DE2512222A1 - Abstandswarneinrichtung fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

• Abstandswarneinrichtung für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft eine Abstandswarneinrichtung für Kraftfahrzeuge mit einem in einem Sichtfenster geschwindigkeitsabhängig verschiebbaren Anzeigefeld, das å jeder Fahrgeschwindigkeit einen Mindestsicherheitsabstand zu vorausfahrenden Fahrzeugen oder Hindernissen zuordnet, sowie mit einer vor diesem Anzeigefeld bewegten Anzeigevorrichtung, die den tatsächlichen Abstand anzeigt, der von einem Abstandsmeßgerät o.dgl. bestimmt wird.
• Abstandswarneinrichtungen dieser Art sind bekannt (DT-AS 2 241 427). Dort wird der üblichen Geschwindigkeitsskala eine Wegskala zugeordnet, die die Größe des Sicherheitsabstandes signalisieren soll, was dadurch geschieht, daß der Geschwindigkeitsanzeige jeweils Anzeigen für den notwendigen Sicherheitsabstand zugeordnet sind, die sich mit der Geschwindigkeitsanzeige auf der Abstandsskala verschieben und, da sie verschiedenfarbig angelegt werden können, ein Maß dafür geben, welcher Sicherheitsabstand bei der gefahrenen Geschwindigkeit einzuhalten ist.
• Dieser Anzeige ist ein Zeiger überlagert, der die tatsächliche Geschwindigkeit anzeigt. Der Fahrer kann somit erkennen, wie weit der tatsächlich bestehende Abstand von dem notwendigen abweicht. Diese Einrichtung weist den Nachteil auf, daß sie für den Fall unterschiedlicher Straßenverhältnisse nicht verwendbar ist und dem Fahrer daher keine Anhaltswerte geben kann, wenn die Straße beispielsweise verschmutzt oder naß oder gar vereist ist. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß der Fahrer keine Information darüber erhält, wie stark er im jeweiligen Fall abbremsen muß, um den Abstand wieder auf eine ungefährliche Größe anwachsen zu lassen.
• Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Abstandswarneinrichtung so auszulegen, daß sie auch bei verschiedenen Zuständen der Straßen oberfläche eine rechtzeitige und zuverlässige Warnung ergibt.
• Die Erfindung besteht darin, daß das Anzeigefeld in Bereiche des einzuhaltenden Abstandes bei verschiedenen Bremsverzagerungsmöglichkeiten unterteilt ist, die den auf Straßenoberflächen verschiedener Beschaffenheit zu verwirklichenden Bremsverzögerungen entsprechen. Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, daß recht gute Anhaltswerte zumindestens für bestimmte Fahrzeugtypen vorliegen, welche Aufschluß über die beispielsweise bei vereister Straße zu verwirklichende Bremsverzögerung geben. Es läßt sich daher anhand dieser Werte und aufgrund von Beziehungen, welche die Reaktionszeit, die Geschwindigkeiten der beiden zu betrachtenden Fahrzeuge, sowie die Differenzgeschwindigkeit und einen Restabstand enthalten, was im einzelnen noch erläutert werden wird, recht gut der Abstand errechnen, der unter Zugrundelegung verschiedener Bremsverzögerungswerte als Sicherheitsabstand eingehalten werden muß. Es ist dabei vorteilhaft, wenn die Bereiche von einem rammierten Rechner festgelegt werden, dem die Werte vom Abstandsmeßgerät, von der Fahrgeschwindigkeit und der Differenzgeschwindigkeit zum vorausfahrenden Fahrzeug eingegeben werden.
• Als vorteilhaft und für die Anzeige besonders wirkungsvoll hat sich erwiesen, wenn die Grenzen der verschiedenen Abstandsbereiche waagrecht verlaufend angeordnet sind und von einer senkrecht verlaufenden Zunge überdeckbar sind, die von einer Begrenzungskante des Sichtfensters ausgeht. Die Zunge kann dabei zweckmäßig von der oberen Begrenzungskante nach unten verlaufen und ihre Unterkante ergibt zusammen mit den waagrechten Begrenzungskanten der Jnreils zugeordneten Bereiche des Sicherheitsabstandes die Warnungsanzeige für den Fahrer.
• Neben dem Sichtfenster kann ein weiteres vorgesehen sein, in dem die Differenzgeschwindigkeit zum vorausfahrenden Fahrzeug angezeigt wird. Durch diese Ausgestaltung wird dem Fahrer auch in sehr vorteilhafter Weise zusätzlich angezeigt, wie schnell er sich dem vor ihm liegenden Fahrzeug nähert und er kann mit zunehmender Differenzgeschwindigkeit seine Aufmerksamkeit steigern.
• Da die in der Abstandswarneinrichtung anzuzeigenden Größen durch das Verarbeiten der Werte über den tatsächlichen Abstand, der Differenzgeschwindigkeit und der Fahrzeuggeschwindigkeit in einem fest programmierten Rechner ermittelt werden und weil der Wert für die Fahrzeuggeschwindigkeit durch Drehzahlmessung an den Rädern erfolgt, funktioniert die Eingabe der Zahlenwerte und die Auswertung nur dann richtig, wenn die Räder nicht blockieren. Für den Fall, daß der Fahrer zu abrupt abbremst, so daß ein Blockieren der Räder eintritt, ergibt sich für die Fahrzeuggeschwindigkeit aufgrund der Messung der Wert Null, so daß die Werte für den Folgeabstand ebenso falsch werden. Resonders unangenehm wäre dabei, daß eine Entschärfung der Situation angezeigt wird, die tatsächlich nicht vorliegt. Um diesen Nachteil zu beheben, kann vorgesehen werden, daß dem Rechner eine Zusatzeinrichtung zugeordnet ist, mit der durch Auswertung der vom Abstandsmeßgerät ermittelten Differenzgeschwindigkeitswerte eine fiktive Eigengeschwindigkeit errechnet wird, die im Fall des Blockierens d3r Räder als Referenzgeschwindigkeit an die Stelle der an den Rädern ermittelten Geschwindigkeit tritt. Dabei läßt sich durch den Rechner eine entsprechende Umschaltung vornehmen, wenn elektronische Schaltungen ähnlich der auch in Anti-Blockiereinrichtungen verwendeten vorgesehen werden, die den Punkt des Blockierens der Räder sehr gut erfassen können.
• Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigen Fig. 1 die Darstellung der Sichtfelder eines Abstandswarninstrumentes, auf dem die Anzeige erfindungsgemäß erfolgt, in einer bestimmten Fahrsituation, bei der das Fahrzeug die gleiche Geschwindigkeit wie ein vorausfahrendes aufweist, Fig. 2 das Warninstrument der Fig. 1 jedoch für den Fall, daß das vorausfahrende Fahrzeug eine geringere Geschwindigkeit aufweist und Fig. 3 schließlich die Anzeige auf dem Warninstrument für den Fall, daß das in der Fahrbahn befindliche andere Fahrzeug steht.
• In den Fig. 1 bis 3 ist ein Anzeigegerät 1 mit zwei Sichtfenstern 2 und 3 vorgesehen, das zweckmäßig auf einer Konsole im direkten Blickfeld des Fahrers angeordnet wird. Es ist auch möglich, die Anzeige in die Windschutzscheibe vor dem Fahrer einzuspiegeln. Das Sichtfenster 2 dient zur Anzeige des sogenannten Enternungsfeldes, das sich im gezeigten Beispiel aus den Bereichen 4a, 4b, 4c und 4d zusammensetzt, die jeweils gegeneinander durch eine Begrenzungslinie abgeteilt sind. Diese Begrenzungslinien sind zusammen mit den zwischen ihnen liegenden Bereichen in der Höhe verschiebbar, wobei die zunehmende Höhenlage einer Begrenzungslinie zunehmende Entfernung bedeutet. Die Zuordnung dieser Begrenzungslinienstellung zum Abstand braucht dabei nicht linear zu sein und es kann unter Umständen auch zweckmäßig sein, den Nullpunkt zu unterdrücken.
• Die Verschiebung der Begrenzungslinien mit den Bereichen 4a bis 4d erfolgt dabei über den Rechner. Der von jeder Begrenzungslinie repräsentierte Gefahrenabstand A, der dem notwendigen Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Fahrzeugen zu Beginn einer Bremswarnung entspricht, die so erfolgen soll, daß nach Beendigung der Bremsung ein Restabstand 5R nicht unerschritten wird, kann dabei aus folgender Beziehung errechnet werden: mit V01 = V02 Y V ergibt sich V012 = V022 - 2V02. V - V2 und somit Dabei ist: SR der Restabstand (m) tR die Reaktionszeit (sec) V01 Die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeuges im betrachteten Moment (m/aec) V02 die Geschwindigkeit des nachfolgenden Fahrzeuges im betrachteten Moment (m/sec) a1 die mittlere Abbremsung des vorausfahrenden Fahrzeuges wahrend der Bremsung (-) a2 die mittlere Abbremsung des nachfolgenden Fahrzeuges während der Bremsung (-) V die Differenzgeschwindigkeit (m/sec) Die Differenzgeschwindigkeit als auch der Abstand der Fahrzeuge zueinander werden vom Abstandswarngerät z.B. mittels Radar ermittelt. Der Restabstand ist willkürlich anzunehmen, wobei 2 m wohl eine vernünftige Größe darstellen.
• Die Reaktionszeit wird dabei aufgrund der Erfahrung angesetzt.
• Nach Messungen wird sie bei 98% aller Fahrer kleiner als 0,8 sec., so daß z.B. dieser Wert zugrundegelegt werden kann. Die Werte von a1 und a2 müssen angenommen werden.
• Die einzelnen Begrenzungslinien ergeben sich dabei dadurch, daß die Abbremsungswerte verschieden groß angenommen werden. So entspricht beispielsweise der Bereich 4a dem normalerweise ungefährlichen Gebiet, der Bereich 4b den Verhältnissen bei sehr glatter Fahrbahn, z.B. bei Schnee und Eis. Die obere Begrenzungslinie zwischen den Bereichen 4a und 4b ergibt sich daher etwa durch Einsetzen von Abbremsungswerten des vorausfahrenden Fahrzeuges von 0,2 (2m/sec2) und des nachfolgenden Fahrzeuges von 0,15, was der auf vereister Straße zu verwirklichenden Bremsverzögerung eines Fahrzeuges entspricht. Der Bereich 4c gilt für nasse Fahrbahn. Hier werden Bremsverzögerungswerte von 0,6 (6m/sec2) für das vorausfahrende Fahrzeug und 0,4 für das nachfolgende Fahrzeug eingesetzt und es wird deutlich, daß auf diese Weise beim Einsetzen eines Wertes von 0,8 (8m/sec2) für das vorausfahrendeund 0,6 für das nachfolgende Fahrzeug die Begrenzungslinie zwischen den Bereichen 4c und 4d erreicht wird, wobei die Werte 0,8 und 0,6 ein Äquivalent zu den bei trockener und griffiger Fahrbahn erreichbaren Bremsverzögerungswerten darstellen. Zusätzlich ist noch eine dickere Grenzmarkierung 5 vorgesehen, die durch Einsetzen der gleichen Bremsverzögerung für beide Fahrzeuge erzielt wird, so daß diese Grenzlinie 5 daher den äußersten Wert darstellt, der für das nachfolgende Fahrzeug nicht unterschritten werden darf, weil er keinerlei Sicherheit mehr enthält, daß bei Abweichen der Bremsverzögerungen noch ein recht zeitiges Halten möglich ist.
• Auf dem Sichtfenster 2 befindet sich außerdem noch die von der oberen Begrenzungskante des Sichtfensters 2 nach unten reichende Zunge 6, welche den tatsächlich durch Radar o.dgl.
• gemessenen Abstand repräsentiert, wobei ihre untere Kante die entscheidende Grenzmarkierung ist. Das bedeutet also, daß die Entfernung der Unterkante der Zunge von der Unterkante des Sichtfensters 2 den Abstand des eigenen Fahrzeuges vom Hindernis versinnbildlicht. Dabei weist die von oben her erfolgende Anzeige den Vorteil auf, daß bei steigender Entfernung die Zunge 6, die beispielsweise rot ausgebildet sein kann, immer mehr verschwindet, was optisch eine Entschärfung der Situation anzeigt.
• Die Aussage des Anzeigegerätes ist nun folgende: Dringt die Zunge 6 von oben her in ein Gebiet 4a bis 4d ein, so ist das Fahrzeug auf der diesem Gebiet entsprechenden Straßenoberfläche gefährdet. Es muß dann eine Bremsung eingeleitet werden, die dem dabei erreichbaren Abbremswert entspricht. In Fig. 1 s.B. wäre es auf eisiger Straße bereits zu spät, da die Unterkante der Zunge 6 den ungefährlichen Bereich 4a und auch den für vereiste Straße geltenden Bereich 4b bereits verlassen und in den Bereich 4c eingedrungen ist. Bei nasser Straße sollte bei dieser Anzeige durch Zurücknahme der Fahrgeschwindigkeit der Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug etwas vergrößert werden, damit bei einer eventl. Bremsung noch genügend Bremsweg zur Verfügung steht. Auf trockener straße dagegen kann der Abstand gefahrlos beibehalten werden. Er könnte sogar bis zur Grenze zum Bereich 4d gefahrlos verringert werden. Diese Anzeige ergibt sich bei einer gleichen Geschwindigkeit der beiden zu betrachtenden Fahrzeuge, d.h.
• aids, daß das vorausfahrende Fahrzeug und das nachfolgende Fahrzeug die gleiche Geschwindigkeit besitzen. Ermittelt wurde diese Anzeige mit den Werten von 108 km/h für beide Fahrzeuge und mit einem Abstand von 60m. Da beide Fahrzeuge die gleiche Geschwindigkeit aufweisen, bleibt das Sichtfenster 3 leer, denn es liegt keine Differenzgeschwindigkeit zum vorausfahrenden Fahrzeug vor.
• Anders ist dies im Fall der Fig. 2. Dort liegt eine Differenzgeschwindigkeit vor, was mit der von unten her nach oben versdiebbaren Anzeigezunge 7 versinnbildlicht wird. Die Zunge 6 ist hier, obwohl der Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug genau so groß ist wie im Fall der Fig. 1, bereits weit'in den Bereich 4d eingedrungen und nähert sich bedenklich der Markierung 5, die die absolate Grenze auch bei trockener und griffiger Straße anzeigt. Der Fahrer muß bei dieser Anzeige sofort und so scharf wie möglich bremsen, sonst ist eine Kollision unvermeidlich, wenn das vorausfahrende Fahrzeug aus irgendeinem Grund ebenfalls bremst. Die dieSer Anzeige zugrundeliegenden Werte ergeben sich mit einem Abstand von 60 m und mit einer Geschwindigkeit von 72 kiVh für das vorausfahrende und mit 108 km/h für das nachfolgende Fahrzeug.
• In der Fig. 3 ist die Situation trotz höherer Differenzge schwindigkeit, die durch die Zunge 7 angedeutet wird, wesentlich ungefährlicher. Die Zunge 6 ist bei dieser Anzeige mit ihrer Unterkante weiter nach unten vorgedrungen, was also bedeutet, daß der Abstand, der tatsächlich zwischen den beiden zu betrachtenden Fahrzeugen vorliegt, kleiner ist als im Beispiel der Fig. 1 und 2. Dieser Anzeige liegt die Annahme zugrunde, daß das vorausfahrende Fahrzeug nicht fährt, sondern steht und die Geschwindigkeit Null aufweist und daß das nachfolgende Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit von 54 km/h ankommt. Der Abstand zum stehenden Fahrzeug beträgt dabei 40 m.
• 2 Eine Bremsverzögerung mit etwa 4m/sec2, was einem Wert von a2 = 0,4 entspricht, wäre ausreichend, um die Situation zu entschärfen. Die Fig. 3 macht aber deutlich, daß auch die Anzeige im Sichtfenster 3 durchaus für den Fahrer von Wert ist, denn er kann sofort erkennen, wie schnell er sich dem vor ihm liegenden Hindernis nähert. Aufmerksamkeit ist daher in jedem Fall geboten, wenn im Sichtfenster 3 eine Anzeige vorliegt. Die Beispiele zeigen, daß die erfindungsgemäße Anzeige es dem Fahrer erlaubt, mit einem Blick zu erkennen, welche Situation vorliegt und was er zu deren Entschärfung tun muß.
• Dabei lassen sich die Bereiche 4a bis 4d durch farbliche Gestaltung auch so ausbilden, daß eine gute Unterscheidungsmög lichkeit besteht. Beispielsweise ist es möglich, den Bereich 4a weiß zu lassen, den Bereich 4b gelb zu gestalten, den Bereich 4c orange und den Bereich 4d rot auszulegen, um damit auch durch die Farbgebung die Gsfahrensituation besser herauszuheben. Es ist auch möglich, anstelle der Zunge 6 eine über alle Felder reichende Abdeckung einzusetzen, die von oben nach unten die einzelnen Felder freigibt und deren Länge gleichzeitig ein Maß für den Abstand des eigenen Fahrzeuges zum Hindernis ist. Durch eine solche Ausbildung könnte z.B. bei freier Fahrt keine Einspiegelung in die Windschutzscheibe erfolgen, so daß der Fahrer nicht abgelenkt wird. Bei der Freigabe eines Feldes würde jedoch die Einspiegelung erfolgen, so daß ein echter Warneffekt optisch eintritt.
• Die im Gerät zu verarbeitenden Werte werden auf folgende Weise ermittelt: tatsächlicher Abstand durch Meßgerät Differenzgeschwindigkeit durch Meßgerät Fahrzeuggeschwindigkeit durch Drehzahlmessung z.B. der Antriebsräder.
• Diese Werte werden in einen fest programmierten Rechner eingegeben, der daraus die Abstandsfelder 4a - 4d und die Grenzmarkierung 5 errechnet.
• Die beschriebene Art der Eingabe der Zahlenwerte funktioniert nur dann richtig, wenn die Räder nicht blockieren.
• Würde z.B. der Fahrer zu abrupt bremsen, wenn er die Gefährlichkeit einer Situation erkannt hat, so würden unter Umständen die Räder hockieren. Damit wäre aber die Anzeige V02 gleich Null und die Werte für den Folgeabstand würden absolut wisch, Besonders unangenehm wäre dabei, daß eine Entschärfung der Situation angezeigt würde, was natürlich nicht der Fall ist.
• Dem ist durch folgende Hilfsschaltung zu begegnen: In den Rechner ist eine Zusatzeinheit eingebaut, die durch Auswertung der Differenzgeschwindigkeitsanzeige eine fiktive Fahrzeugverzögerung ermittelt. Die tatsächliche Fahrzeugverzögerung ergibt sich bei rollenden Rädern durch Differentiation der angezeigten Geschwindigkeit V02. Blockieren nun die Räder, so nimmt dieser Differentialquotient sehr hohe Werte an, die für die Fahrzeugverzögerung physikalisch gar nicht möglich sind.
• In diesem Falle schaltet der Rechner um und läßt die zur Ausrechnung des Sollabstandes einzuführende Größe V02 nur entsprechend der aus der Abstandsmessung ermittelten fiktiven Fahrzeugverzögerung abnehmen.
• Diese Schaltung wird zweckmäßigerweise so lange beibehalten, bis nach Lösung der Bremse die Hinterräder wieder so weit beschleunigt haben, daß das nunmehr gemessene V02 einen größeren Abstand ergibt, als das vorher errechnete.
• Auf die vorstehend beschriebene Weise ist die bei den derzeit bekannten Geräten nicht vermeidbare Fehlanzeige weitgehendst zu korrigieren und der zeitweilige Geräteausfall während einer Blockierbremsung zu vermeiden.

Claims (8)

Patent- und Schutzansprüche

1. Abstandswarneinrichtung für Kraftfahrzeuge, mit einem in einem Sichtfenster geschwindigkeitsabhängig verschiebbaren Anzeigefeld, das Jeder Fahrgeschwindigkeit einen Mindestsicherheitsabstand zu vorausfahrenden Fahrzeugen oder Hindernissen zuordnet, sowie mit einer vor diesem Anzeigefeld bewegten Anzeigevorrichtung, die den ta@@sächlichen Abstand anzeigt, der von einem Abstandsmeßgerät o.dgl. bestift wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigefeld (2) in Bereiche (4a bis 4d) des einzuhaltenden Abstandes bei verschiedenen Bressverzögerungsmöglichkeitan unterteilt ist, die den auf Straßenoberflächen verschiedener Beschaff enheit zu verwirklichenden Bremsverzögerungen entsprechen.

2. Abstandswarneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche (4a bis 4d) von eineiprograimierten Rechner festgelegt werden, dem Werte vom Abstandameßgerät, von der Fahrgeschwindigkeit und der Differenzgeschwindigkeit zum vorausfahrenden fahrzeug eingegeben werden.

3. Abstandswarneinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzen der verschiedenen Abstand bereiche (4a - 4d) waagrecht verlauf end angeordnet und von einer senkrecht verlaufenden Zunge (6) überdeckbar sind, die von einer Begrenzungskante des Sichtfensters (2) ausgeht.

4. Abstandswarneinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zunge (6) von der oberen Begrenzungskante nach unten verläuft.

5. Abstandswarneinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem Sichtfenster (2) ein weiteres (3) vorgesehen ist, in dem die Differenzgeschwindigkeit zum vorausfahrenden Fahrzeug angezeigt wird.

6. Abstandswarneinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenzgeschwindigkeit durch eine von der Unterkante des weiteren Sichtfensters (2) aus nach oben verschiebbare, das Sichtfenster überdeckende Zunge (7) angezeigt wird.

7. Abstandswarneinrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Sichtfenster parallel zum ersten verläuft.

8. Abstandswarneinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Rechner eine Zusatzeinrichtung zugeordnet ist, mit der durch Auswertung der vom Abstandsmeßgerät ermittelten Differenzgeschwindigkeitswerte eine fiktive Eigengeschwindigkeit errechnet wird, die im Falle des Blockierens der Räder als Referenzgeschwindigkeit an die Stelle der an den Rädern ermittelten Geschwindigkeit tritt.

L e e r s e i t e