(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の速度と、前方を走行する少なくとも１つの車両に対する当該車両の間隔とをドッキング過程中に制御する方法であって、
前記車両は、前記の前方を走行する車両よりも高い走行速度（ｖ）を有し、
間隔センサを有する検出装置によって、少なくとも前記の車両の速度（ｖ）と、前記の前方を走行する車両に対する相対速度（ｖrel）および間隔（ｓist）とを決定し、
あらかじめ設定される第１追従目標間隔（ｓn）と間隔（ｓist）との差分を第１入力量として、また相対速度（ｖrel）を第２入力量として有する第１特性マップを備えた比例制御器を用いて、前記車両を制動するための第１加速度の値（ａn）を計算する形式の、車両の速度と間隔とをドッキング過程中に制御する方法において、
あらかじめ設定される第２追従目標間隔（ｓg）と間隔（ｓist）との差分を第１入力量として、また相対速度（ｖrel）を第２入力量として有する第２の特性マップをさらに備えた比例制御器を用いて、前記車両を制動するための第２加速度の値（ａg）を計算し、
前記の第１加速度（ａn）および第２加速度（ａg）の２つの値のうちの絶対値が大きい方の値を、適用すべき制動加速度（ａb）として決定し、
前記車両を該制動加速度（ａb）によって制動する、
ここで相対速度（ｖrel）＝０の場合、前記の第１特性マップによって出力される第１加速度の絶対値（ａn,0）は、第２特性マップによって出力される第２加速度の絶対値（ａg,0）よりも大きく、
前記の第２特性マップは、第１特性マップよりも勾配が急であることを特徴とする、
車両の速度と間隔とをドッキング過程中に制御する方法。
【請求項２】
前記の第１加速度（ａn）および／または第２加速度（ａg）の絶対値を相対速度（ｖrel）の上昇に伴って増大させる、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記の第１加速度（ａn）および／または第２加速度（ａg）の絶対値を間隔（ｓist）の減少に伴って増大させる、
請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記の第１加速度（ａn）の絶対値を、２つの直線から形成されかつ式
【数１】
0004690626.tif 000004
によって定められる特性マップを用いて計算し、ここで
ａn,0は、ｖrel＝０における前記の第１加速度の絶対値であり、
ａn,1は、そのｓist−ｓnによる商が前記の直線の傾きを表し、
ａn,maxは、前記の第１加速度の最大の絶対値であり、
Δｓ0は、前記の２つの直線の関数を切り換えるためのあらかじめ設定される値である、
請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記の第２加速度（ａg）の絶対値を、２つの直線から形成されかつ式
【数２】
0004690626.tif 000005
によって定められる特性マップを用いて計算し、ここで
ａg,0は、ｖrel＝０における前記の第２加速度の絶対値であり、
ａg,1は、そのｓist−ｓgによる商が前記の直線の傾きを表し、
ａg,maxは、前記の第２加速度の最大の絶対値であり、
Δｓ1は、前記の２つの直線の関数を切り換えるためのあらかじめ設定される値である、
請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記のａn,1の絶対値をａg,1の絶対値よりも小さく設定する、
請求項３または５に記載の方法。
【請求項７】
前記第１追従目標間隔（ｓn）を車両の速度（ｖ）と、あらかじめ設定される第１追従時間（ｔn）とから計算する、
請求項１から６までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記第２追従目標間隔（ｓg）を車両の速度（ｖ）と、あらかじめ設定される第２追従時間（ｔg）とから計算する、
請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記の車両における制動加速度（ａb）の時間的経過は、前記の第１加速度（ａn）と、第２加速度（ａg）とが切り換わる際に連続している、
請求項１から８までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
車両の速度と、前方を走行する少なくとも１つの車両に対する当該車両の間隔とをドッキング過程中に制御する方法を実施する装置であって、
前記車両は、前方を走行する車両よりも高い走行速度（ｖ）を有し、
前記装置は、少なくとも１つの間隔センサを有する検出装置と、第１比例制御器（２）を備える評価ユニットとを有し、
前記検出装置によって、少なくとも車両の速度（ｖ）と、前方を走行する車両に対する相対速度（ｖrel）および間隔（ｓist）とが決定され、
前記の第１比例制御器（２）は、第１加速度（ａn）を計算するための特性マップを有しており、
当該の特性マップには、第１入力量として、あらかじめ設定される第１追従目標間隔（ｓn）と間隔（ｓist）との差分と、第２入力量として、相対速度（ｖrel）がと供給される形式の、車両の速度と間隔とをドッキング過程中に制御する方法を実施する装置において、
前記評価ユニットは、第２比例制御器（４）を有し、
該第２比例制御器（４）は、第２加速度（ａg）を計算するための特性マップを有し、
当該の特性マップには、第１入力量として、あらかじめ設定される第２追従目標間隔（ｓg）と間隔（ｓist）との差分と、第２入力量として、相対速度（ｖrel）とが供給され、
前記評価ユニットは、前記の第１加速度（ａn）および第２加速度（ａg）の２つの値のうちの絶対値が大きい方を決定するための比較素子（６）を有し、
ここで相対速度（ｖrel）＝０の場合、前記の第１特性マップによって出力される第１の加速度の絶対値（ａn,0）は、第２特性マップによって出力される第２加速度の絶対値（ａg,0）よりも大きく、
前記の第２特性マップは、第１特性マップよりも勾配が急であることを特徴とする、
車両の速度と間隔とをドッキング過程中に制御する方法を実施する装置。
【請求項１１】
前記評価ユニットにより、前記の通常加速度（ａn）および限界加速度（ａg）の２つの値のうちの大きい方が制動加速度の値（ａb）として出力される、
請求項１０に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、車両の速度と、前方を走行する少なくとも１つの車両に対する間隔とをドッキング過程中に制御する方法および装置に関し、ここでこの車両は、前方を走行する車両よりも高い走行速度を有する。
【０００２】
従来技術から公知の自動間隔制御方法（ＡＤＲ=automatische Distanzregelung）において周知であるのは、間隔センサを有する検出装置を用いて、少なくとも車両の速度ｖと、前方を走行する車両に対する相対速度ｖｒｅｌおよび間隔ｓｉｓｔとを決定することである。さらにここでは車両の制動に対する通常加速度の値ａｎが、あらかじめ設定した通常追従目標間隔ｓｎと間隔ｓｉｓｔとの差分および相対速度ｖｒｅｌに依存して計算される。つぎに制動に対してマイナスであるこの通常加速度によって、この車両は制動されて通常追従目標間隔ｓｎに制御される。
【０００３】
しかしながら２つの車両間の相対速度が高すぎる場合、自動間隔制御部によって行われる制動作用は不十分であり、追従目標間隔すなわち安全間隔を下回ってしまうことまたは追突事故を回避することができない。このような場合、運転者は能動的に介入して比較的大きな制動作用をトリガすることを余儀なくされる。このような問題が発生するのは例えば、自動間隔制御に対する制御量が、比較的大きな通常追従目標間隔ｓｎと、値の小さな許容通常加速度ａｎとに調整される場合である。
【０００４】
上記のような方法はＥＰ０８４６５８７Ａ１の従来技術から公知であり、ここでは車両の前方に検出される対象物に対する間隔が、間隔センサによって検出されて制御装置に供給される。ここではこの制御装置により、検出される対象物に対する目標間隔および／またはあらかじめ設定した目標速度に少なくとも依存して１つまたは複数の調整量が形成されて車両の走行速度が調整され、ここで上記の目標間隔は少なくとも目下の走行速度から求められる。
【０００５】
ＵＳ５１６５４９７からさらに車両に対して安全間隔を維持する制御装置が公知であり、ここではこの車両により、０〜１２０ｋｍ／ｈの速度範囲でこの車両と、前方を走行する車両との間の安全間隔が調整されて衝突が回避される。この制御装置によって実行される制御は、前方を走行する車両が停止する場合、車両が停止するまで制動される程度にまで行われる。その後、前方を走行する車両が改めて走り始めると、車両も再び走り始める。したがって２つの車両間に結合が生じ、快適でない走行特性に結びつく大きな加速度変化が発生し得るのである。
【０００６】
上記の従来技術から出発して本発明はつぎのような技術的課題に基づいている。すなわち請求項の上位概念に示した方法の動作ならびに相応する装置をさらに改善して２つの車両間のドッキング過程中に快適な走行特性を可能にするという技術的課題に基づいているのである。
【０００７】
上記の技術的課題は、本発明により、まず請求項１の特徴部分に記載された特徴的構成を有する方法によって、車両を制動するための限界加速度ａｇの値を、あらかじめ設定した限界追従目標間隔ｓｇと間隔ｓｉｓｔとの差分および相対速度ｖｒｅｌに依存して計算し、通常加速度ａｎおよび限界加速度ａｇの２つの値のうちの絶対値が大きい方の値を、適用すべき制動加速度ａｂとして決定し、車両をこの制動加速度ａｂで制動することによって解決される。ここで限界加速度ａｇおよび限界追従目標間隔ｓｇはパラメタであり、これらのパラメタは、自動間隔制御に対して下側の限界値にある追従目標間隔であるか、ないしは自動間隔制御に対して、適用すべき加速度値上側の限界である。最小の追従目標加速度ないしは安全間隔は、約０．９秒の追従時間に相応し、すなわち、いずれの速度においても車両は、前方を走行する車両を少なくとも０．９秒の時間間隔で追従すべきである。これに対して通常加速度ａｇおよび通常追従目標間隔ｓｎは、上に示した限界値とは異なるパラメタを意味し、ここでこれは比較的大きな安全間隔および比較的小さな最大加速度値を有する自動間隔制御に相応する。
【０００８】
本発明により判明したのは、調整されている「通常の」自動間隔制御に対して２つの車両間の相対速度が十分でない上記の問題のある走行状況が少なくとも部分的に緩和できることであり、ここでこれは、通常加速度ａｎの計算に並行して限界加速度ａｇも計算し、車両のドッキングに対して通常加速度ａｎによる車両の制動が十分でない場合にこの限界加速度ａｇを使用することによって行われる。この際に車両の運転者による介入が常に阻止されることはないが、通常の自動間隔制御の場合よりも強い制動が行われることによって、運転者の介入がなくても自動間隔制御によってなお快適に処理できる走行状況の範囲が広がる。
【０００９】
有利にも通常加速度ａｎおよび／または限界加速度ａｇの値は、相対速度ｖｒｅｌの増大ないしは間隔ｓｉｓｔの減少に伴って増大する。すなわち相対速度ｖｒｅｌが大きい場合、自動間隔制御部によって、値のより小さな相対速度ｖｒｅｌに対する場合の加速度値よりも大きな加速度値が形成されるのである。２つの車両間の間隔ｓｉｓｔが小さい状況についても同じことが当てはまる。ここで限界加速度の値ａｇが通常加速度ａｎの値よりも大きく増大する場合、本発明の方法ステップがパラメタの相対速度ｖｒｅｌおよび間隔ｓｉｓｔから開始され、ここでは限界加速度ａｇが通常加速度ａｎよりも大きい。
【００１０】
有利にはさらに通常加速度ａｎは、特性マップを備える比例制御器によって計算され、この特性マップは２つの入力量、すなわち、相対速度ｖｒｅｌおよび通常追従目標間隔ｓｎと目下の間隔ｓｉｓｔとの差分を有する。また同様に有利であるのは、限界加速度ａｇが、特性マップを備える比例制御器によって計算され、この特性マップが２つの入力量、すなわち、相対速度ｖｒｅｌおよび限界追従目標間隔ｓｇと目下の間隔ｓｉｓｔとの差分を有することである。以下では図面を用いて１実施例をより詳しく数学的に説明する。
【００１１】
有利であるのはさらに、通常追従目標間隔ｓｎを車両の速度ｖとあらかじめ設定した通常追従時間ｔｎとから計算することである。同様に限界追従目標間隔ｓｇを車両の速度ｖとあらかじめ設定した限界追従時間ｔｇとから計算することができる。限界追従時間ｔｇについてはすでに上で説明済みであり、経験的には約０．９秒の値に相応する。これに対して通常追従時間ｔｎに対する典型値は、０．９秒から４．０秒の間、殊に２．０秒までの間の範囲にある。追従時間の調整は運転者により直感的に行われるため、追従間隔の上記の調整は、追従時間を用いて適用されることが多い。
【００１２】
最後に有利であるのは、車両の制動加速度ａｂの時間経過が、通常加速度ａｎと限界加速度ａｇとの間の移行部において連続している、すなわち２つの加速度値の間で跳躍的な交替が生じないことである。これにより、車両の運動に急激な動きが発生しないため、自動間隔制御の快適さがさらに向上する。
【００１３】
上に示した技術的課題は、本発明により、請求項１３の特徴部分に記載された構成を有する装置によっても解決される。この装置を実施例に基づき、添付の図面を参照して以下で詳しく説明する。図面において、
図１は、本発明の装置の実施例のブロック図を示しており、
図２は、２つの車両間の相異なる２つの間隔ｓｉｓｔ(１)およびｓｉｓｔ(２)に対して通常加速度ａｎおよび限界加速度ａｇの関数の経過を表す線図を示している。
【００１４】
図１には、車両の速度と、その前方を走行する少なくとも１つの車両に対するこの車両の間隔とをドッキング過程中に制御する方法を実施する本発明の装置が示されており、ここで車両は、前方を走行する車両よりも高い速度ｖを有する。この装置は、図１には示していない検出装置を有しており、この検出装置は、少なくとも車両の速度ｖと、前方を走行する車両に対する相対速度ｖｒｅｌおよび間隔ｓｉｓｔとを決定するための間隔センサを有する。さらにこの装置は評価ユニットを有しており、その１部分が図１に示されている。これに加えて図１は第１の比例制御器２を有しており、これは２つの入力量を有する特性マップを備えており、この特性マップによって通常加速ａｎが計算される。これらの２つの入力量の１つは相対速度ｖｒｅｌであり、別の１つは通常追従目標間隔ｓｎと目下の間隔ｓｉｓｔとの差分である。このようにして比例制御器により２つの入力量が用いられて通常加速度ａｎの対応する値が計算され、これが出力される。
【００１５】
さらに図１に示した評価ユニットは第２の比例制御器４を有しており、これは限界加速ａｇを計算するための特性マップを備えており、この特性マップも同様に２つの入力量で動作する。これらの２つの入力量の１つは相対速度ｖｒｅｌであり、別の１つは限界追従目標間隔ｓｇと目下の間隔ｓｉｓｔとの差分である。これらの２つの入力量が用いられて比例制御器４により、限界加速度ａｇの対応する値が計算され、これが出力量として送出される。
【００１６】
さらにこの評価ユニットは比較素子６を有しており、この素子によって通常加速度ａｎおよび限界加速度ａｇの２つの値のうちの絶対値が大きい方の値が決定され、２つの量のうちの大きい方が制動加速度ａｂとして送出される。この値はつぎに原動機および制動管理部によって受け取られて車両が制動される。
【００１７】
通常追従目標間隔ｓｎないしは限界追従目標間隔ｓｇと目下の間隔ｓｉｓｔとの間の差分を形成するため、通例の電子式差分形成素子８および１０が設けられている。
【００１８】
図２では２つずつの関数の経過によって、通常加速度ａｎおよび限界加速度ａｇが、相異なる２つの目下の間隔ｓｉｓｔ(１)およびｓｉｓｔ(２)に対して示されている。
【００１９】
これらの２つの関数は１次関数であり、これは通常加速度ａｎに対してつぎの式
【００２０】
【数３】
0004690626.tif 000002
【００２１】
に相応して計算され、同様に限界加速度ａｇに対して
【００２２】
【数４】
0004690626.tif 000003
【００２３】
で計算される。したがってこれらは実質的に別個のオフセットａｎ，０およびａｇ，０ならびに直線の傾きａｎ，１およびａｇ，１を有する１次関数の経過である。値Δｓ０およびΔｓ１によって区別するのは、通常追従目標間隔ｓｎないしは限界追従目標間隔ｓｇと、目下の間隔ｓｉｓｔとの間の差分が０になる時に、通常加速度ａｎおよび限界加速度ａｇに対する最大値がそれぞれ使用されるためである。このような限界の値を有する経過は、図２の線図では示されていない。
【００２４】
これらの式から明らかであるのはさらに、通常追従目標間隔ｓｎないしは限界追従目標間隔ｓｇよりも大きな値に対して、通常加速度ａｎおよび限界加速度ａｇの値が、相対速度ｖｒｅｌが増大すると共に、また間隔が小さくなると共に増大することである。ここで強調しておきたいのは、上に示した式はパラメタの相互の依存性を示す単なる実施例に過ぎないことである。当然のことながら別の関数の経過、例えば直線でない関数も適用可能である。
【００２５】
２つの比例制御器２および４は、（上記のように）２つずつの入力量で動作する特性マップによって動作する。特性マップは複数の曲線からなり、これらは図２において例示的に相異なる２つの間隔ｓｉｓｔに対して部分的に、ひいてはその特徴が示されている。まず第１の間隔ｓｉｓｔ(１)について通常加速度ａｎおよび限界加速度ａｇに対する２つの値の経過を相対速度ｖｒｅｌに依存して観察すると、２つの直線は、図２の座標系において点線で示した点で交わる。相対速度ｖｒｅｆがこの交点に対する相対速度の値よりも小さい場合、２つの加速度のうちの大きい方として、通常加速度ａｎの値が適用される。交点を特徴付ける相対速度の値よりも大きな相対速度ｖｒｅｌに対して、限界加速度ａｇが適用される。
【００２６】
これに比して第２の間隔ｓｉｓｔ(２)について加速度ａｎおよびａｇに対する２つの直線が示されており、ここでこの間隔は間隔ｓｉｓｔ(１)よりも小さい。２つの車両間の間隔はこの状況において比較的小さいため、全体的により大きな制動作用を達成して、限界追従目標間隔ｓｇが下回ってしまうことを阻止しなければならない。したがって図２において点線の直線は、実線の直線よりも上にあるのである。２つの点線の直線間の交点があるのは、相対速度ｖｒｅｌがより低くかつ加速度ａの値が大きい個所である。したがってより小さな間隔ｓｉｓｔ(２)に対しては、第１のより大きな間隔ｓｉｓｔ(１)の場合よりも早く限界加速度ａｇが適用される。すなわちこの結果、車両は、間隔がより小さなｓｉｓｔ(２)の場合には、間隔がより大きなｓｉｓｔ(１)の場合よりも強く制動されるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の装置の実施例を示すブロック図である。
【図２】  ２つの車両間の相異なる２つの間隔ｓｉｓｔ(１)およびｓｉｓｔ(２)に対して通常加速度ａｎおよび限界加速度ａｇの関数の経過を示す線図である。
【図１】
0004690626.tif 000006
【図２】
0004690626.tif 000007