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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung und ein Steuerverfahren für den Fahrzeugzwischenabstand, d. h. für die Aufrechterhaltung eines bestimmten Abstands zwischen zwei üblicherweise hintereinander fahrenden Fahrzeugen.
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Eine derartige Steuervorrichtung für den Fahrzeugzwischenabstand ist beispielsweise in der
JP 2567548 B2 beschrieben. Diese Steuervorrichtung für den Fahrzeugzwischenabstand (nachfolgend mit „Abstandssteuervorrichtung“ bezeichnet) steuert die Geschwindigkeit eines betreffenden Fahrzeugs basierend auf einer Relativgeschwindigkeit zwischen dem betreffenden Fahrzeug oder Eigenfahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug, um einen Fahrzeugzwischenabstand zwischen dem Eigenfahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug als Soll-Fahrzeugzwischenabstand aufrecht zu erhalten. Bei dieser Abstandssteuervorrichtung wird, wenn die Geschwindigkeit des Eigenfahrzeugs hoch ist und wenn der Zwischenabstand klein ist, eine Zeitkonstante, die einem Filter zur Ausgabe einer Relativgeschwindigkeit zugeordnet ist, verringert. Wenn die Geschwindigkeit des Eigenfahrzeugs niedrig ist und wenn der Fahrzeugzwischenabstand hoch ist, wird die Zeitkonstante, die einem Filter zur Ausgabe der Relativgeschwindigkeit zugeordnet ist, erhöht. Auf diese Weise kann die Fähigkeit zur Steuerung des Fahrzeugzwischenabstands mit Hinblick auf Ansprechverhalten und Stabilität verbessert werden.
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Da jedoch herkömmliche Abstandssteuervorrichtungen die Geschwindigkeit eines Eigenfahrzeugs basierend auf einer Relativgeschwindigkeit zwischen dem Eigenfahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug steuern, um einen Fahrzeugzwischenabstand auf einem Soll-Fahrzeugzwischenabstand zu halten, kann eine sich hieraus ergebende Beschleunigung für einen Fahrer des Eigenfahrzeugs ein unangenehmes Fahrgefühl erzeugen.
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Bei einer Fahrsteuer/Regelvorrichtung gemäß der
DE 10 2005 013 886 A1 läßt sich der Betriebsmodus einer Abstandssteuerung auf der Grundlage der Geschwindigkeit des Eigenfahrzeugs ändern.
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Die
DE 199 10 590 A1 beschreibt eine Abstandsregelung, bei der aus einer Relativgeschwindigkeit und einem Relativabstand zweier Fahrzeuge ein sogenanntes Gefahrenmaß bestimmt wird, welches nach Gewichtung mit einem fahrerspezifischen Faktor zur Erzeugung eines Regelsignals verwendet wird.
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Ein weiteres Fahrunterstützungssystem ist in der
US 2007/0021876 A1 beschrieben. Bei diesem Fahrunterstützungssystem wird ein Soll-Fahrerzustandskoeffizient basierend auf einem Verhalten eines geschickten oder erfahrenen Fahrzeugfahrers bereit gestellt, so dass ein Fahrzeugzwischenabstand zwischen Eigenfahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug auf einem konstanten Wert gehalten wird. Eine Soll-Relativbeschleunigung/Verzögerung wird basierend auf dem Soll-Fahrerzustandskoeffizienten und einem vorliegenden Fahrerzustandskoeffizienten berechnet.
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Da jedoch bei diesem Fahrunterstützungssystem eine Sollbeschleunigung basierend auf einem Fahrzeugzwischenabstand und einer Relativgeschwindigkeit alleine berechnet wird, ist es nicht immer möglich, dem Fahrer des Eigenfahrzeugs ein angenehmes Beschleunigungsgefühl zu vermitteln.
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Angesichts dieses Problems ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuervorrichtung und ein Steuerverfahren für den Fahrzeugzwischenabstand zu schaffen, bei der bzw. bei dem dieses Problem nicht mehr gegeben ist.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die im Anspruch 1 bzw. 3 angegebenen Merkmale.
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Demnach wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Steuervorrichtung für den Fahrzeugzwischenabstand geschaffen. Diese Steuervorrichtung für den Fahrzeugzwischenabstand weist im Wesentlichen auf: eine Abstandserkennungseinheit, die einen Abstand zwischen einem Eigenfahrzeug und einem vorderhalb liegenden Objekt zu erkennen vermag, das vorderhalb des Eigenfahrzeugs vorhanden ist; eine Relativgeschwindigkeitserkennungseinheit, die eine Relativgeschwindigkeit des Eigenfahrzeugs gegenüber dem vorderhalb liegenden Objekts zu erkennen vermag; eine Ermittlungsindexberechnungseinheit, die einen Korrektur-Abstandszustands-Ermittlungsindex, der einen Abstandszustand zwischen dem Eigenfahrzeug und dem vorderhalb liegenden Objekt darstellt, auf der Grundlage einer Änderung im Erscheinungsbild des vorderhalb liegenden Objekts im Gesichtsfeld eines Fahrers des Eigenfahrzeugs pro Einheitszeit zu berechnen vermag, wobei der Korrektur-Abstandszustands-Ermittlungsindex größer wird, wenn die Relativgeschwindigkeit des Eigenfahrzeugs gegenüber dem vorderhalb liegenden Objekts größer ist, und wobei eine Anstiegsrate des Korrektur-Abstandszustands-Ermittlungsindex mit abnehmendem Abstand zwischen dem Eigenfahrzeug und dem vorderhalb liegenden Objekt bei jeder Relativgeschwindigkeit größer wird, wenn der Abstand zwischen dem Eigenfahrzeug und dem vorderhalb liegenden Objekt abnimmt; und der Korrektur-Abstandszustands-Ermittlungsindex größer wird, wenn eine Geschwindigkeit des vorderhalb liegenden Objekts bei jeder Relativgeschwindigkeit zunimmt; eine Indexvergleichseinheit, die zu bestimmen vermag, ob der Korrektur-Abstandszustands-Ermittlungsindex kleiner als ein bestimmter Schwellenwert des Korrektur-Abstandszustands-Ermittlungsindex ist, wobei der bestimmte Schwellenwert durch den Abstand zwischen dem Eigenfahrzeug und dem vorderhalb liegenden Objekt eindeutig definiert ist; und eine Unterstützungssteuereinheit, die einen Beschleunigungssteuervorgang durchzuführen vermag, um das Eigenfahrzeug zu beschleunigen, wenn die Indexvergleichseinheit bestimmt, dass der Korrektur-Abstandszustands-Ermittlungsindex kleiner als der bestimmte Schwellenwert des Korrektur-Abstandszustands-Ermittlungsindex ist.
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Bei dieser Steuervorrichtung für den Fahrzeugzwischenabstand wird der Beschleunigungssteuervorgang durchgeführt, wenn der Korrektur-Abstandszustand-Ermittlungsindex kleiner als der bestimmte Schwellenwert für diesen Ermittlungsindex ist. Damit ist es möglich, für einen Fahrer des Eigenfahrzeugs ein angenehmes Fahrgefühl zu erzeugen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugzwischenabstands bzw. zur Steuerung der erfindungsgemäßen Vorrichtung für den Fahrzeugzwischenabstand auf: Erkennen eines Abstands zwischen einem Eigenfahrzeug und einem vorderhalb liegenden Objekt, das vorderhalb des Eigenfahrzeugs vorhanden ist; Erkennen einer Relativgeschwindigkeit des Eigenfahrzeugs gegenüber dem vorderhalb liegenden Objekt; Berechnen eines Korrektur-Abstandszustands-Ermittlungsindex, der einen Abstandszustand zwischen dem Eigenfahrzeug und dem vorderhalb liegenden Objekt darstellt, auf der Grundlage einer Änderung im Erscheinungsbild des vorderhalb liegenden Objekts im Gesichtsfeld eines Fahrers des Eigenfahrzeugs pro Einheitszeit, wobei der Korrektur-Abstandszustands-Ermittlungsindex größer gemacht wird, wenn die Relativgeschwindigkeit des Eigenfahrzeugs gegenüber dem vorderhalb liegenden Objekts größer ist, und Vergrößern einer Anstiegsrate des Korrektur-Abstandszustands-Ermittlungsindex mit abnehmendem Abstands zwischen dem Eigenfahrzeug und dem vorderhalb liegenden Objekt bei jeder Relativgeschwindigkeit, wenn der Abstand zwischen dem Eigenfahrzeug und dem vorderhalb liegenden Objekt abnimmt; und Vergrößern des Korrektur-Abstandszustands-Ermittlungsindex, wenn eine Geschwindigkeit des vorderhalb liegenden Objekts bei jeder Relativgeschwindigkeit zunimmt; Bestimmen, ob der Korrektur-Abstandszustands-Ermittlungsindex kleiner als ein bestimmter Schwellenwert des Korrektur-Abstandszustands-Ermittlungsindex ist, wobei der bestimmte Schwellenwert durch den Abstand zwischen dem Eigenfahrzeug und dem vorderhalb liegenden Objekt eindeutig definiert ist; und Durchführen eines Beschleunigungssteuervorgangs, um das Eigenfahrzeug zu beschleunigen, wenn bestimmt wird, dass der Korrektur-Abstandszustands-Ermittlungsindex kleiner als der bestimmte Schwellenwert des Korrektur-Abstandszustands-Ermittlungsindex ist.
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Bei diesem Verfahren zur Steuerung des Fahrzeugzwischenabstands wird der Beschleunigungssteuervorgang durchgeführt, wenn die Bedingung zur Durchführung des Beschleunigungssteuervorgangs erfüllt ist. Damit ist es möglich, einem Fahrer des Eigenfahrzeugs ein angenehmes Fahrgefühl zu vermitteln.
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Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich besser aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung.
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Es zeigt:
- 1 ein Blockdiagramm eines Fahrunterstützungssystems;
- 2 in einer Grafik eine Beziehung zwischen einem Abstandsbedingungsermittlungsindex KdB; einer Relativgeschwindigkeit Vr und eines Fahrzeugzwischenabstands D zwischen einem Eigenfahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug;
- 3 in einer graphischen Darstellung einen repräsentativen Schwellenwert als Funktion des Fahrzeugzwischenabstands D;
- 4 ein Flussdiagramm eines Beschleunigungssteuervorgangs, der von einer Fahrzeugsteuer-ECU durchgeführt wird;
- 5 in einer Grafik einen Korrekturabstandsbedingungs-Ermittlungsindex KdBc zu einer momentanen Zeit in Zusammenhang mit einer Fahrsituation, wo das Eigenfahrzeug beschleunigt wird, während es dem vorausfahrenden Fahrzeug folgt; und
- 6 Beispiele von Fahrsituationen (I) bis (V), an denen das Eigenfahrzeug und das vorausfahrende Fahrzeug beteiligt sind.
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<Beispielhafte Ausführungsform>
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Eine Steuervorrichtung für einen Fahrzeugzwischenabstand gemäß einer möglichen Ausführungsform der Erfindung wird bei einem Fahrunterstützungssystem für ein Fahrzeug angewendet. Das Fahrunterstützungssystem für ein Fahrzeug wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 1-6 beschrieben.
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Gemäß 1 umfasst ein Fahrunterstützungssystem im wesentlichen eine Fahrzeugstabilitätssteuer-ECU (VSC-ECU) 10, einen Lenkwinkelsensor 20, einen Beschleunigungssensor (G) 30, einen Gierratensensor 40, eine Motorsteuerungs-ECU (ENG-ECU) 50, eine Radareinheit 70, einen Betätigungsschalter/eine Schaltergruppe (SW) 80 und eine Fahrzeugsteuer-ECU 100.
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Die VSC-ECU 10 gemäß 1 steuert ein Bremsensstellglied (nicht gezeigt) zur Erzeugung einer Bremskraft, die auf das Eigenfahrzeug wirkt. Die VSC-ECU 10 steuert auch VSC (vehicle stability control; ®), um Rutsch- und Schleuderbewegungen des Eigenfahrzeugs zu unterdrücken. Die VSC-ECU 10 empfängt Informationen hinsichtlich einer Sollgeschwindigkeitsverringerung des Eigenfahrzeugs von einem fahrzeugseitigen LAN (Local Area Network) und steuert das Bremsenstellglied so, dass das Eigenfahrzeug heruntergebremst wird und eine Sollgeschwindigkeitsverringerung erzeugt wird. Weiterhin überträgt die VSC-ECU 10 Informationen hinsichtlich einer Geschwindigkeit Vs0 des Eigenfahrzeugs und einen Bremsdruck des Eigenfahrzeugs an das Fahrzeug-LAN.
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Der Lenkwinkelsensor 20 erkennt Informationen über einen Lenkwinkel eines Lenksystems des Eigenfahrzeugs und überträgt Informationen über den erkannten Lenkwinkel an das Fahrzeug-LAN.
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Der G-Sensor 30 erkennt Beschleunigungen des Eigenfahrzeugs in Seiten- und Längsrichtungen des Fahrzeugs, welche als Seiten- und Längsbeschleunigungen bezeichnet seien. Der G-Sensor 30 überträgt Informationen über die erkannten Seiten- und Längsbeschleunigungen an das Fahrzeug-LAN.
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Der Gierratensensor 40 erkennt eine Winkelgeschwindigkeit des Eigenfahrzeugs um eine Vertikalachse des Eigenfahrzeugs. Die Winkelgeschwindigkeit wird auch als Gierrate bezeichnet. Der Gierratensensor 40 überträgt Informationen über die erkannte Gierrate an das Fahrzeug-LAN.
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Die ENG-ECU 50 empfängt Informationen hinsichtlich einer Sollbeschleunigung von dem Fahrzeug-LAN und steuert ein Drosselstellglied (nicht gezeigt), um das Eigenfahrzeug auf die Sollbeschleunigung zu beschleunigen.
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Die Radareinheit 70 bestrahlt beispielsweise einen bestimmten Bereich vorderhalb des Eigenfahrzeugs mit Laserlicht und empfängt das reflektierte Laserlicht. Die Radareinheit 70 kann somit Informationen über einen Fahrzeugzwischenabstand zwischen dem Eigenfahrzeug und einem vorderhalb des Eigenfahrzeugs befindlichen Körper (z. B. voraus fahrendes Fahrzeug), sowie eine Relativgeschwindigkeit zwischen dem Eigenfahrzeug und dem voraus liegenden Körper oder Objekt erkennen. Das voraus liegende Objekt kann ein voraus fahrendes Fahrzeug sein, das sich in Fahrtrichtung vor dem Eigenfahrzeug befindet. Die Radareinheit 70 kann auch Informationen hinsichtlich einer Distanz oder eines Abstands (z. B. in Seitenrichtung) zwischen einer Mittelachse des Eigenfahrzeugs und einer Mittelachse des voraus fahrenden Fahrzeugs auf Grund des Laserlichts erkennen. Die Radareinheit 70 überträgt die erhaltenen Informationen an die Fahrzeugsteuer-ECU 100.
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Der Betätigungs-SW 80 ist eine Schaltergruppe, die beispielsweise vom Fahrer des Eigenfahrzeugs betätigt wird. Informationen über die Schaltzustände des SW 80 werden an die Fahrzeugsteuer-ECU 100 ausgegeben.
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Die Fahrzeugsteuer-ECU 100 ist im wesentlichen aufgebaut aus einem Mikrocomputer mit einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU), einem Lesespeicher (ROM), einem Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), einem Eingabe/Ausgabe-Schaltkreis (I/O) und einem Bus zur Verbindung der jeweiligen Elemente in der Fahrzeugsteuer-ECU 100.
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Um in unterschiedlichen Situationen dem Fahrer des Eigenfahrzeugs ein angenehmes Beschleunigungsgefühl zu vermitteln, bestimmt die Fahrzeugsteuer-ECU 100 unter Verwendung einer nachfolgend noch zu beschreibenden Beurteilungsgleichung eine Beschleunigungssteuervorgangstartzeit für den Fall, bei dem das Eigenfahrzeug einem voraus fahrenden Fahrzeug folgt. Weiterhin führt die Fahrzeugsteuer-ECU 100 den Beschleunigungssteuervorgang zur Beschleunigung des Eigenfahrzeugs mit einer Zielbeschleunigung GDp durch. Die Beschleunigungssteuerungsstartzeit kann einer Zeit entsprechen, zu der die Fahrzeugsteuer-ECU 100 mit dem Beschleunigungssteuervorgang beginnt. Die Ziel- oder Sollbeschleunigung GDp wird basierend auf einer Relativgeschwindigkeit zwischen Eigenfahrzeug und voraus fahrendem Fahrzeug und einer Sollrelativgeschwindigkeit entsprechend einem Schwellwert KdBct, erhalten durch die Beurteilungsgleichung, berechnet.
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Die Beurteilungsgleichung wird erhalten basierend auf einer Gleichung zur Berechnung eines Korrekturabstandzustand-Ermittlungsindex KdBc, wobei eine Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs mit berücksichtigt wird und kann Informationen über einen Abstandszustand oder eine Abstandsbedingung, beispielsweise Fahrzeugzwischenabstand und eine Relativgeschwindigkeit zwischen Eigenfahrzeug und vorausfahrendem Fahrzeug enthalten. Wenn in Fahrtrichtung des Eigenfahrzeugs ein vorausfahrendes Fahrzeug vorhanden ist, beurteilt ein Fahrer des Eigenfahrzeugs typischerweise, ob der Fahrzeugzwischenabstand zu- oder abnimmt, in dem die Erscheinungsgröße des vorausfahrenden Fahrzeugs im Gesichtsfeld festgestellt wird. Der Fahrer stellt dann Beschleunigung oder Verzögerung seines Fahrzeugs durch Betätigung von Gaspedal oder Bremspedal ein. Eine Änderung im Erscheinungsbild (Erscheinungsgröße) des vorausfahrenden Fahrzeugs liefert somit ein Beurteilungskriterium für den Fahrer und kann eine Basis zur Berechnung des Abstandzustand-Ermittlungsindex KdB sein.
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Ein Beispiel zur Berechnung des Abstandszustand-Ermittlungsindex K
dB wird nachfolgend beschrieben. Hierbei bezeichnen H
0, W
0 und S
0 = H
0 × W
0 eine tatsächliche Höhe bzw. tatsächliche Breite bzw. eine tatsächliche Fläche des vorausfahrenden Fahrzeugs. Weiterhin bezeichnet H, W und S = H × Weine anscheinende Höhe, anscheinende Breite und anscheinende Fläche des vorausfahrenden Fahrzeugs, wie sie auf der Netzhaut des Fahrers abgebildet werden. Weiterhin bezeichnen f und D eine Brennweite der Augen des Fahrers bzw. einen Abstand zwischen den Augen des Fahrers und dem vorausfahrenden Fahrzeug. Eine anscheinende Fläche oder ein anscheinender Bereich S des vorausfahrenden Fahrzeugs ergibt sich als
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Eine Änderung des anscheinenden Bereichs S pro Einheitszeit entsprechend dS/dt wird berechnet als
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Unter Verwendung der Ableitung der Distanz oder des Abstands D nach der Zeit t wird die Änderung dS/dt des anscheinenden Bereichs S pro Einheitszeit auch in folgender Gleichung 3 ausdrückbar:
wobei V
r die Relativgeschwindigkeit zwischen Eigenfahrzeug und vorausfahrendem Fahrzeug ist und K ein Änderungsverhältnis des (Erscheinungs)Bereichs des vorausfahrenden Fahrzeugs ist, das auch der Änderung des anscheinenden Bereichs des ersten vorausfahrenden Fahrzeugs gegenüber der Zeit entspricht. Wie in Gleichung (3) gezeigt, wird das Bereichsänderungsverhältnis K des vorausfahrenden Fahrzeugs berechnet basierend auf: Fahrzeugzwischenabstand D zwischen Eigenfahrzeug und vorausfahrendem Fahrzeug und Relativgeschwindigkeit V
r= dD/dt, also der Ableitung des Fahrzeugzwischenabstands D nach der Zeit t.
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Da das Bereichsänderungsverhältnis K für das vorausfahrende Fahrzeug proportional zur Änderung dS/dt des anscheinenden Bereichs S pro Einheitszeit ist, ist das Bereichsänderungsverhältnis K des vorausfahrenden Fahrzeugs auch proportional zu einer Größenänderung des vorausfahrenden Fahrzeugs pro Einheitszeit in einem Bild, das von einer Abbildungseinheit oder Abbildungsmitteln aufgenommen wird, beispielsweise einer Kamera. Das Bereichsänderungsverhältnis K des vorausfahrenden Fahrzeugs wird basierend auf eine Änderung einer Größe des vorausfahrenden Fahrzeugs in dem Bild pro Einheitszeit berechnet, wobei das Bild von den Abbildungsmitteln aufgenommen wird.
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Wenn sich der Fahrzeugzwischenabstand zwischen einem Meter und 100m ändert, ändert sich das Änderungsverhältnis K für die Fläche, die Größe oder den Bereich des vorausfahrenden Fahrzeugs folglich um bis zu sechs Größenordnungen. Es kann daher sinnvoll oder vorteilhaft sein, das Änderungsverhältnis K für den Bereich des vorausfahrenden Fahrzeugs in der Einheit Dezibel (dB) anzugeben.
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Um K in DB anzugeben, wird ein Wert K
0 entsprechend 0[db] definiert. K
0 sei als einem Fall entsprechend angenommen, wo die Relativgeschwindigkeit V
r = -0.1 km/h und der Fahrzeugzwischenabstand D = 100m beträgt. Dieses K
0 wird als einem minimal erkennbaren Änderungsbetrag des anscheinenden Bereichs für das vorausfahrende Fahrzeug für einen Fahrer entsprechend angenommen. Ein positiver Wert der Fahrzeugzwischengeschwindigkeit liegt vor, wenn der Fahrzeugzwischenabstand D zunimmt und ein negativer Wert der Fahrzeugzwischengeschwindigkeit liegt vor, wenn der Fahrzeugzwischenabstand abnimmt. K
0 wird ausgedrückt als
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Das heißt, 0[dB] ergibt sich für den Fall, wo das Bereichsänderungsverhältnis K für das vorausfahrende Fahrzeug
5 × 10
-8 beträgt. Der Abstandzustand-Ermittlungsindex K
dB wird in folgender Gleichung 5 definiert.
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Ein positiver Wert des Abstandzustand-Ermittlungsindex KdB liegt vor, wenn der Fahrzeugzwischenabstand D abnimmt und ein negativer Wert von KdB liegt vor, wenn der Fahrzeugzwischenabstand zunimmt.
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2 zeigt eine Grafik, die den Abstandzustand-Ermittlungsindex KdB als Funktion von Fahrzeugzwischenabstand D und Fahrzeugzwischengeschwindigkeit Vr angibt. Wie aus 2 klar hervorgeht, wird der Abstandzustand-Ermittlungsindex KdB größer, wenn sich das Eigenfahrzeug dem vorausfahrenden Fahrzeug mit höherer Relativgeschwindigkeit nähert. Auch wird eine Steigung des Abstandzustand-Ermittlungsindex KdB gegenüber dem Fahrzeugzwischenabstand D steiler, wenn der Fahrzeugzwischenabstand D kleiner wird.
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Da der Abstandszustand-Ermittlungsindex KdB die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs nicht berücksichtigt, kann es den Fall geben, dass eine bestimmte Zeit zu Beginn der Beschleunigung des Eigenfahrzeugs nicht mit dem Empfinden des Fahrers übereinstimmt. Genauer gesagt, wenn die folgenden beiden beispielhaften Fälle miteinander verglichen werden, wobei ein Zustand oder eine Bedingung vorliegt, dass die Fahrzeugzwischengeschwindigkeiten zwischen Eigenfahrzeug und vorausfahrendem Fahrzeug annähernd gleich zueinander sind, ergibt sich ein Fall, bei dem das Eigenfahrzeug sich von dem vorausfahrenden Fahrzeug durch Beschleunigung des vorausfahrenden Fahrzeugs entfernt und den anderen Fall, bei dem sich das Eigenfahrzeug vom vorausfahrenden Fahrzeug durch Verzögerung des Eigenfahrzeugs entfernt; in letzterem Fall neigt der Fahrer des Eigenfahrzeugs zu dem Gefühl, dass der Beschleunigungssteuervorgang zur Beschleunigung des Eigenfahrzeugs später als im Vergleich zum ersten Fall begonnen wird. Es kann vorteilhaft sein, wenn das Eigenfahrzeug so konfiguriert ist, dass es im letzteren Fall früher beschleunigt, wo der Fahrer dazu neigt, anzunehmen, dass die Beschleunigung des Eigenfahrzeugs später begonnen wird.
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Aus obigem Grund wird ein Korrektur-Abstandszustand-Ermittlungsindex KdBc verwendet, der die Geschwindigkeit Vb des vorausfahrenden Fahrzeugs mit berücksichtigt.
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K
dBc wird durch folgende Gleichung berechnet:
wobei α ein Faktor kleiner oder gleich als 1 ist und ein optimaler Wert von α sich als 0.3 herausgestellt hat.
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Experimente wurden unter einer Bedingung oder in einem Zustand durchgeführt, wo sich ein Fahrzeug einem vorausfahrendem Fahrzeug nähert und ein Fahrer dieses Fahrzeugs angewiesen wird, einen Bremsvorgang so spät als möglich zu beginnen, so dass der Fahrer eine Kollision mit dem vorausfahrenden Fahrzeug vermeiden kann. Unter Verwendung des Korrektur-Abstandszustand-Ermittlungsindex K
dBc gemäß obiger Gleichung 6 wurde herausgefunden, dass dem Bremsbeginnvorgang zugeordnete Werte sich im Wesentlichen um eine Kurve herum verteilt finden. Ein angenäherter Ausdruck zur Beschreibung der Kurve ergibt sich als
wobei repräsentative Charakteristiken von Gleichung (7) in
3 gezeigt sind.
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Die Annäherung (7) sei auch als Beurteilungsgleichung bezeichnet. Gleichung (7) liefert einen Schwellenwert KdBct für den Korrektur-Abstandstandszustand-Ermittlungsindex KdBc.
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Unter Verwendung der Annäherung (7) ist es möglich, einen passenden Zeitpunkt zum Beginn einer Beschleunigung und Verzögerung des Eigenfahrzeugs zu bestimmen derart, dass sich für den Fahrer ein angenehmes Beschleunigungsgefühl ergibt und somit der Fahrer nicht das Gefühl hat, dass eine Beschleunigung des Eigenfahrzeugs später beginnt.
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Ein von der Fahrzeugsteuer-ECU 100 durchgeführter Prozessablauf im Zusammenhang mit dem Beschleunigungssteuervorgang wird nachfolgend unter Bezug auf das Flussdiagramm von 4 beschrieben. Bei S10 importiert die Fahrzeugsteuer-ECU 100 Eingangssignale von verschiedenen Sensoren. Bei S20 berechnet die Fahrzeugsteuer-ECU 100 einen Korrektur-Abstandszustand-Ermittlungsindex KdBcp zur momentanen Zeit entsprechend einem bestimmten Wert des Korrektur-Abstandszustand-Ermittlungsindex KdBc, berechnet basierend auf einem momentanen Zustand des Eigenfahrzeugs. Der momentane oder vorliegende Zustand zur Berechnung kann einen momentanen Fahrzeugzwischenabstand zwischen Eigenfahrzeug und vorausfahrendem Fahrzeug, eine momentane Zwischenfahrzeuggeschwindigkeit und eine momentane Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs enthalten. Bei S30 wird ein Schwellenwert KdBct zur vorliegenden Zeit durch Einsetzen des Fahrzeugzwischenabstands Dp zur vorliegenden Zeit in die Annäherungsgleichung (7) berechnet.
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Bei S40 bestimmt die Fahrzeugsteuer-ECU 100, ob der Korrektur-Abstandszustand-Ermittlungsindex KdBcp kleiner als der Schwellenwert KdBct ist. Wenn der Korrektur-Abstandszustand-Ermittlungsindex KdBcp kleiner als der Schwellenwert KdBct ist, geht der Ablauf zu S50.
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Bei
S50 wird eine Sollbeschleunigung G
Dp unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet:
wobei V
rcp eine tatsächliche Relativgeschwindigkeit zwischen Eigenfahrzeug und vorausfahrendem Fahrzeug darstellt, V
rct eine Sollrelativgeschwindigkeit ist und T ein Teiler zur Umwandlung einer Differenz zwischen vorliegender Relativgeschwindigkeit und Soll-Relativgeschwindigkeit in die Soll-Beschleunigung G
Dp ist und geeignet festgesetzt wird. Die Sollrelativgeschwindigkeit V
rct wird über Abläufe berechnet, welche Einsetzen des Fahrzeugzwischenabstands D = D
p in Gleichung (7) und ein Einsetzen des berechneten Schwellenwerts K
dBc = K
dBct in Gleichung (6) umfassen.
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Bei S60 bestimmt die Fahrzeugsteuer-ECU 100, ob eine Bedingung zum Stoppen des Beschleunigungssteuervorgangs erfüllt ist. Eine Bedingung zum Stoppen des Beschleunigungssteuervorgangs ist beispielsweise dann vorhanden, wenn das Eigenfahrzeug angehalten wurde oder wenn der Korrektur-Abstandszustand-Ermittlungsindex KdBcp größer als der entsprechende Schwellenwert KdBct ist. Wenn bestimmt wird, dass die Bedingung zum Stoppen des Beschleunigungssteuervorgangs nicht erfüllt ist, kehrt der Ablauf zu S10 zurück.
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5 zeigt eine Abwandlung des Korrektur-Abstandszustand-Ermittlungsindex KdBcp für den Fall, dass das Eigenfahrzeug unter Nachfolgung des vorausfahrenden Fahrzeugs beschleunigt. Die Symbole (I) bis (IV) in 5 entsprechen jeweils den Fahrsituationen (I) bis (IV) in 6.
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Die Fahrsituation (I) in 6 stellt einen Fall dar, bei dem das Eigenfahrzeug mit einer konstanten Geschwindigkeit (z. B. einer eingestellten Fahrzeuggeschwindigkeit von 100 km/h) fährt, während es sich dem vorausfahrenden Fahrzeug annähert. Die Fahrsituation (II) stellt einen Fall dar, wo das Eigenfahrzeug auf eine Geschwindigkeit von 80 km/h verzögert wird, was annähernd gleich der Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs ist. Wenn die Fahrsituation von (I) nach (II) wechselt, übersteigt der Korrektur-Abstandszustand-Ermittlungsindex KdBcp den entsprechenden Schwellenwert KdBct und das Eigenfahrzeug beginnt folglich mit einer Verzögerung. Der Korrektur-Abstandszustand-Ermittlungsindex KdBcp wird konvergierend auf einen entsprechenden Schwellenwert KdBct, der durch die Annäherungsgleichung (7) als die Beurteilungsgleichung gegeben ist.
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Die Fahrsituation (III) in 6 stellt einen Fall dar, wo das Eigenfahrzeug mit einer Geschwindigkeit von 80 km/h fährt, während es dem vorausfahrenden Fahrzeug folgt, das mit 80 km/h fährt. Der Korrektur-Abstandszustand-Ermittlungsindex KdBcp entsprechen der Fahrsituation (III) ist konvergent auf einen entsprechenden Schwellenwert KdBct, der durch die Annäherungsgleichung (7) gegeben ist.
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Die Fahrsituation (IV) in 6 stellt einen Fall dar, wo das voraus fahrende Fahrzeug auf eine Geschwindigkeit von 100 km/h beschleunigt wird, während das Eigenfahrzeug dem vorausfahrenden Fahrzeug folgt. In dieser Situation ist der Korrektur-Abstandszustand-Ermittlungsindex KdBcp entsprechend der Fahrsituation (IV) kleiner als ein entsprechender Schwellenwert KdBct auf Grund der Beurteilungsgleichung entsprechend einem Beschleunigungsbereich in 5. Das Eigenfahrzeug beginnt folglich mit einer Beschleunigung, um die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs zu erreichen. Bis das Eigenfahrzeug nach Beginn der Beschleunigung die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs erreicht hat, nimmt der Fahrzeugzwischenabstand D zu. Wenn das Eigenfahrzeug eine Geschwindigkeit annähernd gleich dem vorausfahrenden Fahrzeug hat, endet eine Zunahme des Fahrzeugzwischenabstands D.
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Die Fahrsituation (V) in 6 stellt einen Fall dar, wo das Eigenfahrzeug mit 100 km/h fährt, während es dem vorausfahrenden Fahrzeug folgt, das mit 100 km/h fährt. Der Korrektur-Abstandszustand-Ermittlungsindex KdBcp entsprechen der Fahrsituation (V) ist konvergent auf einen entsprechenden Schwellenwert KdBct, der durch die Beurteilungsgleichung gegeben ist, also ähnlich wie im Fall der Fahrsituation (III).
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Wie oben erläutert führt die Steuervorrichtung für den Fahrzeugabstand, die bei dem Fahrunterstützungssystem angewendet wird, den Beschleunigungssteuervorgang so durch, dass eine Beschleunigung des Eigenfahrzeugs an die Sollbeschleunigung GDp angepasst wird, die aus der Sollrelativgeschwindigkeit entsprechend dem Schwellenwert KdBct berechnet wird, der sich aus der Beurteilungsgleichung ergibt, sowie der Relativgeschwindigkeit Vrcp zum vorliegenden Zeitpunkt. Der Beschleunigungssteuervorgang beginnt, wenn der Korrektur-Abstandszustand-Ermittlungsindex niedriger als der entsprechende Schwellenwert KdBct ist, der sich durch die Beurteilungsgleichung ergibt. Der Korrektur-Abstandszustand-Ermittlungsindex KdBcp berücksichtigt die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs, das vorderhalb des Eigenfahrzeugs vorhanden ist. Es ist damit möglich, ein angenehmes Beschleunigungsgefühl in unterschiedlichen Situationen dem Fahrer des Eigenfahrzeugs zu vermitteln.
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Bei der erfindungsgemäßen Abstandssteuervorrichtung kann die Radareinheit 70 als Abstandserkennungsvorrichtung oder -einheit arbeiten, um einen Abstand zwischen Eigenfahrzeug und vorderhalb liegendem Objekt zu erkennen. Alternativ kann die Fahrzeugsteuerungs-ECU 100 als Abstandserkennungsvorrichtung oder -einheit dienen, die einen Abstand zwischen Eigenfahrzeug und vorderhalb liegendem Objekt (vorausfahrendem Fahrzeug) basierend auf Informationen erkennt, die dem Abstand zugeordnet sind, wobei diese Information von der Radareinheit 70 erhalten wird.
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Die Radareinheit 70 kann auch als Relativgeschwindigkeitserkennungsvorrichtung oder -einheit dienen, um die Relativgeschwindigkeit zwischen Eigenfahrzeug und vorderhalb liegendem Objekt zu erkennen. Alternativ kann die Fahrzeugsteuerungs-ECU 100 als Erkennungsvorrichtung oder -einheit dienen, die die Relativgeschwindigkeit zwischen Eigenfahrzeug und vorderhalb liegendem Objekt basierend auf der Information erkennt, die der Relativgeschwindigkeit zugeordnet ist, wobei diese Information von der Radareinheit 70 erhalten wird.
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Der Prozessschritt S20, bei dem der Korrektur-Abstandszustand-Ermittlungsindex, der den Abstandszustand zwischen Eigenfahrzeug und vorderhalb liegendem Objekt darstellt, berechnet wird, kann durch eine Ermittlungsindex-Berechnungsvorrichtung oder -einheit durchgeführt werden. Mit anderen Worten, die Fahrzeugsteuerungs-ECU 100 kann als die Ermittlungsindex-Berechnungsvorrichtung arbeiten.
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Der Schritt S40, bei dem eine Bestimmung dahingehend gemacht wird, ob der Korrektur-Abstandszustand-Ermittlungsindex kleiner als der bestimmte Schwellenwert des Ermittlungsindex ist, kann durch eine Indexvergleichsvorrichtung oder einheit durchgeführt werden. Die Fahrzeugsteuerungs-ECU 100 kann als Indexvergleichsvorrichtung oder -einheit dienen.
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Die Schritte S20-S40, wo eine Bestimmung dahingehend gemacht wird, ob eine Bedingung zur Durchführung eines Beschleunigungssteuervorgangs erfüllt ist, kann von einer Bedingungsbestimmungsvorrichtung oder -einheit durchgeführt werden. Mit anderen Worten, die Fahrzeugsteuerungs-ECU 100 kann als die Bedingungsbestimmungsvorrichtung oder -einheit dienen.
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Die Fahrzeugsteuerungs-ECU 100 kann als Unterstützungssteuervorrichtung oder -einheit dienen, um den Beschleunigungssteuervorgang zur Beschleunigung des Eigenfahrzeugs durchzuführen, wenn die Indexvergleichsvorrichtung bestimmt, dass der Korrektur-Abschnittszustand-Ermittlungsindex kleiner als der bestimmte Schwellenwert für den Ermittlungsindex ist.
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Die Fahrzeugsteuerungs-ECU 100 kann weiterhin als Sollwertsitzvorrichtung oder -einheit dienen, um einen bestimmten Schwellenwert des Korrektur-Abstandszustand-Ermittlungsindex als Sollwert für den Korrektur-Abstandszustand-Ermittlungsindex festzusetzen, wenn die Indexvergleichsvorrichtung bestimmt, dass der Korrektur-Abstandszustand-Ermittlungsindex kleiner als der bestimmte Schwellenwert dieses Ermittlungsindex ist.
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Der Schritt S50, wo die Sollbeschleunigung des Eigenfahrzeugs basierend auf der Relativgeschwindigkeit und einer Sollrelativgeschwindigkeit entsprechend dem Sollwert berechnet wird, der durch die Sollwertsetzvorrichtung oder -einheit berechnet wurde, kann von einer Sollbeschleunigungsberechnungsvorrichtung oder -einheit durchgeführt werden. Mit anderen Worten, die Fahrzeugsteuerungs-ECU 100 kann als die Sollbeschleunigungsberechnungsvorrichtung oder -einheit dienen.
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Die Unterstützungssteuereinheit oder -vorrichtung, die von der Fahrzeugsteuerungs-ECU 100 geschaffen wird, kann so ausgelegt sein, dass sie den Beschleunigungsteuervorgang durchführt, um das Eigenfahrzeug mit der Sollbeschleunigung zu beschleunigen.
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Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform hiervon beschrieben; es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsform und deren Aufbau beschränkt ist. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist eine Vielzahl von Modifikationen und Abwandlungen möglich, wobei derartige Modifikationen und Abwandlungen im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen, soweit er durch die nachfolgenden Ansprüche und deren Äquivalente definiert ist.