DE4307618A1 - Über ein Bremspedal betriebene Vorrichtung zur automatischen Regelung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs - Google Patents

Description

In Kraftfahrzeugen, die mit einem Reisegeschwindigkeits-Regelsy­ stem ausgerüstet sind, braucht der Fahrer seinen Fuß nicht auf dem Gaspedal zu halten, um eine bestehende Geschwindigkeit bei­ zubehalten. Über einen Bereich von Straßen- und Verkehrsbedin­ gungen vermindern die existierenden Vorrichtungen Verkehrsgefah­ ren. Einer der vielen Vorteile dieser Vorrichtungen ist, daß sie merklich das Vorkommen der Fälle verringern, daß der Fahrer unbeabsichtigt die Geschwindigkeitsbegrenzung überschreitet. Der Zweck und das Ergebnis der vorliegenden Erfindung ist es, den Bereich der Straßen- und Verkehrsbedingungen, für den ein Reise­ geschwindigkeits-Regelsystem nützlich ist, stark zu erweitern.

In den gegenwärtig in Straßenfahrzeugen verwendeten Reisege­ schwindigkeits-Regelsystemen muß jedoch der rechte Fuß des Fah­ rers vom Bremspedal weg sein (sonst deaktiviert der Druck auf das Pedal das System), was die Bremszeit vergrößert und somit ein potentielles Sicherheitsrisiko bedingt. Dieses Risiko steigt noch an, wenn sich der rechte Fuß mit dem Bodenteppich, dem linken Fuß oder irgendwelchem Abfall verhakt. Diese Nachteile begrenzen weitgehend die Straßen- und Verkehrsbedingungen, für die existierende Systeme vorteilhaft sind, und zwar in einem solche Maße, daß viele Fahrer, deren Autos mit der Regelung ausgerüstet sind, sie selten oder nie benutzen.

In gegenwärtigen Reisegeschwindigkeits-Regelsystemen sind oft am Lenkrad Betriebsschalter montiert, was erfordert, daß der Fahrer eine Hand vom Lenkrad nehmen muß, um die Schalter zu bedienen; wenn das Rad gedreht wird, ändert sich die Schalterposition, und die Augen des Fahrers können abgelenkt werden. Beide Arten von Ablenkungen steigern die Risiken des Fahrens. Insbesondere ver­ ringert die Ablenkung der Augen die Überwachung der Straßenzu­ stände, der Verkehrsbedingungen, der Ampeln und der Geschwindig­ keitsbegrenzungszeichen durch den Fahrer. Zusätzlich führen viele gegenwärtige Systeme manchmal zum zufälligen Betätigen der Hupe, und eine Bedienung mit Handschuhen ist praktisch unmög­ lich.

Wegen dieser Beschränkungen schalten gegenwärtige Systeme auto­ matisch die Reisegeschwindigkeits-Regelung aus, wenn nach einem Bremsen die Fahrzeuggeschwindigkeit merklich unterhalb der ein­ gestellten Regelgeschwindigkeit liegt. Dies ist eine notwendige Sicherheitsmaßnahme für jede automatische Reisegeschwindigkeits- Regeleinrichtung. Es wäre z. B. gefährlich, wenn nach einem voll­ ständigen Halt der Fahrer die "Wiederaufnahme" -Funktion betäti­ gen sollte, weil der Wagen automatisch von Null auf die gesetzte Geschwindigkeit beschleunigen würde.

Die obigen Nachteile der gegenwärtigen Systeme belasten den Fahrer stark und führen zu einer Ermüdung des Fahrers, was wei­ ter die Risiken des Fahrens steigert.

Die Erfindung läßt sich zusammenfassen als eine Vorrichtung zum effizienten automatischen Regeln der Geschwindigkeit eines Fahr­ zeuges durch eine Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine in Form eines Bremspedals, und zwar über einen elektronischen Schalter an einem Reisegeschwindigkeits-Regelsystem für ein Fahrzeug, und als das Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Bedingungen und Situationen zu verbreitern, bei denen die sichere und effiziente Benutzung einer Reisegeschwindigkeits-Regelung eines Fahrzeugs möglich ist.

Die Erfindung weist einen Schalter auf, der mit dem Bremspedal des Fahrzeugs verbunden ist, wobei aufeinanderfolgende Berührun­ gen des Pedals der Reisegeschwindigkeits-Regelung durch den Schalter Signale geben und sie steuern. Die Erfindung erlaubt es auch, daß der Fahrer seinen Fuß leicht auf dem Pedal ruhen las­ sen kann, ohne dabei die Reisegeschwindigkeits-Regelung zu deak­ tivieren oder das Bremssystem des Fahrzeugs zu aktivieren. Dies ist ein nützliches Sicherheitsmerkmal, weil die Reaktionszeit des Fahrers vermindert wird, wenn eine Notbremsung erforderlich ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei­ spiels genauer beschrieben. Die Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein Bremspedal,

Fig. 2 ein Blockdiagramm der Schaltkreisverbindungen,

Fig. 3 einen physikalischen Aufbau des Bremspedals und der Verbindungen und

Fig. 4 eine Seitenansicht von Fig. 3.

In einer einfachen und ökonomischen Form der Erfindung wird ein einzelnes Bremspedal verwendet. Die geringe Kraft, mit der ein Fuß auf dem Pedal ruht (Ruhestellung), reicht nicht aus, um ein Bremsen zu bewirken, ist aber ausreichend, um einen Schalter zu schließen. Ein Schaltkreis zwischen dem Schalter und der Reise­ geschwindigkeits-Regelvorrichtung ermöglicht es, daß das Pedal die Funktion des "Reisegeschwindigkeits"-Knopfes (der die Reise­ geschwindigkeits-Regelung aktiviert) und des "Wiederaufnahme" Knopfes (der die Regelung reaktiviert) nach einer Bremsung aus­ führen kann. Der einzige weitere Schalter ist ein optionaler Ein/Aus-Schalter, der vorzugsweise am Armaturenbrett angeordnet ist. Der Schaltkreis zwischen dem Bremsenschalter und der Reise­ geschwindigkeits-Regelvorrichtung verwandelt den Bremsenschalter in einen "intelligenten Schalter", wie unten beschrieben. Wenn der Wagen mit einem an Bord befindlichen Fahrzeugcomputer ausge­ rüstet ist, könnte alternativ der Computer den Bremsenschalter in einen "intelligenten Schalter" verwandeln.

Ein potentieller Fehler des Schalters ist, daß der Fahrer keine direkte Anzeige dafür hat, wenn der Schalter auf B (Fig. 1, der Ruhestellung) ist, und somit kann der Fahrer unbeabsichtigt die Bremse aktivieren, indem er über B nach C geht. Dies kann bei der vorliegenden Erfindung durch Hinzufügen einer Ausgabe an den logischen Schaltkreis behoben werden, der immer dann, wenn der Schalter von A nach B geht, eine einstufige Warnanzeige (einen Piepton oder ein Blink- oder Blitzlicht oder beides) für den Fahrer einschaltet. So signalisiert eine einzelne Warnanzeige, daß die Wiederaufnahme-Regelung aktiviert ist, und eine doppelte Warnanzeige signalisiert, daß die gewünschte Reisegeschwindig­ keit befohlen worden ist.

In Fig. 1 ist das Bremspedal in drei Positionen gezeigt, A (Fuß vom Pedal weg, Schalter offen), B (Fuß auf dem Pedal, Ruhestel­ lung, Schalter geschlossen, Bremse nicht im Eingriff) und C (Bremsen des Wagens). Wenn eingeschaltet, arbeitet die Erfindung auf die folgende Weise.

• 1. Setzen des Fahrzeugs auf die gewünschte Reisegeschwindig­ keit.
• 2. Leichtes Drücken des Bremspedals. Ein Hörsignal oder ein anderes Signal kann vorgesehen sein, um den Fahrer zu warnen oder ihm zum Bewußtsein zu bringen, daß dieser Schritt durchgeführt worden ist.
• 3. Sehr schnelles Entfernen des Fußes von dem Pedal und wieder­ um sofortiges leichtes Drücken des Fußpedals. Wiederum kann ein Signal vorgesehen sein, um den Fahrer zu warnen. Der Schritt 3 sollte etwa innerhalb einer Sekunde nach der er­ sten Warnanzeige vollendet sein.
• 4. Das Fahrzeug ist nun unter der Reisegeschwindigkeits-Rege­ lung und wird so verbleiben, bis das Fahrzeug gebremst wird oder ein Einschaltschalter ausgeschaltet wird.
• 5. Wenn nach einer Bremsung der Fahrer die zuvor gesetzte Rei­ segeschwindigkeit wieder aufnehmen will, wird dann der Fuß von dem Pedal zurückgenommen und sofort danach ein leichter Fußdruck ausgeübt, um das System zu aktivieren (Schalterkon­ takt in Stellung B). Der Fuß kann dann auf dem Fußpedal verbleiben, oder er kann zurückbewegt werden, ohne die Rei­ segeschwindigkeit zu beeinflussen.
• 6. Um die Reisegeschwindigkeit auf einen neuen Wert einzustel­ len, Wiederholen der Schritte 1 bis 3.

Es ist zu bemerken, daß, wenn der Fuß unbeabsichtigt zittert, um die "Setzen"-Steuerung zu aktivieren, das Warnsignal aktiviert wird, aber keine Änderung eintritt, weil die Geschwindigkeit sich nicht verändert hat.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig. 3 und 4 gezeigt. Fig. 3 zeigt die Schnittstelle zwi­ schen der Anordnung mit dem "intelligenten" Schalter und der Bremspedalmechanik. Das Bremspedal 1 und der Bremspedalarm 2 sind an einem Schaft 3 befestigt, der sich in einem Lagerjoch 4 drehen kann. Der Schaft 3 ist so eingestellt, daß eine Drehbewe­ gung von einigen Grad erforderlich ist, um einen Schalterarm auf einen Kontakt 13 zu setzen. Ein Schaltergehäuse 5 ist an dem Lager durch einige Stifte befestigt, wie den mit 6 bezeichneten, und ist elektrisch an dem Joch 4 geerdet (oder, wenn das Joch nicht geerdet ist, dann an einer anderen elektrischen Erde des Fahrzeugs). Der Schaft 3 steht durch ein Loch 7 in das Schalter­ gehäuse 5 vor. Der Schalterarm 8 wird durch einen Stift 9 gegen das Ende des Schafts 3 gehalten. Der Schalterarm 8 ist über eine Stellschraube 10 an dem Schaft 3 befestigt. Durch eine Abdeck­ platte 11 wird der Zugang zu dem Schaltergehäuse 5 ermöglicht.

Weitere Details des Schaltersystems sind in Fig. 4 gezeigt, die eine Ansicht senkrecht zur Achse des Schafts 3 darstellt. Die Abdeckplatte 11 ist nicht gezeigt.

Eine Feder 12 hält den Schalter in der geöffneten Position, wie gezeigt. Die Feder 12 könnte auch außerhalb des Schaltergehäuses 5 liegen und direkt mit der Bremspedalmechanik zusammenwirken, oder sie könnte überhaupt nicht benötigt sein, was von der Kon­ struktion des Bremspedalsystems abhängt. Auf jeden Fall bewegt ein leichter Druck auf das Bremspedal 1 den Schalterarm 8 auf den Kontakt 13 zu, der über eine logische Karte 14 eine Warnvor­ richtung 15 betätigt. Die Stromversorgung für die Warnvorrich­ tung 15 und für die Schaltkreise 20 der logischen Karte wird über einen Draht 16 bereitgestellt, der von einem wahlweisen Schalter 19 am Armaturenbrett zu dem positiven Anschluß der Fahrzeugbatterie führt. Ein Ausgabesignal von der logischen Karte geht über einen Draht 17 an die Reisegeschwindigkeits- Regelvorrichtung, um die Reisegeschwindigkeits-Regelung zu betä­ tigen. Die andere Ausgabe von der logischen Karte geht durch einen Draht 18, um die Wiederaufnahme-Betriebsart des Reisege­ schwindigkeits-Regelsystems zu betätigen.

Immer wenn ein leichter Fußdruck den Schalter auf den Kontakt 13 plaziert, gibt die Warnvorrichtung 15 ein Signal für den Fahrer ab, aber die logische Karte verzögert die Aussendung eines Si­ gnals an das Reisegeschwindigkeits-Regelsystem für etwa eine Sekunde oder mehr. Wenn jedoch innerhalb der Verzögerungszeit der Fahrer seinen Fuß von dem Pedal zurücknimmt und ihn wieder aufsetzt, um den Schalterkontakt 13 rückzusetzen, gibt die Warn­ vorrichtung ein Signal an den Fahrer ab, und der logische Schaltkreis sendet ein Signal durch den Draht 17, um die Reise­ geschwindigkeits-Regelgeschwindigkeit rückzusetzen.

Wenn das Fahrzeug gebremst worden ist, sendet ein Schalterkon­ takt 13a ein Signal an den logischen Schaltkreis, um das nächste Signal von dem Kontakt 13 zu ignorieren und das Signal an die Warnvorrichtung 15 abzubrechen. Dies vermeidet die Aktivierung der Wiederaufnahme-Betriebsart, wenn es nicht gewünscht ist. Wenn jedoch die Wiederaufnahme-Betriebsart gewünscht wird, wird der Fuß von dem Pedal zurückbewegt und sofort danach leichter Fußdruck auf das Pedal angewendet, um den Piepton und die Wie­ deraufnahme-Betriebsart zu aktivieren. (Dies ergibt sich aus der obigen Beschreibung). Alle Betriebsschritte der Reisegeschwin­ digkeits-Regelvorrichtung werden durch den Fuß des Fahrers durch Bedienen des "intelligenten Schalters" durchgeführt, wobei sich der Fuß des Fahrers immer auf oder am Bremspedal befindet (au­ ßer, wenn eine manuelle Beschleunigung erforderlich ist). Daher kann der Fahrer besser fortlaufend die Straßenzustände, die Verkehrsbedingungen, Verkehrslichter, Verkehrszeichen, Geschwin­ digkeitsbegrenzungszeichen und Orientierungspunkte visuell über­ wachen. Da die visuelle Aufmerksamkeit des Fahrers selten abge­ lenkt wird und eine kürzere Reaktionszeit ermöglicht wird, kann eine viel niedrigere Grenze für die Geschwindigkeit gesetzt werden, die die Reisegeschwindigkeits-Regelung abschaltet und daher eine Wiederbeschleunigung und das Rücksetzen der Regelung nach dem Bremsen erfordert. Zusätzlich kann der Fahrer unter viel komplizierteren Straßen- und Autobahnbedingungen sicher unter der Reisegeschwindigkeits-Regelung verbleiben.

Claims (8)

1. Bremspedalvorrichtung zum automatischen Regeln der Geschwin­ digkeit eines Fahrzeugs, gekennzeichnet durch

• a) eine Bremspedalmechanik;
• b) einen drehbaren Schaft, der das Bremspedal mit der Bremspedalmechanik verbindet;
• c) einen Schalter, der elektrisch mit einer Reisege­ schwindigkeits-Regelvorrichtung und mit der Bremspedalmecha­ nik verbunden ist, wobei die Bremspedalmechanik als eine Eingabevorrichtungs-Schnittstelle zwischen einem Fuß des Fahrers und der Reisegeschwindigkeits-Regelvorrichtung wirkt, um die Fahrzeuggeschwindigkeit auf eine gewünschte Geschwindigkeit zu setzen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen manuellen Schalter am Armaturenbrett und eine Anzeige, die zwischen einer Spannungsversorgung und der Reisegeschwindig­ keits-Regelvorrichtung angeschlossen sind, um den Signalfluß an die Reisegeschwindigkeits-Regelvorrichtung zu steuern.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein Brems­ pedalmechanik-Gehäuse und eine Federeinrichtung, die zwi­ schen dem Gehäuse und der Bremspedalmechanik angeschlossen ist und geeignet ist, die Bremspedalmechanik daran zu hin­ dern, elektrisch mit dem Schalter in Kontakt zu kommen, wenn durch den Fuß eines Fahrers eine Kraft auf das Bremspedal ausgeübt wird, die eine erste vorbestimmte Grenze nicht überschreitet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung durch den Schalter eine Verbindung zwischen dem Bremspedal und der Reisegeschwindigkeits-Regelung her­ stellt, so daß der Schalter durch Ausübung einer Kraft auf das Bremspedal, die eine zweite vorbestimmte Grenze nicht überschreitet, aktiviert werden kann, ohne die Bremsen des Fahrzeuges zu betätigen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter bei Ausübung einer Kraft auf das Bremspedal, die die zweite Grenze überschreitet, das Bremssystem des Fahr­ zeugs aktiviert.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Warn­ einrichtung zum Anzeigen, wenn ein Kommando von dem Schalter akzeptiert worden ist.

7. Verfahren zum automatischen Steuern der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs, das mit einer Reisegeschwindigkeits-Regel­ vorrichtung ausgerüstet ist, die durch einen Schalter mit einem Bremspedal verbunden ist, gekennzeichnet durch die Schritte:

• a) manuelles Einstellen des Fahrzeugs auf eine ge­ wünschte Geschwindigkeit;
• b) leichtes einmaliges Niederdrücken des Bremspedals;
• c) leichtes Niederdrücken des Pedals für ein zweites Mal, innerhalb einer voreingestellten Zeitperiode, um die Fahrzeuggeschwindigkeit auf die gewünschte Geschwindigkeit zu bringen.

8. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt:

• a) leichtes einmaliges Niederdrücken des Pedals nach dem Bremsen, um die gewünschte Geschwindigkeit wiederzuge­ winnen.