DE19600938C2 - Fahrzustand-Überwachungseinrichtung für Fahrzeuge - Google Patents
Fahrzustand-Überwachungseinrichtung für FahrzeugeInfo
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Description
Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bewertung der
Fahrtüchtigkeit eines Fahrers eines Fahrzeugs gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1, welche den Fahrzustand eines
Fahrers des Fahrzeugs überwacht, und, wenn nötig, einen
Alarm abgibt.
In der offengelegten japanischen Patentpublikation (Kokai)
Nr. 5-85221 (JP 5-85221 A) wird eine Fahrzustand-Überwa
chungseinrichtung vorgeschlagen, welche eine Verzögerung in
der Reaktion eines Fahrers eines Fahrzeugs und die Differenz
zwischen der tatsächlichen Position des Fahrzeugs und einer
Fahrspur, auf welcher sich das Fahrzeug bewegt (Referenzpo
sition des Fahrzeugs auf der Fahrspur), auf der Grundlage
eines durch den Fahrer ausgeübten Lenkbetrags des Fahrzeugs
und der Fahrzeuggeschwindigkeit auswertet und die ausgewer
tete Verzögerung in der Reaktion und die ausgewertete Diffe
renz mit jeweiligen Referenzwerten, welche während normalen
Fahrzuständen des Fahrers einzunehmen sind, vergleicht, um
dabei den Fahrzustand des Fahrers zu überprüfen, beispiels
weise in Hinblick auf ungewöhnliches Lenken, welches durch
Schlaf oder verminderte Fahrtüchtigkeit des Fahrers aufgrund
seiner Ermüdung verursacht ist.
Die vorgeschlagene Fahrzustand-Überwachungseinrichtung be
rechnet und schätzt die Differenz zwischen der tatsächlichen
Position des Fahrzeugs auf der Fahrspur, auf welcher sich
das Fahrzeug bewegt (Referenzposition des Fahrzeugs auf der
Fahrspur), auf der Grundlage eines Lenkausschlags des Fahr
zeugs und einer physikalischen Größe, aus denen zusammen
eine Abweichung zwischen der Fahrzeugposition und der Fahr
spur bestimmt wird. Ferner wird hieraus eine Reaktionsver
zögerungszeit bestimmt. Eine das Lenkverhalten bewertende
Einrichtung verarbeitet die Reaktionsverzögerungszeit und
die Abweichung zwischen Fahrzeugposition und Fahrspur, um
das Lenkverhalten eventuell als abnormal einzustufen.
Die DE 39 41 999 A1 offenbart ein Verfahren zur Ermittlung
der Fahrpedalaktivität eines Fahrers eines Fahrzeugs, wobei
die Fahrpedalaktivität durch Erfassen der Stellung des Fahr
pedals und deren zeitabhängiger Analyse bestimmt wird.
Die DE 38 03 916 A1 offenbart ein Verfahren zur Ermittlung
der Fahrtauglichkeit eines Fahrers, bei dem Ermüdung oder
mangelnde Augenreaktionen auf simulierte Reize festgestellt
werden.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur
Bewertung der Fahrtüchtigkeit eines Fahrers eines Fahrzeugs
vorzusehen, welche in der Lage ist, das Verhalten des Fahr
zeugs genauer zu erfassen, um somit den Fahrzustand des
Fahrers mit erhöhter Genauigkeit zu bestimmen.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die vorliegende Erfindung
eine Vorrichtung zur Bewertung der Fahrtüchtigkeit eines
Fahrers eines Fahrzeugs vor, umfassend:
eine Einrichtung zum Erfassen einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs und zur Ausgabe von Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten,
eine Einrichtung zum Erfassen einer Gierbewegung oder/und einer Lateralbewegung des Fahrzeugs und zur Ausgabe von Gierbewegungsdaten oder/und Lateralbewegungsdaten,
eine Einrichtung zur Speicherung zeitlich zurückliegender Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten und Gierbewegungsdaten oder/und Lateralbewegungsdaten,
eine Einrichtung zur Bestimmung einer die zeitlich zurück liegenden Gierbewegungsdaten oder/und Lateralbewegungsdaten glättenden Bezugslinie,
eine Einrichtung zur Bestimmung von Lateralabweichungsdaten auf Grundlage der Geschwindigkeitsdaten sowie der Abweichung der Gierbewegungsdaten oder/und Lateralbewegungsdaten von der Bezugslinie, und
eine Bewertungseinrichtung, die die Fahrtüchtigkeit des Fahrers als ungenügend bewertet, wenn die Lateralabwei chungsdaten einen vorbestimmten Wert übersteigen.
eine Einrichtung zum Erfassen einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs und zur Ausgabe von Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten,
eine Einrichtung zum Erfassen einer Gierbewegung oder/und einer Lateralbewegung des Fahrzeugs und zur Ausgabe von Gierbewegungsdaten oder/und Lateralbewegungsdaten,
eine Einrichtung zur Speicherung zeitlich zurückliegender Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten und Gierbewegungsdaten oder/und Lateralbewegungsdaten,
eine Einrichtung zur Bestimmung einer die zeitlich zurück liegenden Gierbewegungsdaten oder/und Lateralbewegungsdaten glättenden Bezugslinie,
eine Einrichtung zur Bestimmung von Lateralabweichungsdaten auf Grundlage der Geschwindigkeitsdaten sowie der Abweichung der Gierbewegungsdaten oder/und Lateralbewegungsdaten von der Bezugslinie, und
eine Bewertungseinrichtung, die die Fahrtüchtigkeit des Fahrers als ungenügend bewertet, wenn die Lateralabwei chungsdaten einen vorbestimmten Wert übersteigen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Un
teransprüchen angegeben.
Das vorangehende Ziel und Vorteile der
Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Be
schreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen
klarer werden.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, welches die Anordnung einer
Fahrzustand-Überwachungseinrichtung für ein Fahrzeug gemäß
einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Fig. 2A bis 2E sind Diagramme, welche Änderungen in er
faßten Daten und auf der Grundlage der erfaßten Daten be
rechnete Parameter zeigen, wobei:
Fig. 2A Änderungen in einer Gierrate YR zeigt,
Fig. 2B Änderungen in einem Gierwinkel YA zeigt,
Fig. 2C Änderungen in einem modifizierten Gierwinkel YAM
zeigt,
Fig. 2D Änderungen in einer differentiellen Lateralabwei
chungsgröße DYK zeigt und
Fig. 2E Änderungen in einer Lateralabweichung YK zeigt.
Fig. 3 ist ein Flußdiagramm, welches ein Programm zum
Ausführen der Überwachungverarbeitung zeigt,
welches durch einen in Fig. 1 auftretenden Mikro
computer ausgeführt wird.
Fig. 4 ist ein Blockdiagramm, welches die Anordnung einer
Fahrzustand-Überwachungseinrichtung für ein Fahr
zeug gemäß einer zweiten Ausführungsform der
Erfindung zeigt.
Fig. 5 ist ein Flußdiagramm, welches ein Programm zum
Ausführen der Überwachungverarbeitung zeigt,
welches durch einen in Fig. 4 auftretenden Mikro
computer ausgeführt wird.
Fig. 6 ist ein Blockdiagramm, welches die Anordnung einer
Fahrzustand-Überwachungseinrichtung für ein Fahr
zeug gemäß einer dritten Ausführungsform der
Erfindung zeigt.
Fig. 7 ist ein Flußdiagramm, welches ein Programm zum
Ausführen der Überwachungverarbeitung zeigt,
welches durch einen in Fig. 6 auftretenden Mikro
computer ausgeführt wird.
Fig. 8 zeigt ein Schema zur Verwendung bei der Bestimmung
des Niveaus der Fahrtüchtigkeit des Fahrers.
Fig. 9 zeigt ein weiteres Schema zur Verwendung bei der
Bestimmung des Niveaus der Fahrtüchtigkeit des
Fahrers.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen,
welche Ausführungsformen der Erfindung zeigen, genauer
beschrieben.
In Fig. 1 ist die Anordnung einer Fahrzustand-Überwachungs
einrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer ersten Ausführungs
form der Erfindung gezeigt. Die Einrichtung ist an dem
Fahrzeug installiert, welches durch eine Antriebsmaschine,
wie etwa einen Verbrennungsmotor oder einen Elektromotor,
angetrieben ist und mit einem Lenkgriff oder Lenkrad ausge
stattet ist. In der Figur bezeichnet Bezugsziffer 1 einen
Mikrocomputer, welcher einen Eingang aufweist, an welchen
ein Gierratensensor 10 zum Erfassen der Gierrate des Fahr
zeugs, ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 12 zum Erfassen
der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs und ein Blinkerschal
ter 11 zum Erfassen der Absicht des Fahrers, die Fahrspur zu
wechseln, angeschlossen sind. Der Mikrocomputer 1 weist
einen Ausgang auf, an welchen eine Warnvorrichtung 24 zum
Abgeben einer Warnung, falls dies während der Überwachung
des Fahrzustands des Fahrers notwendig ist, angeschlossen
ist. Die Warnvorrichtung kann beispielsweise durch eine
Lampe, einen Summer oder einen Stimmengenerator gebildet
sein.
Der Mikrocomputer 1 weist Funktionen auf, welche als funk
tionale Blöcke in Fig. 1 dargestellt sind, dies sind ein
Signalspeicherblock 14, ein Referenzlinien-Bestimmungsblock
16, ein Berechnungsblock 18 für die differentielle Lateral
abweichungsgröße, ein Differenzberechnungsblock 20 und ein
Entscheidungsblock 22.
Der Signalspeicherblock 14 speichert von den Sensoren 10, 12
und dem Schalter 11 stammende Eingangssignale und aktuali
siert Gierratendaten und Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten,
welche während einer vorbestimmten Zeitdauer T1 (z. B. 30
Sekunden) vor der gegenwärtigen Zeit erhalten wurden,
jedesmal wenn eine vorbestimmte Zeitdauer T2 (z. B. 10
Sekunden) abgelaufen ist. Die aktualisierten Daten werden
dem Referenzlinien-Bestimmungsblock 16 zugeführt.
Der Referenzlinien-Bestimmungsblock 16 integriert die
eingegebene Gierrate (Fig. 2A) nach der Zeit, um einen
Gierwinkel YA (Fig. 2B) zu erhalten, und berechnet ferner
auf der Grundlage des Gierwinkels eine Referenzlinie (als
unterbrochene Linie in Fig. 2B dargestellt). Diese Berechnung
wird insbesondere durch ein wohlbekanntes Fehlerqua
dratverfahren auf folgende Weise ausgeführt:
Es sei zum Beispiel angenommen, daß Gierwinkelwerte YA1, YA2 und YA3 an Zeitpunkten t1, t2 bzw. t3 erhalten wurden. Die Referenzlinie kann durch die folgenden linearen Ausdrücke approximiert werden:
Es sei zum Beispiel angenommen, daß Gierwinkelwerte YA1, YA2 und YA3 an Zeitpunkten t1, t2 bzw. t3 erhalten wurden. Die Referenzlinie kann durch die folgenden linearen Ausdrücke approximiert werden:
YA1 = b1 + b2t1 + e1
YA2 = b1 + b2t2 + e2
YA3 = b1 + b2t3 + e3,
wobei e1 bis e3 verbleibende Differenzen darstellen und die
Terme b1 und b2 derart bestimmt werden, daß die Summe der
Quadrate der verbleibenden Differenzen e1 bis e3 minimal
wird. Die Referenzlinie kann ebenso durch die folgenden
quadratischen Ausdrücke approximiert werden:
YA1 = b1 + b2t1 + b3t12 + e1
YA2 = b1 + b2t2 + b3t22 + e2
YA3 = b1 + b2t3 + b3t32 + e3,
wobei die Terme b1 bis b3 derart bestimmt werden, daß die
Summe der Quadrate der verbleibenden Differenzen e1 bis e3
minimal wird.
Ferner kann die Referenzlinie durch die folgenden kubischen
Ausdrücke approximiert werden:
YA1 = b1 + b2t1 + b3t12 + b4t13 + e1
YA2 = b1 + b2t2 + b3t22 + b4t23 + e2
YA3 = b1 + b2t3 + b3t32 + b4t33 + e3,
wobei die Terme b1 bis b4 derart bestimmt werden, daß die
Summe der Quadrate der verbleibenden Differenzen e1 bis e3
minimal wird.
Wenn die Zahl der abgetasteten Datenpunkte gröber ist,
erhöht sich der Grad der Ausdrücke für eine genauere Ap
proximierung auf eine ähnliche Weise weiter.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird zunächst die
Referenzlinie durch die linearen Ausdrücke bestimmt, und
dann wird ein modifizierter Gierwinkel YAM (Fig. 2C)
berechnet, indem ein der Referenzlinie entsprechender
Referenz-Gierwinkel von dem bestimmten Gierwinkel YA abgezo
gen wird. Der berechnete modifizierte Gierwinkel YAM wird
dem Berechnungsblock 18 für die differentielle Lateralabwei
chungsgröße zugeführt.
Der Berechnungsblock 18 für die differentielle Lateralabwei
chungsgröße berechnet eine differentielle Lateral
abweichungsgröße DYK (Fig. 2D), indem der modifizierte
Gierwinkel YAM und die Fahrzeuggeschwindigkeit V in die
folgende Gleichung eingesetzt werden:
DYK = V × sin(YAM)
Wenn die Differenz zwischen dem Maximalwert DYKMAX der
differentiellen Lateralabweichungsgröße DYK und der Minimal
wert DYKMIN derselben gleich oder größer als ein vorbestimm
ter Wert α1 ist, wird die Ordnung der Approximierung der
Referenzlinie erhöht, um die Referenzlinie erneut zu be
stimmen. Auf deren Grundlage wird die differentielle Late
ralabweichungsgröße DYK erneut berechnet. Dieses Verfahren
wird wiederholt ausgeführt, bis (DYKMAX - DYKMIN) < α1
erfüllt ist.
Der Differenzberechnungsblock 20 berechnet auf der Grundlage
der differentiellen Lateralabweichungsgröße DYK eine Diffe
renz ΔDIF1. Die Differenz ΔDIF1 wird beispielsweise als die
Summe der in Fig. 2D gezeigten schraffierten Bereiche
berechnet (ein Wert, welcher durch Integration des Absolut
werts der differentiellen Lateralabweichungsgröße DYK nach
der Zeit erhalten wird). Alternativ kann eine Standardabwei
chung des DYK-Werts oder die Differenz zwischen dem Maximal
wert des DYK-Werts und dem Minimalwert desselben verwendet
werden.
Wenn die Differenz ΔDIF1 einen vorbestimmten Wert ΔDIFLIM1
übersteigt und gleichzeitig der Blinkerschalter 11 nicht
betätigt ist, bedeutet dies, daß das Fahrzeug ohne die
Absicht des Fahrers, die Fahrspur zu wechseln, von der
Referenzlinie stark abgewichen ist, und folglich trifft der
Entscheidungsblock 22 die Entscheidung, daß der Fahrzustand
des Fahrers abnormal ist, wobei er ein Signal zum Anweisen
der Warnvorrichtung 24, eine Warnung abzugeben, abgibt.
Wie vorangehend beschrieben, wird gemäß der vorliegenden
Ausführungsform die Referenzlinie auf der Grundlage des
erfaßten Gierwinkels YA berechnet, und der Fahrzustand des
Fahrers wird auf der Grundlage der Differenz ΔDIF1 beur
teilt, welche für eine Abweichung von der Referenzlinie
kennzeichnend ist und aus der differentiellen Lateralabwei
chungsgröße DYK berechnet ist. Es ist somit möglich, un
abhängig von den Zuständen der Straßenoberfläche und Unter
schieden in dem Fahrkönnen zwischen verschiedenen Fahrern
den Fahrzustand des Fahrers genau zu bestimmen. Ferner wird
gemäß der Ausführungsform eine Warnung auch in Abhängigkeit
von dem Betriebszustand des Blinkers abgegeben, was eine
irrtümliche Beurteilung des Fahrzustands als abnormal
verhindert, wenn ein Wechsel der Spur von dem Fahrer be
absichtigt ist.
Fig. 3 zeigt eine durch den Mikrocomputer 1 zum Überwachen
des Fahrzustands des Fahrers ausgeführte Steuerverarbei
tungsroutine. Die Funktionen des Referenzlinien-Bestimmungs
blocks 16, des Berechnungsblocks 18 für die differentielle
Lateralabweichungsgröße, des Differenzberechnungsblocks 20
und des Entscheidungsblocks 22 sind durch die CPU des
Mikrocomputers 1 realisiert.
Zunächst werden in einem Schritt S11, immer wenn die vor
bestimmte Zeitdauer T2 abläuft, die während einer vorbe
stimmten Zeitdauer T1 erfaßten Daten der Gierrate YR und der
Fahrzeuggeschwindigkeit V eingelesen. Anschließend werden in
Schritten S12 und S13 die Referenzlinie bzw. die differen
tielle Lateralabweichungsgröße DYK unter Verwendung der
Daten der Gierrate Y und der Daten der Fahrzeuggeschwindig
keit V nach der vorangehend beschriebenen Art berechnet. Im
folgenden Schritt S14 wird bestimmt, ob die Differenz
zwischen dem Maximalwert DYKMAX der differentiellen Lateral
abweichungsgröße DYK und dem Minimalwert DYKMIN derselben
kleiner ist als der vorbestimmte Wert α1. Wenn (DYKMAX -
DYKMIN) ≧ α1 ist, kehrt das Programm zu dem Schritt S12
zurück, wobei die Ordnung der Approximation um eine Ordnung
erhöht wird, um die Referenzlinie erneut zu berechnen.
Dieses Verfahren wird wiederholt ausgeführt, bis die Antwort
auf die Frage des Schritts S14 zustimmend (JA) wird.
Wenn (DYKMAX - DYKMIN) < α1 in dem Schritt S14 erfüllt ist,
schreitet das Programm zu Schritt 15 fort, in welchem die
Differenz ΔDIF1 berechnet wird. Anschließend wird in einem
Schritt S16 bestimmt, ob die Differenz ΔDIF1 gleich oder
größer als ein vorbestimmter Wert ΔDIFLIM1 ist oder nicht.
Wenn ΔDIF1 ≧ ΔDIFLIM1 ist, wird in einem Schritt S17 be
stimmt, ob der Blinker betätigt ist oder nicht. Wenn ΔDIF1 <
ΔDIFLIM1 ist oder wenn der Blinker betätigt ist, wird das
Programm sofort beendet, wohingegen, wenn ΔDIF1 ≧ ΔDIFLIM1
ist und gleichzeitig der Blinker nicht betätigt ist, be
stimmt wird, daß der Fahrzustand des Fahrers abnormal ist,
und ein Signal zum Anweisen der Warnvorrichtung 24, eine
Warnung abzugeben, wird ausgegeben.
Fig. 4 zeigt die Anordnung für eine Fahrzustand-Überwa
chungseinrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer zweiten
Ausführungsform der Erfindung. Die Überwachungseinrichtung
gemäß dieser Ausführungsform unterscheidet sich von der
vorangehend beschriebenen ersten Ausführungsform nur darin,
daß sie mit einem Lateralabweichung-Berechnungsblock 19
anstatt des Berechnungsblocks 18 für die differentielle
Lateralabweichungsgröße versehen ist und der Differenzbe
rechnungsblock 20 die Abweichung nicht auf der Grundlage der
differentiellen Lateralabweichungsgröße berechnet, sondern
auf der Grundlage der transversalen Abweichung.
Fig. 5 zeigt eine durch den Mikrocomputer 1 der vorliegen
den Ausführungsform zum überwachen des Fahrzustands des
Fahrers ausgeführte Steuerverarbeitungsroutine. Die Funktion
der vorliegenden Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf
die Routine der Fig. 5 beschrieben.
Zunächst werden ähnlich wie in den Schritten S11 und S12 der
Fig. 3 in Schritten S21 und S22 Daten der Gierrate YR und
der Fahrzeuggeschwindigkeit V gelesen, um damit die Refe
renzlinie zu berechnen. In einem Schritt S23 wird die
differentielle Lateralabweichungsgröße DYK auf der Grundlage
des modifizierten Gierwinkels YAM und der Fahrzeuggeschwin
digkeit V auf die vorangehend beschriebene Art berechnet,
und anschließend wird die differentielle Lateralabweichungs
größe DYK einer Zeitintegration unterworfen, d. h. nach der
Zeit integriert, um damit eine Lateralabweichung YK (Fig.
2E) zu berechnen.
Anschließend wird in einem Schritt S24 bestimmt, ob die
Differenz zwischen dem Maximalwert YKMAX der Transversal
abweichung YK und dem Minimalwert YKMIN derselben kleiner
ist als ein vorbestimmter Wert α2 oder nicht. Wenn (YKMAX -
YKMIN) ≧ α2 ist, kehrt das Programm zu dem Schritt S22
zurück, wobei die Ordnung der Approximation um eine Ordnung
erhöht wird, um die Referenzlinie erneut zu berechnen.
Dieser Vorgang wird wiederholt ausgeführt, bis die Antwort
auf die Frage in dem Schritt S24 zustimmend (JA) wird.
Wenn (YKMAX - YKMIN) < α2 im Schritt S24 erfüllt ist,
schreitet das Programm zu Schritt 25 fort, in welchem eine
Differenz ΔDIF2 berechnet wird. Die Differenz ΔDIF2 wird
beispielsweise als die Summe der in Fig. 2E dargestellten
schraffierten Flächen berechnet, welche durch Zeitintegra
tion des Absolutwerts der Lateralabweichung YK erhalten
wird. Alternativ kann eine Standardabweichung des YK-Werts
oder die Differenz zwischen dem Maximum des YK-Werts und dem
Minimalwert desselben verwendet werden.
Anschließend wird in einem Schritt S26 bestimmt, ob die
Differenz ΔDIF2 gleich oder größer als ein vorbestimmter
Wert ΔDIFLIM2 ist oder nicht. Wenn ΔDIF2 ≧ ΔDIFLIM2 ist,
wird in einem Schritt S27 bestimmt, ob der Blinker betätigt
ist oder nicht. Wenn ΔDIF2 < ΔDIFLIM2 ist oder wenn der
Blinker betätigt ist, wird das Programm sofort beendet,
wohingegen, wenn ΔDIF2 ≧ ΔDIFLIM2 ist und gleichzeitig der
Blinker nicht betätigt ist, bestimmt wird, daß der Fahr
zustand des Fahrers abnormal ist und ein Signal zum Anweisen
der Warnvorrichtung 24, eine Warnung abzugeben, wird ausge
geben.
Wie vorangehend beschrieben, wird gemäß der vorliegenden
Ausführungsform die Referenzlinie auf der Grundlage des
erfaßten Gierwinkels YA berechnet, und der Fahrzustand des
Fahrers wird auf der Grundlage der aus der Lateralabweichung
YK, d. h. einer Abweichung des Fahrzeugs von der Referenzli
nie, berechneten Differenz ΔDIF2 bestimmt. Deshalb ist es
möglich, Ergebnisse ähnliche jenen der ersten Ausführungs
form bereitzustellen.
Fig. 6 zeigt die Anordnung für eine Fahrzustand-Überwa
chungseinrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer dritten
Ausführungsform der Erfindung. Die Überwachungsanordnung
gemäß dieser Ausführungsform unterscheidet sich von der
vorangehend beschriebenen zweiten Ausführungsform nur darin,
daß sie zusätzlich mit einem zwischen dem Differenzberech
nungsblock 20 und dem Entscheidungsblock 22 eingefügten
Bewertungsblock 21 für die Fahrtüchtigkeit des Fahrers
versehen ist.
Fig. 7 zeigt eine durch den Mikrocomputer 1 der vorliegen
den Ausführungsform zum überwachen des Fahrzustands des
Fahrers ausgeführte Steuerverarbeitungsroutine. Schritte S21
bis S25 in Fig. 7 sind mit den Schritten S21 bis S25 der
Fig. 5 identisch, weshalb deren Beschreibung übergangen
wird.
In einem Schritt S31 wird die Fahrtüchtigkeit des Fahrers
auf der Grundlage der in dem Schritt S25 berechneten Diffe
renz ΔDIF2 bewertet. Diese Bewertung wird auf folgende Weise
ausgeführt.
Zunächst wird die Differenz ΔDIF2 m mal (z. B. 4 mal) auf der
Grundlage von jeweils m Datenstücken der Gierrate YR und
jeweiligen m Datenstücken der Fahrzeuggeschwindigkeit V,
welche zu voneinander verschiedenen Abtastzeitpunkten
abgetastet wurden, berechnet. Ein Mittelwert ΔDIFAVE der m
Werte der Differenz ΔDIF2 und eine Standardabweichung σDIF
davon werden berechnet. Anschließend wird die Fahrtüchtig
keit des Fahrers, wie in Fig. 8 dargestellt, in Abhängig
keit davon, ob der Mittelwert ΔDIFAVE größer ist als ein
vorbestimmter Wert ΔDIFTH und ob die Standardabweichung σDIF
größer ist als ein vorbestimmter Schwellenwert σTH, auf ein
Niveau von Niveaus A bis D eingestuft. Wenn ΔDIFAVE ≦ ΔDIFTH
ist und gleichzeitig σDIF ≦ σTH ist, was bedeutet, daß die
Differenz im Mittel klein ist und geringfügige Variationen
durchläuft, wird die Fahrtüchtigkeit des Fahrers am höchsten
bewertet (Niveau A). Wenn auf der anderen Seite ΔDIFAVE <
ΔDIFTH ist und gleichzeitig σDIF ≦ σTH, was bedeutet, daß
die Differenz im Mittel groß ist und gleichzeitig geringe
Variationen durchläuft, wird die Fahrtüchtigkeit des Fahrers
am niedrigsten bewertet (Niveau D). Wenn ferner σDIF < σTH
ist, wird angenommen, daß der Fahrer eine bessere Fahrtüch
tigkeit hat, da der Mittelwert ΔDIFAVE geringer ist. Wenn
folglich in diesem Fall ΔDIFAVE ≦ ΔDIFTH ist, wird die
Fahrtüchtigkeit des Fahrers als auf dem Niveau B befindlich
eingestuft, während sie als auf dem Niveau C befindlich
eingestuft wird, wenn ΔDIFAVE < ΔDIFTH ist.
Ferner wird die Zahl NOV (= 0 bis m) der m ΔDIF2-Werte,
welche einen vorbestimmten Wert überschreiten, bestimmt, und
auf der Grundlage des NOV-Werts wird die Fahrtüchtigkeit des
Fahrers auf eines der Niveaus E bis I eingestuft. Insbeson
dere wird, wenn m = 4 ist, die Fahrtüchtigkeit des Fahrers
entsprechend NOV = 0, 1, 2, 3, 4 auf die Stufen E, F, G, H
bzw. I eingestuft.
Anschließend wird die Fahrtüchtigkeit des Fahrers auf der
Grundlage der vorangehend beschriebenen Niveaus A bis D und
E bis I synthetisch bestimmt. Insbesondere wird, wenn sich
die Fahrtüchtigkeit des Fahrers auf dem Niveau A oder B und
gleichzeitig auf dem Niveau E befindet, entschieden, daß die
Fahrtüchtigkeit des Fahrers normal ist. Wenn die Fahrtüch
tigkeit des Fahrers sich auf dem Niveau A oder B befindet
und gleichzeitig auf dem Niveau F oder G, oder auf dem
Niveau C und gleichzeitig auf dem Niveau E, F oder G, wird
entschieden, daß die Fahrtüchtigkeit des Fahrers sich auf
einem Warnniveau 1 befindet, und wenn dieselbe sich auf dem
Niveau A, B oder C und gleichzeitig auf dem Niveau H oder I
oder auf dem Niveau D befindet, wird entschieden, daß sich
die Fahrtüchtigkeit des Fahrers auf einem Warnniveau 2
befindet.
Auf diese Weise wird die Fahrtüchtigkeit des Fahrers auf der
Grundlage eines Mittelwerts aus einer Mehrzahl von Werten
der Differenz ΔDIF2 und dem Ausmaß der Variation zwischen
diesen bestimmt, womit es möglich ist, die Fahrtüchtigkeit
des Fahrers genau zu bestimmen.
Es wird erneut auf Fig. 7 Bezug genommen. In einem Schritt
S32 wird bestimmt, ob die Fahrtüchtigkeit des Fahrers gering
ist oder nicht, und insbesondere ob die Fahrtüchtigkeit des
Fahrers in dem Schritt S31 auf das Warnniveau 1 oder das
Warnniveau 2 eingestuft wurde, oder nicht. Wenn die Antwort
auf diese Frage zustimmend (JA) ist, wird in einem Schritt
S33 bestimmt, ob der Blinker betätigt ist oder nicht. Wenn
sich die Fahrtüchtigkeit des Fahrers weder auf dem Warnni
veau 1 noch auf dem Warnniveau 2 befindet oder der Blinker
betätigt ist, wird das Programm sofort beendet. Wenn sich
andererseits die Fahrtüchtigkeit des Fahrers auf dem Warnni
veau 1 ist oder auf Warnniveau 2 befindet und gleichzeitig
der Blinker nicht betätigt ist, wird entschieden, daß der
Fahrzustand des Fahrers abnormal ist, und ein Signal wird
der Warnvorrichtung 24 zugeführt, um eine Warnung abzugeben.
Hierbei ist, wenn sich die Fahrtüchtigkeit des Fahrers auf
Warnniveau 2 befindet, bevorzugt, daß beispielsweise die
Warnung durch einen lauteren Ton gebildet ist, als in dem
Fall, indem sie sich auf Warnniveau 1 befindet, oder durch
Anschalten einer Warnlampe und gleichzeitigem Erklingen
eines Summers. Ferner kann eine Sicherheitsoperation (eine
Fail-Safe-Operation), wie etwa die Verzögerung des Fahr
zeugs, angewandt werden, wenn sich die Fahrtüchtigkeit des
Fahrers auf Warnniveau 2 befindet.
Gemäß der dritten Ausführungsform ist es, wie vorangehend
beschrieben, durch Bestimmen der Fahrtüchtigkeit des Fahrers
auf der Grundlage eines Mittelwerts aus einer Mehrzahl von
Werten der Differenzgröße ΔDIF2 und der Variation zwischen
diesen möglich, die Fahrtüchtigkeit des Fahrers genauer zu
bestimmen oder einzustufen, was es ermöglicht, einen Warn
vorgang und bevorzugterweise eine geeignetere Sicherheits
aktion (Fail-Safe-Aktion) auszuführen.
Obwohl in der vorangehend beschriebenen Ausführungsform der
Fahrer über seinen Sehsinn und/oder sein Gehör gewarnt wird,
ist dies nicht einschränkend, denn es können auch Mittel der
direkten Einwirkung auf den Fahrer angewandt werden, wie
beispielsweise Vibrieren des Fahrersitzes oder Ausüben von
Spannung auf den Sicherheitsgurt oder Ausstoß eines Parfüms
oder Ändern des Betriebszustands einer an dem Fahrzeug
vorgesehenen Klimaanlage. Dies stellt sicher, daß der Fahrer
auf eine sicherere Weise im Hinblick auf seine nachgelasse
ne Fahrtüchtigkeit gewarnt wird.
Obwohl in den vorangehenden Ausführungsformen die Gierrate
durch den Gierratensensor 10 erfaßt wird, ist dies nicht
einschränkend, denn die Gierrate kann auch auf der Grundlage
von Ausgaben von Radgeschwindigkeitssensoren und des Fahr
zeuggeschwindigkeitssensors oder auf der Grundlage von
Ausgaben eines Lenkwinkelsensor zum Erfassen des Lenkwinkels
des Lenkrads und eines Lateralbeschleunigungssensors, usw.
berechnet werden.
Obwohl in den vorangehenden Ausführungsformen die Referenz
linie aus dem Gierwinkel YA bestimmt wird, ist dies nicht
einschränkend, denn sie kann auch aus der Gierrate YR oder
der Lateralabweichung YK bestimmt werden.
Die vorliegende Erfindung stellt somit eine Fahrzustand-
Überwachungseinrichtung für ein Fahrzeug bereit, welche
einen Verhaltensparameter, der für einen Verhaltensbetrag
kennzeichnend ist, welcher in Bezug zu wenigstens einer
Gierbewegung oder/und einer Lateralbewegung des Fahrzeugs
steht, und eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs erfaßt. Ein
Referenz-Verhaltensparameter wird auf der Grundlage von
Änderungen des Verhaltensparameters gesetzt. Ein Lateral
abweichungsverhaltensbetrag des Fahrzeugs wird auf der
Grundlage des Verhaltensparameters, des Referenz-Verhaltens
parameters und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs berechnet.
Es wird auf der Grundlage des Lateralabweichungsverhaltens
betrags bestimmt, ob der Fahrzustand des Fahrers normal ist
oder nicht. In Antwort auf eine Bestimmung, daß der Fahrzustand
des Fahrers nicht normal ist, wird bestimmt, daß der
Fahrzustand des Fahrers abnormal ist.
Claims (4)
1. Vorrichtung zur Bewertung der Fahrtüchtigkeit eines
Fahrers eines Fahrzeugs, umfassend:
eine Einrichtung (12) zum Erfassen einer Geschwin digkeit des Fahrzeugs und zur Ausgabe von Fahr zeuggeschwindigkeitsdaten (V),
eine Einrichtung (10) zum Erfassen einer Gierbewe gung oder/und einer Lateralbewegung des Fahrzeugs und zur Ausgabe von Gierbewegungsdaten (YA) oder/und Lateralbewegungsdaten,
eine Einrichtung (14) zur Speicherung zeitlich zurückliegender Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten und Gierbewegungsdaten oder/und Lateralbewegungsdaten,
eine Einrichtung (16) zur Bestimmung einer die zeitlich zurückliegenden Gierbewegungsdaten oder/und Lateralbewegungsdaten glättenden Bezugs linie,
eine Einrichtung (18) zur Bestimmung von Lateral abweichungsdaten (ΔDIF1; ΔDIF2) auf Grundlage der Geschwindigkeitsdaten (V) sowie der Abweichung der Gierbewegungsdaten (YA) oder/und Lateralbewegungs daten von der Bezugslinie, und
eine Bewertungseinrichtung (22), die die Fahrtüch tigkeit des Fahrers als ungenügend bewertet, wenn die Lateralabweichungsdaten (ΔDIF1; ΔDIF2) einen vorbestimmten Wert (ΔDIFLIM1; ΔDIFLIM2) über steigen.
eine Einrichtung (12) zum Erfassen einer Geschwin digkeit des Fahrzeugs und zur Ausgabe von Fahr zeuggeschwindigkeitsdaten (V),
eine Einrichtung (10) zum Erfassen einer Gierbewe gung oder/und einer Lateralbewegung des Fahrzeugs und zur Ausgabe von Gierbewegungsdaten (YA) oder/und Lateralbewegungsdaten,
eine Einrichtung (14) zur Speicherung zeitlich zurückliegender Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten und Gierbewegungsdaten oder/und Lateralbewegungsdaten,
eine Einrichtung (16) zur Bestimmung einer die zeitlich zurückliegenden Gierbewegungsdaten oder/und Lateralbewegungsdaten glättenden Bezugs linie,
eine Einrichtung (18) zur Bestimmung von Lateral abweichungsdaten (ΔDIF1; ΔDIF2) auf Grundlage der Geschwindigkeitsdaten (V) sowie der Abweichung der Gierbewegungsdaten (YA) oder/und Lateralbewegungs daten von der Bezugslinie, und
eine Bewertungseinrichtung (22), die die Fahrtüch tigkeit des Fahrers als ungenügend bewertet, wenn die Lateralabweichungsdaten (ΔDIF1; ΔDIF2) einen vorbestimmten Wert (ΔDIFLIM1; ΔDIFLIM2) über steigen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Warnvorrichtung (24) vorgesehen ist, die ein Warnsi
gnal abgibt, wenn die Bewertungseinrichtung (22) die Fahr
tüchtigkeit des Fahrers als ungenügend bewertet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Einrichtung (11) zur Erfassung einer Spurwechselab
sicht des Fahrers, insbesondere ein Blinkerschalter, vor
gesehen ist und daß die Warnvorrichtung (24) das Warnsi
gnal nicht abgibt, wenn die Einrichtung (11) zur Erfassung
einer Spurwechselabsicht des Fahrers eine Spurwechselab
sicht des Fahrers erfaßt.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß Fahrzeuggeschwindigkeit-Begrenzungs
mittel vorgesehen sind, welche die Geschwindigkeit des
Fahrzeugs begrenzen, wenn die Bewertungseinrichtung (22)
die Fahrtüchtigkeit des Fahrers als ungenügend bewertet.
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