bremsen zu betätigen,
und die Abgabe eines Lenksignals an den Lenkungsbetätiger 27,
um das Fahrzeug auf der sicheren Seite zu lenken.
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Eine Geschwindigkeitsregelungsvorrichtung 30,
die in Kombination mit dem ADA-System 20 gebildet
ist, weist auf: einen Hauptschalter 31, einen Geschwindigkeitseinstellschalter 32,
einen Geschwindigkeitsregelungsschalter 100, einen Bremsenschalter 33,
der eine Bremsenbetätigung-Detektiereinrichtung
zum Detektieren einer Bremsenbetätigung
durch den Fahrer bildet, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 34,
der eine Fahrzeuggeschwindigkeit-Detektiereinrichtung zum Detektieren einer
Fahrzeuggeschwindigkeit V1 des eigenen Fahrzeugs
bildet, einen Bremsdrucksensor 35, der eine Bremsdruck-Detektiereinrichtung
zum Detektieren eines Bremsdrucks Pb bildet,
und eine Geschwindigkeitssteuerungseinheit 40, die eine
Steuereinrichtung zur Abgabe von Steuersignalen an ein Display 44 und
an eine Beschleunigungs- und Verlangsamungs einrichtung wie etwa
den Drosselklappenbetätiger 25 und
dem Bremsenbetätiger 26 bildet.
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Die CCD-Kameras 21 wirken
gemeinsam mit dem ADA-System und der Bilderkennungseinheit 22 als
eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsdetektiereinrichtung zum Detektieren
eines Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands L zwischen dem eigenen Fahrzeug
und dem vorausfahrenden Fahrzeug.
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Unter Bezugnahme auf 1 wird die Funktionsweise der Geschwindigkeitssteuereinheit 40 beschrieben.
Die Geschwindigkeitssteuereinheit 40 weist eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Sicherheitsabstand-Recheneinrichtung 41 auf,
in der ein Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Sicherheitsabstand
Ls auf der Basis der von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 34 detektierten
Fahrzeuggeschwindigkeit V1 und der Bilddaten
von der Bilderkennungseinheit 22 gemäß der nachstehenden Gleichung
berechnet wird: LS =
v1
2/(2·G0) – V2
2/(2·G2) + Lm mit V1 = eine Fahrzeuggeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs;
V2 = eine Fahrzeuggeschwindigkeit des vorausfahrenden
Fahrzeugs; G0 = eine maximale Verlangsamung,
die von der Geschwindigkeitsregelungsvorrichtung erzeugt werden
kann; G2 = eine geschätzte Verlangsamung des vorausfahrenden
Fahrzeugs bei einer Notbremsung; und Lm =
ein Spielraum in Bezug auf den Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Sicherheitsabstand
LS.
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Ferner weist die Geschwindigkeitssteuereinheit 40 eine
Fahrmodusbeurteilungseinrichtung 42 auf, die Signale von
dem Hauptschalter 31, von dem Fahrzeuggeschwindigkeit-Einstellschalter 32,
von dem Geschwindigkeitsregelung-Einstellschalter 100, von
dem Bremsenschalter 33, den Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Sicherheitsabstand
Ls von der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Sicherheitsabstand-Recheneinrichtung 41 und
den tatsächlichen
Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand L von der Bilderkennungseinheit 22 erhält.
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Die Fahrmodusbeurteilungseinrichtung 42 beurteilt,
ob die Geschwindigkeitsregelung aktiviert ist, und zwar durch den
EIN-/AUS-Zustand des Hauptschalters 31, den Fahrzeuggeschwindigkeit-Einstellschalter 32 oder
den Geschwindigkeitsregelung-Einstellschalter 100,
und beurteilt ferner, ob dann, wenn die Geschwindigkeitsregelung aktiviert ist,
der Fahrmodus ein Konstantgeschwindigkeitsfahrmodus oder ein Hinterherfahrmodus
ist. Wenn also kein vorausfahrendes Fahrzeug vorhanden ist oder
wenn der tatsächliche
Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand L größer als der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Sicherheitsabstand
Ls (also größer als ein bestimmter Wert)
ist, wird beurteilt, daß der
Fahrmodus ein Konstantgeschwindigkeitsfahrmodus ist.
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Wenn andererseits der tatsächliche
Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand L kleiner als der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Sicherheitsabstand
Ls (also kleiner als der bestimmte Wert)
ist, wird beurteilt, daß der Fahrmodus
ein Hinterherfahrmodus ist. Das Modussignal, das das Ergebnis der
Beurteilung ist, wird in eine Beschleunigungs-/Verlangsamungs-Steuereinrichtung 43 eingegeben.
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Wenn der Fahrer die Bremsen betätigt, beurteilt
die Beurteilungseinrichtung 42 als Reaktion auf ein Signal
von dem Bremsenschalter 33, daß der Bremsvorgang durchgeführt worden
ist, und hebt die Funktion der Geschwindigkeitsregelung automatisch auf.
In diesem Fall ist die Geschwindigkeitsregelung unwirksam, ohne
daß der
Fahrer einen Ausschaltvorgang durchführt.
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Wenn das Fahrzeug in dem Konstantgeschwindigkeitsfahrmodus
fährt,
vergleicht die Beschleunigungs-/Verlangsamungs-Steuereinrichtung 43 eine
eingestellte Fahrzeuggeschwindigkeit V0 in dem
Fahrzeuggeschwindigkeit-Einstellschalter 32 mit der momentanen
Fahrzeuggeschwindigkeit V1, und wenn V0 größer als
V1 ist, gibt sie ein Signal zur Vergrößerung des Öffnungswinkels
der Drosselklappe 3 an den Drosselklappenbetätiger 25 ab,
um das Fahrzeug zu beschleunigen. Wenn V0 kleiner
als V1 ist, wird an den Drosselklappenbetätiger 25 ein
Signal zur Verkleinerung des Öffnungswinkels
der Drosselklappe 3 zum Zweck der Verlangsamung abgegeben. Falls
erforderlich, wird ferner ein Signal an den Bremsenbetätiger 26 abgegeben,
so daß ein
Bremsdruck zur Verlangsamung wirksam wird. Somit wird die Fahrzeuggeschwindigkeit
V1 bei der eingestellten Fahrzeuggeschwindigkeit
V0 gehalten, indem erforderlichenfalls die
Motorleistung elektrisch geändert oder
die Bremsen automatisch betätigt
werden.
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Wenn das Fahrzeug in dem Hinterherfahrmodus
fährt,
vergleicht die Beschleunigungs/Verlangsamungs-Steuereinrichtung 43 den
tatsächlichen
Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand
L mit dem Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Sicherheitsabstand LS,
und wenn L größer als Ls ist, gibt sie ein Signal zur Vergrößerung des Öffnungswinkels
der Drosselklappe 3 an den Drosselklappenbetätiger 25 ab,
um das Fahrzeug zu beschleunigen. Wenn L kleiner als LS ist, wird
ein Signal zur Verkleinerung des Öffnungswinkels der Drosselklappe 3 an
den Drosselklappenbetätiger 25 zum
Zweck der Verlangsamung abgegeben. Falls erforderlich, wird ferner
ein Signal an den Bremsenbetätiger 26 zum
Anlagen von Bremsdruck zum Zweck der Verlangsamung abgegeben. Somit wird
der tatsächliche
Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand L bei dem Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Sicherheitsabstand
LS gehalten, indem erforderlichenfalls die Motorleistung
elektrisch geändert
wird oder die Bremsen automatisch betätigt werden.
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Der aktive oder inaktive Zustand
des Konstantgeschwindigkeitsfahrmodus oder des Hinterherfahrmodus
wird auf der Displayeinrichtung 44 angezeigt. Ebenso werden
darauf der Zustand der aufgehobenen Geschwindigkeitsregelung, die
eingestellte Fahrzeuggeschwindigkeit V0 und
dergleichen angezeigt.
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Ferner wird das Signal des Hinterherfahrmodus
von der Fahrmodus-Beurteilungseinrichtung 42 an eine Aktualisierungseinrichtung 45 für die eingestellte
Fahrzeuggeschwindigkeit bzw. eine automatische Wiederaufnahmeeinrichtung 46 übermittelt.
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Die Aktualisierungseinrichtung 45 für die eingestellte
Fahrzeuggeschwindigkeit gibt im Fall des Hinterherfahrmodus eine
Dauer Tc dieses Modus vor, und wenn die
Dauer eine bestimmte Zeitdauer T1 überschreitet,
wird eine neue Fahrzeuggeschwindigkeit Vr auf
der Basis einer mittleren Fahrzeuggeschwindigkeit Va innerhalb
einer bestimmten Zeitdauer berechnet und in die Beschleunigungs-/Verlangsamungs-Steuereinrichtung 43 eingegeben,
in der die eingestellte Fahrzeuggeschwindigkeit V0 auf
diese neue Fahrzeuggeschwindigkeit Vr aktualisiert
wird.
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Ferner erfaßt die automatische Wiederaufnahmeeinrichtung 46 bei
Betätigung
einer Bremse während
des Hinterherfahrmodus einen Bremsdruck Pb und
vergleicht die Fahrzeuggeschwindigkeit V1 mit einer
niedrigeren Fahrzeuggrenzgeschwindigkeit VL, die
durch Multiplikation der Fahrzeuggeschwindigkeit V1 mit
einem bestimmten Koeffizienten β erhalten wird.
Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V1 höher als
die untere Fahrzeuggrenzgeschwindigkeit VL ist, wird
beurteilt, daß der
Bremsvorgang durch die Absicht des Fahrers verursacht wird, entweder
frühzeitig
in den Hinterherfahrmodus zu gelangen oder den Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand
vorübergehend
zu vergrößern, und
die Geschwindigkeitsregelung, die aufgrund des Bremsvorgangs einmal
aufgehoben wurde, wird wieder aufgenommen und beginnt mit ihrer
Funktion. Der bestimmte Koeffizient β ist ein Wert, der kleiner als
1, beispielsweise 0,7 ist. Die Displayeinrichtung 44 zeigt
die neue Fahrzeuggeschwindigkeit Vr oder
den Zustand der automatischen Wiederaufnahme des Hinterherfahrmodus
an.
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Als nächstes wird die Funktionsweise
des Geschwindigkeitsregelungssystems beschrieben.
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Wie bereits beschrieben wurde, gibt
das ADA-System 20, wenn ein Gefahrenzustand wie etwa ein
Spurwechsel, ein Zusammenstoß mit
einem vorausfahrenden Fahrzeug, Kontakt mit einem Hindernis und
dergleichen besteht, einen Alarm über eine Warneinrichtung 24 ab,
oder wenn der Fahrer nichts unternimmt, um einen solchen Gefahrenzustand
zu vermeiden, werden der Drosselklappenbetätiger 25, der Bremsenbetätiger 26 und
der Lenkungsbetätiger 27 aktiviert,
um die Gefahr automatisch zu vermeiden.
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Wenn ferner das Geschwindigkeitsregelungssystem 30 aufgrund
des Einschaltens des Hauptschalters 31 in den aktiven Zustand
eintritt, wird das Fahrzeug 1 entweder in einem Konstantgeschwindigkeitsfahrmodus
oder einem Hinterherfahrmodus im Zusammenwirken mit dem ADA-System 20 gesteuert,
ohne daß der
Fahrer irgendwelche Handlungen wie etwa die Betätigung des Gaspedals oder der
Bremsen vornimmt.
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Unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm von 3 wird nun ein Steuerungsablauf
des Geschwindigkeitsregelungssystems 30 beschrieben.
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Wenn der Hauptschalter 31 eingeschaltet wird,
um das Geschwindigkeitsregelungssystem 30 und das ADA-System 20 zu
aktivieren, werden in einem Schritt S1 (die Schritte werden nachstehend
einfach als "S3", "S4" usw. bezeichnet)
Flags initialisiert, und in S2 werden der EIN-/AUS-Zustand von Schalteinrichtungen
und die Fahrzeuggeschwindigkeit V1 gelesen.
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In S3 wird die Schaltstellung des
Hauptschalters 31 überprüft. Wenn
sich der Hauptschalter im EIN-Zustand befindet, geht das Programm
zu S4, und wenn er AUS ist, endet das Programm.
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In S4 wird beurteilt, ob der Geschwindigkeitsregelung-Einstellschalter 100 eingeschaltet
ist oder nicht. Wenn der Schalter eingeschaltet ist, geht das Programm
zu S5, in dem der Fahrmodus, d. h. entweder der Konstantgeschwindigkeitsfahrmodus
oder der Hinterherfahrmodus, eingestellt wird, und wenn der Schalter
AUS ist, erfolgt Rücksprung
des Programms zu S2.
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Das Einstellen des Fahrmodus ist
in dem Ablaufdiagramm von 4 gezeigt.
Dabei wird in S11 beurteilt, ob ein vorausfahrendes Fahrzeug existiert, und
zwar aufgrund der Bilddaten von der Bilderkennungseinheit 22.
Wenn es kein vorausfahrendes Fahrzeug gibt, springt das Programm
zu S16, in dem ein Flag F, das den Fahrmodus zeigt, auf "0" gesetzt wird, was den Konstantgeschwindigkeitsfahrmodus bedeutet.
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Wenn ein vorausfahrendes Fahrzeug
existiert, werden als nächstes
in S12 die Fahrzeuggeschwindigkeit V1 des
eigenen Fahrzeugs, die Fahrzeuggeschwindigkeit V2 des
vorausfahrenden Fahrzeugs und der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand L
gelesen. Dann wird in S13 der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Sicherheitsabstand
Ls entsprechend der obigen Gleichung berechnet,
und in S14 wird der tatsächliche
Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand L mit dem Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Sicherheitsabstand
Ls verglichen.
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Wenn der tatsächliche Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand
L kleiner als der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Sicherheitsabstand
Ls ist, wie in 8b dargestellt ist, geht das Programm
zu 515, in dem das Flag F auf "1" gesetzt wird, was
den Hinterherfahrmodus bedeutet, und wenn der tatsächliche
Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand L größer als der Fahrzeugzu-Fahrzeug-Sicherheitsabstand
Ls ist, wie in 8a gezeigt ist, geht das Programm zu
S16, in dem das Flag F auf "0" gesetzt wird, was
einen Konstantgeschwindigkeitsfahrmodus bedeutet. Somit wird beurteilt,
daß der
Fahrmodus ein Konstantgeschwindigkeitsfahrmodus ist, wenn das vorausfahrende
Fahrzeug weit entfernt fährt,
und ein Hinterherfahrmodus ist, wenn das vorausfahrende Fahrzeug
in der Nähe
fährt.
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Als nächstes wird in S6 die eingestellte
Fahrzeuggeschwindigkeit V0 etabliert. Diese
eingestellte Fahrzeuggeschwindigkeit wird aktualisiert, wenn der Hinterherfahrmodus über eine
lange Zeit geht. Dieser Aktualisierungsablauf wird unter Bezugnahme
auf das Flußdiagramm
von 5 beschrieben.
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Zuerst wird in S21 der momentane
Fahrmodus überprüft. Bei
F = 1 (Hinterherfahrmodus) geht das Programm zu S22, und bei F =
0 (Konstantgeschwindigkeitsfahrmodus) geht das Programm zu S26.
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Im Fall des Hinterherfahrmodus wird
in S22 eine Zeitdauer Tc seit dem Start
des Hinterherfahrmodus, d. h. wenn F = 1, in einem Zeitintervall Δt berechnet.
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Dann geht das Programm zu S23, in
dem eine mittlere Fahrzeuggeschwindigkeit Vn innerhalb einer
bestimmten Dauer berechnet und der Mittelwert Vn mit
einem Koeffizienten α multipliziert
wird, der größer als
1, beispielsweise 1,2 ist, um eine neue Fahrzeuggeschwindigkeit
Vr zu erhalten, die geringfügig höher als
die mittlere Fahrzeuggeschwindigkeit Vn ist.
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Dann geht das Programm zu S24, in
dem beurteilt wird, ob die Zeitdauer Tc größer als
eine vorbestimmte Dauer T1 wird. Bei Tc ≥ T1 geht das Programm zu S30, und bei Tc < T1 erfolgt Aussprung des Programms aus der
Routine, d. h. die eingestellte Fahrzeuggeschwindigkeit V0 wird beibehalten. Als nächstes wird die neue Fahrzeuggeschwindigkeit
Vr mit einer ursprünglichen Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit
V01 (einer Fahrzeuggeschwindigkeit, die
ursprünglich
in Schritt S29, der noch beschrieben wird, vom Fahrer eingestellt
wurde) verglichen. Wenn V, kleiner als V01 ist,
wird die Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit V0 in
S25 mit der neuen Fahrzeuggeschwindigkeit V, aktualisiert, und wenn
Vr größer als
V01 ist, wird die eingestellte Fahrzeuggeschwindigkeit
V0 so, wie sie ist, beibehalten.
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Wenn beurteilt wird, daß das Fahrzeug
im Konstantgeschwindigkeitsfahrmodus fährt, geht das Programm zu S26,
in dem die Zeitdauer Tc rückgesetzt
wird, und dann wird in S27 geprüft,
ob der Fahrzeuggeschwindigkeit-Einstellschalter EIN oder AUS ist.
Wenn der Schalter EIN ist, wird in S28 die eingestellte Fahrzeuggeschwindigkeit
V0 mit der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit
V1 aktualisiert, und ferner wird in S29
die eingestell te Fahrzeuggeschwindigkeit V0 als
eine ursprüngliche
Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit V01 gespeichert.
Wenn andererseits der Schalter AUS ist, erfolgt Aussprung des Programms
aus der Routine nach der Speicherung von V0,
d. h. die vorhergehende eingestellte Fahrzeuggeschwindigkeit wird
beibehalten.
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In dem in 3 gezeigten Ablaufdiagramm geht das Programm,
nachdem die eingestellte Fahrzeuggeschwindigkeit V0 wie
oben beschrieben etabliert ist, zu S7, in dem die Geschwindigkeitsregelung automatisch
wiederaufgenommen wird. Dieser Wiederaufnahmevorgang wird nachstehend
unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm von 6 beschrieben.
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In dem Ablaufdiagramm von 6 wird in S31 beurteilt,
ob der Bremsenschalter 33 EIN ist oder nicht. Wenn der
Bremsenschalter 33 eingeschaltet ist, geht das Programm
zu S32. Wenn er ausgeschaltet ist, geht das Programm zu S41, wo
ein noch zu beschreibendes Flag K auf 0 gesetzt wird (K = 0), und dann
endet der Ablauf.
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In S32 wird beurteilt, ob das den
Fahrmodus bezeichnende Flag F gleich 1 ist (F = 1; Hinterherfahrmodus).
Im Fall von F = 0 (Konstantgeschwindigkeitsfahrmodus) geht das Programm
zu S38, in dem K auf 0 gesetzt wird (K = 0). Danach geht das Programm
zu S39, in dem die Einstellung der Geschwindigkeitsregelung aufgehoben
wird. Ferner geht das Programm zu S40, in dem die eingestellte Fahrzeuggeschwindigkeit
gelöscht
wird, und dann erfolgt Aussprung des Programms aus der Routine.
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In S33 wird der vom Fahrer aufgebrachte Bremsdruck
Pb mit einem vorbestimmten Bremsdruck Pc verglichen. Bei Pb ≤ Pc geht der Ablauf zu 534. Bei Pb > Pc,
was als Notbremsung angesehen wird, springt der Ablauf zu S38, in
dem die Geschwindigkeitsregelung aufgehoben (S39) und die eingestellte
Fahrzeuggeschwindigkeit gelöscht
wird (S40), und dann erfolgt Aussprung des Programms aus der Routine.
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Wenn das Programm von S33 zu S34
geht, wird das Flag K überprüft, um zu
beurteilen, ob die Bremsenbetätigung
bereits gestartet worden ist. Wenn also das Flag K gleich "0" ist, was eine anfängliche Bremsenbetätigung bedeutet,
geht der Ablauf zu S35, in dem eine untere Fahrzeuggrenzgeschwindigkeit
VL, die niedriger als die zu Beginn des
Bremsvorgangs detektierte Fahrzeuggeschwindigkeit V1 ist, entsprechend
ei ner Formel VL = β·V1 etabliert
wird. Dabei ist ein Koeffizient β mit
einem Wert vorgegeben, der kleiner als 1, beispielsweise 0,7 ist.
Wenn in S34 beurteilt wird, daß K
= "1", was einen Bremsvorgang
nach der anfänglichen
Bremsenbetätigung
bedeutet, dann springt das Programm zu S36, in dem die untere Fahrzeuggrenzgeschwindigkeit
VL als die Fahrzeuggeschwindigkeit V1 etabliert wird, die zu Beginn des Bremsvorgangs
detektiert wurde.
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Dann wird in S36 die Fahrzeuggeschwindigkeit
V1 während
des Bremsvorgangs mit der unteren Fahrzeuggrenzgeschwindigkeit VL verglichen. Bei V1 ≥ VL wird die Bremsenbetätigung als ein kurzzeitiger Bremsvorgang
betrachtet, und das Programm geht zu S37, in dem K auf 1 gesetzt
wird, und danach endet der Ablauf. In diesem Fall wird die Geschwindigkeitsregelung
nicht aufgehoben.
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Wenn dagegen V1 < VL ist,
wird der Bremsvorgang als ein normaler Bremsvorgang angesehen, und
das Programm geht zu den Schritten, in denen die Geschwindigkeitsregelung
aufgehoben (S39) und die Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeit gelöscht wird (S40),
und es erfolgt Aussprung aus der Routine.
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Wenn, wie oben beschrieben wird,
der Fahrer im Hinterherfahrmodus eine Bremse betätigt und der Bremsdruck niedrig
oder die Verlangsamung gering ist, wird dies als kurzzeitiges leichtes
Bremsen beurteilt, und die Geschwindigkeitsregelung wird ausgesetzt,
bis der Bremsvorgang beendet ist, wie nachstehend beschrieben wird.
Wenn der Bremsvorgang beendet ist, wird die Geschwindigkeitsregelung dann
automatisch wiederaufgenommen, und das Fahrzeug kehrt in den Hinterherfahrmodus
zurück.
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Nachdem während des Bremsvorgangs die Abschaltung
des Geschwindigkeitsregelungssystems in dem Flußdiagramm von 3 durchgeführt worden ist, geht das Programm
zu S8, in dem die Beschleunigungs-/Verlangsamungs-Steuerung durchgeführt wird.
Diese Beschleunigungs-/Verlangsamungs-Steuerung wird nachstehend
unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm von 7 beschrieben.
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Zuerst wird in S51 beurteilt, ob
das Flag F 1 oder 0 ist. Bei F = 1 (Hinterherfahrmodus) geht der Ablauf
zu S52, in dem beurteilt wird, ob der Bremsenschalter 33 ein-
oder ausgeschaltet ist. Wenn der Bremsenschalter 33 eingeschaltet
ist, erfolgt Aussprung aus der Routine.
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Wenn dagegen der Bremsenschalter 33 ausgeschaltet
ist, geht das Programm zu S53, in dem der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstand
L mit dem Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Sicherheitsabstand Ls verglichen wird.
Im Fall von L > LS geht das Programm zu S54, in dem ein Signal
zum Vergrößern des Öffnungswinkels
der Drosselklappe 3 an den Drosselklappenbetätiger 25 abgegeben
wird, um das Fahrzeug 1 zu beschleunigen, und im Fall von
L < Ls geht
das Programm zu S55, in dem ein Signal zur Verringerung des Öffnungswinkels
der Drosselklappe 3 an den Drosselklappenbetätiger 25 abgegeben
wird, um das Fahrzeug zu verlangsamen, und gleichzeitig wird erforderlichenfalls
ein Signal zum Aufbringen von Bremsdruck an den Bremsenbetätiger 26 abgegeben,
um die Fahrzeuggeschwindigkeit zu verringern. So kann das Fahrzeug
1 im Hinterherfahrmodus fahren, während gleichzeitig ein Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Sicherheitsabstand
beibehalten wird.
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Wenn ferner in S51 beurteilt wird,
daß das Flag
F gleich 0 ist (Konstantgeschwindigkeitsfahrmodus), geht das Programm
zu S56, in dem die eingestellte Fahrzeuggeschwindigkeit V0 mit der Fahrzeuggeschwindigkeit V1 verglichen wird. Bei V0 > V1 geht
das Programm zu S58, in dem ein Signal zum Vergrößern des Öffnungswinkels der Drosselklappe 3 an
den Drosselklappenbetätiger 25 abgegeben wird,
um das Fahrzeug 1 zu beschleunigen, und bei V0 < V1 wird
ein Signal zum Verkleinern des Öffnungswinkels
der Drosselklappe 3 an den Drosselklappenbetätiger 25 abgegeben,
um das Fahrzeug 1 zu verlangsamen, und gleichzeitig wird
erforderlichenfalls ein Signal zum Aufbringen von Bremsdruck an
den Bremsenbetätiger 26 abgegeben,
um die Fahrzeuggeschwindigkeit zu verringern, so daß das Fahrzeug 1 im
Konstantgeschwindigkeitsmodus fahren kann.
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Zusammenfassend bietet das Geschwindigkeitsregelungssystem
mit den Funktionen des Konstantgeschwindigkeitsfahrmodus und des
Hinterherfahrmodus eine praktikable Fahrzeugsteuerung, die frei
von einer unnötigen
automatischen Abschaltung und einer abrupten Beschleunigung ist.
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Es wurde zwar die derzeit bevorzugte
Ausführungsform
der Erfindung gezeigt und beschrieben, es versteht sich jedoch,
daß diese
nur der Veranschaulichung dient und verschiedene Änderungen und
Modifikationen vorgenommen werden können. Der Umfang der Erfindung
ist ausschließlich
durch die beigefügten
Patentansprüche
definiert.