DE102013009517A1

DE102013009517A1 - Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs, insbesondere eines Nutzfahrzeugs

Info

Publication number: DE102013009517A1
Application number: DE201310009517
Authority: DE
Inventors: Xaver Römersberger; Karlheinz Dörner; Walter SCHWERTBERGER; Sebastian Völl; Sven Kraus; Johannes Echtler
Original assignee: MAN Truck and Bus SE
Current assignee: MAN Truck and Bus SE
Priority date: 2013-06-06
Filing date: 2013-06-06
Publication date: 2014-12-11

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs, insbesondere eines Nutzfahrzeugs, mit wenigstens einem Umfeldsensor (5), der innerhalb einer sensorspezifischen Reichweite (6) und eines sensorspezifischen Sichtfeldes Hindernisse (3) im Umfeld des Fahrzeugs (2) erfasst, und mit einer Steuerung, mit der die Sensorsignale ausgewertet werden und bei einer möglichen, insbesondere drohenden Kollision eine Warnung an den Fahrer abgegeben wird. Erfindungsgemäß weist das Fahrerassistenzsystem eine drahtlose Kommunikationseinheit (4) auf, für eine drahtlose Datenerfassung von gesendeten Daten, die von entsprechend kompatibel ausgerüsteten (8) Umgebungs-Fahrzeugen (3) innerhalb einer definiert großen Kommunikationsreichweite (7) zu deren Position und/oder deren Geschwindigkeit und/oder deren Bewegungsrichtung und/oder deren Beschleunigung und/oder deren Abmaße gesendet werden. Dabei werden in einer gestuften Warnstrategie in der Steuerung die Kommunikationsdaten ausgewertet und bei einer daraus errechneten möglichen, insbesondere drohenden Kollision wird eine Erststufen-Warnung an den Fahrer abgegeben und bei einer zusätzlich über die Umfeldsensorik (5) erkannten möglichen, insbesondere drohenden Kollision wird eine Zweitstufen-Warnung als Akut-Warnung an den Fahrer abgegeben.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs, insbesondere eines Nutzfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Fahrzeuge werden in allgemein bekannter Weise zunehmend mit Umfeldsensoren ausgerüstet, die innerhalb einer sensorspezifischen Reichweite und eines sensorspezifischen Sichtfeldes Hindernisse im Umfeld des Fahrzeugs erfassen. Solche allgemein bekannten Umfeldsensoren sind Radarsensoren, Lidarsensoren, Ultraschallsensoren, Monokamerasysteme, Stereokamerasysteme oder Photomischdetektorsysteme (PMD Sensorik), deren Signale für Assistenz- und Sicherheitsfunktionen ausgewertet werden. Insbesondere werden damit bewegliche Hindernisse, wie Umfeld-Fahrzeuge und ortsfeste Hindernisse erfasst und bei einer möglichen, insbesondere drohenden Kollision eine Warnung an den Fahrer abgegeben. Solche Warnungen können in an sich bekannter Weise optische Signale, beispielsweise Blinksignale und/oder akustische Signale, beispielsweise Piep-Töne und/oder haptische Signale, beispielsweise Lenkradvibrationen sein.
Weiter ist es bereits bekannt ( DE 10 2005 011 241 A1 ) in einer gestuften Warnstrategie in Abhängigkeit ermittelter Kriterien eine erste und gegebenenfalls eine zweite Warnstufe zu aktivieren. Dazu wird mittels Sensoren eine Kollisionsgefahr eines Fahrzeugs mit einem georteten Objekt im Vorfeld des Egofahrzeugs ermittelt. Für die Aktivierung der Warnstufen werden zwei unterschiedliche Kriterien herangezogen, nämlich zum einen ein Verzögerungskriterium, das auf die Fahrzeugverzögerung abstellt, die zur Kollisionsvermeidung notwendig wäre und andererseits ein Ausweichkriterium, bei dem ein Ausweichmanöver simuliert und die dafür benötigte Zeit abgeschätzt wird. Wenn eines der beiden Kriterien, Verzögerungskriterium oder Ausweichkriterium erfüllt ist, wird eine erste relativ milde Warnstufe für den Fahrer aktiviert, beim Vorliegen beider Kriterien wird die zweite Warnstufe aktiviert, in der der Fahrer eindringlicher gewarnt wird.
Weiter ist auch ein Fahrerassistenzsystem mit drei Warnstufen bekannt ( DE 10 2007 060 862 A1 ), bei dem im Falle einer drohenden Kollision bei Unterschreiten einer Spurwechselzeitdauer eine erste Fahrerwarnung, bei Unterschreiten einer Kreisbahnausweichzeitdauer eine zweite Fahrerwarnung und bei Unterschreiten einer Notbremszeitdauer eine dritte Warnung erfolgt.
Alle vorstehend erläuterten Fahrerassistenz- und Warnsysteme werten für Fahrerwarnungen Sensorsignale einer am Egofahrzeug angebrachten Umfeldsensorik aus. Ein wesentlicher Nachteil einer solchen Umfeldsensorik, beispielsweise Radar, Lidar, Ultraschall, Kameras besteht darin, dass deren Reichweite für eine Hinderniserfassung nur relativ gering ist, so dass nur das direkte Fahrzeugumfeld erfassbar ist. Zudem können nur Objekte im Sensorsichtfeld erfasst werden. Dadurch können kritische Verkehrssituationen trotz der bekannten sensorbasierten Warneinrichtungen auftreten.
Eine solche kritische Verkehrssituation mit hoher Belastung für den Fahrer eines Fahrzeugs oder eines Gesamtzugs, bestehend aus Fahrzeug und Anhänger bzw. Sattelauflieger, ist das Rangieren. Beim Rangieren können sich andere Verkehrsteilnehmer im Umfeld des Fahrzeugs befinden, das der Fahrer schlecht oder nicht einsehen kann, so dass es dabei immer wieder zu Kollisionen mit anderen Verkehrsteilnehmern kommt. Aktuelle Assistenzsysteme, die beispielsweise auf einer Rückfahrkamera basieren, zeigen dem Fahrer ein Umfeld-Videobild während des Rangiervorgangs an. Eine Erkennung möglicher Kollisionen bleibt aber hier dem Fahrer überlassen. Die anderen Systeme mit Radar-, Lidar-, Ultraschallsensoren können nur vor Hindernissen im unmittelbaren Fahrzeugumfeld warnen, so dass eine solche Warnung erst spät, möglicherweise bereits zu spät erfolgt. Zudem sind diese Systeme auf Sichtkontakt der Sensoren angewiesen, so dass gegebenenfalls weder für den Fahrer noch für die Sensoren einsehbare Bereiche insbesondere beim Rangieren verbleiben, für die keine Kollisionswarnung erfolgt.
Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber ein gattungsgemäßes Fahrerassistenzsystem so weiterzubilden, dass eine effektivere Warnung vor möglichen, insbesondere drohenden Kollisionen erfolgt. Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der darauf rückbezogenen Unteransprüche.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass mit einer Umfeldsensorik mit wenigstens einem Umfeldsensor innerhalb einer sensorspezifischen Reichweite eines sensorspezifischen Sichtfelds Hindernisse im Umfeld des Fahrzeugs erfasst werden. Das Fahrerassistenzsystem weist zudem eine drahtlose Kommunikationseinheit auf, für eine drahtlose Datenerfassung von gesendeten Daten, die von entsprechend kompatibel ausgerüsteten Umgebungs-Fahrzeugen innerhalb einer, im Vergleich zur Sensorreichweite, definiert großen Kommunikationsreichweite gesendet werden. Diese Daten enthalten Informationen zur Position und/oder Geschwindigkeit und/oder Bewegungsrichtung und/oder Beschleunigung und/oder zu den Abmaßnahmen eines sendenden Umgebungsfahrzeugs.
In einer gestuften Warnstrategie werden in der Steuerung die erhaltenen Kommunikationsdaten bezüglich des Egofahrzeugs ausgewertet und bei einer möglichen, insbesondere drohenden Kollision mit dem Sender-Fahrzeug wird eine Erststufen-Warnung an den Fahrer abgegeben. Bei einer zusätzlich über die Umfeldsensorik erkannten möglichen, insbesondere drohenden Kollision wird eine Zweitstufen-Warnung als Akutwarnung an den Fahrer abgegeben, welche sich von der Erststufen-Warnung unterscheidet.
Vorteilhaft findet die drahtlose Kommunikation bei einem insbesondere rangierenden Egofahrzeug und allen Fahrzeugen in der Umgebung statt, die mit einer entsprechend kompatiblen Kommunikationseinheit ausgerüstet sind, die sich in Kommunikationsreichweite befinden. Die drahtlose Kommunikation hat den Vorteil, dass die Kommunikationsreichweite deutlich größer ist als die Reichweite der Umfeldsensorik und dass für die drahtlose Kommunikation keine Sichtabdeckungen existieren, das heißt es können Daten von Fahrzeugen empfangen werden, zu denen kein direkter Sichtkontakt besteht. Durch die größere Kommunikationsreichweite kann somit eine Erststufen-Warnung frühzeitig erfolgen, sogar dann, wenn kein direkter Sichtkontakt zu einem Sender-Fahrzeug besteht. Vorteilhaft ist der Fahrer durch diese Erststufen-Warnung auch dann vor einer Kollision gewarnt, wenn bei einem Rangiervorgang weder er noch die installierte Umfeldsensorik Sichtkontakt zu einem Umgebungs-Fahrzeug im Kollisionsbereich erhält.
Wenn sowohl die kommunikationsbasierte Kollisionserkennung als auch die sensorbasierte Kollisionserkennung gleichzeitig anspricht, ist von einer sicher erkannten, unmittelbaren Kollisionsgefahr auszugehen und der Fahrer wird intensiv mit der Zweitstufen-Warnung als Akutwarnung gewarnt.
Das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem kann im normalen Fahrbetrieb insbesondere für Nutzfahrzeuge und Personenkraftfahrzeuge verwendet werden. Besonders vorteilhaft ist das System bei Rangiervorgängen einsetzbar, wobei es dazu manuell oder automatisch aktivierbar sein soll. Ein Rangiervorgang für eine Aktivierung des Systems kann dabei zum Beispiel durch einen eingelegten Rückwärtsgang und/oder durch eine sehr geringe Geschwindigkeit erkannt werden.
Beim erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystem können für die Umfeldsensorik die an sich bekannten Radarsensoren und/oder Lidarsensoren und/oder Ultraschallsensoren und/oder Monokameras und/oder Stereokameras und/oder Photomischdetektorsysteme (PMD-Sensorik) verwendet werden.
Für eine Warnung an den Fahrer werden bevorzugt optische und/oder akustische und/oder haptische Signale abgegeben, wobei die Signale für die Zweitstufen-Warnung bzw. Akut-Warnung intensiver und/oder Signalkombinationen und/oder andere Signalkombinationen im Vergleich zur Erststufen-Warnung sind. Damit wird der Fahrer bei der Akut-Warnung besonders eindringlich gewarnt.
In einer ergänzenden Weiterbildung kann bei einer erkannten drohenden Kollision zusätzlich zur Warnung des Fahrers, insbesondere bei einer Akut-Warnung selbsttätig eine Notbremsung und/oder ein Ausweichvorgang eingeleitet werden. Zur Einleitung einer Notbremsung und/oder eines Ausweichvorgangs können gegebenenfalls auch noch weitere Kriterien mit herangezogen werden.
Zudem kann das System optional Daten des rangierenden Ego-Fahrzeugs zur Berechnung der Fahrzeugtrajektorie beim Rangieren den umgebenden Fahrzeugen über die drahtlose Kommunikation zur Verfügung stellen, so dass die umgebenden Fahrzeuge möglichst frühzeitig reagieren und Kollisionssituationen vermeiden können.
Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung weiter erläutert.
Es zeigen:
1 eine schematische Draufsicht auf eine Straße, auf der sich ein PKW und ein LKW annähern,
2 die Situation nach 1 mit bereits stark angenäherten Fahrzeugen, und
3 ein allgemeines Ablaufdiagramm, und
4 ein Ablaufdiagramm einer beispielhaften Steuer- und Warnroutine.
In 1 ist schematisch eine Verkehrssituation auf einer Straße 1 dargestellt, bei der sich ein LKW 2 in Rückwärtsfahrt beim Rangieren einem in Rangierrichtung stehenden PKW 3 nähert.
Der LKW 2 ist mit einer Kommunikationseinheit 4 (schematisch durch eine Antenne dargestellt) und mit einer am Fahrzeug und/oder Anhänger angebrachten Umfeldsensorik 5 (schematisch durch Rückfahr- und Seitenraumsensoren dargestellt) ausgerüstet.
Die Reichweite 6 bzw. der Erfassungsbereich der Umfeldsensorik ist mit der strichliert eingezeichneten Ellipse angegeben. Die dagegen wesentlich größere Reichweite 7 bzw. der Erfassungsbereich der drahtlosen Kommunikationseinheit 4 ist mit der stichpunktierten Ellipse eingezeichnet.
Der PKW 3 befindet sich bereits innerhalb der Reichweite 7 der Kommunikationseinheit 4 des LKW 2.
Im PKW 3 ist ebenfalls eine Kommunikationseinheit 8 (schematisch durch eine Antenne dargestellt) installiert, welche kompatibel mit der Kommunikationseinheit 4 im LKW 2 ist. Die Kommunikationseinheit 8 des PKW 3 sendet Kommunikationsdaten zur Position, der Geschwindigkeit, der Bewegungsrichtung, der Beschleunigung und der Abmaße des PKW 3 an die Kommunikationseinheit 4 des LKW 2. Aus diesen Daten ermittelt eine Steuerung im LKW, dass der PKW 3 in Rangierrichtung des LKW 2 liegt, worauf eine Erst-Warnung an den Fahrer des LKW 2 erfolgt.
In 2 ist der Rangiervorgang aus 1 bereits weiter fortgeschritten, wobei sich der LKW 2 dem PKW 3 (ohne Kollision) bereits so weit genähert hat, dass der PKW 3 innerhalb der Reichweite 6 der Umfeldsensorik 5 des LKW 2 liegt. Damit erkennt die Steuerung auch über die Umfeldsensorik 5 zusätzlich zur Datenauswertung aus der Kommunikationseinheit eine bevorstehende Kollision bei einer weiteren Annäherung an den PKW 3. In diesem Fall wird nun eine Zweitstufen-Warnung als Akut-Warnung an den Fahrer gegeben. Dies kann beispielsweise durch ein Zusatzsignal zur Erststufen-Warnung oder durch eine Intensivierung der Erststufen-Warnung erfolgen.
Gegebenenfalls kann auch automatisch eine Notbremsung oder ein Ausweichvorgang zur Kollisionsverhinderung eingeleitet werden.
In 3 ist ein allgemeines Ablaufdiagramm dargestellt. In der Entscheidungsstelle I wird überprüft, ob das Fahrzeug gestartet und im Rangierbetrieb ist. Ist diese Bedingung erfüllt, wird an Entscheidungsstelle II festgestellt, ob eine Kollisionsmöglichkeit mittels der Kommunikationseinheit und/oder der Umfeldsensorik vorliegt. Falls dies der Fall ist, wird an Knoten III entschieden, ob der Fahrer nur mittels Warnstrategie IV gewarnt wird und/oder zusätzlich ein Bremseingriff stattfindet oder ein Ausweichmanöver vollzogen wird (Entscheidungsstelle V.)
In 4 ist ein Ablaufdiagramm einer beispielhaften Steuer- und Warnroutine zur vorstehenden zweistufigen Warnstrategie dargestellt:
Zuerst wird überprüft, ob das Fahrzeug gestartet und in Rangierbetrieb (Entscheidungsstelle 9) ist.
Wenn dies der Fall ist, wird festgestellt, ob mittels der Kommunikationseinheit eine Kollisionsmöglichkeit vorliegt (Entscheidungsstelle 10). Weiter wird geprüft, ob eine Kollisionsmöglichkeit über die Umfeldsensorik gegeben ist (Entscheidungsstelle 11). Wenn nur eine kommunikationsgestützte Kollisionsmöglichkeit gegeben ist, wird ein Erststufen-Warnsignal an den Fahrer abgesetzt. Liegt zusätzlich zur kommunikationsgestützten Kollisionsmöglich auch eine sensorgestützte Kollisionsmöglichkeit vor, wird ein Zweitstufen-Warnsignal als Akut-Warnsignal an den Fahrer abgegeben. Zudem besteht dann auch optional die Möglichkeit eines (strichliert eingezeichneten) Bremseingriffs und/oder eines Ausweichvorgangs.
In der rechts strichliert eingezeichneten Diagrammspalte ist die (nicht den Gegenstand der Erfindung bildende) Warnsituation eingezeichnet, wenn kein Kommunikationssignal eines Umgebungsfahrzeugs vorliegt, weil in diesem beispielsweise keine oder keine kompatible Kommunikationseinheit installiert ist. Wenn dies festgestellt wird (Entscheidungsstelle 12) wird bei einer damit nur sensorerfassten Kollisionsmöglichkeit (Entscheidungsstelle 13) ein „Sensor”-Warnsignal an den Fahrer abgegeben, welches gegebenenfalls dem Erststufen-Warnsignal oder dem Akut-Warnsignal oder einem dritten, sich unterscheidenden Warnsignal entsprechen kann.
Bezugszeichenliste

1: Straße
2: LKW
3: PKW
4: Kommunikationseinheit
5: Umfeldsensorik
6: Reichweite (Umfeldsensorik)
7: Reichweite (Umfeldsensorik)
8: Kommunikationseinheit
9: Entscheidungsstelle
10: Entscheidungsstelle
11: Entscheidungsstelle
12: Entscheidungsstelle
13: Entscheidungsstelle

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 102005011241 A1 [0003]
DE 102007060862 A1 [0004]

Claims

Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs, insbesondere eines Nutzfahrzeugs, mit wenigstens einem Umfeldsensor (5) der innerhalb einer sensorspezifischen Reichweite (6) und eines sensorspezifischen Sichtfeldes Hindernisse (3) im Umfeld des Fahrzeugs (2) erfasst, und mit einer Steuerung, mit der die Sensorsignale ausgewertet werden und bei einer möglichen und/oder drohenden Kollision eine Warnung an den Fahrer abgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrerassistenzsystem eine drahtlose Kommunikationseinheit (4) aufweist, für eine drahtlose Datenerfassung von gesendeten Daten, die von entsprechend kompatibel ausgerüsteten (8) Umgebungs-Fahrzeugen (3) innerhalb einer definiert großen Kommunikationsreichweite (7) zu deren Position und/oder deren Geschwindigkeit und/oder deren Bewegungsrichtung und/oder deren Beschleunigung und/oder deren Abmaße gesendet werden, und dass in einer gestuften Warnstrategie in der Steuerung die Kommunikationsdaten ausgewertet werden und bei einer daraus errechneten möglichen und/oder drohenden Kollision eine Erststufen-Warnung an den Fahrer abgegeben wird und bei einer zusätzlich über die Umfeldsensorik (5) erkannten möglichen und/oder drohenden Kollision eine Zweitstufen-Warnung als Akut-Warnung an den Fahrer abgegeben wird.
Fahrerassistenzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das System bei einem Rangiervorgang manuell oder automatisch aktivierbar ist.
Fahrerassistenzsystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als wenigstens ein Umfeldsensor (5) ein oder mehrere Radarsensoren und/oder Lidarsensoren und/oder Ultraschallsensoren und/oder Kameras eingesetzt sind.
Fahrerassistenzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Warnung an den Fahrer optische und/oder akustische und/oder haptische Signale abgegeben werden, wobei die Signale für die Zweitstufen-Warnung bzw. Akut-Warnung intensiver und/oder Signal-Kombinationen und/oder andere Signal-Kombinationen im Vergleich zur Erststufen-Warnung sind.
Fahrerassistenzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer erkannten drohenden Kollision zusätzlich zur Warnung, insbesondere bei einer Akut-Warnung selbsttätig eine Notbremsung und/oder ein Ausweichvorgang eingeleitet wird.
Fahrerassistenzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinheit (4) des Egofahrzeuges (2) Egofahrzeugdaten seiner Position und/oder seiner Geschwindigkeit und/oder seiner Bewegungsrichtung und/oder seiner Beschleunigung und/oder seiner Abmaße an kompatibel ausgerüstete Umgebungs-Fahrzeuge (4) sendet.
Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6.