DE69731585T2

DE69731585T2 - Fahrzeugfahrzustandsvorhersagevorrichtung und Warnvorrichtung, welche die Vorrichtung verwendet

Info

Publication number: DE69731585T2
Application number: DE69731585T
Authority: DE
Inventors: Akio Toyota-shi Okada
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-07-15
Filing date: 1997-07-11
Publication date: 2005-12-01
Anticipated expiration: 2017-07-12
Also published as: US6092005A; EP0819912B1; DE19730336A1; US6092014A; DE69731585D1; EP0819912A2; EP0819912A3; DE19730336C2

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeug-Fahrzustands-Vorhersagevorrichtung zur Vorhersage der lateralen Beschleunigung, welche auftreten wird, wenn eine kommende Kurve durchfahren wird, und eine Fahrzeug-Fahrzustands-Warnvorrichtung zum Erzeugen einer Warnung, wenn eine vorhergesagte laterale Beschleunigung einen bestimmten Referenzwert überschreitet.
STAND DER TECHNIK
Es ist bereits ein Kraftfahrzeug-Navigationssystem bekannt, welches eine Wegführung für den Fahrer eines Fahrzeugs bereitstellt. Das Navigationssystem wird mit wachsender Anzahl von Fahrzeugen eingebaut. Das Navigationssystem speichert Straßenkartendaten, in denen Straßenformen enthalten sind, und verfolgt die aktuelle Position. Daher ist es mit dem System möglich, zu erkennen, dass eine Kurve kommt, bevor in sie hineingefahren wird. Es wurde vorgeschlagen, die Fahrzeuggeschwindigkeit unter Verwendung des Navigationssystems zu optimieren, wenn in eine Kurve hineingefahren wird. Beispielsweise wird in der japanischen Offenlegungsschrift No. 5-141979 (JP-A-05141979) die laterale Beschleunigung G während des Fahrens durch eine Kurve aus dem Radius der Krümmung R der kommenden Kurve und der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet, und die berechnete laterale Beschleunigung G wird mit einem vorbestimmten Referenzwert G0 verglichen. Wenn die laterale Beschleunigung G den Referenzwert G0 überschreitet, wird entschieden, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert werden sollte, und es wird eine Wartung ausgegeben.
Da der Fahrer in Ansprechen auf die Warnung die Geschwindigkeit reduziert, kann die Fahrzeuggeschwindigkeit zur Zeit des Einfahrens in die Kurve optimiert werden, so dass das Fahrzeug stabil durch die Kurve fahren kann.
Jedoch ist mit dem Warnen aufgrund von einer Kurve, wie vorstehend beschrieben, ein Problem dahingehend verbunden, dass eine Kurvenwarnung störend ist, da sie selbst dann ausgegeben wird, wenn mit sicherer Geschwindigkeit gefahren wird. Bei den herkömmlichen Warnvorrichtungen neigt man dazu, eine Warnung auszugeben, wenn der Fahrer die Geschwindigkeit verringert.
Die britische Patentveröffentlichung GB-A-2276452 beschreibt ein Fahrsteuersystem für ein Fahrzeug, bei welchem der minimale Wenderadius des Fahrzeugs bei der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet wird, und der berechnete minimale Wenderadius mit dem Radius der Krümmung der kommenden Straße verglichen wird. Wenn der berechnete minimale Wenderadius größer als der Radius der Krümmung der kommenden Straße ist, wird an den Fahrer eine Warnung ausgegeben, die Geschwindigkeit zu reduzieren. Alternativ kann das System die Fahrzeuggeschwindigkeit automatisch reduzieren. Dieses System leidet an den selben Problemen wie die oben beschriebene JP-A-05141979, dass eine Kurvenwarnung oder eine Reduktion der Fahrzeuggeschwindigkeit störend ist, da sie selbst dann ausgegeben wird, wenn mit sicherer Geschwindigkeit gefahren wird.
Die GB-A-2283353 beschreibt ein System zum automatischen Steuern einer Fahrzeuggeschwindigkeit, so dass Kurven in einer kommenden Straße sicher verhandelt werden können und Kollisionen mit anderen Fahrzeugen vermieden werden. Das automatische Steuersystem vergleicht einen sicher passierbaren Bereich, welcher durch den minimalen Wenderadius des Fahrzeugs zum Profil der kommenden Straße bestimmt wird, welches Standorte von weiteren Fahrzeugen enthält, um zu bestimmen ob die Straße sicher befahren werden kann. Jedoch wird keine Erläuterung dazu gegeben, wie der minimale Wenderadius des Fahrzeugs berechnet wird.
Die US-A-5315295 beschreibt ein Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuersystem, bei welchem der Radius der Krümmung von Kurven auf der kommenden Straße aus einem Navigationssystem erlangt wird. Die maximale Geschwindigkeit, bei welcher das Fahrzeug die Kurve sicher verhandeln kann, wird berechnet und mit der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit verglichen. Wenn die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit größer als die berechnete maximale Fahrzeuggeschwindigkeit ist, wird eine Warnung, nämlich die Fahrt zu vermindern, an den Fahrer ausgegeben, oder es wird die Fahrzeuggeschwindigkeit automatisch reduziert.
Die US-A-5485381 beschreibt ein Fahrzeug-Navigationssystem, bei welchem eine maximale sichere Geschwindigkeit des Fahrzeugs basierend auf gespeicherten geographischen Daten berechnet wird und mit der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit verglichen wird. Wenn die maximale sichere Fahrzeuggeschwindigkeit und die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit unterschiedlich sind, wird der Fahrer informiert, oder es werden die Bremsen oder die Maschine direkt gesteuert, um die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit in Übereinstimmung mit der maximalen sicheren Fahrzeuggeschwindigkeit zu bringen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeugfahrbedingungs-Vorhersagevorrichtung, welche in der Lage ist, eine geeignete laterale Beschleunigung vorherzusagen, und eine Fahrzeugfahrbedingungs-Warnvorrichtung bereitzustellen, welche unter Verwendung von Beschleunigungs-Vorhersagen in der Lage ist, eine geeignete Warnung auszugeben.
Die Erfindung stellt eine Fahrzeug-Fahrzustands-Vorhersagevorrichtung zum Vorhersagen einer lateralen Beschleunigung eines Fahrzeugs bereit, wenn durch eine Kurve vor dem Fahrzeug gefahren wird, wobei sie dadurch gekennzeichnet ist, dass eine herannahende Fahrzeuggeschwindigkeit an einem Anfahrpunkt einer Kurve, in welche das Fahrzeug eintritt, gemäß eines vorbestimmten Beschleunigungs-/Verzögerungsmodells vorhergesagt wird, und dass die laterale Beschleunigung gemäß einer vorhergesagten herannahenden Fahrzeuggeschwindigkeit vorhergesagt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sagt die Fahrzeug-Fahrzustands-Vorhersagevorrichtung eine laterale Beschleunigung des Fahrzeugs vorher, welche auftreten wird, wenn das Fahrzeug durch eine kommende Kurve fährt. Diese Vorhersagevorrichtung sagt eine herannahende Fahrzeuggeschwindigkeit bei einem Kurven-Anfahrpunkt basierend auf einem vorbestimmten Beschleunigungs-/Verzögerungsmodell vorher, und sagt eine laterale Beschleunigung in einer Kurve anhand von einer vorhergesagten herannahenden Fahrzeuggeschwindigkeit vorher.
Bei der vorliegenden Erfindung wird ein vorbestimmtes Beschleunigungs-/Verzögerungsmodell bereitgestellt, gemäß dem die Fahrzeuggeschwindigkeit beim Eintreten in eine Kurve der Straße vorhergesagt wird. Daher kann, anstelle dass nur die vorliegende Fahrzeuggeschwindigkeit aufrecht erhalten wird, indem die Aktion vorhergesagt wird, welche der Fahrer anhand der Bedingung zu diesem Zeitpunkt in Angriff nehmen wird, eine Fahrzeuggeschwindigkeit vorhergesagt werden, wenn das Fahrzeug in eine Kurve vor dem Fahrzeug eintritt. Beispielsweise kann, da eine Vorhersage über eine Verzögerung, welche die Fahrt durchführen wird, gemacht wird, das Problem vermieden werden, dass eine Warnung über eine Kurve ausgegeben wird, wenn der Fahrer sich dieser bewusst ist, und dabei ist die Geschwindigkeit zu verringern, so dass eine lästige Warnung ausgelassen wird.
Das oben erwähnte vorbestimmte Beschleunigungs-/Verzögerungsmodell wird entworfen, indem der Fahrzustand an diesem Zeitpunkt in Betracht gezogen wird. Wenn beispielsweise Zustände derart eingestellt werden, dass die vorliegende Beschleunigung oder Verzögerung für eine bestimmte Zeitperiode aufrechterhalten wird, wird es möglich eine Vorhersage über die Fahrzeuggeschwindigkeit zu geben, indem der vorliegende Fahrzustand in Betracht gezogen wird. Somit kann eine geeignete Kurven-Anfahrgeschwindigkeit vorhergesagt werden.
Das oben erwähnte vorbestimmte Beschleunigungs-/Verzögerungsmodell zieht ebenfalls die Längsneigung der Straße in Betracht. Die Straßenneigung beeinflusst direkt die Schwankung der Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs in kurzfristiger Zukunft, und diese Geschwindigkeitsschwankung beeinflusst wiederum die Zentrifugalkraft, wenn durch die Kurve gefahren wird. Ob stabil durch eine Kurve gefahren werden kann oder nicht, wird durch Vergleich zwischen der Reibungskraft des Reifens mit der Straßenoberfläche und der Zentrifugalkraft des Fahrzeugs berechnet. Daher können geeignetere Zustände, durch die eine Warnung ausgegeben wird, eingestellt werden, indem die Straßen-Längsneigung in Betracht gezogen wird.
Das oben erwähnte vorbestimmte Beschleunigungs-/Verzögerungsmodell ist dergestalt, dass der vorliegende Fahrzustand für eine bestimmte Zeitperiode aufrecht erhalten wird, und die Fahrzeuggeschwindigkeit dann durch eine bestimmte Verzögerung reduziert wird. Auf diese Weise wird die Zeit, innerhalb der der vorliegende Fahrzustand aufrechterhalten wird, auf eine endliche Zeitperiode beschränkt. Somit kann durch adäquates in Betracht ziehen von Möglichkeiten, dass der Fahren beispielsweise die Geschwindigkeit verringern kann, das Beschleunigungs-/Verzögerungsmodell durch den Fahrer auf den aktuellen Betrieb angenähert werden.
Als straßenbezogene Daten wird eine Datenbank bereitgestellt, welche Daten bezüglich der Krümmungen der Kurven und Daten über Querneigungen der Straße enthält. Basierend sowohl auf der Krümmung der kommenden Kurve als auch der Querneigung der Straße (Neigung), welche in der Datenbank enthalten sind, wird die oben erwähnte laterale Beschleunigung vorhergesagt. Somit kann, indem die Straßenneigung in Betracht gezogen wird, eine geeignete Vorhersage der lateralen Beschleunigung durchgeführt werden.
Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Geschwindigkeitslimit der Straße, auf welcher das Fahrzeug fährt, beim vorbestimmten Beschleunigungs-/Verzögerungsmodell in Betracht gezogen wird. Die Fahrer sind sich der Geschwindigkeitslimits von gewöhnlichen Straßen bewusst, und fahren möglicherweise bei Geschwindigkeiten, welche nahe an den Geschwindigkeitslimits sind, insbesondere bei Fahrten auf kurvenreichen Straßen. Daher kann eine Warnung geeigneter weise gegeben werden, indem angenommen wird, dass der Fahrer am Geschwindigkeitslimit fährt, und indem ebenfalls eine Ausgabe von einer Warnung angesetzt wird, wenn der Fahrer nicht damit fortsetzen muss, genauso schnell zu fahren und verzögern muss.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm, welches den allgemeinen Aufbau einer Ausführung der Erfindung zeigt;
2 ist ein Ablaufdiagramm, welches Verarbeitungsvorgänge zur Ausgabe einer Warnung zeigt;
3 ist ein Schaubild, welches ein Beispiel eines angenommenen Verzögerungsmodells zeigt;
4 ist ein Schaubild, welches ein weiteres Beispiel eines angenommenen Verzögerungsmodells zeigt;
5 ist ein Schaubild, welches ein noch anderes Beispiel eines angenommenen Verzögerungsmodells zeigt;
6 ist ein Schaubild zur Erläuterung von Gewichtungsfunktionen;
7 ist ein Schaubild des Gleichgewichts von auf das Fahrzeug einwirkenden Kräften;
8 ist ein Schaubild zur Erläuterung einer Vielzahl von Steuer-Referenzwerten;
9 ist ein Schaubild zur Erläuterung eines Beispiels von einer Gewichtungsfunktion;
10 ist ein Schaubild zur Erläuterung von Steuer-Referenzwerten;
11 ist ein Schaubild zur Erläuterung von Punkten auf einer Karte; und
12 ist ein Schaubild zur Erläuterung einer Interpolation von Daten.
MODUS ZUM DURCHFÜHREN DER ERFINDUNG
Eine bevorzugte Ausführung der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
ALLGEMEINER AUFBAU
1 ist ein Blockdiagramm, welches den allgemeinen Aufbau von einer Betriebsunterstützungsvorrichtung gemäß dieser Ausführung zeigt. Eine Verarbeitungseinheit 10 führt arithmetische Operationen bei verschiedenen Arten von eingegebenen Signalen durch und gibt verschiedene Steuersignale aus.
Eine GPS-Empfangsvorrichtung 12 empfängt Funkwellen von künstlichen Satelliten und führt einen GPS-(globales Positionierungssystem) Vorgang zur Erfassung der aktuellen Position des Fahrzeugs durch und sendet ein aktuelles Positionssignal an die Verarbeitungseinheit 10. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird DGPS (Differential-GPS) zum Empfang von Fehler-GPS-Informationen durch eine FM-Multiplex-Übertragung verwendet, um die Genauigkeit der Erfassung der aktuellen Position zu verbessern. Demnach ist es möglich, die aktuelle Position des Fahrzeugs mit einer Genauigkeit von 2 bis 3 Metern oder geringer zu erfassen.
Eine Kartendatenbank 14 enthält eine Karteninformation für eine gewöhnliche Navigation. Diese Kartendatenbank 14 enthält X- und Y-Koordinaten, Krümmungen von Kurven, Straßenoberflächenneigungen und Längsneigungen von bestimmten Kartenpunkten (an geeigneten Intervallen auf der Straße) und ferner ein Ungeschicklichkeitsflag (ineptitude flag), welches anzeigt, ob eine Verlangsamung an bestimmten Punkten erforderlich ist oder nicht. Die Kartendatenbank 14 führt der Verarbeitungseinheit 10 jene Elemente von Daten als Funktionen einer Fahrzeugposition der Jetztzeit und der Zukunft zu.
Ein Radgeschwindigkeitssensor 16 erfasst die Drehung der Antriebsachse mittels eines optischen oder magnetischen Verfahrens und erzeugt Impulssignale entsprechend der Anzahl der Umdrehungen der Räder. In diesem Beispiel erfasst der Radgeschwindigkeitssensor 16 jeweils die Anzahl von Umdrehungen des linken und rechten Vorderrads. Die Verarbeitungseinheit 10 erfasst Zustandsgrößen von Fahrzeugbewegungen, wie die Fahrzeuggeschwindigkeit und Beschleunigung aus dem Ausgangssignal des Radgeschwindigkeitssensors 16. Es wird viel besser sein, wenn ein Beschleunigungssensor getrennt für die Längs- und Querbeschleunigung vorgesehen ist, und die Genauigkeit jedes Sensors sowie Ergebnisse arithmetischer Operationen geprüft und wenn erforderlich Korrekturen vorgenommen werden.
Ein Ungeschicklichkeitssensor 18 umfasst einen Regentropfensensor, einen Scheibenwischerschalter und eine Bildaufnahmevorrichtung, und führt der Verarbeitungseinheit ein Ungeschicklichkeitsflag zu, das den Ungeschicklichkeitspegel des Fahrens bezüglich der Feuchtigkeit und dergleichen der Straßenoberfläche darstellt.
Die Verarbeitungseinheit 10 sagt die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Position, laterale Beschleunigung usw. in Augenblicken der kurzfristigen Zukunft aus der Straßenform, der aktuellen Position, der Fahrzeuggeschwindigkeit usw. voraus. Es ist zu bemerken, dass die Verarbeitungseinheit 10 das Ungeschicklichkeitsflag zur Steuerung der Längsbeschleunigung verwendet.
Die Verarbeitungseinheit 10 ist mit einer Warnausgabevorrichtung 20 und einem Untersetzungsgetriebe 22 verbunden. Die Warnausgabevorrichtung 20 enthält einen Lautsprecher zur Ausgabe eines Tons, eine Summvorrichtung, eine LED (Leuchtdiode), eine Anzeigevorrichtung oder dgl., und gibt eine Warnung aus, die den Fahrer zur Verzögerung anweist. Die Anzeigevorrichtung stellt auch Information zur Navigation dar. Das Untersetzungsgetriebe 22 enthält ein Drosselstellglied, ein Geschwindigkeitsänderungsstellglied, ein Bremsenstellglied usw. zur Steuerung der Verzögerung des Fahrzeugs.
ALLGEMEINER BETRIEB
Der allgemeine Ablauf des Steuerungsvorgangs der Warnausgabe bei diesem Ausführungsbeispiel wird nachstehend unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. Wenn der Motor gestartet wird, wird die Verarbeitungseinheit 10 zum Starten der Verarbeitung aktiviert.
Die Verarbeitungseinheit 10 stellt verschiedene Steuerparameter (Flags) auf Anfangswerte (S11) ein, empfängt dann Fahrzeugzustandsgrößen vom Radgeschwindigkeitssensor 16 (S12) und die aktuelle Position von der GPS-Empfangsvorrichtung 12 (S13). Die Verarbeitungseinheit 10 empfängt auch Information über die aktuelle Position und Daten über die Form der Straße vor dem Fahrzeug von der Kartendatenbank 14 (S14).
Wenn der aktuelle Fahrzeugzustand und die Form der kommenden Straße erhalten sind, wird danach eine laterale Beschleunigung für eine Warnung im Voraus und eine Warnung vorhergesagt, die den Fahrer zur Verzögerung anweist (S15). Nachstehend wird die Berechnung der lateralen Beschleunigung beschrieben. Als nächstes wird eine laterale Beschleunigung, die ein stabiles Fahren an jedem Punkt der Straße erlaubt, berechnet, d. h. ein Steuerungs-Referenzwert als Basis für die Steuerung (S16). Der Steuerungs-Referenzwert wird durch die Reibungskraft zwischen der Straßenoberfläche und dem Reifen bestimmt. Wie nachstehend erörtert wird, wird der Steuerungs-Referenzwert entsprechend der Belagsbedingung der Straße und der klaren Sicht nach vorne, die in der Kartendatenbank 14 gespeichert sind, und der Feuchtigkeit der Straßenoberfläche korrigiert, die durch den Ungeschicklichkeitssensor 18 erhalten wird.
Der wie vorstehend beschrieben erhaltene Steuerungs-Referenzwert der lateralen Beschleunigung wird mit der vorhergesagten lateralen Beschleunigung verglichen, die für eine Warnung im Voraus und eine Warnung erhalten wird, um den Fahrer zur Verzögerung anzuweisen, es wird eine Entscheidung über das Erfordernis einer Warnung im voraus und einer Warnung zur Verzögerung getroffen, und es wird die Art der auszugebenden Warnung bestimmt (S17). Die Verarbeitungseinheit 10 steuert die Warnausgabevorrichtung 20 und das Untersetzungsgetriebe 22 zur Ausgabe einer bestimmten Warnung (S18).
LATERALE BESCHLEUNIGUNGSVORHERSAGE
Nachstehend wird die Vorhersage der lateralen Beschleunigung beim Schritt S15 beschrieben. Die Verarbeitungseinheit 10 empfängt Zustandsgrößen der Fahrzeugbewegungen, wie eine aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit, einzelne Radgeschwindigkeiten, einzelne Radbeschleunigungen, usw., über den Radgeschwindigkeitssensor 16 von der Fahrzeugseite und empfängt Längsneigungsdaten von der Kartendatenbank 14. Aus diesen Datenelementen und dem angenommenen Verzögerungsmodell, das das Verzögerungsverhalten des Fahrers simuliert, werden zukünftige Fahrzeugbewegungen (Fahrzeuggeschwindigkeit und Position) durch Lösen einer Bewegungsgleichung vorhergesagt.
Angenommenes Verzögerungsmodell
Nachstehend wird das angenommene Verzögerungsmodell beschrieben. Bei diesem angenommenen Verzögerungsmodell wird angenommen, dass der aktuelle Beschleunigungs- oder Verzögerungszustand für einen Zeitabschnitt von τ0 Sekunden von demselben Moment an aufrechterhalten wird, und nach τ0 zur Verzögerung des Fahrzeugs mit einer festgelegten Verzögerung ax0 gebremst wird. Dieses Beispiel ist in 3 bis 5 dargestellt. 3 zeigt einen Fall, bei dem das Fahrzeug mit einer festgelegten Geschwindigkeit V0 fährt, für einen Zeitabschnitt von τ0 von demselben Moment an mit der gleichen Geschwindigkeit fährt und dann bei einer festgelegten Verlangsamung ax0 verlangsamt wird. Dieses ax0 muss beispielsweise nur auf etwa 0,2 G eingestellt werden, und kann falls erforderlich verändert werden.
4 zeigt einen Fall, bei dem in demselben Moment das Fahrzeug bei einem Mittelwert der Beschleunigung von ax_mean beschleunigt wird. In diesem Fall wird die Beschleunigung bei ax_mean bis τ0 fortgesetzt und danach das Fahrzeug mit ax0 verzögert.
5 zeigt einen Fall, bei dem eine Beschleunigung in demselben Moment wie in 4 ax_mean beträgt und die Längsneigung inc(S) berücksichtigt wird, wobei S eine Entfernung in der fortschreitenden Richtung des Fahrzeugs von der aktuellen Position, inc(s) die Neigung an jeder Position der Straße und g die Gravitationsbeschleunigung bezeichnet, so dass g × inc(S) die Beschleunigung in der fortschreitenden Richtung des Fahrzeugs an jedem Punkt entlang der Straße ist.
Wenn dieses angenommene Verzögerungsmodell verwendet wird, werden die Fahrzeuggeschwindigkeit V(τ) nach τ Sekunden von diesem Moment an und die zurückgelegte Entfernung S(τ) von der aktuellen Position an durch Lösen der folgenden Differentialgleichung erhalten. Es wird ungeachtet der Steigung angenommen, dass bei der Verzögerung nach τ0 eine Bremskraft Fb = m × ax0 angewendet wird, wobei die Masse des Fahrzeugs mit m bezeichnet wird.
wobei ax_mean die mittlere Fahrzeuggeschwindigkeit während eines Zeitabschnitts vor t = 0 bezeichnet und aus einem Mittelwert der Beschleunigung des rechten und linken Vorderrads berechnet wird. Wie vorstehend angeführt ist ax0 eine festgelegte Verzögerung. Die Anfangsbedingungen der vorstehenden Gleichung sind V = V0 und S = 0, wenn t = 0 ist.
Wenn die Straße eine Längsneigung aufweist, muss inc(S) an jedem Punkt entlang der Straße eingegeben werden, um eine Bewegungsgleichung zu erhalten, und es ist erforderlich g × inc(S) auf der rechten Seite der vorstehenden Gleichung hinzuzufügen. Bei einer Straßeneinteilung, bei der τ <= τ0 gilt, ist der Effekt der Neigung in ax_mean enthalten. Daher ist es nur bei einer Straßeneinteilung, bei der τ > τ0 gilt, erforderlich, den Effekt der Längsneigung zu berücksichtigen (siehe 5).
Gewichtungsfunktionen bzgl. τ, K1(τ) und K2(τ) sind durch folgende Gleichungen definiert. K1(τ) = 0(0 <= τ <= 0) K1(τ) = 1(τ > = τ0) K2(τ) = 1 – K1(τ)
K1(τ) und K2(τ) in den vorstehenden Gleichungen sind in 6 dargestellt.
Daher können die Gleichungen (1) und (2) folgendermaßen ausgedrückt werden.
Durch Lösen der Gleichungen (3) und (4) können die Fahrzeuggeschwindigkeit V(τ) und die zurückgelegte Entfernung S(τ) entsprechend dem angenommenen Verzögerungsmodell erhalten werden.
Bei diesem Ausführungsbeispiel werden aufgrund der Kompatibilität mit verschiedenen Verzögerungsmodellen die entsprechenden Terme auf der rechten Seite der Gleichung (3) im Voraus mit Parametern FK1, FK2 und FK3 multipliziert. Falls demnach "1" für einen bestimmten Parameter eingestellt ist, wird dieser Parameter zu 100% berücksichtigt, oder wenn "0" eingestellt ist, wird dieser Parameter vollständig vernachlässigt.
Daraus folgt, dass das angenommene Verzögerungsmodell durch fünf Parameter FK1, FK2, FK3, τ0 und ax0 ausgedrückt wird.
Angesichts der Eigenschaften einfacher Fahrer sind Näherungswerte, die wünschenswerterweise einzustellen sind, FK1, FK2 und FK3 = 1,0; τ0 = 0,5–1,5 Sekunden und ax0 = 2–3 m/sek². Jedoch kann durch Veränderung der Werte der Parameter entsprechend dem zu steuernden Objekt ein geeignetes Verhalten des Fahrzeugs vorhergesagt werden.
Durch Lösen der vorstehenden Bewegungsgleichung hält das Fahrzeug offensichtlich zu einem kommenden, gegebenen Zeitpunkt bestimmt an, so dass es möglich ist, die Berechnung dort zu stoppen und danach V(τ) = 0 und S(τ) = konstant einzustellen.
Berücksichtigung der Straßenneigung
Das Gleichgewicht der auf das Fahrzeug einwirkenden Kräfte bei der Fahrt durch die Kurve mit einer Neigung ist in 7 dargestellt. Insbesondere ist die auf das Fahrzeug einwirkende Fliehkraft mV²/R (m ist die Masse des Fahrzeugs, V ist die Fahrzeuggeschwindigkeit, R ist der Kurvenradius (die Krümmung von 1/R ist in der Kartendatenbank gespeichert)), und die Neigung ist Θ, weswegen die auf das Fahrzeug einwirkende laterale Kraft Fy (parallel zur Straßenoberfläche) gleich m(V²/R)cosΘ – mgsinΘ ist.
Daher wird die laterale Beschleunigung des Fahrzeugs durch (V²/R)cosΘ – gsinΘ ausgedrückt. Wenn der der Biegung der Aufhängung des Fahrzeugskörpers zuzuschreibende Rollwinkel vernachlässigt wird, entspricht dies dem Ablesen einer Lateralbeschleunigungsmessvorrichtung, d. h. der lateralen Beschleunigung, die der Fahrer spürt.
Wird diese laterale Beschleunigung mit ayh(τ) als Funktion von τ bezeichnet, wird ayh(τ) ausgedrückt durch ayh(τ) = (V2(τ)/R(τ)cosΘ – gsinΘ(τ) (5)
Dabei wird der vertikale Rücktrieb N durch N = m(V²/R)sinΘ + mgcosΘ ausgedrückt. Daher ist es zum Durchfahren einer Kurve erforderlich, dass folgende Gleichung erfüllt ist.
Die linke Seite dieser Gleichung erhöht sich stark, wenn V erhöht wird, und es gibt einen Wert V, so dass die linke Seite gleich μ ist. Wenn daher V durch diese Gleichung unter der Annahme erhalten wird, dass die linke Seite gleich μ ist, ist V die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit, mit der das Fahrzeug eine Kurve durchfahren kann, d. h. die kritische Fahrzeuggeschwindigkeit.
In diesem Fall ist die Neigung Θ der Straßenoberfläche im allgemeinen 0,1 Rad (ungefähr 5,7°) oder weniger, und der erste Term im Nenner beträgt 1/10 oder weniger des zweiten Terms. Daher ändert sich der vertikale Rücktrieb (Nenner) kaum mit der Fahrzeuggeschwindigkeit. Daher kann die Härte des Abbiegens während des Fahrens durch eine Kurve im wesentlichen durch die Größe der Beschleunigung ayh des Zählers erhalten werden. Genauer gesagt, wenn der Wert der Beschleunigung ayh gleich μg erreicht, wird das Abbiegen instabil. Daher wird der Steuerungs-Referenzwert auf einen Wert eingestellt, der ausreichend kleiner als μg ist.
Ob es möglich ist, stabil um eine Kurve zu fahren, kann entsprechend dem Maximalwert der lateralen Beschleunigung ayh(τ) ungeachtet einer Kurve nach links oder nach rechts bestimmt werden. Es ist erforderlich, dass der Maximalwert von |ayh(τ)| den Steuerungs-Referenzwert für eine Straßeneinteilung als Messobjekt auf der kommenden Straße nicht überschreitet. Daher wird der Maximalwert ayhmax von |ayh(τ)| erhalten, und als Grundlage genommen, auf der entschieden wird, ob sich das Fahrzeug in einem Zustand befindet der für das Fahren einer Kurve geeignet ist, oder nicht. Eine Straßeneinteilung zur Messung ist eine Einteilung von τmin <= τ <= τmax bzgl. der Zeit oder von V0 × τmin < τ = V0 × τmax bzgl. der Entfernung. Diese τmin und τmax werden auf geeignete Werte beruhend auf einer Betrachtung durch tatsächliches Fahren eingestellt und können beispielsweise ungefähr 2 bis 10 Sekunden betragen.
Die Zeit τ0 zur Aufrechterhaltung der aktuellen Beschleunigung oder Verzögerung wird unter Berücksichtigung der Zeit bestimmt, die der Fahrer zum Umsteigen von dem Gaspedal auf das Bremspedal usw. benötigt. Bei dieser Bestimmung sollten die Punkte auf der Straße, an denen die Geschwindigkeit verringert wird, durch Erkennen der Orte der Kurven durch tatsächliches Fahren auf der Straße berücksichtigt werden. Da die Wirkung der aktuellen Fahrbedingung bzw. des aktuellen Fahrzustands in diesem Augenblick wie vorstehend beschrieben auf eine begrenzte Zeit τ0 begrenzt ist, können auf der Wirklichkeit beruhende angenommene Verzögerungsmodell vorgesehen werden.
STEUERUNGSSTANDARDWERT
Nachstehend wird die Einstellung eines Steuerungs-Referenzwertes für einen Vergleich mit ayhmax beschrieben. Wie es vorstehend beschrieben ist, muss für ein stabiles Abbiegen beim Fahren durch eine Kurve ayhmax auf einen ausreichend kleinen Wert entsprechend dem μ der Straßenoberfläche begrenzt sein. Beispielsweise ist ayhmax für einfache Straßen auf ungefähr 1,7 bis 2 m/s² begrenzt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Steuerungs-Referenzwert unter Berücksichtigung der folgenden zwei Faktoren, F1 und F2 eingestellt.
In der Kartendatenbank 14 gespeicherte Elemente
Ein Ungeschicklichkeitsflag F1 ist für eine umfassende Berechnung der Straßenbreite, der klaren Sicht der kommenden Straße, der Unebenheit der Straßenoberfläche, des Grads des Straßenbelags usw. vorgesehen. Betreffende Daten werden von verschiedenen Punkten der Straße gesammelt und in der Kartendatenbank 14 gespeichert. Wenn die Bedingungen gut sind, wird F1 = 0 eingestellt, und wenn die Bedingungen schlecht sind, wird F1 = 1 eingestellt. Anstatt einer Berechnung in zwei Stufen wie vorstehend beschrieben kann eine Berechnung in mehreren Stufen angewendet werden.
Auf der Fahrzeugseite erfasste Elemente
Bei diesem Ausführungsbeispiel wir ein Flag F2 entsprechend der durch den Ungeschicklichkeitssensor 18 erfassten Feuchtigkeit der Straßenoberfläche eingestellt. Dies ergibt sich daraus, dass der Reibungskoeffizient μ der Straßenoberfläche entsprechend der Feuchtigkeit der Straßenoberfläche stark variiert. Vorzugsweise wird die Einstellung des Ungeschicklichkeitsflags nicht nur entsprechend der trockenen oder nassen Bedingung der Straße, sondern auch entsprechend Schnee, Eis usw. eingestellt. Informationen über die Reifen können erfasst werden. F2 = 0 wird eingestellt, wenn die Bedingung gut ist, und F2 = 1 wird eingestellt, wenn die Straßenbedingung schlecht ist. Auch für dieses Flag kann die Berechnung in mehreren Stufen anstelle von zwei Stufen erfolgen.
Reibungskoeffizient μ der Straßenoberfläche
Hinsichtlich des Reibungskoeffizienten μ kann, falls Daten über die Straße, wenn sie nass oder trocken ist, in der Kartendatenbank 14 gespeichert sind, ein Wert ausgewählt werden, der einem Signal aus dem Ungeschicklichkeitssensor 18 entspricht. Anstelle einer Speicherung der Reibungskoeffizienten μ für jede Straße kann eine Tabelle bereitgestellt werden, die durch Berücksichtigung der Belagbedingung der Straße bestimmte Werte speichert, wobei beispielsweise bestimmte Werte einer Asphaltstraße unter der Berücksichtigung, ob die Straße trocken oder nass ist, zugeordnet sind, so dass der Reibungskoeffizient μ beruhend auf der Belagbedingung der Straße (die in der Kartendatenbank 14 gespeichert ist) entschieden wird. Alternativ dazu können die Werte des Reibungskoeffizienten μ der Straße, auf der das Fahrzeug fährt, von Sendevorrichtungen auf der Straße übertragen werden, so dass der Fahrer den Reibungskoeffizienten μ der Straße durch den Empfang eines Signals unter Verwendung einer Übertragungsvorrichtung im Fahrzeug erhalten kann. Der Reibungskoeffizient μ kann aus gespeicherten Daten über das Verhalten des Fahrzeugs, wie Schleudern zum Zeitpunkt des Bremsens oder der Beschleunigung in der Vergangenheit, geschätzt werden. Oder der Reibungskoeffizient μ kann aus der selbstausrichtenden Verdrehungskraft (die auf dem Bodenkontaktbereich des Reifens in der Richtung der Verringerung des Rutschwinkels wirkt, wenn der Reifen mit einem bestimmten Rutschwinkel rotiert) geschätzt werden.
Wird ein genauer Wert des Reibungskoeffizienten μ der Straßenoberfläche erhalten, ist es nicht erforderlich den Zustand des Ungeschicklichkeitsflags, das auf den Reibungskoeffizienten μ der Straßenoberfläche bezogen ist, zu berücksichtigen.
Einstellung des Steuerungs-Referenzwerts
Wurden die Flags F1 und F2 wie vorstehend beschrieben bestimmt, wird ein Flag F3 durch eine Kombination dieser Flags bestimmt.
Tabelle 1 Definition des Flags F3
Das Flag F3 ist für eine numerische Darstellung der Ungeschicklichkeit durch die Kombination der vorstehend beschriebenen zwei Flags vorgesehen. Dem Flag F3 wird ein Wert 0, 1, 2 oder 3 von vier Kombinationen der Zustände der Flags F1 und F2 zugeordnet.
Unter Verwendung der Werte des Flags F3 wird der Wert des Steuerungs-Referenzwerts ayhmax für die laterale Beschleunigung verändert. Wenn beispielsweise drei Parameter a1, a2 und a3 als Steuerungs-Referenzwerte für eine Warnung bzgl. einer unzureichenden Verzögerung eingestellt werden, werden diese Parameter entsprechend dem Wert von F3 zur Erzeugung von Steuerungs-Referenzwerten a1*, a2* und a3* verändert. Das * bezeichnet den Wert des Flags F3. Beispielsweise ist F3 = 1, wenn F1 = 1 und F2 = 0 sind, und 1 wird für * eingesetzt, so dass die Referenzwerte a11, a21 und a31 werden. Auf diese Weise werden die Steuerungs-Referenzwerte entsprechend den Umgebungsbedingungen der Straße und des Fahrzeugs verändert.
Bei dem vorstehend beschriebenen Vorgang werden unter Berücksichtigung von Hysteresen die drei Steuerungs-Referenzwerte a1*, a2* und a3* in der zunehmenden und abnehmenden Richtung wie in 8 gezeigt differenziert. Mit anderen Worten werden Hysteresen h1*, h2* und h3* derart eingestellt, dass sie den Steuerungs-Referenzwerten a1*, a2* und a3* entsprechen. Durch diese Einstellung wird ein Nachlaufen in der Steuervorrichtung verhindert.
Wie in 9 gezeigt, wird eine Multiplikation der Steuerungsstandardwerte zuvor durch Gewichtungsfunktionen CV (V) (kleiner als 1) bevorzugt. In 9 ergeben sich die Gewichtungsfunktionen wie folgt: CV1 erstreckt sich bis zur Fahrzeuggeschwindigkeit VCV1, CV2 (kleiner als CV1) von der Fahrzeuggeschwindigkeit VCV2 und mehr, und CV Werte verringern sich linear von CV1 bis CV2 für Fahrzeuggeschwindigkeiten von VCV1 bis VCV2. Durch diese Anordnung verringert sich der Steuerungs-Referenzwert, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht, und der verringerte Wert kann als End-Steuerungs-Referenzwert verwendet werden. Dadurch kann eine große Toleranz unter Berücksichtigung der Tatsache erhalten werden, dass bei einer höheren Fahrzeuggeschwindigkeit die Veränderung der lateralen Beschleunigung groß wird, was durch eine kleine Änderung in den Bedingungen wie dem Fahrvorgang verursacht wird.
WARNENTSCHEIDUNG UND STEUERUNG
Nachstehend wird die Entscheidung einer Warnausgabe beschrieben. Dies wird daraus entschieden, ob der durch die vorstehend beschriebene Schätzung erhaltene Wert ayhmax den wie vorstehend beschrieben eingestellten Steuerungs-Referenzwert überschreitet oder nicht. In dem Beispiel in 8 ist FWB = 0, wenn ahyhmax gleich a1* oder kleiner ist, FWB = 1, wenn ayhmax größer als a1* ist, FWB = 2, wenn ayhmax gleich a2* ist, und FWB = 3, wenn ayhmax größer als a3* ist. Durch Entscheidung bzw. Bestimmung des Inhalts einer Warnung entsprechend dem Wert dieses Flags FWB kann eine Warnung erzeugt werden, die der Instabilität beim Durchfahren einer Kurve entspricht.
Beispielsweise ergeben sich mögliche Arten von Warnungen, die entsprechend dem Wert des Flags FWB gegeben werden können, wie folgt.
FWB = 0: Keine Warnung
FWB = 1: Erste Warnung mittels Stimme (nur einmal)
FWB = 2: Zweite Warnung mittels Stimme („Bremsen", zusammen mit einem Brummton)
FWB = 3: Dritte Warnung mittels Stimme (gleicher Inhalt wie bei der zweiten Warnung mit größerer Lautstärke)
Es ist vorzuziehen, die Warnung durch (i) Warnung mittels Stimme, (ii) Brummton oder (iii) Einschalten einer Lampe oder Leuchtdiode oder einer Kombination aus diesen auszugeben. Es wird auch bevorzugt, eine Vielzahl von n Steuerungs-Referenzwerten vorzusehen und verschiedene Warnmittel miteinander zu kombinieren.
Ferner ist eine Verzögerungssteuerung vorzugsweise durch eine Kombination der folgenden Steuerungselemente auszuführen. Beispielsweise sollte eine Verzögerungssteuerung bei FWB = 2 oder 3 ausgeführt werden.

(i) Drosselklappensteuerung (Drosselklappe wird zur Verzögerung geschlossen).
(ii) Herunterschalten eines Gangs bei einem Automatikgetriebe (AT) bei einer Abwärtsneigung (ein abruptes Herunterschalten verursacht eine starke Änderung im Reifenschlupfverhältnis, welches für ein instabiles Verhalten des Fahrzeugs verantwortlich ist. Eine derartige Verzögerungssteuerung zum Absorbierung des Stoßes bei einer Gangänderung und eine stufenlose Geschwindigkeitsänderung sind effektiv).
(iii) Steuerung des Bremsdrucks der Vorder- und Hinterräder (in diesem Fall wird eine automatische Fahrzeuggeschwindigkeitssteuerung durch den Bremsdruck ungeachtet dessen durchgeführt, ob der Fahrer bremst oder nicht).

Eine gewünschte Verzögerungssteuerung kann durch die beschriebenen Verfahren ausgeführt werden.
QUERBESCHLEUNIGUNGSBERECHNUNG FÜR EINE WARNUNG IM VORAUS
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird zusätzlich zur Steuerung durch eine Warnung kurz vor dem Einfahren in eine Kurve, wenn die Verzögerung unzureichend ist, eine Warnung im Voraus zum Anhalten des Fahrers zu einer Verzögerung, die einer Warnung über eine zwangsweise Verzögerung durch eine automatische Steuerung vorausgeht, in einer beachtlichen Entfernung vor der Kurve unter etwas einfacheren Bedingungen gegeben.
In diesem Fall wird die laterale Beschleunigung wie nachstehend angeführt berechnet, und die Ausgabe einer Warnung wird durch einen Vergleich der berechneten Beschleunigung mit dem Steuerungs-Referenzwert gesteuert.
Die Krümmung roumax, deren Absolutwert bei einer bestimmten Straßeneinteilung vor dem Fahrzeug (für eine Zeit von tpmin Sekunden bis zu tpmax Sekunden oder eine Entfernung von tpmin × V bis zu tpmax × V) am größten ist, und auch die maximale Neigung cantmax an diesem Punkt auf der Straße werden aus von der Kartendatenbank 14 zugeführten Daten erhalten. Eine mögliche Straßeneinteilung ist eine Entfernung, die beispielsweise ungefähr 2 bis 9 Sekunden entspricht.
Als angenommenes Verzögerungsmodell wird ein Modell wie nachstehend gezeigt verwendet. Insbesondere wird die Kurvendurchfahrgeschwindigkeit angenommen als VP = (Fpv × V) + (1 – Fpv × Vc/3,6) × Kv wobei Fpv eine Gewichtungsfunktion ist, und Fpv = 1 ist, wenn Fpv als aktuelle Geschwindigkeit angenommen wird, und Fpv = 0 ist, wenn angenommen wird, dass das Fahrzeug die Kurve mit der Geschwindigkeitsbegrenzung dieses Kurses durchfährt, Vc die Geschwindigkeitsbegrenzung (km/h) des Kurses ist, und Kv ein Korrekturfaktor ist.
Andererseits wird die laterale Beschleunigung ayp während des Abbiegens ausgedrückt durch ayp = roumax × Vp2 – g × cantmax
Diese Gleichung berücksichtigt auch die Abbiegerichtung (nach links oder rechts).
Wenn beispielsweise Vc = 50 km/h bei Fpv = 0,5 und Kv = 1,0 gilt, wenn das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit von 70 km/h fährt, folgt daraus, dass angenommen wird, dass das Fahrzeug die Kurve mit einer Fahrzeuggeschwindigkeit erreichen wird, die Vp = 60 km/h entspricht. Hinsichtlich dieser Bedingung wird eine laterale Beschleunigung geschätzt und eine Warnung ausgegeben.
Wie vorstehend beschrieben, wird in diesem Beispiel die Durchfahrgeschwindigkeit in einer kommenden Kurve (Vp) aus der Geschwindigkeitsbegrenzung (Vc) und der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit (V) geschätzt, die jeweils durch eine Gewichtungsfunktion (Fpv) gewichtet werden. Die Fahrer kennen normalerweise die Geschwindigkeitsbegrenzung der Straße, auf der sie fahren, und es wird angenommen, dass sie die Geschwindigkeitsbegrenzung als Bezug im Kopf haben. Indem das Fahren an der Geschwindigkeitsbegrenzung als Bezug als Grundlage genommen wird, entspricht die Vorhersage der Fahrzeuggeschwindigkeit, so dass eine Warnung gilt. Es können nicht nur Geschwindigkeitsbegrenzungen, sondern auch verschiedene Arten empfohlener Geschwindigkeiten verwendet werden. Beispielsweise wird bevorzugt, dass empfohlene Geschwindigkeiten unter Berücksichtigung von Kurven bestimmt, gespeichert und anstelle der offiziellen Geschwindigkeitsbegrenzungen verwendet werden.
Die somit berechnete laterale Beschleunigung ayp wird mit dem Steuerungs-Referenzwert ap1* verglichen. Dieser Steuerungs-Referenzwert ap1* wird auf die gleiche Weise wie vorstehend beschrieben bestimmt, und wird auf den gleichen Wert bzgl. des ersten Referenzwerts a1* eingestellt, der vorstehend angeführt ist. Das * bezeichnet den Wert von F3, so dass ap1* durch den Wert des Flags F3 verändert wird.
Wie in 10 gezeigt kann der Steuerungs-Referenzwert ap1* zwei Werte ap1* und –ap1* mit positivem und negativem Vorzeichen annehmen. Wenn ayp größer als ap1* ist, ist das Flag FWP = 1, und wenn ayp kleiner als –ap1* ist, ist das Flag FWP = –1. Wenn FWP = 1 ist, wird eine gesprochene Nachricht "Vorsicht Rechtskurve" ausgegeben, und wenn FWP = –1 ist, wird eine gesprochene Nachricht "Vorsicht Linkskurve" ausgegeben. Auch in diesem Fall werden für eine genaue Bestimmung hinsichtlich der Warnung Hysteresen hap1* wie in 10 gezeigt berücksichtigt.
DATENEINGABE
Für den vorstehend beschriebenen Vorgang werden Daten in der Kartendatenbank 14 für bestimmte Punkte auf den Straßen erzeugt. Beispielsweise sind verschiedene Elemente von Daten für verschiedene Punkte, wie P1, P2, P3, ... gespeichert, die voneinander mit bestimmten Entfernungen (nicht notwendigerweise in den gleichen Intervallen) beabstandet sind, wie es in 11 gezeigt ist.
Wenn Daten aus der Kartendatenbank 14 entsprechend der Kartendatenbank 14 gelesen werden, beginnt das Lesen mit Daten an einem Punkt P0 unmittelbar vor der aktuellen Position in diesem Augenblick. Aus der Kartendatenbank 14 ausgelesene Daten enthalten die Position, Krümmung, Neigung, Längsneigung und das Ungeschicklichkeitsflag an jedem Punkt, wie es in Tabelle 2 gezeigt ist.
Tabelle 2
Die Verarbeitungseinheit 10 berechnet auf das Lesen von Daten hin die Entfernung d von jedem Punkt zu jedem vorhergehenden Punkt, und die Entfernung s von jedem Punkt zum Punkt P0 unmittelbar vor der aktuellen Position und speichert diese Daten. Ferner wird die Entfernung von der aktuellen Position als dp und sp gespeichert.
Tabelle 3 wird gespeichert, weswegen Daten auf dieser Karte zur Berechnung der lateralen Beschleunigung für verschiedene Punkte vor dem Fahrzeug verwendet werden können, wodurch eine Hochgeschwindigkeitsberechnung möglich wird. Ein Neuschreiben von Daten in die Karte, wenn sich das Fahrzeug weiterbewegt, kann relativ leicht ausgeführt werden. Daten für eine Position zwischen Punkten (den Kartenpunkten) können durch lineare Interpolation erzeugt werden. Genauer gesagt, können Daten für eine Position zwischen Punkten, wie es in 12 gezeigt ist, aus Daten an dem vorhergehenden und
darauffolgenden Punkt interpoliert werden. In 12 wird gezeigt, wie Krümmungsdaten berechnet werden.
REIBUNGSKOEFFIZIENTEN μ AUF DER STRAßENOBERFLÄCHE
Der Reibungskoeffizient μ der Straßenoberfläche, der bzgl. Werten nasser und trockener Straßen ausgedrückt wird, kann für verschiedene Punkte entlang der Straßen in der Kartendatenbank 14 gespeichert werden. In diesem Fall kann ein Aufbau derart ausgebildet werden, dass durch Erfassen, ob die Straße nass oder trocken ist, aus der Ein/Aus-Bedingung des Scheibenwischers ein geeigneter Reibungskoeffizient μ ausgewählt wird, wodurch ein relativ genauer Reibungskoeffizient μ erhalten werden kann.
Anstatt einer Speicherung des Reibungskoeffizienten μ jeder Straße kann eine Tabelle erzeugt werden, in der die vorbestimmten Werte dementsprechend eingestellt sind, ob die Straße trocken oder nass ist, und auch entsprechend der Art der Straße, beispielsweise einer Asphaltstraße, so dass der Reibungskoeffizient μ unter Berücksichtigung der Belagbedingung der Straße (die in der Kartendatenbank 14 gespeichert ist) bestimmt wird. Ferner können die Werte des Reibungskoeffizienten μ der Straße, auf der das Fahrzeug fährt, von den Sendevorrichtungen entlang der Straße übertragen werden, so dass der Fahrer den Reibungskoeffizienten μ der Straße durch den Empfang eines Signals unter Verwendung einer Übertragungsvorrichtung des Fahrzeugs erfahren kann.
Ferner kann der Reibungskoeffizient μ der Straße aus Daten über das Verhalten des Fahrzeugs, wie Schleudern, geschätzt werden, das zu dem Zeitpunkt des Bremsens oder der Beschleunigung in der Vergangenheit aufgetreten ist. Der Reibungskoeffizient μ der Straße kann aus der selbstausrichtenden Verdrehungskraft (der auf den Bodenkontaktbereich des Reifens in der Richtung der Verringerung des Schlupfwinkels wirkenden Verdrehungskraft, wenn sich der Reifen mit einem Schlupfwinkel dreht) geschätzt werden.
Wird ein genauer Wert des Reibungskoeffizienten μ der Straßenoberfläche durch diese Verfahren erhalten, muss der Zustand des Ungeschicklichkeitsflags, das auf den Reibungskoeffizienten μ der Straßenoberfläche bezogen ist, nicht berücksichtigt werden.
Die Verarbeitungseinheit 10 besteht im übrigen aus einem Computer mit einer CPU, einem RAM und einem ROM, usw.. Normalerweise werden die vorstehend beschriebenen Vorgänge durch die Ausführung eines in dem ROM gespeicherten Betriebsprogramms erreicht. Es ist auch vorzuziehen, ein Betriebsprogramm bzw. Ablaufprogramm auf einem externen Aufzeichnungsträger wie der Kartendatenbank 14 zu speichern, und dieses Programm in der Verarbeitungseinheit 14 zu installieren. In diesem Fall kann ein EEPROM zur Aufzeichnung des Betriebsprogramms angewendet werden, der ein Neuschreiben von Daten erlaubt.

Claims

Fahrzeug-Fahrzustands-Vorhersagevorrichtung zum Vorhersagen einer lateralen Beschleunigung eines Fahrzeugs, wenn durch eine Kurve vor dem Fahrzeug gefahren wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine herannahende Fahrzeuggeschwindigkeit an einem Anfahrpunkt einer Kurve, in welche das Fahrzeug eintritt, gemäß eines vorbestimmten Beschleunigungs-/Verzögerungsmodells vorhergesagt wird, und die laterale Beschleunigung gemäß einer vorhergesagten herannahenden Fahrzeuggeschwindigkeit vorhergesagt wird.
Fahrzeug-Fahrzustands-Vorhersagevorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher das vorbestimmte Beschleunigungs-/Verzögerungsmodell einen vorliegenden Fahrzustand in Betracht zieht.
Fahrzeug-Fahrzustands-Vorhersagevorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher das Beschleunigungs-/Verzögerungsmodell den vorliegenden Fahrzustand für eine vorbestimmte Zeitperiode, bei welcher der Zustand aufrechterhalten wird, in Betracht zieht.
Fahrzeug-Fahrzustands-Vorhersagevorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher das Beschleunigungs-/Verzögerungsmodell derart ist, dass der vorliegende Fahrzustand während der vorbestimmten Zeitperiode aufrechterhalten wird, und danach die Fahrzeuggeschwindigkeit bei einer vorbestimmten Verzögerung verringert wird.
Fahrzeug-Fahrzustands-Vorhersagevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welcher das vorbestimmte Beschleunigungs-/Verzögerungsmodell eine Längsneigung in Betracht zieht.
Fahrzeug-Fahrzustands-Vorhersagevorrichtung nach Anspruch 5, bei welcher das Beschleunigungs-/Verzögerungsmodell derart ist, dass die vorliegende Beschleunigungs-/Verzögerung für eine vorbestimmte Zeitperiode aufrechterhalten wird, und die Fahrzeuggeschwindigkeit bei einer vorbestimmten Verzögerung verringert wird, wobei die vorbestimmte Verzögerung die Längsneigung der Straße in Betracht zieht.
Fahrzeug-Fahrzustands-Vorhersagevorrichtung nach Anspruch 6, bei welcher die vorbestimmte Verzögerung die festgesetzte Verzögerung hat, welche gemäß der Längsneigung der Straße schwankt.
Fahrzeug-Fahrzustands-Vorhersagevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welcher das vorbestimmte Beschleunigungs-/Verzögerungsmodell ein Geschwindigkeitslimit der Straße in Betracht zieht, auf welcher das Fahrzeug fährt.
Fahrzeug-Fahrzustands-Vorhersagevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, welche ferner eine Datenbank (14) als straßenbezogene Daten enthält, welche Daten über Krümmungen von Kurven und Daten über Längsneigungen von Straßen enthält, wobei die laterale Beschleunigung sowohl anhand von einer Krümmung einer Kurve als auch von einer Längsneigung einer Straße vorhergesagt wird.
Fahrzeug-Fahrzustands-Vorhersagevorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Vorrichtung zum Erzeugen einer Warnung gemäß einer vorhergesagten lateralen Beschleunigung dient, wobei eine maximale laterale Beschleunigung in einer kommenden Kurve gemäß einer vorhergesagten herannahenden Fahrzeuggeschwindigkeit vorhergesagt wird, und wobei eine Warnung ausgegeben wird (S17), wenn die vorhergesagte maximale laterale Beschleunigung höher als eine vorbestimmte laterale Beschleunigung ist.
Warnvorrichtung nach Anspruch 10, bei welcher als straßenbezogene Daten eine Datenbank bereitgestellt ist, welche Daten über Krümmungen von Kurven und Daten über Neigungen von Straßen enthält, und wobei die laterale Beschleunigung sowohl von einer Krümmung einer Kurve als auch von einer Neigung einer Straße vorhergesagt wird.