DE102007042481B4

DE102007042481B4 - Fahrzeugsteuersystem für einen Kraftwagen

Info

Publication number: DE102007042481B4
Application number: DE102007042481.9A
Authority: DE
Inventors: Karsten Breuer; Thomas Dieckmann; Hartmut Kitterer
Original assignee: ZF CV Systems Hannover GmbH
Current assignee: ZF CV Systems Hannover GmbH
Priority date: 2007-09-06
Filing date: 2007-09-06
Publication date: 2022-04-07
Anticipated expiration: 2027-09-07
Also published as: WO2009033521A1; JP2010538378A; DE102007042481A1; EP2201534A1; US8396655B2; US20100256867A1; CN101765866A; CN101765866B

Abstract

Fahrzeugsteuersystem für einen Kraftwagen (10) mit mindestens einem Fahrdatensensor (20) zum Erfassen von einen Fahrzustand des Kraftwagens charakterisierenden Fahrdaten, wobei der Fahrdatensensor (20) als Abstandssensor ausgebildet ist, der Abstandsdaten (A) und Relativgeschwindigkeiten (DV) zu einem vorausfahrenden Fahrzeug (22) erfasst und am Kraftwagen (10) angeordnet ist,wobei eine Spurhaltekamera (24) und eine Rückfahrkamera (30) Umfeldbilder erfassen, wobei ein Unfalldatenschreiber (28) Umfeldbilder gepuffert aufzeichnet,wobei eine elektrische Steuerung (26) den Fahrdatensensor (20), die Spurhaltekamera (24) und die Rückfahrkamera (30) und den Unfalldatenschreiber (28) steuert,wobei das Fahrzeugsteuersystem weiter einen Gierratensensor (32) und eine elektrische Notbremssystem-Steuerung umfasst, wobei die elektrische Notbremssystem-Steuerung mit der Spurhaltekamera (24) und dem Abstandssensor verbunden ist,wobei die elektrische Steuerung (26) Abstands- und Gierratensensordaten als Fahrdaten erfasst, welche bei der Bewertung berücksichtigt werden, ob eine autonome Notbremsung durchgeführt wird, und wobei die elektrische Steuerung (26) beim Vorliegen von vorbestimmten Fahrdaten des Abstandsensors und des Gierratensensors (32) und beim Vorliegen von Umfeldbildern, mit denen eine Situation erkannt wird, die mit einer oberhalb einer vorgegebenen Schwellenwahrscheinlichkeit zu einem Unfall führt, eine autonome Notbremsung des Kraftwagens (10) auslöst.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugsteuersystem für einen Kraftwagen, mit mindestens einem Fahrdatensensor zum Erfassen von einen Fahrzustand des Kraftwagen charakterisierenden Fahrdaten, mindestens einer Kamera zum Erfassen von Umfeldbildern, einem Unfalldatenschreiber, der eingerichtet ist zum gepufferten Aufzeichnen der Umfeldbilder, und einer elektrischen Steuerung zum Steuern des Fahrdatensensors, der Kamera und des Unfalldatenschreibers. Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftwagens mit den folgenden Schritten: (a) Erfassen von Fahrdaten, (b) Erfassen von Umfeldbildern und (c) gepuffertes Aufzeichnen der Umfeldbilder in einem Unfalldatenschreiber.
Ein solches System ist aus der DE 199 01 200 A1 bekannt und dient dazu, Bilddaten für den Fall eines Unfalls zu Beweiszwecken zu speichern. Nachteilig an dem dort beschriebenen System ist, dass es ausschließlich zur Beweissicherung einsetzbar ist.
Aus der US 6 226 389 ist ein Kollisionsvermeidungssystem bekannt, dass mit Kamera zur Erfassung von Umfeldbildern und Radar zu Erfassung von Abstand und Relativgeschwindigkeit ausgestattet ist. Des Weiteren sind Beschleunigungssensoren vorgesehen, deren Signale für die Beurteilung ob eine Kollision droht herangezogen werden. Dafür wird eine auf Fuzzy-Logik beruhender Auswertealgorithmus eingesetzt.
Aus der US 2006/0250297 A1 ist ein Kollisionsvermeidungssystem bekannt, das auch als Parkassistenzsystem dient. Neben dem Radar-Sensor, der Abstand und Relativgeschwindigkeit zu einem Objekt voraus erfasst, wird auch der Lenkwinkel und die Gierrate des Fahrzeuges erfasst. Die Daten werden benutzt, um die Trajektorie des Fahrzeuges vorauszuberechnen. Mit Hilfe der abgeschätzten Trajektorie wird ermittelt, ob das erkannte Objekt im Weg liegt. Es werden dann Gegenmaßnahmen berechnet und an den Bremsassistenten übertragen, der die Notbremsung durchführt.
Aus der DE 101 21 386 C1 ist ein Verfahren zum Ansteuern eines reversiblen Insassenschutzmittels in einem Kraftfahrzeug bekannt, bei dem die Zustände Notbremsung, Untersteuern und Übersteuern überwacht werden. Dazu wird auch die Gierrate, die mit einem Gierratensensor erfasst wird, herangezogen.
Es ist zudem bekannt, in Kraftwagen Fahrerassistenzsysteme einzubauen. Fahrerassistenzsysteme dienen dazu, durch eine autonome Teil-Bremsung eines Kraftwagens, beispielsweise eines Nutzfahrzeugs, kurz vor der Kollision die Unfallschwere zu vermindern oder durch autonome Vollbremsung bei nicht mehr möglichem Ausweichen vor einem Hindernis die Unfallschwere zu vermindern oder einen Unfall vollständig zu vermeiden. Dazu wird als Fahrdatensensor beispielsweise ein Abstandssensor vorgesehen, der einen Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug ermittelt.
Fahrerassistenzsysteme umfassen zudem häufig eine Kamera, die einem Spurhalteassistenten zugeordnet ist. Die Kamera besitzt ein Blickfeld, das den Bereich umfasst, in dem beim normalen Betrieb des Kraftwagens Fahrspurmarkierungen einer Fahrbahn sichtbar sind. Über eine Bildauswertesoftware erkennt der Spurhalteassistent, ob der Kraftwagen seine Spur verlässt und warnt den Fahrer gegebenenfalls.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Nachteile im Stand der Technik zu überwinden. Die Erfindung löst das Problem durch ein gattungsgemäßes Fahrzeugsteuersystem, bei dem die elektrische Steuerung ausgebildet ist, um beim Vorliegen von vorbestimmten Fahrdaten und/oder Umfeldbildern eine autonome Bremsung des Kraftwagens auszulösen. Gemäß einem zweiten Aspekt löst die Erfindung das Problem durch ein gattungsgemäßes Verfahren, das den Schritt eines Überprüfens, ob vorbestimmte Fahrdaten und/oder Umfeldbilder vorliegen, um bejahendenfalls eine autonome Bremsung des Kraftwagens auszulösen, umfasst.
Die Kamera kann sowohl Bilder für den Unfalldatenschreiber als auch für ein Fahrerassistenzsystem, beispielsweise ein Spurhalte- oder ein Bremsassistenzsystem, liefern, das Unfälle vermeidet oder deren Folgen dadurch mindert, dass es das Fahrzeug autonom, also ohne Eingriff des Fahrers, abbremst. Hierdurch wird eine zusätzliche Bremsassistenzsystem-Kamera entbehrlich. Beispielsweise kann die elektrische Steuerung auch Teil des Fahrerassistenzsystems sein, wodurch der Synergieeffekt verstärkt wird.
Die Kamera ist eine Spurhaltekamera, die ausgebildet ist, um im Betrieb des Kraftwagens eine Fahrspurmarkierung zu erfassen. Es wird so vorteilhafterweise eine besonders große Synergie erzielt, da eine zusätzliche Kamera für das Spurhalteassistenzsystem entbehrlich ist.
Das Fahrzeugsteuersystem umfasst zudem eine Rückfahrkamera zum Aufnehmen von Rückfahrbildern, wobei der Unfalldatenschreiber eingerichtet ist zum gepufferten Aufzeichnen auch der Rückfahrbilder. Auf diese Weise kann im Falle eines Massenunfalls geklärt werden, ob der betreffende Kraftwagen selbst auf ein vorausfahrendes Fahrzeug aufgefahren ist oder von einem nachfolgenden Fahrzeug auf das vorweg fahrende Fahrzeug geschoben wurde. Es ist zudem möglich, die Rückfahrbilder zu verwenden, um Kriterien für eine autonome Bremsung zu ermitteln.
Um ein möglichst umfassendes Bild des Unfallgeschehens zu erhalten und um das Fahrzeugsteuersystem besonders leicht verbessern zu können, ist in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass ein Abstandssensor, der zum Erfassen von Abstandsdaten eines Abstands zu einem vorausfahrenden Fahrzeug ausgebildet ist, am Kraftwagen angeordnet ist und dass der Unfalldatenschreiber eingerichtet ist zum gepufferten Aufzeichnen der Abstandsdaten. Dabei ist die elektrische Steuerung ausgebildet, um Abstands- und Gierratensensordaten als Fahrdaten zu erfassen. Dadurch werden die Abstands- und Gierratensensordaten bei der Bewertung berücksichtigt, ob eine autonome Bremsung durchgeführt werden soll. Es ergibt sich so eine Synergie, da die Abstands- und Gierratensensor nur einmal vorgesehen werden müssen.
Das Fahrzeugsteuersystem kann zudem eine Abstandsermittlungs-Kamera umfassen, die so angeordnet ist, dass aus den von ihr aufgenommenen Bildern ein Abstand und eine Relativgeschwindigkeit zu einem vorausfahrenden Fahrzeug ermittelbar sind. Die Abstandsermittlungs-Kamera ist insbesondere so angeordnet, dass ein Heck des vorausfahrenden Fahrzeugs in ihrem Blickfeld ist.
Das Fahrzeugsteuersystem umfasst zudem einen Gierratensensor. Besonders bevorzugt umfasst das Fahrzeugsteuersystem zudem einen Beschleunigungssensor und/oder einen Lenkwinkelsensor, wobei der Unfalldatenschreiber eingerichtet ist, um auch von diesen Sensoren eingehende Daten gepuffert aufzuzeichnen. Alle eingehenden Daten werden dabei so aufgezeichnet, dass sie in ihrer zeitlichen Abfolge rekonstruierbar sind. Die elektrische Steuerung ist wiederum ausgebildet, um Beschleunigungssensordaten und/oder Gierratensensordaten und/oder Lenkwinkelsensor als Fahrdaten zu erfassen und anhand dieser Daten zu entscheiden, ob eine autonome Bremsung durchgeführt werden soll.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Unfalldatenschreiber ausgebildet ist, um 0,1 bis 100 Bilder pro Sekunde zu speichern. Es ist zudem möglich, die Bilder vor dem Abspeichern zu komprimieren, um Speicherplatz zu sparen. Geeignete Kompressionsverfahren gehören zum Stand der Technik.
Besonders bevorzugt ist das Fahrzeugsteuersystem ausgestattet mit

(a) einem Spurhalteassistenzsystem, das
- - eine Spurhaltekamera, die ausgebildet ist, um beim Betrieb des Kraftwagens eine Fahrspurmarkierung einer Fahrspur zu erfassen, und
- - eine elektrische Assistenzsystem-Steuerung, die eingerichtet ist zum Ausgeben eines Spurhaltesignals, wenn beim Betrieb der Kraftwagen die Fahrspur verlässt, umfasst und/oder
(b) einem Abstandsassistenzsystem, das
- - einen Abstandssensor zum Erfassen eines Abstands des Kraftwagens zu einem vorausfahrenden Fahrzeug und
- - einer elektrischen Abstandsassistenz-Steuerung, die eingerichtet ist zum Ausgeben eines Abstandssignals, wenn beim Betrieb der Kraftwagen einen vorgegebenen Mindestabstand zum vorausfahrenden Fahrzeug unterschreitet oder in eine kollisionskritische Situation kommt, bei der der Fahrer eine vorgegebene Bremsverzögerung aufbringen muss, um einen Aufprall auf das vorausfahrende Fahrzeug zu verhindern, und
(c) einem Notbremssystem, das eine elektrische Notbremssystem-Steuerung, die eingerichtet ist zum autonomen Bremsen des Kraftwagens, umfasst, wobei
(d) die elektrische Notbremssystem-Steuerung mit der Spurhaltekamera und dem Abstandssensor verbunden ist, so dass diese eine redundante Erfassung des vorausfahrenden Fahrzeugs ermöglichen.

Die von den angegebenen Kameras gelieferten Bilder können also einerseits für ein Assistenzsystem verwendet und zudem in dem Unfalldatenspeicher gepuffert gespeichert werden. Statt die komplette Umfeldsensorik im Kraftwagen doppelt vorzusehen, um die nötige Redundanz zur erzeugen, werden so vorteilhafterweise die Informationen von Umfeldsensoren, die für den Unfalldatenschreiber oder ein automatisches Fahrerassistenzsystem (adaptive cruise control, ACC) vorgehalten werden, genutzt, um die für die Notbremsfunktion notwendige Redundanz darzustellen. Bevorzugt ist die elektrische Steuerung ausgebildet, um einerseits aus den aufgenommenen Bildern Daten über Spurlage und Spurradius zu erzeugen und andererseits Daten über die Lage lateraler Objekte und deren Breite zu liefern. Die elektrische Steuerung ist zudem ausgebildet, um die so erhaltenen Daten mit vorhandenen, unveränderten Daten von Fahrsensoren des Fahrerassistenzsystems zu kombinieren, um so redundant abgesicherte, verfeinerte Objektdaten für das Notbremssystem zu erhalten.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt

1 einen erfindungsgemäßen Kraftwagen.

1 zeigt einen Kraftwagen 10 in Form eines schematisch eingezeichneten Busses in einer Ansicht von oben, der ausgebildet ist, um auf einer Fahrbahn 12 zu fahren. Die Fahrbahn 12 umfasst eine Fahrspurmarkierung in Form eine Fahrstreifenmarkierung 14 und einer Fahrstreifenbegrenzungsmarkierung 16.
An einer Vorderseite 18 besitzt der Kraftwagen 10 einen Fahrdatensensor 20 in Form eines Abstandssensors, der einen Abstand A und eine Relativgeschwindigkeit DV zu einem vorausfahrenden Fahrzeug 22 ermittelt. Der Kraftwagen 10 besitzt in der Mitte einer Fahrzeugfront, vorzugsweise an der Windschutzscheibe angeordnet, eine Spurhaltekamera 24, die in einem Spurhaltekamera-Gesichtsfeld G die die Fahrstreifenmarkierung 14 und die Fahrstreifenbegrenzungsmarkierung 16 erfasst. Die Spurhaltekamera 24 ist so angeordnet, dass das Spurhaltekamera-Gesichtsfeld G zudem das vorausfahrende Fahrzeug 22 zumindest teilweise erfasst.
Die Spurhaltekamera 24 und der Fahrdatensensor 20 sind mit einer elektrischen Steuerung 26 verbunden. Die elektrische Steuerung 26 wertet von der Spurhaltekamera 24 mit einer Frequenz von 10 bis 50 Bildern pro Sekunde einkommende Bilder aus und ermittelt über einen einprogrammierten Algorithmus, ob der Kraftwagen 10 sich auf unzulässige Weise der Fahrstreifenbegrenzungsmarkierung 16 nähert bzw. diese überquert. Ist das Fall, wird ein Spurhaltesignal an einen Fahrer des Kraftwagens 10 ausgegeben, das diesen warnt. Wenn von der elektrischen Steuerung 26 eine Situation erkannt wird, die mit einer oberhalb einer vorgegebenen Schwellenwahrscheinlichkeit zu einem Unfall führt, so aktiviert die elektrische Steuerung 26 Radbremsen des Fahrzeugs 10 und bremst es so auch ohne weiteres Zutun des Fahrers , um den drohenden Unfalls abzuwenden oder dessen Folgen zu mindern.
Der Fahrdatensensor 20 erfasst in regelmäßigen Zeitabständen den Abstand A und die Relativgeschwindigkeit DV zum vorausfahrenden Fahrzeug 22 und sendet diese Messdaten ebenfalls an die elektrische Steuerung 26. Wird aufgrund der Bewegung des eigenen Kraftwagens 10 und der Abstands- und Relativgeschwindigkeitsdaten des vorausfahrenden Fahrzeugs 22 eine kollisionskritische Situation erkannt, so gibt die elektrische Steuerung 26 ebenfalls ein Warnsignal an den Fahrer aus. Eine derartige kritische Situation kann beispielsweise dann vorgesehen sein, wenn die vom Fahrer nach seiner antizipierten Reaktionszeit zu erbringende Verzögerung einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Die elektrische Steuerung 26 schreibt alle oder eine vorgegebene Auswahl der von dem Fahrdatensensor 20 oder der Spurhaltekamera 26 kommenden Daten in einen Unfalldatenschreiber 28. So ist es möglich, dass jeder ankommende Messwert im Unfalldatenschreiben 28 gespeichert wird. Möglich ist es jedoch aus, dass jeder n-te Messwert, beispielsweise jeder fünfte oder zehnte, gespeichert wird.
Der Unfalldatenschreiber 28 zeichnet die einkommenden Messdaten gepuffert auf, was heißt, dass Messdaten, die älter sind als eine vorgegebene Vorhaltezeit T, die von der Speicherkapazität des Unfalldatenschreibers abhängt und beispielsweise 20 Sekunden beträgt, automatisch gelöscht werden. Bei einem Unfall des Kraftwagens 10, der beispielsweise durch einen Verzögerungssensor 29 detektiert wird, werden keine Daten mehr gelöscht. Aus den bis dahin im Unfalldatenschreiber 28 aufgezeichneten Daten lässt sich dann der Unfallhergang rekonstruieren.
Der Kraftwagen 10 besitzt zudem eine Rückfahrkamera 30, die ein Rückfahrkamera-Gesichtsfeld R besitzt. Die Rückfahrkamera 30 ist ebenfalls mit der elektrischen Steuerung 26 oder direkt mit dem Unfalldatenschreiber 28 verbunden.
Der Kraftwagen 10 besitzt zudem einen Gierratensensor 32 und/oder einen Lenkwinkelsensor 34, die ebenfalls mit der elektrischen Steuerung 26 in Verbindung stehen und deren Daten ebenfalls vom Unfalldatenschreiber 28 aufgezeichnet werden. Der Lenkwinkelsensor 34 erfasst einen Lenkwinkel eines nicht eingezeichneten Lenkrads.

Claims

Fahrzeugsteuersystem für einen Kraftwagen (10) mit mindestens einem Fahrdatensensor (20) zum Erfassen von einen Fahrzustand des Kraftwagens charakterisierenden Fahrdaten, wobei der Fahrdatensensor (20) als Abstandssensor ausgebildet ist, der Abstandsdaten (A) und Relativgeschwindigkeiten (DV) zu einem vorausfahrenden Fahrzeug (22) erfasst und am Kraftwagen (10) angeordnet ist, wobei eine Spurhaltekamera (24) und eine Rückfahrkamera (30) Umfeldbilder erfassen, wobei ein Unfalldatenschreiber (28) Umfeldbilder gepuffert aufzeichnet, wobei eine elektrische Steuerung (26) den Fahrdatensensor (20), die Spurhaltekamera (24) und die Rückfahrkamera (30) und den Unfalldatenschreiber (28) steuert, wobei das Fahrzeugsteuersystem weiter einen Gierratensensor (32) und eine elektrische Notbremssystem-Steuerung umfasst, wobei die elektrische Notbremssystem-Steuerung mit der Spurhaltekamera (24) und dem Abstandssensor verbunden ist, wobei die elektrische Steuerung (26) Abstands- und Gierratensensordaten als Fahrdaten erfasst, welche bei der Bewertung berücksichtigt werden, ob eine autonome Notbremsung durchgeführt wird, und wobei die elektrische Steuerung (26) beim Vorliegen von vorbestimmten Fahrdaten des Abstandsensors und des Gierratensensors (32) und beim Vorliegen von Umfeldbildern, mit denen eine Situation erkannt wird, die mit einer oberhalb einer vorgegebenen Schwellenwahrscheinlichkeit zu einem Unfall führt, eine autonome Notbremsung des Kraftwagens (10) auslöst.
Fahrzeugsteuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Unfalldatenschreiber (28) eingerichtet ist zum gepufferten Aufzeichnen der Abstandsdaten und/oder Gierratensensordaten.
Fahrzeugsteuersystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es - einen Beschleunigungssensor und/oder einen Lenkwinkelsensor umfasst, - der Unfalldatenschreiber (28) eingerichtet ist zum gepufferten Aufzeichnen der von diesen Sensoren erzeugten Daten und - dass die elektrische Steuerung (26) ausgebildet ist, um Beschleunigungssensordaten und/oder Lenkwinkelsensor als Fahrdaten zu erfassen.
Fahrzeugsteuersystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Unfalldatenschreiber (28) ausgebildet ist, um 0,1 bis 100 Bilder pro Sekunde zu speichern.
Kraftwagen, gekennzeichnet durch ein Fahrzeugsteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4.
Kraftwagen (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Bus oder ein Lastkraftwagen ist.
Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugsteuersystems eines Kraftwagens (10) nach einem der vorherigen Ansprüche.
Verfahren zum Betreiben eines Kraftwagens (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten des Abstandssensors (20) und/oder die Daten des Gierratensensors (32) und/oder die Daten eines Beschleunigungssensors (29) und/oder die Daten eines Lenkwinkelsensors (34) gepuffert aufgezeichnet werden.
Verfahren zum Betreiben eines Kraftwagens (10) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfeldbilder in dem Unfalldatenschreiber (28) mit 0,1 bis 100 Bildern pro Sekunde aufgezeichnet werden.