DE19705635A1 - Vorrichtung zur Auslösung eines Steuerungs- und/oder Warnvorganges in einem Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Auslösung eines Steuerungs- und/oder Warnvorganges in einem Kraftfahrzeug mit einer Einrichtung zur Ermittlung des tatsächlich auf das Kraftfahrzeug einwirkenden Seitenwindwer­ tes.

Es ist bekannt, mittels am Kraftfahrzeug selbst angeordneten Windgeschwin­ digkeitssensoren die tatsächlich auf das Kraftfahrzeug einwirkenden Seiten­ windkomponenten zu messen und in Abhängigkeit von diesen Signalen über eine Regelung in die Lenkung des Kraftfahrzeuges einzugreifen, wobei eine automatische Lenkkorrektur den Seitenwindeinfluß bei der bestehenden Fahrzeuggeschwindigkeit minimieren soll.

Eine Warnung des Fahrzeugführers erfolgt dabei nicht. Ein Ausfall dieser au­ tomatischen Regelung führt daher zu unvorhergesehenen kritischen Situatio­ nen im Straßenverkehr, da der Fahrer sich auf die Regelung verläßt. Der Fah­ rer kann nicht reagieren und fährt mit unvermindert hoher Geschwindigkeit weiter.

Weiterhin sind stationär am Straßenrand angeordnete Seitenwindwarneinrich­ tungen bekannt, durch welche der Fahrzeugführer bei starkem Wind zu einer vorsichtigeren Fahrweise und somit zu einer Herabsetzung der Fahrzeugge­ schwindigkeit veranlaßt werden soll, um so die Sicherheit im Straßenverkehr zu erhöhen.

Diese stationären Warneinrichtungen haben den Nachteil, daß sie dem Fahrzeugführer keine genaue Information über die Seitenwindkomponente geben, die quer zum Fahrzeug wirkt und nur einen ungefähren Anhalt über die im durchfahrenen Gebiet vorhandene Seitenwindstärke gibt. Bei sich plötzlich ändernden Windverhältnissen, z. B. auftretenden Windböen kann der Fahrer aber nicht mehr rechtzeitig reagieren.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung für Kraft­ fahrzeuge anzugeben, die eine zuverlässige und frühzeitige Warnung des Fahrzeugführers bzw. einen rechtzeitigen Eingriff in das Motormanagement auch bei sich ändernden Windverhältnissen ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine sich im Kraft­ fahrzeug selbst befindliche Grenzwertbestimmungs- und Auswerteeinrichtung einen von den aktuellen Fahrbedingungen des Fahrzeuges abhängigen Sei­ tenwindgeschwindigkeitsgrenzwert ermittelt, und die Grenzwertbestimmungs- und Auswerteeinrichtung von der Einrichtung zur Ermittlung des Seitenwind-Ist­ wertes einen Seitenwindgeschwindigkeit-Istwert zugeführt bekommt und diesen Seitenwindgeschwindigkeit-Istwert mit dem von ihr ermittelten Seiten­ windgeschwindigkeitsgrenzwert vergleicht, wobei in Abhängigkeit von diesem Vergleich rechtzeitig eine Fahrer-Informationseinrichtung und/oder eine Fahr­ zeugsteuereinrichtung angesteuert wird.

Durch eine solche gleitende Grenzwertbildung für die maximal zulässige Sei­ tenwindgeschwindigkeit ist eine zuverlässige, frühzeitige Warnung des Fahr­ zeugführers auch bei veränderlichen Windbedingungen möglich. Der Fahr­ zeugführer kann sich durch Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit rechtzei­ tig auf die aktuellen Verhältnisse einstellen. Die warnende Information wird somit im Fahrzeug selbst erzeugt.

Vorteilhafterweise ermittelt die Grenzwertbestimmungs- und Auswerteeinrich­ tung den aktuellen Grenzwert während der Fahrt in festen Zeitintervallen. Diese Intervalle werden immer kürzer, je mehr sich der Seitenwindgeschwin­ digkeits-Istwert an den Seitenwindgeschwindigkeitsgrenzwert annähert.

In einer Weiterbildung ist die Fahrer-Informationseinrichtung ein Signalgeber zur Erzeugung eines optischen oder akustischen Signals, welches bei Annä­ herung des Seitenwind-Istwertes an den aktuellen Seitenwindgrenzwert von der Grenzwertbestimmungs- und Auswerteeinrichtung angesteuert wird.

Der Fahrer kann somit seine gesamte Aufmerksamkeit dem Verkehrsgesche­ hen widmen, ohne ständig ein Anzeigefeld beobachten zu müssen.

Häufig hängt der Grenzwert der Windgeschwindigkeit nicht nur von den tat­ sächlich gemessenen Windgeschwindigkeiten ab, sondern auch vom Zustand des Fahrzeuges und vom Zustand der vom Fahrzeug befahrenen Strecke. Zu diesem Zweck ist die Grenzwertbestimmungs- und Auswerteeinrichtung mit im Kraftfahrzeug befindlichen Sensoren verbunden, die die Fahrzeugge­ schwindigkeit und/oder den Fahrbahnzustand und/oder den Fahrzeugzustand detektieren. So können neben der Fahrzeuggeschwindigkeit, die Reifen­ hafteigenschaften, der Beladungszustand des Fahrzeuges sowie der Stra­ ßenzustand (trocken, naß, Schnee, Eis) erfaßt werden. Auch fahrzeugspezifi­ sche Kenndaten, wie die seitliche Widerstandsfläche und der Luftwider­ standsbeiwert (CW) können im Speicher des Mikroprozessors abgelegt und bei der Bestimmung des maximalen Seitenwindgrenzwertes herangezogen werden. Das gilt auch für Reifenhafteigenschaften wie Luftdruck und Profiltyp. Auch diese Werte sind im Fahrzeug abgespeichert und können zur Grenz­ wertbestimmung entsprechend gewichtet herangezogen werden. Diese Werte werden fortlaufend bei der Grenzwertbestimmung berücksichtigt.

In einer Ausführung ist die Grenzwertbestimmungs- und Auswerteeinrichtung mit einer Motorsteuereinrichtung verbunden, durch welche nach erfolgter Warnung ein Eingriff in das Motormanagement zur automatischen Verringe­ rung der Fahrzeuggeschwindigkeit erfolgt.

Verändert der Fahrer trotz erfolgter Warnung seine Fahrgeschwindigkeit nicht, gibt bei schneller Annäherung des Seitenwindgeschwindigkeit-Istwertes an den Seitenwindgeschwindigkeitgrenzwert die Grenzwertbestimmungs- und Auswerteeinrichtung automatisch ein Signal an eine Motorsteuerelektronik des Kraftfahrzeuges zur Reduzierung der Fahrzeuggeschwindigkeit.

In einer Ausgestaltung ist die Grenzwertbestimmungs- und Auswerteeinrich­ tung ein Mikroprozessor.

In einer Ausgestaltung ist die Einrichtung zur Ermittlung des Seitenwind-Ist­ wertes ein am Kraftfahrzeug selbst angeordneter Windgeschwindigkeits­ sensor.

Eine andere Weiterbildung erlaubt, daß die Einrichtung zur Ermittlung des Seitenwind-Istwertes außerhalb des Kraftfahrzeuges angeordnet ist und der für die Position des Kraftfahrzeuges ermittelte Seitenwind-Istwert drahtlos an die Seitenwind bestimmungs- und Auswerteeinrichtung übermittelt wird.

Vorteilhafterweise empfängt die Grenzwertbestimmungs- und Auswerteein­ richtung die Seitenwind-Istwerte über einen Mobilfunkempfänger und weist außerdem ein die Position des Kraftfahrzeuges bestimmenden Navigations­ rechner auf.

Diese Anordnung eignet sich besonders zur Frühwarnung des Fahrzeugfüh­ rers. Da aufgrund der Position und der Fahrtrichtung bestimmt werden kann, ob sich das Fahrzeug einem Gebiet nähert, in welchem witterungsbedingt starke Seitenwindeinflüsse auf das Kraftfahrzeug einwirken. Mittels einem zentralen Rechner wird der Seitenwind-Istwert, der der Position des Fahrzeu­ ges entspricht, an das Kraftfahrzeug gesendet und dort weiterverarbeitet.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsmöglichkeiten zu. Eines davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Fig. näher erläutert werden.

Es zeigt

Fig. 1 Erfindungsgemäße Seitenwindwarn- und/oder Steuervorrichtung mit Windgeschwindigkeitssensoren,

Fig. 2 erfindungsgemäße Seitenwindwarn- und/oder Steuervorrichtung mit Navigationsrechner.

Gleiche Merkmale sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.

In Fig. 1 ist schematisch ein Kraftfahrzeug 1 dargestellt, an dessen Längs­ seite je ein Windgeschwindigkeitssensor 2 zur Messung der quer zur Fahrt­ richtung des Kraftfahrzeuges 1 auftretenden Seitenwindkomponente ange­ ordnet ist.

Jeder Windgeschwindigkeitssensor 2 ist mit der Ein-/Ausgabeeinheit 3 eines im Kraftfahrzeug befindlichen Mikroprozessors 4 verbunden. Der Mikropro­ zessor 4 besteht üblicherweise aus einer zentralen Prozessoreinheit 5 sowie einem Arbeitsspeicher 6 und einem Festwertspeicher 7.

An der Ein-/Ausgabeeinheit 3 liegen außerdem Signale eines Sensors 9 zur Bestimmung der Oberflächenbeschaffenheit der Straße durch Reflektions­ messungen sowie mindestens eines Meßwertaufnehmers 8 mit Dehnungs­ meßstreifen zur Erfassung einer Achslast des Fahrzeuges 1 an.

Weiterhin ist der Mikroprozessor 4 über ein Bussystem mit einer Motorsteue­ relektronik 11 verbunden, die analog dem Mikroprozessor 4 aufgebaut ist. Diese Motorsteuerelektronik 11 bestimmt die Fahrzeuggeschwindigkeit in Ab­ hängigkeit der von einem Drehzahlsensor 10 gelieferten Signale und ver­ gleicht sie beispielsweise mit einer vom Fahrzeugführer eingegebenen Soll­ geschwindigkeit. Im Ergebnis dieses Vergleiches steuert die Motorsteuerelek­ tronik über eine Endstufe 12 den Öffnungswinkel der Drosselklappe 13, was zur Einstellung der gewünschten Fahrzeuggeschwindigkeit führt. Die von der Motorsteuerelektronik 11 bestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit wird über das Bussystem an den Mikroprozessor 4 zur Verarbeitung weitergeleitet.

Während der Fahrt wird durch den Mikroprozessor 4 der maximal zulässige kraftfahrzeugspezifische Seitenwindgrenzwert ermittelt. Neben den von den Sensoren 8, 9, und der Motorsteuerelektronik 11 aktuell gelieferten Daten werden dabei noch Daten berücksichtigt, die im Festwertspeicher 7 abgelegt sind. Dazu gehören u. a. Reifenhafteigenschaften wie Luftdruck und Profiltyp und Kenndaten, wie die seitliche Widerstandsfläche und der Luftwiderstands­ beiwert. Diese fixen Kennwerte sind in Tabellen bzw. Kennfeldern abgelegt und werden zur Ermittlung eines Wichtungsfaktors für die aus den an liegen­ den aktuellen Signalen bestimmten Grenzwert hinzugezogen.

Der maximale Seitenwindgrenzwert wird in vorgegebenen Zeitintervallen be­ stimmt, welche durch einen im Mikroprozessor 4 enthaltenen Taktgeber vor­ gegeben werden.

Jeder ermittelte maximale Grenzwert wird mit den von den Windgeschwindig­ keitssensoren 2 gelieferten Istwerten verglichen. Beträgt der tatsächlich ge­ messene Windgeschwindigkeits-Istwert 90 Prozent (erster Schwellwert) des maximalen, vom Mikroprozessor 4 ermittelten Grenzwertes, steuert der Mi­ kroprozessor 4 entweder den Signalgeber 14 zur Abgabe eines akustischen oder den Signalgeber 15 zur Abgabe eines optischen Warnsignals an den Fahrzeugführer an. Gleichzeitig wird das Zeitintervall zur Bestimmung des Grenzwertes und zum Vergleich mit dem tatsächlich gemessenen Seitenwind-Ist­ wertes verkürzt, um eine kritische Situation sicher vorhersehen zu können.

Nähert sich der Istwert dem maximalen Grenzwert weiter an und wurde die Geschwindigkeit des Fahrzeuges nach Abgabe des Warnsignals nicht ver­ mindert, gibt der Mikroprozessor 4 nach Ablauf eines vorgegebenen Zeitrau­ mes nach Abgabe der Warnsignale eine Information an die Motorsteuerelek­ tronik 11, welche über die Endstufe 12 die Drosselklappe 13 so einstellt, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit automatisch verringert wird.

Es ist auch möglich, daß der Mikroprozessor 4 nach Erreichen eines zweiten Schwellwertes von 98% des maximalen Windgeschwindigkeitsgrenzwertes in die Fahrzeugsteuerung eingreift. Neben dem Eingriff in die Drosselklappe ist auch ein Brems- oder Getriebeeingriff denkbar.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Seitenwindwarneinrichtung werden Daten über Verkehrswege und die in die­ sen Gebieten örtlich gemessenen, aktuell herrschenden Windgeschwindigkei­ ten von einer Mobilfunkanlage 16 zu einem im Kraftfahrzeug 1 angeordneten Mobilfunkempfänger 17 gesendet. Der Mobilfunkempfänger 17 leitet die In­ formation an einen Navigationsrechner 18 weiter, der mit Hilfe von am Kraft­ fahrzeug 1 angebrachten Sensoren 19 zu jedem Zeitpunkt die exakte Position des Fahrzeug 1 bestimmt. Durch den Vergleich der aktuellen Position und der Übertragung der Verkehrswege mit den aktuellen örtlichen Windgeschwindig­ keiten wird der der aktuellen örtlichen Windgeschwindigkeit entsprechende maximale Grenzwert im Rechner 4 gebildet. Außerdem ist eine frühzeitige Warnung des Fahrzeugführers über ein Gebiet mit hohen Windgeschwindig­ keiten, in welches er hineinfährt, möglich.

Der Navigationsrechner 18 hat weiterhin eine Verbindung zu einem Bild­ schirm 20, der beispielsweise eine Streckenführung zeigt und auf welchen die Windgeschwindigkeiten in die Streckenführung eingeblendet werden können.

Neben der Bestimmung des maximal zulässigen Seitenwindgeschwindig­ keitsgrenzwertes ist in dieser Ausführungsform somit vorausschauend eine Übertragung der Windinformationen über vorhandene Verkehrsinformations­ system oder digitales Radio möglich.

Claims (11)

1. Vorrichtung zur Auslösung eines Steuerungs- und/oder Warnvorgan­ ges in einem Kraftfahrzeug mit einer Einrichtung zur Ermittlung des tat­ sächlich auf das Kraftfahrzeug einwirkenden Seitenwind-Istwertes, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Grenzwertbestimmungs- und aus­ werteeinrichtung (4) im Kraftfahrzeug (1) zur Ermittlung eines von den aktuellen Fahrbedingungen des Fahrzeuges abhängigen Seitenwind­ geschwindigkeitsgrenzwertes angeordnet ist, wobei die von der Einrich­ tung (2) zur Ermittlung des Seitenwind-Istwertes detektierten Werte an die Grenzwerterfassungs- und auswerteeinrichtung (4) geliefert werden und mit den ermittelten Seitenwindgeschwindigkeitsgrenzwerten vergli­ chen werden, wobei in Abhängigkeit von diesem Vergleich eine Fahrer-Infor­ mationseinrichtung (14, 15) und/oder eine Fahrzeugsteuereinrich­ tung (14) angesteuert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzwertbestimmungs- und auswerteeinrichtung (4) den aktuellen Seitenwindgeschwindigkeitsgrenzwert in festen Zeitintervallen während der Fahrt bestimmt.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Signalgeber zur Erzeugung eines optischen (15) oder akustischen Signals (14) bei Annäherung des Seitenwind-Ist­ wertes an den aktuellen Seitenwindgrenzwert angesteuert wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzwertbestimmungs- und auswerteeinrichtung (4) mit am Kraftfahrzeug (1) vorhandenen Sensoren (8, 9, 10) zur Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder des Beladungszustandes des Kraftfahrzeuges und/oder des Straßenzustandes verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Grenzwertbestimmungs- und auswerteeinrichtung (4) die Fahrge­ schwindigkeit des Kraftfahrzeugs über eine Motorsteuerelektronik (14) automatisch beeinflußbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Grenzwertbestimmungs- und auswerteeinrichtung (4) in die Fahr­ zeuglenkung eingegriffen wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Grenzwertbestimmungs- und auswerteeinrichtung (4) eine Fahr­ zeugbremseinrichtung beeinflußbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (2) zur Ermittlung des Seitenwind-Istwertes am Kraftfahr­ zeug selbst als Seitenwindgeschwindigkeitssensoren angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (2) zur Ermittlung des Seitenwind-Istwertes außerhalb des Kraftfahrzeuges angeordnet ist und der der Position des Kraftfahrzeu­ ges entsprechende Seitenwind-Istwert drahtlos an die Grenzwertbe­ stimmungs- und auswerteeinrichtung (4) übermittelt wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzwertsbestimmungs- und auswerteeinrichtung (4) die Seitenwind- Istwerte über einen Mobilfunkempfänger (17) empfängt und einen die Position des Kraftfahrzeuges bestimmenden Navigationsrechner (18) aufweist.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Grenzwertbestimmungs- und auswerteeinrich­ tung (4) ein Mikroprozessor ist.