DE102004056027A1

DE102004056027A1 - Verfahren und Fahrzeugassistenzsystem zur Verhinderung von Kollisionen oder Verminderung der Kollisionsstärke eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102004056027A1
Application number: DE102004056027A
Authority: DE
Inventors: Bernd Dipl.-Ing. Danner; Thomas Dipl.-Ing. Dohmke; Jörg Dipl.-Ing. Hillenbrand; Volker Dr.-Ing. Schmid; Andreas Dr.-Ing. Spieker
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2004-11-20
Filing date: 2004-11-20
Publication date: 2006-05-24
Also published as: WO2006053652A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Verhinderung von Kollisionen oder Verminderung der Kollisionsstärke eines Fahrzeuges mit den Schritten bereit: Erfassen der Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung des Fahrzeuges; Detektieren der Lage von Objekten im Fahrzeugumfeld; Erfassen der Geschwindigkeit und der Bewegungsrichtung der Objekte relativ zum Fahrzeug; Vorausberechnen der zukünftigen Lage der Objekte relativ zum Fahrzeug; Bewerten der gegenwärtigen und zukünftigen Lage der Objekte relativ zum Fahrzeug; Ausgabe einer Warnung an den Fahrer und/oder Durchführen eines automatischen Lenk- und/oder Bremseingriffs durch ein Assistenzsystem des Fahrzeugs in Abhängigkeit der Bewertung, wenn eine Kollision mit einem Objekt gemäß der Bewertung ohne Systemeingriff unausweichlich ist. Die vorliegende Erfindung stellt ebenfalls Fahrzeugassistenzsystem zur Verhinderung von Kollisionen oder Verminderung der Kollisionsstärke eines Fahrzeuges bereit.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Fahrzeugassistenzsystem zur Verhinderung von Kollisionen oder Verminderung der Kollisionsstärke eines Fahrzeugs.

Zur Vermeidung von Kollisionen von Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, bzw. zur Verminderung der Kollisionsstärke, sind Verfahren und Vorrichtungen bekannt, welche bei der Bewertung der über Sensoren generierten Umgebungsinformationen lediglich auf das die Hauptgefährdung darstellende Objekt, z.B. ein Fahrzeug, das Hauptaugenmerk richtet. Ein solches automatisches Bremssystem eines Radmotorfahrzeugs ist in der EP 1 323 603 A2 beschrieben.

Dieses bekannte System weist einen Kollisionsvermeidungsbeurteilungsabschnitt auf, welcher auf einer relativen Verbindung zwischen dem eigenen Fahrzeug und einem voranfahrenden Fahrzeug basiert. Auf jener Basis wird eine Beurteilung ausgeführt, ob eine mögliche Kollision durch die Betätigung des Lenkrades und eines Bremspedals vermeidbar ist oder nicht.

Darüber hinaus verfügt dieses bekannte System über einen Kollisionsvermeidungsschätzabschnitt, welcher basierend auf der relativen Verbindung eine Schätzung ausführt, ob nach dem Ablauf einer vorbestimmten Zeit von der Zeit der Detektion der relativen Verbindung eine mögliche Kollision durch Betätigen zumindest des Lenkrades und/oder des Bremspedals vermeidbar ist. Wenn der Kollisionsvermeidungsschätzabschnitt schätzt, dass die mögliche Kollision vermeidbar ist, wird eine niedrigere Bremskraft erzeugt, und wenn der Kollisionsvermeidungsbeurteilungsabschnitt beurteilt, dass die mögliche Kollision unvermeidbar ist, wird eine höhere Bremskraft erzeugt. Bei der Abschätzung bzw. Beurteilung der Verkehrssituation wird dabei jedoch lediglich das vorausfahrende bzw. vorangehende Fahrzeug erfasst und fließt bei der Beurteilung der Verkehrssituation mit ein.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und ein Fahrzeugassistenzsystem zur Verhinderung von Kollisionen oder Verminderung der Kollisionsstärke eines Fahrzeugs bereitzustellen, wodurch die Sicherheit der Fahrzeuginsassen weiter gesteigert wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Fahrzeugassistenzsystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15 gelöst.

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee besteht insbesondere darin, Informationen über das Umfeld des Fahrzeugs, nicht nur über ein die Hauptgefährdung darstellendes Objekt bzw. Fahrzeug, zu nutzen. Diese Umfeldinformationen werden erfasst und bewertet, um explizit bekannte Freiräume zum Ausweichen gegebenenfalls unter Reduktion der Geschwindigkeit des Fahrzeugs oder explizit bekannte Objekte bzw. Fahrzeuge, die ein Ausweichen in eine bestimmte oder eine beliebig mögliche Richtung ausschließen, zu identifizieren.

Dadurch wird das Eingreifen eines Fahrzeugassistenzsystems beispielsweise durch Warnhinweise an den Fahrer oder durch konkrete Brems- und/oder Lenkeingriffe umfassend an eine akute Verkehrssituation angepasst.

In der vorliegenden Erfindung wird das eingangs erwähnte Problem insbesondere dadurch gelöst, dass ein Verfahren zur Verhinderung von Kollisionen oder Verminderung der Kollisionsstärke eines Fahrzeugs mit den Schritten bereitgestellt wird:

– Erfassen zumindest der Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung des Fahrzeugs als Bewegungsgrößen des Fahrzeugs;
– Detektieren der Lage von Objekten im Fahrzeugumfeld;
– Erfassen zumindest der Geschwindigkeit und der Bewegungsrichtung der Objekte relativ zum Fahrzeug als Bewegungsgrößen der Objekte;
– Vorausberechnen der zukünftigen Lage der Objekte relativ zum Fahrzeug anhand der erfassten Bewegungsgrößen;
– Bewerten der gegenwärtigen und zukünftigen Lage der Objekte relativ zum Fahrzeug; und
– Ausgabe einer Warnung an den Fahrer, um ihn zum Lenken und/oder Bremsen des Fahrzeugs aufzufordern, oder Durchführung eines automatischen Lenk- und/oder Bremseingriffs durch ein Assistenzsystem des Fahrzeugs in Abhängigkeit der vorangehenden Bewertung, wenn eine Kollision mit einem Objekt gemäß der vorangehenden Bewertung ohne Systemeingriff unausweichlich ist.

In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des vorliegenden Erfindungsgegenstandes.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung erfolgt die Vorausberechnung der zukünftigen Lage der Objekte relativ zum Fahr zeug mittels eines rekursiven Filters, insbesondere mittels eines Kalman-Filters. Der Einsatz eines Kalman-Filters zur Prädiktion der Bewegung eines Fahrzeugs bzw. eines Objektes ermöglicht eine einfach realisierbare Vorausberechnung. Neben einem herkömmlichen Kalman-Filter ist auch der Einsatz anderer Tracking und Filterverfahren denkbar, beispielsweise der Einsatz von so genannten Extended Kalman-Filtern, Unscented Kalman-Filtern oder Partikel-Filtern.

Die Genauigkeit der Vorausberechnung der zukünftigen Position der Objekte lässt sich verbessern, indem weitere Bewegungsgrößen des Fahrzeugs und/oder der Objekte erfasst und bei der Vorausberechnung berücksichtigt werden, beispielsweise die Beschleunigung Fahrzeugs bzw. die Beschleunigung der Objekte.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung erfolgt die Erfassung der Geschwindigkeit und der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs mittels Raddrehzahlsensoren, vorzugsweise unter Zuhilfenahme von Sensorinformationen eines Gierratensensors, sowie von Fahrzeuglängs- und oder Querbeschleunigungssensoren. Dies birgt den Vorteil, die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Bewegungsrichtung des Fahrzeuges auch noch während eines Schleudervorganges oder eines beginnenden Schleudervorganges des Fahrzeuges erfassen zu können, um die Fahrzeuglage relativ zu den das Fahrzeug umgebenden Objekten für eine Vorausberechnung bestimmen zu können.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung fließt mehr als ein erfasstes Objekt in die Bewertung der zukünftigen Lage der Objekte relativ zum Fahrzeug mit ein. Somit sind eventuelle Ausweichräume für das Fahrzeug nicht nur unter dem die Hauptgefährdung darstellenden Objekt berücksichtigt, sondern werden nach Möglichkeit alle in der Peripherie des Fahrzeugs liegende Objekte bei der Berechnung eines Brems- bzw. Aus weichmanövers des Fahrzeugs mit einkalkuliert.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung erfolgt die Detektion der Lage von Objekten im Fahrzeugumfeld mittels Radar-, Lidar-, Video- und/oder Ultraschallsensoren. Auf diese Weise können vorteilhaft Objekte in ihrer Lage bezüglich des Fahrzeugs über optische Sensoren (Lidar-, Videosensoren) und/oder hochfrequenztechnische Sensoren (Radar-, Ultraschallsensoren) identifiziert werden, wobei gegebenenfalls eine Kombination der Sensoren zum Einsatz kommt, wie beispielsweise eine Videosensorik zur Erfassung der Lage und Bewegung der Objekte relativ zum Fahrzeug und einer Radarsensorik zur Erfassung der Geschwindigkeit und des Abstandes relativ zum Fahrzeug. Zusätzlich kann auch noch ein satellitengestütztes Navigationssystem, insbesondere das GPS- oder Galileo-System, zum Einsatz kommen, das anhand einer elektronischen Straßenkarte Informationen über stehende Objekte am Straßenrand, über die Straßenführung und über die Anzahl der Fahrspuren liefern kann. Diese Zusatzinformationen können in die Bewertung der Lage der detektierten Objekte und in die Vorausberechnung der zukünftigen Lage der Objekte hineinfließen und somit einer genauere Bewertung oder eine genauere Vorausberechnung der zukünftigen Lage der Objekte ermöglichen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung erfolgt ausschließlich eine Betätigung der Lenkeinrichtung des Fahrzeugs oder eine Betätigung der Bremseinrichtung des Fahrzeugs oder eine kombinierte Betätigung der Lenk- und Bremseinrichtung des Fahrzeugs. Bewertet das Fahrzeugassistenzsystem die Verkehrssituation der Gestalt, dass ein Bremsvorgang zu einer Unfallvermeidung nicht beitragen könnte, gegebenenfalls bei glatter Fahrbahn, jedoch ein am Objekt vorbeiführendes Lenkmanöver Erfolg verspricht, so wird lediglich ein solches durchgeführt. Ist ein Ausweichen aufgrund der Objekte um das Fahrzeug, die bereits in der direkten Peripherie des Fahrzeugs gegeben sind, oder sich dieser entsprechend nähern, nicht möglich, so bleibt lediglich die Betätigung der Bremseinrichtung, selbst wenn ein Unfall damit nicht mehr vermieden werden kann, um zumindest die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Fahrzeug und dem in Bewegungsrichtung des Fahrzeugs liegenden Objekt zu minimieren.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung werden bei der Betätigung der Bremseinrichtung einzelne Räder des Fahrzeugs selektiv und unabhängig voneinander gebremst. Vorteilhaft dabei ist insbesondere, dass durch das gezielte Abbremsen nur eines Rades das Fahrzeug stabilisiert oder auch bewusst in Rotation um seine Hochachse versetzt werden kann, um in einen Freiraum zur Vermeidung einer Kollision manövriert zu werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung werden durch ein aktives Fahrwerksystem zur Wank- und Nickstabilisierung des Fahrzeugs durch Verspannen des Fahrwerks Radaufstandskräfte an den Räder mindestens einer Radachse derart beeinflusst, dass aufgrund eines eingestellten Vorspurwinkel an den Rädern unterschiedliche Seitenkräfte erzeugt werden und ein daraus resultierendes Giermoment aufgebaut wird. Dieses Giermoment kann als Lenkeingriff gezielt aufgebaut werden, um das Fahrzeug zur Kollisionsvermeidung in einen Freiraum zu manövrieren.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung findet vor dem Betätigen der Lenk- und/oder der Bremseinrichtung des Fahrzeugs durch das Assistenzsystem eine Bewertung statt, mit welchem Objekt für eine gegebenenfalls selbst bei einem Eingriff des Assistenzsystems unausweichlichen Kollision als Kollisionsgegner die geringsten Kollisionsfolgen, insbesonde re Personenschäden, auftreten. Weiterhin kann die Bewertung eine Klassifikation der Objekte vorsehen, beispielsweise dahingehend, ob es sich hierbei um ein stehendes oder bewegtes Objekt handelt oder um eine Person, einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen, eine Leitplanke, eine Tunnelwand etc. Dies birgt den Vorteil, dass das System in einem Worst-Case-Szenario, d.h. bei einem zwangsläufigen unausweichlich bevorstehenden Unfall, vom Fahrzeugassistenzsystem das Objekt als Unfallgegner selektiert wird, bei welchem die geringsten Unfallfolgen für beteiligte Personen zu erwarten sind.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird bei einer nach der Bewertung als unausweichlich identifizierten Kollision der Kollisionsgegner mit der geringsten relativen Geschwindigkeit zum Fahrzeug durch das Assistenzsystem ausgewählt. Durch diese Auswahl werden vorteilhaft die möglichen Unfallfolgen minimiert.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird bei der Bewertung eine durch das Assistenzsystem zu bewirkende Betätigung der Lenk- und/oder Bremseinrichtung des Fahrzeugs mit eingerechnet. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass eine mögliche Bremsung oder ein Ausweichmanöver, welches vom Fahrzeugassistenzsystem durchgeführt wird, in die Berechnung bzw. Bewertung der Verkehrssituation, d.h. insbesondere die Bewegungstrajektorien der Objekte mit eingerechnet wird, um eine Kollision zu vermeiden oder die Kollisionsfolgen abzuschwächen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung werden die maximale Querbeschleunigung und/oder die maximale Verzögerung des Fahrzeugs als Grenzwerte der Haftung bei der Bewertung vor der Betätigung der Lenk- und/oder Bremseinrichtung durch das Assistenzsystem berücksichtigt. Bei der Bewertung der Verkehrssituation, insbesondere der zukünftigen Lage der Objekte relativ zum Fahrzeug werden folglich nur für das Fahrzeug physikalisch mögliche Verzögerungen bzw. Lenkkorrekturen durch das Assistenzsystem mit eingerechnet. Ein kontrollierter stabiler Fahrzeugzustand wird so auf vorteilhafte Weise bereitgestellt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird bei der Grenzwertberücksichtigung in der Bewertung der Reibwert der Fahrbahn mit eingerechnet, insbesondere wird zwischen trockener und nasser Fahrbahn unterschieden. Die Haftreibung der Reifen des Fahrzeugs auf der Fahrbahn wird insbesondere durch Feuchtigkeit auf der Fahrbahn bedeutsam herabgesetzt, woraus die Möglichkeit nur noch einer reduzierten Bremsverzögerung und eines weniger harten Ausweichmanövers durch das Fahrzeugassistenzsystem resultiert. Zur Erkennung einer nassen Fahrbahn besteht beispielsweise die Möglichkeit auf Informationen eines Regensensors zur Scheibenwischersteuerung zuzugreifen, wodurch direkter Regen oder Sprühwasser identifiziert werden kann, um im Fahrzeugassistenzsystem den Parametersatz für eine feuchte Fahrbahn einzusetzen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung erfolgt eine Betätigung der Lenkeinrichtung des Fahrzeugs nur, wenn dadurch eine Kollision mit einem Objekt vermieden oder in seiner Stärke vermindert werden kann. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass ein Eingriff in das Lenksystem unterbleibt, wenn keine Chance eines Ausweichens mehr besteht und lediglich ein Bremseingriff zur Verminderung der Unfallfolgen zweckdienlich ist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung steht das Assistenzsystem des Fahrzeugs mit Assistenzsystemen von Objekten, insbesondere anderer Fahrzeuge, in Verbindung und nimmt mit diesen eine gemeinsame Bewertung vor, so dass das Fahrzeug und die Objekte aufeinander abgestimmte Lenk- und/oder Bremseingriffe durch deren Assistenzsysteme durchführen. Durch die vorteilhafte Verknüpfung der Fahrzeugassistenzsysteme, welche miteinander Informationen austauschen und einen auf einer gemeinsamen Bewertung der Verkehrssituation basierenden Lenk- und/oder Bremseingriff des Fahrzeugs sowie der anderen Fahrzeuge vornehmen, kann ein koordiniertes Brems-/Ausweichmanöver anhand der Verkehrssituation beteiligter Fahrzeuge mit Fahrzeugassistenzsystem erfolgen.

In den Zeichnungen sind Verkehrssituationen zur Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen:
1 Eine schematische Darstellung einer Verkehrssituation in Draufsicht zur Erläuterung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 eine schematische Darstellung einer weiteren Verkehrssituation zur Erläuterung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 eine schematische Draufsicht einer Verkehrssituation mit einer sich ergebenden zusätzlichen Fahrbahn zur Erläuterung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
4 eine schematische Draufsicht einer Verkehrssituation mit drei Fahrspuren zur Erläuterung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Bestandteile.
In der schematischen Draufsicht einer Verkehrssituation in 1 ist ein Fahrzeug 10 dargestellt. Das Fahrzeug 10 befindet sich auf der linken Spur C einer mit zwei Fahrspuren B, C und einer Standspur A versehenen Straße, welche lateral von Leitplanken 11 begrenzt ist. Das Fahrzeug 10 weist ein Assistenzsystem auf, welches unter Verwendung umgebungserfassender Sensoren, wie beispielsweise Radar-, Lidar-, Video-, und/oder Ultraschallsensoren, Objekte inklusive deren Bewegung, Fahrspuren und Freiräume im Fahrzeugumfeld detektiert. Darüber hinaus weist das Assistenzsystem des Fahrzeugs 10 eine Einrichtung zur Erfassung der Geschwindigkeit- und Bewegungsrichtung des Fahrzeugs 10 und eine Einrichtung zum Erfassen der Geschwindigkeit und der Bewegungsrichtung von Objekten 11, 12, 13, 14 in der Fahrzeugperipherie zumindest relativ zum Fahrzeug auf.
Darüber hinaus ist eine Rechnereinheit zum Vorausberechnen der zukünftigen Lage der Objekte 11, 12, 13, 14 zumindest relativ zum Fahrzeug Teil des Assistenzsystems des Fahrzeugs 10. Dabei werden sowohl die Objekte 11, 12, 13, 14 als auch die sich entsprechend ergebenden Freiräume beispielsweise durch ein Kalman-Filter oder andere Tracking-Verfahren inklusive einer Prädiktion ihrer Lage und Bewegung, d.h. der Bewegungstrajektorien in nächster Zukunft, d.h. etwa bis zu 20 Sekunden im Voraus, berechnet. Daraufhin erfolgt eine Bewertung der gegenwärtigen und der vorausberechneten zukünftigen Lage der Objekte 11, 12, 13, 14 und entsprechend der Freiräume relativ zum eigenen Fahrzeug 10 im Hinblick auf deren Einfluss bezüglich der verbleibenden Handlungsmöglichkeiten des Fahrers, wenn er einen Warnhinweis vom Assistenzsystem erhält und/oder des Assistenzsystems durch einen selbsttätigen Brems- und/oder Lenkeingriff, um Kollisionen zu vermeiden bzw. die Kollisionsfolgen zu vermindern. Somit erfolgt eine Berücksichtigung der Bewertung der gegenwärtigen und der vor ausberechneten zukünftigen Lage der Objekte 11, 12, 13, 14 relativ zum Fahrzeug 10.
Bei einem derartigen Assistenzsystem zur Kollisionsvermeidung bzw. Verminderung der Kollisionsstärke sind sowohl Brems- als auch Ausweichmanöver als mögliche Eingriffe sowohl des Fahrers als auch des Assistenzsystems für sich in Betracht zu ziehen. Insbesondere muss die Berechnung von sinnvollen Warn- oder Eingreifzeitpunkten für bzw. durch das Assistenzsystem des Fahrzeugs 10 situationsabhängig abgeschätzt werden, welche der beiden möglichen Aktionen Bremsen oder Ausweichen oder eine Kombination aus beiden noch eine Kollision vermeiden kann.
Zur Charakterisierung beider Möglichkeiten werden z. B. zwei Zeiten ttb, d.h. die verbleibende Zeit bis zur letztmöglichen Kollisionsvermeidung durch Bremsen, und tta, d.h. die verbleibende Zeit bis zur letztmöglichen Kollisionsvermeidung durch Ausweichen, eingesetzt. Insbesondere bei höheren Geschwindigkeiten kann meist noch ausgewichen werden, wenn die verbleibende Zeit nicht mehr für eine Bremsung ausreicht. Durch eine umfassendere Nutzung der Umgebungsinformationen, d.h. insbesondere einer detaillierteren Erfassung von Objekten im Fahrzeugumfeld inklusive deren Bewegung, können gewisse Handlungsoptionen ausgeschlossen werden. Die entsprechend eingeengten Möglichkeiten eines Eingriffs durch den Fahrer angezeigt durch das Assistenzsystem oder automatisiert durch das Assistenzsystem können entsprechend berücksichtigt werden.
Gemäß der Verkehrssituation in 1 bewegen sich die Fahrzeuge 12 und 13 auf der rechten Fahrspur B in etwa mit gleicher Geschwindigkeit. Das vor dem mit dem Assistenzsystem ausgestattete Fahrzeug 10 befindliche Fahrzeug 14 auf der linken Fahrspur C ist deutlich langsamer als das Fahrzeug 10. Aufgrund der linken Leitplanke 11 und der weiteren Fahrzeuge 12, 13 auf der rechten Fahrspur B besteht für das auf das vorausfahrende Fahrzeug 14 auffahrende Fahrzeug 10 nicht die Möglichkeit nach links oder rechts auszuweichen, um eine Kollision aufgrund des Geschwindigkeitsüberschusses des Fahrzeugs 10 zu umgehen. In der Verkehrssituation gemäß 1 scheidet ein Ausweichen somit aus, d.h. die Zeit tta kann nicht berücksichtigt werden. Das Assistenzsystem des Fahrzeugs kann somit lediglich die Zeit ttb verwenden, d.h. lediglich ein Bremsmanöver durchführen, um eine Kollision mit dem vorausfahrenden Fahrzeug 14 zu vermeiden. Um zu diesem Bewertungsschluss zu kommen, ist es erforderlich, dass das Fahrzeug 10 mit Assistenzsystem neben dem vorausfahrenden Fahrzeug 14 und der Geschwindigkeitsdifferenz zwischen beiden Fahrzeugen auch die Objekte 12 und 13 (Fahrzeuge), sowie die Leitplanke 11 als Objekt erfasst.
Die schematische Draufsicht der Verkehrssituation gemäß 2 zeigt das Fahrzeug mit Assistenzsystem 10 auf der linken Fahrspur C, welches sich mit einem Geschwindigkeitsüberschuss einem vorausfahrenden Fahrzeug 13 annähert. Auch gemäß 2 liegt eine zweispurige Fahrbahn mit den Fahrspuren B und C sowie einem Standstreifen A begrenzt durch eine linke und rechte Leitplanke 11 zugrunde. Gemäß 2 nähert sich jedoch von hinten auf der rechten Fahrspur B ein weiteres Fahrzeug 12 an, welches eine noch höhere Geschwindigkeit als das Fahrzeug 10, insbesondere als das Fahrzeug 13 aufweist. Das Assistenzsystem des Fahrzeugs 10 erfasst neben der linken Leitplanke 11, welche ein Ausweichen nach links ausschließt, und dem langsameren vorausfahrenden Fahrzeug 13 auf der gleichen linken Fahrspur C ebenfalls das sich von hinten auf der rechten Fahrspur B schnell nähernde Fahrzeug 12.
Das Assistenzsystem des Fahrzeugs 10 bewertet die Verkehrssituation gemäß 2 dahingehend, dass weder ein Ausweichen nach links aufgrund der Leitplanke 11 noch ein Ausweichen nach rechts aufgrund des sich von hinten schnell nähernden Fahrzeugs 12 auf der rechten Fahrspur B in Betracht zu ziehen sind und folglich lediglich ein Bremsmanöver in Frage kommt. Sollte die von der Bremseinrichtung generierte Verzögerung nicht ausreichen, um eine Kollision mit dem vorausfahrenden Fahrzeug 13 zu vermeiden, welches vom Assistenzsystem vorzugsweise mit berücksichtigt wird, so erfolgt dennoch kein Spurwechsel (angezeigt für den Fahrer oder automatisiert) durch das Assistenzsystem des Fahrzeugs 10, und eine Kollision unter Vollbremsung bzw. Notbremsung des Fahrzeugs 10 mit dem Fahrzeug 13 wird in Kauf genommen.
Der schematischen Verkehrssituation in der Draufsicht gemäß 3 lieg zunächst die dieselbe Situation vor, wie nach 2, wobei in naher Zukunft neben den beiden Fahrspuren B und C eine zusätzliche Fahrspur D beginnt, auf welche ausgewichen werden kann. Das Assistenzsystem im Fahrzeug 10 erkennt die sich demnächst auftuende weitere Fahrspur D, um dem langsameren Fahrzeug 13 auf der Fahrspur C durch ein Ausweichen auf Spur D nicht gefährlich nahe zu kommen, ohne die rechts befindliche Fahrspur B zu benutzen, auf welcher sich ein Fahrzeug 12 mit hoher Geschwindigkeit von hinten annähert. Neben einer Bremsung des Fahrzeugs 10 durch den Fahrer gegebenenfalls nach einem Warnhinweis durch das Assistenzsystem oder einer automatischen Bremsung durch das Assistenzsystem besteht gemäß 3 also zusätzlich die Möglichkeit eines Ausweichens, d.h. die Zeit tta ist neben der Zeit ttb für die Bremsung ebenfalls zu beachten.
Die schematische Verkehrssituation in Draufsicht gemäß 4 zeigt das Fahrzeug 10, welches über ein Assistenzsystem ver fügt, auf der mittleren Fahrspur C einer Straße mit drei Fahrspuren B, C, D und einer Standspur A, welche wiederum von zwei Leitplanken 11 links und rechts begrenzt wird. Die Fahrzeuge 12, 13, 14 auf der rechten Fahrspur B weisen in etwa die gleiche Geschwindigkeit auf. Das Fahrzeug 10 mit Assistenzsystem ist schneller als das vorausfahrende Fahrzeug 15 auf der mittleren Fahrspur C. Neben diesen Gegebenheiten erfasst das Assistenzsystem des Fahrzeugs 10 darüber hinaus das sich von hinten auf der linken Fahrspur D schnell nähernde Fahrzeug 16, welches zum aktuellen Zeitpunkt ein dem Fahrzeug 15 ausweichendes Fahrmanöver des Fahrzeugs 10 auf die linke Fahrspur D unmöglich macht. Bei der Erfassung und Bewertung erfolgt über die aktuelle Situation hinaus auch eine prädiktive Bewertung der Verkehrssituation in naher Zukunft, aus welcher sich ergibt, dass das Fahrzeug 16 auf der linken Spur D bereits das Fahrzeug 10 und das Fahrzeug 15 auf der mittleren Fahrspur C überholt haben wird und die Fahrspur D somit für ein Ausweichmanöver des Fahrzeugs 10 wieder frei sein wird, noch bevor es zu einer Kollision zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug 15 und dem Fahrzeug 10 auf der mittleren Fahrspur C gekommen ist. Gegebenenfalls ist ein Bremsmanöver des Fahrzeugs 10 erforderlich, um eine Kollision mit dem vorausfahrenden Fahrzeug 15 zu vermeiden. Das Fahrzeugassistenzsystem 10 gibt dem Fahrer einen entsprechenden Hinweis oder führt die entsprechende Betätigung der Brems- und/oder Lenkeinrichtung spätestens zum vorbestimmten letztmöglichen Zeitpunkt aus.
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. So dienen die in den 1 bis 4 aufgezeigten Verkehrssituationen lediglich einer beispielhaften Erläuterung und beschränken nicht die Funktionalität des Fahrzeugas sistenzsystems bzw. des entsprechenden Verfahrens zur Vermeidung von Kollisionen bzw. zur Verminderung der Kollisionsfolgen eines unausweichlichen Unfalls. Die Erfindung kann insbesondere auch zur Unterstützung des Fahrers an Kreuzungen und Einfahrten eingesetzt werden.

Claims

Verfahren zur Verhinderung von Kollisionen oder Verminderung der Kollisionsstärke eines Fahrzeuges (10) mit den Schritten: (a) Erfassen zumindest der Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung des Fahrzeuges (10) als Bewegungsgrößen des Fahrzeugs (10); (b) Detektieren der Lage von Objekten (11, 12, 13, 14, 15, 16) im Fahrzeugumfeld; (c) Erfassen zumindest der Geschwindigkeit und der Bewegungsrichtung der Objekte (11, 12, 13, 14, 15, 16) relativ zum Fahrzeug (10) als Bewegungsgrößen der Objekte; (d) Vorausberechnen der zukünftigen Lage der Objekte (11, 12, 13, 14, 15, 16) relativ zum Fahrzeug (10); (e) Bewerten der gegenwärtigen und zukünftigen Lage der Objekte (11, 12, 13, 14, 15, 16) relativ zum Fahrzeug (10); und (f) Ausgeben einer Warnung an den Fahrer und/oder Durchführen eines automatischen Lenk- und/oder Bremseingriffs durch ein Assistenzsystem des Fahrzeugs (10) in Abhängigkeit der Bewertung nach Schritt e), wenn eine Kollision mit einem Objekt (11, 12, 13, 14, 15, 16) gemäß der Bewertung nach Schritt e) ohne Systemeingriff unausweichlich ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorausberechnung der zukünftigen Lage der Objekte (11, 12, 13, 14, 15, 16) relativ zum Fahrzeug (10) nach Schritt d) mittels eines rekursiven Filters, beispielsweise mittels eines Kalman-Filters, erfolgt.
Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung der Geschwindigkeit und der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs (10) mittels Raddrehzahlsensoren erfolgt, vorzugsweise unter Zuhilfenahme von Sensorinformationen eines Gierratensensors, sowie von Fahrzeuglängs- und/oder Querbeschleunigungssensoren.
Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als ein erfasstes Objekt (11, 12, 13, 14, 15, 16) in die Bewertung nach Schritt e) einfließt.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschleunigung des Fahrzeugs und/oder der Objekte als weitere in die Vorausberechnung nach Schritt d) einfließende Bewegungsgröße erfasst wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektion der Lage von Objekten (11, 12, 13, 14, 15, 16) im Fahrzeugumfeld nach Schritt b) mittels Radar-, Lidar-, Video- und/oder Ultraschallsensoren erfolgt.
Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ausschließlich eine Betätigung einer Lenkeinrichtung des Fahrzeugs (10) oder eine Betätigung einer Bremseinrichtung des Fahrzeugs (10) oder eine kombinierte Betätigung der Lenk- und der Bremseinrichtung des Fahrzeugs (10) erfolgt.
Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Betätigung der Bremseinrichtung einzelne Räder des Fahrzeugs (10) selektiv und unabhängig voneinander gebremst werden.
Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch Variation von Radaufstandskräften an den Räder mindestens einer Radachse des Fahrzeugs (1) ein Giermoment zur Durchführung des Lenkeingriffs aufgebaut wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Durchführen des Lenk- und/oder der Bremsein griffs durch das Assistenzsystem des Fahrzeugs (10) eine Bewertung stattfindet, mit welchem Objekt (11, 12, 13, 14, 15, 16) für eine gegebenenfalls selbst bei einem Eingriff des Assistenzsystems unausweichlichen Kollision als Kollisionsgegner die geringsten Kollisionsfolgen, insbesondere Personenschäden, auftreten.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer nach der Bewertung gemäß Schritt e) als unausweichlich identifizierten Kollision der Kollisionsgegner mit der geringsten relativen Geschwindigkeit zum Fahrzeug (10) durch das Assistenzsystem ausgewählt wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bewertung gemäß Schritt e) ein durch das Assistenzsystem zu bewirkender Lenk- und/oder Bremseingriff miteingerechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Querbeschleunigung und/oder die maximale Verzögerung des Fahrzeugs (10) als Grenzwerte der Haftung bei der Bewertung gemäß Schritt e) vor der Durchführung des Lenk- und/oder Bremseingriffs durch das Assistenzsystem berücksichtigt werden.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Grenzwertberücksichtigung in der Bewertung gemäß Schritt e) der Reibwert der Fahrbahn miteingerech net wird, insbesondere zwischen trockener und nasser Fahrbahn unterschieden wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lenkeingriff durch das Assistenzsystem nur erfolgt, wenn dadurch eine Kollision mit einem Objekt (11, 12, 13, 14, 15, 16) vermieden oder in der Stärke vermindert werden kann.
Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Assistenzsystem des Fahrzeugs (10) mit Assistenzsystemen von Objekten (11, 12, 13, 14, 15, 16), insbesondere anderen Fahrzeugen (12, 13, 14, 15, 16), in Verbindung steht und mit diesen eine gemeinsame Bewertung gemäß Schritt e) vornimmt, so dass das Fahrzeug (10) und die Objekte (12, 13, 14, 15, 16) aufeinander abgestimmte Lenk- und/oder Bremseingriffe durch deren Assistenzsysteme durchführen.
Fahrzeugassistenzsystem zur Verhinderung von Kollisionen oder Verminderung der Kollisionsstärke eines Fahrzeuges (10), vorzugsweise zur Durchführung des Verfahrens nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, mit: (a) einer Einrichtung zum Erfassen der Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung des Fahrzeuges (10); (b) einer Einrichtung zum Detektieren der Lage von Objekten (11, 12, 13, 14, 15, 16) im Fahrzeugumfeld; (c) einer Einrichtung zum Erfassen der Geschwindigkeit und der Bewegungsrichtung der Objekte (11, 12, 13, 14, 15, 16) relativ zum Fahrzeug (10); (d) einer Einrichtung zum Vorausberechnen der zukünftigen Lage der Objekte (11, 12, 13, 14, 15, 16) relativ zum Fahrzeug (10); (e) einer Einrichtung zum Bewerten der gegenwärtigen und zukünftigen Lage der Objekte (11, 12, 13, 14, 15, 16) relativ zum Fahrzeug (10); und (f) einer Einrichtung zum Betätigen einer Warneinrichtung als Aufforderung an den Fahrer zur Betätigung einer Lenkeinrichtung und/oder einer Bremseinrichtung des Fahrzeugs (10) oder zum automatischen Betätigen der Lenkeinrichtung und/oder der Bremseinrichtung und/oder eines aktiven Fahrwerksystems des Fahrzeugs (10) in Abhängigkeit der Bewertung nach e), wenn eine Kollision mit einem Objekt (11, 12, 13, 14, 15, 16) gemäß der Bewertung nach e) ohne Systemeingriff unausweichlich ist.