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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzustandsüberwachungseinrichtung
für Kraftfahrzeuge,
welche den Fahrzustand des Fahrers des Kraftfahrzeugs überwacht
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Ein
derartiges System ist aus der
US 4,604,611 A bekannt. Das dort offenbarte
System verwendet Mittel zur Erfassung von Änderungen der Lenkrichtung
eines Lenkrads auf der Basis von Lenkimpulsen, wobei ein Lenkimpuls
immer dann erzeugt wird, wenn das Lenkrad um einen vorbestimmten
Winkel gedreht wird. Das dort offenbarte System bestimmt, dass der
Fahrer müde
ist, wenn die Anzahl von Lenkimpulsen in einem festgelegten Zeitintervall einen
ersten Bezugswert übersteigt
und wenn die Anzahl von Lenkrichtungsänderungen in dem festgelegten
Zeitintervall unter einem zweiten voreingestellten Referenzwert
liegt.
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Um
die Aktualität
der verwendeten Referenzwerte zu gewährleisten, wird der Referenzwert
gemäß einer
Ausführungsform
der in der
US 4,604,611 A offenbarten
Vorrichtung unter Verwendung der Anzahl von Lenkimpulsen und der
Anzahl von Lenkrichtungsumkehrungen für jeweils eine feste Zeitdauer erneut
berechnet.
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Nachteilig
an dieser Vorrichtung ist, dass die verwendeten Referenzwerte nicht
berücksichtigen, dass
sich das Fahrverhalten eines Fahrers unabhängig vom Grad seiner Müdigkeit
mit der Zeit ändern kann,
etwa wenn er sich bei einer ersten Fahrt mit dem Fahrzeug nach einer
gewissen Fahrdauer an das neue Fahrzeug gewöhnt hat.
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Aus
der
DE 44 00 207 A1 ist
eine Vorrichtung zur Verbesserung der Wachheit eines Fahrers eines Fahrzeugs
bekannt, welche die Herzschlagfrequenz des Fahrers und einen Lenkwinkel
des Fahrzeugs erfasst.
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Der
Grad an Müdigkeit
des Fahrers wird in Abhängigkeit
von dem Lenkwinkel und von der erfassten Herzfrequenz bestimmt.
Eine Referenzwert- Korrektureinheit
der dort offenbarten Vorrichtung korrigiert in Abhängigkeit
von einer Zeit, die der Fahrer zur Betätigung eines Warnfreigabeschalters nach
Auslösen
einer Warnung benötigt,
die Referenz-Herzschlagfrequenz zu höheren oder zu niedrigeren Werten
hin.
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Auch
bei der aus der
DE
44 00 207 A1 bekannten Vorrichtung ist keine Möglichkeit
vorgesehen, eine von der Müdigkeit
des Fahrers unabhängige Änderung
seines Fahrverhaltens zu berücksichtigen.
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Die
japanische Offenlegungsschrift (Kokai)
JP 5-85221 A (Abstract) offenbart
eine Fahrzustandsüberwachungseinrichtung,
welche eine Ansprechverzögerung
des Fahrers eines Kraftfahrzeugs und eine Differenz zwischen der
tatsächlichen Position
des Fahrzeugs und einer Straße,
auf welcher das Fahrzeug fährt
(Referenzposition des Fahrzeugs in der Straße) in Abhängigkeit von dem Betrag des
Lenkens des Fahrzeugs, welches durch den Fahrer durchgeführt wird,
und der Fahrzeuggeschwindigkeit abschätzt, und welche die abgeschätzte Ansprechverzögerung und
die abgeschätzte
Differenz mit jeweiligen Referenzwerten, die während normaler Fahrzustände des
Fahrers erreicht sein sollten, vergleicht, um dadurch den Fahrzustand
des Fahrers beispielsweise hinsichtlich eines abnormalen Lenkens,
das durch ein Einschlafen oder ein herabgesetztes Fahrvermögen des
Fahrers aufgrund seiner Müdigkeit
verursacht wird, zu überprüfen.
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Die
Referenzwerte der abgeschätzten
Ansprechverzögerung
und der abgeschätzten
Differenz, die bei normalen Fahrzuständen des Fahrers vorliegen
sollten und die zum Überprüfen des
Fahrzustands des Fahrers verwendet werden, sind jedoch nicht notwendigerweise
konstant. Beispielsweise kann direkt nachdem der Fahrer das Fahren
des Fahrzeugs beginnt, aufgrund der Tatsache, daß der Fahrer einige Zeit benötigt, um
sich vollständig
auf das Fahren des Fahrzeugs einzustellen, der Lenkbetrag des Fahrzeugs
durch den Fahrer größer sein
als nachdem er sich vollständig
auf das Fahren eingestellt hat. Daher besteht eine sehr hohe Wahrscheinlichkeit,
daß der
Fahrzustand des Fahrers irrtümlicherweise
als abnormal beurteilt wird, selbst wenn er tatsächlich normal ist.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzustandüberwachungseinrichtung
für ein
Kraftfahrzeug vorzusehen, welche in der Lage ist, den Fahrzustand
des Fahrers mit erhöhter
Genauigkeit zu bestimmen.
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Um
die vorangehende Aufgabe zu lösen, sieht
die vorliegende Erfindung eine Fahrzustandüberwachungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug
vor, um einen Fahrzustand eines Fahrers des Kraftfahrzeugs zu überwachen,
umfassend:
ein Fahrzustandsparameterberechnungsmittel zum Berechnen
eines Fahrzustandsparameter, welcher den Fahrzustand des Fahrers
beruhend wenigstens auf dem Verhalten des Kraftfahrzeugs und/oder
einem Fahrbetrieb des Fahrers und/oder einem Zustand des Fahrers
anzeigt,
ein Vergleichsmittel zum Vergleichen des Fahrzustandsparameters
mit einem Referenzwert,
ein Bestimmungsmittel zum Bestimmen,
ob der Fahrzustand des Fahrers normal ist oder nicht, beruhend auf
einem Ergebnis des Vergleichs durch das Vergleichsmittel und
ein
Referenzwertänderungsmittel
zum Ändern
des Referenzwertes beruhend auf dem Fahrzustandsparameter, welcher
durch das Fahrzustandsparameterbestimmungsmittel berechnet wird,
ausschließlich
in einer derartigen Richtung, daß es weniger wahrscheinlich
wird, zu bestimmen, daß der
Fahrzustand des Fahrers normal ist.
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Vorzugsweise ändert das
Referenzwertänderungsmittel
den Referenzwert beruhend auf dem durch das Fahrzustandsparameterberechnungsmittel
berechneten Fahrzustandsparameter progressiv ausschließlich in
einer derartigen Richtung, daß es weniger
wahrscheinlich wird, den Fahrzustand des Fahrers als normal zu bestimmen,
nachdem das Fahrzeug gestartet worden ist.
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Vorzugsweise
umfaßt
die Fahrzustandsüberwachungseinrichtung
ein Verhinderungsmittel zum Verhindern, daß das Referenzwertänderungsmittel den
Referenzwert ändert,
wenn das Bestimmungsmittel einmal bestimmt hat, daß der Fahrzustand
des Fahrers nicht normal ist.
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Vorzugsweise
umfaßt
die Fahrzustandsüberwachungseinrichtung
ein Verhinderungsmittel zum Verhindern, daß das Referenzwertänderungsmittel den
Referenzwert vor dem Ablauf einer vorbestimmten Zeitperiode, nachdem
das Fahrzeug gestartet worden ist, ändert.
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Vorzugsweise
umfaßt
die Fahrzustandsüberwachungseinrichtung
ein Alarmmittel zum Erzeugen eines Alarms, wenn das Bestimmungsmittel
bestimmt, daß der
Fahrzustand des Fahrers nicht normal ist, sowie ein Verhinderungsmittel
zum Verhindern, daß das
Alarmmittel einen Alarm erzeugt, bevor eine vorbestimmte Zeitperiode
abgelaufen ist, nachdem das Fahrzeug gestartet worden ist.
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Vorzugsweise
umfaßt
das Fahrzustandsparameterberechnungsmittel ein Verhaltensparametererfassungsmittel
zum Erfassen eines Verhaltensparameters, welcher einen Verhaltensbetrag
wiedergibt, der wenigstens auf eine Gierbewegung und/oder eine Querbewegung
des Kraftfahrzeugs bezogen ist, ein Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungsmittel
zum Erfassen einer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, ein Verhaltensreferenzparametersetzmittel
zum Setzen eines Verhaltensreferenzparameters beruhend auf Änderungen
des Verhaltensparameters, und ein Querabweichungsverhaltensbetrag-Berechnungsmittel
zum Berechnen eines Querabweichungsverhaltensbetrags des Kraftfahrzeugs beruhend
auf dem Verhaltensparameter, dem Verhaltensreferenzparameter und
der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, und berechnet den Fahrzustandsparameter
beruhend auf dem Querabweichungsverhaltensbetrag des Kraftfahrzeugs.
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Vorzugsweise
vergleicht das Vergleichsmittel einen Mittelwert des Fahrzustandsparameters
und eine Änderung
des Fahrzustandsparameters mit Referenzwerten, und das Bestimmungsmittel
umfaßt ein
Fahrvermögen-Bestimmungsmittel
zum Bestimmen eines Fahrvermögens
des Fahrers beruhend auf dem Ergebnis des Vergleichs durch das Vergleichsmittel.
Das Bestimmungsmittel bestimmt, ob der Fahrzustand des Fahrers normal
ist oder nicht, beruhend auf einem Ergebnis der Bestimmung durch das
Fahrvermögen-Bestimmungsmittel.
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Vorzugsweise
umfaßt
die Fahrzustandsüberwachungseinrichtung
ein Spurwechselabsicht-Bestimmungsmittel zum Bestimmen, ob der Fahrer
beabsichtigt, die Spur, auf welcher das Kraftfahrzeug fährt, zu
wechseln, und ein Verhinderungsmittel zum Verhindern, daß das Bestimmungsmittel
die Bestimmung bezüglich
der Normalität
des Fahrzustands des Fahrers beruhend auf dem Ergebnis des Vergleichs
durch das Vergleichsmittel durchführt.
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Vorzugsweise
umfaßt
die Fahrzustandsüberwachungseinrichtung
ein Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzungsmittel, welches auf die Bestimmung durch
das Bestimmungsmittel, daß der
Fahrzustand des Fahrers nicht normal ist, anspricht, um die Geschwindigkeit
des Kraftfahrzeugs zu begrenzen.
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Vorzugsweise
umfaßt
das Kraftfahrzeug eine an dem Kraftfahrzeug vorgesehene Vorrichtung
zum direkten Ausüben
einer physikalischen Kraft oder Stimulation auf den Fahrer, und
die Einrichtung umfaßt Fahrzeugvorrichtungssteuermittel,
welche auf die Bestimmung durch das Bestimmungsmittel, daß der Fahrzustand
des Fahrers nicht normal ist, ansprechen, um die Vorrichtung zu
steuern.
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Vorzugsweise
umfaßt
die Fahrzustandsüberwachungseinrichtung
ein Anfangswertsetzmittel zum Setzen des Referenzwertes auf einen
Anfangswert, wenn das Kraftfahrzeug gestartet wird, und nachdem das
Kraftfahrzeug gestartet worden ist, berechnet das Referenzwertänderungsmittel
einen neuen Wert des Referenzwertes beruhend auf einem Mittelwert des
Fahrzustandsparameters und einer Standardabweichung des Fahrzustandsparameters
und aktualisiert den Referenzwert durch den neuen Wert des Referenzwertes.
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Die
vorangehenden sowie weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung
werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit
den beiliegenden Zeichnungen augenscheinlich.
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1 ist
ein Blockdiagramm, welches die Anordnung einer Fahrzustandsüberwachungseinrichtung
für ein
Kraftfahrzeug gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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2A bis 2E sind
Graphen, welche Beispiele von Änderungen
in Erfassungswerten und Parametern, welche beruhend auf den Erfassungswerten
berechnet werden, zeigen, worin:
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2A Änderungen
einer Gierrate YR zeigt;
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2B Änderungen
eines Gierwinkels YA zeigt;
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2C Änderungen
eines modifizierten Gierwinkels YAM zeigt;
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2D Änderungen
eines Querabweichungsdifferentialbetrags DYK zeigt; und
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2E Änderungen
einer Querabweichung YK zeigt;
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3 ist
ein Flußdiagramm,
welches ein Programm zum Durchführen
des Überwachungsverfahrens
zeigt, das durch einen in 1 gezeigten
Mikrocomputer durchgeführt
wird;
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4 ist
ein Graph, welcher ein Beispiel von Änderungen einer Differenz ΔDIF1 als
einem Parameter zeigt, der für
das Verhalten des Fahrzeugs, das unmittelbar nachdem der Fahrer
das Fahren des Fahrzeugs beginnt auftritt, bezeichnend ist;
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5A ist
ein Graph, welcher zum Erklären einer
ersten Variation der ersten Ausführungsform zweckdienlich
ist;
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5B ist
ein Graph, welcher zum Erklären einer
zweiten Variation der ersten Ausführunsform zweckdienlich ist;
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6 ist
ein Blockdiagramm, welches die Anordnung einer Fahrzustandsüberwachungseinrichtung
für ein
Kraftfahrzeug gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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7 ist
ein Flußdiagramm,
welches ein Programm zum Durchführen
eines Überwachungsverfahrens
zeigt, das durch einen in 6 gezeigten Mikrocomputer
durchgeführt
wird;
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8 ist
ein Blockdiagramm, welches die Anordnung einer Fahrzustandsüberwachungseinrichtung
für ein
Kraftfahrzeug gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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9 ist
ein Flußdiagramm,
welches ein Programm zum Durchführen
eines Überwachungsverfahrens
zeigt, das in einem in 8 gezeigten Mikrocomputer durchgeführt wird;
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10 zeigt
einen Plan zur Verwendung bei der Bestimmung des Niveaus des Fahrvermögens des
Fahrers;
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11 zeigt
einen weiteren Plan zur Verwendung beim Bestimmen des Niveaus des
Fahrvermögens
des Fahrers;
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12 ist
ein Flußdiagramm,
welches eine Modifikation des in 3 gezeigten
Programms zeigt, das durch eine vierte Ausführungsform der Erfindung durchgeführt wird;
und
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13 ist
ein Graph, welcher beim Erklären einer
Art und Weise zum Bestimmen, ob oder ob nicht eine Fahrspur, auf
welcher das Fahrzeug fährt, gewechselt
worden ist, hilft.
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Die
Erfindung wird nun detailliert mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben,
welche Ausführungsformen
derselben zeigen.
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Wenn
man sich zunächst
der 1 zuwendet, so ist dort die Anordnung einer Fahrzustandsüberwachungseinrichtung
für ein
Kraftfahrzeug gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Einrichtung ist an einem
Fahrzeug angebracht, das durch ein Antriebsaggregat, wie beispielsweise
eine Brennkraftmaschine oder einen Elektromotor, angetrieben wird
und mit einem Lenkrad ausgestattet ist. In der Figur bezeichnet
das Bezugszeichen 1 einen Mikrocomputer, welcher einen
Eingang aufweist, mit welchem ein Gierratensensor 10 zum
Erfassen einer Gierrate des Fahrzeugs, ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 12 zum Erfassen
der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs und ein Blinkerschalter 11 zum
Erfassen der Absicht des Fahrers zum Ändern der Fahrspur verbunden sind.
Der Mikrocomputer 1 weist einen Ausgang auf, mit welchem
eine Alarmvorrichtung zum Erzeugen eines Alarms, wenn nötig, während der Überwachung des
Fahrzustands des Fahrers verbunden ist. Die Alarmvorrichtung kann
beispielsweise durch eine Lampe, durch einen Summer oder einen Stimmengenerator
gebildet sein.
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Der
Mikrocomputer 1 weist Funktionen auf, die durch Funktionsblöcke in 1 wiedergegeben sind,
d. h. einen Signalspeicherblock 14, einen Referenzlinienabschätzungsblock 16,
einen Querabweichungsdifferentialbetrag-Berechnungsblock 18,
einen Differenzberechnungsblock 20, einen Referenzbetragabschät zungsblock 25 und
einen Beurteilungsblock 22.
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Der
Signalspeicherblock 14 speichert Eingangssignale von den
Sensoren 10, 12 und dem Schalter 11 und
aktualisiert die Gierratendaten und die Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten,
welche während
einer vorbestimmten Zeitperiode T1 (z. B. 30 Sekunden) vor dem momentanen
Zeitpunkt nur dann, wenn eine vorbestimmte Zeitperiode (z. B. 10 Sekunden)
abgelaufen ist. Die aktualisierten Daten werden zu dem Referenzlinienabschätzungsblock 16 geliefert.
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Der
Referenzlinienabschätzungsblock 16 integriert
die eingegebene Gierrate (2A) bezüglich der
Zeit zu einem Gierwinkel YA (2B) und
berechnet ferner eine Referenzlinie (durch die unterbrochene Linie
in 23 dargestellt) beruhend auf dem Gierwinkel.
Diese Berechnung wird insbesondere durch das Verfahren mit der geringsten
quadratischen Abweichung (least-square method), welches bekannt
ist, in der folgenden Art und Weise durchgeführt:
Es sei angenommen,
daß beispielsweise
die Gierwinkelwerte YA1, YA2 und YA3 zu Zeitpunkten t1, t2 bzw.
t3 erhalten worden sind. Die Referenzlinie kann näherungsweise
durch die folgenden linearen Ausdrücke (1a) bis (1c) angenähert werden: YA1 = b1 + b2t1 + e1 (1a) YA2 = b1 + b2t2 + e2 (1b) YA3 = b1 + b2t3 + e3 (1c)wobei e1
bis e3 verbleibende Differenzen wiedergeben und die Ausdrücke b1 und
b2 derart bestimmt sind, daß die
Summe der Quadrate der verbleibenden Differenzen e1 bis e3 minimal
wird. Die Referenzlinie kann also durch die folgenden quadratischen
Ausdrücke
(2a) bis (2c) angenähert
werden: YA1 = b1 + b2t1 + b3t12 + e1 (2a) YA2 = b1 + b2t2 + b3t22 +
e2 (2b) YA3 = b1 + b2t3 + b3t32 +
e3 (2c)wobei
die Ausdrücke
b1 bis b3 derart bestimmt sind, daß die Summe der Quadrate der
verbleibenden Differenzen e1 bis e3 minimal wird.
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Ferner
kann die Referenzlinie durch die folgenden kubischen Ausdrücke (3a)
bis (3c) angenähert
werden: YA1 = b1 + b2t1 + b3t12 + b4t13 + e1 (3a) YA2 = b1 + b2t2 + b3t22 +
b4t23 + e2 (3b) YA3 = b1 + b2t3 + b3t32 +
b4t33 + e3 (3c)wobei die
Ausdrücke
b1 bis b4 derart bestimmt sind, daß die Summe der Quadrate der
verbleibenden Differenzen e1 bis e3 minimal wird.
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Wenn
die Anzahl der abgetasteten Datenpunkt größer wird, dann wird das Ausmaß der Ausdrücke in entsprechender
Art und Weise für
eine genauere Annäherung
erhöht.
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In
der vorliegenden Ausführungsform
wird zuerst die Referenzlinie durch die linearen Ausdrücke bestimmt,
und dann wird ein modifizierter Gierwinkel YAM (2C)
durch Subtrahieren eines Referenzgierwinkels, welcher der Referenzlinie
entspricht, von dem bestimmten Gierwinkel YA berechnet. Der berechnete
modifizierte Gierwinkel YAM wird in den Querabweichungsdifferentialbetrags-Berechnungsblock 18 eingegeben.
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Der
Querabweichungsdifferentialbetrags-Berechnungsblock 18 berechnet
einen Querabweichungsdifferentialbetrag DYK (2D) durch Anwenden
des modifizierten Gierwinkels YAM und der Fahrgeschwindigkeit V
in der folgenden Gleichung (4): DYK
= V × sin(YAM) (4)
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Wenn
die Differenz zwischen dem Maximalwert DYKMAX des Querabweichungsdifferentialbetrags
DYK und dem minimalen Wert DYKMIN desselben größer oder gleich einem vorbestimmten
Wert α1 ist,
dann wird die Ordnung der Annäherung
der Referenzlinien erhöht,
um die Referenzlinie wieder zu bestimmen, worauf beruhend der Querabweichungsdifferentialbetrag
DYK erneut berechnet wird. Diese Prozedur wird in wiederholter Weise
durchgeführt, bis
(DYKMAX – DYKMIN) < α1 zutrifft.
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Alternativ
kann die Berechnung der Referenzlinie beendet werden, wenn die Ordnung
der Annäherung
der Referenzlinie einen vorbestimmten Wert erreicht hat, selbst
wenn (DYKMAX – DYKMIN) ≥ α1 zutrifft.
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Der
Differenzberechnungsblock 20 berechnet eine Differenz ΔDIF1 beruhend
auf dem Querabweichungsdifferentialbetrag DYK. Die Differenz ΔDIF1 wird
beispielsweise als die Summe der schraffierten Bereiche (Wert der
durch die Zeitintegration des Absolutwerts des Querabweichungsdifferentialbetrags
DYK erhalten wird), welche in 2D gezeigt
sind, berechnet. Alternativ kann eine Standardabweichung des DYK-Wertes
oder die Differenz zwischen dem maximalen Wert des DYK-Wertes und dem
minimalen Wert desselben verwendet werden.
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Der
Referenzwertabschätzungsblock 25 schätzt einen
Referenzwert ΔDIFLIM1
ab und setzt diesen, beruhend auf der Differenz ΔDIF1, welcher Wert durch den
Beurteilungsblock 22 verwendet wird.
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Insbesondere
wenn eine Anzahl x (z. B. 30) an Werten der Differenz ΔDIF1 berechnet
worden ist, dann werden ein Mittelwert MΔDIF1 der Differenz ΔDIF1 und
eine Standardabweichung SΔDIF1
derselben berechnet und der durch den Beurteilungsblock 22 verwendete
Referenzwert ΔDIFLIM1
wird durch die Verwendung der folgenden Gleichung (5) aktualisiert: ΔDIFLIM1(k)
= min(ΔDIFLIM1(k – 1), C0 × MΔDIF1 + d0 × SΔDIF1) (5)worin C0
und d0 vorbestimmte Werte wiedergeben und (k) und (k – 1) anzeigen,
daß Werte
mit diesen Anhängen
in der momentanen Schleife bzw. der unmittelbar vorhergehenden Schleife
erhalten werden. Der Referenzwert ΔDIFLIM1 wird auf einen vorbestimmten
Anfangswert gesetzt, wenn der Fahrer mit dem Fahren des Fahrzeugs
beginnt. Ferner gibt min (A, B) eine arithmetische Operation wieder,
in welcher der kleinere Wert von A und B ausgewählt wird.
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Wenn
die Differenz ΔDIF1
den Referenzwert ΔDIFLIM1 überschreitet
und gleichzeitig der Blinkerschalter 11 nicht in Betrieb
ist, dann bedeutet dies, daß das
Fahrzeug in großem
Ausmaß von
der Referenzlinie abgewichen ist, ohne daß eine Absicht des Fahrers
zum Spurwechsel vorliegt, und daher beurteilt der Beurteilungsblock 22,
daß der
Fahrzustand des Fahrers abnormal ist, wodurch ein Signal zum Befehlen
der Alarmvorrichtung 24 zum Erzeugen eines Alarms abgegeben
wird.
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Wie
vorangehend beschrieben, wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform
die Referenzlinie beruhend auf dem erfaßten Gierwinkel YA berechnet und
der Fahrzustand des Fahrers wird beruhend auf der Differenz ΔDIF1 beurteilt,
welche eine Abweichung von der Referenzlinie anzeigt und aus dem Querabweichungsdifferentialbetrag
DYK berechnet wird. Daher ist es möglich, den Fahrzustand des
Fahrers genau zu bestimmen, unabhängig von den Straßenoberflächenzuständen und Änderungen
des Fahrkönnens
zwischen verschiedenen Fahrern. Ferner wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein
Alarm in Abhängigkeit
von dem Betriebszustand des Blinkers erzeugt, was eine fehlerhafte
Beurteilung bezüglich
der Abnormalität
des Fahrzustands vermeidet, wenn eine Änderung der Fahrspur durch den
Fahrer beabsichtigt ist.
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Die 4 zeigt
ein Beispiel von Änderungen der
Differenz ΔDIF1
nach dem Starten (Zeitpunkt t0) des Fahrens des Fahrzeugs. Unmittelbar
nachdem der Fahrer das Fahren des Fahrzeugs beginnt, ist der Fahrer
noch nicht vollständig
auf das Fahren des Fahrzeugs eingestellt und daher neigt die Differenz ΔDIF1 dazu,
einen relativ großen
Wert anzunehmen, selbst wenn der Fahrzustand des Fahrers normal
ist, und nimmt nachfolgend zunehmend kleinere Werte mit dem Verlauf
der Zeit an. Unter Berücksichtigung dieser
Neigung setzt der Referenzwertabschätzungsblock 25 den
Referenzwert ΔDIFLIM1
in einer fortschreitend abnehmenden Weise, wie durch unterbrochene
Linien in der Figur dargestellt. Danach wird, wenn die Differenz ΔDIF1 beispielsweise
aufgrund eines Einnickens des Fahrers zunimmt, bestimmt, daß das Fahrvermögen des
Fahrers gesenkt ist (zu einem Zeitpunkt t6).
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Somit
wird die Differenz ΔDIF1
von ihrem vorbestimmten Anfangswert, der am Beginn des Fahrens gesetzt
ist, beruhend auf dem Mittelwert MΔDIF1 der Differenz ΔDIF1 und
der Standardabweichung SΔDIF1
derselben verringert. Dies macht es möglich, schnell zu bestimmen,
ob der Fahrzustand des Fahrers abnormal ist, während verhindert wird, daß unmittelbar
nachdem der Fahrer das Fahren beginnt, der Fahrzustand als abnormal
beurteilt wird.
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Die 3 zeigt
eine Steuerungsverarbeitungsroutine welche durch den Mikroprozessor 1 zum Überwachen
des Fahrzustands des Fahrers durchgeführt wird. Die Funktionen des
Referenzlinienabschätzungsblocks 16,
des Querabweichungsdifferentialbetrags-Berechnungsblock 18, des Differenzberechnungsblocks 20,
des Referenzwertabschätzungsblocks 25 und
des Beurteilungsblocks 22 sind in Form der CPU des Mikrocomputers 1 ausgeführt.
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Zunächst werden
in einem Schritt S11 Daten der Gierrate YR und der Fahrzeuggeschwindigkeit
V, welche während
der vorbestimmten Zeitperiode T1 erfaßt werden, immer dann eingelesen,
wenn eine vorbestimmte Zeitperiode T2 abgelaufen ist. Dann werden
in Schritten S12 bzw. S13 die Referenzlinie und der Querabweichungsdifferentialbetrag
DYK durch die Verwendung der Gierratendaten YR und der Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten
V in der vorangehend beschriebenen Art und Weise berechnet. In dem
nachfolgenden Schritt S14 wird bestimmt, ob die Differenz zwischen
dem Maximalwert DYKMAX des Querabweichungsdifferentialbetrags DYK
und dem minimalen Betrag DYKMIN desselben kleiner ist als der vorbestimmte
Wert α1.
Wenn (DYKMAX – DYKMIN) ≥ α1, dann kehrt
das Programm zu dem Schritt S12 zurück, worin die Ordnung der Annäherung um 1
erhöht
wird, um die Referenzlinie erneut zu berechnen. Dieser Vorgang wird
wiederholt durchgeführt, bis
die Antwort der Frage des Schritts 14 bestätigend ist (JA).
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Wie
vorangehend erwähnt,
kann das Programm derart konfiguriert sein, daß die Berechnung der Referenzlinie
dann beendet wird, wenn die Ordnung der Annäherung einen vorbestimmten
Wert erreicht hat.
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Wenn
in dem Schritt S14 (DYKMAX – DYKMIN) < α1 zutrifft,
dann schreitet das Programm zu einem Schritt S15, worin die Differenz ΔDIF1 berechnet
wird. Dann wird der vorangehend erwähnte Referenzwert ΔDIFLIM1 beruhend
auf der Differenz ΔDIF1
in einem Schritt S16 aktualisiert und in einem Schritt S17 wird
bestimmt, ob oder ob nicht die Differenz ΔDIF1 größer oder gleich dem Referenzwert ΔDIFLIM1 ist.
Wenn ΔDIF1 ≥ ΔDIFLIM1 zutrifft,
dann wird in einem Schritt S18 bestimmt, ob der Blinkerschalter
in Betrieb ist oder nicht. Wenn ΔDIF1 < ΔDIFLIM1 zutrifft,
oder wenn der Blinker in Betrieb ist, dann wird das Programm unmittelbar
beendet, wogegen dann, wenn ΔDIF1 ≥ ΔDIFLIM1 zutrifft
und gleichzeitig der Blinker nicht in Betrieb ist, bestimmt wird,
daß der
Fahrzustand des Fahrers abnormal ist, und ein Signal wird zur Alarmvorrichtung 24 in
einem Schritt S19 ausgegeben, um dieser das Erzeugen eines Alarms
zu befehlen.
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Nachfolgend
werden erste und zweite Variationen der ersten Ausführungsform
beschrieben.
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Das
Aktualisieren des Referenzwertes ΔDIFLIM1
kann einmal verhindert werden, wenn, nachdem der Fahrer das Fahren
des Fahrzeugs begonnen hat, zum erstenmal bestimmt wird, daß der Fahrzustand
des Fahrers abnormal ist (erste Variation der ersten Ausführungsform).
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Gemäß dieser
Variation wird, wie in 5A gezeigt, nachdem zu einem
Zeitpunkt tW1 ein erster Alarm erzeugt worden ist, der Referenzwert ΔDIFLIM1 nicht
auf einen kleineren Wert aktualisiert, so daß der Alarm nachfolgend beim
gleichen Ausmaß des
Kurvenfahrens des Fahrzeugs (d. h. der Differenz ΔDIF1) erzeugt
wird, z. B. zu einem Zeitpunkt tW3 in dem dargestellten Beispiel.
Dies verhindert, daß Alarme
bei verschiedenen Niveaus von Kurvenfahrten des Fahrzeugs erzeugt
werden, wodurch für den
Fahrer ein unangenehmes Gefühl
erzeugt werden würde.
Wenn ferner der Referenzwert ΔDIFLIM1 auf
einen zu geringen Wert gesetzt wird (wie durch eine Punkt-Strich-Linie
in der Figur gezeigt), dann kann der Alarm (zu einem Zeitpunkt tW2)
bei einem vollständigen
Wachsein des Fahrers ausgegeben werden, was jedoch das Erzeugen
eines Alarms unnötig
macht. Gemäß der vorliegenden
Variation ist es möglich,
zu verhindern, daß der
Referenzwert ΔDIFLIM1
auf einen derart übermäßig geringen
Wert gesetzt wird, wodurch verhindert wird, daß der Fahrer das Gefühl erhält, daß unnötige Alarme
erzeugt werden.
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Alternativ
kann der Referenzwert ΔDIFLIM1 auf
einen Anfangswert gesetzt werden, welcher geringfügig höher ist
als ein normaler Wert, wenn der Fahrer das Fahren des Fahrzeugs
beginnt, und kann auf dem Anfangswert gehalten werden, bis eine
vorbestimmte Zeitperiode THOLD nach dem Start des Fahrzeugs abgelaufen
ist, wie in 5B gezeigt, ohne das Aktualisieren
des Referenzwertes durch die Verwendung der Gleichung (5) durchzuführen (zweite
Variation der ersten Ausführungsform).
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Somit
wird, unmittelbar nachdem der Fahrer das Fahren des Fahrzeugs beginnt,
der Referenzwert ΔDIFLIM1
gesetzt und auf dem Anfangswert gehalten, welcher geringfügig größer ist
als ein normaler Wert, während
ein Aktualisieren desselben verhindert wird, wodurch es möglich ist,
zu verhindern, daß aufgrund
einer ungeeigneten Variation des Referenzwertes ΔDIFLIM1 ein Fehlalarm erzeugt
wird.
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Als
eine. weitere Variation der ersten Ausführungsform kann in Anbetracht
der Neigung, daß die Differenz ΔDIF1 unmittelbar
nachdem der Fahrer das Fahren des Fahrzeugs beginnt, größere Werte
annimmt, die Fahrzustandsüberwachungseinrichtung derart
konfiguriert sein, daß unabhängig von
den Werten der Differenz ΔDIF1
vor dem Ablauf einer vorbestimmten Nicht-Alarmzeitperiode TNWARN, nachdem
der Fahrer das Fahren des Fahrzeugs beginnt, das Erzeugen eines
Alarms verhindert wird. In gleicher Weise kann das Programm der 3 derart konfiguriert
sein, daß innerhalb
der vorbestimmten Nicht-Alarmzeitperiode das Programm unmittelbar nach
dem Durchführen
des Schritts S15 beendet wird, wodurch die Durchführung der
Schritte S16 bis S19 verhindert wird. Ferner kann das Programm der 3 derart
konfiguriert sein, daß innerhalb
der vorbestimmten Nicht-Alarmzeitperiode TNWARN die Durchführung des
Schritts S12 und der folgenden Schritte verhindert wird, vorausgesetzt,
daß die
erfaßten
Werte der Fahrzeuggeschwindigkeit V und/oder der Gierrate YR kleiner
als jeweilige vorbestimmte Werte sind.
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Die 6 zeigt
die Anordnung einer Fahrzustandsüberwachungseinrichtung
für ein
Kraftfahrzeug gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung. Die Überwachungseinrichtung
gemäß dieser
Ausführungsform
unterscheidet sich von der vorangehend beschriebenen ersten Ausführungsform lediglich
darin, daß sie
anstelle des Querabweichungsdifferentialbetrags-Berechnungsblocks 18 einen
Querabweichungsberechnungsblock 19 aufweist, während der
Referenzwertabschätzungsblock 25 weggelassen
ist, und der Differenzberechnungsblock 20 berechnet die
Abweichung nicht beruhend auf dem Querabweichungsdifferentialbetrag
DYK, sondern beruhend auf einer Querabweichung YK.
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Die 7 zeigt
eine Steuerverarbeitungsroutine, welche durch den Mikrocomputer 1 der
vorliegenden Erfindung zum Überwachen
des Fahrzustands des Fahrers durchgeführt wird. Der Betrieb der vorliegenden
Ausführungsform
wird mit Bezug auf das Programm der 7 beschrieben.
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Zunächst werden
in Schritten S21 und S22 Daten der Gierrate YR und der Fahrzeuggeschwindigkeit
V entsprechend den Schritten S11 und S12 der 3 gelesen,
um dadurch die Referenzlinie zu berechnen. In einem Schritt S23
wird der Querabweichungsdifferentialbetrag DYK beruhend auf dem
modifizierten Gierwinkel YAM und der Fahrzeuggeschwindigkeit V in
der vorangehend beschriebenen Art und Weise berechnet und dann wird
der Querabweichungsdifferentialbetrag DYK einer Integration unterzogen,
d. h. er wird bezüglich
der Zeit integriert, um dadurch die Querabweichung YK zu berechnen (2E).
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Dann
wird in einem Schritt S24 bestimmt, ob die Differenz zwischen dem
maximalen Wert YKMAX der Querabweichung YK und dem minimalen Wert YKMIN
derselben kleiner als ein vorbestimmter Wert α2 ist. Wenn (YKMAX – YKMIN) ≥ α2 zutrifft,
dann kehrt das Programm zu dem Schritt S22 zurück, worin die Ordnung der Annäherung um
1 erhöht
wird, um die Referenzlinie erneut zu berechnen. Dieser Vorgang wird
wiederholt durchgeführt,
bis die Antwort der Frage des Schritts S24 bestätigend ist (JA).
-
Es
sollte zur Kenntnis genommen werden, daß das Programm derart konfiguriert
sein kann, daß die
Berechnung der Referenzlinie beendet wird, wenn die Ordnung der
Annäherung
der Referenzlinie einen vorbestimmten Wert erreicht hat, selbst
wenn (DYKMAX – DYKMIN) ≥ α2 zutrifft.
-
Wenn
(YKMAX – YKMIN) < α2 im Schritt
S24 zutrifft, dann schreitet das Programm zu einem Schritt S25,
worin eine Differenz ΔDIF2
berechnet wird. Die Differenz ΔDIF2
wird beispielsweise als die Summe der schraffierten Bereiche, welche
in 2E gezeigt sind und welche durch die Zeitintegration
des Absolutwertes der Querabweichung YK erhalten werden, berechnet.
Alternativ kann eine Standardabweichung des YK-Wertes oder die Differenz
zwischen dem Maximum des YK-Wertes und dem Minimum desselben verwendet
werden.
-
Dann
wird in einem Schritt S26 bestimmt, ob die Differenz ΔDIF2 größer oder
gleich einem Referenzwert ΔDIFLIM2
ist. Wenn ΔDIF2 ≥ ΔDIFLIM2 zutrifft,
dann wird in einem Schritt S27 bestimmt, ob der Blinker in Betrieb
ist oder nicht. Wenn ΔDIF2 < ΔDIFLIM2 zutrifft
oder wenn der Blinker in Betrieb ist, dann wird das Programm unmittelbar
beendet, wogegen dann, wenn ΔDIF2 ≥ ΔDIFLIM2 zutrifft
und gleichzeitig der Blinker nicht in Betrieb ist, bestimmt wird,
daß der
Fahrzustand des Fahrers abnormal ist, und dann wird ein Signal zu
der Alarmeinrichtung 24 ausgegeben, um diese zum Erzeugen
eines Alarms anzuweisen.
-
Wie
vorangehend beschrieben, wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform
die Referenzlinie beruhend auf dem erfaßten Gierwinkel YA berechnet und
der Fahrzustand des Fahrers wird beruhend auf der Differenz ΔDIF2, welche
aus der Querabwei chung YK berechnet wird, d. h. einer Abweichung
des Fahrzeugs von der Referenzlinie, bestimmt. Daher ist es möglich, die
gleichen Ergebnisse wie diejenigen in der ersten Ausführungsform
vorzusehen.
-
In
der vorliegenden Ausführungsform
kann ebenso der Referenzwert ΔDIFLIM2
beruhend auf dem Mittelwert der Differenz ΔDIF2 und der Standardabweichung
derselben aktualisiert werden.
-
Die 8 zeigt
die Anordnung einer Fahrzustandsüberwachungseinrichtung
für ein
Kraftfahrzeug gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung. Die Überwachungseinrichtung
gemäß dieser Ausführungsform
unterscheidet sich von der zweiten, vorangehend beschriebenen Ausführungsform
lediglich darin, daß sie
zusätzlich
einen Referenzwertabschätzungsblock 25 und
einen Fahrerfahrvermögen-Bewertungsblock 21 aufweist,
welcher seriell zwischen dem Differenzberechnungsblock 20 und dem
Beurteilungsblock 22 angeordnet sind. Der Referenzwertabschätzungsblock 25 setzt
einen Referenzwert zur Verwendung durch den Fahrerfahrvermögen-Bewertungsblock 21.
-
Die 9 zeigt
ein Steuerverarbeitungsprogramm, welches durch den Mikrocomputer 1 der
vorliegenden Erfindung zum Überwachen
des Fahrzustands des Fahrers durchgeführt wird. Schritte S21 bis
S25 in 9 sind identisch zu den Schritten S21 bis S25
der 7, so daß eine
Beschreibung derselben hier weggelassen wird.
-
In
einem Schritt S30 werden Referenzwerte ΔDIF2TH, ΔDIFTH, σTH(k) und ΔDIF3TH beruhend auf der in dem
Schritt S25 berechneten Differenz ΔDIF2 berechnet.
-
Insbesondere
wird die Differenz ΔDIF2
m (z. B. 4)-mal und n (z. B. 8)-mal berechnet, beruhend auf Werten
der Gierrate YR und Werten der Fahrzeuggeschwindigkeit V, die in
jeweiligen verschiedenen Abtastzeitperioden erfaßt werden. Dann wird ein Mittelwert ΔDIFAVE der
so erhaltenen m-Werte der Differenz ΔDIF2 und eine Standardabweichung σDIF derselben
berechnet, und ein Mittelwert ΔDIFAVE3
der so erhaltenen n-Werte der Differenz ΔDIF2 wird berechnet. Dann werden
immer dann, wenn x (z. B. 30) Werte jeweils der Differenz ΔDIF2, des
Mittelwertes ΔDIFAVE,
der Standardabweichung σDIF,
und des Mittelwertes ΔDIFAVE3
erhalten worden sind, ein Mittelwert MΔDIF2 der Differenz ΔDIF2, ein
Mittelwert MΔDIFAVE
des Mittelwertes ΔDIFAVE,
ein Mittelwert MσDIF
der Standardabweichung σDIF
und ein Mittelwert MΔDIFAVE3
des Mittelwertes ΔDIFAVE3,
ebenso wie eine Standardabweichung SΔDIF2 der Differenz ΔDIF2, eine
Standardabweichung SΔDIFAVE
des Mittelwertes ΔDIFAVE,
eine Standardabweichung SσDIF
der Standardabweichung σDIF
und eine Standardabweichung SΔDIFAVE3
des Mittelwertes ΔDIFAVE3
berechnet und die Referenzwerte ΔDIF2TH, ΔDIFTH, σTH(k) und ΔDIF3TH zur
Verwendung in dem folgenden Schritt S31, welcher nachfolgend beschrieben
wird, werden durch die Verwendung der folgenden Gleichungen (6)
bis (9) aktualisiert: ΔDIF2TH (k)
= min(ΔDIF2TH(k – 1), C1 × MΔDIF2 + d1 × SΔDIF2) (6) ΔDIFTH(k)
= min(ΔDIFTH(k – 1), C2 × MΔDIFAVE + d2 × SΔDIFAVE) (7) σTH(k)
= min(ΔσTH(k – 1), C3 × MσDIF + d3 × SσDIF) (8) ΔDIF3TH
(k) = min(ΔDIF3TH(k – 1), C4 × MΔDIFAVE3 +
d4 × MΔDIFAVE3) (9)worin C1
bis C4 und d1 bis d4 jeweilige vorbestimmte Werte wiedergeben und
(k) und (k – 1)
anzeigen, da daß Werte
mit diesen Anhängen
in der momentanen Schleife und der unmittelbar vorhergehenden Schleife
erhalten worden sind. Am Beginn des Fahrens des Fahrzeugs sind die
Werte ΔDIF2TH, ΔDIFTH, σTH(k) und ΔDIF3TH auf
jeweilige vorbestimmte Anfangswerte gesetzt.
-
Durch
Durchführung
des Schritts S30 werden die Referenzwerte jeweils bezüglich ihren
Anfangswerten, welche verwendet werden, wenn der Fahrer das Fahrzeug
startet, verringert, beruhend auf dem Mittelwert M und der Standardabweichung
S von jedem entsprechenden Parameter.
-
In
einem Schritt S31 wird das Fahrvermögen des Fahrers beruhend auf
der Differenz ΔDIF2,
welche in dem Schritt S25 berechnet worden ist, bewertet. Diese
Bewertung wird in der folgenden Art und Weise durchgeführt:
Zunächst wird
eine Differenz ΔDIF2
m-mal (z. B. 4-mal) beruhend auf jeweiligen m-Werten der Gierrate
YR und jeweiligen m-Werten
der Fahrzeuggeschwindigkeit V berechnet, welche bei verschiedenen
Abtastzeitpunkten zueinander erfaßt worden sind, und n-mal (z.
B. 8) beruhend auf jeweiligen n-Werten der Gierrate YR und jeweiligen
n-Werten der Fahrzeuggeschwindigkeit V, welche zu verschiedenen
Abtastzeitpunkten erfaßt
worden sind. Ferner werden ein Mittelwert ΔDIFAVE der m-Werte der Differenz ΔDIF2 und
eine Standardabweichung σDIF derselben
und ein Mittelwert ΔDIFAVE3
der n-Werte der Differenz ΔDIF2
berechnet. Dann wird das Fahrvermögen des Fahrers bei einem der
Niveaus A bis D, wie in 10 gezeigt,
in Abhängigkeit
davon abgeschätzt,
ob der Mittelwert ΔDIFAVE
größer als
der Referenzwert ΔDIFTH
ist, und ob die Standardabweichung σDIF größer ist als der Referenzwert σTH. Wenn ΔDIFAVE ≤ ΔDIFTH zutrifft
und wenn gleichzeitig σDIF ≤ σTH zutrifft,
was bedeutet, daß die
Differenz im Mittel relativ klein ist und nur geringe Abweichungen
aufweist, dann wird das Fahrvermögen des
Fahrers am höchsten
eingeschätzt
(Niveau A). Wenn andererseits ΔDIFAVE > ΔDIFTH zutrifft und gleichzeitig σDIF ≤ σTH zutrifft,
was bedeutet, daß die
Differenz im Mittel relativ groß ist
und gleichzeitig geringe Variationen vorliegen, dann wird das Fahrvermögen des
Fahrers als am geringsten eingeschätzt (Niveau D). Wenn ferner σDIF > σTH zutrifft, dann wird angenommen,
daß der
Fahrer ein höheres Fahrvermögen aufweist,
da der Mittelwert ΔDIFAVE geringer
ist. Daher wird in diesem Falle, wenn ΔDIFAVE ≤ ΔDIFTH zutrifft, das Fahrvermögen des Fahrers
bei dem Niveau B eingeschätzt,
während dann,
wenn ΔDIFAVE > ΔDIFTH zutrifft, das Fahrvermögen bei
dem Niveau C eingeschätzt
wird.
-
Ferner
wird die Anzahl NOV (= 0 bis m) derjenigen der m ΔDIF2-Werte, welche den
Referenzwert ΔDIF2TH überschreiten,
bestimmt, und beruhend auf dem NOV-Wert wird das Fahrvermögen des Fahrers
bei einem der Niveaus E bis I bestimmt. Insbesondere in dem Falle
m = 4 wird das Fahrvermögen
des Fahrers bei den Niveaus E, F, G, H, I eingeschätzt, entsprechend
zu NOV = 0, 1, 2, 3, 4.
-
Dann
wird, wie in 11 gezeigt, das Fahrerfahrvermögen beruhend
auf den Niveaus A bis C und E bis I, welche vorangehend erklärt worden
sind, synthetisch bestimmt. Insbesondere wenn das Fahrerfahrvermögen bei
dem Niveau A oder B ist und zur gleichen Zeit bei dem Niveau E ist,
oder wenn ΔDIFAVE3 < ΔDIF3TH zutrifft,
dann wird beurteilt, daß das
Fahrerfahrvermögen
normal ist. Wenn das Fahrerfahrvermögen bei dem Niveau A oder B
ist und gleichzeitig bei dem Niveau F oder G ist und gleichzeitig ΔDIFAVE3 ≥ ΔDIF3TH zutrifft
oder wenn das Fahrerfahrvermögen
bei dem Niveau C ist und gleichzeitig bei dem Niveau E, F oder G
ist und gleichzeitig ΔDIFAVE3 ≥ ΔDIF3TH zutrifft,
dann wird beurteilt, daß das
Fahrerfahrvermögen
bei einem Warnniveau 1 ist, und wenn es bei dem Niveau A, B oder
C ist und gleichzeitig bei dem Niveau H oder I ist und gleichzeitig ΔDIFAVE3 ≥ ΔDIF3TH zutrifft
oder wenn das Fahrerfahrvermögen
bei dem Niveau D ist und gleichzeitig ΔDIFAVE3 ≥ DIF3TH zutrifft, dann wird beurteilt,
daß das
Fahrerfahrvermögen
bei einem Warnniveau 2 ist.
-
Alternativ
kann ohne die Verwendung des Mittelwerts ΔDIFAVE3 der n Werte der Differenz ΔDIF dann,
wenn das Fahrerfahrvermögen
bei dem Niveau A oder B ist und gleichzeitig bei dem Niveau E ist,
das Fahrfahrvermögen
als normal beurteilt werden, wogegen dann, wenn das Fahrerfahrvermögen bei
dem Niveau A oder B ist und gleichzeitig bei dem Niveau F oder G
ist oder bei dem Niveau C ist und gleichzeitig bei dem Niveau E,
F oder G ist, das Fahrerfahrvermögen
als bei dem Warnniveau 1 liegend beurteilt werden kann, und in gleicher
Weise kann, wenn das Fahrerfahrvermögen bei dem Niveau A, B oder
C ist und gleichzeitig bei dem Niveau H oder I ist, oder bei dem
Niveau D ist, das Fahrerfahrvermögen
als bei dem Warnniveau 2 liegend beurteilt werden.
-
Auf
diese Art und Weise wird das Fahrerfahrvermögen beruhend auf einem Mittelwert
einer Mehrzahl von Werten der Differenz ΔDIF2 und dem Ausmaß der Variation
zwischen diesen beurteilt, wodurch es möglich wird, daß Fahrerfahrvermögen genau
zu bestimmen.
-
Wenn
man sich wieder der 9 zuwendet, so wird in einem
Schritt S32 bestimmt, ob das Fahrerfahrvermögen gering ist oder nicht,
insbesondere, ob in dem Schritt S31 das Fahrerfahrvermögen als bei
dem Warnniveau 1 oder bei dem Warnniveau 2 liegend bewertet worden
ist. Wenn die Antwort auf diese Frage bestätigend ist (JA), dann wird
in einem Schritt S33 bestimmt, ob der Blinker in Betrieb ist. Wenn
das Fahrerfahrvermögen
weder bei dem Warnniveau 1 noch bei dem Warnniveau 2 ist oder wenn
der Blinker in Betrieb ist, dann wird das Programm unmittelbar beendet.
Wenn andererseits das Fahrerfahrvermögen bei dem Warnniveau 1 oder dem
Warnniveau 2 ist und gleichzeitig der Blinker nicht in Betrieb ist,
dann wird beurteilt, daß der
Fahrzustand des Fahrers abnormal ist und ein Signal wird zur Alarmvorrichtung 24 ausgegeben,
um einen Alarm zu erzeugen.
-
Wenn
das Fahrerfahrvermögen
bei dem Warnniveau 2 ist, dann ist es beispielsweise bevorzugt,
daß das
Alarmieren mit einem stärkeren
Geräusch
durchgeführt
wird, als wenn es bei dem Warnniveau 1 ist, oder durch das Aufleuchten
einer Alarmlampe und das Ertönen
eines Summers gleichzeitig. Ferner kann ein Sicherheitsbetrieb wie
z. B. eine Verzögerung
des Fahrzeugs, angewandt werden, wenn das Fahrerfahrvermögen bei
dem Warnniveau 2 ist.
-
Wie
vorangehend beschrieben, ist es gemäß der dritten Ausführungsform
durch Bestimmen des Fahrerfahrvermögens beruhend auf einem Mittelwert einer
Mehrzahl von Werten der Differenz ΔDIF2 und der Variation zwischen
diesen möglich,
das Fahrerfahrvermögen
genauer zu bestimmen oder bewerten, was es möglich macht, das Alarmieren,
und insbesondere eine Sicherheitsaktion, in einer geeigneteren Weise
durchzuführen.
-
Da
ferner die Referenzwerte, welche beim Bestimmen des Fahrerfahrvermögens verwendet werden,
jeweils von ihren Anfangswerten, welche angewandt werden, wenn der
Fahrer das Fahren des Fahrzeugs startet, beruhend auf dem Mittelwert
M und dem Standardwert S von jedem entsprechenden Parameter verringert
werden, ist es möglich,
schnell zu bestimmen, ob der Fahrzustand des Fahrers abnormal ist,
während
verhindert wird, daß der
Fahrzustand des Fahrers unmittelbar nachdem der Fahrer das Fahren
des Fahrzeugs begonnen hat, irrtümlicherweise
als abnormal beurteilt wird.
-
In
der vorliegenden Ausführungsform
sind folgende Variationen, welche den mit Bezug auf die erste Ausführungsform
vorangehend beschriebenen entsprechen, möglich:
- (1)
Das Aktualisieren der Referenzwerte ΔDIF2TH, ΔDIFTH, σTH und ΔDIF3TH durch die Verwendung
der Gleichungen (6) bis (9) kann verhindert werden, wenn einmal
bestimmt worden ist, daß der
Fahrzustand des Fahrers zum ersten Mal abnormal ist, nachdem der
Fahrer das Fahren des Fahrzeugs begonnen hat.
- (2) Die Referenzwerte ΔDIF2TH, ΔDIFTH, σTH und ΔDIF3TH können bei
jeweiligen Anfangswerten gehalten werden, bevor eine vorbestimmte Zeitperiode
THOLD abgelaufen ist, nachdem der Fahrer das Fahrens des Fahrzeugs
begonnen hat, ohne das Aktualisieren dieser Werte durch die Verwendung
der Gleichungen (6) bis (9) durchzuführen.
- (3) Die Fahrzustandüberwachungseinrichtung kann
derart konfiguriert sein, daß das
Ausgeben eines Alarms verhindert wird, bevor eine vorbestimmte Nicht-Alarmzeitperiode
TNWARN abgelaufen ist, nachdem der Fahrer das Fahren des Fahrzeugs
begonnen hat. Ferner kann das Programm der 9 derart
konfiguriert sein, daß innerhalb
der vorbestimmten Nicht-Alarmzeitperiode
das Programm unmittelbar nach dem Durchführen des Schritts S25 beendet
wird. Ferner kann das gleiche Programm derart konfiguriert sein,
daß es
innerhalb der vorbestimmten Nicht-Alarmzeitperiode TNWARN die Durchführung des
Schritts S21 und der folgenden Schritte verhindert wird, vorausgesetzt,
daß die
erfaßten Werte
der Fahrzeuggeschwindigkeit V und/oder der Gierrate YR kleiner als
jeweilige vorbestimmte Werte sind.
-
Nachfolgend
wird eine vierte Ausführungsform
der Erfindung mit Bezug auf die 12 und 13 beschrieben.
-
Die 12 unterscheidet
sich von 3 nur darin, daß der Schritt
S16 der 3 weggelassen ist und daß der Schritt
S18 durch den Schritt S18a ersetzt ist.
-
In
dem Schritt S18a wird bestimmt, ob die Fahrspur, auf welcher das
Fahrzeug fährt,
gewechselt worden ist. Wenn die Fahrspur gewechselt worden ist,
dann wird das vorliegende Programm unmittelbar beendet, wogegen
dann, wenn die Fahrspur nicht gewechselt worden ist, bestimmt wird,
daß der Fahrzustand
des Fahrers abnormal ist, und ein Signal wird zu dem Alarmblock 24 geleitet,
um einen Alarm zu erzeugen.
-
Die
Bestimmung, ob die Fahrspur gewechselt worden ist oder nicht, wird
in der folgenden Art und Weise durchgeführt: Es ist bekannt, daß die Gierrate
YR sich wie in 13 gezeigt ändert, wenn die Fahrspur gewechselt
wird. Daher werden Messungen einer Zeitperiode T von einem Zeitpunkt,
zu welchem die Gierrate YR eine Spitze in einer Richtung aufweist
(z. B. in einer Rechtsrichtung) zu einem Zeitpunkt, zu welchem dieselbe
eine Spitze in der anderen Richtung (z. B. in einer Linksrichtung)
aufweist, durchgeführt,
und die Differenz a zwischen diesen Spitzen (Amplitude der Gierrate)
wird gemessen. Wenn die Zeitperiode T innerhalb eines durch vorbestimmte
Werte T1, T2 (T1 > T2)
definierten Bereichs liegt und gleichzeitig die Amplitude a größer als
eine vorbestimmte Amplitude A ist, dann wird bestimmt, daß die Fahrspur
gewechselt worden ist.
-
Gemäß dieser
Ausführungsform
ist es möglich,
eine fehlerhafte Bestimmung des Fahrzustands des Fahrzeugs zu vermeiden,
selbst wenn der Fahrer die Fahrspur ohne Betätigung des Blinkers wechselt, wodurch
die Genauigkeit der Bestimmung des Fahrzustands des Fahrers erhöht wird.
-
Alternativ
kann in dem Schritt S18a in 12 ferner
bestimmt werden, ob eine vorbestimmte Zeitperiode TARC nach dem
Wechsel der Fahrspur abgelaufen ist oder nicht, und wenn die vorbestimmte Zeitperiode
TARC nicht abgelaufen ist, dann wird das Programm unmittelbar beendet,
wogegen dann, wenn die vorbestimmte Zeitperiode TARC abgelaufen
ist, das Programm zu dem Schritt S19 schreitet, in dem ein Alarm
nach dem Ablauf der vorbestimmten Zeitperiode TARC nach dem Wechsel
der Fahrspur erzeugt wird.
-
Ferner
kann das Aktualisieren des Referenzwertes ΔDIFLIM1 in der gleichen Art
und Weise wie in der ersten Ausführungsform
durchgeführt
werden.
-
Als
eine weitere Variation der Ausführungsformen
der Erfindung kann die gleiche Bestimmung wie in dem Schritt S18a
in dem Schritt S27 in 7 (zweite Ausführungsform)
oder dem Schritt S33 in 9 (dritte Ausführungsform)
durchgeführt
werden.
-
Ferner
kann in den ersten bis dritten Ausführungsformen die Bestimmung,
ob der Blinker in Betrieb ist (in dem Schritt S18 in 3,
in dem Schritt S27 in 7, in dem Schritt S33 in 9)
unmittelbar dann durchgeführt
werden, nachdem die Daten der Gierrate YR und der Fahrzeuggeschwindigkeit
V erhalten werden, (in dem Schritt S11 in 3 und dem
Schritt S21 in den 7 und 9), und
wenn der Blinker in Betrieb ist, dann kann das Programm unmittelbar
beendet werden, ohne die Berechnung der Referenzlinie etc. durchzuführen.
-
Obgleich
in den ersten bis dritten Ausführungsformen
die Parameter (ΔDIF1, ΔDIF2, ΔDIFAVE),
welche das Verhalten des Fahrzeugs anzeigen, zum Aktualisieren der
Referenzwerte verwendet werden, die zum Bestimmen der Abnormalität des Fahrzustands
des Fahrers verwendet werden, ist dies nicht beschränkend, sondern
die Aktualisierung der Referenzwerte kann bei anderen Verfahren
zum Bestimmen der Abnormalität
des Fahrzustands des Fahrers verwendet werden.
-
D.
h. die verwendeten Referenzwerte können in der vorangehend beschriebenen
Art und Weise aktualisiert werden, z. B. beim Durchführen eines Verfahrens
zum Bestimmen eines Einnickens des Fahrers beruhend auf der Frequenz
der Betätigung des
Lenkrads und des Gaspedals, wie in der japanischen Patentschrift
(Kokoku)
JP 54-24569
B offenbart, eines Verfahren zum Erfassen der Position
eines oberen Teils des Fahrerkörpers
durch eine Kamera und Bestimmen eines Einnickens des Fahrers beruhend
auf periodischen Änderungen
der erfaßten Position
des oberen Teils des Fahrerkörpers,
wie durch die japanische Patentschrift (Kokoku)
JP 4-75560 B offenbart, eines
Verfahren zum Erfassen eines elektrischen Potentials auf der Haut
des Fahrers und Erfassen eines belasteten Zustands und eines Zustands
mit geringer Wachheit des Fahrers beruhend auf dem erfaßten Potential,
wie durch die japanischen Offenlegungsschrift (Kokai)
JP 5-24460 A (Abstract) offenbart,
eines Verfahrens zum Erfassen eines Einnickens des Fahrers beruhend
auf einer Information bezüglich
des Fahrerkörpers,
wie z. B. einem Elektroencephalogramm, einer Lage bzw. Haltung,
einer Körpertemperatur,
wie durch die japanische Offenlegungsschrift (Kokai)
JP 5-96971 A (Abstract) offenbart,
und eines Verfahrens zum Aufnehmen eines Bilds einer Straße vor dem
fahrenden Fahrzeug durch eine Kamera, um dadurch eine Querversetzung
des fahrenden Fahrzeugs zu erfassen, und zum Bestimmen eines Einnickens
des Fahrers beruhend auf der erfaßten Querversetzung, wie in
der japanischen Offenlegungsschrift (Kokai)
JP 5-69757 A (Abstract) offenbart,
etc. Kurz gesagt, das Verfahren zum Aktualisieren des Referenzwertes (der
Referenzwerte), das bei den vorliegenden Ausführungsformen der Erfindung
verwendet wird, ist nicht nur zum Bestimmen eines eingenickten Fahrens
des Fahrzeugs durch den Fahrer beruhend auf dem Fahrverhalten des
Fahrzeugs anwendbar, sondern auch zum Bestimmen eine eingenickten
Fahrens des Fahrzeugs durch den Fahrer beruhend auf Fahrbetätigungen,
oder Zuständen
oder Bedingungen (Haltung, Körpertemperatur,
etc.) des Fahrers.
-
Ferner
ist, obgleich in den vorangehend beschriebenen Aus führungsformen
der Fahrer durch Einwirkung auf seine Sicht und/oder sein Gehör gewarnt
wird, dies nicht beschränkend,
sondern es können
Mittel zum direkten Ausüben
physikalischer Kräfte
oder Stimulationen auf den Fahrer verwendet werden, z. B. durch
Rütteln
des Fahrersitzes oder durch Anlegen einer Spannung an den Sicherheitsgurt
oder durch Ausspritzen eines Parfüms oder durch Ändern des
Betriebszustands einer Klimaanlage, die in dem Fahrzeug vorgesehen
ist. Dies stellt sicher, daß der Fahrer
hinsichtlich seines verringerten Fahrvermögens in einer sichereren Art
und Weise gewarnt wird.
-
Obgleich
in den vorangehenden Ausführungsformen
die Gierrate durch den Gierratensensor 10 erfaßt wird,
ist dies nicht beschränkend,
sondern die Gierrate kann beruhend auf Ausgaben von Raddrehzahlsensoren
und dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor berechnet werden oder beruhend
auf Ausgaben von dem Lenkwinkelsensor zum Erfassen des Lenwinkels
eines Lenkrads und einem Querbeschleunigungssensor, etc.
-
Ferner
ist, obgleich in den vorangehenden Ausführungsformen die Referenzlinie
aus dem Gierwinkel YA abgeschätzt
wird, dies nicht beschränkend,
sondern sie kann aus der Gierrate YR oder der Querabweichung YK
abgeschätzt
werden.
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Eine
Fahrzustandsüberwachungseinrichtung
für ein
Kraftfahrzeug überwacht
einen Fahrzustand eines Fahrers des Kraftfahrzeugs. Ein Fahrzustandsparameter,
welcher für
den Fahrzustand des Fahrers bezeichnend ist, wird beruhend wenigstens auf
dem Verhalten des Kraftfahrzeugs und/oder einer Fahrbetätigung durch
den Fahrer und/oder einem Zustand des Fahrers berechnet. Der Fahrzustandsparameter
wird mit einem Referenzwert verglichen (in 22). Beruhend
auf einem Ergebnis des Vergleichs durch das Vergleichsmittel (22)
wird bestimmt, ob der Fahrzustand des Fahrers normal ist oder nicht.
Der Referenzwert wird beruhend auf dem Fahrzustandsparameter in
einer derarti gen Richtung verändert,
daß es
weniger wahrscheinlich wird, zu bestimmen, daß der Fahrzustand des Fahrers
normal ist.