DE4123110A1 - Einrichtung zur fahrgeschwindigkeitsregelung in einem kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Einrichtung hat vor allem die Aufgabe, den Fahrer bei der Einhaltung einer gewünschten Fahrgeschwindigkeit zu entlasten. Diese vorgegebene Fahrgeschwindigkeit, auch als Sollwert bezeichnet, hängt verständlicherweise nicht nur vom Wunsch des Fahrers, sondern ganz allgemein betrachtet auch von den Verkehrsbedingungen ab. So ergibt sich eine sicherheits­ bedingte Maximalgeschwindigkeit, wenn vor dem betrachteten Fahrzeug ein anderes Fahrzeug fährt und ein Sicherheitsabstand eingehalten werden muß. Weiterhin sind örtliche Geschwindigkeits­ begrenzungen, seien es Zonen verminderter Geschwindigkeit oder eine Haltestelle (Stopschild), zu berücksichtigen. Auch kann es sinnvoll sein, nicht mit einer beliebig hohen, vom Fahrer gewünschten Geschwindigkeit zu fahren, sondern die Fahrzeugge­ schwindigkeit und die "Phasenlage" des Fahrzeugs an die Gegeben­ heiten einer Grünen Welle anzupassen, damit ein kontinuierlicher Verkehrsfluß erzielt wird.

Verständlicherweise gibt es eine Vielzahl von Einrichtungen zur Fahrgeschwindigkeitsregelung, die unterschiedliche Gesichts­ punkte berücksichtigen:.

Die DE-PS 29 00 461 und auch die EP 01 46 851 B1 beschreiben gattungsgemäße Einrichtungen, bei denen der Fahrer beispiels­ weise dann, wenn das Fahrzeug mit einer gewünschten Geschwindig­ keit fährt, über Tastendruck eine wählbare Sollgeschwindigkeit eingeben kann; wenn vor dem betreffenden Fahrzeug ein anderes Fahrzeug fährt, wird über einen Abstandssensor ein Signal für eine sicherheitsbedingte Sollgeschwindigkeit erzeugt, und der Regler wählt den kleineren der beiden Sollwerte zur Bestimmung des Istwerts der Fahrgeschwindigkeit aus. Das bedeutet, daß ggf. eine Verringerung der Leistung des Antriebs­ aggregats abweichend vom Wunsch des Fahrers, unterstützt durch automatisches Bremsen, hervorgerufen wird.

Die DE-OS 21 42 120 beschreibt eine Vorrichtung zur Geschwindig­ keitsbegrenzung für Kraftfahrzeuge, bei der auf der Fahrbahn optisch die zulässige Maximalgeschwindigkeit markiert ist; diese Markierung wird in das Fahrzeug übertragen und bewirkt automatisch eine Geschwindigkeitsbegrenzung auf die so vorge­ gebene zulässige Sollgeschwindigkeit.

Bekannt ist auch - siehe die DE-PS 31 27 425 und den dort in der Beschreibungseinleitung genannten Stand der Technik - eine automatische Regelung der Fahrgeschwindigkeit vor Halte­ punkten, beispielsweise so, daß ein ortsfester Signalgeber Geschwindigkeitssignale für diejenige Fahrzeuggeschwindigkeit an einer in einem definierten Abstand vor dem Haltepunkt liegenden Stelle liefert, daß ein Ausrollen des Fahrzeugs bei ausgekuppeltem Antriebsaggregat zum rechtzeitigen Stillstand führt.

Die DE-OS 30 39 472 beschreibt ein Verfahren und eine Einrichtung zur Steuerung des Verkehrs von Fahrzeugen, die die Ausbildung einer Grünen Welle zum Ziel hat. Dabei finden sich auf der Fahrbahn durch Leuchten gebildete wandernde Signalketten, die dem Fahrer eine Anzeige liefern, in welcher Phase der Grünen Welle er sich jeweils befindet, so daß er ggf. eine Aufforderung zur Vergrößerung oder Verringerung der Fahrge­ schwindigkeit erhält.

Bekannt ist ferner - DE-OS 19 43 596 - die automatische Steuerung von Kraftfahrzeugen hinsichtlich Weg, Abstand und Fahrgeschwin­ digkeit durch fahrzeugexterne Einrichtungen in dem Sinne, daß den einzelnen Fahrzeugen "Lücken" im Verkehrsfluß zugeordnet werden.

Zur Abrundung des Standes der Technik sei die DE-OS 23 36 753 angeführt, die einen Geschwindigkeitsbegrenzer für Fahrzeuge zum Gegenstand hat, der die jeweils vorliegende Reibung zwischen Fahrzeugrädern und Fahrbahn ermittelt und ggf. ein Warnsignal oder ein Blockiersignal für den Geschwindigkeitsregler erzeugt, das diesen in Richtung höhere Geschwindigkeiten blockiert.

Wie diese Schilderung des Standes der Technik zeigt, sind zwar Einrichtungen zur Fahrgeschwindigkeitsregelung von Kraft­ fahrzeugen in großer Anzahl bekannt, jedoch berücksichtigen sie im wesentlichen - ausgenommen die eingangs genannten DE-OS 29 00 461 und EP 01 46 851 - nur einen Gesichtspunkt, so daß sie die übergeordnete Aufgabe der Entlastung des Fahrers von Maßnahmen zur Beeinflussung der Fahrgeschwindigkeit nicht lösen, ja ihre Lösung nicht einmal konsequent ins Auge fassen.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine gattungs­ gemäße Einrichtung, d. h. eine solche, die außer dem Fahrerwunsch auch durch den Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug bedingte Gegebenheiten berücksichtigt, so weiterzubilden, daß in sinnvoller Weise auch die angesprochenen anderen, insbesondere verkehrsbedingten Gegebenheiten Berücksichtigung finden.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs, vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.

Da die Vorrichtung im wesentlichen durch einen Mikroprozessor gebildet sein kann, wie er in Kraftfahrzeugen ohnehin beispiels­ weise zum Motormanagement Einsatz findet, ist der zusätzliche Aufwand für die erfindungsgemäße Einrichtung sehr gering; er reduziert sich im wesentlichen auf Sensoren oder Einrich­ tungen, mit denen zusätzliche der Vorrichtung zuzuführende Signale gewonnen werden können.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert, die sich auf eine schematische Darstellung beschränkt, da alle Einzel­ heiten bzw. Einzelteile der Einrichtung für sich bekannt sind.

So stellt den Kern der bezeichneten Einrichtung ein Mikro­ prozessor 1 dar, der, wie gesagt, sich bereits bei Kraftfahr­ zeugen im Einsatz befindet. Diesem Mikroprozessor 1 wird eine Reihe von Signalen zugeführt, die über Schalter oder Sensoren gewonnen sind. Bei 2 werden dem Rechner 1 Signale für eine vom Fahrer wählbare Sollgeschwindigkeit zugeführt. Die Leitung 3 steht in Verbindung mit einem üblichen Sensor für die jeweilige Istgeschwindigkeit des Fahrzeugs. 4 ist ein mit dem Bremspedal des Fahrzeugs verbundener Schalter, der zum Ausschalten des Signalgebers 6 dann dient, wenn der Fahrer das Bremspedal betätigt. Der Signalgeber 6 dient zur Erzeugung eines den Fahrer zur Betätigung der Bremse auffordernden Signals, falls die Istgeschwindigkeit des Fahrzeugs zumindest erheblich über einer aus Sicherheitsgründen vorgegebenen Sollgeschwindigkeit liegt. Verständlicherweise ist es auch möglich, die die jeweilige Sollgeschwindigkeit wiedergebenden, bei 7 anstehenden Ausgangssignale des Rechners 1 zur direkten Betätigung der Bremsen auszunutzen.

Diese Ausgangssignale stehen auch bei 8 an; sie dienen dort zur Ansteuerung der Betätigungseinrichtung 9 für ein Leistungs­ stellglied der nicht dargestellten Brennkraftmaschine, also beispielsweise eine Drosselklappe oder - bei Einspritzmaschinen - eines Steuerelements eine Einspritzvorrichtung.

Dem Rechner 1 ist eingangsseitig ferner der Kontakt oder Schalter 10 zugeordnet, der die Aussendung von Betätigungssignalen bei 7 und 8 dann unterbindet, wenn der Fahrer den Fuß vom Gaspedal nimmt. Dies hat zur Folge, daß das Leistungsstellglied auf seine Leerlaufstellung zurückfällt, so daß der Kontakt 10 als "Tot-Mann-Sicherung" zu bezeichnen ist.

Eine ähnliche Wirkung hat der weitere Schalter oder Kontakt 11, der die Funktion des Rechners 1 unterbricht, wenn der Fahrer zur Einleitung einer Kurvenfahrt die Fahrtrichtungs-Blink­ leuchten betätigt.

Im oberen Teil der Figur erkennt man eine Reihe weiterer Sensoren, die dem Rechner 1 Signale für die Bestimmung des aktuellen Sollwerts der Geschwindigkeit zuführen. Bei 12 ist ein üblicher, beispielsweise mit einem Radarstrahl arbeiten­ der Abstandssensor angedeutet, und über die Leitung 13 erhält der Rechner 1 Signale über die jeweilige Griffigkeit, also den Reibwert zwischen Rädern und Fahrbahn. Bei 14 werden von einem Empfänger aufgefangene, von einem ortsfesten Sender gegebene Signale zugeführt, die die erforderliche Geschwindigkeit und "Phasenlage" für den Betrieb eines Fahrzeugs in einer Grünen Welle angeben, und die Leitung 15 steht mit einem Empfänger in Verbindung, der von ortsfesten Einrichtungen Signale über örtliche Geschwindigkeitsbegrenzungen, beispiels­ weise an Stopschildern oder in beruhigten Verkehrszonen, erhält.

Bei 16 erkennt man schließlich eine Einrichtung, die es dem Fahrer ermöglicht, zusätzlich Verringerungssignale für die Geschwindigkeit, beispielsweise in Prozent der durch eine Geschwindigkeitsbeschränkung vorgegebenen Maximalgeschwindig­ keit, einzugeben, um so beispielsweise augenblickliche Witterungs­ verhältnisse zu berücksichtigen.

Nicht erwähnt wurde bisher der Eingang 17 des Rechners 1. Hier kann für den Fall der Bestimmung der aktuellen Sollge­ schwindigkeit durch den Abstand von einem voranfahrenden Fahrzeug (Abstandssensor 12) vom Fahrer eine Verzugszeit t0 eingegeben werden, so daß der Rechner 1 den vom Abstands­ sensor 12 gelieferten Abstand zwischen den beiden Fahrzeugen mit einem errechneten Minimalabstand a vergleicht, der gemäß der Gleichung

a = t0×v+b0×v²,

auch von einer Größe b0 abhängt, die den wahrscheinlichen Unterschied der Bremsverzögerungen berücksichtigt, und der über diese Beziehung die sicherheitsbedingte Sollgeschwindigkeit v definiert.

Entscheidend ist nun, daß der Rechner 1 aus allen ihm zur Verfügung gestellten Daten und den daraus resultierenden individuellen Sollgeschwindigkeiten als für das Fahrzeug verbindliche, aktuelle Sollgeschwindigkeit diejenige auswählt, die den niedrigsten Geschwindigkeitswert beinhaltet.

Wie bereits angedeutet, beläßt die Erfindung dem Fahrer jedoch die Möglichkeit - und damit auch die Verantwortung -, weitere Einflüsse zu berücksichtigen, beispielsweise die Geschwindigkeit bei Kurvenfahrt zu verringern. Entsprechendes gilt übrigens auch bezüglich der Genauigkeit der Einhaltung örtlicher Ge­ schwindigkeitsbegrenzungen, wenn die Anordnung 16 so ausgelegt ist, daß sie - zwecks Berücksichtigung der Tachometervoreilung - eine etwas höhere Geschwindigkeit einzustellen gestattet, als an sich dem Geschwindigkeitssignal in der Leitung 15 entspricht.

Mit der Erfindung ist demgemäß eine gattungsgemäße Einrichtung geschaffen, die mit nur geringem zusätzlichen Aufwand praktisch alle im Fahrbetrieb auftretenden Gegebenheiten bei der Bestimmung der aktuellen Sollgeschwindigkeit des Fahrzeugs zu berücksich­ tigen gestattet, ohne den Fahrer in seiner Entscheidungsmöglich­ keit unnötig einzuengen.

Claims (10)

1. Einrichtung zur Fahrgeschwindigkeitsregelung in einem Kraftfahrzeug, das mit einem Antriebsaggregat nebst Leistungs­ stellglied und einer Bremse ausgerüstet ist, mit einer Vorrichtung, der Signale für eine vom Fahrer wählbare Sollgeschwindigkeit und mittels eines Abstandssensors, der den Abstand zu einem vor dem Fahrzeug befindlichen Hindernis, insbesondere einem weiteren fahrenden Fahrzeug, erfaßt, gewonnene Signale für eine sicherheitsbedingte Sollgeschwindigkeit zugeführt werden zur Auswahl der kleinsten Sollgeschwindigkeit als aktuelle Sollgeschwindigkeit und zur Gewinnung von Betätigungssignalen für das Leistungsstell­ glied und/oder die Bremse bei Abweichungen zwischen Ist- und aktueller Sollgeschwindigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorrichtung (1) ferner in fahrzeugexternen Verkehrs­ führungseinrichtungen erzeugte Signale für zulässige Maximal­ geschwindigkeiten als zulässige Sollgeschwindigkeit zugeführt werden, daß weiterhin den Reibkontakt zwischen Fahrzeugrädern und Straße berücksichtigende Signale für danach vertretbare Maximalgeschwindigkeiten als reibwertbedingte Sollgeschwin­ digkeit der Vorrichtung (1) zuführbar sind, und daß diese zur Auswahl der kleinsten aller dieser Sollgeschwindigkeiten als aktuelle Sollgeschwindigkeit eingerichtet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Gewinnung der Signale für die reibwertbedingte Sollge­ schwindigkeit eine vom Fahrer betätigbare Stellvorrichtung (16) im Signalweg (15) einer anderen Sollgeschwindigkeit, insbe­ sondere der zulässigen Sollgeschwindigkeit, vorgesehen ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungssignale unmittelbar einem den Fahrer zur Betätigung der Bremse auffordernden Signalgeber (6) zugeführt werden.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorrichtung (1) Signale für eine vom Fahrer einstellbare, bei der Ermittlung der sicher­ heitsbedingten Sollgeschwindigkeit zu berücksichtigenden Vorzugszeit (t0) zugeführt werden.

5. Einrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Mittel (4) zum Abschalten des Signalgebers (6) bei Bremsbetätigung durch den Fahrer.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch Mittel (11) zur Unterbrechung der Abgabe der Betätigungs­ signale bei Einschalten der Richtungsblinkleuchten des Fahrzeugs.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß fahrzeugexterne Verkehrsführungseinrich­ tungen Stopschilder sind.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß fahrzeugexterne Verkehrsführungseinrich­ tungen örtliche Signalgeber für Geschwindigkeitbegrenzungen sind.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß fahrzeugexterne Verkehrsführungsein­ richtungen solche zur Erzeugung einer Grünen Welle sind.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch Mittel (10) zum Unwirksammachen der Vorrichtung (1) bei nicht betätigtem Gaspedal.