DE60019835T2

DE60019835T2 - Vorrichtung und Verfahren zur Regelung des Abstands von Fahrzeugen

Info

Publication number: DE60019835T2
Application number: DE60019835T
Authority: DE
Inventors: Massoud Hamidi; Gabriel Toffolo
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 1999-03-12
Filing date: 2000-03-10
Publication date: 2006-01-19
Anticipated expiration: 2020-03-11
Also published as: EP1034962A1; FR2790720A1; DE60019835D1; EP1034962B1; FR2790720B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Regelung der Geschwindigkeit und des Abstands von Kraftfahrzeugen.
Genauer betrifft sie ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung des Abstands eines mit einer manuellen Gangschaltung ausgestatteten Fahrzeugs.
Ein Geschwindigkeitsregler erlaubt, bei einer Reisegeschwindigkeit zu fahren, welche durch den Fahrer ausgewählt wurde, ohne den Fuß auf dem Beschleunigungspedal zu halten.
Ein Abstandsregler umfasst allgemein einen Geschwindigkeitsregler und bietet daher immer dem Fahrer die Möglichkeit, eine Reisegeschwindigkeit zu wählen. Jedoch erlaubt er ferner, in automatischer Weise einen Sicherheitsabstand zu dem Fahrzeug zu wahren, welches dem Fahrzeug des Fahrers vorausfährt.
Die Geschwindigkeits- und Abstandsregler rüsten gewöhnlich Fahrzeuge aus, die eine automatische Gangschaltung besitzen. Der Rechner der Gangschaltung wählt automatisch den Gang, welcher an die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs angepasst ist. Die Veröffentlichung FR 9504155 beschreibt einen derartigen Abstandsregler, welcher ein Fahrzeug ausrüstet, das mit einer automatischen Gangschaltung ausgestattet ist.
Bestimmte Geschwindigkeitsregler können gleichfalls Fahrzeuge mit manueller Gangschaltung ausrüsten. Ihre Benutzung betrifft im Wesentlichen Strecken, welche keine großen Änderungen der Geschwindigkeit des Fahrzeugs erfordern, z.B. Strecken auf Autobahnen. Der Fahrer schaltet in den Gang, welcher der ausgewählten Reisegeschwindigkeit angepasst ist, und solange die Geschwindigkeit des Fahrzeugs nahe der Reisegeschwindigkeit bleibt, muss der Fahrer den Gang nicht wechseln. Indessen wird, wenn er dazu veranlasst wird, dies zu tun, das Regelungssystem im Allgemeinen durch eine Betätigung des Kupplungspedals deaktiviert, wie etwa in dem Dokument US 5 689 422 offenbart. Der Fahrer muss daher den Regler nach jeder Änderung des Gangs reaktivieren. Dies kann sehr belastend sein, bei einem gestörten Verkehr, bei dem öfters ein Wechsel des Gangs erforderlich ist.
Ein derartiger Abstandsregler ist nicht unter Verkehrsbedingungen benutzbar, bei denen sich die relativen Geschwindigkeiten unter den Fahrzeugen schnell entwickeln, da, für den Fahrer eines Fahrzeugs, das mit einer manuellen Gangschaltung ausgestattet ist, dies regelmäßig Änderungen des Gangs impliziert.
Tatsächlich riskiert, wenn der Fahrer den Abstandsregler aktiviert hat, dieser eine nicht-angepasste Motordrehzahl mit dem eingelegten Gang einzustellen (Unterdrehung oder Überdrehung), da dieser Gang sich nicht automatisch abhängig von der Motordrehzahl wie bei einer automatischen Gangschaltung entwickelt. Ferner ist es nicht möglich, eine Deaktivierung des Abstandsreglers bei einer Änderung des Gangs vorzusehen, da diese die Unterbrechung einer durch den Abstandsregler automatische gesteuerten Verlangsamung bewirken kann, z.B. bei Annäherung an ein Hindernis, und daher zu gefährlich ist.
Die Erfindung zielt auf die Steuerung des Betriebs eines Abstandsreglers in einem mit einer manuellen Gangschaltung ausgestatteten Fahrzeug.
Hierzu schlägt sie ein Verfahren zur Regelung des Abstands eines Fahrzeugs vor, das mit einer manuellen Gangschaltung ausgestattet, ist gemäß Anspruch 1.
In vorteilhafter Weise wird, wenn der Fahrer auskuppelt, eine Motordrehzahl eingestellt, die an den durch den Fahrer eingelegten Gang angepasst ist, vor Ende des Auskuppelns.
Vorzugsweise wird die Erhöhung der Drehzahl reduziert, wenn das Getriebe eingekuppelt ist und die Motordrehzahl einen für jeden Gang voreingestellten ersten Schwellwert überschreitet, oder die Erhöhung der Motordrehzahl wird nach Überschreiten eines zweiten Schwellwerts beendet.
Wenn das Getriebe eingekuppelt ist und die Motordrehzahl nicht innerhalb eines Bereichs der optimalen Motordrehzahl relativ zum eingelegten Gang liegt, informiert der Regler den Fahrer über den vorzunehmenden Wechsel des Gangs.
Die Erfindung schlägt auch eine Vorrichtung zur Regelung des Abstands gemäß Anspruch 6 vor.
Dieser Sensor des Kupplungspedals kann ein Unterbrecher oder ein Potentiometer auf dem Kupplungspedal sein, ferner angepasst, um zu bestimmen, ob das Pedal dabei ist, losgelassen zu werden.
Schließlich kann die Vorrichtung einen Sensor der Drehgeschwindigkeit der Kupplungswelle am Eingang der Gangschaltung aufweisen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden bei Lektüre der folgenden Beschreibung einer Ausführungsform ersichtlich, welche im Wege eines nichtbeschränkenden Beispiels gegeben wurde, unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung, in welcher:
1 die Benutzung eines Abstandsreglers durch ein Kraftfahrzeug darstellt,
2 in schematischer Weise die Vorrichtung gemäß der Erfindung darstellt,
3 das Verfahren gemäß der Erfindung in Form eines Schaubilds darstellt,
4 eine Abwandlung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Schaubilds darstellt.
In 1 wurde ein erstes Fahrzeug 1 oder Folgefahrzeug dargestellt, das mit einem Abstandsmesser 2 ausgestattet ist, z.B. vom LIDAR-Typ (Light Detection And Ranging), in dessen Feld sich ein zweites Fahrzeug befindet oder ein verfolgtes Fahrzeug 3.
Das Folgefahrzeug 1, ausgestattet mit einer manuellen Gangschaltung, umfasst einen Abstandsregler. Dieser Regler, in 2 dargestellt, besteht klassischerweise aus dem oben erwähnten Abstandsmesser 2, der mit einem Rechner 4 verbunden ist, welcher selbst an mindestens einen an Bord befindlichen Geschwindigkeitssensor 5 gekoppelt ist, an ein Element zur Steuerung der Drosselklappe 6, an ein System zur Steuerung der Bremse 7 und an eine Mensch-Maschine-Schnittstelle 8.
Das Element zur Steuerung der Drosselklappe 6 kann durch ein Element zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung ersetzt werden, insbesondere im Fall eines Dieselmotors.
Die Mensch-Maschine-Schnittstelle 8 kann z.B. ein auf dem Armaturenbrett befindliches Anzeigegerät für Informationen umfassen, oder sogar ein Anzeigesystem für den erhobenen Kopf (Head Up Display), das auf der Windschutzscheibe platziert ist.
Das klassische Funktionieren eines Abstandsreglers ist das folgende. Der Rechner 4 empfängt von dem Abstandsmesser 2 eine Information über den Abstand eines eventuellen Hindernisses und die relative Geschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug und dem Hindernis, vom Geschwindigkeitssensor 5 eine Information über die Geschwindigkeit des Fahrzeugs und von der Mensch-Maschine-Schnittstelle 8 Anweisungen vom Fahrer, wie etwa die Auswahl einer Soll-Geschwindigkeit. Er übermittelt Informationen an den Fahrer zurück, z.B. in Form von lautlichen oder visuellen Alarmsignalen, und gibt dem Element zur Steuerung der Drosselklappen 6 eine Öffnungsanweisung und dem System zur Steuerung der Bremse 7, zum Beispiel, einen Einstellwert für den Bremsdruck.
Die Vorrichtung weist Mittel auf, die mit dem Rechner 4 verbunden sind, um zu bestimmen, ob das Kupplungspedal losgelassen ist. Diese Mittel können aus einem Unterbrecher 9 des Kupplungspedals bestehen oder sogar aus einem Potentiometer 19, das angepasst ist, die Position des Kupplungspedals zu bestimmen. Der Wert des Potentiometers hängt daher vom Pedalhub ab.
Die Vorrichtung kann ferner Mittel aufweisen, um dem Rechner 4 zu erlauben, zu bestimmen, was der mit der Gangschaltung durch den Fahrer eingelegte Gang ist, bevor das Kupplungspedal losgelassen wird. Diese Mittel können aus einem einfachen Detektor 17 für die Position des Gaspedals bestehen oder sogar aus einem Sensor 18 für die Drehgeschwindigkeit der Welle am Eingang der Gangschaltung. Im ersten Fall bestimmt der Rechner 4 den eingelegten Gang ausgehend von Information, die vom Sensor 18 für die Drehgeschwindigkeit der Welle am Eingang der Gangschaltung und von dem Geschwindigkeitssensor 5 des Fahrzeugs herrühren.
Das Verfahren der Regelung des Abstands gemäß der Erfindung wird in 3 beschrieben. Der Fahrer aktiviert den Abstandsregler, über Anweisungen, die klassisch für Abstandsregler sind. Der Regler funktioniert daher in analoger Weise zu den Reglern, welche Fahrzeuge mit automatischer Gangschaltung ausstatten, deren Funktionsweise weiter oben erklärt wurde, was Schritt 10 entspricht.
Der Rechner 4 bestimmt in Schritt 11 mittels des Unterbrechers 9 des Kupplungspedals, ob der Fahrer das Kupplungspedal drückt oder nicht.
In dem Fall, in dem der Fahrer das Kupplungspedal gedrückt hat, wird der Regler nicht deaktiviert. Jedoch unterscheidet sich seine Betriebsweise von der gewöhnlichen Betriebsweise. Tatsächlich reduziert der Rechner 4 in Schritt 12 die Steuerung des Motors auf verzögertes Niveau, um den Motor nicht im Leeren Drehen zu lassen. Der Rechner 4 unterbricht daher alle dem Element zur Steuerung 6 der Drosselklappen gegebenen Anweisungen, sobald der Fahrer auf das Kupplungspedal drückt. Zum Beispiel wird, wenn der Fahrer eine Reisegeschwindigkeit ausgewählt hatte und der Rechner eine Erhöhung der Motordrehzahl angewiesen hat, um zu dieser Reisegeschwindigkeit zu gelangen, die Steuerung der Beschleunigung unterbrochen.
Ferner steuert, abhängig von durch den Abstandsmesser 2 gelieferter Information und den durch den Fahrer festgelegten Anweisungen, der Rechner 4, wenn notwendig, das Bremssystem 7, um einen Sicherheitsabstand zu dem verfolgten Fahrzeug 3 zu wahren.
Während der Zeitspanne, in welcher das Kupplungspedal niedergedrückt ist, kann der Rechner 4 daher verlangsamen, dank dem Bremssystem 7, aber nicht beschleunigen.
Der Rechner 4 bestimmt dank dem Unterbrecher 9, wann das Kupplungspedal losgelassen wird. Der Regler nimmt dann seinen üblichen Betrieb wieder auf (Schritt 2).
Im üblichen Fall, in welchem das Kupplungspedal nicht betätigt wird, bestimmt der Rechner 4 in Schritt 13, ob, abhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs, dem eingelegten Gang und nach einer vordefinierten Betriebskennlinie des Motors, die Motordrehzahl sich zwischen zwei vordefinierten Werten befindet, welche den Grenzen eines Bereichs der optimalen Nutzung des Motors für den betrachteten Gang entsprechen.
Der Rechner 4 bestimmt den eingelegten Gang in klassischer Weise, z.B. abhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und der Motordrehzahl. Wenn die Motordrehzahl sich im optimalen Bereich befindet, wird zu Schritt 10 zurückgekehrt, d.h. in den klassischen Betriebsmodus des Reglers.
Wenn die Motordrehzahl sich nicht im optimalen Bereich befindet, kann der Rechner 4 in Schritt 14 dem Fahrer über die Mensch-Maschine-Schnittstelle 8 anzeigen, dass eine Tätigkeit seinerseits wünschenswert ist, oder notwendig, und ihm eventuell die vorzunehmenden Maßnahmen anzeigen. Zum Beispiel kann der Rechner 4 dem Fahrer anzeigen, welcher Gang einzulegen wäre.
In Schritt 15 bestimmt der Rechner 4, ob die Motordrehzahl sich jenseits der oberen Grenze des optimalen Bereichs der Motordrehzahl für den eingelegten Gang befindet. Wenn dies nicht der Fall ist, wird zu Schritt 10 zurückgekehrt.
In Schritt 16 kann, wenn der Motor überdreht und wenn das Fahrzeug in einer Beschleunigungsphase ist, der Rechner 4 z.B. die Beschleunigung halten, um eine Soll-Geschwindigkeit wiederzugewinnen, ohne gleichzeitig eine Motordrehzahl festzulegen, die größer als ein vordefinierter Wert ist, was den Motor vorzeitig beschädigen könnte.
Gemäß einer weiteren Möglichkeit kann der Rechner, in einem Fall analog zur Überdrehung und in einer Beschleunigungsphase, die Steigung der Beschleunigung des Fahrzeugs verringern, ausgehend von der Überschreitung des oberen Grenzwerts des optimalen Bereichs für die Motordrehzahl. Das Fahrzeug beschleunigt in diesem Fall weiter, wobei der Motor in Überdrehung ist, damit der Fahrer die Zeit hat, einen Wechsel des Gangs zu bewirken, insbesondere wenn er mit der Vorrichtung nicht vertraut ist. Auf jeden Fall wäre er über die Notwendigkeit eines Wechsels des Gangs in Schritt 14 informiert worden.
In 4 ist ein Verfahren gemäß der Erfindung schematisiert, welches zusätzliche Merkmale aufweist. Die Schritte 10 bis 16 sind die gleichen wie in dem zuvor beschriebenen Verfahren, wobei der einzige Unterschied ist, dass in Schritt 11 der Rechner 4 mit dem Potentiometer 9 bestimmt, ob das Kupplungspedal betätigt wird. Der Vergleich kann sich im Verhältnis zu einem definierten Schwellwert S1 vollziehen, jenseits von welchem der Rechner 4 annimmt, dass es keine mechanische Verbindung mehr zwischen dem Motor und der manuellen Gangschaltung gibt.
Wenn der Fahrer das Kupplungspedal gedrückt hat, reduziert der Rechner 4 in Schritt 12, wie zuvor beschrieben, die Motordrehzahl auf Leerlauf und betätigt, wenn notwendig, das Bremssystem 7.
In Schritt 20 bestimmt der Rechner 4, wobei das Kupplungspedal immer noch betätigt ist, welcher Gang eingelegt ist, entweder ausgehend vom Detektor der Position des Gaspedals 17 oder dann ausgehend von Informationen über die Rotationsgeschwindigkeit der Welle am Eingang der Schaltung (vom Geschwindigkeitssensor 18 herrührend) und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs.
In Schritt 21 bestimmt der Rechner, abhängig von der Position des Kupplungspedals, ob die Kupplungsscheiben in Kontakt sein werden. Hierfür kann der Rechner den Wert des Potentiometers 17 des Kupplungspedalhubs mit zwei vordefinierten Schwellwerten S2 und S3 vergleichen, wobei der Schwellwert S2 dem Beginn des Kontakts zwischen den Kupplungsscheiben entspricht und der Schwellwert S3 der Abwesenheit eines Drucks auf dem Kupplungspedal. Wenn der Wert des Potentiometers zwischen S2 und S3 liegt, folgert der Rechner 4, dass die Kupplungsscheiben in Kontakt sein werden.
In Schritt 22 stellt, sobald die Scheiben in Kontakt zu sein beginnen, der Rechner eine Motordrehzahl gleich der Drehgeschwindigkeit der Welle am Eingang der Schaltung ein, welche durch den Geschwindigkeitssensor 18 gegeben ist, was einen optimalen, stufenlosen Wechsel des Gangs sicherstellt.
Die vorliegende Erfindung erlaubt daher die Benutzung von Systemen zur Regelung des Abstands, in privilegierter Weise bestimmt für mit automatischer Gangschaltung ausgestattete Fahrzeuge, in Fahrzeugen, die mit einer manuellen Gangschaltung ausgestattet sind, und dies, während das Wesentliche des klassischen Funktionsprinzips eines Abstandsreglers gewahrt bleibt.

Claims

Verfahren zur Regelung des Abstands eines Fahrzeugs (1), das mit einer manuellen Gangschaltung ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn ein Rechner (4) über einen Sensor der Betätigung des Kupplungspedals detektiert, dass das Getriebe angekuppelt ist, und wenn die Drehzahl des Motors einen zuvor für jeden Gang gesetzten ersten Schwellwert überschreitet, die Erhöhung der Drehzahl beschränkt wird, und dadurch, dass, wenn der Rechner (4) detektiert, dass der Fahrer auskuppelt, die Drehzahl des Motors reduziert wird und das Bremssystem des Fahrzeugs aktiviert wird, wenn das Fahrzeug diesseits eines Sollabstands fährt.
Verfahren zur Regelung des Abstands eines Fahrzeugs (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn der Fahrer auskuppelt, eine Motordrehzahl, angepasst an den durch den Fahrer eingelegten Gang, vor dem Ende des Auskuppelns angesteuert wird.
Verfahren zur Regelung des Abstands eines Fahrzeugs (1) nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn das Getriebe angekuppelt ist und die Motordrehzahl einen für jeden Gang gesetzten ersten Schwellwert überschreitet, die Erhöhung der Motordrehzahl nach Überschreiten eines zweiten Schwellwerts anhält
Verfahren zur Regelung des Abstands eines Fahrzeugs (1) nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn das Getriebe angekuppelt ist und die Motordrehzahl einen für jeden Gang gesetzten ersten Schwellwert überschreitet, die Erhöhung der Motordrehzahl reduziert wird.
Verfahren zur Regelung des Abstands eines Fahrzeugs (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn das Getriebe angekuppelt ist und die Motordrehzahl nicht im optimalen Bereich der Motordrehzahl enthalten ist, relativ zum eingelegten Gang, der Regler den Fahrer über die vorzunehmende Änderung des Gangs informiert.
Vorrichtung zur Regelung des Abstands eines Fahrzeugs (1), das mit einer manuellen Gangschaltung ausgestattet ist, welche einen Rechner (4) aufweist, der Signale empfängt, die von einem Abstandsmesser (2) und von einem Geschwindigkeitsmesser des Fahrzeugs (5) herrühren, und mit einem System zur Steuerung der Motordrehzahl (6) wie auch einem System zur Steuerung der Bremsung (7) verbunden ist, und angepasst ist, mit dem Fahrer über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (8) Informationen zu übertragen und zu empfangen, wobei der Rechner (4) einerseits Signale eines Sensors der Betätigung des Kupplungspedals (9, 17) empfängt, um zu bestimmen, ob der Fahrer des Fahrzeugs auf dieses Pedal drückt, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn der Sensor der Betätigung des Kupplungspedals signalisiert, dass das Pedal gedrückt wird, die Motordrehzahl beschränkt wird, wobei der Rechner andererseits Signale der Mittel zur Bestimmung des Gangs (17, 18) empfängt, ausgehend von welchen der Rechner (4), während das Kupplungspedal betätigt ist, den vom Fahrer mit der manuellen Gangschaltung ausgewählten Gang bestimmt.
Vorrichtung zur Regelung des Abstands eines Fahrzeugs (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor der Betätigung des Kupplungspedals ein Unterbrecher (9) ist.
Vorrichtung zur Regelung des Abstands eines Fahrzeugs (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor der Betätigung des Kupplungspedal ein Potentiometer (17) des Pedalhubs ist, außerdem angepasst, um zu bestimmen, ob das Pedal an dem Punkt ist, losgelassen zu werden.
Vorrichtung zur Regelung des Abstands eines Fahrzeugs (1) nach Ansprüchen 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Sensor der Rotationsgeschwindigkeit (18) der Kupplungswelle am Eingang der Gangschaltung aufweist.