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Stand der Technik
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Bekannt sind Assistenzsysteme für Fahrzeuge die aufgrund von im Fahrschlauch befindlicher fester oder beweglicher Objekte warnen, das Bremssystem vorkonditionieren oder selbständig bremsen.
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Bekannt sind Notbremsassistenten, welche auf Autobahnen automatisch bis zum Stillstand bremsen, den Warnblinker aktivieren und auf den Standstreifen fahren.
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Derartige Systeme nutzen zur Erkennung des Anhaltekorridors vor allem Sensordaten von Video- bzw. Radar-Sensoriken. Dabei sind solche Systeme auf Straßenmarkierungen bzw. Straßenbebauungen angewiesen und funktionieren nicht oder nur unzureichend, wenn kein Standstreifen oder keine Nothaltebucht in erreichbarer Nähe sind.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum assistierten Notbremsen gemäß dem Hauptanspruch mit dem Ziel, eine Abstellposition zu wählen, welche für die Insassen des Fahrzeugs und für den umgebenden Verkehr die geringstmögliche Gefährdung darstellt.
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Dazu umfasst das Verfahren, dass die Quer- und/oder die Längsführung des Fahrzeugs derart beeinflusst werden, dass das Fahrzeug in Richtung einer Sicherheitszone geführt wird. Mit dem vorteilhaften Aspekt, wonach bei Erreichen der Sicherheitszone eine Abstellposition für das Fahrzeug ermittelt wird und das Fahrzeug derart geführt wird, dass das Fahrzeug auf der Abstellposition zum Stehen kommt. Vorteilhafterweise befindet sich die ermittelte Abstellposition innerhalb der Sicherheitszone.
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Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass konventionelle Systeme mögliche sichere Abstellposition nicht ermitteln bzw. nicht ermitteln können, da sich solche Positionen außerhalb der für die Befahrung durch teil- oder hochautomatisiert geführte Fahrzeuge vorgesehenen Bereiche befinden. Durch die vorliegende Erfindung wird ein Verfahren geschaffen, nachdem ein Fahrzeug, das assistiert notgebremst wird, zunächst von der Fahrbahn weg in Richtung einer Sicherheitszone geführt wird. Sobald das Fahrzeug die Sicherheitszone erreicht hat, wird bspw. unter Nutzung aller im Fahrzeug verfügbarer Sensorinformationen eine sichere Abstellposition ermittelt. Diese Abstellposition kann dann auch eine unbefestigte Fläche neben der Fahrbahn sein. Beispiele für solche Flächen sind Wiesen oder die Böschung der Fahrbahn. Solche Flächen sind typischerweise nicht zum Befahren durch teil- bzw. hochautomatisiert geführte Fahrzeuge vorgesehen. Dennoch bieten diese Fläche in einer Notsituationen ausreichend Schutz für die Insassen des Fahrzeugs. Des Weiteren gefährdet ein Fahrzeug, das soweit wie möglich außerhalb der Fahrbahn abgestellt ist, den weiteren Verkehr geringstmöglich.
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Situationen, die zu einem assistierten Notbremsen führen können, können dann vorliegen, wenn Fahrer die Fahraufgabe nach einer (hoch-)automatisierten bzw. pilotierten Fahrt nicht (rechtzeitig) übernimmt oder übernehmen kann. Oder, wenn das System erkennt, dass der Fahrer nicht mehr in der Lage ist die Fahraufgabe zu übernehmen, da er bspw. eingeschlafen ist oder unter gesundheitlichen Problemen leidet. Auch denkbar ist, dass das assistierte Notbremsen nach Betätigen eines Tasters oder Erfassen eines entsprechenden Sprachkommandos udgl. eingeleitet wird. Ebenso könnte das assistierte Notbremsen durch ein Signal von außerhalb des Fahrzeugs bspw. über Fahrzeug-zu-Fahrzeug- bzw. Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikationsmittel erfolgen. Bspw. durch die Polizei oder ähnlicher Autoritäten zum Stoppen des Fahrzeugs.
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Unter einer Sicherheitszone kann vorliegend unter Anderem der rechte bzw. bei Linksverkehr der linke Fahrbahnrand, der Standstreifen, Nothaltebuchten, Grünstreifen neben der Fahrbahn oder auch das unbefestigte Gebiet außerhalb der Fahrbahn verstanden werden.
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Unter einer Abstellposition ist vorliegend ein Ort zu verstehen, auf welchem das Fahrzeug abgestellt werden kann, sodass das abgestellte Fahrzeug für die Insassen und für die weiteren Verkehrsteilnehmer die geringstmögliche Gefährdung darstellt.
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Dieser vorteilhafte Aspekt umfasst, das Abstellpositionen genutzt werden können, die über die übliche Sensorik zum teil- bzw. hochautomatisierten Führen eines Fahrzeugs, wie bspw. Video- bzw. Radarsensorik, genutzt wird, nicht ermittelt werden bzw. werden kann. Dadurch können Abstellpositionen, die zumindest teilweise neben der vorgesehenen Fahrbahn, mithin außerhalb des Gefahrenbereichs, liegen, ermittelt und genutzt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Querführung erst ab einem vordefinierten Geschwindigkeitswert beeinflusst.
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Der vordefiniert Geschwindigkeitswert wird dabei so gewählt, dass ein zügiges Entfernen aus dem Gefahrenbereich sichergestellt ist und gleichzeitig keine unnötig große Gefahr besteht, dass das Fahrzeug in einen fahrdynamisch schwer zu kontrollieren Bereich gerät.
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Gemäß einem alternativen oder zusätzlichen Aspekt, wird die Querführung erst ab einer vordefinierten Distanz bis zum erwarteten Stillstand des Fahrzeugs beeinflusst.
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Dies birgt den Vorteil, dass das Fahrzeug zunächst erwartungskonform verzögert wird, bevor es für die anderen Verkehrsteilnehmer unerwartet in der Querführung verändert wird.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform des vorliegend Verfahrens wird bei Erreichen der Abstellposition die Abstellposition derart korrigiert, dass ein Evakuierungsraum um das Fahrzeug geschaffen wird.
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Diese Ausführungsform verhindert wirksam, dass ein sog. „Anlehnen“ an einer Wand oder Leitplanke erfolgt. Dadurch wäre unter Umständen eine Evakuierung des Fahrzeugs erschwert oder im Extremfall vollständig unmöglich verhindert.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens wird die Abstellposition abhängig von Signalen der Fahrwerkssensorik und/oder der Parksensorik und/oder der Inertialsensorik, insbesondere der Beschleunigungssensorik und/oder der Raddrehzahlsensorik und/oder der Neigungssensorik des Fahrzeugs ermittelt.
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Dabei kann über die Fahrwerkssensorik auf einfache Art und Weise ermittelt werden, ob sich der gerade befahrene Untergrund als Abstellposition eignet. Ein geeigneter Parameter ist dabei ein Maß für die Unebenheit der befahrenen Fläche.
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Beispielsweise kann mittels eines Federweg-Detektors erkannt werden, auf welchem Untergrund sich da Fahrzeug aktuell befindet, bspw. könnten größere Steine erkannt werden, die auf eine Befahrung eines nicht gesicherten Weges hinweisen. Gleiches gilt für die im Fahrzeug verbauten Beschleunigungs- oder Neigungssensoren. Anhand von Beschleunigungssignalen kann ebenfalls erkannt werden, wie eben der Untergrund ist und ob aktuell eine befestigte Straße befahren wird.
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Mittels der Parksensorik kann auf einfache Art und Weise ermittelt werden, ob und wieviel Platz um das Fahrzeug, insbesondere in der Umgebung des Front- bzw. Heckbereichs des Fahrzeugs, vorhanden ist. Die Parksensorik eignet sich darüber hinaus hervorragend zur Detektion von Vegetation.
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Mittels der Beschleunigungssensorik und vor allem mittels der Raddrehzahlsensorik kann die Festigkeit des Untergrunds bestimmt werden.
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Besonders leicht ist durch diese Sensoriken die Bestimmung, ob unbefestigter Untergrund vorliegt, der sich unter Umständen nicht als Abstellposition eignet.
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Durch Neigungssensoriken, bspw. in Form von Drehratensensoren, lässt sich auf einfache Art und Weise erkennen, wie uneben der befahrene Untergrund ist. Es lässt sich auch der Gradient der Unebenheit bestimmen. Dadurch ist leicht erkennbar, ob der befahrene Untergrund schnell abfällt (bspw. im Fall einer steilen Böschung) und sich deswegen nicht als Abstellposition eignet.
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Mittels der Neigungssensoren, welche beispielsweise für die Erkennung eines Rollovers, d.h. eines Überschlags des Fahrzeugs, im Fahrzeug verbaut sind, kann problemlos erkannt werden, ob das Fahrzeug eine Böschung herunterfährt oder sich beispielsweise schon mit zwei Rädern an einem Abgrund befindet.
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Durch eine Kombination der Informationen von Park- und Beschleunigungssensoren, insbesondere von Beschleunigungssensoren zur Detektion von Kollisionen, lässt sich erkennen, ob bzw. wann ein Verlassen der Fahrbahn erfolgt ist, bspw. durch das Erfassen der Fahrbahn- bzw. Bordsteinkante (mittels der Parksensorik) sowie dem Erkennen des Überfahrens der Fahrbahn- bzw. Bordsteinkante durch Erfassen der typischen Beschleunigungsausschläge.
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Zudem ist es denkbar, dass das Fahrzeug die bestmögliche und sicherste Abstellposition derart ermittelt, dass das Fahrzeug (intendiert) in Kontakt mit Gegenständen bzw. Hindernissen gerät. Von einer eventuell vorhandenen Umfeldsensorik basierend auf Ultraschall- oder Videosignalen kann im Normalfall nicht ermittelt werden, welche Masse ein detektiertes Hindernis besitzt. Vegetation, bspw. ein Busch, würde von einer Kamera als undurchdringliches Hindernis erkannt werden, durch welches das Fahrzeug nicht fahren sollte. Mittels der Inertialsensorik, insbesondere der Beschleunigungssensoren, könnte das Fahrzeug bei nicht ausreichend vorhandenem Abstellraum auch langsam unsichere Objekte anfahren. Je nach Widerstand und gemessenem Beschleunigungssignal kann hierdurch ermittelt werden, worum es sich bei dem entsprechenden Objekt handelt, bzw. es könnte eine Weiterfahrt durch das Hindernis erfolgen, sodass der Abstellort noch weiter von einer vorhandenen Gefahrenzone entfernt ist.
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Darüber hinaus ist es denkbar, dass mittels der Parksensorik der freie Raum um das Fahrzeug bestimmt wird. Über die Bestimmung des freien Raums um das Fahrzeug kann bestimmt werden, bspw. mittels eines vorbestimmten Mindestraums, ob ein ausreichender Evakuierungsraum um das Fahrzeug herum vorliegt.
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Sollte der freie Raum als zu klein bestimmt werden, so kann der Abstellort des Fahrzeugs entsprechend korrigiert werden. Bspw. durch entsprechende Eingriffe in die Längs- und Querführung des Fahrzeugs.
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Durch den Einsatz der entsprechenden Sensoren wird eine bessere Interpretation der Umgebung gewährleistet, wodurch eine sichere Abstellposition leichter ermittelt werden kann.
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Zusätzlich oder alternativ kann die Abstellposition abhängig von Informationen einer digitalen Karte ermittelt werden.
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In einer digitalen Karte können Informationen über Gebiete, die außerhalb der Fahrbahn liegen abgelegt sein. Diese Informationen können in gleicher Weise wie die Informationen über die Fahrzeugsensoriken aggregiert werden, um eine geeignete Abstellposition für das Fahrzeug zu ermitteln.
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Gemäß einer Variante des Verfahrens liegt die Sicherheitszone zumindest teilweise außerhalb der Fahrbahn.
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Durch diese Variante wird der Umfang der möglichen Abstellpositionen erhöht, da Bereiche zum Notstoppen in Betracht gezogen werden, die sich zumindest teilweise außerhalb der Fahrbahn befinden. Dies trägt zu einer erhöhten Verkehrssicherheit bei bzw. zu einer Verminderung der Gefährdung für die Insassen des Fahrzeugs sowie für die weiteren Verkehrsteilnehmer Nach einer erweiterten Variante des Verfahrens ist die maximale Fahrstrecke außerhalb der Fahrbahn vorbestimmt.
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Durch diesen Aspekt wird die Gefährdung für die Insassen des Fahrzeugs reduziert, da innerhalb eines vorbestimmten Radius um eine Fahrstrecke/Fahrbahn mit hoher Wahrscheinlichkeit mit Orten gerechnet werden kann, die sich als Abstellposition für das vorliegende Verfahren eignen. Würde das Fahrzeug über diesen Radius hinaus von der Fahrbahn weg geführt werden, so erhöht sich die Möglichkeit, dass das Fahrzeug in Bereiche geführt wird, die sich für eine Befahrung durch ein Fahrzeug nicht mehr eignen.
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Alternativ oder zusätzlich zu der erweiterten Variante kann das Fahrzeug außerhalb der Fahrbahn unterhalb einer vorbestimmten Geschwindigkeit geführt werden.
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Als vorbestimmte Geschwindigkeit kann dabei bspw. Schrittgeschwindigkeit in Betracht gezogen werden.
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Diese Variante bietet den zusätzlichen Vorteil, dass, insbesondere wenn niedrige Geschwindigkeitsbereiche vorgesehen werden, Kleinstkollisionen, die mit Objekten der Fahrbahn- oder Fahrbahnrandbebauung während des Ermittelns einer geeigneten Abstellposition erfolgen könnten, kaum Auswirkungen auf die Unversehrtheit der Fahrzeuginsassen hätten.
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Darüber hinaus können zusätzlich zu den Sensoren, die zum teil- bzw. hochautomatisierten Fahren genutzt werden, auch Sensoren verwendet werden, die kontaktbasiert arbeiten. In Frage kommen dabei Beschleunigungs- oder Drucksensoren, die typsicherweise zur Aufprallermittlung genutzt werden.
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Ein vorteilhafter Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt darin eben diese zusätzlichen Sensoren in die Ermittlung einer geeigneten Abstellposition einzubeziehen, um so das Spektrum der zur Verfügung stehenden Informationen zur Ermittlung einer Abstellposition zu erweitern.
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Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wird das Fahrzeug ab einer vorbestimmten Distanz zu der Sicherheitszone unterhalb einer vorbestimmten Geschwindigkeit geführt.
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Gemäß dieser Ausführungsform steht zunächst im Vordergrund, das Fahrzeug zügig aus dem restlichen Verkehr in Richtung einer Sicherheitszone zu führen. Im Bereich der Sicherheitszone gilt es dann unter Nutzung der im Fahrzeug (noch) vorhandenen Sensorik eine geeignete Abstellposition zu ermitteln. Dazu steht im Vordergrund den beteiligten Systemkomponenten ausreichend Zeit zu verschaffen, die möglichen Abstellposition zu erfassen und die geeignete Führungsstrategie zu entwickeln, um das Fahrzeug schließlich auf der ermittelten Abstellposition zum Stehen zu bringen.
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Nach einem zusätzlichen Aspekt des Verfahrens wird die Längsführung abhängig von einem vorbestimmten Verzögerungsverhalten beeinflusst.
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Im Unterschied zu bekannten Notbremsverfahren, steht gemäß dieses Aspekts nicht ausschließlich die schnellstmögliche Vernichtung von kinetischer Energie im Vordergrund. Vielmehr steht zunächst die Verzögerung zur Verhinderung einer unmittelbaren Gefährdung für die Insassen des Fahrzeugs und für die weiteren Verkehrsteilnehmer im Vordergrund und dann das Abstellen des Fahrzeugs auf einer geeigneten Abstellposition, wobei das Fahrzeug möglichst zügig ohne weitere Gefährdung des restlichen Verkehrs abgestellt werden soll.
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Dabei hat sich gezeigt, dass zunächst die Längsführung des Fahrzeugs, mithin die Verzögerung, optimal zu beeinflussen ist. Eine optimale Beeinflussung der Längsführung bzw. Verzögerung ergibt sich aus der vorliegenden Situation und der darauf folgenden Auswahl eines optimalen Verzögerungsverhaltens.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zum assistierten Notbremsen werden die Warnsysteme des Fahrzeugs angesteuert.
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Vorliegend können unter Warnsystemen des Fahrzeugs unter anderem, akustische Warnsysteme (bspw. Hupe, Martinshorn), optische Warnsysteme (Beleuchtungsanlage, insbesondere Warnblinker sowie Lichthupe) und auch Warnmeldungen per Fahrzeug-zu-Fahrzeug- bzw. Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikationsmittel (C2X-Kommunikationsmittel) verstanden werden.
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Es versteht sich von selbst, dass das Verfahren so gestaltet werden kann, dass das Verfahren jederzeit abgebrochen werden kann, bspw. durch einen entsprechenden Eingriff, insbesondere des Fahrers oder sonstigen Insassen des Fahrzeugs, in die Längs- bzw. Querführung oder auch mittels der Betätigung eines entsprechenden Schaltmittels. Ein solches Schaltmittel kann in seiner einfachsten Form als Notausschalter ausgestaltet sein.
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Ein weiterer Aspekt dieser Erfindung ist ein entsprechendes Computerprogramm sowie ein maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist.
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Zudem umfasst die vorliegende Erfindung ein System, das eingerichtet ist, die Schritte des Verfahrens der vorliegenden Erfindung auszuführen,
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Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand von Figuren dargestellt und erläutert. Es zeigen:
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1a–c Situationsdarstellungen der Schritte einer Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens;
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2 ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung.
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In 1a ist eine Fahrsituation dargestellt, in dem ein Fahrzeug FZG, das mit einem System gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist, gemäß dem Verfahren 200 der vorliegenden Erfindung assistiert notgebremst wird. Dabei wird in der Darstellung der Zeitpunkt der Auslösung gezeigt. Bei Eintritt und Erkennung der Situation, die zu einer Auslösung der Notbremsfunktion führt, wird u.a. die Längsführung des Fahrzeugs FZG derart beeinflusst, dass das Fahrzeug FZG gebremst wird. Dies ist erkennbar an den leuchtenden Bremslichtern 12. Zeitgleich werden die weiteren Verkehrsteilnehmer erwartungskonform informiert, indem der Fahrtrichtungsanzeiger, d.h. der Blinker 11, aktiviert wird, um anzuzeigen, dass sich das Fahrzeug FZG in Richtung einer Sicherheitszone S bewegen wird. Denkbar wäre auch die Aktivierung von Warnlichtern wie bspw. einem Blaulicht. Die Sicherheitszone S liegt in der dargestellten Situation am rechten Fahrbahnrand. Nicht darstellbar, aber ebenso denkbar, ist, dass das Fahrzeug FZG weitere Signalisierungseinrichtungen, wie eine Hupe oder ein Martinshorn, betätigt oder über geeignete Kommunikationsmittel Fahrzeug-zu-Fahrzeug oder Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Nachrichten (C2X-Nachrichten) aussendet.
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In 1b ist eine nachfolgende Fahrsituation dargestellt. Hier wurde das Fahrzeug FZG bereits abgebremst und das Fahrzeug FZG hat die Sicherheitszone S erreicht. Das Fahrzeug nutzt nun die zur Verfügung stehende Sensorfunktionalität, um eine sichere Abstellposition P zu ermitteln. Nicht darstellbar in der Figur, aber dennoch denkbar, ist, dass die Ermittlung der sicheren Abstellposition auf einem niedrigen Geschwindigkeitsniveau erfolgt. Zusätzlich kann, wie dargestellt, zur weiteren Warnung der weiteren Verkehrsteilnehmer die Warnblinkanlage 13 des Fahrzeugs aktiviert werden.
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In 1c ist eine Endsituation einer Ausführungsform, die durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung erfasst ist, dargestellt. Das Fahrzeug FZG ist auf einer geeigneten Abstellposition P zum Stehen gekommen. Diese Abstellposition P befindet sich teilweise außerhalb der Fahrbahn. Es ist auch denkbar, dass sich die Abstellposition P vollständig außerhalb, d.h. komplett neben der Fahrbahn befindet. Die Abstellposition P wird über die (noch) verfügbaren Fahrzeugsensoren ermittelt. Dabei spielen zur Erkennung einer geeigneten Abstellposition P unter anderem Parameter wie die maximale Unebenheit der Abstellfläche, die Neigung der Abstellfläche und auch der verbleibende Evakuierungsraum um das Fahrzeug FZG herum eine Rolle. All diese Parameter können über die Sensorsysteme des Fahrzeugs FZG ermittelt werden. Dabei ist ein Aspekt der Erfindung Informationen von so vielen Sensorsystemen des Fahrzeugs FZG zu nutzen, wie möglich, um eine geeignete Abstellposition P zu ermitteln. Mittels der Beschleunigungssensoren wird in diesem Beispiel festgestellt, dass die beiden rechten Räder des Fahrzeugs FZG die Fahrbahn verlassen haben. Zudem wird mittels des im Fahrzeug FZG verbauten Neigungssensors festgestellt, dass das FZG aufgrund eines leichten Gefälles des Grünstreifens neben der Fahrbahn eine leichte Neigung des Fahrzeugs FZG aufweist. Da mittels der Sensoren festgestellt wird, dass der unmittelbar an die Fahrbahn grenzende Bereich zumindest mit niedriger Geschwindigkeit befahrbar ist, wird das Fahrzeug FZG nicht auf der Straße, sondern teilweise auf dem Grünstreifen abgestellt. Hierdurch verringert sich die Gefahr eines eventuellen Unfalls mit weiteren Verkehrsteilnehmer, welche die Fahrbahn befahren.
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Gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsform ist denkbar, dass nach Erreichen der zunächst ermittelten Abstellposition P der Abstellort des Fahrzeugs FZG derart korrigiert wird, dass ein ausreichender Evakuierungsraum um das Fahrzeug FZG herum verbleibt. Dazu ist es auch denkbar, dass der Abstellort des Fahrzeugs FZG wieder in Richtung der verlassenen Fahrbahn korrigiert wird.
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2 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des Verfahrens 200 der vorliegenden Erfindung.
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In Verfahrensschritt 201 wird die Längs- bzw. Querführung des Fahrzeugs derart beeinflusst, dass das Fahrzeug in Richtung einer Sicherheitszone geführt wird.
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In Verfahrensschritt 202, wenn das Fahrzeug die Sicherheitszone erreicht hat, wird eine Abstellposition für das Fahrzeug ermittelt. Zur Ermittlung der Abstellposition werden so viel Informationen wie möglich über die (noch) verfügbaren Sensoriken des Fahrzeugs aggregiert, um eine geeignete Abstellposition für das Fahrzeug zu ermitteln, damit sowohl für die Insassen des Fahrzeugs als auch für die weiteren Verkehrsteilnehmer eine geringstmögliche Gefährdung besteht.
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In Verfahrensschritt 203 wird das Fahrzeug schließlich derart geführt, dass das Fahrzeug auf der Abstellposition zum Stehen kommt.
