DE19620929A1

DE19620929A1 - Längsregelsystem für Kraftfahrzeuge mit haptischem Gaspedal

Info

Publication number: DE19620929A1
Application number: DE1996120929
Authority: DE
Inventors: Volker Dipl Ing Salzer; Mark Dipl Ing Andrews
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 1996-05-24
Filing date: 1996-05-24
Publication date: 1997-11-27

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Längsregelung eines Fahrzeuges nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei den gattungsgemäßen Längsregelsystemen handelt es sich um Längsführungssysteme, die beispielsweise als sogenannte Tempostaten (eingetragenes Warenzeichen der VDO Adolf Schindling AG) ausgeführt sind. Tempostaten steuern die das Fahrzeug antreibende Brennkraftmaschine so, daß eine gesetzte Geschwindigkeit als vorgegebener Parameter eingehalten wird. Andere Längsführungssysteme verwenden als Regelgröße neben der Geschwindigkeit des Fahrzeuges, auch den Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug: sobald ein vorausfahrendes Fahrzeug erkannt wird, wird ein Soll-Abstand berechnet, und dieser Soll-Abstand wird anstelle der gewählten Geschwindigkeit eingeregelt, sobald der Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug kleiner als der Soll-Abstand wird. Greift der Fahrer in die Regelung beispielsweise durch Bremsen oder Beschleunigen ein, so wird das Längsregelsystem abgeschaltet. Somit schließen sich die Längsregelung des Fahrzeuges durch das Längsregelsystem und den Fahrer gegenseitig aus.

Aus der EP 0 348 691 A2 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, bei dem in Verbindung mit einem Abstandswarngerät ein haptisches Signal abgegeben wird, wenn ein Mindestabstand zum vorausfahrenden Fahrzeug unterschritten ist. Derartige haptische Signale können Schwingungen des Fahrzeuges oder seiner Teile wie Lenkrad oder Fahrersitz sein.

Es ist gegenüber diesem Stand der Technik Aufgabe der Erfindung, eine Längsregelung für Fahrzeuge zu schaffen, die eine parallele Längsregelung des Fahrzeuges durch den Fahrer und ein Längsregelsystem ermöglichst.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Hierzu wird eine Vorrichtung zur Beeinflussung eines Fahrers eines Kraftfahrzeuges vorgeschlagen, die aus einem Geschwindigkeitsgeber, einem Abstandsgeber, einem Längsregler und einem Einstellelement zur Aufbringung einer Rückstellkraft an einem Leistungssteuerorgan besteht. Der Längsregler steuert nun das Einstellelement derart an, daß bei einer Überschreitung eines Vorgabewertes des Längsreglers eine der Abweichung proportionale Rückstellkraft erzeugt wird. Hiermit wird der Fahrer in die vom Längsregler überwachte Regelstrecke mit ein bezogen, und erhält über die Rückstellkraft ein deutliches Signal für die Regelabweichung. Gleichzeitig behält der Fahrer zu jedem Zeitpunkt die volle Kontrolle über die Längsführung des Fahrzeuges, da er nun zu keinem Zeitpunkt mehr die Kontrolle über das Leistungssteuerorgan abgibt.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist in dem Unteranspruch dargestellt.

So wird vorgeschlagen, bei Überschreitung des Vorgabewertes einen Sprung in der Rückstellkraft zu erzeugen, der für den Fahrer in der Betätigung des Leistungssteuerorganes als Druckpunkt spürbar ist. Durch diese Maßnahme wird dem Fahrer nicht nur das Maß der Regelabweichung mitgeteilt, sondern darüber hinaus ist es ihm möglich, das Fahrzeug stets entsprechend dem Vorgabewert zu steuern, indem er das Leistungssteuerorgan stets am deutlich spürbaren Druckpunkt hält.

Die Erfindung ist nachstehend anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 in einem Schaubild zwei hintereinanderfahrende Kraftfahrzeuge zur Verdeutlichung der Wirkung der Erfindung und

Fig. 2 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Anhand des Schaubildes nach Fig. 1 soll die der Erfindung zugrundeliegende Fahrsituation kurz erläutert werden. Auf einer Fahrbahn 1 bewegt sich ein erstes Fahrzeug 2 mit einer Geschwindigkeit v₁. Dem ersten Fahrzeug 2 folgt ein zweites Fahrzeug 3 mit einer Geschwindigkeit v₂. Das zweite Fahrzeug 3 ist mit einem Abstandsregler ACC als Längsführungssystem ausgestattet.

Der Abstandsregler ACC regelt einen Parameter zur Längsregelung, d. h. für die Führung des Fahrzeuges in Längsrichtung, auf einen Vorgabewert ein. Als Stellgröße zur Beeinflussung dieses Parameters dient dem Abstandsregler ACC die Leistungssteuerung, hier die Ansteuerung der Drosselklappe, einer das Fahrzeug 3 antreibenden Brennkraftmaschine. Ein selbsttätiges Bremsen durch den Abstandsregler ACC ist beim vorliegenden System aus Gründen der Fahrsicherheit nicht vorgesehen. Bei freier Fahrt, d. h. solange kein vorausfahrendes Fahrzeug 2 erkannt ist, ist der Parameter zur Längsregelung die Geschwindigkeit v₂ des Fahrzeuges 3. Der Vorgabewert hierzu kann durch den Fahrer oder auf andere Weise als Sollgeschwindigkeit v_soll eingestellt werden. Sobald ein vorausfahrendes Fahrzeug 2 erkannt ist, ist der Parameter zur Längsregelung der Abstand d zum vorausfahrenden Fahrzeug 2. Der Abstandsregler ACC berechnet aus der Geschwindigkeit v₂ des eigenen Fahrzeuges 3 sowie der Differenzgeschwindigkeit dv = v₂ - v₁ zum vorausfahrenden ersten Fahrzeug 2 einen Sollabstand d_soll und geht von der Regelung der Geschwindigkeit v₂ zur Regelung des Abstandes d über, sobald der Abstand d den Sollabstand d_soll erreicht oder unterschreitet.

Fig. 2 zeigt als schematisches Blockschaltbild eine Drosselklappe 1, die als Leistungssteuerorgan für eine nicht näher gezeigt Brennkraftmaschine eines ebenfalls nicht gezeigten Kraftfahrzeuges wirkt. Die Drosselklappe 1 wird vom Fahrer 2 über ein Pedal 3 und eine Übertragungsvorrichtung 4 betätigt. An der Übertragungsvorrichtung 4 greift eine Rückstellvorrichtung 5 an, die aus einem Stellmotor 6, einer Scheibe 7 sowie einer Feder 8 besteht. Die Feder 8 ist an einem Ende mit der Übertragungsvorrichtung 4 verbunden und wirkt rückstellend, d. h. im Sinne einer Verminderung der Leistung der Brennkraftmaschine. Das andere Ende der Feder ist exentrisch mit der Scheibe 7 verbunden, so daß eine Verstellung der Scheibe 7 durch den Stellmotor 6 zu einer Änderung der Vorspannkraft der Feder 8 und damit zu einer Änderung der Rückstellkraft F_R am Pedal 3 führt.

Die Ansteuerung des Stellmotors 6 und damit der Rückstellvorrichtung 7 erfolgt durch einen Längsregler 9, der ein Signal v eines Geschwindigkeitsgebers 10, ein Signal DK eines Drosselklappengebers 11, ein Signal d eines Abstandsgebers 12 für den Abstand zu vorausfahrenden Fahrzeug sowie ein Signal v_soll einer Eingabevorrichtung 13 für eine einzuhaltende Geschwindigkeit des Fahrzeuges erhält.

Der Längsregler 9 stellt als Regelgröße zunächst die Geschwindigkeit v des Fahrzeuges ein. Gleichzeitig berechnet er mit Hilfe der Geschwindigkeit v einen Soll-Abstand d_soll zum vorausfahrenden Fahrzeug. Sobald ein vorausfahrendes Fahrzeug erkannt wird und der Abstand d den Sollabstand d_soll unterschreitet, so wird dieser Sollabstand d_soll anstelle der gewählten Geschwindigkeit v_soll eingeregelt.

Erfindungsgemäß betätigt der Längsregler 9 den Stellmotor 6 so lange nicht, wie der Sollabstand d_soll nicht unterschritten bzw. die gewählte Geschwindigkeit v_soll nicht überschritten ist. Sobald jedoch einer der Vorgabewerte, d. h. der Soll-Abstand d_soll oder die gewählte Geschwindigkeit v_soll erreicht sind, betätigt der Längsregler 9 den Stellmotor 6 in dem Sinne, daß die Rückstellkraft SR am Pedal 3 erhöht wird. Diese Verstellung erfolgt abhängig vom Betrag der Überschreitung des Vorgabewertes. Wird der Vorgabewert wieder unterschritten, d. h. der Abstand größer oder die Geschwindigkeit kleiner als der jeweilige Vorgabewert, so wird der Stellmotor 6 so angesteuert, daß er seine ursprüngliche Stellung einnimmt. Bei dieser Art der Anstellung durch den Längsregler 9 nimmt die Rückstellkraft SR mit steigender Abweichung stetig zu und dies auch, wenn keine Änderung in der Stellung des Pedales 3 vorgenommen wird, sondern beispielsweise die Differenz zwischen dem Abstand d und dem Soll-Abstand d_soll dadurch größer wird, daß das vorausfahrende Fahrzeug 2 seine Fahrt verlangsamt. Der Fahrer, der die Rückstellkraft SR aufnehmen muß, kann nunmehr

- entweder die auf das Pedal ausgeübte Kraft 3 konstant halten, wobei nun durch die erhöhte Rückstellkraft das Pedal 3 so weit zurückgedrückt und die Drosselklappe 1 so weit geschlossen wird, bis die Rückstellkraft SR wieder im Gleichgewicht mit der Betätigungskraft durch den Fahrer 2 steht,
- oder der Fahrer erhöht die Betätigungskraft auf das Pedal 3 so weit, daß sie im Gleichgewicht mit der erhöhten Rückstellkraft SR steht.

Im ersten Fall wird der Fahrer 2 als Teil der Regelstrecke mit einbezogen und der Vorgabewert wird eingeregelt. Ist dies nicht gewünscht, so hat der Fahrer, wie im zweiten Fall beschrieben, die Möglichkeit, die Betätigungskraft zu erhöhen und den Vorgabewert zu überschreiten, ohne daß dadurch der Längsregler 9 abgestellt werden müßte.

Um dem Fahrer 2 das Erreichen des Vorgabewertes deutlich erkennbar zu machen, wird bei Erreichen des Vorgabewertes der Stellmotor 6 durch den Längsregler 9 so angesteuert, daß die Rückstellkraft SR sprunghaft ansteigt. Diese Vorgehensweise ist im Diagramm nach Fig. 3 verdeutlicht, das den Verlauf der Rückstellkraft SR über den Drosselklappenstellung DK zeigt. Vereinfachend ist angenommen, daß eine Fahrt mit konstantem Fahrwiderstand vorliegt und daher die Drosselklappenstellung DK in direktem Zusammenhang mit der Geschwindigkeit des Fahrzeuges V2 steht. Erhöht nun der Fahrer 2 die Drosselklappenstellung DK, so nimmt die Geschwindigkeit des Fahrzeuges V2 des Fahrzeuges 3 zu. Bei der Drosselklappenstellung DK1 ist die Sollgeschwindigkeit v_soll erreicht und der Längsregler 9 betätigt den Stellmotor 6 in der Weise, daß die Rückstellkraft SR sprunghaft ansteigt. Der Fahrer 2 erkennt an diesem Anstieg der Rückstellkraft SR deutlich, daß nunmehr die Sollgeschwindigkeit v_soll erreicht ist und kann die Drosselklappenstellung DK1 beibehalten. Möchte er, beispielsweise um das vorausfahrende Fahrzeug 2 zu überholen, die eigene Geschwindigkeit V2 erhöhen, so kann er gegen die nun erhöhte Rückstellkraft SR die Drosselklappenstellung DK über den Wert DK1 hinaus erhöhen. Der Längsregler 9 wird nun mit steigender Überschreitung der Sollgeschwindigkeit v_soll die Rückstellkraft SR weiter erhöhen, jedoch nicht abschalten. Nach dem Ende des Überholvorganges kann der Fahrer die Drosselklappenstellung DK auf den Wert DK1 zurücknehmen und so die Sollgeschwindigkeit v_soll wieder einstellen.

Claims

1. Vorrichtung zur Längsregelung eines Kraftfahrzeuges, mit einem Geschwindigkeitsgeber, einem Abstandsgeber, einem Längsregler und einem Einstellelement zur Aufbringung einer Rückstellkraft an einem Leistungssteuerorgan, der Längsregler das Einstellelement derart ansteuert, daß bei einer Überschreitung eines Vorgabewertes eine der Abweichung vom Vorgabewert proportionale Rückstellkraft erzeugt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Längsregler bei Erreichen des Vorgabewertes eine sprunghafte Änderung der Rückstellkraft aufbringt.