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TECHNISCHES
GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug sowie eine Vorrichtung
und ein Verfahren zur Fahrsteuerung des Fahrzeugs. Insbesondere
betrifft sie ein Fahrzeug, das seine Fahrbedingungen steuert, und
eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Fahrsteuerung bei Erkennung
der Fahrumgebung vor dem Fahrzeug.
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STAND DER
TECHNIK
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Da
eine bekannte Technik es ermöglicht,
die Fahrbedingungen des eigenen Fahrzeugs entsprechend den Fahrbedingungen
eines vorausfahrenden Fahrzeugs oder entsprechend den Fahrbedingungen,
die durch den Fahrer erzeugt werden sollen, ist eine Technik in
dem Dokument der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. Hei 7-47862
offenbart.
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In
dem Dokument ist ein Auswahlverfahren offenbart, um es entweder
dem Fahrzeug zu gestatten, in Übereinstimmung
mit den Fahrbedingungen eines vorausfahrenden Fahrzeugs zu fahren,
oder es dem Fahrzeug zu gestatten, entsprechend der Absicht des
Fahrers durch einen Schaltvorgang des Fahrers zu fahren, wobei der
Fahrmodus entsprechend durch Schalten ausgewählt wird. Die vorliegende Erfindung
ist dergestalt, dass das Umschalten zwischen den beiden obigen Fahrmodi
dem Urteil des Fahrers überlassen
ist, so dass ein Fahren entsprechend dem von dem Fahrer beabsichtigten
Fahrmodus ausgeführt
werden kann.
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Gemäß dem Stand
der Technik wird, wenn der Fahrer das Fahrzeug an einem Punkt, um
auf eine oder von einer Autobahn oder einem Kreuzungspunkt zu fahren,
irrtümlicherweise
in den Modus geschaltet hat, um einem vorausfahrenden Fahrzeug nachzufolgen,
und wenn es kein vorausfahrendes Fahrzeug gibt, das Fahrzeug beschleunigt,
um eine voreingestellte Sollfahrzeuggeschwindigkeit zu erreichen,
und dies neigt dazu, den Fahrer zu irritieren oder zwangläufig einen
Unfall zu verursachen.
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Weiterhin
ist es ein wichtiges Problem gewesen, eine Technologie einzurichten,
um die Sicherheit des eigenen Fahrzeugs durch Erfassen des Abstands
zwischen dem eigenen Fahrzeug und einem voraus befindlichen Fahrzeug
(einschließlich
eines Hindernisses) und der relativen Geschwindigkeit dazwischen
sicherzustellen. Bei der vorgenannten Technologie ist es von wesentlicher
Bedeutung, das Erzielen des Fahrens, wie es vom Fahrer beabsichtigt
ist (eine zufrieden stellende Antwort auf eine lineare Beschleunigung
entsprechend dem Auftretbetrag auf das Gaspedal), und die Garantie
der Sicherheit (Verhinderung einer Kollision) zu vereinigen. Jedoch sind,
soweit das Fahren von Fahrzeugen betroffen ist, die Gebiete, in
denen der oben zuerst genannte Fahrmodus anwendbar ist, noch beträchtlich
begrenzt, d. h. es ist nur auf Autobahnen anwendbar, ausgenommen
Zollstellen und Stellen für
Fahrzeuge zum Einfahren in oder Ausfahren aus der Autobahn. Jedoch
kann das Umschalten zwischen den beiden vorgenannten Fahrmodi nur
durch den Umschaltvorgang durch den Fahrer erfolgen. In dem Fall,
dass ein fehlerhafter Umschaltvorgang erfolgt, ist es unvermeidbar,
dass eine unerwartete Beschleunigung oder Verzögerung durch den Fahrer entsteht
oder sich ein Unfall ereignet.
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Das
Dokument
DE 196 38
511 A betrifft ein Längsführungssystem
bzw. einen Tempomat, das bzw. der Navigationsdaten von einem GPS-System verwendet,
um eine Sollgeschwindigkeit für
zum Beispiel eine sich nähernde
Kurve anzupassen. Weiterhin wird auf der Grund lage der Navigationsdaten
von dem GPS-System bestimmt, ob ein erfasstes Fahrzeug vor dem eigenen
Fahrzeug auf derselben Fahrbahn der Straße fährt, wobei, wenn dies der Fall
ist, dieses Fahrzeug für
eine Abstandsregelung verwendet wird.
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Das
Dokument
JP 04295878
A betrifft eine Fahrzeugsteuerung, die eine aktuelle Position
des Fahrzeugs unter Verwendung von Karteninformation aus einer Karteninformations-Speichereinrichtung benutzt.
Auf der Grundlage dieser Information wird bestimmt, ob das Fahrzeug
sich in einem Bereich befindet, in dem das Nachfolge-Fahren ausgeführt werden
kann oder nicht.
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OFFENBARUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines
Fahrzeugs, das in einer Umgebung oder einem Gebiet, in der bzw.
dem die Fahrsteuerung eines Fahrzeugs, wie zum Beispiel eine Fahrzeug-Nachfolge-Steuerung,
imstande ist, die Fahrsteuerung (einschließlich des Anhaltens des Fahrzeugs)
zu ändern,
um dadurch einen Unfall des Fahrzeugs zu verhindern, sowie eine
Vorrichtung und ein Verfahren zur Fahrsteuerung des Fahrzeugs.
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Die
vorstehende Aufgabe wird gemäß den Merkmalen
der unabhängigen
Ansprüche
gelöst.
Die abhängigen
Ansprüche
beziehen sich auf vorteilhafte Ausführungen der Erfindung.
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Ein
Fahrzeug kann folgendes umfassen: einen Motor; eine Bremse; und
eine Steuervorrichtung; wobei die Steuervorrichtung den Motor oder
die Bremse auf der Grundlage des Abstands von einem vorausfahrenden
Fahrzeug steuert, und das eigene Fahrzeug auf dieser Seite, während dasselbe
sich in einem Gebiet befindet, den Steuermodus ändert.
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Weiterhin
kann die Steuervorrichtung den Motor oder die Bremse auf der Grundlage
des Abstands von einem vorausfahrenden Fahrzeug steuern, und das
eigene Fahrzeug ändert
den Steuermodus auf der Grundlage von Information über die
vor dem eigenen Fahrzeug liegende Straße.
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Weiterhin
kann eine Fahrzeug-Fahrsteuervorrichtung in einem Fahrzeug zum Steuern
eines Motors oder einer Bremse des Fahrzeugs auf der Grundlage des
Abstands von einem vorausfahrenden Fahrzeug und zum Ändern des
Steuermodus, wenn das Fahrzeug ein Gebiet erreicht hat, angebracht
sein.
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Weiterhin
kann eine in einem Fahrzeug angebrachte Fahrzeug-Fahrsteuervorrichtung
einen Motor oder eine Bremse des Fahrzeugs auf der Grundlage des
Abstands von einem vorausfahrenden Fahrzeug steuern und den Steuermodus
auf der Grundlage von Information über die vor dem Fahrzeug liegende
Straße ändern.
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Ferner
kann eine Fahrzeug-Fahrsteuervorrichtung folgendes umfassen: eine
Steuereinrichtung zum Steuern von wenigstens einem von einem Motor,
einem Geschwindigkeitswechselgetriebe und einer Bremse auf der Grundlage
eines Erkennungssignals der Fahrumgebung vor dem Fahrzeug; eine
Kartenspeichereinrichtung zum Speichern von Karteninformation; eine
Aktuelle-Position-Erfassungseinrichtung zum Erfassen der aktuellen
Position des Fahrzeugs; und eine Stoppeinrichtung zum Stoppen der Steuereinrichtung,
wenn bekannt ist, dass das Fahrzeug nach Maßgabe der Karteninformation
und der aktuellen Position ein Gebiet erreicht hat.
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Weiterhin
umfasst eine erfindungsgemäße Fahrzeug-Fahrsteuervorrichtung
folgendes: einen ersten Fahrmodus, der von einem Motor, einem Geschwindigkeitswechselgetriebe
und einer Bremse zumindest eines auf der Grundlage eines Erkennungssignals
der Fahrumgebung vor einem Fahrzeug steuert; einen zweiten Fahrmodus,
der von dem Motor, dem Geschwindigkeitswechselgetriebe und der Bremse
zumindest eines auf der Grundlage eines Signals steuert, das durch
die Betätigung
des Fahrers des Fahrzeug erzeugt wird; eine Modusschalteinrichtung
zum Auswählen
und Ausführen
von einem der beiden Fahrmodi; eine Kartenspeichereinrichtung zum
Speichern von Karteninformation; und eine Aktuelle-Position-Erfassungseinrichtung
zum Erfassen der aktuellen Position des eigenen Fahrzeugs, dadurch
gekennzeichnet, dass die Modusschalteinrichtung den zweiten Fahrmodus
auswählt,
wenn bekannt ist, dass das Fahrzeug nach Maßgabe der Karteninformation
und der aktuellen Position ein Gebiet erreicht hat.
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Weiterhin
kann ein Fahrzeug-Fahrsteuerverfahren die Fahrumgebung vor einem
Fahrzeug erkennen und von einem Motor, einem Geschwindigkeitswechselgetriebe
und einer Bremse zumindest eines auf der Grundlage der Erkennung
steuern, wobei das Fahrzeug-Fahrsteuerverfahren die folgenden Schritte
umfasst: Erfassen der aktuellen Position des Fahrzeugs und Stoppen
der Steuerung, wenn bekannt ist, dass das Fahrzeug nach Maßgabe von
Karteninformation im Speicher und der aktuellen Position ein Gebiet
erreicht hat.
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Des
Weiteren wird ein Fahrzeug-Fahrsteuerverfahren bereitgestellt zum
Auswählen
und Ausführen
entweder eines ersten Fahrmodus, bei dem die Fahrumgebung vor einem
Fahrzeug erkannt und von einem Motor, einem Geschwindigkeitswechselgetriebe
und einer Bremse zumindest eines auf der Grundlage der Erkennung
gesteuert wird, oder eines zweiten Modus, bei dem von dem Motor,
dem Geschwindigkeitswechselgetriebe und der Bremse zumindest eines
auf der Basis eines Signals gesteuert wird, das durch Betätigung durch
den Fahrer des Fahrzeugs erzeugt wird, wobei das Fahrzeug-Fahrsteuerverfahren
dadurch gekennzeichnet ist, dass es die folgenden Schritte umfasst:
Erfassen der aktuellen Position des Fahrzeugs und Auswählen des
zweiten Fahrmodus, wenn bekannt ist, dass das Fahrzeug nach Maßgabe von
Karteninformation im Speicher und der aktuellen Position ein Gebiet
erreicht hat.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Blockdiagramm einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
ein Systemkonfigurationsdiagramm der Erfindung.
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3 ist
eine Erläuterungszeichnung
eines Beispiels für
ein Gebiet, in dem die Fahrzeugabstand-Steuerung auf einer Autobahn
verboten ist.
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4 ist
eine Erläuterungszeichnung
eines Beispiels für
ein Gebiet, in dem die Fahrzeugabstand-Steuerung auf einer gewöhnlichen
Straße
verboten ist.
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5 ist
eine Erläuterungszeichnung
eines Verfahrens zur Erkennung eines Gebiets, in dem eine Fahrzeug-Nachfolgesteuerung
verboten ist.
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6 ist
eine Erläuterungszeichnung
von CD-ROM-Daten.
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7 ist
eine Zeichnung, die eine Zeittabelle zu der Zeit zeigt, wenn ein
Fahrzeug von einem Gebiet, in dem der erste Fahrmodus erlaubt ist,
zu einem Sperrgebiet gewechselt hat.
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8 ist
eine Erläuterungszeichnung
eines Steuerverfahrens gerade vor einem Gebiet, in dem die Fahrzeug-Nachfolgesteuerung
verboten ist.
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9 ist
eine Erläuterungszeichnung
eines Umrisses der Getriebesteuerung zum Zeitpunkt der Verzögerung.
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10 ist
eine Erläuterungszeichnung
von Soll-Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsdaten, wenn es schön ist.
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11 ist
eine Erläuterungszeichnung
eines Korrekturfaktors eines Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands, wenn
die Fahrumgebung verändert
wird.
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12 ist
eine Erläuterungszeichnung,
in der der Sollkorrekturfaktor des Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstands
nach Maßgabe
von Bedingungen im Fahrgebiet geändert
wird.
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13 ist
eine Zeichnung, die eine Zeittabelle zeigt, wenn ein Fahrzeug von
einem Gebiet, in dem der erste Fahrmodus verboten ist, in ein Zulassungsgebiet
wechselt.
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BESTE ART
UND WEISE DES AUSFÜHRENS
DER ERFINDUNG
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Obwohl
in der vorliegenden Patentanmeldung eine Ausführungsform eines Fahrzeugs
beschrieben wird, das mit einem Motor als Hauptmotor versehen ist,
ist es natürlich
möglich,
die vorliegende Erfindung bei einem Elektrofahrzeug anzuwenden, das
mit einem Elektromotor als Hauptmotor versehen ist, oder bei einem
Hybridfahrzeug, das sowohl mit einem Motor als auch einem Elektromotor
als Hauptmotor versehen ist.
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Eine
Ausführungsform
gemäß der Erfindung wird
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben.
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1 ist
ein Blockdiagramm einer Ausführungsform
der Erfindung. Zuerst wird eine Steuerlogik in einem Fall beschrieben,
in dem ein (nicht gezeigtes) Fahrzeug durch einen Fahrer gefahren
wird, der ein (nicht gezeigtes) Gaspedal normal betätigt. Ein
Gaspedalwinkel α und
eine Fahrzeuggeschwindigkeit No werden in eine zweite Antriebswellendrehmomentberechnungseinrichtung 1 eingegeben,
so dass ein zweiter Sollwert Ttar2 berechnet wird, um in eine Sollwertänderungseinrichtung 2 eingegeben
zu werden. Aus der Sollwertänderungseinrichtung 2 wird
der Wert Ttar2, so wie er ist, für
einen Wert Ttar eingesetzt und dieser Wert Ttar wird direkt in eine Sollbremskraftberechnungseinrichtung 3,
eine Sollmotordrehmomentberechnungseinrichtung 4 und eine
Sollgeschwindigkeitsänderungsverhältnisberechnungseinrichtung 5 eingegeben.
In der Berechnungseinrichtung 3 wird der durch den Wert
Ttar und die Solldrehzahl des Geschwindigkeitswechselgetriebes begrenzte
bremsgesteuerte Bereich auf der in 9 gezeigten
Eingabewellenseite gesucht und dadurch wird eine Sollbremskraft
Bt berechnet. Dieser Wert Bt wird in einen Bremsaktuator 6 eingegeben, so
dass eine Bremssteuerung ausgeführt
wird. In der Berechnungseinrichtung 5 wird ein Sollgeschwindigkeitsänderungsverhältnis It
mit den Werten Ttar und No, die als die Parameter verwendet werden,
in einem Beschleunigungszustand berechnet. Weiterhin wird zum Zeitpunkt
der Verzögerung
der motorbremsgesteuerte Bereich, der durch den Wert Ttar und die
Solldrehzahl des Geschwindigkeitswechselgetriebes auf der in 9 gezeigten
Eingabewellenseite begrenzt wird, gesucht und dadurch wird ein Sollgeschwindigkeitsänderungsverhältnis It
berechnet. Ein solcher Wert It wird in einen Geschwindigkeitsänderungsaktuator 7 eingegeben
und die Beschleunigungssteuerung und Motorbremsensteuerung werden
ausgeführt.
Weiterhin wird in der Berechnungseinrichtung 4 ein Sollmotordrehmoment Tet
aus den Werten Ttar, It und einem tatsächlichen Geschwindigkeitsänderungsverhältnis It,
das in eine Solldrosselklappenöffnungsberechnungseinrichtung 8 einzugeben
ist, berechnet. Dann wird die Solldrosselklappenöffnung θt berechnet, um an einen Drosselaktuator 9 ausgegeben
zu werden. Zu diesem Zeitpunkt wird der Wert It für eine Trägheitskorrektursteuerung
zum Zeitpunkt einer Übergangshandlung verwendet,
so dass Drehmomentschwankungen zum Zeitpunkt der Beschleunigung
und Verzögerung
unterdrückt
werden.
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Wenn
des Weiteren das tatsächliche
Geschwindigkeitsänderungsverhältnis Ir
als Verhältnis der
eingegebenen Achsendrehzahl des Geschwindigkeitswechselgetriebes
Nt zum Wert No zur Berechnung des Wert Tet verwendet wird, wird
die Nachfolge-Charakteristik des tatsächlichen Antriebswellendrehmoments
zum Wert Ttar verbessert und eine gute Drehmomentsteuerung wird
möglich.
Weiterhin wird dasselbe Ergebnis erhalten, wenn die Fahrzeug-Vorwärts/Rückwärts-Beschleunigung und die
Antriebskraft anstelle des Antriebswellendrehmoments verwendet werden.
Zwar wird in der vorliegenden Ausführungsform eine Bremssteuerung
verwendet, aber eine bessere Beschleunigungs- und Verzögerungssteuerung
als in den vorhandenen Fahrzeugen kann nur durch Steuern des Motordrehmoments und
des Geschwindigkeitsänderungsverhältnisses ausgeführt werden
und dadurch kann ein Fahren erreicht werden, wie es der Fahrer beabsichtigt
hat. Obwohl die obige Beschreibung in Verbindung mit einem nun vorherrschenden
Motor vom Einlassöffnungseinspritztyp
erfolgt ist, kann durch die Verwendung eines Motors vom Zylindereinspritztyp,
der eine gute Steuerbarkeit aufweist, das Luft/Kraftstoff-Verhältnis erhöht werden
und dadurch kann durch Ausführen
einer Luft/Kraftstoff-Verhältnissteuerung,
in der die Drosselsteuerung und die Kraftstoffmengensteuerung kombiniert
sind, das Soll motordrehmoment erzielt werden und eine präzisere Antriebswellendrehmomentsteuerung
wird möglich.
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Nun
wird die Steuerlogik beschrieben, die verwendet wird, wenn der Fahrer
den Fahrmodus aus dem oben beschriebenen normalen Fahrmodus in eine
Fahrzeugabstand-Steuerung durch Betätigen eines Schalters, wie
etwa des Änderungsschalters SW, ändern wollte.
Wenn die Fahrzeugabstand-Steuerung angefordert wird, werden die
relative Geschwindigkeit Vs zwischen dem Fahrzeug und einem voraus
befindlichen Gegenstand (Fahrzeug oder anderes), der Fahrzeugabstand
St, der Sollfahrzeugabstand Stt und der Wert No in eine erste Sollantriebswellendrehmomentberechnungseinrichtung 10 eingegeben
und eine Sollbeschleunigung/-verzögerung wird aus der Abweichung
zwischen dem Wert No und einer Sollfahrzeuggeschwindigkeit Vtt,
die aus den obigen Werten Vs, St, und Stt berechnet wird, und der
Zeit zum Erreichen der Sollfahrzeuggeschwindigkeit berechnet, und
dann wird der erste Sollwert Ttar 1 aus dem Fahrzeuggewicht, dem
Reifenradius, der Schwerkraftbeschleunigung und dem Fahrwiderstand
bei ebener Strecke berechnet. Dann wird der Wert Ttar 1 als
Parameter für
eine Einscher- bzw. Schneiden-Erkennungseinrichtung 11 und
die Änderungseinrichtung 1 eingegeben.
Wenn zum Beispiel das Fahrzeug einem vorausfahrenden Fahrzeug sicher
folgt, wird die Steuerung der Antriebskraft zum Zeitpunkt des normalen
Fahrens entsprechend dem Wert Ttar 1 ausgeübt. Andererseits wird
in einem Notfall, bei dem ein anderes Fahrzeug vor dem Fahrzeug
einschert bzw. es schneidet, die abrupte Änderung von Ttar 1 durch
die Einscher-Erkennungseinrichtung 11 erkannt und der Modus
wird automatisch in den Modus der Fahrzeugabstand-Steuerung geändert. Somit
kann eine Sicherheits-Fahrzeug-Nachfolgesteuerung realisiert werden.
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Nachstehend
wird das System zum Steuern der Kraftübertragung in Abhängigkeit
von dem ersten Sollantriebswellendrehmoment als erster Fahrmodus bezeichnet
und das System zur Steuerung der Kraftübertragung in Abhängigkeit
von dem zweiten Sollantriebswellendrehmoment als zweiter Fahrmodus.
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Nun
wird das Verfahren zur Ausübung
eines automatischen Umschaltens zwischen dem ersten Fahrmodus und
dem zweiten Fahrmodus zu einem Zeitpunkt, der nicht in einem Notfall,
wie oben beschrieben, stattfindet, beschrieben. Es gibt eine große Anzahl
verschiedener Straßenumgebungen,
in denen das Fahrzeug fährt;
der erste Fahrmodus, wie etwa die Fahrzeug-Nachfolgesteuerung, ist
nur in beschränkten
Gebieten zugelassen. Durch Festlegen solcher Fahrmodus-Sperrgebiete
kann die Sicherheit zum Zeitpunkt des Nachfolgesteuerungsmodus garantiert
werden. Vorliegend wird ein Fall beschrieben, in dem ein Navigationssystem
eingesetzt wird.
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Zuerst
wird der obige No in eine Gefahrene-Strecke-Berechnungseinrichtung 30 eingegeben und
die gefahrene Strecke 1 wird mit einer Funktion f berechnet.
Außerdem
wird eine Winkelgeschwindigkeit ω in
eine Richtungsberechnungseinrichtung 31 eingegeben und
die Richtung d wird mit einer Funktion g berechnet. Die präzise Entfernung
und Richtung von einem GPS (Global Positioning System) 32 werden
jeweils in die Entfernungsberechnungseinrichtung 30 und
die Richtungsberechnungseinrichtung 31 eingegeben, um die
obigen Werte 1 und d zu korrigieren. Dann werden die Werte 1 und
d und des Weiteren Karteninformation von einer CD-ROM (Compact Disc-Read Only Memory),
die Information über
Gebiete beinhaltet, in denen eine Fahrzeugabstand-Steuerung verboten
ist (6), in eine Sperrgebiet-Festlegungseinrichtung 33 eingegeben.
Entsprechend den Signalen wird ein Fahrbeschränkungsgebiet berechnet, das
zum Umschalten zwischen dem ersten Fahrmodus und dem zweiten Fahrmodus
erforderlich ist. Die Daten des Beschränkungsgebiets werden in eine
Erster-Fahrmodus-Sperreinrichtung 35 und eine Modusumschaltungs-Sperreinrichtung 36 eingegeben.
Beispielsweise muss in einer Steuerlogik, die ausgeübt wird, wenn
das Fahrzeug von einem Erster-Fahrmodus-Zulassungsgebiet zum Erster-Fahrmodus-Sperrgebiet (in dem
nur der zweite Fahrmodus erlaubt ist) umschaltet, wie in 7 gezeigt,
der Steuermodus vor dem Umschalten in das Erster-Fahrmodus-Sperrgebiet
umgeschaltet werden. Dies bedeutet, dass der Fahrer vor dem Umschalten
mittels einer Übergangsmitteilungseinrichtung 37 von
der Notwendigkeit des Umschaltens des Fahrmodus informiert werden muss.
Nachdem die Mitteilung ergangen ist, wird das Fahrzeug eine vorgegebene
Zeitdauer oder eine vorgegebene Entfernung bei konstanter Verzögerung gefahren,
so dass der Fahrer auf die Vornahme einer manuellen Antriebsbetätigung vorbereitet
wird. Diese Steuerung ist dergestalt, dass sie es der Sollwertänderungseinrichtung 2 gestattet,
den Wert auszuwählen,
der in einer Sollkonstantverzögerungsberechnungseinrichtung 38 unter
Verwendung des Signals von der Modussperreinrichtung 35 als
Auslösesignal berechnet
wird, um dadurch die Kraftübertragung
zu steuern. Dadurch kann erreicht werden, dass das Fahrmodusumschalten
sicher und bequem für
den Fahrer ist. Wenn während
der Verzögerungszeitdauer
auf das Gaspedal getreten wird, wird beurteilt, dass das manuelle
Fahren vorbereitet ist, und sofort wird der erste Fahrmodus abgeschaltet.
Der Betrieb der Modusumschaltungs-Sperreinrichtung 36 wird unter
Bezugnahme auf 8 beschrieben. Der vorliegende
Betriebszustand stellt einen Fall beispielhaft dar, in dem das Fahrzeug,
das in einem Erster-Fahrmodus-Zulassungsgebiet fährt, unmittelbar nachdem der
Fahrer den Änderungsschalter
SW betätigt
hat, in ein Erster-Fahrmodus-Sperrgebiet fährt. In einem solchen Fahrzustand
wird die Fahrzeug-Nachfolgesteuerung entsprechend dem Schaltvorgang
ausgeübt,
aber dann, weil der Fahrer das Gaspedal in seine ursprüngliche
Position zurückbringt,
wie durch die gestrichelte Linie angegeben ist, wird der Grad der Drosselventilöffnung reduziert
und die Fahrzeuggeschwindigkeit wird gesenkt. Dann, weil der Fahrer hastig
auf das Gaspedal tritt, erfährt
der Fahrer ein unangenehmes Gefühl.
Wenn daher das Fahrzeug demnächst
in ein Erster-Fahrmodus-Sperrgebiet wechseln wird, wenn der obige
Schalter betätigt
worden ist, wird das Schalten in den ersten Fahrmodus durch die
Modusumschaltungs-Sperreinrichtung 36 verhindert, wie durch
die ausgezogene Linie angegeben, und gleichzeitig wird dem Fahrer
mittels der obigen Übergangsmittelungseinrichtung 37 die
Tatsache mitgeteilt, dass das Umschalten in den ersten Fahrmodus
nicht erfolgen kann. Nun wird eine Steuerung, die ausgeübt wird,
wenn das Fahrzeug von einem Erster-Fahrmodus-Sperrgebiet zu einem
Erster-Fahrmodus-Zulassungsgebiet wechselt, unter Bezugnahme auf 13 beschrieben
(eine Zeittabelle in dem Fall, in dem das Fahrzeug von einem Erster-Fahrmodus-Sperrgebiet
in ein Erster-Fahrmodus-Zulassungsgebiet
wechselt). Zuerst befinden sich der Änderungsschalter SW und der Übergangsmitteilungsmerker
in einem Ein-Zustand im Erster-Fahrmodus-Sperrgebiet (während das
Fahrzeug im zweiten Fahrmodus fährt).
Der EIN-Zustand des Schalters zeigt an, dass der erste Fahrmodus
beim AUS-Schalten des Übergangsmittelungsmerkers startet,
nämlich,
dass die Fahrzeugabstand-Steuerung bald ausgeübt wird. Wenn in diesem Zustand der
erste Fahrmodus zugelassen wird, d. h. der Übergangsmittelungsmerker ausgeschaltet
wird, besteht die Möglichkeit,
dass das Fahrzeug plötzlich
beschleunigt oder verzögert
wird. Dies ist gefährlich
und erschreckt den Fahrer (die gestrichelten Linien in 13).
Daher ist der Entwurf so, dass der erste Fahrmodus ausgeführt wird,
wenn der Übergangsmitteilungsmerker
ausgeschaltet ist und der Fahrer den Schalter SW betätigt hat,
um ihn wieder einzuschalten. Dementsprechend wird, wie in 13 gezeigt,
der Grad der Drosselventilöffnung
so gesteuert, dass die Fahrzeug-Nachfolge selbst dann durchgeführt wird,
wenn der Fahrer das Gaspedal betätigt. Außerdem wird, wenn
der Übergangsmitteilungsmerker
ausgeschaltet ist, eine Sprachmitteilung an den Fahrer ausgegeben,
wie zum Beispiel „Stellen
Sie den Änderungsschalter
zurück,
da die Fahrzeugabstand-Steuerung
(der erste Fahrmodus) gestattet ist."
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Die
obige Beschreibung betrifft einen Fall, in dem Information über das
Fahrsperrgebiet zuvor in der CD-ROM oder dergleichen gespeichert
ist. Jedoch schwanken die realen Fahrumgebungen ständig in
Abhängigkeit
von verschiedenen Bedingungen, wie zum Beispiel Baustellen auf der
Straße,
Wetterumschwüngen
und dem Auftreten von Naturkatastrophen. Dementsprechend werden
Signale von einer Umschreibungseinrichtung 41 in die Fahrsperrgebiet-Festlegungseinrichtung 33 eingegeben,
um es dem Fahrer oder einem Beifahrer zu gestatten, das Fahrsperrgebiet
umzuschreiben. Außerdem
weist die Festlegungseinrichtung 33 eine (nicht gezeigte) Speichereinrichtung
auf, die das Umschreiben des Fahrsperrgebiets gestattet, so dass
das Einschreiben oder Löschen
durch die obige Umschreibeinrichtung 41 vorgenommen werden
kann. Kommunikationssignale von der (nicht gezeigten) Infrastruktur werden
in die Umschreibeeinrichtung 41 eingegeben und das obige
Fahrsperrgebiet kann auch durch die Kommunikationssignale eingestellt
oder gelöscht werden.
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2 veranschaulicht
die Systemkonfiguration der Erfindung. Ein Motor 16 und
ein Geschwindigkeitswechselgetriebe 17 sind in einer Fahrzeugkarosserie 15 angebracht
und eine Motorkraftübertragungs-Steuereinheit 19 steuert
die an eine Kraftübertragung übertragene
Antriebskraft zwischen dem Motor 16 und den Rädern 18.
Die Steuereinheit 19 berechnet das zweite Sollantriebswellendrehmoment (Antriebskraft,
Beschleunigung/Verzögerung)
und entsprechend dem so berechneten Sollwert werden die Solldrosselventilöffnung θt (Luftströmungsgeschwindigkeit),
Kraftstoffmenge, der Zündzeitpunkt, Bremsdruck
Bt, das Geschwindigkeitsänderungsverhältnis It
und der Getriebesteueröldruck
PL berechnet. Zur Kraftstoffsteuerung wird ein derzeit vorherrschender
Einlassöffnungseinspritztyp
oder ein Zylindereinspritztyp verwendet, der eine gute Steuerbarkeit
aufweist. An der Fahrzeugkarosserie 15 sind eine Fernsehkamera 20 zur
Erfassung von Außenbedingungen
und eine Antenne 21 zur Erfassung von Infrastrukturinformation
angebracht. Die von der Fernsehkamera 20 gemachten Bilder
werden in eine Bildverarbeitungseinheit 22 eingegeben,
um einer Bildverarbeitung unterzogen zu werden, und derlei Dinge
wie der Straßengradient,
der Eckenradius einer Biegung, die Information von Signaleinheiten
und ein Straßenschild
werden erkannt. Die Signale der erkannten Fahrumgebung werden in
eine auf die Umgebung ansprechende Kraftübertragungs-Steuereinheit 23 eingegeben.
Ein Radarsystem vom FM-CW-Typ oder dergleichen ist vorne in der
Fahrzeugkarosserie 15 eingebaut, um einen Abstand St zu
einem voraus befindlichen Fahrzeug oder Gegenstand und die Geschwindigkeit
Vs relativ dazu zu erfassen. Die Antenne 21 ist mit einer
Infrastrukturinformationsanschlussvorrichtung 25 verbunden,
um das Fahrzeug-Nachfolgesteuerungs-Sperrgebiet, d. h. das Erster-Fahrmodus-Sperrgebiet,
entsprechend der Infrastrukturinformation einzustellen. Das Gebietssignal
wird in eine Fahrmodusbestimmungseinheit 40 eingegeben
und die Kraftübertragung
wird auf der Grundlage des Ergebnisses der Bestimmung gesteuert.
Außerdem
trägt Information
von der Infrastruktur zur Erfassung der voraus liegenden Straßenbedingungen
(nass, trocken, schneebedeckt oder sandig) und der Information über eine
Verkehrsstockung bei und ermöglicht
weiterhin die Berechnung des Reibungskoeffizienten μ zwischen
dem Reifen und der Straße
in Abhängigkeit
von den Straßenbedingungen.
Die Fahrumgebungen können
ebenfalls aus der in der CD-ROM 26 und dergleichen gespeicherten
Karteninformation bestimmt werden, so dass voraus liegende Straßenbedingungen
(der Straßengradient,
der Radius der Kurvenkrümmung,
usw.) erfasst werden können.
Auch ist das Festlegen eines Fahrsperrgebiets im ersten Fahrmodus
möglich.
Die Steuereinheit 23 berechnet das erste Sollantriebswellendrehmoment
(Antriebskraft, Beschleunigung/Verzögerung) der Kraftübertragung
in Abhängigkeit
von den Fahrumgebungen, denen das Fahrzeug in Zukunft begegnet,
und gibt den Wert in die Steuereinheit 19 ein. Die Steuereinheit 19 wählt den ersten
Sollwert, den zweiten Sollwert oder den durch die Einheit 40 berechneten
Sollwert entsprechend einem Signal von dem durch den Fahrer betätigten Änderungsschalter
SW aus. Wenn der erste Sollwert ausgewählt ist, werden die Drosselventilöffnung θt, die Kraftstoffmenge,
Zündzeitsteuerung,
der Getriebesteueröldruck
PL, das Geschwindigkeitsänderungsverhältnis It
und die Bremskraft Bt auf der Grundlage des Sollantriebswellendrehmoments
entsprechend der Fahrumgebungen berechnet. Weiterhin werden in die
Steuereinheit 19 derartige Werte wie der Gaspedalwinkel α, die Fahrzeuggeschwindigkeit
No, die Turbinengangzahl Ne und das Winkelgeschwindigkeitssensorsignal ω eingegeben.
Am Fahrzeug sind eine Anzeige 37 als die oben beschriebene Übergangsmitteilungseinrichtung
und das GPS 32 angebracht.
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3 und 4 veranschaulichen
ein Beispiel für
das Fahrzeug-Nachfolgesteuerungs-Sperrgebiet, an dem die Erfindung
ausgeführt
wird. 3 zeigt die Einfahrt/Ausfahrt einer Autobahn und 4 zeigt
eine Kreuzung. Die Rasterpunktnetzzonen sind Fahrzeug-Nachfolgesteuerungs-Sperrgebiete.
Die Sperrgebiete können
durch eine Infrastruktur 50 auf der in 4 gezeigten
Straßenseite
spezifiziert sein. In 3 entspricht das in der Festlegungseinrichtung 33 festgelegte
Fahrsperrgebiet dem Fahrzeug-Nachfolgesteuerungs-Sperrgebiet, das
durch mindestens drei Koordinatenpunkte (A, B, C) dargestellt ist.
Somit ist die obere Rasterpunktnetzzone in 3 durch
die Kombination aus dem dreieckigen Gebiet ABC und dem dreieckigen
Gebiet ACD spezifiziert. Natürlich kann
sie durch ein quadratisches Gebiet ABCD spezifiziert sein. Im unteren
Abschnitt der 3 ist ein kompliziertes Gebiet
gezeigt, das durch eine Kombination aus mehreren dreieckigen Gebieten
spezifiziert ist. Auch in diesem Fall kann ein Vieleck benutzt werden,
um das Gebiet zu spezifizieren.
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5 veranschaulicht
ein Verfahren zur Erkennung eines Nachfolgesteuerungs-Sperrgebiets. Der
weiße
Kreis gibt den Punkt an, an dem das eigene Fahrzeug sich gerade
befindet, schwarze Kreise geben die Punkte an, an denen das eigene
Fahrzeug von jetzt an ankommen wird und die gestrichelte Linie gibt
den einzuschlagenden Kurs an. An dem Punkt, an dem sich das eigene
Fahrzeug gerade befindet, wird ein voraus befindlicher Punkt im
Voraus erfasst und es wird bestimmt, ob die Fahrzeug-Nachfolgesteuerung
dort erlaubt ist oder nicht. Zur Vornahme der Feststellung werden
die in 6 gezeigten CD-ROM-Daten verwendet. In der CD-ROM
sind mehrere der zu der Straße
in Verbindung stehenden Punkte gespeichert und in jedem der Punkte
sind die relevanten Straßenbedingungen
gespeichert. Indem die Gebiete, in dem eine Fahrzeugabstandsteuerung verboten
ist, in einigen von ihnen gespeichert werden, kann die Fahrzeugabstand-Steuerung
entsprechend den Straßenumgebungen
vor dem Fahrzeug eingeschränkt
werden und dadurch kann die Sicherheit während der Steuerung durch den
Abstand zwischen den Fahrzeugen sichergestellt werden. Unter Bezugnahme
auf 5 erfasst eine Infrastruktur 51 die Fahrumgebungen,
und wenn es am nächsten Punkt
(rasterpunktvernetztes Gebiet) schneit, wird ein Signal über das
Vorhandensein eines Gebiets, in dem die Fahrzeugabstand-Steuerung verboten
ist, von der Infrastruktur 51 übertragen. In diesem Fall wird
das Signal des Sperrgebiets an die Umschreibeinrichtung 41 gesendet
und das fahrbeschränkte Gebiet
wird in der Speichereinrichtung innerhalb der Festlegungseinrichtung 33 festgelegt.
Die Festlegung des fahrbeschränkten
Gebiets wird gemäß den oben
beschriebenen Koordinatenachsen (schräg gestreifter Abschnitt) ausgeführt. Auf
diese Weise wird die Fahrzeugabstand-Steuerung auf einer glatten Straße verboten.
Dort, wo eine Straße
glatt ist, d. h. der Reibungskoeffizient zwischen Reifen und Straßenoberfläche gering
ist, ist es schwierig, die Steuerung durch den Abstand zwischen
den Fahrzeugen auszuüben,
da die Beschleunigungs-/Verzögerungsleistung
eines Fahrzeugs gemäß solchen
Bedingungen wie der Reifenprofilform, dem Vorhandensein oder Fehlen
eines ABS (Antiblockiersystems) und dem Vorhandensein oder Fehlen
einer Traktionssteuerung stark schwankt. Die Erfindung gestattet,
dass die Fahrzeugabstand-Steuerung auf einer glatten Straße verboten
ist und die Fahrsicherheit sichergestellt wird. Zwar behandelt die
obige Beschreibung das Fällen
einer Entscheidung, ob eine Fahrzeugabstand-Steuerung gemäß den Änderungen in den voraus liegenden
Straßenumgebungen
verboten ist oder nicht, aber das Steuersystem kann auch die Fahrbedingungen
entsprechend den Änderungen
in den Straßenumgebungen ändern. 10 zeigt
Daten von Sollabständen
zwischen Fahrzeugen, wenn es schön
ist, und 11 zeigt Korrekturkoeffizienten des
Fahrzeugabstands, wenn die Fahrumgebungen verändert sind. In 10 schwankt
der Sollfahrzeugabstand Stt gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit
No. Für
niedrige Fahrzeuggeschwindigkeiten im Bereich von 0 bis zur Geschwindigkeit
am Punkt A wird der Sollfahrzeugabstand auf einen konstanten Wert
B eingestellt. In Anbetracht der Situation beim Nachfolgen eines
vorausfahrenden Fahrzeugs in einer Verkehrsstockung ist er so entworfen,
dass das Fahrzeug einem vorausfahrenden Fahrzeug mit einem konstanten
Abstand dazwischen folgt, um dadurch sicheres Fahren sicherzustellen
und zu verhindern, dass der Fahrer in einer Verkehrsstockung Angst
bekommt. Für
Fahrzeuggeschwindigkeiten, die höher
als diejenige am Punkt A sind, wird der Sollabstand zu einem vorausfahrenden
Fahrzeug mit steigender Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht, um einen
Sicherheitsabstand zwischen den Fahrzeugen zu halten, der der Fahrzeuggeschwindigkeit
entspricht. Der Sollabstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug wird
unter der Bedingung eingestellt, dass es schön und die Straße geteert
ist, d. h. der Reibungskoeffizient zwischen der Straße und den
Reifen am höchsten
ist. Da sich jedoch die Fahrzeugfahrumgebungen von Zeit zu Zeit ändern, ist
es wesentlich, den Sicherheitssollfahrzeugabstand entsprechend den Änderungen
in den Umgebungen einzustellen. In 11 wird
der Korrekturkoeffizient K eines Abstands zu einem vorausfahrenden
Fahrzeug entsprechend den Fahrumgebungen und dem Fahrzeugtyp eingestellt.
Die Punkte möglicher
Umgebungen beinhalten schön,
regnerisch oder verschneit, das Vorhandensein eines in einen Unfall
verwickelten Fahrzeugs, ein Gefälle,
eine Steigung, eine Kurve und dergleichen. Fahrzeugtypen können nach
Gewicht klassifiziert werden, d. h. sie können nach solchen Typen wie
leichtes Fahrzeug, normales Fahrzeug, Lastwagen, usw. klassifiziert
werden. Beispielsweise wird beim Fahren bei Regen, da der Reibungskoeffizient
zwischen einem Reifen und einer Straßenoberfläche im Regen niedriger als
bei schönem
Wetter ist, der Sollfahrzeugabstand Stt, der bei schönem Wetter anzuwenden
ist und als Referenzwert dient, mit dem oben beschriebenen Korrekturkoeffizienten
K multipliziert, um den Sollfahrzeugabstand zu erhöhen. Dadurch
wird es, selbst wenn der Bodenhaftungsgrad des vorausfahrenden Fahrzeugs
größer als
derjenige des eigenen Fahrzeugs auf der folgenden Seite ist (der
von dem Abriebgrad der Reifen, dem Unterschied in der Reifenbreite,
dem Unterschied in der Reifengummiqualität, dem Unterschied in den Bremseinheiten:
Anwesenheit oder Fehlen des ABS, usw. abhängt), für das eigene Fahrzeug möglich gemacht,
eine Verzögerung
sicher auszuführen,
wenn das vorausfahrende Fahrzeug langsamer wird. An einem verschneiten
Tag, bei dem der Reibungskoeffizient zwischen einem Reifen und einer
Straßenoberfläche noch
weiter herabgesetzt ist, wird der Koeffizient K auf 0 gesetzt, um
die Fahrzeugabstand-Steuerung zu stoppen. In einem Fall, in dem
die Information über
das Vorhandensein eines in einen Unfall verwickelten Fahrzeugs als
Infrastrukturinformation von einer solchen Einheit wie einer Bake
empfangen wird, ist es erforderlich, zuvor den Sollfahrzeugabstand
auf einen höheren
Wert einzustellen, da es sehr gut möglich ist, dass das vorausfahrende
Fahrzeug abrupt verlangsamt. Da die Verzögerungsleistung des eigenen
Fahrzeugs auf der folgenden Seite verringert wird, wenn es ein Gefälle hinabfährt, und
die Verzögerung
des vorausfahrenden Fahrzeugs erhöht ist, wenn es ein Gefälle hinauffährt, ist
es notwendig, den Sollabstand zwischen den Fahrzeugen zuvor auf
einen höheren
Wert einzustellen. Die obigen Beschreibungen erfolgten über die
Korrektur des Sollfahrzeugabstands in Verbindung mit jeder der unabhängigen Fahrumgebungen.
In Wirklichkeit jedoch sind diese einzelnen Fahrumgebungen miteinander
kombiniert. In einem solchen Fall werden alle Korrekturkoeffizienten
K miteinander multipliziert, um einen Sicherheits-Sollfahrzeugabstand
einzustellen. Dort, wo eine Kamera für sichtbares Licht eingesetzt
wird, deren Leistung bei Nacht herabgesetzt ist, kann ein Absinken
ihrer Leistung bei Nacht durch Ersetzen des Werts von jedem K durch
einen Wert, der darunter in 11 in
Klammern angegeben ist, kompensiert werden.
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12 veranschaulicht
einen Fall, bei dem der Korrekturkoeffizient eines Sollfahrzeugabstands entsprechend
der Konfiguration der befahrenen Gebiete geändert wird. Eine ausgezogene
Linie in 12 gibt eine Autobahn an. Im
Gebiet (A), in dem die Straße
im Wesentlichen gerade ist, wird der Korrekturkoeffizient K auf
einen so großen
Wert wie 1,2 eingestellt, um den Fahrzeugabstand zu vergrößern, da
die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist und wenig Verzögerung beim
Fahren auftritt, selbst wenn ein anderes Fahrzeug einschert. Dadurch
kann Sicherheit sichergestellt werden und der Fahrer erfährt ein Gefühl der Erleichterung,
während
das Fahrzeug bei hohen Geschwindigkeiten gefahren wird. In dem sanft
gekrümmten
Bereich (B) wird der vorgenannte Sollfahrzeugabstand bei schönem Wetter
verwendet. Weiterhin fährt
in dem scharf bzw. stark gekrümmten Bereich
(C) das Fahrzeug mit mittlerer Geschwindigkeit und andere Fahrzeuge
können
eines nach dem anderen einscheren, was zu einer großen Fahrverzögerung führt, und
daher ist es erforderlich, einen solchen Steuermodus zu veranlassen,
den Fahrzeugabstand zu verkürzen.
In diesem Fall ist der Korrekturkoeffizient auf einen Wert von weniger
als 1 eingestellt, um eine Steuerung zur Verkürzung des Sollabstands zu einem
vorausfahrenden Fahrzeug auszuüben.
Jedoch ist dies hinsichtlich der Sicherheit etwas problematisch,
und daher ist es besser, dass die Einstellung zum Verringern des
Sollabstands zu einem vorausfahrenden Fahrzeug durch den Fahrer
ausgeführt
wird. Andernfalls ist es erforderlich, zuvor eine Sprachmitteilung
an den Fahrer zu machen, welche angibt, dass das Fahrzeug bald in
das C-Gebiet einfährt.
Als andere spezielle in Betracht zu ziehende Bedingungen als diejenigen,
die vorstehend erwähnt sind,
können
beispielsweise das Vorhandensein eines Tunnels, das Vorhandensein
eines Stadtbezirks, Fahren bei Nacht, Fahren bei Tag, Fahren zu
Stoßzeiten,
usw. genannt werden. Natürlich
ist es möglich,
einen Korrekturkoeffizienten einzustellen, der auf jedes Gebiet
oder jede Zeitzone anwendbar ist, wie in den oben beschriebenen
Fällen
(beispielsweise A:0,8, B:0,6 und C:0,6 können auf die Dauer einer Verkehrsstockung
angewendet werden). Insbesondere ist die Erfassung der Tageszeit
daher möglich, dass
Lampen EIN/AUS sind, und Information über Umgebungsbedingungen zu
Stoßzeiten
kann von der Infrastruktur erhalten werden. Außerdem kann ein befahrenes
Gebiet modifiziert werden. Unter der Annahme des Gebiets C als Beispiel
kann nämlich das
befahrene Gebiet zu Stoßzeiten,
wenn die Tendenz besteht, dass ein Verkehrsstau auftritt, von (C) in
(C') erweitert werden,
um dadurch auf andere Fahrzeuge, die häufig einscheren, reagieren
zu können.