DE102010008208A1

DE102010008208A1 - Verfahren zur Verhinderung von Kollisionen oder Verminderung einer Kollisionsstärke eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102010008208A1
Application number: DE102010008208A
Authority: DE
Inventors: Uli Dipl.-Ing. 70199 Kolbe; Martin Dipl.-Ing. 70736 Moser; Volker Dipl.-Ing. 75365 Oltmann; Reinhold Dipl.-Ing. 71277 Schneckenburger
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2010-02-17
Filing date: 2010-02-17
Publication date: 2011-08-18
Also published as: WO2011101014A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhinderung von Kollisionen oder Verminderung einer Kollsionsstärke eines Fahrzeugs (19) mit den Schritten: Ermitteln einer einen Fahrzustand des Fahrzeugs (19) kennzeichnenden Fahrzeugzustandsgröße, Ermitteln einer das Fahrzeug umgebende Objekte kennzeichnenden Objekte-Zustandsgröße, Ermitteln einer eine Kritikalität des Fahrzeugs (19) kennzeichnenden Fahrzeugskritikalitätsgröße in Abhängigkeit von der Fahrzeugzustandsgröße und der Objekte-Zustandsgröße, Einleiten einer Notbremsung zur Verhinderung der Kollision oder Verminderung der Kollisionsstärke in Abhängigkeit von der Fahrzeugkritikalitätsgröße.
Um eine verbesserte Kollisionsvermeidung und/oder Kollisionsstärkenverminderung zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass die Objekte-Zustandsgröße ein vor dem Fahrzeug (19) befindliches Kollisionsobjekt (21) und ein hinter dem Fahrzeug (19) befindliches Kolonnenobjekt (23) kennzeichnet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhinderung von Kollisionen oder Verminderung einer Kollisionsstärke eines Fahrzeugs, mit den Schritten Ermitteln einer einen Fahrzustand des Fahrzeugs kennzeichnenden Fahrzustandsgröße, Ermitteln einer das Fahrzeug umgebende Objekte kennzeichnenden Objekte-Zustandsgröße und Ermitteln einer eine Kritikalität des Fahrzeugs kennzeichnenden Fahrzeugkritikalitätsgröße in Abhängigkeit von der Fahrzeugzustandsgröße und der Objekte-Zustandsgröße und Einleiten einer Notbremsung zur Verhinderung der Kollision oder Vermeidung der Kollisionsstärke in Abhängigkeit der Kritikalität sowie ein verfahrensgemäßes Fahrzeug.
Verfahren zur Verhinderung von Kollisionen oder Verminderung einer Kollisionsstärke eines Fahrzeugs sind bekannt. Mittels geeigneter Sensoren und/oder Messvorrichtungen können die Fahrzeugzustandsgröße und die Objekte-Zustandsgröße ermittelt werden. Bei der Fahrzeugzustandsgröße handelt es sich beispielsweise um eine Geschwindigkeit und/oder eine Bescheunigung des Fahrzeugs. Die Objekte-Zustandsgröße kann für ein oder mehrere Objekte Daten aufweisen, beispielsweise deren Geschwindigkeiten sowie deren relative Lage bzw. ein Abstand zu dem Fahrzeug. Bei den Objekten kann es sich beispielsweise um andere Verkehrsteilnehmer, jedoch auch um stehende und/oder fest montierte Hindernisse, wie beispielsweise Straßenbefestigungen, Leitplanken, Verkehrsschilder und/oder Ähnliches handeln. Es ist bekannt, eine Kritikalität des Fahrzeugs zu ermitteln und abhängig davon ein Ausweichmanöver und/oder eine Notbremsung einzuleiten, so dass die Kollision bestenfalls verhindert werden kann oder zumindest die Kollisionsstärke reduziert werden kann. Die DE 10 2004 056 027 A1 stellt ein Verfahren zur Verhinderung von Kollisionen oder Verminderung der Kollisionsstärke eines Fahrzeugs mit den Schritten bereit: Erfassen der Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung des Fahrzeugs; 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 dem Objekt gemäß der Bewertung ohne Systemeingriff unausweichlich ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Kollisionsvermeiden und/oder Kollisionsstärke verringern zu ermöglichen, insbesondere eine auf eine vorherrschende Verkehrssituation bestmöglich abgestimmte Maßnahme zur Verhinderung einer Kollision und/oder Verminderung einer Kollisionsstärke eines Fahrzeugs zu ermöglichen.
Die Aufgabe ist bei einem Verfahren zur Verhinderung von Kollisionen oder Verminderung einer Kollisionsstärke eines Fahrzeugs, mit den Schritten Ermitteln einer einen Fahrzustand des Fahrzeugs kennzeichnenden Fahrzustandsgröße, Ermitteln einer das Fahrzeug umgebende Objekte kennzeichnenden Objekte-Zustandsgröße und Ermitteln einer eine Kritikalität des Fahrzeugs kennzeichnenden Situationskritikalitätsgröße und/oder Fahrzeugkritikalitätsgröße in Abhängigkeit von der Fahrzeugzustandsgröße und der Objekte-Zustandsgröße und Einleiten einer Notbremsung zur Verhinderung der Kollision oder Vermeidung der Kollisionsstärke in Abhängigkeit der Situationskritikalitätsgröße und/oder Fahrzeugkritikalitätsgröße dadurch gelöst, dass die Objekte-Zustandsgröße ein vor dem Fahrzeug befindliches Kollisionsobjekt und ein hinter dem Fahrzeug befindliches Kolonnenobjekt kennzeichnet. Unter einem Kollisionsobjekt kann beispielsweise ein sich vor dem Fahrzeug befindliches stehendes Verkehrshindernis und/oder ein sich vergleichsweise langsam bewegender anderer Verkehrsteilnehmer verstanden werden. Unter einem Kolonnenobjekt kann ein dem Fahrzeug nachfolgender Verkehrsteilnehmer verstanden werden. Unter einer Größe kann eine Mehrgrößengröße und/oder vektorielle Größe verstanden werden, die verschiedene Einzelgrößen aufweist. Die Fahrzeugzustandsgröße kann insbesondere einen aktuellen Ort, eine aktuelle Geschwindigkeit, eine aktuelle Beschleunigung und/oder weitere den Fahrzustand kennzeichnende Einzelgrößen aufweisen. Die Objekte-Zustandsgröße kann ein oder mehrere Objekte kennzeichnen, insbesondere jeweils eine Geschwindigkeit, eine Beschleunigung, eine zu dem Fahrzeug relative Geschwindigkeit, eine zu dem Fahrzeug relative Beschleunigung, eine Entfernung zu dem Fahrzeug und/oder weitere Einzelgrößen aufweisen. Die Fahrzeugkritikalitätsgröße ist im Sinne einer Situationskritikalitätsgröße von der aktuellen Situation in der sich das Fahrzeug befindet und/oder vom Zustand des Fahrzeugs abhängig und kann insbesondere eine aus der Fahrzeugszustandsgröße und Objekte-Zustandsgröße herleitbare Einzelgröße aufweisen, insbesondere einen oder mehrer Skalar/e, Z. B. eine oder mehrere verbleibende Zeiten bis zum spätest möglichen Zeitpunkt zum Einleiten einer Bremsung des Fahrzeugs und/oder des Kolonnenobjekts aufweisen, anhand der abgeleitet werden kann, wie kritisch der Fahrzeugzustand in Relation zu den Objekten ist. Eine andere Kritikalitätsgröße beziehungsweise Fahrzeugkritikalitätsgröße kann eine erforderliche Verzögerung zur Unfallvermeidung zwischen Fahrzeug und Objekt darstellen. Eine weitere Kritikalitätsgröße beziehungsweise Fahrzeugkritikalitätsgröße kann die zu erwartende Aufprallenergie zwischen Fahrzeug und Objekt sein. Unter Kritikalität des Fahrzeugs beziehungsweise Situationskritikalität kann eine Bewertung des Fahrzustands hinsichtlich einer drohenden Kollision verstanden werden. Vorteilhaft kann mit Hilfe der Objekte-Zustandsgröße auch das hinter dem Fahrzeug befindliche Kolonnenobjekt berücksichtigt werden, so dass beispielsweise die Notbremsung so erfolgen kann, dass eine Gefährdung durch das Kolonnenobjekt ebenfalls reduziert wird. Vorteilhaft kann ein Kompromiss zwischen Gefährdungspotentialen, die von dem Kollisionsobjekt und gegebenenfalls dem Kolonnenobjekt ausgehen gefunden werden. Allgemein kann die Fahrzeugkritikalität oder grundsätzlich eine Situationskritikalität eines beliebigen Objekts als Funktion eines Objektabstands, einer Objektrelativgeschwindigkeit, einer Objektrelativbeschleunigung und/oder eines, Fahrzustands des Objekts mit Situationskritikalität = f(Objektabstand, Objektrelativgeschwindigkeit, Objektrelativbeschleunigung, Fahrzustand) verstanden werden, wobei diese für jedes Objekt in seiner Situation individuell ist.
Bei einer Ausführungsform des Verfahrens ist ein Abschwächen der Notbremsung, falls mit dem Kolonnenobjekt ebenfalls eine Kollision droht, vorgesehen. Vorteilhaft kann die Notbremsung schwächer ausfallen, so dass das Kolonnenobjekt selbst die Fahrsituation meistern kann. Vorteilhaft kann das Verfahren so angewendet werden, dass ein Fahrer des Fahrzeugs möglichst nicht bevormundet wird. Dazu kann die Notbremsung zum spätest möglichen Zeitpunkt mit einer maximal möglichen Verzögerung ausgelöst werden. Um die Notbremsung abschwächen zu können, kann diese entsprechend früher beginnen, wobei der Fahrer zwar früher sich mit dem Eingriff konfrontiert sieht, jedoch vorteilhaft dies nur dann geschieht, wenn von einer spätest möglichen Notbremsung eine Gefahr von dem Kolonnenobjekt ausgehen würde. Falls sich kein Kolonnenobjekt hinter dem Fahrzeug befindet, kann die Notbremsung so spät wie möglich, also mit einer minimalen Bevormundung des Fahrers erfolgen. Vorteilhaft kann durch das gegebenenfalls abgeschwächte Einleiten der Notbremsung eine optimal an die Verkehrssituation, also an das vor dem Fahrzeug befindliche Kollisionsobjekt und an das hinter dem Fahrzeug befindliche Kolonnenobjekt bereitgestellt werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist ein Berechnen der Kritikalität als eine das Fahrzeug und das Kollisionsobjekt kennzeichnende Kollisionskritikalität und als eine das Fahrzeug und das Kolonnenobjekt kennzeichnende Kolonnenkritikalität vorgesehen. Vorteilhaft kann sowohl für das Kollisionsobjekt als auch für das Kolonnenobjekt eine eigene Bewertungsgröße bereitgestellt werden. Dementsprechend ist es vorteilhaft möglich, zum Auffinden eines Optimums bzw. zu einer an die Gesamtsituation angepassten Maßnahme beide Größen zu berechnen, beispielsweise entsprechend vorgebbaren Randwerten ein Optimum zu berechnen.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens sind ein Vorgeben eines ersten, zweiten und eines dritten Schwellwerts, ein Vergleichen des ersten und zweiten Schwellwerts mit der Kollisionskritikalität, ein Vergleichen des dritten Schwellwerts mit der Kolonnenkritikalität, ein Auslösen der Notbremsung mit einem ersten Beschleunigungsprofil, falls die Kollisionskritikalität den ersten Schwellwert unterschreitet und die Kolonnenkritikalität den dritten Schwellwert übersteigt und ein Auslösen der Notbremsung mit einem zweiten Beschleunigungsprofil, falls die Kollisionskritikalität zwischen dem ersten und dem zweiten Schwellwert liegt und die Kolonnenkritikalität den dritten Schwellwert unterschreitet vorgesehen, wobei das erste Beschleunigungsprofil ein stärkeres Abbremsen des Fahrzeugs bewirkt als das zweite Beschleunigungsprofil. Unter einem Beschleunigungsprofil kann im einfachsten Fall eine konstante Beschleunigung, im Falle einer Notbremsung eine konstante negative Beschleunigung verstanden werden. Es ist jedoch auch denkbar, eine ansteigende negative Beschleunigung darunter zu verstehen. Vorteilhaft kann das Auslösen der Notbremsung mit einer hohen, beispielsweise einer maximalen Verzögerung bzw. negativen Beschleunigung erfolgen, falls die Kolonnenkritikalität den dritten Schwellwert übersteigt, also der Fahrzustand des Fahrzeugs bezüglich des diesem nachfolgenden Kolonnenobjekts unkritisch ist. Für den Fall, dass die Kolonnenkritikalität den dritten Schwellwert unterschreitet, was gleichbedeutend ist, dass der Fahrzustand des Fahrzeugs bezüglich des nachfolgenden Kolonnenobjekts als kritisch eingestuft wird, kann die Notbremsung mit dem schwächeren zweiten Beschleunigungsprofil durchgeführt werden, so dass das nachfolgende Kolonnenobjekt die Situation durch eine eigene Reaktion noch gut meistern kann. Um die Notbremsung mit dem geringeren zweiten Beschleunigungsprofil durchführen zu können, kann diese entweder früher beginnen und/oder so ausgeführt werden, dass ein am Ende der Notbremsung verbleibender Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem Kolonnenobjekt minimal ist, also der gesamte Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem Kolonnenobjekt aufgebraucht wird.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist ein Einstellen des zweiten Beschleunigungsprofils so, dass eine Kollision mit dem Kollisionsobjekt gerade vermieden wird, vorgesehen. Vorteilhaft kann das zweite Beschleunigungsprofil so eingestellt werden, dass der ganze zwischen dem Fahrzeug und dem Kolonnenobjekt verbleibende Abstand aufgezehrt wird, wobei das nachfolgende Objekt vorteilhaft möglichst frühzeitig gewarnt wird, insbesondere durch Aufleuchten der Bremslichter, und diesem ebenfalls die maximal mögliche Distanz zum Abbremsen zur Verfügung gestellt wird.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist ein Einstellen des zweiten Beschleunigungsprofils so, dass die Kollisionskritikalität und die Kolonnenkritikalität zumindest ungefähr identische Werte annehmen, vorgesehen. Vorteilhaft kann anhand der Bewertungskriterien ein Sicherheitsoptimum für das Fahrzeug in Relation zu dem Kollisionsobjekt und zu dem Kolonnenobjekt ermittelt werden. Dazu kann in einer ersten Näherung vorteilhaft ein Gleichsetzen der Kollisionskritikalität und der Kolonnenkritikalität erfolgen.
Die Aufgabe ist ferner bei einem Kraftfahrzeug, eingerichtet, ausgelegt und/oder konstruiert zum Durchführen eines vorab beschriebenen Verfahrens gelöst. Es ergeben sich die vorab beschriebenen Vorteile.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der – gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung – zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale bilden für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separaten Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:
1 ein schematischer Ablaufplan eines Verfahrens zur Verhinderung von Kollisionen oder Verminderung einer Kollisionsstärke eines Fahrzeugs;
2 ein Schaubild von zwei Kritikalitätsgrößen über einer Beschleunigung eines Fahrzeugs während einer Notbremssituation;
3 ein Schaubild entsprechend des Schaubilds in 2, für insgesamt drei Objekte, jedoch über einem Ort.
1 zeigt einen schematischen Ablaufplan eines Verfahrens zur Verhinderung von Kollisionen oder Verhinderung einer Kollisionsstärke eines Fahrzeugs. In einem ersten Schritt 1 werden aktuelle Signale mittels geeigneter Sensorvorrichtungen des Fahrzeugs erfasst. Die Sensorvorrichtungen können beispielsweise Radar-, Lidar-, Video- und/oder Ultraschallsensoren aufweisen. Ferner ist es möglich, mittels einer satellitengestützten Positionsbestimmung entsprechende Messsignale der Sensoren zu ergänzen und/oder zu verifizieren. Bei den Messsignalen kann es sich insbesondere um eine Geschwindigkeit v_eigen, ein Abstand zwischen dem Fahrzeug und einem vor dem Fahrzeug befindlichen Kollisionsobjekt d_v, ein Abstand zu einem sich hinter dem Fahrzeug befindlichen Kolonnenobjekt d_h, eine Geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Fahrzeug und dem Kollisionsobjekt v_rel_v und eine Geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Fahrzeug und dem Kolonnenobjekt v_rel_h handeln.
In einem zweiten Schritt 3 wird eine Kritikalität des Fahrzeugs bezüglich des Kollisionsobjekts und des Kolonnenobjekts ermittelt. Dabei kann es sich beispielsweise um eine Kollisionskritikalität ttb_v, die eine Teilkritikalität des Fahrzeugs bezüglich des Kollisionsobjekts kennzeichnet und eine Kolonnenkritikalität ttb_h, die eine weiter Teilkritikalität des Fahrzeugs in Bezug auf das Kolonnenobjekt kennzeichnet handeln.
Grundsätzlich kann ein beliebiges Kriterium zum Kennzeichnen der Gesamtsituation, also der Beziehung Krit_v des Fahrzeugs 19 zu dem vorausfahrenden Kollisionsobjekt 21 und der Beziehung Krit_h zu dem folgenden Kolonnenobjekt 23 berechnet und/oder ermittelt und mittels einer dieses Kriterium optimierenden Wahl der Bremsverzögerung optimiert, insbesondere minimiert, werden.
Die Kollisionskritikalität kann z. B. als Zeitreserve, auch time to break genannt, gemäß der Formel Krit_v = ttb_v = –d_v/v_rel_v + v_rel_v/(2·a_rel_v) beschrieben werden, wobei neben den bereits erläuterten Größen a_rel_v eine Differenzbeschleunigung zwischen dem Fahrzeug und dem Kollisionsobjekt ist.
Die Kolonnenkritikalität kann beispielsweise als time to break mittels der Formel Krit_h = ttb_h = –d_h/v_rel_h + v_rel_h/(2·a_rel_h) wobei neben den vorab beschriebenen Größen a_rel_h eine Differenzbeschleunigung zwischen dem Fahrzeug und dem Kolonnenobjekt ist, beschrieben werden.
In einem dritten Schritt 5 wird die Kollisionskritikalität ttb_v mit einem ersten Schwellwert limit1 verglichen. Falls die Kollisionskritikalität ttb_v kleiner gleich ist als der erste Schwellwert limit1 wird in einem vierten Schritt 7 verzweigt, bei dem eine Notbremsung des Fahrzeugs mit einem ersten Beschleunigungsprofil, beispielsweise einer maximalen gleich bleibenden Beschleunigung, durchgeführt wird.
Für den Fall, dass die Kollisionskritikalität ttb_v nicht kleiner gleich als der erste Schwellwert ist, wird in einen fünften Schritt 9 verzweigt. Bei dem fünften Schritt 9 wird die Kollisionskritikalität ttb_v mit einem zweiten Schwellwert limit2 verglichen. Außerdem wird die Kolonnenkritikalität ttb_h mit einem dritten Schwellwert limit3 verglichen. Falls die Kollisionskritikalität kleiner gleich als der zweite Schwellwert limit2 und die Kolonnenkritikalität kleiner gleich als der dritte Schwellwert limit3 sind wird in einem sechsten Schritt 11 verzweigt, bei dem eine Notbremsung des Fahrzeugs mit einem zweiten Beschleunigungsprofil, beispielsweise mit einer geringeren angepassten Verzögerung, durchgeführt. Für den Fall, dass die Abfrage des fünften Schritts 9 nicht wahr ist, wird zurück verzweigt auf den ersten Schritt 1, also weder eine angepasste Notbremsung noch eine gemäß dem sechsten Schritt 11 eine Notbremsung gemäß des vierten Schrittes 7 durchgeführt.
Bei den Kritikalitäten ttb_v und ttb_h handelt es sich um Bewertungsgrößen zum Bewerten der Kritikalität des Fahrzeugs relativ zu dem Kollisionsobjekt und dem Kolonnenobjekt, vorliegend in Form einer Zeit, die noch verbleibt bis zu einer Bremsung, bei der gerade keine Kollision erfolgt. Im Falle der Kollisionskritikalität der ttb_v wird dabei das erste Beschleunigungsprofil mit der maximalen negativen Beschleunigung bzw. Verzögerung unterstellt. Im Falle der Kolonnenkritikalität ttb_h wird ein für Fahrzeuge üblicher Verzögerungswert, beispielsweise auch ein maximaler Verzögerungswert für die Berechnung unterstellt. Der zweite Schwellwert limit2 ist größer als der erste Schwellwert limit1.
Der dritte Schwellwert limit3 kann an eine übliche Reaktionszeit eines menschlichen Fahrers des Kolonnenobjekts angepasst sein, beispielsweise 1 s betragen.
2 zeigt ein Schaubild der Kollisionskritikalität ttb_v und der Kolonnenkritikalität ttb_h über einem veränderlichen Beschleunigungsprofil des Fahrzeugs.
Auf einer x-Achse 13 ist dabei eine konstant angenommene negative Beschleunigung des Fahrzeugs während der Notbremsung aufgetragen. Auf einer y-Achse 15 ist eine Zeit zwischen –7 und +2 s aufgetragen. Für das Schaubild gemäß 2 wird eine bestimmte Verkehrssituation unterstellt, die in 3 näher dargestellt ist und später erläutert wird.
Es ist zu erkennen, dass sowohl die Kollisionskritikalität ttb_v als auch die Kolonnenkritikalität ttb_h von der auf der x-Achse 13 aufgetragenen negativen Beschleunigung abhängen. Dabei ist zu erkennen, dass die Kolonnenkritikalität ttb_h mit abnehmender Verzögerung zunimmt und die Kollisionskritikalität ttb_v abnimmt. Vorteilhaft kann an einem Schnittpunkt der Kollisionskritikalität ttb_v und der Kolonnenkritikalität ttb_h ein Beschleunigungswert für das zweite Beschleunigungsprofil gemäß des sechsten Schritts 11, der in 1 dargestellt ist, ermittelt werden. An dem Schnittpunkt 17 ergibt sich vorteilhaft sowohl für die Kollisionskritikalität als auch für die Kolonnenkritikalität ein vergleichsweise hoher Wert, so dass sowohl bezüglich des Kollisionsobjekts als auch bezüglich des Kolonnenobjekts eine Gesamtkritikalität des Fahrzeugs optimiert werden kann, also für das Fahrzeug die geringst mögliche Gefahr besteht. Vorliegend, wie in 2 ersichtlich, würde sich für das zweite Beschleunigungsprofil ein Wert von –5 m/s² ergeben.
3 zeigt beispielhaft ein Schaubild einer Verkehrssituation eines Fahrzeugs 19, eines vor dem Fahrzeug 19 fahrenden Kollisionsobjekts 21 sowie eines hinter dem Fahrzeug 19 fahrenden Kolonnenobjekts 23. Auf einer x-Achse 13 und einer y-Achse 15 ist jeweils ein Ort in einer x-Richtung bzw. einer y-Richtung des Fahrzeugs 19, des Kollisionsobjekts 21 sowie des Kolonnenobjekts 23 aufgetragen. Mittels Pfeilen sind Geschwindigkeiten des Fahrzeugs 19, des Kollisionsobjekts 21 sowie des Kolonnenobjekts 23 eingezeichnet. Es ist zu erkennen, dass das Kolonnenobjekt 23 die höchste Geschwindigkeit, das Fahrzeug 19 eine mittlere Geschwindigkeit und das Kollisionsobjekt 23 die niedrigste Geschwindigkeit aufweist, so dass ohne Verzögerungen bzw. Abbremsungen des Fahrzeugs 19 sowie des Kolonnenobjekts 23 diese gleichermaßen aufeinander beziehungsweise letztlich auf das Kollisionsobjekt 21 auffahren würden. Werte entsprechender Kritikalitäten zu der in 3 gezeigten Verkehrssituation sind in 2 dargestellt.
Das Fahrzeug 19, das Kollisionsobjekt 21 sowie das Kolonnenobjekt 23 fahren auch in y-Richtung leicht versetzt, wobei sich jedoch eine Überdeckung ergibt, so dass eine Reaktion des Fahrzeugs 19 zur Vermeidung einer Kollision notwendig ist.
Vorteilhaft kann mittels des Verfahrens ein vorausschauendes Notbremssystem realisiert werden, das drohende Auffahrunfälle des Fahrzeugs 19 auf das Kollisionsobjekt 21 erkennen und im Gefahrenfall eine autonome Bremsung gemäß der in 1 beschriebenen Schritte 7 und 11 durchführen kann. Vorteilhaft kann zusätzlich zur Verringerung einer Gefahr durch das Kolonnenobjekt 23 die Notbremsung mit einer angepassten Verzögerung des zweiten Beschleunigungsprofils gemäß des sechsten Schritts 11 erfolgen. Vorteilhaft kann zusätzlich ein Rückraum, also das hinter dem Fahrzeug 19 befindliche Kolonnenobjekt 23 mit überwacht werden. Für den Fall, dass das Kolonnenobjekt 23 keine Gefährdung darstellt, also beispielsweise einen genügend großen Abstand oder eine vergleichsweise geringe Geschwindigkeit aufweist, kann die Notbremsung gemäß des vierten Schritts 7 der 1 stärker und/oder gegebenenfalls länger durchgeführt werden. Für den Fall, dass das Kolonnenobjekt 23 vergleichsweise dicht und/oder schnell hinter dem Fahrzeug 19 herfährt, kann eine dadurch bestehende Gefährdung erkannt werden und vorteilhaft die autonome Notbremsung mit der angepassten Verzögerung gemäß des sechsten Schritts 11 der 1 durchgeführt werden. Vorteilhaft kann dadurch ein insgesamt vorhandenes Kollisionsrisiko von vorne und/oder von hinten minimiert werden.
Zunächst wird die Kritikalität des Unfallrisikos des Fahrzeugs 19 zu dem vorausfahrenden Verkehr bzw. dem Kollisonsobjekt 23 anhand der eine Zeitreserve darstellenden Kollisionskritikalität ttb_v ermittelt. Die Kollisionskritikalität ttb_v ergibt sich aus der angenommen, konstanten Verzögerung des ersten Beschleunigungsprofils. Die Kollisonskritikalität ttb_v ist negativ in einem Crashfall und positiv bei einer Verhinderung der Kollision.
Vorteilhaft kann eine Längsverzögerung bzw. die angepasste negative Beschleunigung des zweiten Beschleunigungsprofils, insbesondere wie in 2 gezeigt, berechnet werden, wobei vorteilhaft ein Unfallrisiko des Fahrzeugs 19 in Bezug auf das Kollisionsobjekt 21 und in Bezug auf das Kolonnenobjekt 23 minimiert werden kann, was gleichbedeutend ist mit einer Maximierung der Fahrzeugkritikalitätsgröße bzw. der Kollisionskritikalität ttb_v und der Kolonnenkritikalität ttb_h in dem Schnittpunkt 17 der 3.
Für den Fall, dass eine Auffahrgefahr vorhanden ist, kann zusätzlich und/oder alternativ eine Warnung an den Fahrer des Fahrzeugs 19 ausgegeben werden, eine Teilbremsung bzw. Warnbremsung durchgeführt werden und/oder eine autonome Vollbremsung wie in 1 dargestellt. Eine Stärke der Teilbremsung und/oder der Vollbremsung kann vorteilhaft mittels des zweiten Beschleunigungsprofils, gemäß des sechsten Schritts 11 der 1 begrenzt werden.
Vorteilhaft ist es möglich, ohne eine Gefährdung des rückwärtigen Verkehrs, also des Kolonnenobjekts 23 die autonome Vollbremsung sofort und/oder direkt im Anschluss an eine akustische Warnung und/oder ohne jegliche zeitliche Limitierung durchgeführt werden. Vorteilhaft kann durch die Berücksichtigung des Kolonnenobjekts 23 der Eingriff gegebenenfalls sanfter und damit früher und weniger gefährdend erfolgen.
Vorteilhaft kann eine Reduktion der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 19 durch die autonomen Bremseingriffe ohne eine Gefährdung des nachfolgenden Verkehrs erfolgen. Vorteilhaft wird insgesamt ein Unfallrisiko in Notbremssituationen bei einer Kolonnenfahrt minimiert. Die Kollisionskritikalität ttb_v und die Kolonnenkritikalität ttb_h sind auch unter dem Begriff Time to Break (TTB) bekannt, wobei es sich um Zeitreserven handelt, die dem Fahrer des Fahrzeugs 19 zu demjenigen Zeitpunkt verbleiben, zu dem er spätestens eine Bremsung mit einer vorgegebenen Maximalverzögerung, beispielsweise gemäß des ersten Beschleunigungsprofils, einleiten muss, um eine Kollision durch Bremsen gerade noch vermeiden zu können. Dazu wird auf die Druckschrift DE 10 2004 056 027 A1 verwiesen, deren Offenbarung, insbesondere die Figuren sowie die dazugehörige Beschreibung, zum Inhalt dieser Anmeldung durch Bezugnahme gemacht wird.
Vorteilhaft kann der nachfolgende Verkehr, also das Kollisionsobjekt 21 mittels der Wahl des zweiten Beschleunigungsprofils frühzeitig gewarnt werden, so dass diesem genügend Zeit bleibt auf die Gefahrensituation zu reagieren und diese zu meistern.
Vorteilhaft wird dies dadurch erreicht, dass neben der Kollisionskritikalität ttb_v vor dem eigenen Fahrzeug 19 auch die Kolonnenkritikalität ttb_h der Verkehrssituation hinter dem eigenen Fahrzeug 19 bewertet wird und bei der Auslösung und Durchführung der autonomen Notbremsung berücksichtigt wird. Insbesondere wird die autonome Notbremsung in Situationen mit hoher Kritikalität bzw. in den Einheiten der 2 mit niedrigen Werten der Fahrzeugkritikalitätsgrößen, vor und hinter dem eigenen Fahrzeug 19 früher ausgelöst und mit einer geringeren Stärke, beispielsweise mittels des zweiten Beschleunigungsprofils, durchgeführt, als in Situationen mit gleicher Kritikalität vor aber geringerer Kritikalität hinter dem eigenen Fahrzeug 19.
Ausgangspunkt ist die aktuelle Verkehrssituation, die in 3 dargestellt ist, die durch die neuesten Messwerte des ersten Schritts 1, der in 1 gezeigt ist, der Sensorsignale widergespiegelt wird. Es werden die eigene Fahrzeuggeschwindigkeit v_eigen, der Abstand zum vorausfahrenden Kollisionsobjekt 21 d_v, der Abstand zum hinterher fahrenden Kolonnenobjekt 23 d_h, die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug 19 und dem vorausfahrenden Kollisionsobjekt 21 v_rel_v und dem hinterher fahrenden Kolonnenobjekt 23 v_rel_h erfasst. Alternativ und/oder zusätzlich ist es möglich, zusätzlich auch Relativbeschleunigungen zu erfassen und/oder einzurechnen.
Anschließend werden die Kritikalitäten ttb_v und ttb_h berechnet, vergleiche dritter Schritt 5 der 1. Die Kollisionskritikalität ttb_v des Unfallrisikos zwischen dem Fahrzeug 19 und dem vorausfahrenden Kollisionsobjekt 21 erfolgt als Zeitreserve, auch bekannt als Time to Break. Die Zeitreserve ergibt sich aus den angenommenen Verzögerungen, beispielsweise des ersten Beschleunigungsprofils. Unterschiedliche Werte für angenommene konstante negative Beschleunigungen der Kritikalitäten sind in 2 aufgetragen. Die Kritikalitäten sind im Crashfall negativ und positiv bei einer Verhinderung der Kollision. Zusätzlich wird vorteilhaft die Kolonnenkritikalität ttb_h des Unfallrisikos zwischen dem Fahrzeug 19 und dem nachfolgenden Verkehr, also dem Kolonnenobjekt 23 anhand einer zusätzlichen Zeitreserve ermittelt. Zur Bestimmung der Kolonnenkritikalität ttb_h wird die eigene Notbremsung hinsichtlich ihrer Stärke variiert, so dass die Kolonnenkritikalität ttb_h ebenfalls von der gewählten Verzögerung des Fahrzeugs 19 abhängig ist, was in 2 zu erkennen ist. Für das hinterherfahrende Kolonnenobjekt 23 wird ein eigenes, festes Bremsprofil verwendet. Bei dem eigenen festen Bremsprofil des Kolonnenobjekts 23 kann es sich beispielsweise um eine konstante Verzögerung von 9 m/s² handeln.
Unterscheidet sich die Kollisionskritikalität ttb_v von dem vorgegebenen ersten Schwellwert limit1, beispielsweise 0,1 s, beispielsweise zwischen 0,05 und 0,15 s, so wird zur Vermeidung der Kollision nach vorne die Notbremsung gemäß des vierten Schritts 7 der 1 durchgeführt.
Liegt der Wert der Kollisionskritikalität ttb_v oberhalb des ersten Schwellwert limit1, aber unterhalb des zweiten Schwellwerts limit2 und ist der Wert der Kolonnenkritikalität ttb_h kleiner gleich des dritten Schwellwert limit3, was gleichbedeutend ist mit einer kritischen Situation für das hinterherfahrende Kolonnenobjekt 23, wird eine abgeschwächte Notbremsung gemäß des sechsten Schritts 11 der 1 durchgeführt. Diese Notbremsung ist insbesondere derart bestimmt, dass das zugrunde liegende zweite Beschleunigungsprofil dem ersten Beschleunigungsprofil abgeschwächt um einen Faktor entspricht, so dass beim Erreichen des vorausfahrenden Kollisionsobjekts 21 der Abstand und die Relativgeschwindigkeit ungefähr 0 betragen. Grundsätzlich ist es auch möglich, ein beliebiges anderes zweites Beschleunigungsprofil, das ungleich zum ersten Beschleunigungsprofil ist, zu verwenden.
Durch die abgeschwächte Bremssituation und den frühzeitigen Eingriff kann das hinterherfahrende Kolonnenobjekt 23 ebenfalls die Situation ohne Kollision meistern. Da bei dem hinterherfahrenden Kolonnenobjekt 23 davon ausgegangen werden kann, dass es kein Notbremssystem hat und der Mensch als Fahrer zu reagieren hat, ist eine Reaktionszeit von ungefähr 1 s, insbesondere von 0,5 s bis 1,5 s, ein möglicher Wert für den dritten Schwellwert limit3.
Bei der Notbremsung mit der angepassten Verzögerung werden das Umfeld, insbesondere das Kolonnenobjekt 23 und das Kollisionsobjekt 21 hinsichtlich möglicher Freiräume für alle Verkehrsteilnehmer mit überwacht. Alternativ und/oder zusätzlich ist es möglich, solange das Fahrzeug 19 oder das hinterherfahrende Kolonnenobjekt 23 durch Ausweichen die kritische Situation abwenden können, keinen Eingriff gemäß der Schritte 7 und/oder 11 der 1 durchzuführen. Entsprechende Querversätze sind beispielhaft in 3 eingezeichnet.
Alternativ und/oder zusätzlich ist es denkbar, anstelle einer Notbremsung mit einer konstanten Verzögerung bzw. negativen Beschleunigung, analog auch beliebig andere Bremsmanöver zu verwenden bzw. zu steuern. Es ist möglich, ein Beschleunigungsprofil zu verwenden, das eine monoton steigende Verzögerung bzw. eine monoton fallende negative Beschleunigung aufweist.
Bei einer ausgelösten Notbremsung kann zusätzlich und/oder alternativ eine optische und/oder akustische Warnung erfolgen.
Eine Warnung kann auch vorab erfolgen, indem diese beim Erreichen weiterer Schwellwerte limit4 alternativ und/oder zusätzlich auch ein Schwellwert limit5 für die Kritikalitäten krit_v und/oder krit_h erfolgt. Diese Schwellwerte liegen dann oberhalb der Schwellwerte limit2 und limit3. Eine Prüfung des Schwellwerts limit4 ist beispielsweise in 1 als siebter Schritt 25 in einem unabhängigen Parallelzweig dargestellt. Für den Fall, dass Krit_v kleiner ist als der Schwellwert limit4, was in 1 mit dem Buchstaben „Y” gekennzeichnet ist, wird in einem achten Schritt 27 die Warnung ausgegeben, beispielsweise akustisch, optisch, haptisch und/oder auf eine andere beliebige Art und Weise.
Vorteilhaft kann im Falle einer Bremsreaktion beziehungsweise Bremsanforderung des Fahrers dieser Fahrerbremswunsch durch einen Systemeingriff so erhöht werden, dass die, im Sinne der Kritikalität der Gesamtsituation, optimale Verzögerung gestellt wird.
Bezugszeichenliste

1: erster Schritt
3: zweiter Schritt
5: dritter Schritt
7: vierter Schritt
9: fünfter Schritt
11: sechster Schritt
13: x-Achse
15: y-Achse
17: Schnittpunkt
19: Fahrzeug
21: Kollisionsobjekt
23: Kolonnenobjekt
25: siebter Schritt
27: achter Schritt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102004056027 A1 [0002, 0034]

Claims

Verfahren zur Verhinderung von Kollisionen oder Verminderung einer Kollsionsstärke eines Fahrzeugs (19) mit den Schritten: – Ermitteln einer einen Fahrzustand des Fahrzeugs (19) kennzeichnenden Fahrzeugzustandsgröße, – Ermitteln einer das Fahrzeug umgebende Objekte kennzeichnenden Objekte-Zustandsgröße, – Ermitteln einer eine Kritikalität des Fahrzeugs (19) kennzeichnenden Situationskritikalitätsgröße in Abhängigkeit von der Fahrzeugzustandsgröße und der – Objekte-Zustandsgröße, – Einleiten einer Notbremsung zur Verhinderung der Kollision oder Verminderung der Kollisionsstärke in Abhängigkeit von der Situationskritikalitätsgröße, dadurch gekennzeichnet, dass die Objekte-Zustandsgröße ein vor dem Fahrzeug (19) befindliches Kollisionsobjekt (21) und ein hinter dem Fahrzeug (19) befindliches Kolonnenobjekt (23) kennzeichnet.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, mit dem Schritt: – Abschwächen der Notbremsung, falls mit dem Kolonnenobjekt (23) ebenfalls eine Kollision droht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Erhöhung einer Bremsanforderung des Fahrers, zur Minimierung der Kritikalität der Situation, erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit dem Schritt: – Berechnen der Kritikalität als eine das Fahrzeug (19) und das Kollisionsobjekt (21) kennzeichnende Kollisionskritikalität (ttb_v) und als eine das Fahrzeug (19) und das Kolonnenobjekt (23) kennzeichnende Kolonnenkritikalität (ttb_h).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Kritikalität krit_v und krit_h durch die Verwendung von time to brake bestimmt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit den Schritten: – Vorgeben eines ersten Schwellwerts (limit1), eines zweiten Schwellwerts – (limit2) und eines dritten Schwellwerts (limit3), – Vergleichen des ersten und des zweiten Schwellwerts (limit2), mit der Kollisionskritikalität (ttb_v), – Vergleichen des dritten Schwellwerts (limit3) mit der Kolonnenkritikalität (ttb_h), – Auslösen der Notbremsung mit einem ersten Beschleunigungsprofil, falls die Kollisionskritikalität (ttb_v) den ersten Schwellwert (limit1) unterschreitet und die Kolonnenkritikalität (ttb_h) den dritten Schwellwert (limit3) übersteigt, – Auslösen der Notbremsung mit einem zweiten Beschleunigungsprofil, falls die Kollisionskritikalität (ttb_v) zwischen dem ersten und dem zweiten Schwellwert (limit2), liegt und die Kolonnenkritikalität (ttb_h) den dritten Schwellwert (limit3) unterschreitet, wobei das erste Beschleunigungsprofil eine stärkere Abbremsung des Fahrzeugs (19) bewirkt als das zweite Beschleunigungsprofil.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit dem Schritt: – Einstellung des zweiten Beschleunigungsprofils so, dass eine Kollision mit dem Kollisionsobjekt (21) gerade vermieden wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit dem Schritt: – Ermitteln des zweiten Beschleunigungsprofils so, dass die Kollisionskritikalität (ttb_v) und die Kolonnenkritikalität (ttb_h) zumindest ungefähr identische Werte annehmen, – Ermitteln des zweiten Beschleunigungsprofils so, dass eine Summe der Kollisionskritikalität (ttb_v) und der Kolonnenkritikalität (ttb_h) einen Extremwert aufweist oder diesem zumindest nahekommt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, insbesondere vorab, eine Warnung (27) erfolgt.
Fahrzeug (19), eingerichtet, ausgelegt und/oder konstruiert zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.