DE3501037C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abstandsmessung bei Fahrzeugen.

Viele Unfälle im Verkehr mit Kraftfahrzeugen sind sogenannte Auffahrunfälle. Diese entstehen im wesentlichen dadurch, daß der zum Abbremsen des Fahrzeuges erforderliche Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug trotz gesetzlicher Vorschriften nicht eingehalten wird. Hinzu kommt, daß die Fahrzeuglenker infolge von Unaufmerksamkeit oder Übermüdung nicht oder zu spät auf eine Abstandsverringerung reagieren.

Besondere Gefahr von Auffahrunfällen entsteht bei Sichtbe­ hinderung durch Nebel und starken Schneefall, die oft zu Massenkarambolagen mit hohen Personen- und Sachschäden führen.

Rechtzeitiges Erkennen eines zu geringen Abstandes oder dessen plötzlicher Verringerung ist die Voraussetzung eines recht­ zeitigen und richtigen Handelns. Da, wie die Praxis zeigt, der Mensch oft überfordert ist, ist es notwendig, ihn im immer dichter und schneller werdenden Verkehr durch techni­ sche Mittel zu unterstützen und dazu beizutragen, die Unfall­ gefahr zu verringern.

Ein Verfahren, welches diesem Ziel dienen soll, ist unter dem Namen Abstandswarnradar bekannt. Es beruht darauf, daß das Fahrzeug einen gebündelten Radarstrahl in Fahrtrichtung aus­ sendet, welcher an einem festen Hindernis oder am voraus­ fahrenden Fahrzeug reflektiert wird. Aus der Laufzeit bis zum Wiedereintreffen des reflektierten Radarstrahls läßt sich der Abstand zum reflektierenden Objekt ermitteln. Wird dieses Verfahren in erster Linie dazu benutzt, den Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug zu ermitteln, so treten durch kaum zu vermeidende Reflexionen auch an in Fahrbahnnähe befindlichen unbewegten Objekten, wie z. B. Leitplanken, Verfälschungen der Meßergebnisse auf, die leicht zu einer Verunsicherung des Fahrers führen können.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 20 02 616 ist eine Vorrichtung zur Feststellung der Annäherung zwischen sich bewegenden Fahrzeugen bekannt geworden, welche eine an einem Fahrzeug montierte Einrichtung zur Ausstrahlung eines Signals und eine am anderen Fahrzeug montierten Signalempfangseinrichtung zum Empfangen des von der Signalsendeeinrichtung ausgestrahlten vorzugsweisen Ultraschallsignals aufweist, wobei die Intensität des Signals proportional zur Geschwindigkeit des aussendenden Fahrzeuges ist. Außerdem weist diese Vorrichtung eine bewegliche Lagerung bzw. Aufhängung des Signalsendeglieds auf, wobei die Ausrichtung des Signalsendegliedes gegenüber der Bewegungsbahn des Fahrzeugs veränderbar ist.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren ähnlich der letzteren Art anzugeben, das in der Lage ist, möglichst genaue Abstandsmessungen durchzuführen, welche die oben genannten Verfälschungen ausschließt. Das Verfahren soll dabei auch dann noch funktionieren, wenn das vorausfahrende Fahrzeug zum Stillstand gekommen ist. Weiterhin soll das Verfahren möglichst aufwandsgünstig sein.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich durch die Unteransprüche 2 bis 7 und durch den Vorrichtungsanspruch 8 zur Durchführung des Verfahrens.

Aus der deutschen Auslegeschrift 24 57 879 ist eine Anordnung zur Auslösung einer Gefahrenanzeige für ein Fahrzeug bekannt geworden, wobei zur Bestimmung des Abstandes zwischen zwei hintereinander fahrenden Fahrzeugen an der Fahrbahn angeordnete aktive Markierungen herangezogen werden.

Die US Patentschrift 43 79 497 beschreibt ein Fahrzeugkollisionsvermeidungssystem, wobei der Abstand zwischen einem Fahrzeug und einer Markierung, die von einem Fahrzeug passiert wurde, gemessen wird.

Ausgangsbasis des vorliegenden Verfahrens bilden ortsfeste Markierungen auf oder in unmittelbarer Nähe der Fahrbahn, auf welcher sich die Fahrzeuge bewegen, deren Abstand gemessen werden soll.

Derartige Markierungen können beispielsweise in ihrem Absorptions-, Reflexions-, Leitfähigkeits- oder Abstrahlverhalten von der übrigen Fahrbahnoberfläche abweichende Striche 7 bzw. 7′ darstellen.

Ein über diese Markierung hinwegfahrendes Fahrzeug B erkennt diese, indem es z. B. von einer Quelle 1′ Energie - vorzugsweise Lichtenergie im Sichtbereich - auf die Fahrbahn abstrahlt und die reflektierte Strahlung empfängt. Die empfangene Energie wird von einem Empfänger 2′ aufgenommen und einer Auswerteeinrichtung 3′ zugeführt. Wird der Strich durch einen aktiven Sender realisiert, so kann der Sender 1′ bzw. 1 im Fahrzeug entfallen.

Diese Auswerteeinrichtung 3′ ist außerdem mit der Meßeinrichtung des Fahrzeuges B verbunden, die die zurückgelegte Wegstrecke ermittelt. Eine in der Auswerteeinrichtung 3′ enthaltene Zählvorrichtung erfaßt die seit Überfahren der Markierung 7′ vom Fahrzeug B zurückgelegte Entfernung S₂ (bei einem voraus fahrenden Fahrzeug A die Entfernung s₁).

Im Fahrzeug A ist beim Ausführungsbeispiel mit 1 ein optischer Sender, mit 2 der zugehörige Empfänger bezeichnet. 3 ist die Auswerteeinrichtun. 4 stellt einen Funksender und 5 den zu­ gehörigen Funkempfänger dar.

Die Übertragung durch Funk kann auch durch optische Übertragung und umgekehrt erfolgen.

Jedes Fahrzeug A, B überträgt mittels eines Senders 4, 4′ vor­ zugsweise durch Funk 8 bzw. 8′ fortlaufend oder in Abständen den momentanen Wert der Entfernung s₁ zum Empfänger 5 bzw. 5′, vorzugsweise zum hinterherfahrenden Fahrzeug B, die dieser an dessen Auswerteeinrichtung 3′ weiterleitet. Die Auswerteein­ richtung 3′ des hinterherfahrenden Fahrzeuges B errechnet nun aus der Differenz s₁-s₂ den Abstand a₀ zum vorausfahrenden Fahrzeug A.

Der so gewonnene Abstandsmeßwert kann dem Fahrzeuglenker op­ tisch und/oder akustisch angegeben, abhängig von der Fahrge­ schwindigkeit in eine optische und/oder akustische Warnung umgesetzt und/oder in Steuersignale verwandelt werden zur Beeinflussung von Bremse und/oder Kraftstoffzufuhr. Hierzu dient eine Anzeige- und Steuereinrichtung 6′ im nachfahrenden Fahr­ zeug B bzw. 6 im Fahrzeug A.

Um den Einfluß der Meßungenauigkeiten der Wegstreckenmeßein­ richtungen der beteiligten Fahrzeuge zu begrenzen, ist es sinnvoll, in gewissen Abständen die ortsfeste Markierung zu wiederholen und somit einen Neubeginn der Messungen von s₁ und s₂ zu veranlassen. Die Wiederholung der Markierung unter­ liegt hierbei keiner Vorschrift bezüglich bestimmter einzuhal­ tender Abstände s₀ zwischen 7 und 7′.

Hat das vorausfahrende Fahrzeug A bereits die nächste Mar­ kierung 7 überfahren, das Fahrzeug B jedoch noch nicht, so addiert die Auswerteeinrichtung 3′ des Fahrzeuges B bis zum Erreichen der neuen Markierung zu dem zugehörigen, nicht dargestellten Abstandswert s₁, den Wert s₀ hinzu. Dabei ist s₀ der letzte vor dem Neubeginn der Messung an das Fahrzeug B übertragene Wert von s₁ und stellt den Abstand der beiden Markierungen 7 und 7′ dar. Der Fahrzeugabstand ergibt sich somit aus

a₀ = s₁, + s₀ - s₂.

Bei der praktischen Anwendung des Verfahrens ist es zur ge­ nauen Ermittlung der Fahrzeugabstände a₃ erforderlich, die Abstände a und a₂ in die Berechnung einzubeziehen. Die Ab­ stände a₁ und a₂ sind vom Einbauort der der Erkennung der Markierung dienenden Sendereinrichtungen 1 bzw. 1′ und Empfängereinrichtungen 2 bzw. 2′ der Fahrzeuge abhängig. So gibt a₁ den Abstand des Meßpunktes des Fahrzeuges A zu dessen hinterer Begrenzung, a₂ den Meßpunktabstand zur vorderen Be­ grenzung des Fahrzeuges B an.

Da die Werte von a₁ und a₂ vom jeweiligen Fahrzeug abhängen, ist deren Berücksichtigung durch die Auswerteeinrichtung 3 bzw. 3′ des betreffenden Fahrzeuges vorzunehmen. Somit sendet das Fahrzeug A in der Praxis anstatt des Wertes s₁ den Wert s₃ = s₁-a₁ zum Empfänger 5′ des Fahrzeuges B. Die Auswerte­ einrichtung 3′ des Fahrzeuges B errechnet dann den tatsäch­ lichen Fahrzeugabstand a₃ aus
a₃= s₃-s₂-a₂.

Die Meßungenauigkeiten in der Messung der Strecken s₁ und s₂ entstehen im wesentlichen durch Veränderungen des Abroll­ umfanges der Fahrzeugräder, beispielsweise infolge Abnutzung der Reifen oder Montage unterschiedlicher Reifentypen.

Durch Anordnung von zwei ortsfesten Markierungen in einem festgelegten Abstand s₀ (z. B. 1 km) kann eine Eichung der Weg­ streckenmeßeinrichtung der Fahrzeuge vorgenommen werden. Solche Eichstrecken können in beliebiger Häufigkeit in die Fahrstrecken eingefügt werden, auch wenn ansonsten die ortsfesten Markierun­ gen in unregelmäßigen Abständen angebracht sind. Eine Unter­ scheidung, ob es sich um eine normale Markierung zum Neube­ ginn der Wegstreckenmessung von s₁ bzw. s₂ handelt oder ob zusätzlich die Funktion als Eichstrecke erfüllt wird, kann bei­ spielsweise durch besondere Ausgestaltung der Markierungen am Anfang und am Ende der Eichstrecke erfolgen (z. B. durch Ver­ doppelung der normalen Markierung oder durch eine beliebige andere Kodierung, wie Änderung des Abstandes, der Breite, des Absorptions-, Reflexions- oder Abstrahlverhaltens).

Sind mehrere hintereinanderfahrende Fahrzeuge A, B mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Abstandsmessung ausgerüstet und wird das Ergebnis dieser Messung abhängig von der Fahr­ geschwindigkeit v_A, v_B zur automatischen Beeinflußung der Geschwindigkeit durch Steuerung der Kraftstoffzufuhr und der Bremseinrichtung benutzt, so ergeben sich auch im normalen Fahrbetrieb - also nicht nur in kritischen Situationen - Vorteile für den Fahrzeuglenker.

Um über größere Strecken die Geschwindigkeit eines Fahrzeuges auf einem vorbestimmten Wert konstant zu halten und dabei den Fahrer von den hierzu notwendigen Korrekturvorgängen zu ent­ lasten, sind entsprechende automatische Regeleinrichtungen, z. B. unter der Bezeichnung Tempomat, bekannt. Besondere Ver­ breitung haben derartige Einrichtungen in den USA erfahren, wo die Geschwindigkeit auf max. 60 Meilen begrenzt ist und auf den Highways lange Strecken bei relativ geringer Verkehrsdichte zurückgelegt werden. In der Bundesrepublik Deutschland wird je­ doch aufgrund fehlender Begrenzung mit sehr unterschiedlichen Geschwindigkeiten auf den Autobahnen gefahren. Außerdem ist hier die Verkehrsdichte erheblich höher. Dies hat zur Folge, daß nur selten eine gewünschte Geschwindigkeit über längere Strecken konstant beibehalten werden kann. Damit verliert eine automatische Geschwindigkeitsregelung der genannten Art erheb­ lich an Einsatzwert. Verbindet man nun die Einrichtung zur Ein­ haltung einer Wunschgeschwindigkeit mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Abstandsmessung, so wird erreicht, daß das Fahr­ zeug automatisch

• - wenn immer möglich, mit der gewünschten Geschwindigkeit fährt,
• - den sich mit der Geschwindigkeit verändernden Sicherheitsabstand zum vorausfahrenden Fahrzeug einhält.

Anders ausgedrückt: Mehrere hintereinanderfahrende Fahrzeuge verhalten sich wie die Perlen einer Kette, wobei die Ketten­ schnur aus Gummi ist und sich mit zunehmender Geschwindigkeit dehnt. Die Knoten zwischen den Perlen verhindern dabei eine gegenseitige Berührung der Perlen (Mindestabstand der Fahr­ zeuge).

Anstelle der beschriebenen Übermittlung der Werte s₁ bzw. s₃ von Fahrzeug A zu Fahrzeug B, die die Entfernung des Fahr­ zeuges A von der zuletzt überfahrenen ortsfesten Markierung angeben, kann auch die Übermittlung des Zeitpunktes t₀ der Überfahrt über die Markierung und danach die fortlaufende Übermittlung der momentanen Geschwindigkeit V_A des Fahrzeuges A treten. Aus diesen Informationen ist die Auswerteeinrich­ tung 3′ des Fahrzeuges B mit Hilfe der seit Überfahren der Markierung 7′ durch Fahrzeug A vergangenen Zeit t₁ in der Lage, selbst den entsprechenden Wert von s₁ zu ermitteln.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt abhängig von der Übertragungsrichtung zwischen den Fahrzeugen die Ermittlung des Abstandes sowohl zum vorausfahrenden wie auch zum nach­ folgenden Fahrzeug.

Diese fortlaufende Aussendung der Information über die momen­ tane Fahrzeuggeschwindigkeit kann z. B. zu folgenden Zwecken mitbenutzt werden:

• - Überwachung der Einhaltung von Geschwindigkeits­ beschränkung durch die Polizei mittels eines einfachen Empfängers. Damit können die auffälligen und aufwendigen Radarkontrollen ersetzt werden.
• - Erfassung der Anzahl und der Geschwindigkeit der beispielsweise auf eine Kreuzung zufahrenden Fahrzeuge und, daraus abgeleitet, Steuerung von Verkehrslenkungseinrichtungen (z. B. Ampelanlagen).

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, daß infolge des geringen gerätemäßigen Aufwandes und der Wirkungsweise dessen Einsatz auch bei Zweiradfahrzeugen möglich ist.

Claims (8)

1. Verfahren zur Messung des Abstandes von hintereinander herfahrenden Fahrzeugen, wobei ausgehend von einer entsprechenden Markierung auf, in oder in unmittelbarer Nähe der Fahrbahn die diese Markierung passierenden Fahrzeuge ihren jeweiligen Abstand von dieser Markierung ermitteln, diesen Wert dem an der Abstandsmessung beteiligten Fahrzeug übermitteln und dieses Fahrzeug aus der Differenz des eigenen Abstandes zur Markierung und des entsprechenden Abstandes desjenigen Fahrzeugs, von dem der Abstandswert übertragen wurde, den Abstand zwischen diesen beiden Fahrzeugen berechnet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß fahrzeugbedingte Werte bezüglich der Länge des Fahrzeuges und des Einbauortes der der Erkennung der Markierung dienenden Einrichtung am Fahrzeug durch eine Auswerteeinrichtung am jeweiligen Fahrzeug berücksichtigt werden, um den tatsächlichen Abstand der Fahrzeuge zu ermitteln.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein eingebbarer Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug abhängig von der Fahrgeschwindigkeit durch entsprechende Regelung der Fahrdaten eingehalten wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung von Meßfehlern bei der Abstandsmessung ein Abstandswert herangezogen wird, der vorgegeben ist durch Markierungen, die in regelmäßigen Abständen in Fahrtrichtung angebracht sind.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierungen durch eine Kodierung derselben unterscheidbar sind.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsmessung durch die Auswertung von Strahlung erfolgt, die von den Markierungen aktiv ausgesendet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abstandsmessung von der Umgebung abweichende Reflexions-, Absorptions- oder Leitfähigkeitseigenschaften der Markierungen herangezogen werden.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Fahrzeug eine Einrichtung zur Erkennung der Markierung in Form eines Senders und/oder Empfängers vorgesehen ist, daß ein weiterer Sender zur Übermittlung der Werte vorhanden ist, aus denen die zurückgelegte Wegstrecke des sendenden Fahrzeuges seit Passieren der Markierung hervorgeht, sowie ein weiterer Empfänger zur Aufnahme der vom an der Messung beteiligten anderen Fahrzeug gesendeten Werte und daß eine Auswerteeinrichtung vorhanden ist zur Errechnung der Differenz der Abstände der an der Messung beteiligten Fahrzeuge von der Markierung und daß ferner eine Anzeige- und/oder Steuereinrichtung vorgesehen ist, welche den ermittelten Abstand der Fahrzeuge dem Fahrer anzeigt und/oder regelnd auf das Fahrverhalten des Fahrzeuges einwirkt.