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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Warnung
von nachfolgenden Fahrzeugen in einer Gruppe von beispielsweise
drei aufeinander folgenden Fahrzeugen, wobei von einem vorausfahrenden
Fahrzeug eine Warnung an ein nachfolgendes Fahrzeug übermittelt
wird.
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Auffahrunfälle in niedrigen
und mittleren Geschwindigkeitsbereichen werden häufig durch Unaufmerksamkeit
verursacht. Oft wird die Eigengeschwindigkeit beziehungsweise die
Relativgeschwindigkeit unter- oder die mögliche Eigenverzögerung überschätzt und
deswegen ein zu geringer Sicherheitsabstand eingehalten. Es sind
bereits Systeme bekannt, wie zum Beispiel ein Bremsassistenzsystem
(auch Advanced Brake Assist genannt) oder ein Antikollisionssystem
(auch Collision Mitigation System genannt), die den Fahrer unterstützen, nicht
auf ein vorausfahrendes Fahrzeug aufzufahren.
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Das
Antikollisionssystem umfasst beispielsweise Maßnahmen, die auf Grundlage
einer Umfeldsensorik bei einer bevorstehenden Kollision durch Warnung
und Eingriff in Fahrwerksysteme die Unfallschwere für alle Unfallpartner
reduzieren, wobei eine autonome Teilverzögerung, eine Notbremsung zum
Energieabbau und dergleichen ausgelöst werden. Das Antikollisionssystem
bewertet unter Einbeziehung von Sensorinformationen eines Fernbereichsradars
und, falls vorhanden, einer Nahbereichssensorik beispielsweise eines
Parkassistenten sowie fahrzeugimmanenter Bewegungsinformationen
wie Fahrgeschwindigkeit, Beschleunigung, Giergeschwindigkeit und
dergleichen, die Wahrscheinlichkeit einer Kollision. Wird eine drohende
Kollision erkannt, erfolgt ein gestuftes Warn- beziehungsweise Eingriffskonzept:
1. Optische und akustische Fahrerwarnung, 2. Haptische Warnung durch
zyklische Erhöhung
der Gurtkraft, 3. Autonome Teilbremsung mit 4 m/s2 bis
5 m/s2 mit Fahrerfixierung durch Gurtstraffung,
4. Übergang
in die Steuerung durch ein Bremsassistenzsystem, wenn der Fahrer
eingreift.
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Beim
Bremsassistenzsystem handelt es sich um einen erweiterten Bremsassistent,
der auf Grundlage einer Umfeldsensorik die Bremskraft eines Fahrzeugs
so einstellt, dass einerseits ein Auffahren vermieden wird und andererseits
möglichst
weich gebremst wird, indem der Relativabstand und die Relativgeschwindigkeit
zu einem vorausfahrenden Fahrzeug einbezogen werden.
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Bekannt
ist außerdem
ein intelligentes vorausschauendes Sicherheitssystem (auch PRE-SAFE-System
genannt), das reversible Schutzmaßnahmen an der Fahrzeugstruktur,
beispielsweise Überrollbügel, Schiebedach
und Fensteröffnungen, sowie
im Innenraum, beispielsweise verfahrbare Polster, reversibler Gurtstraffer,
zur Erhöhung
des Insassenschutzes umfasst.
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Desweiteren
ist ein so genanntes ACC-System (= Adaptive Cruise Control System)
bekannt. Es handelt sich um eine erweiterte Tempomatfunktion, bei
der ein Sicherheitsabstand gehalten wird, aber bei kritischer Fahrsituation
der Fahrer durch ein Signal zur Übernahme
der Kontrolle aufgefordert wird.
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Die
vorgenannten Systeme überwachen
den Bereich vor einem Fahrzeug. Sie sind nicht geeignet, um einen
Aufprall eines nachfolgenden Fahrzeugs zu verhindern oder die Schwere
eines solchen Heckaufpralls zu vermindern.
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Zur
optischen Warnung von nachfolgenden Fahrzeugen ist es bekannt, die
Heckbremsleuchten eines Fahrzeugs blinkend einzuschalten, insbesondere
mit einer Blinkfrequenz von 5 Hz oder 5,5 Hz.
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Aus
der älteren
Anmeldung
DE 10 2004 062 497.6 ist
bereits ein Verfahren zur Reduzierung der Gefahr eines Auffahrunfalls
auf ein Heck eines ersten Fahrzeugs durch ein nachfolgendes zweites
Fahrzeug bekannt. Dabei werden ein Abstand und eine Relativgeschwindigkeit
des nachfolgenden zweiten Fahrzeugs zu dem ersten Fahrzeug ermittelt.
Anhand des Abstands und der Relativgeschwindigkeit wird ermittelt,
ob ein Aufprall des zweiten Fahrzeugs auf das Heck des ersten Fahrzeugs
droht. Falls ein drohender Aufprall identifiziert wird, wird von
dem ersten Fahrzeug eine Warnung an das nachfolgende zweite Fahrzeug übermittelt
und/oder es werden im ersten Fahrzeug Aktionen ausgelöst.
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Die
DE 199 33 782 A1 beschreibt
eine Vorrichtung zur Vermeidung von Auffahrunfällen durch die Beobachtung
des rückwärtigen Verkehrsraums, bei
der an einem ersten Kraftfahrzeug ein Sensor zur Messung der Relativgeschwindigkeit
und des Abstandes zwischen einem ersten und einem zweiten Kraftfahrzeug
vorgesehen ist, dessen Sensorsignale einem Rechner zugeführt werden.
Der Rechner steuert eine Einrichtung im ersten Kraftfahrzeug, durch die
eine kollisionsvermeidende oder – reduzierende Aktion ausführbar ist.
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In
DE 103 28 755 A1 wird
ein System zur Vermeidung eines zu geringen Abstands von einem Folgefahrzeug
zu einem vorausfahrenden Fahrzeug vorgeschlagen, wobei das vorausfahrende
Fahrzeug eine Einrichtung zur Ermittlung des Abstands zum Folgefahrzeug
und zur Ermittlung der Relativgeschwindigkeit in Bezug auf das Folgefahrzeug
aufweist. Auf Grundlage des ermittelten Abstands und der Relativgeschwindigkeit
wird ein Mindestabstand ermittelt. Beim Unterschreiten des Mindestabstands werden
Maßnahmen
zur Vermeidung einer weiteren Verringerung des Abstands durchgeführt.
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Die
drei letztgenannten Verfahren und Vorrichtungen sind zwar geeignet,
um einen Aufprall eines nachfolgenden Fahrzeugs zu verhindern oder die
Schwere eines solchen Heckaufpralls zu vermindern. Die durchgeführten Prognosen
sind jedoch eingeschränkt,
so dass dennoch die Gefahr von Auffahrunfällen besteht.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung
der eingangs genannten Art anzugeben, die eine weitere Reduzierung
der Gefahr oder der Schwere von Auffahrunfällen ermöglichen.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe durch ein Verfahren, welches die in Anspruch 1 angegebenen
Merkmale aufweist, und durch eine Vorrichtung, welche die in Anspruch
10 angegebenen Merkmale aufweist, gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
ermöglicht
eine weitere Reduzierung der Gefahr oder der Schwere von Auffahrunfällen, in dem
bei mehreren aufeinander folgenden Fahrzeugen von einem mittleren
Fahrzeug aus ein vorderer Abstand und eine vordere Relativgeschwindigkeit
zwischen einem vorausfahrenden Fahrzeug und dem mittleren Fahrzeug
ermittelt werden und anhand des vorderen Abstands und der vorderen
Relativgeschwindigkeit ermittelt wird, ob ein vorderer Aufprall
des mittleren Fahrzeugs auf das vorausfahrende Fahrzeug droht, wobei
eine Warnung an ein dem mittleren Fahrzeug nachfolgenden Fahrzeug
ausschließlich
dann übermittelt
wird, wenn ein drohender vorderer Aufprall identifiziert wird. Der
für eine
Prognose berücksichtigte
Raum beziehungsweise Zeitraum wird durch dieses Verfahren vergrößert, so
dass eine Warnung an ein nachfolgendes Fahrzeug früher erfolgen
kann. Dem nachfolgenden Fahrzeug steht dadurch mehr Reaktionszeit
und Bremsweg zur Verfügung,
was die Gefahr oder die Schwere eines Aufpralls des nachfolgenden
Fahrzeugs verringert.
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Für die erfindungsgemäße Vorrichtung
ist ein von dem mittleren Fahrzeug nach vorne gerichteter Abstands-
und/oder Relativgeschwindigkeitssensor und eine Steuereinheit vorgesehen,
mittels derer eine Warnvorrichtung des mittleren Fahrzeugs auslösbar ist,
falls anhand eines vorderen Abstands und einer vorderen Relativgeschwindigkeit
zu einem dem mittleren Fahrzeug vorausfahrenden Fahrzeug ein drohender
vorderer Aufprall des mittleren Fahrzeugs auf das vorausfahrende
Fahrzeug identifizierbar ist. Diese Vorrichtung ermöglicht mit
geringem Aufwand die Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Die
Wirkung der Erfindung ist ansatzweise zu vergleichen mit einer optimal
vorausschauenden Fahrweise des Fahrers des nachfolgenden Fahrzeugs
und unterstützt
diesen und ist somit besonders sicher und zuverlässig für eine vorausschauende Überwachung.
Mit anderen Worten: Wenn der nachfolgende Fahrer die Bremsleuchten
des dem mittleren Fahrzeug vorausfahrenden Fahrzeugs konzentriert
beobachtet, liegt ihm eine mit der erfindungsgemäßen Warnung vergleichbare Information
vor. Jedoch kann diese Beobachtung des weit vorausliegenden Verkehrs
nicht permanent stattfinden. Durch seitliche Bewegungen des mittleren
und unmittelbar vorausfahrenden Fahrzeugs wird beispielsweise regelmäßig der
Sichtkontakt zu weiter vorausfahrenden Fahrzeugen unterbrochen.
Bei einem hohen mittleren Fahrzeug, z. B. einem Lastkraftwagen,
einem Transporter o.ä.,
oder bei ungünstigen
Witterungsverhältnissen
wie Regen, Nebel, Gischt, Schneefall o.ä. ist ein Sichtkontakt zumeist
gar nicht möglich.
Hier greift die Erfindung ein, indem diese eine permanente Überwachung
des einem unmittelbar vorausfahrenden Fahrzeug vorausliegenden Verkehrs
ermöglicht
und eine entsprechende Warnung an nachfolgende Fahrzeuge ausgibt.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert.
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Dabei
zeigen:
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1 eine
Situation mit drohendem Heckaufprall zwischen drei Fahrzeugen,
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2 ein
Ablaufdiagramm eines Verfahrens.
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In 1 befindet
sich ein mittleres Fahrzeug 2 mit einer Eigengeschwindigkeit
v2 in Bewegung, beispielsweise auf einer
Straße.
Vor dem mittleren Fahrzeug 2 fährt ein vorausfahrendes Fahrzeug 1 in einem
vorderen Abstand d21 zum mittleren Fahrzeug 2 und
mit einer Eigengeschwindigkeit v1, die deutlich geringer
ist als die Eigengeschwindigkeit v2 des
mittleren Fahrzeugs 2. Hinter dem mittleren Fahrzeug 2 fährt ein nachfolgendes
Fahrzeug 3 mit etwa gleicher Geschwindigkeit wie das mittlere
Fahrzeug 2, jedoch mit geringem hinteren Abstand d32. Falls die Situation sich mit unveränderten
Abständen
d21, d32 und zugehörigen Relativgeschwindigkeiten
v21, v32 weiterentwickelt,
würde das
mittlere Fahrzeug 2 auf das vorausfahrende Fahrzeug 1 prallen.
Wegen des geringen hinteren Abstandes d32 würde das
nachfolgende Fahrzeug 3 daraufhin auf das mittlere Fahrzeug 2 prallen.
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Das
mittlere Fahrzeug 2 ist mit einem nach vorn ausgerichteten
Abstands- und Relativgeschwindigkeitssensor 2.1 und einem
nach hinten ausgerichteten Abstands- und Relativgeschwindigkeitssensor 2.2 ausgerüstet, die über eine
Steuereinheit 2.3 mit einer Warneinrichtung 2.4 verbunden
sind. Die Warneinrichtung 2.4 ist als eine akustische und/oder
optische Einrichtung ausgeführt.
Beispielsweise wird die Warneinrichtung 2.4 durch eine
Hupe, eine Warnblinkanlage und/oder eine Bremsleuchte gebildet. Die
Steuereinheit 2.3 ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
vorgesehen.
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Die
Steuereinheit 2.3 erfasst mittels der Abstands- und Relativgeschwindigkeitssensoren 2.1, 2.2 automatisch
fortlaufend den vorderen Abstand d21 und
die vordere Relativgeschwindigkeit v21 zwischen
dem mittleren Fahrzeug 2 und dem vorausfahrenden Fahrzeugen 1 und
prüft anhand
des vorderen Abstands d21 und der vorderen
Relativgeschwindigkeit v21, ob ein vorderer
Aufprall durch das mittlere Fahrzeug 2 auf das vorausfahrende
Fahrzeug 1 droht.
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Falls
eine solche Bedrohung identifiziert wird, prüft die Steuereinheit anhand
des hinteren Abstands d32 und der hinteren
Relativgeschwindigkeit v32, ob ein hinterer
Aufprall durch das nachfolgende Fahrzeug 3 auf das mittlere
Fahrzeug 2 droht.
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Falls
ein drohender hinterer Aufprall identifiziert wird, steuert die
Steuereinheit 2.3 automatisch die Warneinrichtung 2.4 an
und erzeugt so als Warnung W eine akustische Warnung W1 und/oder
eine optische Warnung W2, die an das nachfolgende Fahrzeug 3 übermittelt
werden bzw. wird. Beispielsweise wird automatisch die Hupe, die
Warnblinkanlage und/oder die Bremsleuchte des mittleren Fahrzeugs 2 betätigt. Von
Vorteil ist eine akustische Warnung W1, weil sie ohne direkten Blickkontakt
wahrgenommen werden kann. Auch kann eine der nach hinten gerichteten
Leuchten des mittleren Fahrzeugs 2, insbesondere jede der
Bremsleuchten, derart gesteuert werden, dass diese heller und/oder
blinkend leuchtet, beispielsweise mit einer Blinkfrequenz von 5,5
Hz. Eine blinkende optische Warnung W2 kann auch bei mangelnder
Konzentration oder aus dem Augenwinkel gut wahrgenommen werden.
Der möglicherweise
abgelenkte Fahrer des nachfolgenden Fahrzeugs 3 wird durch
die Warnung W auf die drohende Unfallsituation aufmerksam und kann
beispielsweise durch starkes Abbremsen seines Fahrzeugs 3 reagieren
und den Unfall abwenden oder zumindest durch Verringerung seiner
kinetischen Energie dessen Schwere vermindern.
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In
einer vereinfachten Ausgestaltung wird auf eine Bestimmung des hinteren
Abstandes d32 und der hinteren Relativgeschwindigkeit
v32 und auf eine Identifikation eines drohenden
hinteren Aufpralls verzichtet. Für
das Auslösen
der Warneinrichtung 2.4 genügt in einer solchen Ausgestaltung
die Identifikation eines drohenden vorderen Aufpralls. Die Warnung
W ergeht dann an das nachfolgende Fahrzeug 3, auch wenn
dieses möglicherweise
nicht unmittelbar durch einen hinteren Aufprall gefährdet ist.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung werden auch die Eigenverzögerung des
mittleren Fahrzeugs 2 und die Eigenverzögerung des nachfolgenden Fahrzeugs 3,
die beispielsweise anhand des zeitlichen Verlaufs der hinteren Relativgeschwindigkeit
v32 in Verbindung mit der Eigengeschwindigkeit
v2 bestimmbar ist, ermittelt und in die
Prüfung
des drohenden Heckaufpralls einbezogen. Beispielsweise wird als
zusätzliche
Bedingung für
die Identifikation eines drohenden Heckaufpralls überprüft, ob die
Differenz zwischen der Eigenverzögerung
des nachfolgenden Fahrzeugs 3 und der Eigenverzögerung des
mittleren Fahrzeugs 2 größer als ein vorgebbarer Mindestunterschied
ist. Daraus ist eine mangelnde Aufmerksamkeit des Fahrers des nachfolgenden
Fahrzeugs 3 ableitbar. Deshalb wird in dieser Variante
beispielsweise die akustische Warnung W1 übermittelt, falls die Bedingung
in Kombination mit Bedingungen für hintere
Relativgeschwindigkeit v32 und hinteren
Abstand d32 als zutreffend identifiziert
wird.
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Zusätzlich zur
Warnung des Fahrers des nachfolgenden Fahrzeugs 3 durch
eine Warneinrichtung 2.4 des mittleren Fahrzeugs 2 kann
als eine Zusatzwarnung Z eine fahrzeuginterne Warnung W3 an den
Fahrer des mittleren Fahrzeugs 2 selbst generiert werden.
Diese dritte Warnmöglichkeit
nutzt dabei zum einen die Warneinrichtung 2.4, aber auch
andere vorhandene Systeme des mittleren Fahrzeugs 2, beispielsweise
eine Anzeige, eine Hupe oder einen Lautsprecher. Die fahrzeuginterne
Warnung W3 wird je nach Vorgabe optisch und/oder akustisch und/oder haptisch
ausgegeben. Eine haptische Warnung kann beispielsweise durch Momentanschwankungen
des Antriebsstrangs, der Bremse, der Lenkung, des Gaspedals, des
Bremspedals und/oder durch Vorstraffen eines Gurtstraffers, etc.
erreicht werden.
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2 zeigt
ein Ablaufdiagramm eines einfachen erfindungsgemäßen Verfahrens. In Schritt
S1 wird die vordere Relativgeschwindigkeit v21 und
der vordere Abstand d21 des mittleren Fahrzeugs 2 zum vorausfahrenden
Fahrzeug 1 ermittelt. Anhand dieser Daten wird in Schritt
S2 überprüft, ob ein
Heckaufprall auf das vorausfahrende Fahrzeug 1 durch das
mittlere Fahrzeug 2 droht. Dazu wird beispielsweise überprüft, ob der
vordere Abstand d21 einen vorgebbaren Mindestabstand
unterschreitet, und, falls diese Bedingung zutrifft, ob die vordere
Relativgeschwindigkeit v21 eine vorgebbare
Mindestgeschwindigkeit überschreitet.
Falls beide Bedingungen zutreffen, wird ein Heckaufprall als drohend
identifiziert.
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Falls
ein Heckaufprall droht, wird das Verfahren mit Schritt S3 fortgeführt. Ansonsten
beginnt es in Schritt S1 erneut. In Schritt S3 wird als Warnung
W eine akustische Warnung W1 und/oder eine optische Warnung W2 an
das nachfolgende Fahrzeug 3 übermittelt, vorzugsweise durch
ein Hupsignal, ein Einschalten und/oder verstärktes Leuchten und/oder Blinken
der Bremsleuchten und/oder durch Einschalten der Warnblinkanlage.
In besonderen Ausführungsformen
werden in Schritt S4 weitere Maßnahmen
durchgeführt.
Alternativ kann anstelle des Schritts 53 der Schritt S4 direkt,
bei gegebenenfalls Über- oder Unterschreiten
anderer vorgegebener Schwellwerte ausgeführt werden.
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Als
eine weitere Maßnahme
im Sinne des Schritts S4 kann beispielsweise eine Zusatzwarnung Z
in Form einer haptischen und/oder optischen und/oder akustischen
fahrzeuginternen Warnung W3 an einen Fahrer des mittleren Fahrzeugs 2 übermittelt
werden. Dies kann beispielsweise durch einen Warnton und eine Warnlampe
im Innenraum in Verbindung mit einer reversiblen Warnstraffung eines Gurtstraffers
des Fahrers geschehen.
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Weiterhin
kann als Maßnahme
das Anziehen der Gurtstraffer des mittleren Fahrzeugs 2 ausgelöst werden.
Möglich
ist auch ein Anpassen der Positionen der Kopfstützen und/oder der Position
des Sitzes. Außerdem
können
die Seitenscheiben automatisch geschlossen werden, um die Stabilität der Fahrgastzelle
zu maximieren.
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In
einer möglichen
Ausgestaltung werden als weitere Maßnahme, falls der drohende
Aufprall als unabwendbar prognostiziert wird, die Airbags des mittleren
Fahrzeugs 2 anhand einer Relativgeschwindigkeit v21, v32, eines Aufpralloffsets
und/oder eines Aufprallwinkels vorkonditioniert. Zusätzlich wird
anhand dieser Daten geprüft,
ob Airbags nicht benötigt
werden, woraufhin die nicht benötigten
Airbags deaktiviert werden.
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Es
kann, falls ein drohender vorderer und/oder hinterer Aufprall als
unabwendbar prognostiziert wird, vor dem Aufprall ein Bremsmoment
des mittleren Fahrzeugs 2 erhöht werden und/oder ein Kollisionsabschwächungssystem
und/oder ein Bremsassistenzsystem aktiviert werden und/oder die Stoßstange
oder ein anderer Stoß absorbierender Körper und/oder
ein Überrollschutz
ausgefahren werden.
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Des
Weiteren wird beispielsweise, falls ein physischer Aufprall identifiziert
wird, während
und kurz nach dem Aufprall ein Bremsmoment des mittleren Fahrzeugs 2 erhöht, wodurch
eine gemeinsame, verstärkte
Bremswirkung erzielt wird. Auch kann ein weiteres Fahrzeugsystem,
z. B. ein Kollisionsabschwächungssystem
und/oder ein Bremsassistenzsystem aktiviert werden. Der zusätzliche
Bremseingriff kann dabei in Abhängig keit
des vorderen Abstandes d21 zum vorausfahrenden
Fahrzeug 1 beziehungsweise der Eigengeschwindigkeit v2 und/oder der Brems- beziehungsweise Gaspedalstellung
des mittleren Fahrzeugs 2 durchgeführt werden.