DE102012206228A1

DE102012206228A1 - Verfahren zur Kollisionsvermeidung eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102012206228A1
Application number: DE201210206228
Authority: DE
Inventors: Martin Kieren; Alexander Habenicht; Thomas HAEUSSLER
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-04-16
Filing date: 2012-04-16
Publication date: 2013-10-17

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kollisionsvermeidung eines Kraftfahrzeugs, bei dem – eine bevorstehende Kollisionsgefahr für das Kraftfahrzeug detektiert wird, – bei bevorstehender Kollisionsgefahr durch einen fahrerunabhängigen Bremseingriff ein Warnruck erzeugt wird und – bei einem Nichtreagieren des Fahrers auf den Warnruck eine weitere fahrerunabhängige Bremsung durchgeführt wird. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass durch eine Auswertung der sich durch den Warnruck einstellenden Fahrdynamik des Kraftfahrzeugs eine Abschätzung über den Reibwert der Fahrbahn erfolgt.

Description

Stand der Technik
In Fahrzeugen der neueren Generationen sind Assistenzfunktionen verfügbar, die aufgrund von Umfeldsensorik, z.B. mittels Radar- oder Videosensorik, die Gefahrensituation von Auffahrunfällen einschätzen und aktiv Eingriffe über die Bremsaktuatorik vornehmen, um dadurch Unfälle zu vermeiden oder zumindest die Unfallschwere zu mindern. Diese Assistenzfunktionen werden in Abhängigkeit der Kritikalität, z.B. der Zeit bis zu einer Kollision, und in Abhängigkeit der Fahrerreaktion aktiviert. Beispielsweise kann eine Aktivierungsreihenfolge dieser Funktionen folgendermaßen aussehen:

1. Warnruck: Diese Funktion wird nur aktiviert, wenn der Fahrer nicht bremst und eine Kollision ohne Bremsung wahrscheinlich ist. Die Funktion soll den Fahrer rechtzeitig zu einer Bremsung animieren.
2. Autonome Teilbremsung: Auch diese Funktion wird nur aktiviert, wenn der Fahrer nicht bremst. Zweck der Funktion ist es, dem Fahrer mehr Zeit zur Reaktion auf den Warnruck zu geben, d.h. eine Reaktionszeitverlängerung.
3. Zielbremsung: Diese Funktion erhöht die Bremsleistung, wenn die vom Fahrer angeforderte Bremsleistung nicht ausreichend ist, um eine Kollision zu vermeiden. Ziel der Funktion ist es, die Kollision zu vermeiden
4. Notbremsung: Diese Funktion wird aktiv, wenn eine Kollision selbst durch eine Vollverzögerung nicht mehr vermieden werden kann. Sie dient dazu, die Umfallschwere einer Kollision zu vermindern.

Eine Zielbremsung wird aktiv, wenn der Fahrer bremst und eine Kollision nicht mehr vermieden werden kann. Eine Notbremsung wird unabhängig vom Fahrer aktiv, wenn eine Kollision nicht mehr vermieden werden kann.
Alle oben aufgeführten Funktionen gehen von einem Reibwert Eins, das entspricht einem sehr hohen Reibwert wie er z.B. bei trockenem Asphalt vorliegt, aus. Dies ist notwendig, da der Reibwert vor den Eingriffen oft nicht sicher geschätzt werden kann und daher die Annahme von trockenem Asphalt die Zahl der unberechtigten Eingriffe reduziert.
Aus der DE 199 26 744 A1 ist ein Bremssteuerungssystem für ein Fahrzeug bekannt. Bei der Durchführung einer automatischen Bremsung zur Vermeidung eines Kontakts eines Fahrzeugs soll verhindert werden, dass das Verhalten des Fahrzeugsaufgrund von abnormalen Straßenoberflächenzuständen instabil wird, bei welchen die Reibungskoeffizienten der Straßenoberfläche für die linken und rechten Räder verschieden sind. Ein Objekt, welches in der Fahrtrichtung des Fahrzeugs vor dem Fahrzeug liegt, wird durch eine Radarvorrichtung erfasst, und auf der Grundlage der erfassten Ergebnisse betreibt dann, wenn bestimmt wird, dass die Möglichkeit besteht, dass das Fahrzeug mit dem Objekt in Kontakt kommt, das automatische Bremssystem die Bremsvorrichtung zum Zeitpunkt t0, um eine automatische Bremsung durchzuführen. In einem Ausführungsbeispiel betreibt dann, wenn über ein Bestimmungsmittel bestimmt wird, dass das Fahrzeug mit einem Objekt in Kontakt kommt, ein automatisches Bremsmittel den Hauptzylinder über den elektronisch gesteuerten Vakuumverstärker und führt über einen kurzen Zeitraum eine Testbremsung durch. Die Verzögerung der Testbremsung wird auf einen vergleichbar niedrigen Wert gesetzt und der Fahrer wird einer Erfassung der Körperverzögerung als Warnung ausgesetzt, um zu bewirken, dass der Fahrer aktiv verzögert. Zum selben Zeitpunkt wird während der Testbremsung eine Erfassung eines abnormalen Straßenoberflächenzustands auf der Grundlage der Schlupfrate jedes Rads, des Betriebszustands des Antiblockiersystems, der Gierratenveränderung, der Querbeschleunigungsveränderung usw. durchgeführt.
Aus der DE 10 2010 031 038 A1 ist ein Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs bei einem Fahrmanöver bekannt, bei dem die Umgebung des Fahrzeuges erfasst wird und geprüft wird, ob sich mindestens ein Objekt in der Umgebung des Fahrzeuges befindet und anschließend ermittelt wird, ob sich das Fahrzeug dem Objekt nähert und eine Warnung an den Fahrer ausgegeben wird, wenn sich das Fahrzeug dem Objekt bis auf einen kritischen Abstand nähert. Der Fahrer wird durch einen Warnruck gewarnt und nach Durchführung des Warnrucks wird die Geschwindigkeit automatisch reduziert.
Die Merkmale der Oberbegriffe der unabhängigen Ansprüche sind der DE 10 2010 031 038 A1 entnommen.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kollisionsvermeidung eines Kraftfahrzeugs, bei dem

– eine bevorstehende Kollisionsgefahr für das Kraftfahrzeug detektiert wird,
– bei bevorstehender Kollisionsgefahr durch einen fahrerunabhängigen Bremseingriff ein Warnruck erzeugt wird und
– bei einem Nichtreagieren des Fahrers auf den Warnruck eine weitere fahrerunabhängige Bremsung durchgeführt wird.

Der Kern der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Auswertung der sich während des Warnrucks einstellenden Fahrdynamik des Kraftfahrzeugs eine Abschätzung über den Reibwert der Fahrbahn erfolgt.
Damit wird der Warnruck neben der Fahrerwarnung auch zur Reibwertschätzung genutzt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die weitere fahrerunabhängige Bremsung abhängig vom durch den Warnruck abgeschätzten Reibwert ist. Dies erlaubt eine Anpassung der fahrerunabhängigen Bremsung an den Untergrund und damit eine Erhöhung der Sicherheit für das Fahrzeug.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Intensität bzw. Stärke der weiteren fahrerunabhängigen Bremsung abhängig vom Reibwert ist. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Abstand zwischen dem Ende des Warnrucks und dem Beginn der weiteren fahrerunabhängigen Bremsung abhängig vom Reibwert ist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Abschätzung des Reibwerts darin besteht, dass der Reibwert entweder als Niedrigreibwert oder als Hochreibwert festgestellt wird. Insbesondere kann damit ein gefährlicher Untergrund von Schnee oder Eis erkannt werden, in welchem ein anderes Bremsverhalten gegenüber einem Hochreibwert wie Asphalt vorteilhaft ist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Abschätzung das Vorliegen eines Niedrigreibwerts, insbesondere von Schnee oder Eis, ermittelt wird, und sofern dies nicht vorliegt, die Fahrbahn als mit einem Hochreibwert behaftet angenommen wird.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass bei einem detektierten Niedrigreibwert die Intensität der weiteren fahrerunabhängigen Bremsung höher ist als bei einem detektierten Hochreibwert der Fahrbahn. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass bei einem detektierten Niedrigreibwert der Fahrbahn die weitere fahrerunabhängige Bremsung zeitlich früher gestartet wird als bei einem detektierten Hochreibwert.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,

– dass bei Nichtreagieren des Fahrers als erste weitere Bremsung eine vom abgeschätzten Reibwert unabhängige Teilbremsung durchgeführt wird und
– falls der Fahrer während der Teilbremsung weiterhin nicht bremst oder zu schwach bremst, eine vom abgeschätzten Reibwert abhängige zweite weitere Bremsung durchgeführt wird, deren Intensität höher als die Intensität der Teilbremsung ist, wobei die Intensität der zweiten weiteren Bremsung bei einem als niedrig abgeschätzten Reibwert höher ist als bei einem als hoch abgeschätzten Reibwert.

Weiter umfasst die Erfindung eine Vorrichtung bzw. ein Steuergerät, enthaltend Mittel, die zur Durchführung der vorstehend geschilderten Verfahren ausgestaltet sind.
Die Zeichnung umfasst die 1 und 2.
1 zeigt den zeitlichen Ablauf der Reibwertschätzung und der im Falle eines Niedrigreibwerts vorgenommenen Funktionsüberplanung bzw. Funktionsmodifizierung.
2 zeigt den Ablauf einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die Erfindung basiert darauf, dass durch eine entsprechende Auslegung des Warnrucks, insbesondere die Höhe des fahrerunabhängig angelegten Bremsdrucks, das Vorliegen eines Niedrigreibwertes, z.B. Schnee oder Eis, erkannt wird. Diese Reibwertermittlung beruht z.B. auf der Auswertung des Radschlupfes während des Warnrucks oder auf der Detektion des Eingriffes eines Antiblockiersystems. Schon ein Bremseingriff mäßiger Stärke führt bei Vorliegen eines Niedrigreibwertes wie Schnee oder Eis zu einem hohen Bremsschlupf der Räder oder dem Ansprechen eines Antiblockiersystems. Auch eine Reibwertschätzung bei hohem oder mittlerem Reibwert ist möglich, jedoch erfordert dies eine relativ hohe Bremskraft beim Warnruck und wird vom Fahrer deshalb als sehr unkomfortabel empfunden.
Der Zeitpunkt der Aktivierung des Warnrucks basiert weiterhin auf der Annahme eines Reibwertes von Eins, d.h. μ = 1, um die Robustheit der Funktion in Bezug auf die Fehlauslöserate zu erhalten.
Bei einem erkannten niedrigen Reibwert kann die Abfolge und die zeitliche Aktivierung der Warn-, Fahrerunterstützungs- und Unfallschwereminderungsfunktionen dem ermittelten Reibwert angepasst werden. Dadurch wird die Kollisionshäufigkeit reduziert oder zumindest die Unfallschwere gemindert und ein Sicherheitsgewinn für das Fahrzeug erreicht.
Damit hat der Warnruck eine Doppelfunktion: Neben der Hauptzweck der Fahrerwarnung hat der Warnruck die neue Aufgabe, den Reibwert auf Eis oder Schnee zu schätzen.
Die Wirkungsweise der Erfindung ist in 1 anhand einer Aktivierungsreihenfolge der Funktionen 1) Warnruck, 2) Autonome Teilbremsung, 3) Zielbremsung und 4) Notbremsung dargestellt.
Dabei ist in allen Diagrammen in Abszissenrichtung nach rechts die Zeit t aufgetragen. Im oberen Diagramm ist in Ordinatenrichtung der Bremsdruck p in einem Radbremszylinder aufgetragen. Zum Zeitpunkt t0 wird festgestellt, dass ohne Bremsmaßnahmen seitens des Fahrers eine Kollision möglich wird, deshalb wird fahrerunabhängig eine sich von t0 bis t1 erstreckende Warnbremsung durchgeführt, welche der Fahrer des Fahrzeugs als Warnruck spürt. Wird auf eine Reibwertermittlung durch den Warnruck verzichtet, dann wird von t = t1 bis t = t2a eine fahrerunabhängige autonome Teilbremsung durchgeführt, um die Reaktionszeit für den Fahrer zur Durchführung einer Fahrerbremsung zu verlängern. Bremst der Fahrer nicht oder zu schwach, dann wird von t = t2a bis t = t3a die fahrerunabhängige Bremsstärke erhöht, um eine Kollision zu vermeiden. Zum Zeitpunkt t3a wird eine fahrerunabhängige Notbremsung gestartet, welche zum Zeitpunkt t4a den Maximalwert erreicht. Dieser Verlauf ist als durchgezogene Linie 103 dargestellt, die unterschiedlichen Phasen sind im unteren Diagramm in Blockform in der mit 110 markierten Zeile dargestellt.
Der gestrichelte Verlauf 104 zeigt die Funktionsplanung für den Fall eines erkannten Niedrigreibwerts. Durch Auswertung des Verhaltens der Radgrößen während des Warnrucks 101 wird das Vorliegen eines Untergrunds mit Niedrigreibwert wie Schnee oder Eis erkannt. Während der der autonomen Teilbremsung wird dem Fahrer wiederum die Gelegenheit zu einem eigenen Bremsmanöver gegeben. Nutzt der Fahrer diese Gelegenheit nicht, dann wird wegen des Niedrigreibwerts zum Zeitpunkt t2a eine Zielbremsung mit erhöhtem Bremsdruck durchgeführt und es wird rascher eine Notbremsung durchgeführt, welche zum Zeitpunkt t2b beginnt.
Der Ablauf einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in 2 dargestellt. Nach dem Start des Verfahrens in Block 200 wird in Block 201 abgefragt, ob eine Kollisionsgefahr für das Fahrzeug besteht. Ist dies nicht der Fall, dann wird über den Zweig „n“ zu Block 200 zurückgegangen. Besteht jedoch eine Kollisionsgefahr, dann wird über den Zweig „y“ in Block 202 ein Warnruck erzeugt und zugleich der Reibwert der Fahrbahn abgeschätzt bzw. ermittelt. Anschließend wird in Block 203 ermittelt, ob der Fahrer auf den Warnruck reagiert. Wird eine Fahrerreaktion festgestellt, dann wird über Zweig „n“ zu Block 200 zurückgegangen. Wird jedoch keine Fahrerreaktion festgestellt, dann erfolgt in Block 204 ein fahrerunabhängiger Eingriff in die Fahrdynamik des Kraftfahrzeugs. Beispielsweise kann es sich um einen Bremseingriff handeln. In Block 205 endet das Verfahren.
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 19926744 A1 [0004]
DE 102010031038 A1 [0005, 0006]

Claims

Verfahren zur Kollisionsvermeidung eines Kraftfahrzeugs, bei dem – eine bevorstehende Kollisionsgefahr für das Kraftfahrzeug detektiert wird (201), – bei bevorstehender Kollisionsgefahr durch einen fahrerunabhängigen Bremseingriff ein Warnruck erzeugt wird (202) und – bei einem Nichtreagieren des Fahrers auf den Warnruck eine weitere fahrerunabhängige Bremsung (204) durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, – dass durch eine Auswertung der sich durch den Warnruck (101) einstellenden Fahrdynamik des Kraftfahrzeugs eine Abschätzung über den Reibwert der Fahrbahn erfolgt (202).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere fahrerunabhängige Bremsung abhängig vom durch den Warnruck (101) abgeschätzten Reibwert ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Intensität der weiteren fahrerunabhängigen Bremsung abhängig vom Reibwert ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Abstand zwischen dem Ende des Warnrucks (t1) und dem Beginn der weiteren fahrerunabhängigen Bremsung (t2a) abhängig vom Reibwert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschätzung des Reibwerts darin besteht, dass der Reibwert entweder als Niedrigreibwert oder als Hochreibwert festgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem detektierten Niedrigreibwert die Intensität der weiteren fahrerunabhängigen Bremsung höher ist als bei einem detektierten Hochreibwert der Fahrbahn.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem detektierten Niedrigreibwert der Fahrbahn die weitere fahrerunabhängige Bremsung zeitlich früher gestartet wird als bei einem detektierten Hochreibwert.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Abschätzung das Vorliegen eines Niedrigreibwerts, insbesondere von Schnee oder Eis, ermittelt wird, und sofern dies nicht vorliegt, die Fahrbahn als mit einem Hochreibwert behaftet angenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – dass bei Nichtreagieren des Fahrers als erste weitere Bremsung eine vom abgeschätzten Reibwert unabhängige Teilbremsung durchgeführt wird und – falls der Fahrer während der Teilbremsung weiterhin nicht bremst oder zu schwach bremst, eine vom abgeschätzten Reibwert abhängige zweite weitere Bremsung durchgeführt wird, deren Intensität höher als die Intensität der Teilbremsung ist, wobei die Intensität bei einem als niedrig abgeschätzten Reibwert höher ist als bei einem als hoch abgeschätzten Reibwert.
Vorrichtung, enthaltend Mittel, die zur Durchführung der vorstehend beanspruchten Verfahren ausgestaltet sind.