DE2824015A1

DE2824015A1 - Verfahren und vorrichtung zur ermittlung des sicherheitsabstandes fuer abstandswarngeraete in kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE2824015A1
Application number: DE19782824015
Authority: DE
Inventors: Horst Grossner; Siegfried Dr Ing Schlosser; Guenter Dipl Ing Weiger
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1978-06-01
Filing date: 1978-06-01
Publication date: 1979-12-06
Also published as: IT7949247A0; FR2427656A1; FR2427656B1; IT1117771B; DE2824015C2

Description

Daiml er-Benz Aktiengesellschaft »* . .* Stuttga rt-Untertürkheim

1<>. Mai 1Q78

Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung des Sicherheitsabstandes für Abstandswarngeräte in Kraftfahrzeugen.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zur Ermittlung des Sicherheitsabstandes für Abstandswarn- und Regelgeräte in Kraftfahrzeugen, die mit einem Rechner ausgerüstet sind, wobei neben verschiedenen anderen Parametern, insbesondere die Geschwindigkeiten v-j , V₂ der Fahrzeuge und die Bremsverzögerungen bj, b2, vorzugsweise auch die Reaktionszeit t^ des Fahrers ermittelt und in den Rechner zur Ermittlung des geringstmbglichen Sicherheitsabstandes nach der Gleichung

= V₂. t_I?,

eingegeben werden.

Mit bekannten Abstandswarngeräten, die mit Radarverfahren arbeiten, konnten der Abstand eines nachfolgenden Fahrzeugs von einem vorausfahrenden Fahrzeug und die Relativgeschwindigkeit zwischen beiden Fahrzeugen gemessen werden. Dabei ergab sich die Geschwindigkeit V₁ des vorausfahrenden Fahrzeuges aus der Differenz aus der ermittelten Geschwindigkeit V₂ des zweiten Fahrzeugs und aus der ermittelten Relativgeschwind gkeit Vjj gemäß V₁= v₂ - v_{?.

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Oa im 11 H 6«/'4

Zur Ermittlung der maximal erreichbaren Bremsverzögerungen mußten maximale Kraftschlußbeiwerte als Schätzwerte vom Fahrer vorgegeben und mit einem Schalter subjektiv gewählt worden.

Aufgabe der Erfindung ist es, mit den auf die geschilderte Weise mit Hilfe eines Abstandswarngerätes ermittelten Daten und weiteren Parametern, die sich noch ermitteln lassen, mit Hilfe eines Rechners einen Mindestabstand zu ermitteln, bei dem in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der beiden Fahrzeuge, der llaftwerte auf den Straßen und sonstiger Umstände eine Warnung an den Fahrer gegeben oder ein Bremsvorgang eingeleitet wird. Dabei soll eine subjektive Ermittlung von vorzugebenden Werten durch Schätzung und Eingabe solcher Werte in den Rechner vermieden und durch automatische Ermittlung entsprechender Werte ersetzt werden.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung dadurcli gelöst, daß die höchstmögliche Bremsverzögerung b} oder b2 der beiden Fahrzeuge unter !Berücksichtigung des jeweils höchstmöglichen Kraftschlußbei-

wertes ia_max ermittelt wird.
C

Das Verfahren zur Ermittlung des Sicherheitsabstandes aß kann nun in weiterer Ausgestaltung der Erfindung so durchgeführt werden, daß aus Serienmessungen an einem bzw. mehreren Rädern und/oder am Fahrzeug durch Extrapolation der

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höchstmögliche Kraftsch 1 uilbeiwort M_1n-. und damit die höchstmögliche Bremsverzögerung ermittelt werden. Der höchstmögliche Kraf tsch 1 uiJbei wert wird durch Serienmessungen der verschiedenen Parameter dadurch ermittelt, dall aus diesen die Funktion aus Hai'tbeiwert und Radschlupf' abgeleitet wird, aus deren Steigung und dem optimalen Radschlupf, der im wesentlichen eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit ist, sich der maximale Kraftsch1ußbeiwert ergibt. Zur Ermittlung des maximalen Kraftschluübeiwertes ju wird nämlich aus den durch Serien-

C ^max
messungen bestimmten Größen KraftschluUboiwert ii und Radschlupf Λ die Steigung tier im Berei ch A.</iopt in erster Näherung linear verlaufenden Kraftschluübeiwert-Schlupf-Kurve bestimmt und durch Extrapolation der Wert ju_max ^"^{r <len} optimalen Rad-

) C

schlupf A opt gewonnen.

Durch Multiplikation der Steigung der Kraftschluübeiwert-Schlupf-Kurve mit dem Wert \ des Radschlupfes errechnet sich der Wert für A*niax* Dabei ist der optimale Radschlupf λ _t im wesentlichen eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit.

Zur Ermittlung der Funktion Kraftschlußbeiwert/Schlupf können zwei Wege gegangen werden. Diese Funktion kann entweder mit der Drehmomentgleichung oder mit der Fahrwiderstandsgleichung ermittelt werden, wobei die Drehmomentgleichung sich auf das Verhalten eines gebremsten oder angetriebenen Fahr-

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zeugrades bezieht, während bei Verwendung der Fahrwiderstandsgleichung Daten des gebremsten oder angetriebenen Fahrzeugs verwendet werden. Zur Bestimmung der Steigung der Kraftschiußbeiwert-Schlupf-Kurve mit Hilfe der Drehmomeritgleichung werden das Trägheitsmoment und der Rollradius des Rades, die Reifenaufstandskraft bei horizontaler Fahrt, der Steigungswinkel der Fahrbahn, das antreibende oder bremsende Drehmoment des Rades, die Reifenroi 1 reibung, die Radbeschleunigung, die Umfangsgeschwindigkeit des Rades und die Fahrzeuggeschwindigkeit herangezogen. Im Gegensatz dazu können zur Bestimmung der Steigung der Kraftschiußbeiwert-Schlupf-Kurve mit Hilfe der Fahrwiderstandsgleichung das Gesamtgewicht des Fahrzeugs, die Reifenaufstandskraft der angetriebenen oder gebremsten Räder bei horizontaler Fahrt, die Rollreibungskraft sowie die Windwiderstandskraft des Fahrzeuges, der Steigungswinkel der Fahrbahn, die Beschleunigung oder die Verzögerung des Fahrzeugs, die Umfangsgeschwindigkeit der Räder und die Fahrzeuggeschwindigkeit herangezogen werden. Die dabei verwendeten Gleichungen sind im folgenden angegeben:

Die Drehmomentgleichung

Summe aller Momente = M_A-M^-M^- u.G_a . r. cos Qt - fe/.

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-1O-

Darin sind jeweils auf das betrachtete Had bezogen, r der Rollradius, @das Trägheitsmoment, b^ die Urafangsbesch1euniffung, G_a die AuTatandskraft bei

horizontaler Fahrt, 11 der Kraftschlußbeiwert, M. das Antriebsmoment und Mf^ das Hremsmoment, Mf} das KoI Ireibun^sraoment; der Winkel OC gibt die Fahrbahnst eiguns an.

Die Fahrwiderstandsgleichung

Summ« aller Kräfte = (JE~u.G_a ) ♦ cosCC- = (G + U @ ) _b

Darin bedeuten ρ den Kraftsch1uübeiwert, Ga Reifenaufstandskraft der einzelnen angetriebenen oder gebremsten Räder bei horizontaler Fahrt, ^den Ste igungswinke 1 der Fahrbahn, Kt; die Steigunfjskraft, Kj^ die Fio 11 reibungskraft und K_w die Windwiderstandskraft,

die Massenträgheit eines Rades, r der Rollradius eines Rades und b die Beschleunigung des Fahrzeugs.

Durch eine Mittelwertbildung einer Reihe von Kraft· schluübeiwerten ji kann in einem zum Erkennen des Fahrbahnzustandes ausreichenden Zeitabschnitt die Varianz des Kraftschlußbeiwertes anhand der Glei chunrr

= η /Uj /T^ "^ - η ermittelt werden.

., V^{1 = n} (P\- ß

^Lj . ι (fi {

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Eine große Streuung, d.h. ein (jroües S bedeutet unsichere Kraftschlußbeiwerte, die großen Schwankungen unterworfen sind, wie es z.B. bei Aquaplaning, Kis u.dgl. vorkommen kann. Diese große Streuung kann bei der Eingabe der möglichen Bremsverzögerungen b^ und b2 in den Rechner für den Sicherheitsabstand berücksichtigt worden. Das Überschreiten einer bestimmten Streuungsgröße kann aber auch dazu verwendet werden, dem Fahrer eine Warninformation zukommen zu lassen.

Zur Durchführung des Verfahrens ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung ein Abstandswarn- oder Regelgerät vorgesehen, das mit einer Vorrichtung in Verbindung steht, die zur Warnung des Fahrers und zur Einleitung eines Bremsvorganges einen Schaltvorgang auslöst, wenn der ermittelte Sicherheitsabstand ag unterschritten wird. Dieses Gerät kann zusätzlich mit einer Vorrichtung zur Warnung des Fahrers in Verbindung stehen, die einen zur Warnung führenden Vorgang auch dann auslöst, wenn die ermittelte Varianz einen vorbestimmten Wert überschreitet.

Die Grundlage der Erfindung, nämlich die Auswertung der Funktion ju/ A wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Diagrammes näher erläutert.

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In dem Diagramm sind auf der Ordinate die Kraftsch]ußbeiwerte /i und auf der Abszisse die Schlupf-

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werte Λ aufgetragen. Tn zwei Kurven, die die Funktion von j, und ^ bei verschiedenen Zuständen darstellen, wird klargemacht, daß einem bestimmten optimalen Schlupfwert Λ_ηη+ jeweils ein maximaler Kraftschlußbeiwert w_max zugeordnet ist.

Die Steigung der Kurven bis zum maximalen Kraftschlußbeiwert ist in erster Näherung konstant, so daß aus der Steigung dieser Kurven der höchste Kraftschlußbeiwert durch Extrapolation his zum

Vert Λ . ermittelt werden kann, opt

Claims

Ansprüche

Verfahren zur Krniittlung dos Si cherhei tsnbstandes i'iir Abstandswarn- und Wege 1 geräte in Kraftfahrzeugen, die mit einom Rechner versehen sind, wobei neben verschiedenen anderen Parametern, insbesondere die Geschwindigkeit. Vi, \^r2 der Fahrzeuge und die Bremsverzögerung bj, b^, vorzugsweise auch die Reaktionszeit tu des Fahrers ermittelt und in den Rechner zur 'Ermittlung des geringstmöglichen Sicherheitsabstandes nach der bekannten Gleichung

a ^=

. t_r

^V2"

eingegeben werden,

dadurch gekennzeichnet, daß die höchstmögliche Bremsverzögerung bj und bp der beiden Fahrzeuge unter Berücksichtigung des jeweils höchstmöglichen Kraftschlußbeiwertes /U_mov ermittelt wird.

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f)P tr

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Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus Seriunmessunßon eier Drohmomentsumme der antreibenden Räder und aus dem Schlupf zwischen dem angetriebenen und dem nicht eingetriebenen Wad durch Extrapolation der höchstmögliche Kraftschluüboiwert /¹IiIaχ f>rniittelt v. i rd.

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, daß der höchste Kraftschluübeiwert durch .Serienmessungen verschiedener Parameter dadurch ermittelt wird, daU aus diesen die Funktion aus Kraftsch lußbei wert und liadschlupf abgeleitet wird, aus eieren Steigung und dem optimalen Hadschlupf, der im wesentlichen eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkei t ist, sich der max. Kraf tschl ul.ibe i wert ergibt.

Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktion: Kraftschluübeiwert/Schlupf durch Auswertung der Meßdaten im Hinblick auf die Drehmomentgleichung für ein angetriebenes oder ein gebremstes Fahrzeug-Rad abgeleitet wird.

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Verfahren nach Anspruch h, d a d u r c h gekennzeichne t, daß zur Bestimmung der Steigung der Kraf tschJ uübeiwert-Schlupf-Kurve mit Hilfe der Prehmomentgleichung das Trägheitsmoment und der Rollradius des Rades, die Rei f enaufstandskra i't bei horizontaler Fahrt, der Steigungswinkel der Fahrbahn, das antreibende oder bremsende Drehmoment des Hades, die Heifenro11 reibung, die Radbeschleunigung, die Umfangsgeschwindigkeit des Hades und die Fahrzeuggeschwindigkeit herangezogen werden.

Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 1, dadurch gek ennze i c hne t, daü die Funktion: hraftschlußbeiwert/Sch1upf durch Auswerten der Mei.ldaten für das angetriebene oder das gebremste Fahrzeug im Hinblick auf die Fahrwiderstandsgleichung abgeleitet wird.

7· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung der .Steigung der Kraftschlußbeiwert-Schlupf-Kurve mit Hilfe der Fahrwiderstandsgleichung das Gesamtgewicht des Fahrzeugs,

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die Nei f'enaufs tandsk raf t der angetriebenen bzw. gßbremsten Räder bei horizontaler Fahrt, die HolIreibungakrait sowie die Windwiderstandskraft des Fahrzeugs, der Steigungswinkel der Fahrbahn, die Beschleunigung oder die Verzögerung des Fahrzeugs, die Umfangsgeschwindigkeit der Hader und die Fahrzeuggeschwindigkeit Vierangezogen werden.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzei chnet, daß durch eine Mittelwertbildung einer Reihe von Kraf tschluübe iwerten ti in einem kurzen zum Krkennen des Fahrbahnzustandes ausreichenden Zeitabschnitt die Varianz des Kraf'tsch 1 ul.lbei.we rtes anhand der Gleichung

Vi = η , — v2 _2

ermittelt wird.

O. Abstandswarngerjit zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daü das Gerät mit einer Vorrichtung in Verbindung steht, die zur Warnung des Fahrers oder zur Einleitung eines Bremsvorganges einen Schaltvorgang auslöst, wenn der ermittelte Sicherheitsabstand ag unterschritten wird.

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10. Abstandswarngerat nach Anspruch O, dadurch gekennzei c h η e t, dall das Gerät mit einer Vorrichtung zur Warnung des Fahrers in Verbindung steht, die einen zur Warnung führenden Scha 1tvor^anft auslöst, wenn die ermittelte Varianz einen vorbestimmten Wert überschreitet .

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