DE102011112985A1 - Verfahren zum Betrieb einer Sicherheitsvorrichtung eines Fahrzeuges und eine solche Sicherheitsvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Sicherheitsvorrichtung eines Fahrzeuges (1), welche eine Umfeldsensorik umfasst, wobei erfindungsgemäß in Abhängigkeit einer ermittelten Kritikalität einer erfassten Fahrsituation Sicherheitsmaßnahmen stufenweise aktiviert werden, wobei in einer ersten Stufe bei mittels der Umfeldsensorik detektiertem Fußgänger (3) mittels erfasster Signale der Umfeldsensorik eine Kollisionswahrscheinlichkeit ermittelt wird und bei bestehender Kollisionswahrscheinlichkeit eine Warnung an einen Fahrer des Fahrzeuges (1) ausgegeben wird und ein Motormoment einer Antriebseinheit des Fahrzeuges (1) automatisch verringert wird. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Sicherheitsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Sicherheitsvorrichtung eines Fahrzeuges, welche eine Umfeldsensorik umfasst, und eine Sicherheitsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
  • Aus der noch nicht veröffentlichten DE 10 2011 104 477.2 ist eine Fußgängerschutzvorrichtung für ein Fahrzeug sowie ein Verfahren zum Betrieb der Fußgängerschutzvorrichtung bekannt. Die Fußgängerschutzvorrichtung weist eine Umfeldsensorik, welche in Abhängigkeit von einer Detektion ein Signal erzeugt, und ein Steuergerät, welches in Abhängigkeit von dem Signal ein Bremssystem aktiviert, auf. Das Steuergerät steuert zeitgleich mit der Aktivierung des Bremssystems ein präventives Insassenschutzsystem an.
  • Die DE 10 2005 048 791 A1 beschreibt eine Fußgängerschutzvorrichtung, welche eine Umfeldsensorik aufweist, welche in Abhängigkeit von der Detektion eines Fußgängers ein Signal erzeugt. Darüber hinaus ist ein Steuergerät vorgesehen, welches in Abhängigkeit von dem Signal ein Lenksystem und ein Bremssystem ansteuert, so dass der Fußgänger nicht auf die A-Säule trifft.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zum Betrieb einer Sicherheitsvorrichtung eines Fahrzeuges und eine Sicherheitsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich des Verfahrens durch die in Anspruch 1 und hinsichtlich der Sicherheitsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens durch die in Anspruch 7 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Ein Verfahren zum Betrieb einer Sicherheitsvorrichtung eines Fahrzeuges, welche eine Umfeldsensorik umfasst, sieht erfindungsgemäß vor, dass in Abhängigkeit einer ermittelten Kritikalität einer erfassten Fahrsituation Sicherheitsmaßnahmen stufenweise aktiviert werden, wobei in einer ersten Stufe bei mittels der Umfeldsensorik detektiertem Fußgänger mittels erfasster Signale der Umfeldsensorik eine Kollisionswahrscheinlichkeit ermittelt wird und bei bestehender Kollisionswahrscheinlichkeit eine Warnung an einen Fahrer des Fahrzeuges ausgegeben wird und ein Motormoment einer Antriebseinheit des Fahrzeuges automatisch verringert wird.
  • Dadurch, dass bei erfasster Kollisionswahrscheinlichkeit mit dem detektierten Fußgänger ein Warnhinweis an den Fahrer des Fahrzeuges ausgegeben wird, wird dem Fahrer in besonders vorteilhafter Weise die Möglichkeit zum Eingreifen in das Fahrgeschehen gegeben, um eine Kollision mit dem detektierten Fußgänger zu vermeiden. Zusätzlich wird zur Vermeidung der Kollision das Motormoment des Fahrzeuges verringert, so dass zumindest zur Verringerung einer Anprallgeschwindigkeit eine momentane Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges reduziert wird.
  • Mittels des Verfahrens, welches in Eskalationsstufen unterteilt ist, ist ein ganzheitliches Fußgängerschutzkonzept auf Basis einer Fußgängererkennung mittels der Umfeldsensorik geschaffen, wodurch eine Kollisionsschwere für den Fußgänger verringert werden kann und gleichzeitig das Risiko hinsichtlich einer Folgekollision mit einem weiteren Verkehrsteilnehmer zumindest vermindert ist.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
  • Dabei zeigen:
  • 1 schematisch einen Fußgänger und ein Fahrzeug mit einer Umfeldsensorik, welche den Fußgänger detektiert bei einer ersten Stufe eines Verfahrens zum Betrieb einer Sicherheitsvorrichtung,
  • 2 schematisch den Fußgänger und das Fahrzeug bei einer zweiten Stufe des Verfahrens,
  • 3 schematisch den Fußgänger und das Fahrzeug bei einer dritten Stufe des Verfahrens,
  • 4 schematisch den Fußgänger und das Fahrzeug bei einer vierten Stufe des Verfahrens,
  • 5 schematisch den Fußgänger und das Fahrzeug bei einer fünften Stufe des Verfahrens und
  • 6 schematisch den Fußgänger und das Fahrzeug bei einer sechsten Stufe des Verfahrens.
  • Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • 1 zeigt ein Fahrzeug 1 auf einem Fahrbahnabschnitt 2, wobei sich vor dem Fahrzeug 1 in einiger Entfernung ein Fußgänger 3 befindet.
  • Das Fahrzeug 1 umfasst eine Sicherheitsvorrichtung, welche eine Umfeldsensorik, eine Insassenschutzvorrichtung und eine in den 5 und 6 näher dargestellte Fußgängerschutzvorrichtung 4 aufweist.
  • Die Umfeldsensorik umfasst zumindest eine im Fahrzeuginnenraum angeordnete Bilderfassungseinheit in Form einer Stereokamera 5 und wenigstens eine im Frontbereich des Fahrzeuges 1 angeordnete radarbasierte Erfassungseinheit 6 auf.
  • Der Erfassungsbereich 5.1 der Stereokamera 5 sowie der Erfassungsbereich 6.1 der radarbasierten Erfassungseinheit 6 sind vor das Fahrzeug 1 gerichtet, so dass ein sich vor dem Fahrzeug 1 befindendes Umfeld erfassbar ist.
  • Mittels der Stereokamera 5 werden fortlaufend Bilddaten erfasst, wobei der Fußgänger 3 als Objekt ebenfalls erfasst wird. Mittels aufgenommener Bilddaten wird das erfasste Objekt einer Objektart zugeordnet, wobei das Objekt als Fußgänger 3 identifiziert wird.
  • Beispielsweise sind zur Einteilung mittels der Stereokamera 5 erfasster Objekte Vorlagen in einer mit der Stereokamera 5 verbundenen Auswerteeinheit hinterlegt, anhand welcher die Unterscheidung erfasster Objekte hinsichtlich einer Objektart möglich ist.
  • Die radarbasierte Erfassungseinheit 6 dient einer Erfassung eines Abstandes zwischen dem Fußgänger 3 und dem Fahrzeug 1, wobei die radarbasierte Erfassungseinheit 6 hierzu beispielsweise Funkwellen aussendet, welche von dem Fußgänger 3 reflektiert werden und die reflektierten Funkwellen von der radarbasierten Erfassungseinheit 6 empfangen werden. Mittels der Laufzeit vom Aussenden bis zum Empfangen der Funkwellen ist ein Abstand zwischen dem Fahrzeug 1 und dem Fußgänger 3 als erfasstes Objekt ermittelbar.
  • Zusätzlich oder alternativ ist ein Abstand des Fahrzeuges 1 zu dem Fußgänger 3 auch mittels der aufgenommenen Bilddaten der Stereokamera 5 ermittelbar, da mit einer solchen Stereokamera 5 aufgenommene Bilddaten Tiefeninformationen enthalten.
  • Darüber hinaus wird mittels einer zumindest mit der Stereokamera 5 erfassten Bewegung des Fußgängers 3 sowie einer Eigenbewegung des Fahrzeuges 1 eine Kollisionswahrscheinlichkeit zwischen dem Fahrzeug 1 und dem Fußgänger 3 ermittelt.
  • Wird ermittelt, dass dem Fahrzeug 1 eine Kollision mit dem Fußgänger 3 bevorsteht, wird mittels einer Steuereinheit ein Steuersignal erzeugt, so dass als erste Stufe eines Verfahrens zum Betrieb der Sicherheitsvorrichtung eine Warnung an einen Fahrer des Fahrzeuges 1 ausgegeben wird. Dabei wird die Warnung als Warnsignal optisch, akustisch und/oder haptisch ausgegeben.
  • Als optisches Warnsignal ist beispielweise vorgesehen, dass eine Warnleuchte in einem Anzeigebereich einer Instrumententafel des Fahrzeuges 1 aufleuchtet, wobei als akustisches Warnsignal z. B. ein Signalton über im Fahrzeuginnenraum angeordnete Lautsprecher ausgegeben werden kann.
  • Zur Ausgabe einer haptischen Warnung kann vorgesehen sein, dass ein Lenkrad und/oder ein Fahrpedal des Fahrzeuges 1 vibrieren bzw. vibriert.
  • Mittels der Ausgabe der Warnung wird der Fahrer des Fahrzeuges 1 auf die Gefahr durch den sich vor dem Fahrzeug 1 befindenden Fußgänger 3 aufmerksam gemacht und darauf hingewiesen, in das momentane Geschehen einzugreifen. Dabei erfolgt die Ausgabe der Warnung besonders bevorzugt unmittelbar nach Ermittlung der Kollisionswahrscheinlichkeit, wodurch der Fahrer frühzeitig gewarnt ist und rechtzeitig Maßnahmen zur Vermeidung der Kollision ergreifen kann.
  • Zusätzlich zur Ausgabe der Warnung wird in der ersten Stufe des Verfahrens ein Motormoment einer Antriebseinheit verringert, so dass eine momentane Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges 1 automatisch reduziert wird.
  • Das Fahrzeug 1 fährt weiterhin auf den Fußgänger 3 zu, wodurch sich ein Abstand zwischen dem Fahrzeug 1 und dem Fußgänger 3 verringert und eine Kritikalität der vorliegenden Situation zunimmt, so dass eine zweite Stufe des Verfahrens aktiviert wird, wie in der 2 dargestellt ist.
  • Die Kritikalität nimmt zumindest aufgrund des sich verringernden Abstandes zu, wobei mittels der Sicherheitsvorrichtung des Fahrzeuges 1 automatisch eine Teilbremsung durchgeführt wird, um die momentane Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges 1 wesentlich zu reduzieren. Weiterhin wird zur Warnung eines dem Fahrzeug 1 nachfolgenden Verkehrs ein in periodischen Intervallen blinkendes Bremslicht B aktiviert, so dass der nachfolgende Verkehr auf eine mögliche Gefahrensituation aufmerksam gemacht wird und dementsprechend einen Abstand zu dem Fahrzeug 1 vergrößern kann, wodurch ein Auffahrunfall weitestgehend ausgeschlossen werden kann.
  • Zudem wird in der zweiten Stufe des Verfahrens die Insassenschutzvorrichtung angesteuert, mittels welcher Fahrzeuginsassen betreffende vorbeugende Schutzmaßnahmen, wie z. B. eine Positionierung des Fahrers auf seinem Fahrzeugsitz und/oder eine Ansteuerung eines Gurtstraffers, aktiviert und ausgelöst werden. Dabei handelt es sich bei den vorbeugenden Schutzmaßnahmen insbesondere um Maßnahmen, mittels welchen eine Kollisionsschwere für die Fahrzeuginsassen reduzierbar ist.
  • Des Weiteren werden Schallzeichen S und Lichtzeichen L automatisch ausgegeben, um den Fußgänger 3 auf das herannahende Fahrzeug 1 aufmerksam zu machen, so dass der Fußgänger 3 selbst Schutzmaßnahmen, wie z. B. Wegspringen, schneller laufen, Abrollen, nicht in eine Fahrtrajektorie des Fahrzeuges 1 laufen, treffen und ausüben kann. Der Fußgänger 3 wird also mittels der Ausgabe der Schall- und Lichtzeichen S, L zur Herbeiführung einer eigenständigen Reaktion zur Kollisionsvermeidung angehalten.
  • Dabei werden die Schallzeichen mittels einer Hupe 1.1 und die Lichtzeichen L mittels Scheinwerfern 1.2 des Fahrzeuges 1 ausgegeben.
  • Um z. B. in einem innerstädtischen Bereich mit vergleichsweise hohem Geräuschpegel eine Differenzierung des ausgegebenen Schallzeichens S zu ermöglichen, kann das Schallzeichen S als akustisches Warnsignal auch mittels eines vergleichsweise schnellen Hupintervalls umgesetzt werden.
  • Um bei Dunkelheit dem Fußgänger 3 die bestehende Gefahr durch das herannahende Fahrzeug 1 kenntlich zu machen, wird das Lichtzeichen L mit einem sich wiederholenden, verhältnismäßig schnellen Lichtimpuls, der auch als Lichthupe bekannt ist, ausgegeben.
  • Eine in 3 gezeigte dritte Stufe des Verfahrens sieht vor, dass sofern von der Sicherheitsvorrichtung ermittelt wird, dass die Kollision zwischen dem Fahrzeug 1 und dem Fußgänger 3 unvermeidbar ist, ein Bremssystem des Fahrzeuges 1 angesteuert wird, so dass eine autonome Notbremsung, also eine Vollbremsung, ausgelöst wird. Dadurch wird eine Anprallgeschwindigkeit des Fahrzeuges 1 an den Fußgänger 3 nochmals erheblich reduziert.
  • Bei Durchführung der autonomen Notbremsung wird das Bremslicht B des Fahrzeuges 1 weiterhin in periodischen Intervallen blinkend ausgegeben, wobei der Fußgänger 3 mittels der Ausgabe der Schall- und Lichtzeichen S, L fortlaufend vor dem sich nähernden Fahrzeug 1 gewarnt wird.
  • In 4 sind das Fahrzeug 1 und der Fußgänger 3 dargestellt, wobei sich der Abstand zwischen dem Fahrzeug 1 und dem Fußgänger 3 wesentlich verringert hat. Eine vierte Stufe des Verfahrens sieht vor, dass hinsichtlich der vorliegenden Situation eine Sensibilisierung bezüglich eines Kollisionsalgorithmus einer Verunfallung des Fußgängers 3 durchgeführt wird.
  • Um die Fußgängerschutzvorrichtung 4 bedarfsgerecht auszulösen, wird eine Kollisionssituation, d. h. eine Zeitdauer bis zu einem Kollisionszeitpunkt, sowie eine Relativgeschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug 1 und dem Fußgänger 3 ermittelt und einer Steuereinheit der Fußgängerschutzvorrichtung 4 zur Sensibilisierung eines Auslösealgorithmus zugeführt.
  • In einer fünften Stufe des Verfahrens zum Betrieb der Sicherheitsvorrichtung des Fahrzeuges 1, welche in 5 dargestellt ist, wird die Fußgängerschutzvorrichtung 4 pyrotechnisch ausgelöst. Dabei zeigt die 5 das Fahrzeug 1 und den Fußgänger 3 zum Kollisionszeitpunkt, wobei die Fußgängerschutzvorrichtung 4 ausgelöst ist und sich der Unfallstelle ein weiteres Fahrzeug 7 nähert.
  • Die Fußgängerschutzvorrichtung 4 umfasst eine aktive Motorhaube und einen Windschutzscheibenairbag, wodurch kollisionsbedingte Verletzungen des Fußgängers 3 verringerbar sind.
  • Die aktive Motorhaube des Fahrzeuges 1 wird bei einer Kollision mit dem Fußgänger 3 angehoben, wobei der Windschutzscheibenairbag gleichzeitig mit einem Gas beaufschlagt wird, sich dadurch entfaltet und einen Windlauf sowie einen Großteil der Windschutzscheibe des Fahrzeuges 1 abdeckt.
  • Mittels der angehobenen Motorhaube wird eine aus der Kollision resultierende Aufprallenergie des Fußgängers 3 auf die Motorhaube absorbiert, da durch die automatische Anhebung der Motorhaube ein Verformungsweg zur Verfügung gestellt wird.
  • Der Windschutzscheibenairbag dient dazu, einen Aufprall des Fußgängers 3 auf die Windschutzscheibe zu dämpfen, wodurch Verletzungen des Fußgängers 3 verringert werden können.
  • In 6 sind das Fahrzeug 1 sowie der Fußgänger 3 nach der Kollision und Auslösung der Fußgängerschutzvorrichtung 4 dargestellt, wobei sich das weitere Fahrzeug 7 der Unfallstelle weiter genähert hat.
  • Die Kollision zwischen dem Fahrzeug 1 und dem Fußgänger 3 hat stattgefunden, wobei das Verfahren in einer sechsten Stufe vorsieht, dass eine Warnblinkanlage des Fahrzeuges 1 automatisch aktiviert wird. Hierzu wird mittels der Fahrtrichtungsanzeiger ein Blinklicht BL ausgegeben, um andere Verkehrsteilnehmer, insbesondere das sich nähernde, weitere Fahrzeug 7, deutlich zu warnen und zusätzlich die Kollisionssituation zu kennzeichnen. Die Notbremsung wird weiterhin und solange automatisch durchgeführt, bis sich das Fahrzeug 1 im Stillstand befindet.
  • Befindet sich das Fahrzeug 1 im Stillstand, wird eine Stillstandsbremse des Fahrzeuges 1 automatisch aktiviert, so dass ein Rollen des Fahrzeuges 1 und dadurch auch ein versehentliches Überrollen des Fußgängers 3 verhindert werden. Zusätzlich wird, sofern es sich bei dem Fahrzeug 1 um ein Fahrzeug 1 mit Automatikgetriebe handelt, die Parkstellung des Getriebes eingestellt und die Feststellbremse aktiviert.
  • Aufgrund der auf den Fußgänger 3 wirkenden kollisionsbedingten Beschleunigungen wird der Fußgänger 3 im Verlauf der Kollision von der Motorhaube des Fahrzeuges 1 auf den Fahrbahnabschnitt 2 geschleudert und bleibt vor dem Fahrzeug 1 liegen.
  • Dadurch, dass die Stillstandsbremse des Fahrzeuges 1 aktiviert ist, wird verhindert, dass das Fahrzeug 1 bei einem Heckaufprall durch das nachfolgende weitere Fahrzeug 1 beschleunigt wird und den Fußgänger 3 überrollt, wie es z. B. durch eine unterlassene Fahrzeugabsicherung nach der Kollision passieren kann.
  • Da mittels der Bilddaten ermittelte wurde, dass es sich bei dem erfassten Objekt um einen Fußgänger 3 handelt und die Fußgängerschutzvorrichtung 4 ausgelöst wurde, ist bekannt, dass der Fußgänger 3 verunfallt ist.
  • Um ein schnellstmögliches Eintreffen von Rettungskräften zu realisieren, wird in der sechsten Stufe des Verfahrens von dem Fahrzeug 1 automatisch ein Notruf abgesetzt.
  • Somit ist es möglich, den Fußgänger 3 durch frühzeitig eintreffende Rettungskräfte vergleichsweise schnell medizinisch zu versorgen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102011104477 [0002]
    • DE 102005048791 A1 [0003]

Claims (7)

  1. Verfahren zum Betrieb einer Sicherheitsvorrichtung eines Fahrzeuges (1), welche eine Umfeldsensorik umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit einer ermittelten Kritikalität einer erfassten Fahrsituation Sicherheitsmaßnahmen stufenweise aktiviert werden, wobei in einer ersten Stufe bei mittels der Umfeldsensorik detektiertem Fußgänger (3) mittels erfasster Signale der Umfeldsensorik eine Kollisionswahrscheinlichkeit ermittelt wird und bei bestehender Kollisionswahrscheinlichkeit eine Warnung an einen Fahrer des Fahrzeuges (1) ausgegeben wird und ein Motormoment einer Antriebseinheit des Fahrzeuges (1) automatisch verringert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei zunehmender Kritikalität in einer zweiten Stufe automatisch eine Teilbremsung ausgelöst wird, wobei ein in periodischen Intervallen blinkendes Bremslicht (B) aktiviert wird und/oder zumindest eine präventive Insassenschutzvorrichtung ausgelöst wird und/oder ein Warnhinweis an den Fußgänger (3) ausgegeben wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einer dritten Stufe eine autonome Notbremsung durchgeführt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer vierten Stufe zur bedarfsgerechten Auslösung einer Fußgängerschutzvorrichtung (4) eine ermittelte Zeitdauer bis zu einem ermittelten Kollisionszeitpunkt und eine Relativgeschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug (1) und dem Fußgänger (3) einer Steuereinheit der Fußgängerschutzvorrichtung (4) zugeführt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einer fünften Stufe bei einem Kontakt des Fahrzeuges (1) mit dem Fußgänger (3) die Fußgängerschutzvorrichtung (4) ausgelöst wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer sechsten Stufe bei einer Kollision des Fahrzeuges (1) mit dem Fußgänger (3) eine Warnblinkanlage des Fahrzeuges (1) automatisch aktiviert wird und/oder eine Stillstandsbremse des Fahrzeuges (1) automatisch aktiviert wird und/oder ein Notruf automatisch ausgegeben wird.
  7. Sicherheitsvorrichtung eines Fahrzeuges (1) durch Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, umfassend eine Umfeldsensorik, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit einer ermittelten Kritikalität einer erfassten Fahrsituation Sicherheitsmaßnahmen stufenweise aktivierbar sind, wobei mittels der Umfeldsensorik ein Fußgänger (3) erfassbar ist und dass bei erfasstem Fußgänger (3) in einer ersten Stufe eine Kollisionswahrscheinlichkeit ermittelbar ist und bei bestehender Kollisionswahrscheinlichkeit eine Warnung an einen Fahrer des Fahrzeuges (1) ausgebbar ist und ein Motormoment einer Antriebseinheit des Fahrzeuges (1) automatisch verringerbar ist.
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