DE19630970A1

DE19630970A1 - Fahrzustandsüberwachungseinrichtung für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE19630970A1
Application number: DE19630970A
Authority: DE
Inventors: Kenji Yoshikawa
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1995-08-01
Filing date: 1996-07-31
Publication date: 1997-02-06
Anticipated expiration: 2016-08-01
Also published as: US5815070A; DE19630970B4

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzustands überwachungseinrichtung für Kraftfahrzeuge, welche den Fahr zustand des Fahrers des Kraftfahrzeugs überwacht und, wenn nötig, einen Alarm erzeugt.

Die japanische Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. 5-85221 offen bart eine Fahrzustandsüberwachungseinrichtung, welche eine Ansprechverzögerung des Fahrers eines Kraftfahrzeugs und eine Differenz zwischen der tatsächlichen Position des Fahrzeugs und einer Straße, auf welcher das Fahrzeug fährt (Referenzpo sition des Fahrzeugs in der Straße) in Abhängigkeit von dem Betrag des Lenkens des Fahrzeugs, welches durch den Fahrer durchgeführt wird, und der Fahrzeuggeschwindigkeit abschätzt, und welche die abgeschätzte Ansprechverzögerung und die abge schätzte Differenz mit jeweiligen Referenzwerten, die während normaler Fahrzustände des Fahrers erreicht sein sollten, ver gleicht, um dadurch den Fahrzustand des Fahrers beispielsweise hinsichtlich eines abnormalen Lenkens, das durch ein Einschla fen oder ein herabgesetztes Fahrvermögen des Fahrers aufgrund seiner Müdigkeit verursacht wird, zu überprüfen.

Die Referenzwerte der abgeschätzten Ansprechverzögerung und der abgeschätzten Differenz, die bei normalen Fahrzuständen des Fahrers vorliegen sollten und die zum überprüfen des Fahr zustands des Fahrers verwendet werden, sind jedoch nicht notwendigerweise konstant. Beispielsweise kann direkt nachdem der Fahrer das Fahren des Fahrzeugs beginnt, aufgrund der Tatsache, daß der Fahrer einige Zeit benötigt, um sich voll ständig auf das Fahren des Fahrzeugs einzustellen, der Lenkbe trag des Fahrzeugs durch den Fahrer größer sein als nachdem er sich vollständig auf das Fahren eingestellt hat. Daher besteht eine sehr hohe Wahrscheinlichkeit, daß der Fahrzustand des Fahrers irrtümlicherweise als abnormal beurteilt wird, selbst wenn er tatsächlich normal ist.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahr zustandüberwachungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug vorzuse hen, welche in der Lage ist, den Fahrzustand des Fahrers mit erhöhter Genauigkeit zu bestimmen, indem ein Referenzwert eines Parameters oder ein Referenzwert von Parametern, welche bei der Bestimmung verwendet werden, in einer geeigneteren Weise bestimmt wird/werden.

Um die vorangehende Aufgabe zu lösen, sieht die vorliegende Erfindung eine Fahrzustandüberwachungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug vor, um einen Fahrzustand eines Fahrers des Kraftfahrzeugs zu überwachen, umfassend:
ein Fahrzustandsparameterberechnungsmittel zum Berechnen eines Fahrzustandsparameter, welcher den Fahrzustand des Fahrers beruhend wenigstens auf dem Verhalten des Kraftfahr zeugs und/oder einem Fahrbetrieb des Fahrers und/oder einem Zustand des Fahrers anzeigt,
ein Vergleichsmittel zum Vergleichen des Fahrzustands parameters mit einem Referenzwert,
ein Bestimmungsmittel zum Bestimmen, ob der Fahrzustand des Fahrers normal ist oder nicht, beruhend auf einem Ergebnis des Vergleichs durch das Vergleichsmittel und
ein Referenzwertänderungsmittel zum Ändern des Referenz wertes beruhend auf dem Fahrzustandsparameter, welcher durch das Fahrzustandsparameterbestimmungsmittel berechnet wird, in einer derartigen Richtung, daß es weniger wahrscheinlich wird, zu bestimmen, daß der Fahrzustand des Fahrers normal ist.

Vorzugsweise ändert das Referenzwertänderungsmittel den Refe renzwert beruhend auf dem durch das Fahrzustandsparameterbe rechnungsmittel berechneten Fahrzustandsparameter progressiv in einer derartigen Richtung, daß es weniger wahrscheinlich wird, den Fahrzustand des Fahrers als normal zu bestimmen, nachdem das Fahrzeug gestartet worden ist.

Vorzugsweise umfaßt die Fahrzustandsüberwachungseinrichtung ein Verhinderungsmittel zum Verhindern, daß das Referenzwert änderungsmittel den Referenzwert ändert, wenn das Bestimmungs mittel einmal bestimmt hat, daß der Fahrzustand des Fahrers nicht normal ist.

Vorzugsweise umfaßt die Fahrzustandsüberwachungseinrichtung ein Verhinderungsmittel zum Verhindern, daß das Referenzwert änderungsmittel den Referenzwert vor dem Ablauf einer vor bestimmten Zeitperiode, nachdem das Fahrzeug gestartet worden ist, ändert.

Vorzugsweise umfaßt die Fahrzustandsüberwachungseinrichtung ein Alarmmittel zum Erzeugen eines Alarms, wenn das Bestim mungsmittel bestimmt, daß der Fahrzustand des Fahrers nicht normal ist, sowie ein Verhinderungsmittel zum Verhindern, daß das Alarmmittel einen Alarm erzeugt, bevor eine vorbestimmte Zeitperiode abgelaufen ist, nachdem das Fahrzeug gestartet worden ist.

Vorzugsweise umfaßt das Fahrzustandsparameterberechnungsmittel ein Verhaltensparametererfassungsmittel zum Erfassen eines Verhaltensparameters, welcher einen Verhaltensbetrag wieder gibt, der wenigstens auf eine Gierbewegung und/oder eine Querbewegung des Kraftfahrzeugs bezogen ist, ein Fahrzeug geschwindigkeitserfassungsmittel zum Erfassen einer Geschwin digkeit des Kraftfahrzeugs, ein Verhaltensreferenzparameter setzmittel zum Setzen eines Verhaltensreferenzparameters beruhend auf Änderungen des Verhaltensparameters, und ein Querabweichungsverhaltensbetrag-Berechnungsmittel zum Berech nen eines Querabweichungsverhaltensbetrags des Kraftfahrzeugs beruhend auf dem Verhaltensparameter, dem Verhaltensreferenz parameter und der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, und berechnet den Fahrzustandsparameter beruhend auf dem Quer abweichungsverhaltensbetrag des Kraftfahrzeugs.

Vorzugsweise vergleicht das Vergleichsmittel einen Mittelwert des Fahrzustandsparameters und eine Änderung des Fahrzustands parameters mit Referenzwerten, und das Bestimmungsmittel umfaßt ein Fahrvermögen-Bestimmungsmittel zum Bestimmen eines Fahrvermögens des Fahrers beruhend auf dem Ergebnis des Ver gleichs durch das Vergleichsmittel. Das Bestimmungsmittel bestimmt, ob der Fahrzustand des Fahrers normal ist oder nicht, beruhend auf einem Ergebnis der Bestimmung durch das Fahrvermögen-Bestimmungsmittel.

Vorzugsweise umfaßt die Fahrzustandsüberwachungseinrichtung ein Spurwechselabsicht-Bestimmungsmittel zum Bestimmen, ob der Fahrer beabsichtigt, die Spur, auf welcher das Kraftfahrzeug fährt, zu wechseln, und ein Verhinderungsmittel zum Verhin dern, daß das Bestimmungsmittel die Bestimmung bezüglich der Normalität des Fahrzustands des Fahrers beruhend auf dem Ergebnis des Vergleichs durch das Vergleichsmittel durchführt.

Vorzugsweise umfaßt die Fahrzustandsüberwachungseinrichtung ein Fahrzeuggeschwindigkeitsbegrenzungsmittel, welches auf die Bestimmung durch das Bestimmungsmittel, daß der Fahrzustand des Fahrers nicht normal ist, anspricht, um die Geschwindig keit des Kraftfahrzeugs zu begrenzen.

Vorzugsweise umfaßt das Kraftfahrzeug eine an dem Kraftfahr zeug vorgesehene Vorrichtung zum direkten Ausüben einer physi kalischen Kraft oder Stimulation auf den Fahrer, und die Einrichtung umfaßt Fahrzeugvorrichtungssteuermittel, welche auf die Bestimmung durch das Bestimmungsmittel, daß der Fahr zustand des Fahrers nicht normal ist, ansprechen, um die Vorrichtung zu steuern.

Vorzugsweise umfaßt die Fahrzustandsüberwachungseinrichtung ein Anfangswertsetzmittel zum Setzen des Referenzwertes auf einen Anfangswert, wenn das Kraftfahrzeug gestartet wird, und nachdem das Kraftfahrzeug gestartet worden ist, berechnet das Referenzwertänderungsmittel einen neuen Wert des Referenzwer tes beruhend auf einem Mittelwert des Fahrzustandsparameters und einer Standardabweichung des Fahrzustandsparameters und aktualisiert den Referenzwert durch den neuen Wert des Refe renzwertes.

Die vorangehenden sowie weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschrei bung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen augen scheinlich.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, welches die Anordnung einer Fahrzustandsüberwachungseinrichtung für ein Kraftfahr zeug gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 2A bis 2E sind Graphen, welche Beispiele von Änderungen in Erfassungswerten und Parametern, welche beruhend auf den Erfassungswerten berechnet werden, zeigen, worin:

Fig. 2A Änderungen einer Gierrate YR zeigt;

Fig. 2B Änderungen eines Gierwinkels YA zeigt;

Fig. 2C Änderungen eines modifizierten Gierwinkels YAM zeigt;

Fig. 2D Änderungen eines Querabweichungsdifferentialbe trags DYK zeigt; und

Fig. 2E Änderungen einer Querabweichung YK zeigt;

Fig. 3 ist ein Flußdiagramm, welches ein Programm zum Durchführen des Überwachungsverfahrens zeigt, das durch einen in Fig. 1 gezeigten Mikrocomputer durchgeführt wird;

Fig. 4 ist ein Graph, welcher ein Beispiel von Änderun gen einer Differenz ΔDIF1 als einem Parameter zeigt, der für das Verhalten des Fahrzeugs, das unmittelbar nachdem der Fahrer das Fahren des Fahrzeugs beginnt auftritt, bezeichnend ist;

Fig. 5A ist ein Graph, welcher zum Erklären einer ersten Variation der ersten Ausführungsform zweckdienlich ist;

Fig. 5B ist ein Graph, welcher zum Erklären einer zwei ten Variation der ersten Ausführungsform zweckdienlich ist;

Fig. 6 ist ein Blockdiagramm, welches die Anordnung einer Fahrzustandsüberwachungseinrichtung für ein Kraftfahr zeug gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 7 ist ein Flußdiagramm, welches ein Programm zum Durchführen eines Überwachungsverfahrens zeigt, das durch einen in Fig. 6 gezeigten Mikrocomputer durchgeführt wird;

Fig. 8 ist ein Blockdiagramm, welches die Anordnung einer Fahrzustandsüberwachungseinrichtung für ein Kraftfahr zeug gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 9 ist ein Flußdiagramm, welches ein Programm zum Durchführen eines Überwachungsverfahrens zeigt, das in einem in Fig. 8 gezeigten Mikrocomputer durchgeführt wird;

Fig. 10 zeigt einen Plan zur Verwendung bei der Bestim mung des Niveaus des Fahrvermögens des Fahrers;

Fig. 11 zeigt einen weiteren Plan zur Verwendung beim Bestimmen des Niveaus des Fahrvermögens des Fahrers;

Fig. 12 ist ein Flußdiagramm, welches eine Modifikation des in Fig. 3 gezeigten Programms zeigt, das durch eine vierte Ausführungsform der Erfindung durchgeführt wird; und

Fig. 13 ist ein Graph, welcher beim Erklären einer Art und Weise zum Bestimmen, ob oder ob nicht eine Fahrspur, auf welcher das Fahrzeug fährt, gewechselt worden ist, hilft.

Die Erfindung wird nun detailliert mit Bezug auf die Zeichnun gen beschrieben, welche Ausführungsformen derselben zeigen.

Wenn man sich zunächst der Fig. 1 zuwendet, so ist dort die Anordnung einer Fahrzustandsüberwachungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß einer ersten Ausführungsform der vorlie genden Erfindung gezeigt. Die Einrichtung ist an einem Fahr zeug angebracht, das durch ein Antriebsaggregat, wie bei spielsweise eine Brennkraftmaschine oder einen Elektromotor, angetrieben wird und mit einem Lenkrad ausgestattet ist. In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Mikrocomputer, welcher einen Eingang aufweist, mit welchem ein Gierratensen sor 10 zum Erfassen einer Gierrate des Fahrzeugs, ein Fahr zeuggeschwindigkeitssensor 12 zum Erfassen der Fahrgeschwin digkeit des Fahrzeugs und ein Blinkerschalter 11 zum Erfassen der Absicht des Fahrers zum Ändern der Fahrspur verbunden sind. Der Mikrocomputer 1 weist einen Ausgang auf, mit welchem eine Alarmvorrichtung zum Erzeugen eines Alarms, wenn nötig, während der Überwachung des Fahrzustands des Fahrers verbunden ist. Die Alarmvorrichtung kann beispielsweise durch eine Lampe, durch einen Summer oder einen Stimmengenerator gebildet sein.

Der Mikrocomputer 1 weist Funktionen auf, die durch Funktions blöcke in Fig. 1 wiedergegeben sind, d. h. einen Signalspei cherblock 14, einen Referenzlinienabschätzungsblock 16, einen Querabweichungsdifferentialbetrag-Berechnungsblock 18, einen Differenzberechnungsblock 20, einen Referenzbetragabschät zungsblock 25 und einen Beurteilungsblock 22.

Der Signalspeicherblock 14 speichert Eingangssignale von den Sensoren 10, 12 und dem Schalter 11 und aktualisiert die Gierratendaten und die Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten, welche während einer vorbestimmten Zeitperiode T1 (z. B. 30 Sekunden) vor dem momentanen Zeitpunkt nur dann, wenn eine vorbestimmte Zeitperiode (z. B. 10 Sekunden) abgelaufen ist. Die aktuali sierten Daten werden zu dem Referenzlinienabschätzungsblock 16 geliefert.

Der Referenzlinienabschätzungsblock 16 integriert die eingege bene Gierrate (Fig. 2A) bezüglich der Zeit zu einem Gierwin kel YA (Fig. 2B) und berechnet ferner eine Referenzlinie (durch die unterbrochene Linie in Fig. 2B dargestellt) beru hend auf dem Gierwinkel. Diese Berechnung wird insbesondere durch das Verfahren mit der geringsten quadratischen Abwei chung (least-square method), welches bekannt ist, in der folgenden Art und Weise durchgeführt:

Es sei angenommen, daß beispielsweise die Gierwinkelwerte YA1, YA2 und YA3 zu Zeitpunkten t1, t2 bzw. t3 erhalten worden sind. Die Referenzlinie kann näherungsweise durch die folgen den linearen Ausdrücke (1a) bis (1c) angenähert werden:

YA1 = b1 + b2t1 + e1 (1a)
YA2 = b1 + b2t2 + e2 (1b)
YA3 = b1 + b2t3 + e3 (1c)

wobei e1 bis e3 verbleibende Differenzen wiedergeben und die Ausdrücke b1 und b2 derart bestimmt sind, daß die Summe der Quadrate der verbleibenden Differenzen e1 bis e3 minimal wird. Die Referenzlinie kann also durch die folgenden quadratischen Ausdrücke (2a) bis (2c) angenähert werden:

YA1 = b1 + b2t1 + b3t1² + e1 (2a)
YA2 = b1 + b2t2 + b3t2² + e2 (2b)
YA3 = b1 + b2t3 + b3t3² + e3 (2c)

wobei die Ausdrücke b1 bis b3 derart bestimmt sind, daß die Summe der Quadrate der verbleibenden Differenzen e1 bis e3 minimal wird.

Ferner kann die Referenzlinie durch die folgenden kubischen Ausdrücke (3a) bis (3c) angenähert werden:

YA1 = b1 + b2t1 + b3t1² + b4t1³ + e1 (3a)
YA2 = b1 + b2t2 + b3t2² + b4t2³ + e2 (3b)
YA3 = b1 + b2t3 + b3t3² + b4t3³ + e3 (3c)

wobei die Ausdrücke b1 bis b4 derart bestimmt sind, daß die Summe der Quadrate der verbleibenden Differenzen e1 bis e3 minimal wird.

Wenn die Anzahl der abgetasteten Datenpunkt größer wird, dann wird das Ausmaß der Ausdrücke in entsprechender Art und Weise für eine genauere Annäherung erhöht.

In der vorliegenden Ausführungsform wird zuerst die Referenz linie durch die linearen Ausdrücke bestimmt, und dann wird ein modifizierter Gierwinkel YAM (Fig. 2C) durch Subtrahieren eines Referenzgierwinkels, welcher der Referenzlinie ent spricht, von dem bestimmten Gierwinkel YA berechnet. Der berechnete modifizierte Gierwinkel YAM wird in den Querabwei chungsdifferentialbetrags-Berechnungsblock 18 eingegeben.

Der Querabweichungsdifferentialbetrags-Berechnungsblock 18 berechnet einen Querabweichungsdifferentialbetrag DYK (Fig. 2D) durch Anwenden des modifizierten Gierwinkels YAM und der Fahrgeschwindigkeit V in der folgenden Gleichung (4):

DYK = V × sin(YAM) (4)

Wenn die Differenz zwischen dem Maximalwert DYKMAX des Quer abweichungsdifferentialbetrags DYK und dem minimalen Wert DYKMIN desselben größer oder gleich einem vorbestimmten Wert α1 ist, dann wird die Ordnung der Annäherung der Referenzli nien erhöht, um die Referenzlinie wieder zu bestimmen, worauf beruhend der Querabweichungsdifferentialbetrag DYK erneut berechnet wird. Diese Prozedur wird in wiederholter Weise durchgeführt, bis (DYKMAX - DYKMIN) < α1 zutrifft.

Alternativ kann die Berechnung der Referenzlinie beendet werden, wenn die Ordnung der Annäherung der Referenzlinie einen vorbestimmten Wert erreicht hat, selbst wenn (DYKMAX - DYKMIN) α1 zutrifft.

Der Differenzberechnungsblock 20 berechnet eine Differenz ΔDIF1 beruhend auf dem Querabweichungsdifferentialbetrag DYK. Die Differenz ΔDIF1 wird beispielsweise als die Summe der schraffierten Bereiche (Wert der durch die Zeitintegration des Absolutwerts des Querabweichungsdifferentialbetrags DYK erhal ten wird), welche in Fig. 2D gezeigt sind, berechnet. Alter nativ kann eine Standardabweichung des DYK-Wertes oder die Differenz zwischen dem maximalen Wert des DYK-Wertes und dem minimalen Wert desselben verwendet werden.

Der Referenzwertabschätzungsblock 25 schätzt einen Referenz wert ΔDIFLIM1 ab und setzt diesen, beruhend auf der Differenz ΔDIF1, welcher Wert durch den Beurteilungsblock 22 verwendet wird.

Insbesondere wenn eine Anzahl x (z. B. 30) an Werten der Diffe renz ΔDIF1 berechnet worden ist, dann werden ein Mittelwert MΔDIF1 der Differenz ΔDIF1 und eine Standardabweichung SΔDIF1 derselben berechnet und der durch den Beurteilungsblock 22 verwendete Referenzwert ΔDIFLIM1 wird durch die Verwendung der folgenden Gleichung (5) aktualisiert:

ΔDIFLIM1(k) = min(ΔDIFLIM1 (k-1), C0 x MΔDIF1
+ d0 × SΔDIF1) (5)

worin C0 und d0 vorbestimmte Werte wiedergeben und (k) und (k-1) anzeigen, daß Werte mit diesen Anhängen in der momentanen Schleife bzw. der unmittelbar vorhergehenden Schleife erhalten werden. Der Referenzwert ΔDIFLIM1 wird auf einen vorbestimmten Anfangswert gesetzt, wenn der Fahrer mit dem Fahren des Fahr zeugs beginnt. Ferner gibt min (A, B) eine arithmetische Opera tion wieder, in welcher der kleinere Wert von A und B ausge wählt wird.

Wenn die Differenz ΔDIF1 den Referenzwert ΔDIFLIM1 überschrei tet und gleichzeitig der Blinkerschalter 11 nicht in Betrieb ist, dann bedeutet dies, daß das Fahrzeug in großem Ausmaß von der Referenzlinie abgewichen ist, ohne daß eine Absicht des Fahrers zum Spurwechsel vorliegt, und daher beurteilt der Beurteilungsblock 22, daß der Fahrzustand des Fahrers abnormal ist, wodurch ein Signal zum Befehlen der Alarmvorrichtung 24 zum Erzeugen eines Alarms abgegeben wird.

Wie vorangehend beschrieben, wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Referenzlinie beruhend auf dem erfaßten Gierwinkel YA berechnet und der Fahrzustand des Fahrers wird beruhend auf der Differenz ΔDIF1 beurteilt, welche eine Ab weichung von der Referenzlinie anzeigt und aus dem Querabwei chungsdifferentialbetrag DYK berechnet wird. Daher ist es möglich, den Fahrzustand des Fahrers genau zu bestimmen, unabhängig von den Straßenoberflächenzuständen und Änderungen des Fahrkönnens zwischen verschiedenen Fahrern. Ferner wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Alarm in Abhängig keit von dem Betriebszustand des Blinkers erzeugt, was eine fehlerhafte Beurteilung bezüglich der Abnormalität des Fahr zustands vermeidet, wenn eine Änderung der Fahrspur durch den Fahrer beabsichtigt ist.

Die Fig. 4 zeigt ein Beispiel von Änderungen der Differenz ΔDIF1 nach dem Starten (Zeitpunkt t0) des Fahrens des Fahr zeugs. Unmittelbar nachdem der Fahrer das Fahren des Fahrzeugs beginnt, ist der Fahrer noch nicht vollständig auf das Fahren des Fahrzeugs eingestellt und daher neigt die Differenz ΔDIF1 dazu, einen relativ großen Wert anzunehmen, selbst wenn der Fahrzustand des Fahrers normal ist, und nimmt nachfolgend zunehmend kleinere Werte mit dem Verlauf der Zeit an. Unter Berücksichtigung dieser Neigung setzt der Referenzwertabschät zungsblock 25 den Referenzwert ΔDIFLIM1 in einer fortschrei tend abnehmenden Weise, wie durch unterbrochene Linien in der Figur dargestellt. Danach wird, wenn die Differenz ΔDIF1 beispielsweise aufgrund eines Einnickens des Fahrers zunimmt, bestimmt, daß das Fahrvermögen des Fahrers gesenkt ist (zu einem Zeitpunkt t6).

Somit wird die Differenz ΔDIF1 von ihrem vorbestimmten An fangswert, der am Beginn des Fahrens gesetzt ist, beruhend auf dem Mittelwert MΔDIF1 der Differenz ΔDIF1 und der Standard abweichung SΔDIF1 derselben verringert. Dies macht es möglich, schnell zu bestimmen, ob der Fahrzustand des Fahrers abnormal ist, während verhindert wird, daß unmittelbar nachdem der Fahrer das Fahren beginnt, der Fahrzustand als abnormal beur teilt wird.

Die Fig. 3 zeigt eine Steuerungsverarbeitungsroutine welche durch den Mikroprozessor 1 zum Überwachen des Fahrzustands des Fahrers durchgeführt wird. Die Funktionen des Referenzlinien abschätzungsblocks 16, des Querabweichungsdifferentialbetrags- Berechnungsblock 18, des Differenzberechnungsblocks 20, des Referenzwertabschätzungsblocks 25 und des Beurteilungsblocks 22 sind in Form der CPU des Mikrocomputers 1 ausgeführt.

Zunächst werden in einem Schritt S11 Daten der Gierrate YR und der Fahrzeuggeschwindigkeit V, welche während der vorbestimm ten Zeitperiode T1 erfaßt werden, immer dann eingelesen, wenn eine vorbestimmte Zeitperiode T2 abgelaufen ist. Dann werden in Schritten S12 bzw. S13 die Referenzlinie und der Querabwei chungsdifferentialbetrag DYK durch die Verwendung der Gierra tendaten YR und der Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten V in der vorangehend beschriebenen Art und Weise berechnet. In dem nachfolgenden Schritt S14 wird bestimmt, ob die Differenz zwischen dem Maximalwert DYKMAX des Querabweichungsdifferenti albetrags DYK und dem minimalen Betrag DYKMIN desselben klei ner ist als der vorbestimmte Wert α1. Wenn (DYKMAX - DYKMIN) α1, dann kehrt das Programm zu dem Schritt S12 zurück, worin die Ordnung der Annäherung um 1 erhöht wird, um die Referenz linie erneut zu berechnen. Dieser Vorgang wird wiederholt durchgeführt, bis die Antwort der Frage des Schritts 14 bestä tigend ist (JA).

Wie vorangehend erwähnt, kann das Programm derart konfiguriert sein, daß die Berechnung der Referenzlinie dann beendet wird, wenn die Ordnung der Annäherung einen vorbestimmten Wert erreicht hat.

Wenn in dem Schritt S14 (DYKMAX - DYKMIN) < α1 zutrifft, dann schreitet das Programm zu einem Schritt S15, worin die Diffe renz ΔDIF1 berechnet wird. Dann wird der vorangehend erwähnte Referenzwert ΔDIFLIM1 beruhend auf der Differenz ΔDIF1 in einem Schritt S16 aktualisiert und in einem Schritt S17 wird bestimmt, ob oder ob nicht die Differenz ΔDIF1 größer oder gleich dem Referenzwert ΔDIFLIM1 ist. Wenn ΔDIF1 ΔDIFLIM1 zutrifft, dann wird in einem Schritt S18 bestimmt, ob der Blinkerschalter in Betrieb ist oder nicht. Wenn ΔDIF1 < ΔDIFLIM1 zutrifft, oder wenn der Blinker in Betrieb ist, dann wird das Programm unmittelbar beendet, wogegen dann, wenn ΔDIF1 ΔDIFLIM1 zutrifft und gleichzeitig der Blinker nicht in Betrieb ist, bestimmt wird, daß der Fahrzustand des Fahrers abnormal ist, und ein Signal wird zur Alarmvorrichtung 24 in einem Schritt S19 ausgegeben, um dieser das Erzeugen eines Alarms zu befehlen.

Nachfolgend werden erste und zweite Variationen der ersten Ausführungsform beschrieben.

Das Aktualisieren des Referenzwertes ΔDIFLIM1 kann einmal verhindert werden, wenn, nachdem der Fahrer das Fahren des Fahrzeugs begonnen hat, zum erstenmal bestimmt wird, daß der Fahrzustand des Fahrers abnormal ist (erste Variation der ersten Ausführungsform).

Gemäß dieser Variation wird, wie in Fig. 5A gezeigt, nachdem zu einem Zeitpunkt tW1 ein erster Alarm erzeugt worden ist, der Referenzwert ΔDIFLIM1 nicht auf einen kleineren Wert aktualisiert, so daß der Alarm nachfolgend beim gleichen Ausmaß des Kurvenfahrens des Fahrzeugs (d. h. der Differenz ΔDIF1) erzeugt wird, z. B. zu einem Zeitpunkt tW3 in dem darge stellten Beispiel. Dies verhindert, daß Alarme bei verschiede nen Niveaus von Kurvenfahrten des Fahrzeugs erzeugt werden, wodurch für den Fahrer ein unangenehmes Gefühl erzeugt werden würde. Wenn ferner der Referenzwert ΔDIFLIM1 auf einen zu geringen Wert gesetzt wird (wie durch eine Punkt-Strich-Linie in der Figur gezeigt), dann kann der Alarm (zu einem Zeitpunkt tW2) bei einem vollständigen Wachsein des Fahrers ausgegeben werden, was jedoch das Erzeugen eines Alarms unnötig macht. Gemäß der vorliegenden Variation ist es möglich, zu verhin dern, daß der Referenzwert ΔDIFLIM1 auf einen derart übermäßig geringen Wert gesetzt wird, wodurch verhindert wird, daß der Fahrer das Gefühl erhält, daß unnötige Alarme erzeugt werden.

Alternativ kann der Referenzwert ΔDIFLIM1 auf einen Anfangs wert gesetzt werden, welcher geringfügig höher ist als ein normaler Wert, wenn der Fahrer das Fahren des Fahrzeugs be ginnt, und kann auf dem Anfangswert gehalten werden, bis eine vorbestimmte Zeitperiode THOLD nach dem Start des Fahrzeugs abgelaufen ist, wie in Fig. 5B gezeigt, ohne das Aktualisie ren des Referenzwertes durch die Verwendung der Gleichung (5) durchzuführen (zweite Variation der ersten Ausführungsform).

Somit wird, unmittelbar nachdem der Fahrer das Fahren des Fahrzeugs beginnt, der Referenzwert ΔDIFLIM1 gesetzt und auf dem Anfangswert gehalten, welcher geringfügig größer ist als ein normaler Wert, während ein Aktualisieren desselben verhin dert wird, wodurch es möglich ist, zu verhindern, daß aufgrund einer ungeeigneten Variation des Referenzwertes ΔDIFLIM1 ein Fehlalarm erzeugt wird.

Als eine weitere Variation der ersten Ausführungsform kann in Anbetracht der Neigung, daß die Differenz ΔDIF1 unmittelbar nachdem der Fahrer das Fahren des Fahrzeugs beginnt, größere Werte annimmt, die Fahrzustandsüberwachungseinrichtung derart konfiguriert sein, daß unabhängig von den Werten der Differenz ΔDIF1 vor dem Ablauf einer vorbestimmten Nicht-Alarmzeitpe riode TNWARN, nachdem der Fahrer das Fahren des Fahrzeugs beginnt, das Erzeugen eines Alarms verhindert wird. In glei cher Weise kann das Programm der Fig. 3 derart konfiguriert sein, daß innerhalb der vorbestimmten Nicht-Alarmzeitperiode das Programm unmittelbar nach dem Durchführen des Schritts S15 beendet wird, wodurch die Durchführung der Schritte S16 bis S19 verhindert wird. Ferner kann das Programm der Fig. 3 derart konfiguriert sein, daß innerhalb der vorbestimmten Nicht-Alarmzeitperiode TNWARN die Durchführung des Schritts S12 und der folgenden Schritte verhindert wird, vorausgesetzt, daß die erfaßten Werte der Fahrzeuggeschwindigkeit V und/oder der Gierrate YR kleiner als jeweilige vorbestimmte Werte sind.

Die Fig. 6 zeigt die Anordnung einer Fahrzustandsüberwa chungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Die Überwachungseinrichtung gemäß dieser Ausführungsform unterscheidet sich von der vor angehend beschriebenen ersten Ausführungsform lediglich darin, daß sie anstelle des Querabweichungsdifferentialbetrags-Be rechnungsblocks 18 einen Querabweichungsberechnungsblock 19 aufweist, während der Referenzwertabschätzungsblock 25 wegge lassen ist, und der Differenzberechnungsblock 20 berechnet die Abweichung nicht beruhend auf dem Querabweichungsdifferential betrag DYK, sondern beruhend auf einer Querabweichung YK.

Die Fig. 7 zeigt eine Steuerverarbeitungsroutine, welche durch den Mikrocomputer 1 der vorliegenden Erfindung zum Überwachen des Fahrzustands des Fahrers durchgeführt wird. Der Betrieb der vorliegenden Ausführungsform wird mit Bezug auf das Programm der Fig. 7 beschrieben.

Zunächst werden in Schritten S21 und S22 Daten der Gierrate YR und der Fahrzeuggeschwindigkeit V entsprechend den Schritten S11 und S12 der Fig. 3 gelesen, um dadurch die Referenzlinie zu berechnen. In einem Schritt S23 wird der Querabweichungs differentialbetrag DYK beruhend auf dem modifizierten Gierwin kel YAM und der Fahrzeuggeschwindigkeit V in der vorangehend beschriebenen Art und Weise berechnet und dann wird der Quer abweichungsdifferentialbetrag DYK einer Integration unter zogen, d. h. er wird bezüglich der Zeit integriert, um dadurch die Querabweichung YK zu berechnen (Fig. 2E).

Dann wird in einem Schritt S24 bestimmt, ob die Differenz zwischen dem maximalen Wert YKMAX der Querabweichung YK und dem minimalen Wert YKMIN derselben kleiner als ein vorbestimm ter Wert α2 ist. Wenn (YKMAX - YKMIN) α2 zutrifft, dann kehrt das Programm zu dem Schritt S22 zurück, worin die Ord nung der Annäherung um 1 erhöht wird, um die Referenzlinie erneut zu berechnen. Dieser Vorgang wird wiederholt durch geführt, bis die Antwort der Frage des Schritts S24 bestäti gend ist (JA).

Es sollte zur Kenntnis genommen werden, daß das Programm derart konfiguriert sein kann, daß die Berechnung der Refe renzlinie beendet wird, wenn die Ordnung der Annäherung der Referenzlinie einen vorbestimmten Wert erreicht hat, selbst wenn (DYKMAX - DYKMIN) α2 zutrifft.

Wenn (YKMAX - YKMIN) < α2 im Schritt S24 zutrifft, dann schreitet das Programm zu einem Schritt S25, worin eine Diffe renz ΔDIF2 berechnet wird. Die Differenz ΔDIF2 wird beispiels weise als die Summe der schraffierten Bereiche, welche in Fig. 2E gezeigt sind und welche durch die Zeitintegration des Absolutwertes der Querabweichung YK erhalten werden, berech net. Alternativ kann eine Standardabweichung des YK-Wertes oder die Differenz zwischen dem Maximum des YK-Wertes und dem Minimum desselben verwendet werden.

Dann wird in einem Schritt S26 bestimmt, ob die Differenz ΔDIF2 größer oder gleich einem Referenzwert ΔDIFLIM2 ist. Wenn ΔDIF2 ΔDIFLIM2 zutrifft, dann wird in einem Schritt S27 bestimmt, ob der Blinker in Betrieb ist oder nicht. Wenn ΔDIF2 < ΔDIFLIM2 zutrifft oder wenn der Blinker in Betrieb ist, dann wird das Programm unmittelbar beendet, wogegen dann, wenn ΔDIF2 ΔDIFLIM2 zutrifft und gleichzeitig der Blinker nicht in Betrieb ist, bestimmt wird, daß der Fahrzustand des Fahrers abnormal ist, und dann wird ein Signal zu der Alarmeinrichtung 24 ausgegeben, um diese zum Erzeugen eines Alarms anzuweisen.

Wie vorangehend beschrieben, wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Referenzlinie beruhend auf dem erfaßten Gierwinkel YA berechnet und der Fahrzustand des Fahrers wird beruhend auf der Differenz ΔDIF2, welche aus der Querabwei chung YK berechnet wird, d. h. einer Abweichung des Fahrzeugs von der Referenzlinie, bestimmt. Daher ist es möglich, die gleichen Ergebnisse wie diejenigen in der ersten Ausführungs form vorzusehen.

In der vorliegenden Ausführungsform kann ebenso der Referenz wert ΔDIFLIM2 beruhend auf dem Mittelwert der Differenz ΔDIF2 und der Standardabweichung derselben aktualisiert werden.

Die Fig. 8 zeigt die Anordnung einer Fahrzustandsüberwa chungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Die Überwachungseinrichtung gemäß dieser Ausführungsform unterscheidet sich von der zwei ten, vorangehend beschriebenen Ausführungsform lediglich darin, daß sie zusätzlich einen Referenzwertabschätzungsblock 25 und einen Fahrerfahrvermögen-Bewertungsblock 21 aufweist, welcher seriell zwischen dem Differenzberechnungsblock 20 und dem Beurteilungsblock 22 angeordnet sind. Der Referenzwert abschätzungsblock 25 setzt einen Referenzwert zur Verwendung durch den Fahrerfahrvermögen-Bewertungsblock 21.

Die Fig. 9 zeigt ein Steuerverarbeitungsprogramm, welches durch den Mikrocomputer 1 der vorliegenden Erfindung zum Überwachen des Fahrzustands des Fahrers durchgeführt wird. Schritte S21 bis S25 in Fig. 9 sind identisch zu den Schrit ten S21 bis S25 der Fig. 7, so daß eine Beschreibung dersel ben hier weggelassen wird.

In einem Schritt S30 werden Referenzwerte ΔDIF2TH, ΔDIFTH, σTH(k) und ΔDIF3TH beruhend auf der in dem Schritt S25 berech neten Differenz ΔDIF2 berechnet.

Insbesondere wird die Differenz ΔDIF2 m (z. B. 4)-mal und n (z. B. 8)-mal berechnet, beruhend auf Werten der Gierrate YR und Werten der Fahrzeuggeschwindigkeit V, die in jeweiligen verschiedenen Abtastzeitperioden erfaßt werden. Dann wird ein Mittelwert ΔDIFAVE der so erhaltenen m-Werte der Differenz ΔDIF2 und eine Standardabweichung σDIF derselben berechnet, und ein Mittelwert ΔDIFAVE3 der so erhaltenen n-Werte der Differenz ΔDIF2 wird berechnet. Dann werden immer dann, wenn x (z. B. 30) Werte jeweils der Differenz ΔDIF2, des Mittelwertes ΔDIFAVE, der Standardabweichung σDIF, und des Mittelwertes ΔDIFAVE3 erhalten worden sind, ein Mittelwert MΔDIF2 der Differenz ΔDIF2, ein Mittelwert MΔDIFAVE des Mittelwertes ΔDIFAVE, ein Mittelwert MσDIF der Standardabweichung σDIF und ein Mittelwert MΔDIFAVE3 des Mittelwertes ΔDIFAVE3, ebenso wie eine Standardabweichung SΔDIF2 der Differenz ΔDIF2, eine Standardabweichung SΔDIFAVE des Mittelwertes ΔDIFAVE, eine Standardabweichung SσDIF der Standardabweichung σDIF und eine Standardabweichung SΔDIFAVE3 des Mittelwertes ΔDIFAVE3 be rechnet und die Referenzwerte ΔDIF2TH, ΔDIFTH, σTH(k) und ΔDIF3TH zur Verwendung in dem folgenden Schritt S31, welcher nachfolgend beschrieben wird, werden durch die Verwendung der folgenden Gleichungen (6) bis (9) aktualisiert:

ΔDIF2TH(k) = min(ΔDIF2TH(k-1), C1 × MΔDIF2 + d1 × SΔDIF2) (6)

ΔDIFTH(k) = min(ΔDIFTH(k-1), C2 × MΔDIFAVE + d2 × SΔDIFAVE) (7)

σTH(k) = min(ΔσTH(k-1), C3 × MσDIF + d3 × SσDIF) (8)

ΔDIF3TH(k) = min(ΔDIF3TH(k-1), C4 × MΔDIFAVE3 + d4 × MΔDIFAVE3) (9)

worin C1 bis C4 und d1 bis d4 jeweilige vorbestimmte Werte wiedergeben und (k) und (k-1) anzeigen, daß Werte mit diesen Anhängen in der momentanen Schleife und der unmittelbar vor hergehenden Schleife erhalten worden sind. Am Beginn des Fahrens des Fahrzeugs sind die Werte ΔDIF2TH, ΔDIFTH, σTH(k) und ΔDIF3TH auf jeweilige vorbestimmte Anfangswerte gesetzt.

Durch Durchführung des Schritts S30 werden die Referenzwerte jeweils bezüglich ihren Anfangswerten, welche verwendet wer den, wenn der Fahrer das Fahrzeug startet, verringert, beru hend auf dem Mittelwert M und der Standardabweichung S von jedem entsprechenden Parameter.

In einem Schritt S31 wird das Fahrvermögen des Fahrers beru hend auf der Differenz ΔDIF2, welche in dem Schritt S25 be rechnet worden ist, bewertet. Diese Bewertung wird in der folgenden Art und Weise durchgeführt:

Zunächst wird eine Differenz ΔDIF2 m-mal (z. B. 4-mal) beruhend auf jeweiligen m-Werten der Gierrate YR und jeweiligen m- Werten der Fahrzeuggeschwindigkeit V berechnet, welche bei verschiedenen Abtastzeitpunkten zueinander erfaßt worden sind, und n-mal (z. B. 8) beruhend auf jeweiligen n-Werten der Gier rate YR und jeweiligen n-Werten der Fahrzeuggeschwindigkeit V, welche zu verschiedenen Abtastzeitpunkten erfaßt worden sind. Ferner werden ein Mittelwert ΔDIFAVE der m-Werte der Differenz ΔDIF2 und eine Standardabweichung σDIF derselben und ein Mittelwert ΔDIFAVE3 der n-Werte der Differenz ΔDIF2 berechnet. Dann wird das Fahrvermögen des Fahrers bei einem der Niveaus A bis D, wie in Fig. 10 gezeigt, in Abhängigkeit davon abge schätzt, ob der Mittelwert ΔDIFAVE größer als der Referenzwert ΔDIFTH ist, und ob die Standardabweichung σDIF größer ist als der Referenzwert σTH. Wenn ΔDIFAVE ΔDIFTH zutrifft und wenn gleichzeitig σDIF σTH zutrifft, was bedeutet, daß die Diffe renz im Mittel relativ klein ist und nur geringe Abweichungen aufweist, dann wird das Fahrvermögen des Fahrers am höchsten eingeschätzt (Niveau A). Wenn andererseits ΔDIFAVE < ΔDIFTH zutrifft und gleichzeitig σDIF σTH zutrifft, was bedeutet, daß die Differenz im Mittel relativ groß ist und gleichzeitig geringe Variationen vorliegen, dann wird das Fahrvermögen des Fahrers als am geringsten eingeschätzt (Niveau D). Wenn ferner σDIF < σTH zutrifft, dann wird angenommen, daß der Fahrer ein höheres Fahrvermögen aufweist, da der Mittelwert ΔDIFAVE geringer ist. Daher wird in diesem Falle, wenn ΔDIFAVE ΔDIFTH zutrifft, das Fahrvermögen des Fahrers bei dem Niveau B eingeschätzt, während dann, wenn ΔDIFAVE < ΔDIFTH zutrifft, das Fahrvermögen bei dem Niveau C eingeschätzt wird.

Ferner wird die Anzahl NOV (= 0 bis m) derjenigen der m ΔDIF2- Werte, welche den Referenzwert ΔDIF2TH überschreiten, be stimmt, und beruhend auf dem NOV-Wert wird das Fahrvermögen des Fahrers bei einem der Niveaus E bis I bestimmt. Insbeson dere in dem Falle m = 4 wird das Fahrvermögen des Fahrers bei den Niveaus E, F, G, H, I eingeschätzt, entsprechend zu NOV = 0, 1, 2, 3, 4.

Dann wird, wie in Fig. 11 gezeigt, das Fahrerfahrvermögen beruhend auf den Niveaus A bis C und E bis I, welche vorange hend erklärt worden sind, synthetisch bestimmt. Insbesondere wenn das Fahrerfahrvermögen bei dem Niveau A oder B ist und zur gleichen Zeit bei dem Niveau E ist, oder wenn ΔDIFAVE3 < ΔDIF3TH zutrifft, dann wird beurteilt, daß das Fahrerfahrver mögen normal ist. Wenn das Fahrerfahrvermögen bei dem Niveau A oder B ist und gleichzeitig bei dem Niveau F oder G ist und gleichzeitig ΔDIFAVE3 ΔDIF3TH zutrifft oder wenn das Fahrer fahrvermögen bei dem Niveau C ist und gleichzeitig bei dem Niveau E, F oder G ist und gleichzeitig ΔDIFAVE3 ΔDIF3TH zutrifft, dann wird beurteilt, daß das Fahrerfahrvermögen bei einem Warnniveau 1 ist, und wenn es bei dem Niveau A, B oder C ist und gleichzeitig bei dem Niveau H oder I ist und gleich zeitig ΔDIFAVE3 ΔDIF3TH zutrifft oder wenn das Fahrerfahr vermögen bei dem Niveau D ist und gleichzeitig ΔDIFAVE3 DIF3TH zutrifft, dann wird beurteilt, daß das Fahrerfahrver mögen bei einem Warnniveau 2 ist.

Alternativ kann ohne die Verwendung des Mittelwerts ΔDIFAVE3 der n Werte der Differenz ΔDIF dann, wenn das Fahrerfahrver mögen bei dem Niveau A oder B ist und gleichzeitig bei dem Niveau E ist, das Fahrfahrvermögen als normal beurteilt wer den, wogegen dann, wenn das Fahrerfahrvermögen bei dem Niveau A oder B ist und gleichzeitig bei dem Niveau F oder G ist oder bei dem Niveau C ist und gleichzeitig bei dem Niveau E, F oder G ist, das Fahrerfahrvermögen als bei dem Warnniveau 1 liegend beurteilt werden kann, und in gleicher Weise kann, wenn das Fahrerfahrvermögen bei dem Niveau A, B oder C ist und gleich zeitig bei dem Niveau H oder I ist, oder bei dem Niveau D ist, das Fahrerfahrvermögen als bei dem Warnniveau 2 liegend beur teilt werden.

Auf diese Art und Weise wird das Fahrerfahrvermögen beruhend auf einem Mittelwert einer Mehrzahl von Werten der Differenz ΔDIF2 und dem Ausmaß der Variation zwischen diesen beurteilt, wodurch es möglich wird, daß Fahrerfahrvermögen genau zu bestimmen.

Wenn man sich wieder der Fig. 9 zuwendet, so wird in einem Schritt S32 bestimmt, ob das Fahrerfahrvermögen gering ist oder nicht, insbesondere, ob in dem Schritt S31 das Fahrer fahrvermögen als bei dem Warnniveau 1 oder bei dem Warnniveau 2 liegend bewertet worden ist. Wenn die Antwort auf diese Frage bestätigend ist (JA), dann wird in einem Schritt S33 bestimmt, ob der Blinker in Betrieb ist. Wenn das Fahrerfahr vermögen weder bei dem Warnniveau 1 noch bei dem Warnniveau 2 ist oder wenn der Blinker in Betrieb ist, dann wird das Pro gramm unmittelbar beendet. Wenn andererseits das Fahrerfahr vermögen bei dem Warnniveau 1 oder dem Warnniveau 2 ist und gleichzeitig der Blinker nicht in Betrieb ist, dann wird beurteilt, daß der Fahrzustand des Fahrers abnormal ist und ein Signal wird zur Alarmvorrichtung 24 ausgegeben, um einen Alarm zu erzeugen.

Wenn das Fahrerfahrvermögen bei dem Warnniveau 2 ist, dann ist es beispielsweise bevorzugt, daß das Alarmieren mit einem stärkeren Geräusch durchgeführt wird, als wenn es bei dem Warnniveau 1 ist, oder durch das Aufleuchten einer Alarmlampe und das Ertönen eines Summers gleichzeitig. Ferner kann ein Sicherheitsbetrieb wie z. B. eine Verzögerung des Fahrzeugs, angewandt werden, wenn das Fahrerfahrvermögen bei dem Warnni veau 2 ist.

Wie vorangehend beschrieben, ist es gemäß der dritten Aus führungsform durch Bestimmen des Fahrerfahrvermögens beruhend auf einem Mittelwert einer Mehrzahl von Werten der Differenz ΔDIF2 und der Variation zwischen diesen möglich, das Fahrer fahrvermögen genauer zu bestimmen oder bewerten, was es mög lich macht, das Alarmieren, und insbesondere eine Sicherheits aktion, in einer geeigneteren Weise durchzuführen.

Da ferner die Referenzwerte, welche beim Bestimmen des Fahrer fahrvermögens verwendet werden, jeweils von ihren Anfangs werten, welche angewandt werden, wenn der Fahrer das Fahren des Fahrzeugs startet, beruhend auf dem Mittelwert M und dem Standardwert S von jedem entsprechenden Parameter verringert werden, ist es möglich, schnell zu bestimmen, ob der Fahr zustand des Fahrers abnormal ist, während verhindert wird, daß der Fahrzustand des Fahrers unmittelbar nachdem der Fahrer das Fahren des Fahrzeugs begonnen hat, irrtümlicherweise als abnormal beurteilt wird.

In der vorliegenden Ausführungsform sind folgende Variationen, welche den mit Bezug auf die erste Ausführungsform vorangehend beschriebenen entsprechen, möglich:

(1) Das Aktualisieren der Referenzwerte ΔDIF2TH, ΔDIFTH, σTH und ΔDIF3TH durch die Verwendung der Gleichungen (6) bis (9) kann verhindert werden, wenn einmal bestimmt worden ist, daß der Fahrzustand des Fahrers zum ersten Mal abnormal ist, nachdem der Fahrer das Fahren des Fahrzeugs begonnen hat.
(2) Die Referenzwerte ΔDIF2TH, ΔDIFTH, σTH und ΔDIF3TH können bei jeweiligen Anfangswerten gehalten werden, bevor eine vorbestimmte Zeitperiode THOLD abgelaufen ist, nachdem der Fahrer das Fahrens des Fahrzeugs begonnen hat, ohne das Aktualisieren dieser Werte durch die Verwendung der Gleichun gen (6) bis (9) durchzuführen.
(3) Die Fahrzustandüberwachungseinrichtung kann derart konfiguriert sein, daß das Ausgeben eines Alarms verhindert wird, bevor eine vorbestimmte Nicht-Alarmzeitperiode TNWARN abgelaufen ist, nachdem der Fahrer das Fahren des Fahrzeugs begonnen hat. Ferner kann das Programm der Fig. 9 derart konfiguriert sein, daß innerhalb der vorbestimmten Nicht- Alarmzeitperiode das Programm unmittelbar nach dem Durchführen des Schritts S25 beendet wird. Ferner kann das gleiche Pro gramm derart konfiguriert sein, daß es innerhalb der vorbe stimmten Nicht-Alarmzeitperiode TNWARN die Durchführung des Schritts S21 und der folgenden Schritte verhindert wird, vorausgesetzt, daß die erfaßten Werte der Fahrzeuggeschwindig keit V und/oder der Gierrate YR kleiner als jeweilige vor bestimmte Werte sind.

Nachfolgend wird eine vierte Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die Fig. 12 und 13 beschrieben.

Die Fig. 12 unterscheidet sich von Fig. 3 nur darin, daß der Schritt S16 der Fig. 3 weggelassen ist und daß der Schritt S18 durch den Schritt S18a ersetzt ist.

In dem Schritt S18a wird bestimmt, ob die Fahrspur, auf wel cher das Fahrzeug fährt, gewechselt worden ist. Wenn die Fahrspur gewechselt worden ist, dann wird das vorliegende Programm unmittelbar beendet, wogegen dann, wenn die Fahrspur nicht gewechselt worden ist, bestimmt wird, daß der Fahrzu stand des Fahrers abnormal ist, und ein Signal wird zu dem Alarmblock 24 geleitet, um einen Alarm zu erzeugen.

Die Bestimmung, ob die Fahrspur gewechselt worden ist oder nicht, wird in der folgenden Art und Weise durchgeführt: Es ist bekannt, daß die Gierrate YR sich wie in Fig. 13 gezeigt ändert, wenn die Fahrspur gewechselt wird. Daher werden Mes sungen einer Zeitperiode T von einem Zeitpunkt, zu welchem die Gierrate YR eine Spitze in einer Richtung aufweist (z. B. in einer Rechtsrichtung) zu einem Zeitpunkt, zu welchem dieselbe eine Spitze in der anderen Richtung (z. B. in einer Linksrich tung) aufweist, durchgeführt, und die Differenz a zwischen diesen Spitzen (Amplitude der Gierrate) wird gemessen. Wenn die Zeitperiode T innerhalb eines durch vorbestimmte Werte T1, T2 (T1 < T2) definierten Bereichs liegt und gleichzeitig die Amplitude a größer als eine vorbestimmte Amplitude A ist, dann wird bestimmt, daß die Fahrspur gewechselt worden ist.

Gemäß dieser Ausführungsform ist es möglich, eine fehlerhafte Bestimmung des Fahrzustands des Fahrzeugs zu vermeiden, selbst wenn der Fahrer die Fahrspur ohne Betätigung des Blinkers wechselt, wodurch die Genauigkeit der Bestimmung des Fahr zustands des Fahrers erhöht wird.

Alternativ kann in dem Schritt S18a in Fig. 12 ferner be stimmt werden, ob eine vorbestimmte Zeitperiode TARC nach dem Wechsel der Fahrspur abgelaufen ist oder nicht, und wenn die vorbestimmte Zeitperiode TARC nicht abgelaufen ist, dann wird das Programm unmittelbar beendet, wogegen dann, wenn die vorbestimmte Zeitperiode TARC abgelaufen ist, das Programm zu dem Schritt S19 schreitet, in dem ein Alarm nach dem Ablauf der vorbestimmten Zeitperiode TARC nach dem Wechsel der Fahr spur erzeugt wird.

Ferner kann das Aktualisieren des Referenzwertes ΔDIFLIM1 in der gleichen Art und Weise wie in der ersten Ausführungsform durchgeführt werden.

Als eine weitere Variation der Ausführungsformen der Erfindung kann die gleiche Bestimmung wie in dem Schritt S18a in dem Schritt S27 in Fig. 7 (zweite Ausführungsform) oder dem Schritt S33 in Fig. 9 (dritte Ausführungsform) durchgeführt werden.

Ferner kann in den ersten bis dritten Ausführungsformen die Bestimmung, ob der Blinker in Betrieb ist (in dem Schritt S18 in Fig. 3, in dem Schritt S27 in Fig. 7, in dem Schritt S33 in Fig. 9) unmittelbar dann durchgeführt werden, nachdem die Daten der Gierrate YR und der Fahrzeuggeschwindigkeit V erhal ten werden, (in dem Schritt S11 in Fig. 3 und dem Schritt S21 in den Fig. 7 und 9), und wenn der Blinker in Betrieb ist, dann kann das Programm unmittelbar beendet werden, ohne die Berechnung der Referenzlinie etc. durchzuführen.

Obgleich in den ersten bis dritten Ausführungsformen die Parameter (ΔDIF1, ΔDIF2, ΔDIFAVE), welche das Verhalten des Fahrzeugs anzeigen, zum Aktualisieren der Referenzwerte ver wendet werden, die zum Bestimmen der Abnormalität des Fahr zustands des Fahrers verwendet werden, ist dies nicht be schränkend, sondern die Aktualisierung der Referenzwerte kann bei anderen Verfahren zum Bestimmen der Abnormalität des Fahrzustands des Fahrers verwendet werden.

D. h. die verwendeten Referenzwerte können in der vorangehend beschriebenen Art und Weise aktualisiert werden, z. B. beim Durchführen eines Verfahrens zum Bestimmen eines Einnickens des Fahrers beruhend auf der Frequenz der Betätigung des Lenkrads und des Gaspedals, wie in der japanischen Patent schrift (Kokoku) Nr. 54-24569 offenbart, eines Verfahren zum Erfassen der Position eines oberen Teils des Fahrerkörpers durch eine Kamera und Bestimmen eines Einnickens des Fahrers beruhend auf periodischen Änderungen der erfaßten Position des oberen Teils des Fahrerkörpers, wie durch die japanische Patentschrift (Kokoku) Nr. 4-75560 offenbart, eines Verfahren zum Erfassen eines elektrischen Potentials auf der Haut des Fahrers und Erfassen eines belasteten Zustands und eines Zustands mit geringer Wachheit des Fahrers beruhend auf dem erfaßten Potential, wie durch die japanischen Offenlegungs schrift (Kokai) Nr. 5-24460 offenbart, eines Verfahrens zum Erfassen eines Einnickens des Fahrers beruhend auf einer Information bezüglich des Fahrerkörpers, wie z. B. einem Elek troencephalogramm, einer Lage bzw. Haltung, einer Körpertempe ratur, wie durch die japanische Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. 5-96971 offenbart, und eines Verfahrens zum Aufnehmen eines Bilds einer Straße vor dem fahrenden Fahrzeug durch eine Kamera, um dadurch eine Querversetzung des fahrenden Fahrzeugs zu erfassen, und zum Bestimmen eines Einnickens des Fahrers beruhend auf der erfaßten Querversetzung, wie in der japani schen Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. 5-69757 offenbart, etc. Kurz gesagt, das Verfahren zum Aktualisieren des Referenzwer tes (der Referenzwerte), das bei den vorliegenden Ausführungs formen der Erfindung verwendet wird, ist nicht nur zum Bestim men eines eingenickten Fahrens des Fahrzeugs durch den Fahrer beruhend auf dem Fahrverhalten des Fahrzeugs anwendbar, son dern auch zum Bestimmen eine eingenickten Fahrens des Fahr zeugs durch den Fahrer beruhend auf Fahrbetätigungen, oder Zuständen oder Bedingungen (Haltung, Körpertemperatur, etc.) des Fahrers.

Ferner ist, obgleich in den vorangehend beschriebenen Aus führungsformen der Fahrer durch Einwirkung auf seine Sicht und/oder sein Gehör gewarnt wird, dies nicht beschränkend, sondern es können Mittel zum direkten Ausüben physikalischer Kräfte oder Stimulationen auf den Fahrer verwendet werden, z. B. durch Rütteln des Fahrersitzes oder durch Anlegen einer Spannung an den Sicherheitsgurt oder durch Ausspritzen eines Parfüms oder durch Ändern des Betriebszustands einer Klimaan lage, die in dem Fahrzeug vorgesehen ist. Dies stellt sicher, daß der Fahrer hinsichtlich seines verringerten Fahrvermögens in einer sichereren Art und Weise gewarnt wird.

Obgleich in den vorangehenden Ausführungsformen die Gierrate durch den Gierratensensor 10 erfaßt wird, ist dies nicht beschränkend, sondern die Gierrate kann beruhend auf Ausgaben von Raddrehzahlsensoren und dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor berechnet werden oder beruhend auf Ausgaben von dem Lenkwin kelsensor zum Erfassen des Lenkwinkels eines Lenkrads und einem Querbeschleunigungssensor, etc.

Ferner ist, obgleich in den vorangehenden Ausführungsformen die Referenzlinie aus dem Gierwinkel YA abgeschätzt wird, dies nicht beschränkend, sondern sie kann aus der Gierrate YR oder der Querabweichung YK abgeschätzt werden.

Eine Fahrzustandsüberwachungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug überwacht einen Fahrzustand eines Fahrers des Kraftfahrzeugs. Ein Fahrzustandsparameter, welcher für den Fahrzustand des Fahrers bezeichnend ist, wird beruhend wenigstens auf dem Verhalten des Kraftfahrzeugs und/oder einer Fahrbetätigung durch den Fahrer und/oder einem Zustand des Fahrers berechnet. Der Fahrzustandsparameter wird mit einem Referenzwert ver glichen (in 22). Beruhend auf einem Ergebnis des Vergleichs durch das Vergleichsmittel (22) wird bestimmt, ob der Fahr zustand des Fahrers normal ist oder nicht. Der Referenzwert wird beruhend auf dem Fahrzustandsparameter in einer derarti gen Richtung verändert, daß es weniger wahrscheinlich wird, zu bestimmen, daß der Fahrzustand des Fahrers normal ist.

Claims

1. Fahrzustandsüberwachungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug zum Überwachen des Fahrzustands eines Fahrers des Kraft fahrzeugs, umfassend:
ein Fahrzustandsparameterberechnungsmittel (20) zum Berechnen eines Fahrzustandsparameters (ΔDIF1; ΔDIF2), welcher den Fahrzustand des Fahrers anzeigt, beruhend auf dem Verhalten des Kraftfahrzeugs und/oder einem Fahrbe trieb des Fahrers und/oder einem Zustand des Fahrers,
ein Vergleichsmittel (22) zum Vergleichen des Fahr zustandsparameters (ΔDIF1; ΔDIF2) mit einem Referenzwert (ΔDIFLIM1; ΔDIFLIM2),
ein Bestimmungsmittel (22) zum Bestimmen, ob der Fahrzustand des Fahrers normal ist, beruhend auf dem Ergebnis des Vergleichs durch das Vergleichsmittel, und
ein Referenzwertänderungsmittel zum Ändern des Refe renzwertes (ΔDIFLIM1; ΔDIFLIM2) beruhend auf dem Fahr zustandsparameter (ΔDIF1; ΔDIF2), welcher durch das Fahr zustandsparameterberechnungsmittel berechnet wird, in einer derartigen Richtung, daß es weniger wahrscheinlich wird, zu bestimmen, daß der Fahrzustand des Fahrers nor mal ist.

2. Fahrzustandsüberwachungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Referenzwertänderungs mittel den Referenzwert (ΔDIFLIM1) progressiv beruhend auf dem Fahrzustandsparameter (ΔDIF1), welcher durch das Fahrzustandsparameterberechnungsmittel (20) berechnet wird, in einer derartigen Richtung ändert, daß es weniger wahrscheinlich wird, zu bestimmen, daß der Fahrzustand des Fahrers normal ist, nachdem das Kraftfahrzeug gestar tet worden ist.

3. Fahrzustandsüberwachungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend ein Verhinderungsmittel zum Verhin dern des Änderns des Referenzwertes (ΔDIFLIM1), wenn das Bestimmungsmittel einmal bestimmt hat, daß der Fahrzu stand des Fahrers nicht normal ist.

4. Fahrzustandsüberwachungseinrichtung nach einem der An sprüche 1 bis 3, ferner umfassend ein Verhinderungsmittel zum Verhindern, daß das Referenzwertänderungsmittel den Referenzwert (ΔDIFLIM1) vor dem Ablauf einer vorbestimm ten Zeitperiode (THOLD), nachdem das Kraftfahrzeug ge startet worden ist, ändert.

5. Fahrzustandsüberwachungseinrichtung nach einem der An sprüche 1 bis 4, ferner umfassend ein Alarmmittel (24) zum Erzeugen eines Alarms, wenn das Bestimmungsmittel (22) bestimmt, daß der Fahrzustand des Fahrers nicht normal ist, und ein Verhinderungsmittel zum Verhindern, daß das Alarmmittel (24) vor dem Ablauf einer vorbestimm ten Zeitperiode (TNWARN), nachdem das Fahrzeug gestartet worden ist, einen Alarm erzeugt.

6. Fahrzustandsüberwachungseinrichtung nach einem der An sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahr zustandsparameterberechnungsmittel (20) ein Verhaltens parametererfassungsmittel zum Erfassen eines Verhaltens parameters (YA) umfaßt, welcher einen wenigstens auf eine Gierbewegung und/oder eine Querbewegung des Fahrzeugs bezogenen Verhaltensbetrag wiedergibt, ein Fahrzeugge schwindigkeitserfassungsmittel (12) zum Erfassen einer Geschwindigkeit (V) des Fahrzeugs, ein Verhaltensrefe renzparameter-Setzmittel zum Setzen eines Verhaltensrefe renzparameters beruhend auf Änderungen in dem Verhaltens parameter (YA) und ein Querabweichungsverhaltensbetrag- Berechnungsmittel (18) zum Berechnen eines Querabwei chungsverhaltensbetrags (DYK) des Kraftfahrzeugs beruhend auf dem Verhaltensparameter (YA), dem Verhaltensreferenz parameter und der Geschwindigkeit (V) des Kraftfahrzeugs, und den Fahrzustandsparameter (ΔDIF1) beruhend auf dem Querabweichungsverhaltensbetrag des Kraftfahrzeugs be rechnet.

7. Fahrzustandsüberwachungseinrichtung nach einem der An sprüche 1 bis 6, worin das Vergleichsmittel einen Mittel wert (ΔDIFAVE) des Fahrzustandsparameters (ΔDIF2) und eine Variation (σDIF) des Fahrzustandsparameters (ΔDIF2) mit jeweiligen Referenzwerten vergleicht, wobei das Be stimmungsmittel ein Fahrvermögen-Bestimmungsmittel umfaßt zum Bestimmen eines Fahrvermögens des Fahrers beruhend auf dem Ergebnis des Vergleichs durch das Vergleichsmit tel, wobei das Bestimmungsmittel beruhend auf einem Er gebnis der Bestimmung durch das Fahrvermögen-Bestimmungs mittel bestimmt, ob der Fahrzustand des Fahrers normal ist oder nicht.

8. Fahrzustandsüberwachungseinrichtung nach einem der An sprüche 1 bis 7, umfassend ein Spurwechselabsicht-Bestim mungsmittel zum Bestimmen, ob der Fahrer beabsichtigt, eine Spur, auf welcher das Kraftfahrzeug fährt, zu wech seln oder nicht, und ein Verhinderungsmittel zum Verhin dern, daß das Bestimmungsmittel die Bestimmung bezüglich der Normalität des Fahrzustands des Fahrers beruhend auf dem Ergebnis des Vergleichs durch das Vergleichsmittel durchführt.

9. Fahrzustandsüberwachungseinrichtung nach einem der An sprüche 1 bis 8, umfassend ein Fahrzeuggeschwindigkeits begrenzungsmittel, welches auf die Bestimmung durch das Bestimmungsmittel, daß der Fahrzustand des Fahrers nicht normal ist, anspricht, um die Geschwindigkeit (V) des Kraftfahrzeugs zu begrenzen.

10. Fahrzustandsüberwachungseinrichtung nach einem der An sprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftfahrzeug eine an dem Kraftfahrzeug ange brachte Vorrichtung umfaßt zum direkten Ausüben einer physikalischen Kraft oder Stimulation auf den Fahrer, wobei die Einrichtung ein Fahrzeugvorrichtungssteuermit tel umfaßt, das auf die Bestimmung durch das Bestimmungs mittel, daß der Fahrzustand des Fahrers nicht normal ist, anspricht, um die Vorrichtung zu steuern.

11. Fahrzustandsüberwachungseinrichtung nach einem der An sprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch ein Anfangswertsetzmittel zum Setzen des Referenzwertes (ΔDIFLIM1) auf einen Anfangswert, wenn das Kraftfahrzeug gestartet wird, und dadurch, daß, nachdem das Kraftfahr zeug gestartet worden ist, das Referenzwertänderungsmit tel einen neuen Wert des Referenzwertes (ΔDIFLIM1) beru hend auf einem Mittelwert (MΔDIF1) des Fahrzustandspara meters (ΔDIF1) und einer Standardabweichung (SΔDIF1) des Fahrzustandsparameters (ΔDIF1) berechnet und den Refe renzwert (ΔDIFLIM1) mit dem neuen Wert des Referenzwertes (ΔDIFLIM1) aktualisiert.