-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeug-Geschwindigkeitsregelsystem,
das die Fähigkeit
besitzt, die eingestellte Geschwindigkeit des geführten Fahrzeuges
selbsttätig
zu verringern. Die eingestellte Geschwindigkeit stellt eine einstellbare
Geschwindigkeit dar, auf der die Geschwindigkeitsregelanlage das
Fahrzeug zu halten sucht.
-
Eine
Geschwindigkeitsregelanlage gemäß dem im
Oberbegriff des unabhängigen
Anspruches definierten Gegenstand ist aus der Veröffentlichung von
E. Hipp, C. Jung: „Intelligente
Fahrerunterstützung:
Der Abstandsgeregelte Tempomat",
DE-Zeitschrift: „Internationales
Verkehrswesen" (49) 7-8/1977, Seiten 403–407, bekannt.
-
Fahrzeug-Geschwindigkeitsregelanlagen werden
in zunehmendem Maße
hochwertig. Bekannte Regelanlagen, wie etwa in
EP 0 612 641 A beschrieben,
beinhalten einen Radardetektor, um den Abstand von und die Relativgeschwindigkeit
zu einem Fahrzeug (nachstehend das Zielfahrzeug) zu identifizieren,
das vor dem geführten
Fahrzeug fährt. Wenn
das Zielfahrzeug schneller fährt
als mit der eingestellten Geschwindigkeit des geführten Fahrzeuges,
dann bleibt das geführte
Fahrzeug auf seiner eingestellten Geschwindigkeit. Wenn jedoch das Zielfahrzeug
langsamer fährt
als mit der eingestellten Geschwindigkeit, dann verringert das geführte Fahrzeug
seine eigene Geschwindigkeit, um einen gewünschten Abstandsbereich hinter
dem Zielfahrzeug beizubehalten. Dies verringert die Notwendigkeit
des häufigen
Fahrereingriffes, um einen sicheren Abstand hinter anderen Fahrzeugen
einzuhalten.
EP 0 716 149 offenbart
eine weitere Entwicklung, bei der das Geschwindigkeitsregelsystem
mehrere Zielfahrzeuge überwacht,
sowohl unmittelbar vor dem geführten
Fahrzeug als auch auf Fahrspuren zu beiden Seiten des geführten Fahrzeuges,
um sicher zu stellen, dass das geführte Fahrzeug kein unzulässiges Überholmanöver ausführt.
-
Die
hoch entwickelten Geschwindigkeitsregelsysteme, wie sie oben beschrieben
sind, sind überwiegend
für Luxus-
und Hochleistungsfahrzeuge geeignet, die zu hoher Beschleunigung
fähig sind. Der
Anmelder hat erkannt, dass es Umstände gibt, unter denen es wünschenswert
ist, die eingestellte Geschwindigkeit oder eine Beschleunigungs-Obergrenze
zu verringern. Ein solcher Umstand kann sich bei starkem Verkehr
ergeben, an Verkehrsampeln oder bei Schlangenbildung wegen Straßenbauarbeiten,
wenn das geführte
Fahrzeug langsam fahren oder zu einem vollständigen Halt kommen kann. Unter
solchen Umständen
kann die Aufmerksamkeit des Fahrers anderswohin gerichtet werden,
und, wenn sich das Zielfahrzeug aus der Bahn des geführten Fahrzeuges
heraus bewegt, kann das geführte Fahrzeug
schnell beschleunigen, um die eingestellte Geschwindigkeit anzunehmen.
Dies könnte
verwirrend und möglicherweise
gefährlich
sein.
-
Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Geschwindigkeitsregelanlage vorgesehen,
wie sie in Anspruch 1 definiert ist. Die Geschwindigkeitsregelanlage
weist ein Wertverringerungsmittel auf, um von eingestellter Geschwindigkeit
und Beschleunigungs-Obergrenze zumindest eine abzusenken, wenn die
Geschwindigkeitsregelanlage die Geschwindigkeit eines geführten Fahrzeuges
steuert, um einen vorbestimmten Abstand hinter einem Zielfahrzeug
einzuhalten, welches langsamer fährt
als mit der eingestellten Geschwindigkeit des geführten Fahrzeuges,
worin von eingestellter Geschwindigkeit und Beschleunigungs-Obergrenze zumindest
eine auf Null verringert wird, wenn das geführte Fahrzeug zu einem Stillstand
kommt, wonach die Geschwindigkeitsregelanlage auf die Stellung eines
Beschleunigerpedals des Fahrzeuges anspricht und die Bewegung des
Pe dals als die Angabe eines Fahrers benutzt, dass die Geschwindigkeitsregelung wieder
aufgenommen werden soll.
-
Es
ist somit möglich,
eine Geschwindigkeitsregelanlage zur Verfügung zu stellen, die die eingestellte
Geschwindigkeit des geführten
Fahrzeuges und/oder die Beschleunigungs-Obergrenze selbsttätig verringert,
wenn die Geschwindigkeit des geführten
Fahrzeuges durch ein sich langsamer bewegendes Zielfahrzeug bestimmt
wird. Daher wird, wenn sich das Zielfahrzeug anschließend aus
der Bahn des geführten
Fahrzeuges heraus bewegt, das geführte Fahrzeug nicht mehr so
stark beschleunigen, wodurch dem Fahrer Zeit gegeben wird, um sich
auf den veränderten
Umstand einzustellen. Außerdem wird
die eingestellte Geschwindigkeit oder die Beschleunigungs-Obergrenze
auf Null verringert, wenn das geführte Fahrzeug zu einem Stillstand
kommt. Der Fahrer ist dann gezwungen, der Geschwindigkeitsregelanordnung
durch Benutzung des Beschleunigerpedals zu signalisieren, dass er
wünscht,
dass die Geschwindigkeitsregelung wieder aufgenommen wird. Eine
solche Benutzung des Beschleunigerpedals empfindet der Fahrer als
natürlich.
-
Vorzugsweise
wird die Geschwindigkeit des geführten
Fahrzeuges mit der eingestellten Geschwindigkeit verglichen, und
die Wertverringerung wird dann implementiert, wenn die Größe der Geschwindigkeitsdifferenz
eine vorbestimmte Geschwindigkeitsdifferenz übersteigt. Die vorbestimmte Geschwindigkeitsdifferenz
kann ein festgesetzter Wert sein oder kann als Funktion der eingestellten Geschwindigkeit
abgleitet werden.
-
Vorzugsweise
wird die eingestellte Geschwindigkeit um einen vorbestimmten Betrag
verringert, wenn der Unterschied zwischen der Geschwindigkeit des
Fahrzeuges und der eingestellten Geschwindigkeit die vorbestimmte Geschwindigkeitsdifferenz über mehr
als eine vorbestimmte Zeitdauer hinweg überschreitet. Die Zeitdauer
und die Schrittgröße der Verringerung
der eingestellten Geschwindigkeit können frei gewählt werden
und können
so gewählt
sein, dass eine sich stetig ändernde
Funktion der eingestellten Geschwindigkeit relativ zur Zeit simuliert
werden kann. Zusätzlich
oder alternativ kann die erlaubte Beschleunigungs-Obergrenze in ähnlicher
Weise verändert
werden.
-
Vorzugsweise
wird die Beschleunigungs-Obergrenze des Fahrzeuges verringert, wenn der
Unterschied zwischen der Geschwindigkeit des Fahrzeuges und der
eingestellten Geschwindigkeit eine zweite vorbestimmte Geschwindigkeitsdifferenz übersteigt.
Die zweite vorbestimmte Geschwindigkeitsdifferenz kann der ersten
vorbestimmten Geschwindigkeitsdifferenz gleich sein. Jedoch können die
erste und die zweite vorbestimmte Geschwindigkeitsdifferenz auf
unterschiedliche Werte gesetzt sein, so dass die Schwelle der Beschleunigungs-Obergrenze
verringert werden kann, bevor eine Verringerung der eingestellten
Geschwindigkeit stattfindet oder umgekehrt.
-
Es
ist somit möglich,
eine adaptive Geschwindigkeitsregelanordnung zur Verfügung zu
stellen, um eine Geschwindigkeit eines Fahrzeuge zu steuern, wobei
die Geschwindigkeitsregelanlage auf Daten anspricht, die die Fahrzeuggeschwindigkeit und
zumindest den Abstand zu einem ersten, sich vor dem geführten Fahrzeug
befindlichen Zielfahrzeug darstellen, und wobei die Geschwindigkeitsregelanordnung
wirksam ist, um die Geschwindigkeit des geführten Fahrzeuges unterhalb
einer wählbaren Höchstgeschwindigkeit
zu halten, falls sich das erste Zielfahrzeug mit einer unterhalb
der wählbaren Höchstgeschwindigkeit
liegenden Geschwindigkeit bewegt, und um einen vorbestimmten Abstand
hinter dem ersten Zielfahrzeug einzuhal ten, dadurch gekennzeichnet,
dass, wenn das geführte
Fahrzeug sich hinter dem ersten Zielfahrzeug mit einer Geschwindigkeit
bewegt, die langsamer ist als die wählbare Höchstgeschwindigkeit, von wählbarer
Höchstgeschwindigkeit
und Beschleunigungs-Obergrenze zumindest eine verringert wird, und,
wenn das geführte
Fahrzeug zu einem Stillstand kommt, dann von wählbarer Höchstgeschwindigkeit und Beschleunigungs-Obergrenze
zumindest eine auf Null verringert wird.
-
Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeug, wie
in Anspruch 9 definiert, vorgesehen, wobei das Fahrzeug dadurch
gekennzeichnet ist, dass es eine Geschwindigkeitsregelanlage gemäß dem ersten
Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet.
-
Gemäß einem
dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur
Führung
eines Fahrzeuges vorgesehen, das mit einer Geschwindigkeitsregelanlage
versehen ist, die dazu eingerichtet ist, einem Zielfahrzeug in einem
vorbestimmten Abstand zu folgen, wenn das Zielfahrzeug langsamer fährt als
mit einer eingestellten Geschwindigkeit des geführten Fahrzeuges, wie in Anspruch
10 definiert, welches Verfahren die Verringerung von zumindest einer
von eingestellter Geschwindigkeit und einer Beschleunigungs-Obergrenze
umfaßt,
wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeuges aufgrund des Vorhandenseins
des mit geringerer Geschwindigkeit als der eingestellten Geschwindigkeit
fahrenden Zielfahrzeuges so herabgesetzt wird, dass sie geringer
ist als die eingestellte Geschwindigkeit, wobei von eingestellter
Geschwindigkeit und Beschleunigungs-Obergrenze zumindest eine auf
Null verringert wird, wenn das geführte Fahrzeug zum Stillstand
kommt, und die Geschwindigkeitsregelanlage sodann auf ein Signal des
Fahrers wartet, welches über
die Bewegung eines Beschleunigerpedales des Fahr zeuges geliefert wird,
bevor die Geschwindigkeitsregelung wieder aufgenommen wird.
-
Gemäß einem
vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Computerprogrammerzeugnis vorgesehen,
um zu bewirken, dass ein Datenprozessor innerhalb einer Geschwindigkeitsregelanordnung das
Verfahren gemäß dem dritten
Aspekt der vorliegenden Erfindung implementiert.
-
Die
vorliegenden Erfindung wird weiter anhand eines Beispieles unter
Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung beschrieben, in der
-
– 1 eine
schematische Blockdarstellung eines Geschwindigkeitsregelsystemes
ist, das ein Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung bildet, und
-
– 2 eine
grafische Darstellung ist, die die Modifizierung der eingestellten
Geschwindigkeit in Abhängigkeit
von der Ist-Geschwindigkeit eines geführten Fahrzeuges zeigt.
-
Wie
in 1 gezeigt, ist ein als Ganzes mit 1 bezeichnetes
Fahrzeug mit einer adaptiven Geschwindigkeitsregelanlage 2 versehen,
die auf eine Detektorvorrichtung für ein entferntes Objekt anspricht,
beispielsweise einen Radarsensor 4, der Daten liefert,
die für
die Geschwindigkeit und den Abstand zu einem Mehrzahl von Zielfahrzeugen
vor dem geführten
Fahrzeug kennzeichnend sind. Die Geschwindigkeitsregelanlage 2 erhält auch
Daten von einem Sensor 6, der die Stellung des Beschleunigerpedales 8 des
Fahrzeuges überwacht.
Die Geschwindigkeitsregelanlage 2 erhält über ein Dateneingabemittel
(nicht gezeigt) auch Daten bezüglich der
gewünschten,
vom Fahrer eingestellten Geschwindigkeit und kann auch Daten erhalten,
die sich auf die Größe der Lücke beziehen,
die der Fahrer zwischen dem geführten
Fahrzeug selbst und dem Zielfahrzeug freizulassen wünscht. Aufgrund
dieser Informationen, zusammen mit die Geschwindigkeit des geführten Fahrzeuges
betreffenden Informationen, erzeugt die Geschwindigkeitsregelanlage 2 Steuersignale,
um den Betrieb des Fahrzeugmotors 10 und die Fahrzeugbremsen 12 zu
steuern.
-
Bei
der Benutzung werden die Daten vom Radarsensor 4 durch
die Geschwindigkeitsregelanlage analysiert, um zu ermitteln, ob
sich ein Zielfahrzeug vor dem geführten Fahrzeug und ausreichend nahe
zum geführten
Fahrzeug befindet oder nicht, so dass die Geschwindigkeit des Fahrzeuges
in Abhängigkeit
von der Geschwindigkeit des Zielfahrzeuges gesteuert werden muß. Wenn
kein Zielfahrzeug vorhanden oder dieses ausreichend weit entfernt
ist, hält die
Geschwindigkeitsregelanlage das geführte Fahrzeug auf der eingestellten
Geschwindigkeit. Wenn sich jedoch das geführte Fahrzeug einem Zielfahrzeug
von hinten nähert,
dann verzögert
die Geschwindigkeitsregelanlage 2 das geführte Fahrzeug, um
das geführte
Fahrzeug in einem sicheren Abstand hinter dem Zielfahrzeug zu halten,
wie es im Stand der Technik offenbart ist.
-
2 ist
eine grafische Darstellung, die die Geschwindigkeit eines geführten Fahrzeuges über der
Zeit darstellt. In dem Zeitraum vor TO entspricht die Geschwindigkeit
des geführten
Fahrzeuges der eingestellten Geschwindigkeit Vc, weil kein Zielfahrzeug
dem geführten
Fahrzeug ausreichend nahe ist. Das geführte Fahrzeug nähert sich
zum Zeitpunkt TO einem sich langsamer bewegenden Zielfahrzeug und demzufolge
fällt die
Ist-Geschwindigkeit
auf unterhalb die eingestellte Geschwindigkeit, um zu verhindern,
dass das geführte
Fahrzeug zu dem Zielfahrzeug von hinten her aufschließt. Zum
Zeitpunkt T1 übersteigt
der Unterschied zwischen der eingestellten Geschwindigkeit und der
Ist-Geschwindigkeit des geführten Fahrzeuges
einen ersten vorbestimmten Schwellenwert Th1 und dies bewirkt, dass
ein interner Zeitgeber gestartet wird. In dem Fall, dass die Geschwindigkeit
des geführten
Fahrzeuges wieder ansteigt, so dass Geschwindigkeit höher ist
als die eingestellte Geschwindigkeit Th1, dann wird der interne
Zeitgeber zurückgesetzt.
Der Schwellenwert Th1 beträgt
typischerweise 20kmh–1, obgleich ein variabler
Schwellenwert gesetzt werden kann, beispielsweise etwa 70 % der
eingestellten Geschwindigkeit. In diesem Beispiel läuft der
Zeitgeber bei T2 aus, und die Fahrzeuggeschwindigkeit ist unterhalb von
Vc-Th1 verblieben. Im Ergebnis wird die eingestellte Geschwindigkeit
um einen vorbestimmten Betrag verringert, beispielsweise um 10 kmh–1,
um einen neuen Wert der eingestellten Geschwindigkeit Vc' für die Geschwindigkeitsregelung
zu bilden. Der Zeitraum T2 minus T1 kann beispielsweise gleich eine
Minute gesetzt werden. Wenn nach einer weiteren Zeitperiode, beispielsweise
45 Sek, angegeben durch die Zeit T3, die Fahrzeuggeschwindigkeit
weiter um mehr als den Schwellenwert Th1 unterhalb der neuen eingestellten
Geschwindigkeit Vc' liegt,
wird die eingestellte Geschwindigkeit wiederum verringert, um einen
neuen Wert der eingestellten Geschwindigkeit zu bilden. Weitere
Dekremente der eingestellten Geschwindigkeit folgen, bis zu dem
Zeitpunkt, wo das Geschwindigkeitsregelsystem außer Funktion gesetzt wird,
die Fahrzeuggeschwindigkeit auf mehr als Vc' minus Th1 ansteigt, worin Vc' den aktuellen Wert
der eingestellten Geschwindigkeit darstellt, oder die eingestellte
Geschwindigkeit auf einen Wert von weniger als Vf+Th2 verringert
wird, worin Vf die Geschwindigkeit des Zielfahrzeuges darstellt
und Th2 ein weiterer vorbestimmter Schwellenwert ist, der beispielsweise
einen Betrag von 20 kmh–1 besitzt. Der benutzte
Betrag Vf kann der Augenblickswert des Zielfahrzeuges sein oder
kann ein zeitgemittelter Wert sein, der über ein verhältnismäßig kurzes
Zeitfenster gebildet wird.
-
Wenn
sich das Zielfahrzeug weg bewegt oder sich nicht länger in
der Bahn des geführten Fahrzeuges
befindet, wurde die ursprüngliche,
eingestellte Geschwindigkeit Vc nun durch die neue, niedrigere eingestellte
Geschwindigkeit Vc' überschrieben,
und das Fahrzeug wird auf diese neue, niedrigere eingestellte Geschwindigkeit
sanft beschleunigen, bis zu dem Zeitpunkt, wo der Fahrer eingreift,
um manuell zu beschleunigen. Wenn der Fahrer eingreift, wird die
neue eingestellte Geschwindigkeit Vc' durch eine Aufzeichnung der ursprünglichen
eingestellten Geschwindigkeit Vc überschrieben.
-
Bei
einer Abwandlung des oben beschriebenen Betriebes kann die vom Fahrer
eingestellte Geschwindigkeit auf dem gewählten Pegel belassen werden,
jedoch kann ein Schwellenwert für
die Beschleunigungs-Obergrenze
in Entsprechung zu einer Betriebsweise verringert werden, die ähnlich der oben
beschriebenen ist, so dass die Beschleunigungs-Obergrenze nach einem Zeitraum, in dem
einem sich langsamer bewegenden Zielfahrzeug nachgefahren wird,
begrenzt wird.
-
Der
Betrieb des Systemes hat zum Ergebnis, dass im Anschluß an einen
ausgedehnten Zeitraum niedriger Fahrgeschwindigkeit bei Verfolgung
eines sich langsam bewegenden Zielfahrzeuges die Fahrzeuggeschwindigkeit
dann relativ langsam auf die neue eingestellte Geschwindigkeit oder
die zuvor eingestellte Geschwindigkeit ansteigt, wie dies zweckmäßig ist.
Dies bietet dem Fahrer die Gelegenheit, sich auf die sich ändernden
Fahrbedingungen einzustellen und verhindert, dass das Fahrzeug eine unerwartet
hohe Beschleunigung erfährt.
-
Ein
Spezialfall tritt ein, wenn das geführte Fahrzeug völlig zum
Stillstand kommt, was in starkem Verkehr stattfinden kann. Unter
solchen Umstän den,
insbesondere wenn der Stillstand lang anhaltend wird, kann der Fahrer
möglicherweise
seine volle Aufmerksamkeit nicht mehr auf die Fahrbahn richten und
kann beginnen, andere Aufgaben zu erfüllen, etwa Kartenstudium, Gespräch mit einem Fahrgast
oder das Wählen
einer neuen Musikdarbietung von einem Unterhaltungssystem des Fahrzeuges
auswählen.
Unter solchen Umständen
könnte
es gefährlich
sein, wenn das Fahrzeug plötzlich
beschleunigen würde,
während
der Fahrer unaufmerksam ist. Um dieses zu vermeiden wird die Beschleunigungs-Obergrenze
oder die eingestellte Geschwindigkeit Vc' auf Null gesetzt, wenn das Fahrzeug
zum Stillstand kommt. Um die Geschwindigkeitsregelung wieder aufzunehmen,
muß der
Fahrer manuell eingreifen. Eine intuitive Form des Eingriffes ist,
wenn der Fahrer das Beschleunigerpedal 8 betätigen muß, dessen
Bewegung durch einen Sensor 6 überwacht wird. Wenn die Geschwindigkeitsregelanlage 2 erkennt,
dass das Pedal 8 vom Fahrer niedergedrückt wurde, kann der Wert der
eingestellten Geschwindigkeit oder die Beschleunigungs-Obergrenze
auf ihren früheren
Wert zurückgeführt werden,
wodurch das Fahrzeug in der Lage ist, anzufahren.
-
Es
ist somit möglich,
ein Geschwindigkeitsregelsystem zur Verfügung zu stellen, das einen
sich langsam bewegenden Verkehr in Rechnung setzt und die maximale
Fahrzeuggeschwindigkeit oder Beschleunigung entsprechend verringert,
damit dem Fahrer Zeit gegeben wird, sich an die sich ändernden Verkehrsbedingungen
anzupassen, wenn der Verkehr beginnt, wieder freier zu fließen.