DE4414657C2 - 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 gefahrenträchtigen Situation, bei dem momentane Sichtweitewerte erfaßt und zur Berechnung der kritischen Fahrgeschwindigkeit ver­ wendet werden.
In der deutschen Patentschrift DE 38 10 840 C1 ist ein System zur Sichtweitenbestim­ mung beschrieben, deren Ergebnis neben einem Straßenbeschaffenheitsfaktor, einem Bodenhaftungsfaktor sowie Faktoren für die Sollgeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges, den Sicherheitsabstand, die Längs- und Querbeschleunigung des Kraftfahrzeuges, den Lenkwinkel und den Beladungszustand in einem Gefahrenrechner verarbeitet und zur Auslösung einer opto-akustischen Warnanzeige-Einrichtung verwendet wird. Es ist jedoch nicht angegeben, wie diese Anzeige aussehen soll. Ihre Aussagekraft für den Fahrzeugführer ist jedoch von immenser Wichtigkeit, um auf den vorliegenden Gefah­ renzustand entsprechend reagieren zu können.
Zur Definition eines Gefährdungsgrades, in dem sich ein Fahrzeug aufgrund dichten Ver­ kehrsaufkommens und geringer Sichtweite befindet, wird in der DE 42 14 817 A1 vor­ geschlagen, über Abstandserfassungseinrichtungen den Weg zum vorausfahrenden Fahrzeug, die Relativgeschwindigkeit 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 Verfahrens­ schritt ein Maß für einen gefahrlosen Folgeabstand zu einem Frontfahrzeug bzw. einem Hindernis definiert und damit ein Hinweis für eine ggf. vergrößerbare oder zu verrin­ gernde Augenblicksgeschwindigkeit zur Anzeige gebracht. In einem zweiten Verfahrens­ schritt wird in Abhängigkeit der gemessenen Sichtweite eine noch sicher fahrbare Geschwindigkeit berechnet und dieser Geschwindigkeitswert mit dem Abstandsge­ schwindigkeitswert verglichen, wobei der geringere bzw. der negativere beider Werte zur Anzeige gebracht wird. Dies geschieht über eine zusätzliche, im Kraftfahrzeug vor­ gesehene Anzeige.
In heutigen Kraftfahrzeugen, in denen immer mehr Funktionen oder Zustände zur Anzeige kommen, bedeutet dies für den Fahrzeugführer eine weitere Anzeige, auf die er sich konzentrieren muß. Außerdem muß der Fahrzeugführer bei der Anzeige der DE 42 14 817 A1 erst einen Bezug zu seiner Fahrweise (Geschwindigkeit) assoziieren, er bekommt ihn nur indirekt geliefert.
Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, ein Verfahren zur Beurteilung einer gefahrenträchtigen Fahrsituation eines Kraftfahrzeuges zu schaffen, bei dem aus den wesentlichen Parametern der gefahrenträchtigen Situation, der Sichtweite und dem Fahrbahnzustand, eine aussagekräftige Bezugsgröße für den Fahrzeugführer berechnet und zur Anzeige gebracht wird.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiter­ bildungen 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 Sichtweite und der Werte für den vorherrschenden Reibwert die kriti­ sche Fahrgeschwindigkeit ermittelt und mittels einer Skala angezeigt, die bei abneh­ mender Sichtweite und/oder kleiner werdenden Reibwerten von hohen zu niedrigen Geschwindigkeiten anwächst.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die kritische Fahrgeschwin­ digkeit im wesentlichen nach der Beziehung
ermittelt, wobei µmax der vorherrschende Reibwert zwischen der Fahrbahn und minde­ stens einem Rad, g die Erdbeschleunigung, tr ein Wert für die Reaktionszeit des Fahr­ zeugführers und s der momentane Sichtweitenwert ist. Der momentan vorherrschende Reibwert zwischen Fahrbahn und Rad des Kraftfahrzeuges, der ein Maß für den Glätte­ zustand der Fahrbahn ist, wird dabei vorteilhafterweise in Abhängigkeit der Raddrehzahl mindestens eines Rades ermittelt. Dazu wird aus der Raddrehzahl in einer Auswerte­ schaltung 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 Reib­ wertes die Raddrehzahl mindestens eines angetriebenen und mindestens eines getrie­ benen Rades erfaßt und von den ermittelten Raddrehzahlen ein Mittelwert gebildet.
Zur Berücksichtigung einer hohen Verkehrsdichte wird gemäß einer vorteilhaften Wei­ terbildung 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 Relativgeschwin­ digkeit zwischen beiden Fahrzeugen verwendet werden. In einer Ausgestaltung dieser Weiterbildung wird die gemessene Sichtweite und der momentane Abstand zum vor­ ausfahrenden Fahrzeug miteinander verglichen und die Berechnung der kritischen Fahr­ geschwindigkeit erfolgt mit dem kleineren dieser Werte.
Eine vorteilhafte Ausbildung der Warnanzeige besteht darin, bei Überschreitung der kriti­ schen Fahrgeschwindigkeit die 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 Gefährlichkeit seiner derzeitig gefahrenen Geschwindigkeit erhält und so durch evtl. Zurücknahme 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 Rad­ drehzahlsensoren 1 die Raddrehzahlen drn erfaßt und in einer Rechenschaltung 3 aus den Raddrehzahlen drn sowohl der überwachten angetriebenen Räder als auch zumin­ dest 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.

Claims (8)

1. Verfahren zur Ermittlung einer kritischen Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges während einer gefahrenträchtigen Situation, bei der momentane Sichtweitenwerte erfaßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit des momentanen Fahr­ bahnzustandes Werte für einen vorherrschenden Reibwert (µmax) zwischen der Fahr­ bahn und mindestens einem Rad ermittelt werden und in einem weiteren Verfahren­ schritt mindestens in Abhängigkeit der momentanen Sichtweite (s) und der Wert der für den vorherrschenden Reibwert (µmax) die kritische Fahrgeschwindigkeit (ve) er­ mittelt und mittels einer Skala (2) angezeigt wird, die bei abnehmender Sichtweite (s) und/oder kleiner werdenden Reibwerten (µmay) von hohen zu niedrigen Geschwindig­ keiten anwächst.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zulässige Fahrge­ schwindigkeit (ve) im wesentlichen der Beziehung: gehorcht, wobei (µmax) der vorherrschende Reibwert zwischen der Fahrbahn und mindestens einem Rad, (g) eine Konstante, (tr) ein Wert für die Reaktionszeit des Fahrzeugführers und (s) der momentane Sichtweitenwert ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der momentan vor­ herrschende 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) mindestens eines angetriebenen und mindestens eines nichtangetriebenen 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 kriti­ sche 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 Abstand (sf) des vorausfahrenden Fahrzeuges miteinander verglichen werden und die Berechnung 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 (sO) verminderte Sichtweite (s-sO) verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Über­ schreitung der kritischen Fahrgeschwindigkeit (ve) die Anzeige (2) aktiviert wird.
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