DE4414657A1 - Verfahren zur Ermittlung einer kritischen Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Verfahren zur Ermittlung einer kritischen Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung einer kritischen Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges während einer gefahrenträchigen Situation, bei dem momentane Sichtweite­ werte erfaßt und zur Berechnung der kritischen Fahrgeschwindigkeit verwendet werden.
Zur Definition eines Gefährdungsgrades, in dem sich ein Fahrzeug aufgrund dichten Verkehrs­ aufkommens und geringer Sichtweite befindet, wird in der DE 42 14 870 A1 vorgeschlagen, über Abstandserfassungseinrichtungen den Weg zum vorausfahrenden Fahrzeug, die Relativ­ geschwindigkeit zwischen den beiden Fahrzeugen bzw. zwischen dem Fahrzeug und einem Hindernis und über ein Infrarot-Sichtweiten-Meßsystem die aktuelle Sichtweite sowie die Augenblicksgeschwindigkeit des Fahrzeugs und den Lenkwinkel zu erfassen. In Abhängigkeit dieser Größen wird in einem ersten Verfahrensschritt ein Maß für einen gefahrlosen Folge­ abstand zu einem Frontfahrzeug bzw. einem Hindernis definiert und damit ein Hinweis für eine ggf. vergrößerbare oder zu verringernde Augenblicksgeschwindigkeit zur Anzeige gebracht. In einem zweiten Verfahrensschritt wird in Abhängigkeit der gemessenen Sichtweite eine noch sicher fahrbare Geschwindigkeit berechnet und dieser Geschwindigkeitswert mit dem Ab­ standsgeschwindigkeitswert verglichen, wobei der geringere bzw. der negativere beider Werte zur Anzeige gebracht wird.
Neben einer eingeschränkten Sichtweite, beispielsweise bei Nebel, starkem Regen oder Schneefall hat jedoch auch der Zustand der Fahrbahn bzw. die Kraftschlußbedingungen zwischen der Fahrbahn und den Reifen der Räder einen wesentlichen Einfluß auf die Fahr­ sicherheit eines Kraftfahrzeuges. Insbesondere aus der Sicht einer wachsenden Verkehrs­ dichte ist es wichtig, neben der Sichtweite auch den aktuellen Fahrbahnzustand und damit ein Maß für den Bremsweg bei der Berechnung der kritischen Fahrgeschwindigkeit zu berücksichtigen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, ein Verfahren zur Beurteilung einer ge­ fahrenträchigen Fahrsituation eines Kraftfahrzeuges zu schaffen, bei dem neben der mo­ mentanen Sichtweite auch der Fahrbahnzustand berücksichtigt wird.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbil­ dungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Gemäß der Erfindung werden in Abhängigkeit des momentanen Fahrbahnzustandes Werte für einen vorherrschenden Reibwert zwischen der Fahrbahn und mindestens einem Rad ermittelt und in einem weiteren Verfahrensschritt mindestens in Abhängigkeit der momentanen Sicht­ weite und der Werte für den vorherrschenden Reibwert die kritische Fahrgeschwindigkeit er­ mittelt.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die kritische Fahrgeschwindigkeit im wesentlichen nach der Beziehung
ermittelt, wobei µmax der vorherrschende Reibwert zwischen der Fahrbahn und mindestens einem Rad, g die Erdbeschleunigung, tr ein Wert für die Reaktionszeit des Fahrzeugführers und s der momentane Sichtweitenwert ist. Der momentan vorherrschende Reibwert zwischen Fahrbahn und Rad des Kraftfahrzeuges, der ein Maß für den Glättezustand der Fahrbahn ist, wird dabei vorteilhafterweise in Abhängigkeit der Raddrehzahl mindestens eines Rades ermittelt. Dazu wird aus der Raddrehzahl in einer Auswerteschaltung der Radschlupf berechnet und unter Berücksichtigung eines Motorlastsignals auf den ungünstigstenfalls zur Verfügung stehenden Reibwert geschlossen.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung wird zur Ermittlung des vorherrschenden Reibwertes die Raddrehzahl mindestens eines angetriebenen und mindestens eines getriebenen Rades erfaßt und von den ermittelten Raddrehzahlen ein Mittelwert gebildet.
Zur Berücksichtigung einer hohen Verkehrsdichte wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbil­ dung vorgeschlagen, daß in die Berechnung der kritischen Fahrgeschwindigkeit neben der Sichtweite und dem Fahrbahnzustand auch der Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug und/oder die Fahrgeschwindigkeit dieses Fahrzeuges eingeht. Statt der Fahrgeschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeuges kann auch die Relativgeschwindigkeit zwischen beiden Fahrzeugen verwendet werden. In einer Ausgestaltung dieser Weiterbildung wird die gemes­ sene Sichtweite und der momentane Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug miteinander verglichen und die Berechnung der kritischen Fahrgeschwindigkeit erfolgt mit dem kleineren dieser Werte.
Die kritische, die Gefahrenträchigkeit der Fahrsituation wiedergebende Geschwindigkeit kann dabei auf unterschiedliche Weise zur Anzeige gebracht werden. Nach einer ersten Weiterbil­ dung der Erfindung wird die kritische Fahrgeschwindigkeit mittels einer Skala, vorzugsweise am Tachometer angezeigt, die bei abnehmender Sichtweite bzw. abnehmenden Abstand und/oder geringer werdenden Reibwerten von hohen zu niedrigen Geschwindigkeiten an­ wächst.
Eine andere Möglichkeit zur Warnanzeige besteht darin, bei Überschreitung der kritischen Fahrgeschwindigkeit eine Anzeige zu aktivieren. Diese Variante hat den Vorteil, daß der Fahrzeugführer nicht durch eine Daueranzeige belästigt wird, sondern nur im akuten Gefahrenfall, d. h. bei Überschreitung der kritischen Fahrgeschwindigkeit gewarnt wird.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der Fahrzeugführer ein genaues Maß für die Ge­ fährlichkeit seiner derzeitig gefahrenen Geschwindigkeit erhält und so durch evtl. Zurück­ nahme der Geschwindigkeit die Fahrsicherheit erhöhen kann.
Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines Ausführungsbeispiels näher dargestellt. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 einen Ablaufplan des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 2 eine Darstellung einer ersten Möglichkeit der Anzeige und
Fig. 3 eine Darstellung einer zweiten Möglichkeit der Anzeige der kritischen Fahrgeschwindigkeit.
Wie in Fig. 1 gezeigt, werden von den bereits für das ABS-System vorgesehenen Raddreh­ zahlsensoren 1 die Raddrehzahlen drn erfaßt und in einer Rechenschaltung 3 aus den Rad­ drehzahlen drn sowohl der überwachten angetriebenen Räder als auch zumindest eines der nicht angetriebenen Räder der Radschlupf λm nach der Beziehung:
ermittelt. In der Beziehung bedeuten sA die während der definierten Zeitdauer bzw. Weg­ strecke vom Radsensor 1 des überwachten angetriebenen Rades erzeugte Signalimpuls­ summe, sN die vom Radsensor 1b des nicht angetriebenen, d. h. frei rollenden Rades erzeugte Signalsumme und k ein Kalibrierfaktor, der unter anderem Änderungen z. B. an den Reifenprofilen an nur einem der Teil der Räder oder die Änderungen der Reifentemperatur berücksichtigt. In der Rechenschaltung 3 wird weiterhin unter Einbeziehung eines Motorlast­ signals km auf den ungünstigstenfalls zur Verfügung stehenden Reibwert µmax zwischen Fahrbahn und Rad geschlossen und so ein Maß für die vorherrschenden Fahrbahnverhält­ nisse erhalten. Ein weiterer Sensor 4, beispielsweise ein Infrarot-Sensor, erfaßt die momen­ tane Sichtweite des Fahrzeugführers und im Rechner 5 wird aus diesen Größen unter Einbeziehung eines Erfahrungswertes für die Reaktionszeit tr des Fahrzeugführers eine bei den vorliegenden Straßenverhältnissen zu empfehlende Geschwindigkeit ve ermittelt, bei der ein Auffahren auf ein Hindernis oder auf ein vorausfahrendes Fahrzeug bei eingeschränkter Sichtweite und evtl. verlängertem Bremsweg vermieden werden kann. Als zusätzlicher Sicher­ heitsfaktor kann es sinnvoll sein, nicht die aktuelle Sichtweite s, sondern eine um einen Sicherheitsweg s0 verminderte Sichtweite s in die Berechnung einfließen zu lassen.
Neben der Sichtweite s kann es, insbesondere bei hohem Verkehrsaufkommen, von Vorteil sein den Abstand sf zu einem vorausfahrenden Fahrzeug bei der Geschwindigkeitsberech­ nung zu berücksichtigen. In diesem Fall wird die aktuelle Sichtweite s laufend mit den Ausgangssignalen sf eines hier nicht dargestellten Abstandssensors verglichen, wobei der kleinere der Entfernungswerte s, sf für die Berechnung der kritischen bzw. zu empfehlenden Geschwindigkeit ve verwendet wird.
Die kritische Geschwindigkeit ve wird beispielsweise durch eine zusätzliche Anzeige 2 auf dem Tachometer des Fahrzeuges für den Fahrzeugführer sichtbar gemacht, der ein Maß für die Gefährlichkeit der derzeit gefahrenen Geschwindigkeit erhält und somit seine Geschwindigkeit den Witterungsbedingungen bzw. dem Verkehrsaufkommen anpassen kann.
Gemäß der Fig. 2 und 3 kann die kritische Geschwindigkeit ve durch zwei unterschiedliche Möglichkeiten zur Anzeige gebracht werden. In Fig. 2 werden ausgehend von der kritischen Geschwindigkeit ve die höheren Geschwindigkeiten über ein Farbband 6 gekennzeichnet. Dies kann beispielsweise durch die Aktivierung von im Tachometer angeordneten Leucht­ dioden realisiert werden. Diese Variante hat jedoch den Nachteil, daß der Fahrzeugführer auch beim Fahren im unkritischen Geschwindigkeitsbereich einer Daueranzeige ausgesetzt ist.
Eine andere Möglichkeit zur Warnanzeige ist in Fig. 3 gezeigt. Hier wird nur bei Überschrei­ tung der kritischen Geschwindigkeit ve ein Leuchtsegment bzw. -balken 8 aktiviert und somit nur im akuten Gefahrenfall gewarnt.
Bezugszeichenliste
µmax = Reibwert
s = Sichtweite
ve = kritische Fahrgeschwindigkeit
g = Konstante
tr = Reaktionszeit
sf = Abstand
drn = Raddrehzahl
km = Motorlastsignal
vf = Fahrgeschwindigkeit
λm = Radschlupf
SA, SN = Signal der Radsensoren
k = Kalibrierfaktor
1 = Raddrehzahlsensor
2 = Anzeige
3 = Rechenschaltung
4 = Sensor
5 = Rechner
6 = Farbband
7 = Tachometer
8 = Leuchtbalken

Claims (9)

1. Verfahren zur Ermittlung einer kritischen Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges während einer gefahrenträchigen Situation, bei dem momentane Sichtweitenwerte erfaßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit des momentanen fahrbaren Zu­ standes Werte für einen vorherrschenden Reibwert (µmax) zwischen der Fahrbahn und mindestens einem Rad ermittelt werden und in einem weiteren Verfahrensschritt min­ destens in Abhängigkeit der momentanen Sichtweite (s) und der Werte für den vorherr­ schenden Reibwert (µmax) die kritische Fahrgeschwindigkeit (ve) ermittelt und zur Anzeige (2) gebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zulässige Fahrgeschwin­ digkeit (ve) im wesentlichen der Beziehung: gehorcht, wobei µmax der vorherrschende Reibwert zwischen der Fahrbahn und minde­ stens einem Rad, (g) eine Konstante, (tr) ein Wert für die Reaktionszeit des Fahrzeug­ führers und (s) der momentane Sichtweitenwert ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der momentan vorherr­ schende Reibwert (µmax) in Abhängigkeit der Raddrehzahl (drn) mindestens eines Rades (1) und eines Motorlastsignals (km) ermittelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung des vorherr­ schenden Reibwertes (µmax) die Raddrehzahl (drn) mindestes eines angetriebenen und mindestens eines nicht angetriebenen Rades erfaßt wird und von den ermittelten Raddrehzahlen (drn) ein Mittelwert gebildet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die kritische Fahrgeschwindigkeit (ve) außerdem in Abhängigkeit des Abstandes (sf) und/oder der Fahrgeschwindigkeit (vf) eines vorausfahrenden Fahrzeuges berechnet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sichtweite (s) und der Ab­ stand (sf) des vorausfahrenden Fahrzeuges miteinander verglichen werden und die Be­ rechnung der kritischen Fahrgeschwindigkeit (ve) mit dem kleineren Wert erfolgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Ermittlung der kritischen Fahrgeschwindigkeit (ve) eine um einen Sicherheitsweg (s0) verminderte Sichtweite (s-s0) verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7; dadurch gekennzeichnet, daß die kritische Fahrgeschwindigkeit (ve) mittels einer Skala (2) angezeigt wird, die bei abnehmender Sichtweite (s) bzw. abnehmenden Abstand (sf) des vorausfahrenden Fahrzeuges und/oder kleiner werdenden Reibwerten (µmax) von hohen zu niedrigen Geschwindig­ keiten anwächst.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Über­ schreitung der kritischen Fahrgeschwindigkeit (ve) eine Anzeige (2) aktiviert wird.
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