DE19600938A1

DE19600938A1 - Fahrzustand-Überwachungseinrichtung für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE19600938A1
Application number: DE19600938A
Authority: DE
Inventors: Kenji Yoshikawa; Katsuhisa Tanaka; Kouichi Kojima
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1995-01-12
Filing date: 1996-01-12
Publication date: 1996-08-01
Anticipated expiration: 2016-01-13
Also published as: US6278362B1; DE19600938C2

Description

Diese Erfindung betrifft eine Fahrzustand-Überwachungsein richtung für Fahrzeuge, welche den Fahrzustand eines Fahrers des Fahrzeugs überwacht, und, wenn nötig, einen Alarm abgibt.

In der offengelegten japanischen Patentpublikation (Kokai) Nr. 5-85221 wird eine Fahrzustand-Überwachungseinrichtung vorgeschlagen, welche eine Verzögerung in der Reaktion eines Fahrers eines Fahrzeugs und die Differenz zwischen der tatsächlichen Position des Fahrzeugs und einer Fahrspur, auf welcher sich das Fahrzeug bewegt (Referenzposition des Fahrzeugs auf der Fahrspur), auf der Grundlage eines durch den Fahrer ausgeübten Lenkbetrags des Fahrzeugs und der Fahrzeuggeschwindigkeit auswertet und die ausgewertete Verzögerung in der Reaktion und die ausgewertete Differenz mit jeweiligen Referenzwerten, welche während normalen Fahrzuständen des Fahrers einzunehmen sind, vergleicht, um dabei den Fahrzustand des Fahrers zu überprüfen, beispiels weise in Hinblick auf ungewöhnliches Lenken, welches durch Schlaf oder verminderte Fahrtüchtigkeit des Fahrers aufgrund seiner Ermüdung verursacht ist.

Die vorgeschlagene Fahrzustand-Überwachungseinrichtung berechnet und schätzt die Differenz zwischen der tatsächli chen Position des Fahrzeugs auf der Fahrspur, auf welcher sich das Fahrzeug bewegt (Referenzposition des Fahrzeugs auf der Fahrspur), auf der Grundlage des durch den Fahrer ausgeübten Lenkbetrags des Fahrzeugs und der Fahrzeugge schwindigkeit, jedoch nicht auf der Grundlage von direkt mit dem Verhalten des Fahrzeugs in Bezug stehenden physikali schen Größen. Folglich kann aufgrund von Zuständen der Straßenoberfläche (z. B. Unregelmäßigkeiten und Neigung der Straßenoberfläche), einem Unterschied im Fahrkönnen zwischen einzelnen Fahrern (z. B. zwischen einem Anfänger und einem geübten Fahrer) usw. ein Fehler in der berechneten Differenz entstehen, was zu einer verringerten Genauigkeit in der Bestimmung des Fahrzustands des Fahrers führt.

Es ist Ziel der Erfindung, eine Fahrzustand-Überwachungsein richtung für ein Fahrzeug vorzusehen, welche in der Lage ist, das Verhalten des Fahrzeugs genauer zu erfassen, um somit den Fahrzustand des Fahrers mit erhöhter Genauigkeit zu bestimmen.

Um das obige Ziel zu erreichen, sieht die vorliegende Erfindung eine Fahrzustand-Überwachungseinrichtung für ein Fahrzeug zum Überwachen eines Fahrzustands eines Fahrers des Fahrzeugs vor, umfassend:
Verhaltensparameter-Erfassungsmittel, um einen Verhaltens parameter zu erfassen, welcher für einen mit einer Gierbewe gung oder/und Lateralbewegung des Fahrzeugs in Bezug stehen den Verhaltensbetrag kennzeichnend ist,
Fahrzeuggeschwindigkeit-Erfassungsmittel, um eine Geschwin digkeit des Fahrzeugs zu erfassen,
Referenz-Verhaltensparameter-Setzmittel, um einen Referenz-Ver haltensparameter auf der Grundlage von Änderungen des Verhaltensparameters zu setzen,
Lateralabweichungsverhaltensbetrag-Berechnungsmittel, um einen Lateralabweichungsverhaltensbetrag des Fahrzeugs auf der Grundlage des Verhaltensparameters, des Referenz-Verhal tensparameters und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu berechnen,
Fahrzustand-Bestimmungsmittel, um auf der Grundlage des Lateralabweichungsverhaltensbetrags zu bestimmen, ob der Fahrzustand des Fahrers normal ist oder nicht, und
Abnormalität-Bestimmungsmittel, welche auf eine durch die Fahrzustand-Bestimmungsmittel durchgeführte Bestimmung, daß der Fahrzustand des Fahrers nicht normal ist, ansprechen, um zu bestimmen daß der Fahrzustand des Fahrers abnormal ist.

Bevorzugterweise umfaßt die Fahrzustand-Überwachungsein richtung Fahrspurwechselabsicht-Bestimmungsmittel, um zu bestimmen, ob der Fahrer beabsichtigt, eine Fahrspur, auf welcher das Fahrzeug fährt, zu wechseln oder nicht, und die Abnormalität-Bestimmungsmittel bestimmen, daß der Fahrzu stand des Fahrers abnormal ist, wenn durch die Fahrspur wechselabsicht-Bestimmungsmittel bestimmt wird, daß der Fahrer nicht beabsichtigt, die Fahrspur zu wechseln, und gleichzeitig durch die Fahrzustand-Bestimmungsmittel be stimmt wird, daß der Fahrzustand des Fahrers nicht normal ist.

Bevorzugterweise bestimmen die Fahrzustand-Bestimmungsmittel auf der Grundlage einer Mehrzahl von zu verschiedenen Meßzeitpunkten erfaßten Daten, ob der Fahrzustand des Fahrers normal ist oder nicht.

Es ist ebenfalls bevorzugt, daß die Fahrzustand-Überwa chungseinrichtung Steuermittel aufweist, um die Referenz-Ver haltensparameter-Setzmittel zu veranlassen, den Referenz-Ver haltensparameter in Abhängigkeit von einer Änderung des durch das Lateralabweichungsverhaltensbetrag-Berechnungs mittel berechneten Lateralabweichungsverhaltensbetrags erneut zu setzen oder zu korrigieren.

Bevorzugterweise weist die Fahrzustand-Überwachungseinrich tung Warnmittel auf, welche auf die durch die Abnormalität-Be stimmungsmittel durchgeführte Bestimmung, daß der Fahr zustand des Fahrers abnormal ist, ansprechen, um eine Warnung abzugeben.

Es ist ebenfalls bevorzugt, daß die Fahrzustand-Überwa chungseinrichtung Fahrzeuggeschwindigkeit-Begrenzungsmittel aufweist, welche auf die durch die Abnormalität-Bestimmungs mittel durchgeführte Bestimmung, daß der Fahrzustand des Fahrers abnormal ist, ansprechen, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu begrenzen.

Alternativ weist die Fahrzustand-Überwachungseinrichtung eine an dem Fahrzeug installierte Ausrüstung zum direkten Einwirken auf den Fahrer auf, wobei die Einrichtung Fahr zeugausrüstungssteuermittel umfaßt, welche auf die durch die Abnormalität-Erfassungsmittel durchgeführte Bestimmung, daß der Fahrzustand des Fahrers abnormal ist, ansprechen, um die Ausrüstung zu steuern.

Das vorangehende und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Be schreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen klarer werden.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, welches die Anordnung einer Fahrzustand-Überwachungseinrichtung für ein Fahr zeug gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfin dung zeigt.

Fig. 2A bis 2E sind Diagramme, welche Änderungen in erfaßten Daten und auf der Grundlage der erfaßten Daten berechnete Parameter zeigen, wobei:

Fig. 2A Änderungen in einer Gierrate YR zeigt,

Fig. 2B Änderungen in einem Gierwinkel YA zeigt,

Fig. 2C Änderungen in einem modifizierten Gierwinkel YAM zeigt,

Fig. 2D Änderungen in einer differentiellen Lateralabwei chungsgröße DYK zeigt und

Fig. 2E Änderungen in einer Lateralabweichung YK zeigt.

Fig. 3 ist ein Flußdiagramm, welches ein Programm zum Ausführen der Überwachungsverarbeitung zeigt, welches durch einen in Fig. 1 auftretenden Mikro computer ausgeführt wird.

Fig. 4 ist ein Blockdiagramm, welches die Anordnung einer Fahrzustand-Überwachungseinrichtung für ein Fahr zeug gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt.

Fig. 5 ist ein Flußdiagramm, welches ein Programm zum Ausführen der Überwachungsverarbeitung zeigt, welches durch einen in Fig. 4 auftretenden Mikro computer ausgeführt wird.

Fig. 6 ist ein Blockdiagramm, welches die Anordnung einer Fahrzustand-Überwachungseinrichtung für ein Fahr zeug gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt.

Fig. 7 ist ein Flußdiagramm, welches ein Programm zum Ausführen der Überwachungsverarbeitung zeigt, welches durch einen in Fig. 6 auftretenden Mikro computer ausgeführt wird.

Fig. 8 zeigt ein Schema zur Verwendung bei der Bestimmung des Niveaus der Fahrtüchtigkeit des Fahrers.

Fig. 9 zeigt ein weiteres Schema zur Verwendung bei der Bestimmung des Niveaus der Fahrtüchtigkeit des Fahrers.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, welche Ausführungsformen der Erfindung zeigen, genauer beschrieben.

In Fig. 1 ist die Anordnung einer Fahrzustand-Überwachungs einrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer ersten Ausführungs form der Erfindung gezeigt. Die Einrichtung ist an dem Fahrzeug installiert, welches durch eine Antriebsmaschine, wie etwa einen Verbrennungsmotor oder einen Elektromotor, angetrieben ist und mit einem Lenkgriff oder Lenkrad ausge stattet ist. In der Figur bezeichnet Bezugsziffer 1 einen Mikrocomputer, welcher einen Eingang aufweist, an welchen ein Gierratensensor 10 zum Erfassen der Gierrate des Fahr zeugs, ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 12 zum Erfassen der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs und ein Blinkerschal ter 11 zum Erfassen der Absicht des Fahrers, die Fahrspur zu wechseln, angeschlossen sind. Der Mikrocomputer 1 weist einen Ausgang auf, an welchen eine Warnvorrichtung 24 zum Abgeben einer Warnung, falls dies während der Überwachung des Fahrzustands des Fahrers notwendig ist, angeschlossen ist. Die Warnvorrichtung kann beispielsweise durch eine Lampe, einen Summer oder einen Stimmengenerator gebildet sein.

Der Mikrocomputer 1 weist Funktionen auf, welche als funk tionale Blöcke in Fig. 1 dargestellt sind, dies sind ein Signalspeicherblock 14, ein Referenzlinien-Bestimmungsblock 16, ein Berechnungsblock 18 für die differentielle Lateral abweichungsgröße, ein Differenzberechnungsblock 20 und ein Entscheidungsblock 22.

Der Signalspeicherblock 14 speichert von den Sensoren 10, 12 und dem Schalter 11 stammende Eingangssignale und aktuali siert Gierratendaten und Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten, welche während einer vorbestimmten Zeitdauer T1 (z. B. 30 Sekunden) vor der gegenwärtigen Zeit erhalten wurden, jedesmal wenn eine vorbestimmte Zeitdauer T2 (z. B. 10 Sekunden) abgelaufen ist. Die aktualisierten Daten werden dem Referenzlinien-Bestimmungsblock 16 zugeführt.

Der Referenzlinien-Bestimmungsblock 16 integriert die eingegebene Gierrate (Fig. 2A) nach der Zeit, um einen Gierwinkel YA (Fig. 2B) zu erhalten, und berechnet ferner auf der Grundlage des Gierwinkels eine Referenzlinie (als unterbrochene Linie in Fig. 2B dargestellt). Diese Berech nung wird insbesondere durch ein wohlbekanntes Fehlerqua dratverfahren auf folgende Weise ausgeführt:

Es sei zum Beispiel angenommen, daß Gierwinkelwerte YA1, YA2 und YA3 an Zeitpunkten t1, t2 bzw. t3 erhalten wurden. Die Referenzlinie kann durch die folgenden linearen Ausdrücke approximiert werden:
YA1 = b1 + b2t1 + e1
YA2 = b1 + b2t2 + e2
YA3 = b1 + b2t3 + e3,
wobei e1 bis e3 verbleibende Differenzen darstellen und die Terme b1 und b2 derart bestimmt werden, daß die Summe der Quadrate der verbleibenden Differenzen e1 bis e3 minimal wird. Die Referenzlinie kann ebenso durch die folgenden quadratischen Ausdrücke approximiert werden:
YA1 = b1 + b2t1 + b3t1² + e1
YA2 = b1 + b2t2 + b3t2² + e2
YA3 = b1 + b2t3 + b3t3² + e3,
wobei die Terme b1 bis b3 derart bestimmt werden, daß die Summe der Quadrate der verbleibenden Differenzen e1 bis e3 minimal wird.

Ferner kann die Referenzlinie durch die folgenden kubischen Ausdrücke approximiert werden:
YA1 = b1 + b2t1 + b3t1² + b4t1³ + e1
YA2 = b1 + b2t2 + b3t2² + b4t2³ + e2
YA3 = b1 + b2t3 + b3t3² + b4t3³ + e3,
wobei die Terme b1 bis b4 derart bestimmt werden, daß die Summe der Quadrate der verbleibenden Differenzen e1 bis e3 minimal wird.

Wenn die Zahl der abgetasteten Datenpunkte größer ist, erhöht sich der Grad der Ausdrücke für eine genauere Ap proximierung auf eine ähnliche Weise weiter.

Bei der vorliegenden Ausführungsform wird zunächst die Referenzlinie durch die linearen Ausdrücke bestimmt, und dann wird ein modifizierter Gierwinkel YAM (Fig. 2C) berechnet, indem ein der Referenzlinie entsprechender Referenz-Gierwinkel von dem bestimmten Gierwinkel YA abgezo gen wird. Der berechnete modifizierte Gierwinkel YAM wird dem Berechnungsblock 18 für die differentielle Lateralabwei chungsgröße zugeführt.

Der Berechnungsblock 18 für die differentielle Lateralabwei chungsgröße berechnet eine differentielle Lateral abweichungsgröße DYK (Fig. 2D), indem der modifizierte Gierwinkel YAM und die Fahrzeuggeschwindigkeit V in die folgende Gleichung eingesetzt werden:
DYK = V × sin(YAM)

Wenn die Differenz zwischen dem Maximalwert DYKMAX der differentiellen Lateralabweichungsgröße DYK und der Minimal wert DYKMIN derselben gleich oder größer als ein vorbestimm ter Wert α1 ist, wird die Ordnung der Approximierung der Referenzlinie erhöht, um die Referenzlinie erneut zu be stimmen. Auf deren Grundlage wird die differentielle Late ralabweichungsgröße DYK erneut berechnet. Dieses Verfahren wird wiederholt ausgeführt, bis (DYKMAX - DYKMIN) < α1 erfüllt ist.

Der Differenzberechnungsblock 20 berechnet auf der Grundlage der differentiellen Lateralabweichungsgröße DYK eine Diffe renz ΔDIF1. Die Differenz ΔDIF1 wird beispielsweise als die Summe der in Fig. 2D gezeigten schraffierten Bereiche berechnet (ein Wert, welcher durch Integration des Absolut werts der differentiellen Lateralabweichungsgröße DYK nach der Zeit erhalten wird). Alternativ kann eine Standardabwei chung des DYK-Werts oder die Differenz zwischen dem Maximal wert des DYK-Werts und dem Minimalwert desselben verwendet werden.

Wenn die Differenz ΔDIF1 einen vorbestimmten Wert ΔDIFLIM1 übersteigt und gleichzeitig der Blinkerschalter 11 nicht betätigt ist, bedeutet dies, daß das Fahrzeug ohne die Absicht des Fahrers, die Fahrspur zu wechseln, von der Referenzlinie stark abgewichen ist, und folglich trifft der Entscheidungsblock 22 die Entscheidung, daß der Fahrzustand des Fahrers abnormal ist, wobei er ein Signal zum Anweisen der Warnvorrichtung 24, eine Warnung abzugeben, abgibt.

Wie vorangehend beschrieben, wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Referenzlinie auf der Grundlage des erfaßten Gierwinkels YA berechnet, und der Fahrzustand des Fahrers wird auf der Grundlage der Differenz ΔDIF1 beur teilt, welche für eine Abweichung von der Referenzlinie kennzeichnend ist und aus der differentiellen Lateralabwei chungsgröße DYK berechnet ist. Es ist somit möglich, un abhängig von den Zuständen der Straßenoberfläche und Unter schieden in dem Fahrkönnen zwischen verschiedenen Fahrern den Fahrzustand des Fahrers genau zu bestimmen. Ferner wird gemäß der Ausführungsform eine Warnung auch in Abhängigkeit von dem Betriebszustand des Blinkers abgegeben, was eine irrtümliche Beurteilung des Fahrzustands als abnormal verhindert, wenn ein Wechsel der Spur von dem Fahrer be absichtigt ist.

Fig. 3 zeigt eine durch den Mikrocomputer 1 zum Überwachen des Fahrzustands des Fahrers ausgeführte Steuerverarbei tungsroutine. Die Funktionen des Referenzlinien-Bestimmungs blocks 16, des Berechnungsblocks 18 für die differentielle Lateralabweichungsgröße, des Differenzberechnungsblocks 20 und des Entscheidungsblocks 22 sind durch die CPU des Mikrocomputers 1 realisiert.

Zunächst werden in einem Schritt S11, immer wenn die vor bestimmte Zeitdauer T2 abläuft, die während einer vorbe stimmten Zeitdauer T1 erfaßten Daten der Gierrate YR und der Fahrzeuggeschwindigkeit V eingelesen. Anschließend werden in Schritten S12 und S13 die Referenzlinie bzw. die differen tielle Lateralabweichungsgröße DYK unter Verwendung der Daten der Gierrate Y und der Daten der Fahrzeuggeschwindig keit V nach der vorangehend beschriebenen Art berechnet. Im folgenden Schritt S14 wird bestimmt, ob die Differenz zwischen dem Maximalwert DYKMAX der differentiellen Lateral abweichungsgröße DYK und dem Minimalwert DYKMIN derselben kleiner ist als der vorbestimmte Wert α1. Wenn (DYKMAX - DYKMIN) α1 ist, kehrt das Programm zu dem Schritt S12 zurück, wobei die Ordnung der Approximation um eine Ordnung erhöht wird, um die Referenzlinie erneut zu berechnen. Dieses Verfahren wird wiederholt ausgeführt, bis die Antwort auf die Frage des Schritts S14 zustimmend (JA) wird.

Wenn (DYKMAX - DYKMIN) < α1 in dem Schritt S14 erfüllt ist, schreitet das Programm zu Schritt 15 fort, in welchem die Differenz ΔDIF1 berechnet wird. Anschließend wird in einem Schritt S16 bestimmt, ob die Differenz ΔDIF1 gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ΔDIFLIM1 ist oder nicht. Wenn ΔDIF1 ΔDIFLIM1 ist, wird in einem Schritt S17 be stimmt, ob der Blinker betätigt ist oder nicht. Wenn ΔDIF1 < ΔDIFLIM1 ist oder wenn der Blinker betätigt ist, wird das Programm sofort beendet, wohingegen, wenn ΔDIF1 ΔDIFLIM1 ist und gleichzeitig der Blinker nicht betätigt ist, be stimmt wird, daß der Fahrzustand des Fahrers abnormal ist, und ein Signal zum Anweisen der Warnvorrichtung 24, eine Warnung abzugeben, wird ausgegeben.

Fig. 4 zeigt die Anordnung für eine Fahrzustand-Überwa chungseinrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Die Überwachungseinrichtung gemäß dieser Ausführungsform unterscheidet sich von der vorangehend beschriebenen ersten Ausführungsform nur darin, daß sie mit einem Lateralabweichung-Berechnungsblock 19 anstatt des Berechnungsblocks 18 für die differentielle Lateralabweichungsgröße versehen ist und der Differenzbe rechnungsblock 20 die Abweichung nicht auf der Grundlage der differentiellen Lateralabweichungsgröße berechnet, sondern auf der Grundlage der transversalen Abweichung.

Fig. 5 zeigt eine durch den Mikrocomputer 1 der vorliegen den Ausführungsform zum Überwachen des Fahrzustands des Fahrers ausgeführte Steuerverarbeitungsroutine. Die Funktion der vorlegenden Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die Routine der Fig. 5 beschrieben.

Zunächst werden ähnlich wie in den Schritten S11 und S12 der Fig. 3 in Schritten S21 und S22 Daten der Gierrate YR und der Fahrzeuggeschwindigkeit V gelesen, um damit die Refe renzlinie zu berechnen. In einem Schritt S23 wird die differentielle Lateralabweichungsgröße DYK auf der Grundlage des modifizierten Gierwinkels YAM und der Fahrzeuggeschwin digkeit V auf die vorangehend beschriebene Art berechnet, und anschließend wird die differentielle Lateralabweichungs größe DYK einer Zeitintegration unterworfen, d. h. nach der Zeit integriert, um damit eine Lateralabweichung YK (Fig. 2E) zu berechnen.

Anschließend wird in einem Schritt S24 bestimmt, ob die Differenz zwischen dem Maximalwert YKMAX der Transversal abweichung YK und dem Minimalwert YKMIN derselben kleiner ist als ein vorbestimmter Wert α2 oder nicht. Wenn (YKMAX - YKMIN) α2 ist, kehrt das Programm zu dem Schritt S22 zurück, wobei die Ordnung der Approximation um eine Ordnung erhöht wird, um die Referenzlinie erneut zu berechnen. Dieser Vorgang wird wiederholt ausgeführt, bis die Antwort auf die Frage in dem Schritt S24 zustimmend (JA) wird.

Wenn (YKMAX - YKMIN) < α2 im Schritt S24 erfüllt ist, schreitet das Programm zu Schritt 25 fort, in welchem eine Differenz ΔDIF2 berechnet wird. Die Differenz ΔDIF2 wird beispielsweise als die Summe der in Fig. 2E dargestellten schraffierten Flächen berechnet, welche durch Zeitintegra tion des Absolutwerts der Lateralabweichung YK erhalten wird. Alternativ kann eine Standardabweichung des YK-Werts oder die Differenz zwischen dem Maximum des YK-Werts und dem Minimalwert desselben verwendet werden.

Anschließend wird in einem Schritt S26 bestimmt, ob die Differenz ΔD1F2 gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ΔDTFLIM2 ist oder nicht. Wenn ΔDIF2 ΔDIFLIM2 ist, wird in einem Schritt S27 bestimmt, ob der Blinker betätigt ist oder nicht. Wenn ΔDIF2 < ΔDIFLIM2 ist oder wenn der Blinker betätigt ist, wird das Programm sofort beendet, wohingegen, wenn ΔDIF2 ΔDIFLIM2 ist und gleichzeitig der Blinker nicht betätigt ist, bestimmt wird, daß der Fahr zustand des Fahrers abnormal ist und ein Signal zum Anweisen der Warnvorrichtung 24, eine Warnung abzugeben, wird ausge geben.

Wie vorangehend beschrieben, wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Referenzlinie auf der Grundlage des erfaßten Gierwinkels YA berechnet, und der Fahrzustand des Fahrers wird auf der Grundlage der aus der Lateralabweichung YK, d. h. einer Abweichung des Fahrzeugs von der Referenzli nie, berechneten Differenz ΔDIF2 bestimmt. Deshalb ist es möglich, Ergebnisse ähnliche jenen der ersten Ausführungs form bereitzustellen.

Fig. 6 zeigt die Anordnung für eine Fahrzustand-Überwa chungseinrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Die Überwachungsanordnung gemäß dieser Ausführungsform unterscheidet sich von der vorangehend beschriebenen zweiten Ausführungsform nur darin, daß sie zusätzlich mit einem zwischen dem Differenzberech nungsblock 20 und dem Entscheidungsblock 22 eingefügten Bewertungsblock 21 für die Fahrtüchtigkeit des Fahrers versehen ist.

Fig. 7 zeigt eine durch den Mikrocomputer 1 der vorliegen den Ausführungsform zum Überwachen des Fahrzustands des Fahrers ausgeführte Steuerverarbeitungsroutine. Schritte S21 bis S25 in Fig. 7 sind mit den Schritten S21 bis S25 der Fig. 5 identisch, weshalb deren Beschreibung übergangen wird.

In einem Schritt S31 wird die Fahrtüchtigkeit des Fahrers auf der Grundlage der in dem Schritt S25 berechneten Diffe renz ΔDIF2 bewertet. Diese Bewertung wird auf folgende Weise ausgeführt.

Zunächst wird die Differenz ΔDIF2 m mal (z. B. 4 mal) auf der Grundlage von jeweils m Datenstücken der Gierrate YR und jeweiligen m Datenstücken der Fahrzeuggeschwindigkeit V, welche zu voneinander verschiedenen Abtastzeitpunkten abgetastet wurden, berechnet. Ein Mittelwert ΔDIFAVE der m Werte der Differenz ΔDIF2 und eine Standardabweichung σDIF davon werden berechnet. Anschließend wird die Fahrtüchtig keit des Fahrers, wie in Fig. 8 dargestellt, in Abhängig keit davon, ob der Mittelwert ΔDIFAVE größer ist als ein vorbestimmter Wert ΔDIFTH und ob die Standardabweichung σDIF größer ist als ein vorbestimmter Schwellenwert σTH, auf ein Niveau von Niveaus A bis D eingestuft. Wenn ΔDIFAVE ΔDIFTH ist und gleichzeitig σDIF σTH ist, was bedeutet, daß die Differenz im Mittel klein ist und geringfügige Variationen durchläuft, wird die Fahrtüchtigkeit des Fahrers am höchsten bewertet (Niveau A). Wenn auf der anderen Seite ΔDIFAVE < ΔDIFTH ist und gleichzeitig σDIF σTH, was bedeutet, daß die Differenz im Mittel groß ist und gleichzeitig geringe Variationen durchläuft, wird die Fahrtüchtigkeit des Fahrers am niedrigsten bewertet (Niveau D). Wenn ferner σDIF < σTH ist, wird angenommen, daß der Fahrer eine bessere Fahrtüch tigkeit hat, da der Mittelwert ΔDIFAVE geringer ist. Wenn folglich in diesem Fall ΔDIFAVE ΔDIFTH ist, wird die Fahrtüchtigkeit des Fahrers als auf dem Niveau B befindlich eingestuft, während sie als auf dem Niveau C befindlich eingestuft wird, wenn ΔDIFAVE < ΔDIFTH ist.

Ferner wird die Zahl NOV (= 0 bis m) der m ΔDIF2-Werte, welche einen vorbestimmten Wert überschreiten, bestimmt, und auf der Grundlage des NOV-Werts wird die Fahrtüchtigkeit des Fahrers auf eines der Niveaus E bis I eingestuft. Insbeson dere wird, wenn m = 4 ist, die Fahrtüchtigkeit des Fahrers entsprechend NOV = 0, 1, 2, 3, 4 auf die Stufen E, F, G, H bzw. I eingestuft.

Anschließend wird die Fahrtüchtigkeit des Fahrers auf der Grundlage der vorangehend beschriebenen Niveaus A bis D und E bis I synthetisch bestimmt. Insbesondere wird, wenn sich die Fahrtüchtigkeit des Fahrers auf dem Niveau A oder B und gleichzeitig auf dem Niveau E befindet, entschieden, daß die Fahrtüchtigkeit des Fahrers normal ist. Wenn die Fahrtüch tigkeit des Fahrers sich auf dem Niveau A oder B befindet und gleichzeitig auf dem Niveau F oder G, oder auf dem Niveau C und gleichzeitig auf dem Niveau E, F oder G, wird entschieden, daß die Fahrtüchtigkeit des Fahrers sich auf einem Warnniveau 1 befindet, und wenn dieselbe sich auf dem Niveau A, B oder C und gleichzeitig auf dem Niveau H oder I oder auf dem Niveau D befindet, wird entschieden, daß sich die Fahrtüchtigkeit des Fahrers auf einem Warnniveau 2 befindet.

Auf diese Weise wird die Fahrtüchtigkeit des Fahrers auf der Grundlage eines Mittelwerts aus einer Mehrzahl von Werten der Differenz ΔDIF2 und dem Ausmaß der Variation zwischen diesen bestimmt, womit es möglich ist, die Fahrtüchtigkeit des Fahrers genau zu bestimmen.

Es wird erneut auf Fig. 7 Bezug genommen. In einem Schritt S32 wird bestimmt, ob die Fahrtüchtigkeit des Fahrers gering ist oder nicht, und insbesondere ob die Fahrtüchtigkeit des Fahrers in dem Schritt S31 auf das Warnniveau 1 oder das Warnniveau 2 eingestuft wurde, oder nicht. Wenn die Antwort auf diese Frage zustimmend (JA) ist, wird in einem Schritt S33 bestimmt, ob der Blinker betätigt ist oder nicht. Wenn sich die Fahrtüchtigkeit des Fahrers weder auf dem Warnni veau 1 noch auf dem Warnniveau 2 befindet oder der Blinker betätigt ist, wird das Programm sofort beendet. Wenn sich andererseits die Fahrtüchtigkeit des Fahrers auf dem Warnni veau 1 ist oder auf Warnniveau 2 befindet und gleichzeitig der Blinker nicht betätigt ist, wird entschieden, daß der Fahrzustand des Fahrers abnormal ist, und ein Signal wird der Warnvorrichtung 24 zugeführt, um eine Warnung abzugeben.

Hierbei ist, wenn sich die Fahrtüchtigkeit des Fahrers auf Warnniveau 2 befindet, bevorzugt, daß beispielsweise die Warnung durch einen lauteren Ton gebildet ist, als in dem Fall, indem sie sich auf Warnniveau 1 befindet, oder durch Anschalten einer Warnlampe und gleichzeitigem Erklingen eines Summers. Ferner kann eine Sicherheitsoperation (eine Fail-Safe-Operation), wie etwa die Verzögerung des Fahr zeugs, angewandt werden, wenn sich die Fahrtüchtigkeit des Fahrers auf Warnniveau 2 befindet.

Gemäß der dritten Ausführungsform ist es, wie vorangehend beschrieben, durch Bestimmen der Fahrtüchtigkeit des Fahrers auf der Grundlage eines Mittelwerts aus einer Mehrzahl von Werten der Differenzgröße ΔDIF2 und der Variation zwischen diesen möglich, die Fahrtüchtigkeit des Fahrers genauer zu bestimmen oder einzustufen, was es ermöglicht, einen Warn vorgang und bevorzugterweise eine geeignetere Sicherheits aktion (Fail-Safe-Aktion) auszuführen.

Obwohl in der vorangehend beschriebenen Ausführungsform der Fahrer über seinen Sehsinn und/oder sein Gehör gewarnt wird, ist dies nicht einschränkend, denn es können auch Mittel der direkten Einwirkung auf den Fahrer angewandt werden, wie beispielsweise Vibrieren des Fahrersitzes oder Ausüben von Spannung auf den Sicherheitsgurt oder Ausstoß eines Parfüms oder Ändern des Betriebszustands einer an dem Fahrzeug vorgesehenen Klimaanlage. Dies stellt sicher, daß der Fahrer auf eine sicherere Weise im Hinblick auf seine nachgelasse ne Fahrtüchtigkeit gewarnt wird.

Obwohl in den vorangehenden Ausführungsformen die Gierrate durch den Gierratensensor 10 erfaßt wird, ist dies nicht einschränkend, denn die Gierrate kann auch auf der Grundlage von Ausgaben von Radgeschwindigkeitssensoren und des Fahr zeuggeschwindigkeitssensors oder auf der Grundlage von Ausgaben eines Lenkwinkelsensor zum Erfassen des Lenkwinkels des Lenkrads und eines Lateralbeschleunigungssensors, usw. berechnet werden.

Obwohl in den vorangehenden Ausführungsformen die Referenz linie aus dem Gierwinkel YA bestimmt wird, ist dies nicht einschränkend, denn sie kann auch aus der Gierrate YR oder der Lateralabweichung YK bestimmt werden.

Die vorliegende Erfindung stellt somit eine Fahrzustand-Über wachungseinrichtung für ein Fahrzeug bereit, welche einen Verhaltensparameter, der für einen Verhaltensbetrag kennzeichnend ist, welcher in Bezug zu wenigstens einer Gierbewegung oder/und einer Lateralbewegung des Fahrzeugs steht, und eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs erfaßt. Ein Referenz-Verhaltensparameter wird auf der Grundlage von Änderungen des Verhaltensparameters gesetzt. Ein Lateral abweichungsverhaltensbetrag des Fahrzeugs wird auf der Grundlage des Verhaltensparameters, des Referenz-Verhaltens parameters und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs berechnet. Es wird auf der Grundlage des Lateralabweichungsverhaltens betrags bestimmt, ob der Fahrzustand des Fahrers normal ist oder nicht. In Antwort auf eine Bestimmung, daß der Fahr zustand des Fahrers nicht normal ist, wird bestimmt, daß der Fahrzustand des Fahrers abnormal ist.

Claims

1. Fahrzustand-Überwachungseinrichtung für ein Fahrzeug zum Überwachen eines Fahrzustands eines Fahrers des Fahrzeugs, umfassend:

- Verhaltensparameter-Erfassungsmittel (10), um einen Verhaltensparameter zu erfassen, welcher für einen mit einer Gierbewegung oder/und Late ralbewegung des Fahrzeugs in Bezug stehenden Verhaltensbetrag kennzeichnend ist,
- Fahrzeuggeschwindigkeit-Erfassungsmittel (12), um eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu erfassen,
- Referenz-Verhaltensparameter-Setzmittel (16), um einen Referenz-Verhaltensparameter auf der Grund lage von Änderungen des Verhaltensparameters zu setzen,
- Lateralabweichungsverhaltensbetrag-Berechnungs mittel (18), um einen Lateralabweichungsverhal tensbetrag des Fahrzeugs auf der Grundlage des Verhaltensparameters, des Referenz-Verhaltens parameters und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu berechnen,
- Fahrzustand-Bestimmungsmittel (22), um auf der Grundlage des Lateralabweichungsverhaltensbetrags zu bestimmen, ob der Fahrzustand des Fahrers normal ist oder nicht, und
- Abnormalität-Bestimmungsmittel (22), welche auf eine durch die Fahrzustand-Bestimmungsmittel durchgeführte Bestimmung, daß der Fahrzustand des Fahrers nicht normal ist, ansprechen, um zu bestimmen daß der Fahrzustand des Fahrers abnor mal ist.

2. Fahrzustand-Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Fahrspurwechselabsicht-Be stimmungsmittel (11) vorgesehen sind, um zu bestim men, ob der Fahrer beabsichtigt, eine Fahrspur, auf welcher das Fahrzeug fährt, zu wechseln oder nicht, und daß die Abnormalität-Bestimmungsmittel (22) be stimmen, daß der Fahrzustand des Fahrers abnormal ist, wenn durch die Fahrspurwechselabsicht-Bestimmungsmit tel (11) bestimmt wird, daß der Fahrer nicht beab sichtigt, die Fahrspur zu wechseln, und gleichzeitig durch die Fahrzustand-Bestimmungsmittel (22) bestimmt wird, daß der Fahrzustand des Fahrers nicht normal ist.

3. Fahrzustand-Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzustand-Be stimmungsmittel (22) auf der Grundlage einer Mehr zahl von zu verschiedenen Meßzeitpunkten erfaßten Daten bestimmen, ob der Fahrzustand des Fahrers normal ist oder nicht.

4. Fahrzustand-Überwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Steuer mittel vorgesehen sind, um die Referenz-Verhaltens parameter-Setzmittel (16) zu veranlassen, den Referenz-Verhaltensparameter in Abhängigkeit von einer Änderung des durch das Lateralabweichungsverhaltens betrag-Berechnungsmittel (18) berechneten Lateralab weichungsverhaltensbetrags erneut zu setzen oder zu korrigieren.

5. Fahrzustand-Überwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Warn mittel (24) vorgesehen sind, welche auf die durch die Abnormalität-Bestimmungsmittel (22) durchgeführte Bestimmung, daß der Fahrzustand des Fahrers abnormal ist, ansprechen, um eine Warnung abzugeben.

6. Fahrzustand-Überwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Fahr zeuggeschwindigkeit-Begrenzungsmittel vorgesehen sind, welche auf die durch die Abnormalität-Bestimmungsmit tel (22) durchgeführte Bestimmung, daß der Fahrzustand des Fahrers abnormal ist, ansprechen, um die Geschwin digkeit des Fahrzeugs zu begrenzen.

7. Fahrzustand-Überwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug eine an dem Fahrzeug installierte Ausrüstung zum direkten Einwirken auf den Fahrer umfaßt, wobei die Einrichtung Fahrzeugausrüstungssteuermittel umfaßt, welche auf die durch die Abnormalität-Erfas sungsmittel (22) durchgeführte Bestimmung, daß der Fahrzustand des Fahrers abnormal ist, ansprechen, um die Ausrüstung zu steuern.