DE4214817C2 - Verfahren zur Anzeige der geschwindigkeitsbedingten Gefahrenträchtigkeit der Fahrsituation eines Fahrzeugs, und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zur Anzeige der geschwindigkeitsbedingten Gefahrenträchtigkeit der Fahrsituation eines Fahrzeugs, und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anzeige der geschwindigkeitsbedingten Gefahrenträchtigkeit der Fahr­ situation eines Fahrzeugs, und Vorrichtung zur Durch­ führung des Verfahrens gemäß der Gattung der Ansprüche 1 und 2.
Bei wachsender Verkehrsdichte vermehrt sich ereignende Massenkarambolagen von aufeinanderfolgenden Fahrzeugen infolge zu geringer Folgeabstände oder zu hoher Geschwin­ digkeit bei schlechter Sicht verdeutlichen den Bedarf an einer einfachen und sicheren Anzeige der Gefahrenträchtig­ keit der Fahrsituation eines Fahrzeugs.
Aus der DE 38 10 840 C1 ist ein optisches System zur Sichtweitenbestimmung und Ableitung eines Alarms in Abhängigkeit vom aktuellen Sehvermögen des Fahrzeug­ führers und der Fahrsituation bekannt. Dabei geht es darum, daß Sicherheitseinrichtungen im Fahrzeug opti­ mal ansprechen sollen, wenn eine unter Einbezug einer berechneten physikalische Sichtweite ermittel- und be­ rechenbare physiologische Sehleistung (= fahrerspezi­ fische Realsichtweite) unter aktuellen Fahrbedingun­ gen nicht mehr ausreichend ist.
Die DE 88 14 389 U1 beschreibt eine Anzeige bei einer Brennkraftmaschine, die sich eines Schwellbalkensymbols und einer davon abgesetzten Leuchtdiodenreihe bedient, um unterschiedliche Gemisch- und Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine darzustellen.
Bislang fehlt jedoch eine einfache und sichere Anzeige der Gefahrenträchtigkeit der Fahrsituation eines Fahr­ zeugs, die den spezifischen Wahrnehmungsbedürfnissen im Massenverkehr gerecht wird und die damit eine we­ sentliche Grundvoraussetzung für eine hohe Akzeptanz im motorisierten Verkehr erfüllt.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur An­ zeige der geschwindigkeitsbedingten Gefahrenträchtigkeit der Fahrsituation eines Fahrzeugs sowie eine Anzeigevor­ richtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, welche die vorerwähnte Voraussetzung erfüllen.
Diese Aufgabe wird zum einen bei einem gattungsgemäßen Verfahren und zum anderen bei einer Anzeigevorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit den kennzeichnenden Merkmalen gemäß den Ansprüchen 1 bzw. 2 gelöst.
Dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt der Kerngedanke zugrunde, kontinuierlich einen Gefährdungsgrad zu defi­ nieren bzw. ermitteln bzw. zu berechnen und dem Führer eines Fahrzeugs anzuzeigen, und zwar unabhängig davon, ob der Führer sein Fahrzeug als Folgefahrzeug zu dicht auf ein Frontfahrzeug oder sonstiges Hindernis auffährt (Abstandsproblematik) oder zu schnell im Nebel fährt (Sichtweitenproblematik).
Die hierfür erforderlichen Signale werden von Fahrzeug- Umfeld-Sensoren, beispielsweise von einem Abstandswarn- oder -erfassungsradar und einem Infrarot-Sichtweiten-Meß­ system gewonnen und zusammen mit Fahrzeug-Zustandssignalen von einem Sicherheitsrechner ausgewertet. Dieser Rechner trifft aufgrund seiner spezifischen Programmierung für den jeweils aktuellen Fahrzustand die Feststellung und/oder Entscheidung, welcher Gefährdungsgrad augenblicklich über­ wiegt und bringt den jeweils gefährlichsten Zustand auf einem Display zur Anzeige. Über dieses erfolgt die kog­ nitive Vermittlung des Fernliegens oder der Nähe eines Gefahrenzustandes mittels kontinuierlicher analoger bzw. quasi-analoger und insoweit trendgetreuer Anzeige.
Im Detail wird von einem Radarsensor der Abstand am zum Frontfahrzeug bzw. Hindernis und die diesbezügliche Rela­ tivgeschwindigkeit vrel und von einem Infrarot-Sichtwei­ tenmeßsystem ein repräsentativer Wert für die momentane Sichtweite asw und von einem Eigengeschwindigkeitsgeber die Eigengeschwindigkeit veig und von einem Lenkwinkel­ geber der Lenkwinkel βL ermittelt und aus diesen Werten dann eine näherungsrelevante "Differenz zum Sicherheits­ abstand" DELTA a als Funktion des Augenblicksabstandes am, der Eigengeschwindigkeit veig, der Reaktionszeit τ des Fahrzeugführers, der Verzögerung b des Fahrzeugs und dem Lenkwinkel βL und eine sichtweitenrelevante "Differenz zur noch sicheren Geschwindigkeit" DELTA v als Funktion von der ermittelten Sichtweite asw, der Eigengeschwindig­ keit veig, der Reaktionszeit τ des Fahrzeugführers, der Verzögerung b des Fahrzeugs ermittelt.
In einem folgenden Schritt wird aus diesen zwei Werten der jeweils kleinere, d. h. die sicherheitskritischere Differenz ohne Wissen und Zutun des Fahrzeugführers automatisch ausgewählt und dem Fahrzeugführer in einem weiteren Schritt über eine Anzeige vermittelt.
Wesentlich dabei ist, daß der Fahrzeugführer keine Kennt­ nis darüber erlangt, ob die momentane Anzeige aus einer Abstands- oder aus einer Sichtweitenmessung bzw. -bewer­ tung resultiert, er also nur über das Maß der augenblick­ lichen Gefährlichkeit oder Ungefährlichkeit seiner Fahr­ situation informiert wird, so daß er durch Anpassen bzw. Zurücknahme der Geschwindigkeit in jedem der beiden Fälle den Gefahrenabstand bzw. die Sicherheit auf das erforder­ liche Maß bringen bzw. vergrößern kann.
Die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist ein Anzeigesymbol in Form eines/r auslenkbaren Zeigers bzw. Marke in welcher Form auch immer (z. B. in Form eines Farb- oder Leuchtbalkens etc.) auf, das über eine von einer weitaus ausreichenden und insoweit positiven bis zu einer in gefährlichem Maße zu kleinen und insoweit negativen Differenz DELTA zur augenblick­ lich gerade noch als ungefährlich anzusehenden Geschwin­ digkeit reichenden Bereichsskala auslenkbar ist. Die Ska­ la weist dabei z. B. die sehr einfache Form zweier um 180° verdreht und spitzwinklig sich berührender Dreiecksflä­ chen auf, wobei deren Berührpunkt die Position besagten Anzeigesymbols bei gefahrloser Höchstgeschwindigkeit des Fahrzeugs markiert. Vorzugsweise sind diese Flächen mit unterschiedlichen Signalfarben angelegt, so daß das An­ zeigesymbol bei Nichtausnutzung der gefahrlos maximal fahrbaren Geschwindigkeit z. B. im Bereich einer grünen und bei zu hoher und deshalb eine Gefahr involvierender Geschwindigkeit im Bereich einer roten Dreiecksfläche steht bzw. sich bewegt.
Alles in allem leistet die Erfindung somit die Diskri­ mination einer Gefahrensituation und deren Darstellung unter maximaler Informationsreduktion in kognitiv opti­ maler Weise so, daß der kontinuierliche Wahrnehmungs­ prozeß in einer den Fahrzeugführer geringstmöglich be­ lastenden Weise stattfinden kann, so daß er größtmög­ liche Akzeptanz beim Fahrzeugführer findet.
Das erfindungsgemäße Verfahren und ein Ausführungsbei­ spiel der Anzeigevorrichtung zur Durchführung desselben sind in der Zeichnung veranschaulicht und werden nachfol­ gend erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein Flußdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer erfin­ dungsgemäßen Anzeigevorrichtung.
Gemäß Fig. 1 werden in einem ersten Verfahrensschritt A einerseits vermittels eines Radargerätes die Größen
am = gemessener Abstand zum Frontfahrzeug bzw. Hindernis
vrel = gemessene Relativgeschwindigkeit zwischen Folgefahrzeug und Frontfahrzeug bzw. Hin­ dernis
und vermittels einer Infrarot-Sichtweitenmeßeinrichtung die Größe
asw = gemessene Sichtweite
gewonnen (Fahrzeugumfeldgrößen).
Andererseits werden in diesem Schritt auch noch von einem Geschwindigkeitsgeber und einem Lenkwinkelgeber die Größen
veig = Eigengeschwindigkeit
βL = Lenkwinkel
erfaßt und bereitgestellt (Fahrzeugzustandsgrößen).
In einem zweiten Schritt B wird in einem Sicherheits­ rechner zunächst der Sicherheitsabstand as zwischen Folgefahrzeug und Frontfahrzeug bzw. Fronthindernis berechnet und eine erste Differenz
DELTA a = (am - as)
als = f (am, vrel, veig, τ, b, βL) mit
τ = Reaktionszeit des Fahrzeugführers
b = Verzögerung des Fahrzeugs aus veig
βL = Lenkwinkel
gebildet, wobei DELTA a insoweit ein vorzeichenbehaftetes Maß für die Einhaltung oder Nichteinhaltung eines gefahr­ losen Folgeabstands zu einem Frontfahrzeug bzw. Hindernis und insoweit für eine ggf. vergrößerbare oder zu ver­ ringernde Augenblicksgeschwindigkeit veig des Fahrzeugs ist,
und des weiteren in Abhängigkeit von der gemessenen Sicht­ weite asw eine noch sicher fahrbare Geschwindigkeit vsw berechnet und eine zweite Differenz
DELTA v = (veig - vsw)
als = f (asw, veig, τ, b) mit
τ = Reaktionszeit des Fahrzeugführers
b = Verzögerung des Fahrzeugs
gebildet, wobei DELTA v insoweit ein vorzeichenbehaftetes Maß für die Unter- oder Überschreitung der sichtweitenab­ hängig noch gefahrlos bzw. sicher fahrbaren Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist.
In einem dritten Schritt C wird aus den beiden aktuellen Werten DELTA a und DELTA v der jeweils sicherheitskriti­ schere, d. h. der kleinere bzw. negativere Wert automa­ tisch ausgewählt.
In einem vierten Schritt D wird dieser ausgewählte Wert zur An- und Aussteuerung einer Gefahrenabstands- und -trächtigkeitsanzeige herangezogen in der Weise, daß diese Anzeige sowohl die graduelle Differenz der Momen­ tangeschwindigkeit von der aktuell noch sicheren Geschwin­ digkeit als auch das aktuelle Gefährdungs- bzw. Gefahren­ freiheitsmaß in symbolischer Proportion erkennbar macht.
Die Fig. 2 erläutert die bevorzugte Ausbildung einer Anzeigevorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Sie weist ein Anzeigesymbol in Form einer auslenkbaren Marke 10 in beliebiger Realisierungsform auf. Es kann sich dabei um einen herkömmlichen Zeiger, eine Flüssig­ kristallmaske oder ein Flüssigkristallsymbol, eine Leuchtfläche mit konstanter oder veränderbarer Leucht­ farbe, eines von einer Mehrzahl von in Reihe aufeinan­ derfolgenden und von einer Mehrzahl von ansteuerbaren Lichtemittern (z. B. LEDs) mit Licht beaufschlagbaren Lichtaustrittsfenstern oder -zonen zur Darstellung z. B. eines Leucht- bzw. Farbbalkens etc. handeln.
Diese Marke ist über eine Bereichsskala hinweg auslenk­ bar, letztwelche sich von einem bei weitem ausreichenden (und insoweit positiven) bis zu einer in gefährlichem Maße zu kleinen (und insoweit negativen) Differenz DELTA a, v zum augenblicklich noch als ungefährlich anzusehen­ den Fahrzustand erstreckt. Die Bereichsskala hat dabei vorzugsweise die sehr einfache Form eines Schwellbal­ kens in Form zweier um 180° gegeneinander verdreht sich spitzwinklig berührender Dreiecksflächen 11 und 12, wo­ bei der Berührpunkt derselben die Position 13 besagter Anzeigemarke 10 bei (noch) sicher fahrbarer Geschwindig­ keit des Fahrzeugs symbolisiert.
Vorzugsweise sind die (pfeilförmig) gegeneinanderweisenden Flächen 11 und 12 des Schwellbalkens mit unterschiedlichen Signalfarben angelegt, so daß die Marke 10 bei Nichtaus­ nutzung der sicher fahrbaren Geschwindigkeit z. B. im Be­ reich der linken und z. B. grün ausgeführten Fläche 11 und bei nicht mehr sicher fahrbarer und insoweit zu hoher Geschwindigkeit im Bereich der rechten und z. B. roten Fläche 12 steht bzw. sich bewegt.
Die von der Mitte nach außen hin jeweils zunehmende Breite des Schwellbalkens ist dabei ein für den Fahr­ zeugführer ausreichendes und kognitiv gut umsetzbares Maß für die Gefahrenferne bzw. Gefahrenträchtigkeit, je nachdem, bei welcher Breite der Schwellbalken von der Marke 10 geschnitten oder markiert wird. Zugleich gibt das Maß der Links- oder Rechtsablage der Marke 10 bezüg­ lich der Neutralposition 13 - entsprechend der noch sicher fahrbaren Geschwindigkeit - die Möglichkeit und den Grad der Vergrößerbarkeit bzw. der erforderlichen Verringerung der Momentangeschwindigkeit an, und zwar erwähntermaßen ohne Hinweis darauf, ob die Anzeige momentan auf der Basis einer Auswertung des Folgeabstands zu einem Frontfahrzeug oder Hindernis oder auf der Basis einer Auswertung der Sichtweite als momentan sicherheitskritischerer Umfeld­ größe erfolgt.
Die Anzeige kann dadurch verfeinert werden, daß die Marke 10 über der linken Skalenfläche 11 deren Farbe und über der rechten Skalenfläche 12 deren Farbe annimmt, und/oder daß die Marke bei zu weiter Auslenkung nach rechts (z. B. über eine Alarmgrenze hinaus) im Bereich der eine gefahrenträchtige Fahrsituation versinnbild­ lichenden Skalenfläche 12 zu blinken oder blitzen beginnt.
Die Erfindung umfaßt weiter, daß das Licht einer selbstleuchtenden Marke im Falle seiner Taktung eine besondere Signalfarbe annimmt, die sich von der Lichtfarbei bei dauerndem Leuchten der Marke unterscheidet.

Claims (5)

1. Verfahren zur Anzeige der Gefahrenträchtigkeit der Fahrsituation eines Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug mit Mitteln ausgerüstet ist, um ein vorausfahrendes Front­ fahrzeug festzustellen und den Abstand zwischen beiden Fahrzeugen und deren Relativgeschwindigkeit in Bezug aufeinander sowie die aktuelle Sichtweite zu erfassen, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
In einem ersten Verfahrensschritt (A) werden erfaßt
  • - die Eigengeschwindigkeit (veig) und der Lenk­ winkel (βL) des Fahrzeugs;
  • - mittels Mikrowellen-Radar der Abstand zum Front­ fahrzeug bzw. Hindernis (am), die Relativgeschwin­ digkeit zwischen Folgefahrzeug und Frontfahrzeug bzw. Hindernis (vrel) - so vorhanden -, und
  • - mittels Infrarotlicht die aktuelle Sichtweite (asw);
in einem zweiten Schritt (B) wird
  • - auf der Basis der Mikrowellenmessung der Sicher­ heitsabstand as zwischen Folgefahrzeug und Front­ fahrzeug bzw. Fronthindernis berechnet und eine erste Differenz
    DELTA a = (am - as)
    als = f (am, vrel, veig, τ, b, βL) mit
    τ = Reaktionszeit des Fahrzeugführers
    b = Verzögerung des Fahrzeugs aus veig
    βL = Lenkwinkel
    gebildet, wobei DELTA a ein vorzeichenbehaftetes Maß für die Einhaltung oder Nichteinhaltung eines gefahr­ losen Folgeabstands zu einem Frontfahrzeug bzw. Hindernis und insoweit für eine ggf. vergrößerbare oder zu verringernde Augenblicksgeschwindigkeit veig des Fahrzeugs ist, und
  • - auf der Basis der Infrarotlichtmessung in Abhängig­ keit von der gemessenen Sichtweite asw eine noch sichere Höchstgeschwindigkeit vsw berechnet und eine zweite Differenz
    DELTA v = (veig - vsw)
    als = f (asw, veig, τ, b) mit
    τ = Reaktionszeit des Fahrzeugführers
    b = Verzögerung des Fahrzeugs aus veig
    gebildet, wobei DELTA v ein vorzeichenbehaftetes Maß für die Unter- oder Überschreitung der sicht­ weitenabhängig gefahrlosen Höchstgeschwindigkeit des Fahrzeugs ist;
in einem dritten Schritt (C) wird
  • - aus dem aktuellen Wert DELTA a aus der Radarmes­ sung und dem aktuellen Wert DELTA v aus der Infra­ rotlichtmessung der sicherheitskritischere, d. h. der kleinere bzw. negativere Wert ausgewählt, und
in einem vierten Schritt (D) wird
  • - der ausgewählte Wert zur An- und Aussteuerung einer Gefahrenabstands- und -trächtigkeitsanzeige herange­ zogen in der Weise, daß diese Anzeige sowohl die gra­ duelle Differenz der Momentangeschwindigkeit von der aktuell noch sicheren Geschwindigkeit als auch das aktuelle Gefährdungs- bzw. Gefahrenfreiheitsmaß in symbolischer Proportion erkennbar macht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende weitere Schritte:
  • - zur Anzeige der graduellen Differenz der Momentange­ schwindigkeit von der aktuell noch sicheren Geschwindig­ keit und des aktuellen Gefährdungs- bzw. Gefahrenfrei­ heitsmaßes wird eine in Abhängigkeit von dem aktuell aus­ gewählten DELTA-Wert über einer Bereichsskala auslenkbare Marke (10) ausgelenkt, wobei die Bereichsskala von einer bei weitem ausreichenden (positiven) bis zu einer in gefährlichem Maße zu kleinen (negativen) Differenz DELTA a bzw. DELTA v zum/zur augenblicklich noch siche­ ren Fahrzustand bzw. Fahrgeschwindigkeit sich erstreckt und die Form eines Schwellenbalkens, bestehend aus zwei um 180° gegeneinander verdreht sich spitzwinklig berüh­ renden Dreiecksflächen (11, 12), aufweist;
  • - der Position (13) der Marke (10) in der Mitte zwi­ schen den Dreiecksflächen wird die (noch) sicher fahr­ bare Geschwindigkeit des Fahrzeugs zugeordnet.
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