DE112008002174T5 - Fahrtregelungssystem und -verfahren für ein Fahrzeug - Google Patents

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Abstract

Fahrtregelungssystem für ein Fahrzeug, wobei das Fahrzeug eine vom Fahrer steuerbare Beschleunigungseinrichtung zum Anfordern einer Leistungsabgabe aufweist, wobei die Leistungsabgabe durch den Fahrer des Fahrzeuges durch Betätigen der Beschleunigungseinrichtung gesteuert wird, wobei die Beschleunigungseinrichtung in einem Bewegungsbereich zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung bewegbar ist, wobei der Bewegungsbereich in einen ersten Bewegungsbereich und einen zweiten Bewegungsbereich aufgeteilt ist, wobei der zweite Bewegungsbereich dazu eingerichtet ist, die Leistungsabgabe des Kraftfahrzeuges zu steuern und wobei die Leistungsabgabe so eingerichtet ist, dass sie von der Stellung der Beschleunigungseinrichtung in dem zweiten Bewegungsbereich abhängt,
dadurch gekennzeichnet, dass
– das System eine Einrichtung zum Ermöglichen eines Bremsvorganges aufweist, wenn sich die Beschleunigungseinrichtung in dem ersten Bewegungsbereich befindet, und dass
– das Fahrtregelungssystem dazu eingerichtet ist, aktiviert zu werden, wenn sich die Beschleunigungseinrichtung in einem dritten Bewegungsbereich befindet, wobei der dritte Bewegungsbereich ein Bewegungsbereich ist, der sich zwischen dem ersten Bereich...

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrtregelungssystem für ein Fahrzeug und insbesondere ein Fahrtregelungssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Moderne Fahrzeuge, insbesondere Schwerfahrzeuge, beispielsweise Lastkraftfahrzeuge und Busse, sind häufig mit einer Mehrzahl von Fahrerunterstützungssystemen versehen, so wie beispielsweise mit einem oder mehreren Fahrtregelungssystem(en).
  • Der Fahrer verwendet häufig Fahrtregelungssysteme, um eine länger anhaltende stationäre Belastung zu vermeiden. Wenn beispielsweise auf Autobahnen gefahren wird, kann die Geografie so sein, dass beispielsweise das Gaspedal mittels des Fußes des Fahrers über einen beträchtlichen Zeitraum im Wesentlichen in der gleichen Stellung gehalten wird. Die Verwendung eines Fahrtregelungssystems kann eine solche statische Belastung in einem großen Ausmaß reduzieren.
  • Fahrtregelungssysteme können beispielsweise aus autonomen intelligenten Fahrtregelungssystemen (AICC – Autonomous Intelligent Cruise Control) bestehen, die Mittel zum Messen eines Abstandes und/oder der Geschwindigkeit von Fahrzeugen oder Hindernissen vor dem Fahrzeug aufweisen. Ein AICC-System kann beispielsweise eine Radar- oder eine Laser-Technologie verwenden, um die Geschwindigkeit eines Fahrzeuges davor zu schätzen und auf Grundlage der geschätzten Geschwindigkeit die Geschwindigkeit eines Systemfahrzeuges so zu steuern, dass das Systemfahrzeug dem vorausfahrenden Fahrzeug davor mit einem vorbestimmten Abstand dazwischen folgt.
  • Ein weiteres Beispiel eines Fahrtregelungssystems ist ein System, das dann, wenn es aktiviert ist, eine voreingestellte Geschwindigkeit unabhängig davon einhält, ob das Fahrzeug bergauf, bergab oder über einen flachen Grund fährt. Solche Systeme können auch, wo es angebracht ist, beispielsweise bei Fahrzeugen mit einem auto matischen Getriebe, einen Gangwechsel steuern, um die Fähigkeit zum Beibehalten einer eingestellten Geschwindigkeit zu erhöhen.
  • Den meisten Fahrtregelungssystemen der vorstehenden Art ist gemeinsam, dass die geregelte Geschwindigkeit und/oder der geregelte Abstand im Allgemeinen durch den Fahrer aktiviert und deaktiviert werden, beispielsweise durch Betätigen einer Steuerungseinrichtung, beispielsweise einer herkömmlichen Drucktaste, die am oder in der Nähe des Lenkrades angeordnet ist. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, indem das Fahrzeug auf die gewünschte Geschwindigkeit und/oder den gewünschten Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug mittels des Gaspedals beschleunigt wird und dann, wenn die gewünschte Geschwindigkeit und/oder der gewünschte Abstand erreicht wurden, die Taste betätigt wird, um die Fahrtregelung zu aktivieren.
  • Falls aus irgendeinem Grund der Wunsch besteht, zeitweilig die Fahrtregelung aufzuheben, um beispielsweise ein langsameres Fahrzeug zu überholen, kann die eingestellte Geschwindigkeit bzw. der eingestellte Abstand im Allgemeinen durch Niederdrücken des Gaspedals auf eine herkömmliche Weise aufgehoben werden. Wenn der Fahrer anschließend das Gaspedal loslässt, wenn beispielsweise das langsamere Fahrzeug überholt wurde, nimmt das Fahrzeug seine zuvor eingestellte Geschwindigkeit (oder Abstand zu einem anderen vorausfahrenden Fahrzeug) wieder ein.
  • Ferner wird die Geschwindigkeitssteuerung bzw. Abstandssteuerung, wie sie vorstehend beschrieben wurde, üblicherweise deaktiviert, wenn der Fahrer das Bremspedal betätigt (niederdrückt) und nach einem solchen Deaktivieren muss die Aktivierungsprozedur wieder durchgeführt werden.
  • Aus diesem Grund sind Systeme der obigen Art im Allgemeinen am nützlichsten, wenn sie auf Autobahnen oder Straßen mit wenig Verkehr verwendet werden, bei denen wenig oder kein Bremsen erforderlich ist und bei denen die Zeiträume mit aktivierten Fahrtregelung häufig lange sind. Falls die Verkehrsdichte hoch ist, wie es häufig in städtischen Umgebungen der Fall ist, ist der Verkehrsrhythmus häufig dergestalt, dass Bremsvorgänge und Beschleunigungsvorgänge alternierend und häufig erforderlich sind. In solchen Situationen ist die Verwendung eines Fahrtregelungssystems nicht gleichermaßen komfortabel für den Fahrer, da die Fahrtregelung fortwährend deaktiviert werden müsste, wenn beispielsweise an Ampeln angehalten wird oder an Straßenecken abgebogen wird, wobei häufig eine darauf folgende Wiederak tivierung erfolgt, was häufig dazu führt, dass die Fahrtregelung in solchen Umgebungen überhaupt nicht verwendet wird.
  • Dies trifft insbesondere für Fahrtregelungssysteme für eine konstante Geschwindigkeit zu, aber es trifft auch für Fahrtregelungssysteme mit einem konstanten Abstand zu.
  • Folglich besteht ein Bedarf nach einem verbesserten Fahrtregelungssystem zur Verwendung bei sich stärker ändernden Verkehrsbedingungen, beispielsweise wenn die Verkehrsdichte hoch ist.
  • Ein Beispiel eines derartigen Fahrtregelungssystems ist in der US 6,675,923 B1 beschrieben. Das beschriebene System weist Mittel zum Unterteilen eines Bewegungsbereichs eines Gaspedals in einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich auf, wobei das Durchdrücken des Pedals im ersten Bereich das automatische Fahrtregelungssystem aktiviert und wobei der Durchdrückwiederstand, der durch den Fahrer verspürt wird, im ersten Bewegungsbereich verglichen mit dem zweiten Bewegungsbereich kleiner ist. Falls dann, wenn die Fahrtregelung aktiviert wurde, eine weitere Beschleunigung erforderlich ist, kann dies dadurch erreicht werden, indem das Gaspedal in den zweiten Bewegungsbereich geschoben wird, wodurch die Stellung des Gaspedals im zweiten Bewegungsbereich die Beschleunigung bestimmt.
  • Obwohl das in der US 6,675,923 B1 beschriebene System ein System bereitstellt, das zur Verwendung bei Situationen mit dichterem Verkehr besser geeignet ist, da die Aktivierung und die Deaktivierung der Fahrtregelung auf eine einfache Weise durch das Gaspedal bzw. das Bremspedal gesteuert werden kann, besteht immer noch ein Bedarf nach einem Fahrtregelungssystem, das sogar besser für variierende Verkehrszustände und insbesondere zur Verwendung bei Situationen geeignet ist, beispielsweise wenn die Verkehrsdichte hoch ist und/oder wenn mit niedrigen Geschwindigkeiten gefahren wird.
  • Kurzer Abriss der Erfindung
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, das die zuvor erwähnten Probleme löst. Diese Aufgabe wird durch ein System gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Erfindungsgemäß wird ein Fahrtregelungssystem für ein Fahrzeug bereitgestellt. Das besagte Fahrzeug umfasst eine durch den Fahrer steuerbare Beschleunigungseinrichtung zum Anfordern einer Leistungsabgabe, wobei die Leistungsabgabe durch den Fahrer des Fahrzeuges gesteuert wird, indem die Beschleunigungseinrichtung betätigt wird, wobei die Beschleunigungseinrichtung in einem Bewegungsbereich zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung beweglich ist, wobei der Bewegungsbereich in einen ersten Bewegungsbereich und einen zweiten Bewegungsbereich aufgeteilt ist, wobei der zweite Bewegungsbereich so eingerichtet ist, dass er eine Leistungsabgabe des Fahrzeuges steuert, und wobei die Leistungsabgabe so eingerichtet ist, dass sie von der Stellung der Beschleunigungseinrichtung im zweiten Bewegungsbereich abhängt. Das besagte System umfasst ferner Mittel zum Ermöglichen eines Bremsvorganges, wenn sich die Beschleunigungseinrichtung im ersten Bewegungsbereich befindet, und die Fahrtregelung ist dazu eingerichtet, aktiviert zu werden, wenn sich die Beschleunigungseinrichtung im dritten Bewegungsbereich befindet, wobei der dritte Bewegungsbereich ein Bewegungsbereich zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich ist.
  • Dies hat den Vorteil, dass eine Fahrtregelung erhalten wird, die für verschiedene Arten von Verkehr und insbesondere in Umgebungen mit einem dichteren Verkehr, beispielsweise städtische Umgebungen, geeignet ist, in denen ein Anfahren und ein Anhalten häufig vorkommen. Keine andere Betätigung als die Betätigung des Gaspedals ist erforderlich und diese Einfachheit beim Aktivieren bzw. Deaktivieren der Fahrtregelung ermöglicht es, die Fahrtregelung auch bei kurzen Strecken einzuschalten, während die Verwendung der Fahrtregelung immer noch für den Fahrer komfortabel ist.
  • Weitere Eigenschaften der vorliegenden Erfindung und deren Vorteile werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, die lediglich als Beispiel gegeben werden und nicht als auf ein irgendeine Weise beschränkend zu betrachten sind.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt ein beispielhaftes Fahrzeug, bei dem die vorliegende Erfindung verwendet werden kann.
  • 2 offenbart den Bewegungsbereich eines Gaspedals.
  • 3 offenbart eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 4 offenbart ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Beschleunigungsprozedur.
  • Detaillierte Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen
  • 1 offenbart ein Beispiel eines Fahrzeuges 100, bei dem die vorliegende Erfindung auf vorteilhafte Weise verwendet werden kann und das beispielsweise ein Schwerfahrzeug bilden kann, beispielsweise einen Lastwagen.
  • Das Fahrzeug 100 wird durch einen Motor angetrieben, der in dieser beispielhaften Ausführungsform aus einem Verbrennungsmotor 101 besteht, beispielsweise einem Dieselmotor. Der Motor ist mittels einer geeigneten Kraftübertragung (nicht gezeigt) mit den Antriebsrädern des Fahrzeuges auf eine herkömmliche Weise verbunden.
  • 1 offenbart auch einen Teil des Fahrzeugsteuerungssystems. Fahrzeugsteuerungssysteme in modernen Fahrzeugen bestehen üblicherweise aus einem Kommunikationsbussystem, das aus einem oder mehreren Kommunikationsbuss(en) 110 besteht, um die elektronische Steuerungseinheiten (Electronic Control Unit: ECU) und verschiedene im Fahrzeug angeordnete Komponenten zu verbinden. Beispiele solcher Steuerungseinheiten umfassen ein Getriebemanagementsystem (GMS) 111, das die Getriebefunktionen des Fahrzeuges steuert, ein Motormanagementsystem (EMS – Engine Management System) 112, das die Motorfunktionen des Fahrzeuges steuert, und ein Bremsmanagementsystem (BMS) 113, das die Bremsfunktionen des Fahrzeuges steuert. Eine Fahrerunterstützungssystem-Steuerungseinheit (DAS: Driver Assistance System) 114 ist auch offenbart, die beispielsweise die Fahrtregelungssystemfunktionen des Fahrzeuges steuert. Die gezeigten Positionen der Steuerungseinheiten sind lediglich beispielhaft und nicht repräsentativ. Beispielsweise können die offenbarten Steuerungseinheiten alle im vorderen Bereich des Fahrzeuges angeordnet sein.
  • Wie zuvor erwähnt wurde, steuert das DAS 114 die automatische Fahrtregelungsfunktionen des Fahrzeuges. Das DAS 114 sendet Steuerungssignale zum EMS 112 und zum BMS 113 und, falls angebracht, zum GMS 111, um die Motor-, Brems- bzw. Getriebefunktionen entsprechend den aktuellen Fahrtregelungseinstellungen zu steuern.
  • Die durch das DAS 114 gesteuerten Fahrtregelungsfunktionen können beispielsweise eine Fahrtregelung für eine konstante Geschwindigkeit enthalten, wobei eine eingestellte Geschwindigkeit, die von dem Fahrer des Fahrzeuges erhalten wird, zum Berechnen der geeigneten Steuerungssignale zum Senden beispielsweise an das EMS 112 bzw. BMS 113 verwendet wird. Die Fahrtregelungsfunktionen können auch fortschrittlichere Funktionen umfassen und eine solche Funktion ist die Fähigkeit, einen konstanten Abstand zu einem Fahrzeug davor aufrecht zu erhalten. Um dies zu erreichen, umfasst das Fahrzeug 100 Mittel zum Bestimmen des Ortes und des Abstandes zu anderen Fahrzeugen oder Hindernissen, die das Fahrzeug 100 umgeben. Diese Mittel sind im vorderen Bereich des Fahrzeuges angeordnet und können beispielsweise aus einem Radar, Laserradar, einer Fotokamera oder einem beliebigen anderen geeigneten Sensortyp bestehen. Bei der offenbarten beispielhaften Ausführungsform besteht der Sensor aus einem Laserradar, beispielsweise einem LIDAR (LIght Detection And Rranging: Detektion und Abstandsbestimmung durch Licht) 120, dessen Funktion Fachleuten bekannt ist, und im Großen und Ganzen wie ein herkömmliches Radar funktioniert. Das LIDAR 120 sendet Licht in Richtung eines Ziels, beispielsweise eines Fahrzeuges davor, und das gesendete Licht führt eine Wechselwirkung mit dem Ziel durch und wird durch dieses verändert. Ein Teil des gesendeten Lichtes wird zum LIDAR 120 zurückreflektiert, wo das zurückreflektierte Licht oder eine Darstellung des zurückreflektierten Lichtes empfangen wird.
  • Das Fahrzeug umfasst auch eine Beschleunigungseinrichtung, beispielsweise ein Gaspedal 130, mittels der der Fahrzeugfahrer ein gewünschtes Motordrehmoment anlegen kann, um das Fahrzeug zu beschleunigen und/oder eine aktuelle Geschwindigkeit beizubehalten. Ferner weist das Fahrzeug eine Fahrtregelungsbetätigungseinrichtung auf, beispielsweise Drucktasten 131, mittels derer der Fahrer die Fahrtregelung aktivieren kann, wenn eine gewünschte Geschwindigkeit (oder ein gewünschter Abstand zu einem Fahrzeug davor) erreicht wurde. Die Fahrtregelungsbetätigungseinrichtung kann ferner eine Einrichtung (so wie beispielsweise Plus- und Minus-Tasten bei den Drucktasten 131) zum Anpassen der eingestellten Geschwindigkeit bzw. des eingestellten Abstandes aufweisen, während die Fahrtregelung aktiv ist. Die Fahrtregelung kann häufig entweder durch eine Drucktaste oder vollständig oder zumindest teilweise durch Betätigen der Bremsen des Fahrzeuges deaktiviert werden.
  • Wie zuvor ausgeführt wurde, kann eine Fahrtregelung für eine konstante Geschwindigkeit oder eine Fahrtregelung für einen konstanten Abstand für diesen Sachverhalt eine zufriedenstellende Funktion in vielen Situationen aufweisen, beispielsweise auf Fernstraßen oder Autobahnen mit einer niedrigen Verkehrsdichte. Wenn jedoch in städtischen Gebieten, die beispielsweise niedrige Geschwindigkeitsbegrenzungen und/oder häufige Verkehrsampeln aufweisen, oder auf Fernstraßen oder Autobahnen gefahren wird, bei denen Einfädeln, d. h., Fahrzeuge in benachbarten Spuren führen einen Spurwechsel gerade vor dem Systemfahrzeug durch, häufig vorkommen, ist es häufig zu unbequem, das Fahrtregelungssystem aufgrund der häufigen Verwendung des Bremspedals zu verwenden, das dadurch die eingeschaltete Fahrtregelung deaktiviert.
  • Erfindungsgemäß werden jedoch diese Nachteile gegenwärtiger Fahrtregelungssysteme zumindest teilweise durch ein System verringert, bei dem die Beschleunigungseinrichtung, beispielsweise das Gaspedal, auf eine Weise verwendet wird, die jetzt unter Bezugnahme auf die 2 und 3 beschrieben wird.
  • Wie in 2 gezeigt ist, ist das Gaspedal in einem Bewegungsbereich zwischen einer ersten Endstellung A, die eine Rückfederstellung ist, in die das Gaspedal zurückkehrt, wenn eine durch den Fuß eines Fahrers angelegte Kraft zurückgenommen wird, und in der keine Leistungsabgabe vom Fahrer angefordert wird, und einer zweiten Endstellung B beweglich, die die Stellung ist, in der eine maximale Leistungsabgabe vom Motor gefordert wird.
  • Bei einem herkömmlichen Gaspedal nimmt die angeforderte Leistungsabgabe in Abhängigkeit von der Änderung der Stellung von A in Richtung B zu.
  • Erfindungsgemäß wird jedoch der Bewegungsbereich von A bis B auf eine vollständig unterschiedliche Weise verwendet. Dies ist im Graph von 3 offenbart, bei dem die Bewegung s von A nach B auf der x-Achse als eine Winkeländerung von αA bis αB aufgetragen ist. Wie in der Figur gesehen werden kann, ist der Bewegungsbereich von αA bis αB in drei Unterbereiche I, III, und II aufgeteilt. Der Bereich III, d. h. der mittlere Bereich, ist ein „Fahrtregelungs-Bereich”, d. h., wenn das Gaspedal in diesem Bereich gehalten wird, ist die Fahrtregelung mit der aktuellen Geschwindigkeit (oder falls zutreffend mit dem gegenwärtigen Abstand zum Fahrzeug davor) aktiviert, wenn in den Bereich als ein festgelegter Wert für die Fahrtregelung eingetreten wird. Folglich kann die Fahrtregelung auf eine einfache Weise aktiviert werden, indem lediglich das Gaspedal verwendet wird. Im Bereich III ist das System vorzugsweise so eingerichtet, dass die Leistungsabgabe des Fahrzeugmotors und/oder der Bremsvorgang so gesteuert werden, um eine eingestellte Geschwindigkeit oder einen eingestellten Abstand beizubehalten. D. h., falls der Fahrtwiderstand (d. h. die Summe aus dem Fahrtwind, dem Rollwiderstand und der Schwerkraft, die das Fahrzeug be schleunigt bzw. verzögert) zunimmt, wird eine erhöhte Leistungsabgabe angefordert, um der Zunahme des Fahrtwiderstandes gerecht zu werden.
  • Falls vom Fahrer eine zusätzliche Leistungsabgabe vom Fahrzeugmotor angefordert wird, und folglich die Fahrtregelung aufgehoben werden muss, kann ferner die zusätzliche Leistungsabgabe angefordert werden, indem das Pedal über den Bereich III in den Beschleunigungsbereich II niedergedrückt wird.
  • Der Beschleunigungsbereich ist vorzugsweise so eingerichtet, dass, wenn in den Bereich II eingetreten wird, d. h. an der Grenze zwischen dem Bereich III und dem Bereich II, diese Stellung des Gaspedals genau oder zumindest im Wesentlichen der gegenwärtigen Leistungsabgabe des Motors entspricht. D. h., die Leistungsabgabe an dieser Stellung wird in Abhängigkeit von der vorgegebenen Geschwindigkeit variieren und folglich gibt es keine physikalische Kopplung zwischen der Stellung des Gaspedals und der Leistungsabgabe vom Motor. Stattdessen wird die Leistungsabgabe elektronisch gesteuert, so dass die Leistungsabgabeanforderung in dem Bereich II immer von 0% bis 100% der verbleibenden Leistungsabgabe entspricht, die der Motor zu liefern vermag. Falls beispielsweise die aktuelle Leistungsabgabe, die durch die Fahrtregelung angefordert wird, beispielsweise 25% der Leistung beträgt, die der Motor zu liefern vermag, wird diese Abgabe als „0-Niveau” für den Bereich III festgelegt und dies ist auch das, was durch die y-Achse in 3 gezeigt wird. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass eine sanfte Beschleunigung von einer vorgegebenen Geschwindigkeit ohne unerwünschte Schläge und Stöße in der Kraftübertragung erreicht werden kann. Die Stellung des Gaspedals ist vorzugsweise so ausgelegt, dass sie durch einen Sensor gemessen werden kann, wobei die Sensorsignale dann verwendet werden können, um die Stellung der Beschleunigungseinrichtung zu bestimmen. Dies hat den Vorteil, dass die unterschiedlichen Bewegungsbereiche des Gaspedals erfindungsgemäß auf eine einfache Weise durch unterschiedliche Reichweiten des Sensorsignals bestimmt werden können.
  • Ferner sollte die minimale Leistungsabgabe im zweiten Bewegungsbereich, d. h. an der Grenze zum Bereich III vorzugsweise so gesteuert sein, dass sie jederzeit im Wesentlichen der aktuellen Leistungsabgabe entspricht, d. h. der Leistungsabgabe, die zum Beibehalten der aktuellen Geschwindigkeit erforderlich ist.
  • Der Grund hierfür wird unter Bezugnahme auf 4 beispielhaft erläutert. In 4 wird eine beispielhafte Drehmomentcharakteristik 400 eines Fahrzeugmotors offenbart. Falls das Fahrzeug gegenwärtig an einem Punkt A in der Figur fährt, wobei sich das Gaspedal im Bereich III befindet, und falls der Fahrer sich dafür entscheidet, 50% des verbleibenden Drehmomentes anzufordern, d. h. der Punkt B in der Figur, indem das Gaspedal in den Bereich II eintritt, wird sich der Betriebspunkt schließlich zum Punkt C bewegen, d. h. zu dem Punkt, wo der Fahrtwiderstand dem angeforderten Drehmoment entspricht. Dies hat jedoch den Nachteil, dass, falls am Punkt C der Fahrer sich dafür entscheidet, zum Bereich III zurückzukehren, ein Loslassen des Gaspedals zu einem Bremsvorgang des Fahrzeuges führen wird, da das angeforderte Drehmoment während des Loslassens des Gaspedals niedriger als erforderlich ist, solange sich das Gaspedal immer noch im Bereich II befindet.
  • Falls andererseits die Leistungsabgabe im Bereich II regelmäßig so eingestellt ist, dass die Drehmomentabgabe an der Grenze zum Bereich III der aktuellen Leistungsabgabe entspricht, führt der gleiche Vorgang, wie er zuvor beschrieben wurde, stattdessen zu einem Übergang zum Punkt D, d. h. die angeforderte Leistungsabgabe ist zu allen Zeitpunkten 50% des verbleibenden Drehmomentes während des Beschleunigens, was dazu führt, dass, wenn das Gaspedal losgelassen wird, kein Bremsvorgang auftritt, da die minimale Drehmomentabgabe im Bereich II nie unter diejenige fällt, die dazu erforderlich ist, die aktuelle Geschwindigkeit beim aktuellen Fahrwiderstand beizubehalten.
  • Bei einer anderen Ausführungsform könnte jedoch der Bereich II so ausgestaltet sein, dass er immer der gleichen Leistungsabgabe entspricht. Beispielsweise kann das Gaspedal physikalisch mit den Kraftstoffeinspritzeinrichtungen des Motors verbunden sein oder so arbeiten, wie wenn es mit diesen verbunden wäre. Bei einer anderen alternativen Ausführungsform kann der Bereich II so ausgelegt sein, dass er immer 0 bis 100% der Leistung bereitstellt, die der Motor zu liefern vermag. Diese späteren Ausführungsformen haben jedoch den Nachteil, dass ein Niederdrücken des Gaspedals vom Bereich III in den Bereich II, abgesehen von einem unerwünschten Bremsen zu unerwünschten Stößen oder Schlägen in der Kraftübertragung führen kann.
  • Es wird zur 3 zurückgekehrt. Falls das Gaspedal so freigegeben wird, dass es durch die Federrückstellkraft in den Bereich I eintritt, wird die Fahrtregelung oder zumindest die Geschwindigkeits-/Abstands-Regelung deaktiviert und ein Bremsvorgang wird durchgeführt. Bei einer ersten beispielhaften Ausführungsform entspricht dieser Bremsvorgang einer Motorbremse, d. h., ein Loslassen des Gaspedals wird eine ähnliche Auswirkung haben, als wie wenn das Gaspedal losgelassen wird, wenn auf eine herkömmliche Weise gefahren wird, ohne dass die Fahrtregelung aktiviert ist. Dies ist in der Figur durch das Drehmoment angezeigt, das im Bereich I negativ wird (es versteht sich, dass nicht beabsichtigt ist, dass die angezeigten Niveaus repräsentativ sind, da das negative Drehmoment bei der Motorbremse die Größe von 100 bis 200 Nm haben kann, während das positive Drehmoment, das ein Motor liefern kann, bei einem Lastwagen die Größe von 3000 Nm haben kann). Die maximale Motorbremse kann, wie in der Figur gezeigt ist, so eingerichtet sein, dass sie bereits an einem Punkt sm erreicht wird, an dem das Pedal nicht vollständig losgelassen wird, und/oder so angeordnet sein, dass sie genau dann erreicht wird, wenn das Gaspedal vollständig losgelassen ist.
  • Folglich hat die Erfindung den Vorteil, dass sie eine Fahrtregelung bereitstellt, die in verschiedenen Verkehrsarten verwendet werden kann, und bei der keine andere Betätigung als das Betätigen des Gaspedals auf eine im Wesentlichen herkömmliche Weise erforderlich ist, wie zuvor beschrieben wurde. Ferner kann aufgrund der einfachen Aktivierung und Deaktivierung ein Fahrer wählen, ob die Fahrtregelung lediglich über eine kurze Distanz eingeschaltet wird, da die Fahrtregelung unmittelbar deaktiviert wird, wenn das Gaspedal losgelassen wird.
  • Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Gaspedal so ausgelegt, dass es immer gemäß der vorstehenden Beschreibung arbeitet. Bei einer anderen Ausführungsform kann jedoch das Fahrtregelungssystem so angeordnet sein, dass es in Betrieb gesetzt wird, d. h. das beschriebene Verhalten des Gaspedals kann aktiviert werden, indem beispielsweise ein Ein/Aus-Schalter am Armaturenbrett bzw. Lenkrad betätigt wird. Wenn sich der Ein/Aus-Schalter in der ausgeschalteten Stellung befindet, hat das Gaspedal seine „normale” Funktion, d. h., das Motordrehmoment wird über seinen Arbeitsweg (Bewegungsbereich) gesteuert. Diese Lösung hat den Vorteil, dass der Fahrer frei wählen kann, ob das Gaspedal auf eine völlig herkömmliche Weise ohne Fahrtregelung oder eine herkömmliche Fahrtregelung betätigt wird oder ob das Gaspedal erfindungsgemäß arbeitet.
  • Die Erfindung hat ferner den Vorteil, dass sobald der Fahrer das Gaspedal entweder durch Entfernen des Fußes oder durch Zurücknehmen der angelegten Kraft in einem Ausmaß freigibt, dass es in den Bereich I eintritt, die Fahrtregelung sofort deaktiviert wird und ein Bremsvorgang mit dem Ergebnis gestartet wird, dass ein Bremsweg in einer kritischen Situation verglichen mit herkömmlichen Fahrtregelungssystemen etwas verkürzt werden kann.
  • Bei einer Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich die Rückstellkraft des Gaspedals nicht von herkömmlichen Gaspedalen, wobei in diesem Fall eine Anzeige, beispielsweise eine Lampe, verwendet werden kann, um dem Fahrer anzuzeigen, dass sich das Gaspedal im Bereich III befindet und die Fahrtregelung dadurch aktiviert ist.
  • Wie in 3 gesehen werden kann, können die verschiedenen Bereiche des Gesamtbewegungsbereichs des Gaspedals für die entsprechenden Bereiche I, III und II variieren. Beispielsweise kann dem Bereich II ein größerer Teil des Gesamtbewegungsbereichs zugeteilt werden, wohingegen die Fahrtregelungsbereiche I und III kleiner gemacht werden können. Die offenbarten Proportionen sind daher jedoch lediglich beispielhaft und eine beliebige passende Proportion kann verwendet werden. Beispielsweise kann der Bereich I in der Größe von 25% bis 50% des Gesamtbewegungsbereichs des Gaspedals aber auch größer oder kleiner sein.
  • Ferner kann bei einer Ausführungsform der Erfindung die Rückstellkraft, die dem Bewegungsbereich I zugeordnet ist, so ausgelegt sein, dass sie kleiner ist als die Rückstellkraft, die dem Bewegungsbereich II zugeordnet ist. Diese Änderung der Rückstellkraft sollte vorzugsweise im Bereich III bewirkt werden. Dies hat den Vorteil, dass der Fahrer auf eine einfache Weise unter Verwendung seines Fußes ermitteln kann, ob die Fahrtregelung aktiviert ist. Dies hat auch den Vorteil, dass der Fahrer seinen Fuß durch Aufbringen einer Kraft ruhen lassen kann, die größer als die Rückstellkraft des Bereichs I ist, aber immer noch niedriger als die Rückstellkraft des Bereichs II ist, da während der Zeiträume des automatischen Fahrens die Änderung in der Rückstellkraft als ein Zwischenstopp des Gaspedals fungiert, bei dem der Fuß des Fahrers ruhen kann.
  • Wie zuvor ausgeführt wurde, ermöglicht der Bereich II eine Beschleunigung über die eingestellte Geschwindigkeit (den eingestellten Abstand) des Fahrtregelungssystems, und durch Verwendung unterschiedlicher Rückstellkräfte ist es für den Fahrer einfach zu wissen, wann das Gaspedal in den Bereich II eintritt, um beispielsweise das Fahrzeug auf eine höhere Geschwindigkeit zu beschleunigen und um dann in den Bereich III zurückzukehren, um die neue Geschwindigkeit einzustellen. Auf ähnliche Weise kann der Fahrer das Gaspedal in den Bereich I freigeben, um das Fahrzeug abzubremsen, wonach die niedrigere Geschwindigkeit durch Rückkehren zum Bereich III eingestellt werden kann. Die Rückstellkraft ist vorzugsweise im Bereich II spürbar größer, um den Fahrer in die Lage zu versetzen, die Änderung auf eine einfache Weise zu vernehmen.
  • Anstelle der Verwendung eines erweiterten Bereichs (III), bei dem die Fahrtregelung, wie zuvor erwähnt, aktiviert ist, kann dieser Bereich so eingerichtet sein, dass er lediglich die Stellung an der Grenze zwischen der niedrigeren und der höheren Rückstellkraft des Gaspedals umfasst. Alternativ hierzu kann der Bereich III so gemacht sein, dass er aus einem kleinen Bereich der Bewegungsbereiche der beiden Seiten des Kraftübergangspunktes besteht. Dies hat den Vorteil, dass auf eine einfache Weise ein ordnungsgemäßer Betrieb sichergestellt werden kann und dass eine gewisse Bewegung des Fußes des Fahrers möglich ist, ohne dass auf unbeabsichtigte Weise, die Fahrtregelung deaktiviert wird.
  • Soweit wird nur die Motorbremse angewendet, wenn sich das Gaspedal im Bereich I befindet. Es ist jedoch auch möglich, eine weitere Bremskraft, beispielsweise eine Auspuffklappenbremse bzw. Bremse, in diesem Bereich anzuwenden, um eine größere Bremswirkung zu erzielen, ohne dass das Gaspedal losgelassen wird. Dies hat den Vorteil, dass eine deutlicher spürbare Bremswirkung insbesondere bei Dieselmotoren erzielt werden kann, bei denen die normale Motorbremsleistung verglichen mit einem Benzinmotor entsprechender Leistung deutlich niedriger ist.
  • Ferner ist das Gaspedal vorzugsweise so ausgelegt, dass es in die erste Stellung zurückkehrt, wenn keine Kraft durch den Fahrer des Fahrzeuges auf das Gaspedal ausgeübt wird.
  • Ferner wurde bei der vorstehenden Beschreibung das Verhältnis zwischen der Leistungsabgabe und der Pedalstellung als im Wesentlichen linear offenbart. Natürlich kann diese Beziehung von einer beliebigen Art sein, beispielsweise exponentiell oder logarithmisch.
  • In 4 ist die Steuerungseinheit 114 detaillierter gezeigt. Die Steuerungseinheit 114 umfasst Mittel 401 zum Empfangen verschiedener Signale, beispielsweise von dem LIDAR 120 und/oder anderen Steuerungseinheiten. Diese Signale können empfangen werden, beispielsweise über Nachrichten, die auf dem CAN-Bus 110 oder durch direkte Verbindungen übertragen werden, beispielsweise vom LIDAR 120 zur Steuerungseinheit 114. Die empfangenen Signale können zusammen mit anderer Information, beispielsweise mit von anderen Steuerungseinheiten gesendeten Daten, dann in der Datenverarbeitungseinheit 402 verwendet werden. Die Datenverarbeitungseinheit 402 kann unter Verwendung der empfangenen Sensorsignale und Daten und mittels eines Computerprogramms, das beispielsweise in einem Computerprogrammprodukt in Form von Speichermitteln 403 gespeichert werden kann, in oder verbunden mit der Verarbeitungseinheit 402 die Fahrtregelungsberechnungen zum Steuern des Motors, des Bremssystems und, wo zutreffend, des Betriebs des Getriebes durchführen und kann Steuerungssignale zum Senden mittels Ausgabemittel 404, beispielsweise zur Motorsteuerungseinheit und zum Bremsmanagementsystem, erzeugen, um den Betrieb gemäß dem Vorstehenden zu erhalten. Die Speichermittel können beispielsweise aus einem oder mehreren aus folgender Gruppe bestehen: ein ROM (Read-Only Memory: Festwertspeicher), PROM (Programmable Read-Only Memory: programmierbarer Festwertspeicher), EPROM (Erasable PROM: löschbarer PROM), einem Flash-Speicher, einem EEPROM (Electrical Erasable PROM: elektrisch löschbarer PROM), einem Festplattenlaufwerk.
  • In der vorstehenden Beschreibung wurde die Bewegung der Beschleunigungseinrichtung als eine Drehbewegung beschrieben. Es ist selbstverständlich auch möglich, eine Beschleunigungseinrichtung mit einer linearen Bewegung zu verwenden. Ferner wurde die Drehung so beschrieben, dass sie eine Bogenlänge aufweist, die lediglich aus einem Bereich des Kreisumfangs besteht. Die Bewegung kann aus einem beträchtlich größeren Bereich als der Umfang eines Kreises bestehen, beispielsweise falls die vorliegende Erfindung für einen Gasgriff eines Motorrades verwendet wird.
  • Zusammenfassung
  • Fahrtregelungssystem und -verfahren für ein Fahrzeug
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrtregelungssystem für ein Fahrzeug, wobei das Fahrzeug eine Beschleunigungseinrichtung aufweist, wobei eine Leistungsabgabe durch den Fahrer des Fahrzeuges durch Betätigen der Beschleunigungseinrichtung gesteuert wird, wobei die Beschleunigungseinrichtung in einem Bewegungsbereich zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung beweglich ist, wobei der Bewegungsbereich in einen ersten Bewegungsbereich und einen zweiten Bewegungsbereich aufgeteilt ist, wobei der zweite Bewegungsbereich so eingerichtet ist, dass er eine Leistungsabgabe des Fahrzeuges steuert, und wobei die Leistungsabgabe so eingerichtet ist, dass sie von der Stellung der Beschleunigungseinrichtung im zweiten Bewegungsbereich abhängt. Das System umfasst eine Einrichtung zum Bereitstellen eines Bremsvorgangs, wenn sich die Beschleunigungseinrichtung im ersten Bewegungsbereich befindet und die Fahrtregelung aktiviert ist, wenn sich die Beschleunigungseinrichtung in einen dritten Bewegungsbereich zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich befindet.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - US 6675923 B1 [0012, 0013]

Claims (19)

  1. Fahrtregelungssystem für ein Fahrzeug, wobei das Fahrzeug eine vom Fahrer steuerbare Beschleunigungseinrichtung zum Anfordern einer Leistungsabgabe aufweist, wobei die Leistungsabgabe durch den Fahrer des Fahrzeuges durch Betätigen der Beschleunigungseinrichtung gesteuert wird, wobei die Beschleunigungseinrichtung in einem Bewegungsbereich zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung bewegbar ist, wobei der Bewegungsbereich in einen ersten Bewegungsbereich und einen zweiten Bewegungsbereich aufgeteilt ist, wobei der zweite Bewegungsbereich dazu eingerichtet ist, die Leistungsabgabe des Kraftfahrzeuges zu steuern und wobei die Leistungsabgabe so eingerichtet ist, dass sie von der Stellung der Beschleunigungseinrichtung in dem zweiten Bewegungsbereich abhängt, dadurch gekennzeichnet, dass – das System eine Einrichtung zum Ermöglichen eines Bremsvorganges aufweist, wenn sich die Beschleunigungseinrichtung in dem ersten Bewegungsbereich befindet, und dass – das Fahrtregelungssystem dazu eingerichtet ist, aktiviert zu werden, wenn sich die Beschleunigungseinrichtung in einem dritten Bewegungsbereich befindet, wobei der dritte Bewegungsbereich ein Bewegungsbereich ist, der sich zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich befindet.
  2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Bewegungsbereich den ersten Bewegungsbereich und den zweiten Bewegungsbereich verbindet.
  3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung der Beschleunigungseinrichtung von dem dritten Bewegungsbereich in den ersten und/oder zweiten Bewegungsbereich dazu ausgelegt ist, die Fahrtregelung zu deaktivieren.
  4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsbereich aus einer eindeutigen Stellung besteht, wobei die eindeutige Stellung den ersten Bewegungsbereich von dem zweiten Bewegungsbereich trennt.
  5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Stellung eine erste Endstellung des Bewegungsbereichs und die zweite Stellung eine zweite Endstellung des Bewegungsbereichs ist.
  6. System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschleunigungseinrichtung ein Gaspedal ist, das so angeordnet ist, dass es durch einen Fuß eines Fahrers betätigt wird.
  7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellkraft beim Drücken des Gaspedals in dem ersten Bewegungsbereich kleiner als in dem zweiten Bewegungsbereich ist.
  8. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellung der Beschleunigungseinrichtung dazu eingerichtet ist, durch einen Sensor gemessen zu werden, wobei die Sensorsignale verwendet werden, um die Stellung der Beschleunigungseinrichtung zu bestimmen.
  9. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsabgabe an der Grenze des zweiten Bewegungsbereichs in Richtung zu dem dritten Bewegungsbereich so gesteuert wird, dass diese Stellung der Beschleunigungseinrichtung beim Übergang von dem dritten Bewegungsbereich in den zweiten Bewegungsbereich im Wesentlichen der aktuellen Leistungsabgabe vom Motor entspricht.
  10. System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zweiten Bewegungsbereich die Leistungsabgabe dazu eingerichtet ist, in Richtung der zweiten Stellung zuzunehmen.
  11. System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Bewegungsbereich die Bremswirkung so ausgelegt ist, dass sie von der Grenze des ersten Bewegungsbereichs zu dem dritten Bewegungsbereich in Richtung der ersten Stellung zunimmt.
  12. System nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich, den der erste Bewegungsbereich von dem Gesamtbewegungsbereich aufweist, so ausgelegt ist, dass er 5 bis 60% des Gesamtbewegungsbereichs von der ersten Stellung zur zweiten Stellung beträgt.
  13. System nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner eine Rückstelleinrichtung zum Sicherstellen der Rückkehr zur ersten Stellung aufweist, wenn keine Kraft durch den Fahrer des Fahrzeuges auf die Beschleunigungseinrichtung ausgeübt wird.
  14. System nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn sich die Beschleunigungseinrichtung in dem dritten Bewegungsbereich befindet, das System dazu eingerichtet ist, die Leistungsabgabe und/oder die Bremswirkung so zu steuern, um eine vorgegebene Geschwindigkeit oder einen vorgegebenen Abstand aufrecht zu erhalten.
  15. System nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass im Betrieb die minimale Leistungsabgabe in dem zweiten Bewegungsbereich so gesteuert wird, dass sie im Wesentlichen der aktuellen Leistungsabgabe entspricht.
  16. Fahrtregelungsverfahren für ein Fahrzeug, wobei das Fahrzeug eine durch einen Fahrer steuerbare Beschleunigungseinrichtung zum Anfordern einer Leistungsabgabe aufweist, wobei die Leistungsabgabe durch den Fahrer des Fahrzeuges durch Betätigen der Beschleunigungseinrichtung gesteuert wird, wobei die Beschleunigungseinrichtung in einem Bewegungsbereich zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung bewegbar ist, wobei der Bewegungsbereich in einen ersten Bewegungsbereich und einen zweiten Bewegungsbereich aufgeteilt ist, wobei der zweite Bewegungsbereich die Leistungsabgabe des Fahrzeuges steuert und wobei die Leistungsabgabe von der Stellung der Beschleunigungseinrichtung in dem zweiten Bewegungsbereich abhängt, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte aufweist: – Ermöglichen eines Bremsvorganges, wenn sich die Beschleunigungseinrichtung in dem ersten Bewegungsbereich befindet, und – Aktivieren der Fahrtregelung, wenn sich die Beschleunigungseinrichtung in einem dritten Bewegungsbereich befindet, wobei der dritte Bewegungsbereich ein Bewegungsbereich zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich ist.
  17. Computerprogrammprodukt gekennzeichnet durch Codemittel, die dann, wenn sie auf einer Steuerungseinheit in einem Fahrzeug ausgeführt werden und mit einem internen Kommunikationssystem in dem Fahrzeug verbunden sind, bewirken, dass die Steuerungseinheit das Verfahren nach Anspruch 16 ausführt.
  18. Computerprogrammprodukt mit einem computerlesbaren Medium nach Anspruch 17, wobei die Codemittel vom computerlesbaren Medium umfasst sind.
  19. Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass es ein System nach einem der Ansprüche 1 bis 15 umfasst.
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