DE102008056204A1

DE102008056204A1 - Fahrerassistenz zum autonomen Bremsen

Info

Publication number: DE102008056204A1
Application number: DE102008056204A
Authority: DE
Inventors: Marcus Baijens; Martin Kallnik; Harald Feifel
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2008-11-06
Filing date: 2008-11-06
Publication date: 2010-05-12

Abstract

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Fahrerassistenzsystem zur Vermeidung einer Kollision eines Fahrzeugs und zur Durchführung eines autonomen Bremseingriffs angegeben. In einer ersten Stufe erfolgt ein moderates Abbremsen. Findet während einem gewissen Zeitintervall keine Fahrerreaktion statt, wird der Bremsdruck erhöht.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft die Assistenz- und Sicherheitstechnik für Fahrzeuge. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Fahrerassistenzsystem zur Vermeidung einer Kollision eines Fahrzeugs und zum vollautonomen Bremsen, ein Fahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem, die Verwendung eines Fahrerassistenzsystems in einem Fahrzeug, ein Verfahren zum Vermeiden einer Kollision eines Fahrzeugs, ein Programmelement sowie ein computerlesbares Medium.
Technologischer Hintergrund
Heutige Fahrerassistenzsysteme ermöglichen ein weitgehend gleichförmiges autonomes Bremsen bis zu einer negativen Beschleunigung von 0,4 g. Ein stärkeres autonomes Bremsen ist nicht erlaubt, um zu vermeiden, dass eine Falscheinschätzung der aktuellen Situation durch die Umfeldsensorik und Elektronik des Fahrzeugs zu einer kritischen Vollbremsung führt.
Fehlerhafte Bremsungen mit max. 0,3 bis 0,4 g werden in der Gefahrenanalyse als unkritisch und beherrschbar für den Fahrer eingestuft. Allerdings ist ein solches System nicht in der Lage, einen Aufprall zu vermeiden, falls ein stärkeres Bremsen notwendig ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Erhöhung der Fahrsicherheit bereitzustellen.
Es sind ein Fahrerassistenzsystem zur Vermeidung einer Kollision eines Fahrzeugs und zum vollautonomen Bremsen des Fahrzeugs, ein Fahrzeug, eine Verwendung, ein Verfahren, ein Programmelement und ein computerlesbares Medium gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche angegeben. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele betreffen gleichermaßen das Fahrerassistenzsystem, das Fahrzeug, die Verwendung, das Verfahren, das Programmelement und das computerlesbare Medium. In anderen Worten lassen sich die im Folgenden im Hinblick auf das Fahrerassistenzsystem genannten Merkmale in dem Verfahren, dem Programmelement und dem computerlesbaren Medium implementieren, und umgekehrt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Fahrerassistenzsystem zur Vermeidung einer Kollision eines Fahrzeugs angegeben, wobei das Fahrerassistenzsystem ein Detektions- und Steuermodul und ein Eingriffsmodul aufweist. Das Detektions- und Steuermodul dient der Detektion und der Identifikation einer kritischen Fahrsituation des Fahrzeugs, welche zu einer Kollision führen kann. Das Eingriffsmodul dient dem autonomen, also vollautomatischen Verzögern der Geschwindigkeit des Fahrzeugs mit einer ersten negativen Beschleunigung, wenn eine erste Bedingung erfüllt ist. Weiterhin dient das Eingriffsmodul zum darauffolgenden autonomen Verzögern der Geschwindigkeit des Fahrzeugs mit einer zweiten, größeren negativen Beschleunigung, wenn eine zweite Bedingung erfüllt ist und bevor der letzte Zeitpunkt zur Vermeidung einer Kollision verstrichen ist.
In anderen Worten erfolgt der autonome Bremsvorgang zweistufig. In einer ersten Stufe bremst das Bremssystem, gesteuert durch eine Steuereinheit eines elektronischen Stabilitätsprogramms (ESP), das Fahrzeug moderat, wenn die erste Bedingung erfüllt ist.
Bei der ersten Bedingung handelt es sich beispielsweise darum, dass die Umfeldsensorik eine Situation detektiert, die prinzipiell zu einem Aufprall oder anderweitigen Unfall führen kann.
Wird nun zu einem späteren Zeitpunkt auch noch die zweite Bedingung erfüllt, wird das Fahrzeug noch stärker abgebremst, um die Kollision zu vermeiden. Durch das moderate Bremsen in der ersten Stufe wird das Unfallrisiko frühzeitig reduziert. Hierdurch wird Zeit gewonnen, damit der Fahrer in das Fahrgeschehen eingreifen kann.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Eingriffsmodul zum Steigern der zweiten negativen Beschleunigung während dem Abbremsen ausgeführt.
So erfolgt das Abbremsen in der zweiten Stufe nicht abrupt. Vielmehr kann die negative Beschleunigung kontinuierlich erhöht werden, bis beispielsweise eine Vollbremsung erfolgt.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgt das Steigern der zweiten negativen Beschleunigung linear mit der Zeit. Auch ist es möglich, dass die Steigerung der Bremskraft stetig erfolgt, so dass der zeitliche Verlauf der Bremskraft keinen „Knick” aufweist.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die erste Bedingung dann erfüllt, wenn ein vorbestimmter Zeitpunkt bis zu einer von dem Detektions- und Steuermodul geschätzten Kollisionszeit erreicht ist.
Hierfür weist das Detektions- und Steuermodul einen oder mehrere Umfeldsensoren sowie eine Steuereinheit auf, welche die aktuelle Verkehrssituation detektieren, auswerten und beurteilen können.
Der vorbestimmte Zeitpunkt bis zu der geschätzten Kollisionszeit kann beispielsweise von der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit sowie von den Umgebungsbedingungen und Straßenverhältnissen abhängen. Beispielsweise ist dieser Zeitpunkt länger, wenn die Straßenoberfläche einen niedrigeren Reibungskoeffizienten aufweist, also rutschiger ist, als wenn die Straße einen höheren Reibungskoeffizienten aufweist, also weniger rutschig ist, da im zweiten Fall stärker gebremst werden kann.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die zweite Bedingung dann erfüllt, wenn der Fahrer des Fahrzeugs über ein bestimmtes Zeitintervall seit Erfüllung der ersten Bedingung nicht in das Fahrgeschehen eingreift.
In anderen Worten wird also zuerst moderat gebremst. Greift der Fahrer nun über beispielsweise den Zeitraum von einer Sekunde oder einer halben Sekunde nicht in das Fahrgeschehen ein (er weicht also nicht aus, bremst nicht, beschleunigt nicht, etc.), dann erfolgt die zweite Stufe des autonomen Eingriffs, nämlich das stärkere Abbremsen.
Der Fahrer hat also die Möglichkeit, den autonomen Bremsvorgang abzubrechen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Eingriffsmodul zur Berechnung des bestimmten Zeitintervalls auf Basis von Messdaten ausgeführt. Je nach Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder Umgebungsbedingungen kann die Zeit, die dem Fahrer zum Eingriff zur Verfügung steht, variieren.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Eingriffsmodul zum Abbruch des autonomen Bremsvorgangs ausgeführt, wenn eine Betätigung des Gaspedals erfolgt.
Durch Betätigung des Gaspedals oder durch ein Ausweichen kann der Fahrer den autonomen Eingriff des Fahrerassistenzsystems abbrechen. Hierdurch wird vermieden, dass sich das System verselbstständigt. Dies kann insbesondere dann von Bedeutung sein, wenn eine Fehleinschätzung der Verkehrssituation durch das Fahrerassistenzsystem vorliegt.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung entspricht das Eingriffsmodul dem Sicherheitsstandard SIL3. SIL steht für Safety Integrity Level. Für das Detektions- und Steuermodul hingegen ist ein niedrigerer Sicherheitsstandard als SIL3 ausreichend.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Detektions- und Steuermodul mit einer Umfeldsensorik ausgestattet, mit welcher es die kritische Fahrsituation detektiert.
Hierbei handelt es sich beispielsweise um eine Kamera, einen Radarsensor oder einen Lidarsensor.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Detektions- und Steuermodul mit einer digitalen Karte ausgestattet, welche es zur Identifikation der kritischen Situation hinzuzieht.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Fahrzeug mit einem oben beschriebenen Fahrerassistenzsystem angegeben.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Verwendung eines oben beschriebenen Fahrerassistenzsystems in einem Fahrzeug angegeben.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Verfahren zum Vermeiden einer Kollision eines Fahrzeugs angegeben, bei dem eine kritische Fahrsituation des Fahrzeugs detektiert wird, wobei diese kritische Fahrsituation zu einer Kollision führen kann, falls kein Eingriff erfolgt. Weiterhin erfolgt eine Identifikation der kritischen Fahrsituation durch die Fahrzeugelektronik.
Daraufhin erfolgt ein autonomes Verzögern der Fahrzeuggeschwindigkeit mit einer ersten negativen Beschleunigung, wenn eine erste Bedingung erfüllt ist. Wenn eine zweite Bedingung erfüllt ist, erfolgt daraufhin ein autonomes Verzögern der Fahrzeuggeschwindigkeit mit einer zweiten, größeren negativen Beschleunigung, bevor der letzte Zeitpunkt zur Vermeidung einer Kollision verstrichen ist.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Programmelement angegeben, das, wenn es auf einem Prozessor ausgeführt wird, den Prozessor anleitet, die oben beschriebenen Verfahrensschritte durchzuführen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein computerlesbares Medium angegeben, auf dem ein Programmelement gespeichert ist, das, wenn es auf einem Prozessor ausgeführt wird, den Prozessor anleitet, die oben angegebenen Verfahrensschritte durchzuführen.
Dabei kann das Programmelement z. B. Teil einer Software sein, die auf einem Prozessor des Fahrerassistenzsystems gespeichert ist. Der Prozessor kann dabei ebenso Gegenstand der Erfindung sein. Weiterhin umfasst dieses Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Programmelement, welches schon von Anfang an die Erfindung verwendet, sowie auch ein Programmelement, welches durch eine Aktualisierung (Update) ein bestehendes Programm zur Verwendung der Erfindung veranlasst.
Im Folgenden werden mit Verweis auf die Figuren Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.
Kurze Beschreibung der Figuren
1 zeigt ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
2 zeigt eine Verkehrssituation, bei dem ein Fahrerassistenzsystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zum Einsatz kommen kann.
3A und 3B zeigen weitere Verkehrssituationen, bei denen ein Fahrerassistenzsystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zum Einsatz kommen kann.
4 zeigt ein Fahrerassistenzsystem.
5 zeigt ein Fahrerassistenzsystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
6 zeigt einen Bremsverlauf gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
7 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich.
In der folgenden Figurenbeschreibung werden für die gleichen oder ähnlichen Elemente die gleichen Bezugsziffern verwendet.
1 zeigt ein Fahrzeug 103 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches ein Fahrerassistenzsystem 100 aufweist. Das Fahrerassistenzsystem 100 umfasst ein Detektions- und Steuermodul 101 sowie ein daran angeschlossenes Eingriffsmodul 102. Das Detektions- und Steuermodul 101 weist beispielsweise eine Kommunikationseinheit mit einer entsprechenden Antenne 115 auf, über welche es mit benachbarten Fahrzeugen, einer Zentrale oder dem Umfeld der Straße installierten lokalen Sendeeinrichtungen kommunizieren kann.
Hierdurch kann das Fahrerassistenzsystem 100 wertvolle Informationen empfangen, die beispielsweise die aktuellen Straßenverhältnisse, Änderungen in einer digitalen Karte oder Gefahrensituationen beschreiben.
Es ist zu beachten, dass die Kommunikation innerhalb des Fahrzeugs (beispielsweise die Kommunikation zwischen dem Detektions- und Steuermodul 101 und Eingriffsmodul 102) sowohl kabelgebunden als auch kabellos erfolgen kann.
Wenn im Folgenden von „digitalen Karten” die Rede ist, sind auch Karten für fortschrittliche Fahrerassistenzsysteme (ADAS, Advanced Driver Assistance Systems) zu verstehen, ohne dass eine Navigation stattfindet.
Bei dem Fahrzeug handelt es sich beispielsweise um ein Kraftfahrzeug, wie Auto, Bus oder Lastkraftwagen, oder aber auch um ein Schienenfahrzeug oder ein Motorrad.
Durch das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem kann die Fahrsicherheit erhöht werden und die Anzahl an Verkehrsunfällen reduziert werden. Dies wird u. a. dadurch erreicht, dass die Anzahl von Situationen im Verkehr (Anwendungsfälle), bei denen ein Kollisionsverhinderungssystem (Fahrerassistenzsystem) autonom eingreifen darf, erhöht wird. Weiterhin wird das Verzögerungsniveau während einer autonomen Intervention, also einem autonomen Bremsen, erhöht.
Die funktionellen Eigenschaften des Fahrerassistenzsystems führen nicht zu zusätzlichen Anforderungen an das Detektions- und Steuermodul 101 (siehe beispielsweise 5). Auch werden die Anforderungen an die Systemarchitektur, die sich in Hinsicht auf das Sicherheitskonzept ergeben, nicht erhöht.
Vielmehr basiert das Sicherheitskonzept auf bereits verwendeten Systemkomponenten im Fahrzeug und der verwendeten Systemarchitektur. Hierbei handelt es sich um nicht-redundante Umfeldsensoren und eine Steuereinheit (ECU Prozessor), die ebenfalls nicht redundant ist. Allerdings ist das Bremssystem-Design (also das ESP) redundant ausgeführt, um dem Sicherheitsstandard ASIL3 zu genügen.
2 zeigt eine erste Fahrsituation, bei dem ein autonomer Eingriff eines erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems erfolgen kann. Ein Fahrzeug 103 nähert sich einem Fahrzeug 204. Die Kollision kann vermieden werden, indem der Fahrer des hinteren Fahrzeugs 103 ein Ausweichmanöver 202 durchführt, wodurch das Fahrzeug von der Position 201 in eine seitlich verschobene Position 203 neben dem Fahrzeug 204 versetzt wird. Hierfür ist beispielsweise eine seitliche Beschleunigung alert von 12 m/s² erforderlich.
In diesem Fall ist es möglich, dass das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem bereits bei der Position 201 eingreift, indem ein moderates Abbremsen erfolgt. Hierdurch hat der Fahrer mehr Zeit, das Ausweichmanöver durchzuführen, da die Geschwindigkeit des Fahrzeugs bereits reduziert wird.
Wird kein Ausweichmanöver durchgeführt, steigert das Fahrerassistenzsystem den Bremsdruck nach Verstreichen eines bestimmten Zeitintervalls automatisch, so dass die Kollision vermieden wird.
Die 3A und 3B zeigen weitere Situationen, in denen ein solches Fahrerassistenzsystem zum Einsatz kommen kann. 3A zeigt eine Auffahrsituation, bei der das Objekt 301, bei dem es sich beispielsweise um einen Pkw handelt, eine Geschwindigkeit von 100 km/h aufweist. Die Geschwindigkeit ist konstant. Das folgende Fahrzeug 103 weist eine deutlich höhere Geschwindigkeit von 200 km/h auf. Auch diese Geschwindigkeit ist konstant.
Ohne Eingriff würde es zu einem Unfall kommen.
3B zeigt eine weitere Situation, bei der ein vorausfahrendes Fahrzeug 302, das sich auf einer anderen Spur 304 als das eigene Fahrzeug 103 (Spur 303) befindet, plötzlich einschert. Hierbei ist das vorausfahrende Fahrzeug 302 deutlich langsamer (beispielsweise 100 km/h) wohingegen das Fahrzeug 103 eine Geschwindigkeit von 160 km/h fährt.
Das vorausfahrende Fahrzeug 302 schert bei einem Abstand von 15 m zum nachfolgenden Fahrzeug ein. Auch hier ist ein Unfall nur vermeidbar, wenn ein Eingriff von Seiten des Fahrers oder autonom durch das Fahrerassistenzsystem stattfindet.
4 zeigt ein Fahrerassistenzsystem, welches ein CMS System (Collision Mitigation System) aufweist. Das System weist ein Detektions- und Steuermodul 101 sowie ein Eingriffsmodul 102 auf.
Das Detektions- und Steuermodul 101 entspricht hierbei dem hohen Sicherheitsstandard SIL3. Ebenso das Eingriffsmodul 102.
Das Detektions- und Steuermodul 101 weist ein Teilmodul 105 zur Beschreibung der Umwelt des Fahrzeugs auf. Dieses Modul analysiert Daten, die ihm von entsprechenden Umfeldsensoren 104 (beispielsweise einer Kamera) sowie einer digitalen Karte und/oder einem ESP-Steuergerät 109 zugeführt werden. Hierbei kann der aktuelle Fahrzeugzustand, die aktuelle Position des Fahrzeugs sowie die aktuelle Verkehrssituation analysiert werden. Insbesondere können Hindernisse, wie beispielsweise andere Fahrzeuge, detektiert werden.
Das Ergebnis dieser Umfeld- und Situationsanalyse wird dann einem zweiten Teilmodul 106 übergeben. Das zweite Teilmodul 106 weist ein Interpretations- und Vorhersagemodul 107 auf, welches die zugeführten Daten analysiert und Voraussagen für die Zukunft (beispielsweise bezüglich einem zu erwartenden Aufprallzeitpunkt) trifft. Die Ergebnisse werden dann einem kinematischen Steuermodul (KCM) 108 übergeben.
Die resultierenden Daten werden dann über den Fahrzeugbus (Controller Area Network, CAN) 110 an das Eingriffsmodul 102 übergeben.
Das Eingriffsmodul 102 weist ein Teilmodul 111 auf, bei dem es sich um ein dynamisches Steuermodul handelt. Die Steuerdaten aus diesem Modul 111 werden dann an eine Aktuatorsteuerung 112 weitergegeben, die beispielsweise das ESP-System ansteuert und somit das Bremssystem 114 betätigen kann.
Da sämtliche Module (inkl. Umfeldsensoren) einem hohen Sicherheitsstandard genügen müssen, sind sie redundant ausgeführt. Das System der 4 kann zur autonomen Vollbremsung unabhängig von der Fahrerreaktion ausgeführt sein, wenn eine Kollision unvermeidbar ist. In diesem Fall wird die autonome Bremsfunktion nicht eingeschränkt, außer wenn beispielsweise der Schwellwert für eine Gaspedal-Stellung überschritten wird.
Die Anforderungen für ein solches System sind hoch, da die Ausfallraten sehr gering sein müssen und das Objekt (anderes Fahrzeug) sicher detektiert werden muss (d. h. geringe systematische Fehler in der Umfelderkennung somit redundante Umfeldsensorik wahrscheinlich notwendig z. B. Radar + Kamera). Sämtliche relevanten Komponenten befinden sich auf SIL3-Niveau.
5 zeigt ein Fahrerassistenzsystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem das Detektions- und Steuermodul 101 auch als nicht-redundante Hardwareplattform ausgeführt sein kann, so dass die Wahrscheinlichkeit für Fehlfunktionen des Systems im Vergleich zu einer SIL3-Plattform erhöht ist. Natürlich kann das Modul 101 auch aufwändiger ausgeführt sein, so dass es dem SIL3-Standard genügt.
Erfindungsgemäß wird eine Not-Vollbremsung ermöglicht, bevor die Kollision unvermeidbar ist, wenn nach dem Einleiten eines Bremsvorgangs der Fahrer über einen bestimmten Zeitraum nicht eingegriffen hat.
Um die erforderlichen Randbedingungen zu überprüfen, ist ein Filtermodul 113 innerhalb des Eingriffsmoduls 102 vorgesehen, welches mit den Aktuatorsteuerdaten vom Modul 112 versorgt wird. Das Bremssystem 114 wird nur dann autonom angesteuert, wenn die erste bzw. die zweite Bedingung erfüllt ist.
Ist die erste Bedingung erfüllt (kommt das System also zu dem Ergebnis, dass eine Gefahrensituation vorliegt, die ein Bremsen erforderlich macht), wird eine schwache-autonome Intervention gestartet (beispielsweise eine Bremsung zwischen 0,3 bis 0,4 g). Diese schwache autonome Intervention ist nur dann gestattet, wenn sich die Stellung des Gaspedals und der Gradient unter bestimmten Schwellwerten befinden. In anderen Worten kann der Fahrer den Bremseingriff abbrechen. Damit kann erreicht werden, dass die Funktion nur abgebrochen wird, wenn der Fahrer die Gaspedalstellung zügig erhöht Eine starke Intervention ist nur dann gestattet, wenn der Fahrer gleichzeitig bremst oder wenn der Fahrer nicht innerhalb beispielsweise einer Sekunde nach Einsetzen der autonomen Bremsung und/oder der Warnung reagiert hat.
6 zeigt einen Bremsverlauf bei einem Eingriff eines Fahrerassistenzsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Hochachse 612 bezeichnet die Bremskraft und die Querachse 604 bezeichnet die Zeit.
Zum Zeitpunkt 601 (0,8 Sekunden vor dem Bremseingriff TTB) befindet sich das Fahrzeug 103 hinter dem zweiten Fahrzeug 301, wobei eine Geschwindigkeitsdifferenz von über 50 km/h vorliegt. Der Zeitpunkt bis zu einer möglichen Kollision liegt bei etwa 1,4 Sekunden.
Vor dem Zeitpunkt 601 ist die Bremskraft 605 Null. Zum Zeitpunkt 601 wird dann die Bremskraft auf beispielsweise 0,4 g heraufgesetzt (siehe Bezugszeichen 606). Der Zeitpunkt 602 ist der Zeitpunkt, bei dem ohne vorherige Verzögerung eine Vollbremsung erforderlich wäre. Zwischen den beiden Zeitpunkten 601 und 602 sind etwa 800 Millisekunden vergangen.
Zum späteren Zeitpunkt 607 (es ist etwa eine Sekunde seit dem Bremseingriff vergangen) wird die zweite Bremsphase eingeleitet, indem die Bremskraft linear erhöht wird (siehe Bezugszeichen 608).
Bisher hat der Fahrer nicht eingegriffen. Die Bremskraft wird etwa eine Sekunde lang auf den maximalen Wert 609 erhöht. Ab diesem Zeitpunkt wird die Bremskraft 610 konstant gehalten. Die Fläche 611 unter der Kurve ist ein Maß für die zusätzliche Reduzierung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs.
Bei Fahrerassistenzsystemen mit nur einem Umfeldsensor sind nur schwache autonome Interventionen gestattet (maximal 0,3 bis 0,4 g). Starke Interventionen sind nur gestattet, wenn der Fahrer gleichzeitig bremst oder wenn der Fahrer nicht innerhalb von einer Sekunde nach Einsatz der autonomen Bremsung und/oder Warnung reagiert hat. Starke Interventionen werden durch einen allmählichen Anstieg des Bremsdrucks erreicht, d. h. es erfolgt keine kritische abrupte Erhöhung der (negativen) Fahrzeugbeschleunigung. Die Bremseingriffe können immer durch eine Betätigung des Gaspedals durch den Fahrer abgebrochen werden. Im Falle einer Fehlreaktion des Systems wird der Fahrer grundsätzlich auf die Aktivierung des Systems, durch die Warnung und/oder durch autonomes Bremsen, aufmerksam gemacht und es wird ihm ermöglicht, innerhalb einer Sekunde (oder eines anderen vom System bestimmten Zeitraums) durch Betätigung des Gaspedals zu reagieren und den (fehlerhaften) autonomen Eingriff abzubrechen.
Das Fahrerassistenzsystem ist in der Lage, die kinetische Energie bis zum Aufprall bei dem in 3A dargestellten Fall auf 4% der Ausgangsenergie zu reduzieren (sog. „Auffahrsituation”). Im Falle einer „Folgesituation”, bei dem der Abstand zum Objekt 10 m beträgt, die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Objektes 100 km/h, die negative Beschleunigung des Objekts –8 m/s² und die Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs 100 km/h, kann die kinetische Energie auf 15% bis zum Aufprall reduziert werden.
Fahrerassistenzsysteme, die lediglich eine Not-Vollbremsung ausführen, wenn die Kollision unvermeidbar ist (also max. Bremsen- oder Lenkeingriff), reduzieren die kinetische Energie in den beiden Fällen lediglich auf 36% bzw. 42%.
Fahrerassistenzsysteme, die lediglich ein schwaches autonomes Bremsen bis zu 0,4 g zulassen, reduzieren die kinetischen Energien in den beiden Fällen lediglich auf 40% bzw. 48%.
7 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens, bei dem in Schritt 701 eine Analyse der Umwelt des Fahrzeugs stattfindet. In Schritt 702 erfolgt die erste Stufe eines autonomen Bremsvorgangs mit einer moderaten negativen Verzögerung. In Schritt 703 wird durch die Elektronik geklärt, ob die Bedingung für ein starkes Bremsen erfüllt ist. Das starke Bremsen wird dann in Schritt 704 eingeleitet, indem der Bremsdruck stetig erhöht wird.
Auf diese Weise kann die Sicherheit für den Fahrer erhöht werden, da die Anzahl an Anwendungsfällen für einen vollautonomen Bremseingriff erweitert wird, ohne dabei die Anforderungen an das System signifikant zu erhöhen.
Für einen unaufmerksamen Fahrer (der z. B. noch auf dem Gaspedal steht) ist der autonome Bremseingriff erlaubt und kann bereits vor dem spätesten Ausweichzeitpunkt erfolgen. Auf diese Weise kann die noch zur Verfügung stehende Zeit für wirksamen Geschwindigkeitsabbau und Ausweichmanöver erhöht werden, so dass der Druckaufbaugradient für den Bremseingriff moderat bleiben kann.
Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass „umfassend” und „aufweisend” keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine” oder „ein” keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkungen anzusehen.

Claims

Fahrerassistenzsystem zur Vermeidung einer Kollision eines Fahrzeugs, das Fahrerassistenzsystem (100) aufweisend: ein Detektions- und Steuermodul (101) zur Detektion und Identifikation einer kritischen Fahrsituation des Fahrzeugs (103), welche zu einer Kollision führen kann; ein Eingriffsmodul (102) zum autonomen Verzögern einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs (103) mit einer ersten negativen Beschleunigung, wenn eine erste Bedingung erfüllt ist, und zum darauffolgenden autonomen Verzögern der Geschwindigkeit des Fahrzeugs (103) mit einer zweiten, größeren negativen Beschleunigung, wenn eine zweite Bedingung erfüllt ist und bevor der letzte Zeitpunkt zur Vermeidung einer Kollision verstrichen ist.
Fahrerassistenzsystem nach Anspruch 1, wobei das Eingriffsmodul (102) zum Steigern der zweiten negativen Beschleunigung während dem Abbremsen ausgeführt ist.
Fahrerassistenzsystem nach Anspruch 2, wobei das Steigern der zweiten negativen Beschleunigung linear erfolgt.
Fahrerassistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Bedingung erfüllt ist, wenn ein vorbestimmter Zeitpunkt bis zu einer vom Detektions- und Steuermodul (101) geschätzten Kollisionszeit erreicht ist.
Fahrerassistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Bedingung erfüllt ist, wenn der Fahrer des Fahrzeugs (103) über ein bestimmtes Zeitintervall seit Erfüllung der ersten Bedingung nicht in das Fahrgeschehen eingreift.
Fahrerassistenzsystem nach Anspruch 5, wobei das Eingriffsmodul (102) zur Berechnung des bestimmten Zeitintervalls auf Basis von Messdaten ausgeführt ist.
Fahrerassistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Eingriffsmodul (102) zum Abbruch der Verzögerung ausgeführt ist, wenn eine Betätigung des Gaspedals erfolgt.
Fahrerassistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Eingriffsmodul (102) dem Sicherheitsstandard SIL3 entspricht; und wobei das Detektions- und Steuermodul (101) lediglich einem niedrigeren Sicherheitsstandard als SIL3 entspricht.
Fahrerassistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Detektions- und Steuermodul (101) mit Umfeldsensorik ausgestattet ist, mit welcher es die kritische Fahrsituation detektiert.
Fahrerassistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Detektions- und Steuermodul (101) mit einer digitalen Karte ausgestattet ist, welche es zur Identifikation der kritischen Situation hinzuzieht.
Fahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
Verwendung eines Fahrerassistenzsystems nach einem der Ansprüche 1 bis 10 in einem Fahrzeug.
Verfahren zum Vermeiden einer Kollision eines Fahrzeugs, das Verfahren aufweisend die Schritte: Detektion einer kritischen Fahrsituation des Fahrzeugs (103), welche zu einer Kollision führen kann; Identifikation der kritischen Fahrsituation; autonomes Verzögern einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs (103) mit einer ersten negativen Beschleunigung, wenn eine erste Bedingung erfüllt ist; autonomes Verzögern der Geschwindigkeit des Fahrzeugs (103) mit einer zweiten, größeren negativen Beschleunigung, wenn eine zweite Bedingung erfüllt ist und bevor der letzte Zeitpunkt zur Vermeidung einer Kollision verstrichen ist.
Programmelement, das, wenn es auf einem Prozessor ausgeführt wird, den Prozessor anleitet, die folgenden Schritte durchzuführen: Detektion einer kritischen Fahrsituation des Fahrzeugs (103), welche zu einer Kollision führen kann; Identifikation der kritischen Fahrsituation; autonomes Verzögern einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs (103) mit einer ersten negativen Beschleunigung, wenn eine erste Bedingung erfüllt ist; autonomes Verzögern der Geschwindigkeit des Fahrzeugs (103) mit einer zweiten, größeren negativen Beschleunigung, wenn eine zweite Bedingung erfüllt ist und bevor der letzte Zeitpunkt zur Vermeidung einer Kollision verstrichen ist.
Computerlesbares Medium, auf dem ein Programmelement gespeichert ist, das, wenn es auf einem Prozessor ausgeführt wird, den Prozessor anleitet, die folgenden Schritte durchzuführen: Detektion einer kritischen Fahrsituation des Fahrzeugs (103), welche zu einer Kollision führen kann; Identifikation der kritischen Fahrsituation; autonomes Verzögern einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs (103) mit einer ersten negativen Beschleunigung, wenn eine erste Bedingung erfüllt ist; autonomes Verzögern der Geschwindigkeit des Fahrzeugs (103) mit einer zweiten, größeren negativen Beschleunigung, wenn eine zweite Bedingung erfüllt ist und bevor der letzte Zeitpunkt zur Vermeidung einer Kollision verstrichen ist.