DE102020213454A1

DE102020213454A1 - Verfahren und System zur zeitlichen Kollisionsvermeidung

Info

Publication number: DE102020213454A1
Application number: DE102020213454.5A
Authority: DE
Inventors: Niklas Roth; Stephan Lehmann
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2020-10-26
Filing date: 2020-10-26
Publication date: 2022-04-28
Also published as: WO2022089988A1

Abstract

Verfahren und Vorrichtungen zur zeitlichen Kollisionsvermeidung, die Folgendes aufweisen: Erfassen einer aktuellen Fahrzeugbeschleunigung und/oder einer aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit eines Ego-Fahrzeugs; Bestimmen, dass für das Ego-Fahrzeug eine Kreuzungssituation mit einem kreuzenden Objekt vorliegt; Erfassen einer aktuellen Beschleunigung und/oder Geschwindigkeit des kreuzenden Objektes; sowie Bestimmen einer Durchrollstrategie des Ego-Fahrzeugs zur zeitlichen Kollisionsvermeidung. Das Bestimmen erfolgt weiter mittels Prädizieren eines Restabstandes zwischen dem Ego-Fahrzeug und dem kreuzenden Objekt basierend auf der erfassten aktuellen Fahrzeugbeschleunigung und/oder Fahrzeuggeschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs und auf der erfassten aktuellen Beschleunigung und/oder Geschwindigkeit des kreuzenden Objektes; und mittels Bestimmen eines Schwellenwertes für einen Eingriff eines automatischen oder halbautomatischen Beschleunigungsassistenten. Basierend auf der bestimmten Durchrollstrategie zur zeitlichen Kollisionsvermeidung wird ein der automatische oder halbautomatische Beschleunigungsassistent ausgelöst.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Kollisionssituationen zweier Fahrzeuge bzw. zwischen Fahrzeugen und Objekten in einer Kreuzungssituation. Dabei stehen insbesondere Verfahren und Systeme zur Vermeidung einer zeitlichen Kollision basierend auf einer minimalen Beschleunigungseinwirkung auf ein Ego-Fahrzeug im Vordergrund.
Hintergrund der Erfindung
Aus dem Stand der Technik sind Verfahren zur Erkennung von kritischen Fahrsituationen von Kraftwagen im Straßenverkehr bekannt, deren Notbremsfunktionen mit einer maximalen Verzögerung der Fahrgeschwindigkeit zum spätest möglichen Zeitpunkt bis hin zum Stillstand arbeiten.
US 9 415 777 B2 zeigt eine Reaktionszone mit multiplem Schwellenwert für autonome Fahrzeugnavigation unter Verwendung von Kameras zur Bereitstellung autonomer Navigationsmerkmale. Ein Fahrerassistenznavigationssystem für ein Primärfahrzeug umfasst eine Bilderfassungsvorrichtung, zur Erfassung einer Vielzahl von Bildern eines Bereichs in der Nähe des Primärfahrzeugs, eine Datenschnittstelle und mindestens eine Verarbeitungsvorrichtung. Diese wird zur Überwachung und zur Erkennung eines Zielobjektes und dessen Bewegung innerhalb der Vielzahl von Bildern eingesetzt. Aus der Bewegung des Zielobjekts und einem Abstand zwischen dem Primärfahrzeug und dem Zielobjekt wird ein Indikator für einen Abfangzeit zwischen dem Primärfahrzeug und dem Zielfahrzeug bestimmt. Eine Reaktion im Primärfahrzeug wird schließlich basierend auf einem Vergleich der Abfangzeit mit einer Vielzahl von vorbestimmten Abfangschwellenwerten veranlasst.
Weiterhin zeigt DE 10 2010 051 203 A1 ein Verfahren zur Erkennung von kritischen Fahrsituationen von Last- oder Personenkraftwagen, insbesondere zur Vermeidung von Kollisionen mit einem vor einem eigenen Fahrzeug befindlichen Objekt. Nach dem Erfassen einer aktuellen Fahrzeugbeschleunigung und -geschwindigkeit eines eigenen Fahrzeuges wird ein von den Fahrgrößen des eigenen Fahrzeuges abhängiges Beschleunigungsprofil vorgegeben. Basierend auf einer Annahme eines zeitlichen Verlaufs einer vorherzusehenden Beschleunigung des eigenen Fahrzeuges gemäß der aktuellen Beschleunigung wird ein Wegprofil des eigenen Fahrzeuges aus dem zeitlichen Verlauf der vorherzusehenden Beschleunigung bestimmt. Nach dem Erfassen eines aktuellen Abstandes und einer aktuellen relativen Geschwindigkeit eines vor dem eigenen Fahrzeug befindlichen Objektes werden die aktuelle absolute Geschwindigkeit und Beschleunigung des Objektes berechnet. Basierend auf einer Annahme eines zeitlichen Verlaufs einer vorherzusehenden Beschleunigung des Objekts gemäß der aktuellen Beschleunigung wird ein Wegprofil des Objektes aus dem zeitlichen Verlauf der vorherzusehenden Beschleunigung bestimmt. Der Vergleich beider Wegprofile liefert einen voraussichtlichen Kollisionszeitpunkt des eigenen Fahrzeuges mit dem Objekt. Abschließend wird eine Warnung an den Fahrer des eigenen Fahrzeugs ausgegeben. Diese basiert auf dem Vergleich eines festgelegten Zeitpunktes vor dem voraussichtlichen Kollisionszeitpunkt mit dem bestimmten voraussichtlichen Kollisionszeitpunkt.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Systeme und Verfahren zur Erkennung von kritischen Fahrsituationen von Kraftwagen im Straßenverkehr zeigen jedoch eine Bandbreite an Nachteilen und Schwierigkeiten. Im Regelfall wird bei bekannten Notbremsassistenten AEB (Automatic-Emergency-Braking) die Strategie verfolgt, so spät wie möglich einzugreifen und solange zu verzögern bis die Relativgeschwindigkeit zum potenziellen Unfallgegner (z.B. Target-Fahrzeug) vollständig abgebaut ist. Für viele Kreuzungssituationen würde das einer Verzögerung in den Stillstand entsprechen. Es gibt allerdings Situationen, in denen eine andere Strategie sinnvoller sein kann. Neben noch immer nicht oder zu spät erkannten Gefahrensituationen bremsen derartige automatisierte Bremssysteme häufig zu früh und/oder zu stark ab, um eine inhärente Kollision zu vermeiden. Infolgedessen werden sämtliche am Bremsvorgang des Fahrzeugs beteiligten Bauteile wie Bremsen, Bremsbeläge, Reifen etc. verfrüht verschlissen. Hieraus ergeben sich nicht nur erhöhte Instandhaltungskosten für das betreffende Fahrzeug, sondern gegebenenfalls sogar ein verkürzter Produktlebenszyklus. Fehlauslösungen derartiger Verfahren und Systeme sowie ein verstärktes bzw. verfrühtes Abbremsen bis hin zum Stillstand führen außerdem zu einem vermeidbaren erhöhten Kraftstoff- bzw. Energieverbrauch, der nicht nur auf einer Betätigung des Bremssystems an sich beruht, sondern zusätzlich auf einer an den Bremsvorgang anschließenden, erneut notwendigen Beschleunigung des Fahrzeugs, um die Gefahrensituation zu verlassen. Dazu kommt ein für den Fahrer sowie für mögliche weitere Passagiere unkomfortables Fahrverhalten des eigenen Fahrzeugs durch zu abruptes, ruckartiges und massenträgheitsbedingtes Verringern der Fahrgeschwindigkeit. Weiterhin beeinträchtigen derartige Fahrmanöver, insbesondere wenn sie als „falscher Alarm“ und damit möglicherweise unnötig ausgeführt wurden, den laufenden Verkehr sowohl in der Stadt, als auch auf dem Land. Stau und etwaige Auffahrunfälle sind die Folge.
Aufgabe der Erfindung
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben beschriebenen sowie weitere Nachteile von existierenden Systemen und Verfahren zur Erkennung von kritischen Fahrsituationen zu überwinden. Insbesondere steht eine verbesserte Prädiktion des Kollisionspunktes zwischen zwei Fahrzeugen in einer Kreuzungssituation sowie eine Vermeidung dieser Kollision durch minimale Verzögerungseingriffe im Ego-Fahrzeug im Vordergrund, welche nicht zu einem Stillstand desselbigen, allerdings zu einem zeitlichen Versatz beim Durchfahren bzw. Durchrollen des Kreuzungspunktes führen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die oben genannte Aufgabe und weitere Probleme werden durch ein Verfahren und einen automatischen oder halbautomatischen Beschleunigungsassistenten zur zeitlichen Kollisionsvermeidung nach den Ansprüchen 1 und 14 gelöst. Die Unteransprüche beziehen sich auf bevorzugte Ausführungen der Erfindung.
Insbesondere wird ein Verfahren zur zeitlichen Kollisionsvermeidung vorgesehen, das Folgendes aufweist: Erfassen einer aktuellen Fahrzeugbeschleunigung und/oder einer aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit eines Ego-Fahrzeugs; Bestimmen, dass für das Ego-Fahrzeug eine Kreuzungssituation mit einem kreuzenden Objekt vorliegt; Erfassen einer aktuellen Beschleunigung und/oder Geschwindigkeit des kreuzenden Objektes; Bestimmen einer Durchrollstrategie des Ego-Fahrzeugs zur zeitlichen Kollisionsvermeidung mittels: Prädizieren eines Restabstandes zwischen dem Ego-Fahrzeug und dem kreuzenden Objekt basierend auf der erfassten aktuellen Fahrzeugbeschleunigung und/oder Fahrzeuggeschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs und auf der erfassten aktuellen Beschleunigung und/oder Geschwindigkeit des kreuzenden Objektes; und Bestimmen eines Schwellenwertes für einen Eingriff eines automatischen oder halbautomatischen Beschleunigungsassistenten; und Auslösen des automatischen oder halbautomatischen Beschleunigungsassistenten basierend auf der bestimmten Durchrollstrategie zur zeitlichen Kollisionsvermeidung.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann das Auslösen des automatischen oder halbautomatischen Beschleunigungsassistenten basierend auf der bestimmten Durchrollstrategie einen minimalen Eingriff in die Geschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs aufweisen, falls die angepasste Durchrollstrategie ergibt, dass eine zeitliche Kollisionsvermeidung möglich ist.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird der Schwellenwert für einen Eingriff des automatischen oder halbautomatischen Beschleunigungsassistenten aus der Summe der Objekt-Länge, der halben Ego-Fahrzeug-Breite und einem durch einen Nutzer einstellbaren Toleranzabstand berechnet.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der prädizierte Restabstand ein vektorieller Restabstand bezüglich der Bewegungsrichtungen des Ego-Fahrzeugs und des kreuzenden Objektes.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann das Prädizieren eines Restabstandes unter Verwendung eines Geschwindkeitsabbauverlaufs erfolgen. Vorzugsweise kann das Prädizieren eines Restabstandes zudem eine prädizierte y-Position des kreuzenden Objekts unter Berücksichtigung des Bremseingriffs des Ego-Fahrzeugs aufweisen. Optional ist die prädizierte y-Position größer als Null.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel handelt es sich beim Auslösen des Beschleunigungsassistenten um ein spätest mögliches Eingreifen zur zeitlichen Kollisionsvermeidung.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel beschleunigt oder bremst der Beschleunigungsassistent basierend auf der bestimmten Durchrollstrategie automatisch oder halbautomatisch ab, falls die bestimmte Durchrollstrategie ergibt, dass eine zeitliche Kollisionsvermeidung möglich ist. Alternativ bremst der Beschleunigungsassistent in einen Stillstand des Ego-Fahrzeuges ab, falls die bestimmte Durchrollstrategie ergibt, dass eine zeitliche Kollisionsvermeidung nicht möglich ist. Vorzugsweise ist das Auslösen des Beschleunigungsassistenten ein spätest mögliches Eingreifen zur räumlichen Kollisionsvermeidung.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist das Verfahren zur zeitlichen Kollisionsvermeidung weiterhin Folgendes auf: Bestimmen, dass für das Ego-Fahrzeug in der bestimmten Kreuzungssituation ein weiteres kreuzendes Objekt vorliegt; Erfassen einer aktuellen Beschleunigung und/oder Geschwindigkeit des weiteren kreuzenden Objektes; Anpassen der Durchrollstrategie des Ego-Fahrzeugs mittels: Prädizieren eines Restabstandes zwischen dem Ego-Fahrzeug und dem weiteren kreuzenden Objekt; und Aktualisieren des Schwellenwertes für einen Eingriff des automatischen oder halbautomatischen Beschleunigungsassistenten basierend auf der erfassten aktuellen Fahrzeugbeschleunigung und/oder Fahrzeuggeschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs und auf der erfassten aktuellen Beschleunigung und/oder Geschwindigkeit des weiteren kreuzenden Objektes; und Auslösen des automatischen oder halbautomatischen Beschleunigungsassistenten basierend auf der angepassten Durchrollstrategie, falls die angepasste Durchrollstrategie ergibt, dass eine zeitliche Kollisionsvermeidung möglich ist; oder Auslösen des automatischen oder halbautomatischen Beschleunigungsassistenten in einen Stillstand des Ego-Fahrzeuges, falls die angepasste Durchrollstrategie ergibt, dass eine zeitliche Kollisionsvermeidung nicht möglich ist. Vorzugsweise ist das Auslösen des Beschleunigungsassistenten ein spätest mögliches Eingreifen zur räumlichen Kollisionsvermeidung.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das kreuzende Objekt und das weitere kreuzende Objekt entweder ein Target-Fahrzeug, ein Gegenstand oder ein Fußgänger.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist das Verfahren zur zeitlichen Kollisionsvermeidung optional einen Schritt zum Bestimmen auf, ob Rechtsverkehr oder Linksverkehr vorliegt.
Weiterhin sieht die vorliegende Erfindung einen automatischen oder halbautomatischen Beschleunigungsassistenten zur zeitlichen Kollisionsvermeidung vor, der Folgendes aufweist: Mittel zum Erfassen einer aktuellen Fahrzeugbeschleunigung und/oder einer aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit eines Ego-Fahrzeugs; Mittel zum Bestimmen, ob für das Ego-Fahrzeug eine Kreuzungssituation mit einem kreuzenden Objekt vorliegt; Mittel zum Erfassen einer aktuellen Beschleunigung und/oder Geschwindigkeit des kreuzenden Objektes; Mittel zum Bestimmen einer Durchrollstrategie des Ego-Fahrzeugs zur zeitlichen Kollisionsvermeidung mittels: Prädizieren eines Restabstandes zwischen dem Ego-Fahrzeug und dem kreuzenden Objekt basierend auf der erfassten aktuellen Fahrzeugbeschleunigung und/oder Fahrzeuggeschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs und auf der erfassten aktuellen Beschleunigung und/oder Geschwindigkeit des kreuzenden Objektes; und Bestimmen eines Schwellenwertes für einen Eingriff eines automatischen oder halbautomatischen Beschleunigungsassistenten; und Mittel zum Auslösen des automatischen oder halbautomatischen Beschleunigungsassistenten basierend auf der bestimmten Durchrollstrategie zur zeitlichen Kollisionsvermeidung.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel können die Mittel zum Bestimmen der Durchrollstrategie eine Steuerung aufweisen, die eingerichtet ist, den automatischen oder halbautomatischen Beschleunigungsvorgang gekoppelt an ein elektronisches Stabilitätsprogramm auszulösen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der automatische oder halbautomatische Beschleunigungsassistenten zur zeitlichen Kollisionsvermeidung optional ferner Folgendes aufweisen: Mittel zum Bestimmen, dass für das Ego-Fahrzeug in der bestimmten Kreuzungssituation ein weiteres kreuzendes Objekt vorliegt; Mittel zum Erfassen einer aktuellen Beschleunigung und/oder Geschwindigkeit des weiteren kreuzenden Objektes; Mittel zum Anpassen der Durchrollstrategie des Ego-Fahrzeugs mittels: Prädizieren eines Restabstandes zwischen dem Ego-Fahrzeug und dem weiteren kreuzenden Objekt; und Aktualisieren des Schwellenwertes für einen Eingriff des automatischen oder halbautomatischen Beschleunigungsassistenten basierend auf der erfassten aktuellen Fahrzeugbeschleunigung und/oder Fahrzeuggeschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs und auf der erfassten aktuellen Beschleunigung und/oder Geschwindigkeit des weiteren kreuzenden Objektes; und Mittel zum Auslösen des automatischen oder halbautomatischen Beschleunigungsassistenten basierend auf der angepassten Durchrollstrategie, falls die angepasste Durchrollstrategie ergibt, dass eine zeitliche Kollisionsvermeidung möglich ist; oder zum Auslösen des automatischen oder halbautomatischen Beschleunigungsassistenten in einen Stillstand des Ego-Fahrzeuges, falls die angepasste Durchrollstrategie ergibt, dass eine zeitliche Kollisionsvermeidung nicht möglich ist.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel prädizieren die Mittel zum Prädizieren den Restabstand zwischen dem Ego-Fahrzeug und dem weiteren kreuzenden Objekt vorzugsweise unter Verwendung eines Geschwindkeitsabbauverlaufs.
Als vorteilhaft im Sinne der vorliegenden Erfindung ist anzusehen, dass, im Gegensatz zu bekannten Verfahren und Systemen, zeitlich gesehen ein noch späterer Eingriff in das Fahrverhalten eines Ego-Fahrzeugs möglich ist, wodurch die Anzahl eventueller Fehleingriffe verringert wird. Durch einen nur geringen notwendigen Geschwindigkeitsabbau sinkt außerdem die Gefahr für Kollisionen mit dem rückwärtigen Verkehr. Daraus folgen wiederum ein geringeres Risiko aus Sicht der funktionalen Sicherheit sowie eine mögliche Kostenersparnis durch geringere Anforderungen von funktionaler Sicherheit bei gleichbleibender Systemperformance. Fehleingriffe sind für den Fahrer weniger abrupt, dadurch weniger erschreckend und führen dadurch zu verringerter Beeinträchtigung des Reaktionsverhaltens des Fahrers im weiteren Fahrverlauf.
Besonders zu erwähnen ist, dass mit Hilfe der hier dargestellten Verfahren und Systeme zur zeitlichen Kollisionsvermeidung eine Möglichkeit des Umgangs mit einer bevorstehenden Kollision in einer Kreuzungssituation vorgesehen wird, in der ein Ego-Fahrzeug in seinem Pfad von einem Target-Fahrzeug gekreuzt wird. Dabei nicht mehr zwingend eine räumliche Kollisionsvermeidung durch Notbremsung mit Stillstand verwendet, sondern eine zeitliche Kollisionsvermeidung durch möglichst geringe Verzögerung, die dafür sorgt, dass das Target-Fahrzeug bereits die prädizierte Kollisionsstelle verlassen hat, bevor das Ego-Fahrzeug dort eintrifft. Die zeitliche Kollisionsvermeidung wird in diesem Ansatz somit dadurch erreicht, die Geschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs so spät wie möglich so wenig wie möglich zu verzögern, sodass ein Durchrollen der Kreuzung möglich ist, nachdem das andere Fahrzeug die Kreuzung bereits passiert hat. Der entsprechende Eingriff zielt nicht mehr auf komplettes Abbremsen in den Stillstand ab (räumliche Kollisionsvermeidung), sondern erreicht eine Kollisionsvermeidung durch Teilbremsung und einer damit einhergehenden zeitlichen Kollisionsvermeidung.
Eine derartige spätere Möglichkeit des Eingreifens führt somit zu einem geringeren Risiko von Fehleingriffen und ist dadurch insbesondere für Low-Cost-Systeme sinnvoll. Auf Grund häufig vorliegender Sensorikdefizite erkennen bekannte Low-Cost-Systeme, im Vergleich zu High-End-Systemen, etwaige Kollisionssituationen mit ausreichender Wahrscheinlichkeit erst verspätet oder aber bei (zu) geringerem Abstand zwischen den beteiligten Objekten. Dies wird häufig durch eine entsprechend große Messtoleranz der verbauten Sensorik bedingt. Da es gilt, eine grundlose Auslösung eines Autonomous Emergency Braking bzw. AEB-Assistenten, d.h. ein so genanntes „False Negative“-Signal eines Notbremsassistenten für Fahrzeuge, unbedingt zu vermeiden, musste bei bekannten Low-Cost-Systemen bislang hingenommen werden, dass diese ggf. einen AEB-Assistenten nicht oder nicht rechtzeitig auslösen, weil am letztmöglichen Auslösezeitpunkt bei gegebenen Geschwindigkeiten keine ausreichende Kollisionswahrscheinlichkeit vorlag. Wird allerdings die Durchrollstrategie der vorliegenden Erfindung berücksichtigt, so werden spätere Auslösezeitpunkte möglich, an denen auch Low-Cost-Systeme, entsprechend nachgerüstet, mit ausreichender Wahrscheinlichkeit eine potentielle Kollision prädizieren.
Vorzugsweise bauen darüber hinaus die bereits genannten Vorteile der Verfahren und Systeme zur zeitlichen Kollisionsvermeidung der vorliegenden Erfindung zumindest teilweise aufeinander auf bzw. bedingen einander in synergetischer Weise wie folgt: Weil überhaupt erst ein Fall vorgesehen wird, dass für Fahrzeuge bzw. Objekte im Straßenverkehr bei gegebener, maximaler Verzögerung eines Egofahrzeugs (z.B. -9m/s²) und einer Lateralgeschwindigkeit eines kreuzenden Objekts bzw. Target-Fahrzeugs eine Kollision vermieden wird (beispielsweise mittels Durchrollen), werden auch unnötige Vollbremsungen bis zum Stillstand des Ego-Fahrzeugs vermieden. Somit ergibt sich beispielsweise auch eine Vermeidung einer Kollision mit rückwärtigem Verkehr. Weiterhin ermöglicht die Berücksichtigung einer Durchrollstrategie, bei Prädiktion einer potentiellen Kollision einen potentiellen Geschwindigkeitsabbau später einzuleiten, was zu höherer Prädiktionssicherheit und damit zu insgesamt weniger Fehleingriffen führt.
Figurenliste
Die Erfindung sowie weitere Einzelheiten und Vorteile derselben werden nachfolgend an bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Es zeigen:

1 eine Draufsicht auf eine Kreuzungssituation gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
2 einen schematischen Vergleich einer Kollisionssituation mit einer Vermeidungsstrategie für zeitliche Kollision gemäß 1;
3 eine Logikkette gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
4 Flussdiagramm eines Verfahrens zur Vermeidung einer zeitlichen Kollision gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
5A eine beispielhafte Kreuzungssituation;
5B eine weitere beispielhafte Kreuzungssituation;
6 ein Diagramm zur Entscheidungsfindung für einen Eingriff eines automatischen oder halbautomatischen Beschleunigungsassistenten zur zeitlichen Kollisionsvermeidung basierend auf den beispielhaften Kreuzungssituationen der 5A und 5B.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung
In der vorliegenden Beschreibung beziehen sich die Ausdrücke oben, unten, rechts und links sowie ähnliche Angaben auf die in den Figuren dargestellten Ausrichtungen bzw. Anordnungen und dienen nur zur Beschreibung der Ausführungsbeispiele. Diese Ausdrücke können bevorzugte Anordnungen zeigen, sind jedoch nicht im einschränkenden Sinne zu verstehen.
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf verschiedene Ausführungsformen von Verfahren und automatischen oder halbautomatischen Beschleunigungsassistenten zur zeitlichen Kollisionsvermeidung. In diesem Zusammenhang wird von folgenden Begrifflichkeiten ausgegangen:

Die Bezeichnung „automatisch“ bzw. „halbautomatisch“ bezieht sich auf die Möglichkeit eines Nutzers, im Vorfeld gewählte Randparameter in Bezug auf den Eingriffszeitpunkt und die Eingriffsstärke des automatischen oder halbautomatischen Beschleunigungsassistenten wahlweise innerhalb eines vorgegebenen Rahmens selbst einzustellen (Halbautomatik) oder vollständig aus einem vorgegebenen System zu übernehmen (Automatik).

Ein Eingriff in diesem Zusammenhang bezeichnet allgemein ein erwünschtes Eingreifen oder auch Nichteingreifen des Beschleunigungsassistenten. Weiterhin wird zwischen fehlerhaftem Eingreifen und einem Fehleingriff unterschieden. Bei fehlerhaftem Eingreifen greift ein Bremsassistent zu früh oder zu spät im Sinne des Optimierungspotentials der vorliegenden Offenbarung ein. Bei einem Fehleingriff identifiziert ein Bremsassistent eine vermeintliche Kollisionssituation falsch und greift ohne entsprechende Notwendigkeit ein.
Die Bezeichnung „Beschleunigungsassistent“ bezieht sich auf die physikalisch ausbildbaren Eingriffsalternativen bestehend aus Bremsen (negative Beschleunigung) und Beschleunigen (positive Beschleunigung) für ein so genanntes Ego-Fahrzeug.
Die Bezeichnung „Ego-Fahrzeug“ wird im Folgenden für dasjenige Fahrzeug verwendet, in dem bzw. für das die beschriebenen Systeme bzw. Verfahren eingesetzt bzw. angewendet werden sollen. Demgegenüber steht ein vermeintlich oder potentiell kollidierendes Objekt bzw. ein „Target-Fahrzeug“.
Weiterhin unterscheidet die vorliegende Offenbarung zwischen „räumlicher“ und „zeitlicher“ Kollisionsvermeidung. Die Bezeichnung „räumliche“ Kollisionsvermeidung ist auf ein vollständiges Abbremsen des Ego-Fahrzeugs ausgerichtet, um durch räumliche Trennung dessen vom Target-Fahrzeug eine Kollisionsvermeidung zu garantieren. Die Bezeichnung „zeitliche“ Kollisionsvermeidung ist darauf ausgerichtet, ein zeitliches Durchrollen des Ego-Fahrzeugs durch die vorliegende inhärente Kollisionssituation mit einem Target-Fahrzeug zu ermöglichen, und zwar basierend auf einem Zeitfenster ab Detektion einer vorliegenden Kollisionssituation bis hin zu einer prädizierten bzw. zu erwartenden Kollision bei gleichbleibenden Fortbewegungsparametern von Ego- und Target-Fahrzeug.
Der Ausdruck „Prädizieren“ bedeutet im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ein Voraussagen, Berechnen oder Abschätzen.
1 zeigt eine Draufsicht auf eine Kreuzungssituation gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung. Im Falle der hier dargestellten, beispielhaften Kreuzungssituation, in der ein Target-Fahrzeug den Ego-Pfad kreuzt, kann mit Hilfe des automatischen oder halbautomatischen Beschleunigungsassistenten zur zeitlichen Kollisionsvermeidung der vorliegenden Offenbarung eine Strategie des Durchrollens gewählt werden. Dabei wird nur so stark verzögert, dass das Target-Fahrzeug beim Eintreffen des Ego-Fahrzeugs an der Kreuzungsstelle diese Stelle bereits durchfahren bzw. durchrollt hat.
Wie in 1 dargestellt weist ein Ego-Fahrzeug eine Breite w_ego und eine Geschwindigkeit v_ego > 0 auf. Ein Target-Fahrzeug weist eine Länge L_obj und eine Geschwindigkeit y_obj > 0 auf. Die hier dargestellten Fahrzeuge bewegen sich jeweils in von sich aus betrachteter Fahrtrichtung in x- bzw. y-Richtung. Weiterhin bezeichnet y_obj,pred > 0 eine prädizierte y-Position des Targets unter Berücksichtigung des Bremseingriffs des Ego-Fahrzeugs. Eine Berücksichtigung von Bremsung in der Prädiktion führt so zum spätest möglichen Bremseingriff bis zur Kreuzung und anschließendem Weiterrollen. Würde sich y_obj,pred hingegen, wie in bekannten Systemen und Verfahren üblich, aus der Summe der Geschwindigkeit y_obj und einem Produkt aus der Geschwindigkeit des Target-Fahrzeugs v_y und einer determinierten Zeitspanne bis zur Kollision TTC (Time To Collision) berechnen, so würde auch hier genauso früh eingegriffen werden wie bei einer normalen AEB-Bremsung in den Stillstand. Allerdings unterscheidet sich ein derart bekanntes Verfahren von dem der vorliegenden Offenbarung dadurch, dass beim erfindungsgemäßen Verfahren die Bremsung zu einem bestimmten Zeitpunkt unterbrochen werden kann. Dadurch würde allerdings der Vorteil eines späteren Eingriffszeitpunkts verloren gehen.
Vorzugsweise wird ein Vorteil der vorliegenden Erfindung schon dadurch erreicht, dass nicht mehr generell bei Kollisionsprädiktion bis in den Stillstand abgebremst wird, sondern die Gesamtsituation weiterbeobachtet wird und, falls ein Durchrollen möglich wird, der Abbremsvorgang entsprechend abgebrochen wird. Wird zusätzlich das Abbremsen des Ego-Fahrzeugs berücksichtigt, so erhält man ggf. auch einen späteren Auslösezeitpunkt, was Low-Cost-Systemen zu Gute kommt.
Gemäß 2 lassen sich für den Fall, dass die Geschwindigkeit eines potentiell kollidierenden Objektes oder Target-Fahrzeugs v_obj größer als Null ist folgende Bedingungen aufstellen, um zu entscheiden, ob ein Brems- bzw. Beschleunigungseingriff zum aktuellen Zeitpunkt in der jeweiligen Kreuzungssituation zu einer Kollision führt oder nicht:

Falls eine mathematische Zusammenschau von y_obj,pred des Target-Fahrzeug und der vom Ego-Fahrzeug determinierten Länge L_obj größer als eine Differenz aus der halben Breite w_ego des Ego-Fahrzeugs und einem einstellbaren Toleranzabstand Δw_tol ist, so führt ein Bremseingriff nach wie vor zur Kollision.

Falls eine mathematische Zusammenschau von y_obj,pred des Target-Fahrzeug und der vom Ego-Fahrzeug determinierten Länge L_obj kleiner als eine Differenz aus der halben Breite w_ego des Ego-Fahrzeugs und dem einstellbaren Toleranzabstand Δw_tol ist, so führt ein Bremseingriff zur zeitlichen Kollisionsvermeidung.
Diese Bedingungen lassen sich folgendermaßen zusammenfassen: $I f v_{o b j} > 0 {\begin{matrix} Entry y_{o b j, p r e d} - L_{o b j} < \frac{W_{e g o}}{2} + Δ w_{t o l} \\ Cancel y_{o b j, p r e d} - L_{o b j} > \frac{W_{e g o}}{2} + Δ w_{t o l} \end{matrix}$
Diese Möglichkeit des Umgangs mit einer Notbremsung an einer Kreuzung lässt einen späteren und sanfteren Eingriff zu. Dadurch wird das Risiko für Fehleingriffe minimiert. Außerdem ist die notwendige Geschwindigkeitsreduktion geringer, sodass das Risiko potenzieller Folgekollisionen mit dem rückwärtigen Verkehr gesenkt wird, was für ein AEB-System als größtes Risiko aus Sicht der funktionalen Sicherheit gilt.
In 3 wird der Unterschied der Eingriffszeitpunkte bei den beiden Strategien aus 2 (räumliche und zeitliche Kollisionsvermeidung) in Zusammenhang mit dem prädizierten Restabstand des Objektes in y-Richtung beispielhaft deutlich. Der Eingriff für die Bremsung in den Stillstand ist vollkommen unabhängig von dem prädizierten Restabstand in y-Richtung und richtet sich nur nach dem prädizierten Restabstand in x-Richtung. Für einen spätest möglichen Eingriff zur zeitlichen Kollisionsvermeidung werden sowohl der prädizierte Restabstand in x- als auch in y-Richtung, d.h. der vektoriellen Fahrtrichtungen der beteiligten Fahrzeuge bzw. Objekte, mit einbezogen, wodurch mit der Teilbremsung das Unterschreiten eines Grenzwertes (THD) verhindert wird. Dieser Grenzwert berechnet sich, wie aus 3 ableitbar, aus der Summe der Target-Fahrzeug-Länge L_obj, der halben Ego-Fahrzeug-Breite w_ego und dem einstellbaren Toleranzabstand Δw_tol.
4 zeigt ein Verfahren 100 zur zeitlichen Kollisionsvermeidung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 100 weist zunächst einen Schritt 101 des Erfassens einer aktuellen Fahrzeugbeschleunigung und/oder einer aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit eines Ego-Fahrzeugs auf. Dem folgt ein Schritt 102 des Bestimmens, dass für das Ego-Fahrzeug eine Kreuzungssituation mit einem kreuzenden Objekt vorliegt. Gemäß einem weiteren Schritt 103 wird nun eine aktuelle Beschleunigung und/oder Geschwindigkeit des kreuzenden Objektes erfasst. Vorzugsweise kann auch nur eine aktuelle Geschwindigkeit des kreuzenden Objekts direkt, beispielsweise über Radar, gemessen werden. Eine entsprechende Beschleunigung des kreuzenden Objekts wäre in diesem Fall beispielsweise aus dem zeitlichen Verlauf der Geschwindigkeit ableitbar.
Das Verfahren 100 der vorliegenden Erfindung weist, wie in 4 dargestellt, weiterhin einen Schritt 104 auf, eine Durchrollstrategie des Ego-Fahrzeugs zur zeitlichen Kollisionsvermeidung zu bestimmen. Erfindungsgemäß wird hierfür ein Restabstand zwischen dem Ego-Fahrzeug und dem kreuzenden Objekt basierend auf der erfassten aktuellen Fahrzeugbeschleunigung und/oder Fahrzeuggeschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs und auf der erfassten aktuellen Beschleunigung und/oder Geschwindigkeit des kreuzenden Objektes prädiziert. Daraufhin wird ein Schwellenwert für einen Eingriff eines automatischen oder halbautomatischen Beschleunigungsassistenten bestimmt. Basierend auf der bestimmten Durchrollstrategie zur zeitlichen Kollisionsvermeidung erfolgt schließlich ein Schritt 105 des Auslösens des automatischen oder halbautomatischen Beschleunigungsassistenten.
Optional weist das Auslösen des automatischen oder halbautomatischen Beschleunigungsassistenten basierend auf der bestimmten Durchrollstrategie einen minimalen Eingriff in die Geschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs auf, falls die angepasste Durchrollstrategie ergibt, dass eine zeitliche Kollisionsvermeidung möglich ist. Der Schwellenwert für einen Eingriff des automatischen oder halbautomatischen Beschleunigungsassistenten kann sich vorzugsweise aus der Summe der Objekt-Länge, der halben Ego-Fahrzeug-Breite und einem durch einen Nutzer einstellbaren Toleranzabstand berechnen.
Der prädizierte Restabstand kann, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, ein vektorieller Restabstand bezüglich der Bewegungsrichtungen des Ego-Fahrzeugs und des kreuzenden Objektes sein. Dabei weist das Prädizieren eines Restabstandes vorzugsweise eine prädizierte y-Position des kreuzenden Objekts unter Berücksichtigung des Bremseingriffs des Ego-Fahrzeugs auf. Optional ist dann die prädizierte y-Position größer als Null.
Weiterhin kann im Verfahren 100 das Auslösen des Beschleunigungsassistenten optional ein spätest mögliches Eingreifen zur zeitlichen Kollisionsvermeidung sein. Vorzugsweise kann der Beschleunigungsassistent basierend auf der bestimmten Durchrollstrategie automatisch oder halbautomatisch beschleunigen oder abbremsen, falls die bestimmte Durchrollstrategie ergibt, dass eine zeitliche Kollisionsvermeidung möglich ist. Alternativ bremst er jedoch in einen Stillstand des Ego-Fahrzeuges ab, falls die bestimmte Durchrollstrategie ergibt, dass eine zeitliche Kollisionsvermeidung nicht möglich ist.
Weiterhin zeigen die 5A und 5B zwei beispielhafte Szenarien für gängige Kreuzungs- und potentielle Kollisionssituationen. Dabei sind grundsätzlich Szenarien niedrigerer (5A) und höherer (5B) Komplexität zu unterscheiden. Wie den beiden 5A und 5B zu entnehmen ist, ist es gegebenenfalls sinnvoll, die Verfahren und Systeme zur zeitlichen Kollisionsvermeidung der vorliegenden Offenbarung unter optionalem Einbezug von Informationen zu Recht- bzw. Linksverkehr einzusetzen. Diese Information kann dabei manuell oder automatisch in das entsprechende Verfahren oder System einfließen.
6 zeigt ein weiteres Verfahren 200 zur zeitlichen Kollisionsvermeidung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 200 weist grundsätzlich die bereits beschriebenen Schritte des Verfahrens 100 auf bzw. ergänzt diese optional wie nachfolgend beschrieben. Prinzipiell zeigt 6 ein Flussdiagramm zur Entscheidungsfindung für einen Eingriff eines automatischen oder halbautomatischen Beschleunigungsassistenten zur zeitlichen Kollisionsvermeidung gemäß der vorliegenden Offenbarung basierend auf den beispielhaften Kreuzungssituationen der 5A und 5B. Dabei ist die Strategie des Durchrollens in einigen Verkehrssituationen gegenüber dem standardmäßigen Abbremsen in den Stillstand von Vorteil. Um unter Berücksichtigung des Risikos von potentiellen Folgekollisionen zwischen Kreuzungssituationen niedrigerer und höherer Komplexität zu unterscheiden, zeigt das Flussdiagramm in 6 eine beispielhafte Entscheidungsfindung.
So wird nach einer Überprüfung, ob eine Kreuzungssituation mit einem kreuzenden Objekt vorliegt, grundsätzlich ein spätest möglicher Bremseingriff in den Stillstand für räumliche Kollisionsvermeidung angestrebt, falls keine derartige Situation detektiert wurde.
Falls eine Kreuzungssituation mit genau einem kreuzenden Objekt, wie beispielhaft in 5A dargestellt, detektiert wurde, so wird seitens des automatischen bzw. halbautomatischen Beschleunigungsassistenten grundsätzlich eine Durchrollstrategie basierend auf einem minimalen Geschwindigkeitsabbau des Ego-Fahrzeugs für eine zeitliche Kollisionsvermeidung verfolgt.
Falls allerdings eine komplexere Kreuzungssituation, wie beispielhaft in 5B gezeigt, vorliegt, d.h. also falls sich mindestens ein weiteres Objekt im angestrebten Durchrollpfad des Ego-Fahrzeugs befindet, so ist die Durchrollstrategie des bereits beschriebenen einen kreuzenden Objektes gegebenenfalls zu überprüfen und gemäß weiteren Parametern aus dem mindestens einen weiteren Objekt anzupassen.
Falls eine Überprüfung der Durchrollstrategie für mehr als ein kreuzendes Objekt jedoch ergibt, dass eine Durchrollstrategie ohne Stillstand des Ego-Fahrzeugs nicht mehr möglich ist, so ist auch in diesem Fall ein grundsätzlich spätest möglicher Bremseingriff in den Stillstand für räumliche Kollisionsvermeidung anzustreben.
Insbesondere weist das Verfahren 200, wie in 6 gezeigt, einen Schritt 201 des Bestimmens auf, ob für das Ego-Fahrzeug eine Kreuzungssituation mit einem kreuzenden Objekt vorliegt. Falls in Schritt 203 bestimmt wird, dass keine Kreuzungssituation vorliegt, so wird grundsätzlich immer ein spätest möglicher Bremseingriff 208 in den Stillstand für räumliche Kollisionsvermeidung angestrebt, falls ein solcher denn tatsächlich notwendig wird.
Falls allerdings in Schritt 202 bestimmt wird, dass für das Ego-Fahrzeug in der bestimmten Kreuzungssituation ein kreuzendes Objekt vorliegt, erfolgt ein Schritt 204 des Bestimmens, ob für das Ego-Fahrzeug in der bestimmten Kreuzungssituation ein weiteres kreuzendes Objekt vorliegt. Die Schritte 201 und 202 entsprechen dabei weitgehend dem Schritt 102 des Verfahrens 100.
Falls weiterhin in Schritt 205 bestimmt wird, dass für das Ego-Fahrzeug in der bestimmten Kreuzungssituation ein weiteres kreuzendes Objekt vorliegt, so erfolgt ein Schritt (nicht gezeigt) des Erfassens einer aktuellen Beschleunigung und/oder Geschwindigkeit des weiteren kreuzenden Objektes. Vorzugsweise kann auch nur eine aktuelle Geschwindigkeit des weiteren kreuzenden Objekts direkt, beispielsweise über Radar, gemessen werden. Eine entsprechende Beschleunigung des weiteren kreuzenden Objekts wäre in diesem Fall beispielsweise aus dem zeitlichen Verlauf der Geschwindigkeit ableitbar.
Dem wiederum folgt ein Schritt (nicht gezeigt) des Anpassens der Durchrollstrategie, wie beispielsweise im Schritt 104 des Verfahrens 100 ermittelt, des Ego-Fahrzeugs mittels Prädizieren eines Restabstandes zwischen dem Ego-Fahrzeug und dem weiteren kreuzenden Objekt und mittels Aktualisieren des Schwellenwertes für einen Eingriff des automatischen oder halbautomatischen Beschleunigungsassistenten basierend auf der erfassten aktuellen Fahrzeugbeschleunigung und/oder Fahrzeuggeschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs und auf der erfassten aktuellen Beschleunigung und/oder Geschwindigkeit des weiteren kreuzenden Objektes.
Abschließend erfolgt ein entsprechender Schritt des Auslösens 206 des automatischen oder halbautomatischen Beschleunigungsassistenten basierend auf der angepassten Durchrollstrategie, falls die angepasste Durchrollstrategie ergibt, dass eine zeitliche Kollisionsvermeidung möglich ist. Alternativ erfolgt ein Schritt 207 des Auslösens des automatischen oder halbautomatischen Beschleunigungsassistenten in einen Stillstand des Ego-Fahrzeuges, falls die angepasste Durchrollstrategie ergibt, dass eine zeitliche Kollisionsvermeidung nicht möglich ist.
Vorzugsweise ist der Schritt 207 des Auslösens des Beschleunigungsassistenten jedoch ein spätest mögliches Eingreifen zur räumlichen Kollisionsvermeidung. Optional kann es sich beim sowohl beim kreuzende Objekt, als auch beim weiteren kreuzenden Objekt entweder um ein Target-Fahrzeug, einen Gegenstand oder einen Fußgänger handeln. Weiterhin können beide beschriebenen Verfahren 100 und 200 optional einen Schritt zum Bestimmen aufweisen, ob Rechtsverkehr oder Linksverkehr vorliegt.
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich weiterhin auf einen automatischen oder halbautomatischen Beschleunigungsassistenten (nicht gezeigt) zur zeitlichen Kollisionsvermeidung, der Mittel zum Erfassen einer aktuellen Fahrzeugbeschleunigung und/oder einer aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit eines Ego-Fahrzeugs, Mittel zum Bestimmen, ob für das Ego-Fahrzeug eine Kreuzungssituation mit einem kreuzenden Objekt vorliegt, Mittel zum Erfassen einer aktuellen Beschleunigung und/oder Geschwindigkeit des kreuzenden Objektes sowie Mittel zum Bestimmen einer Durchrollstrategie des Ego-Fahrzeugs zur zeitlichen Kollisionsvermeidung aufweist. Die Mittel zum Bestimmen einer Durchrollstrategie des Ego-Fahrzeugs zur zeitlichen Kollisionsvermeidung sind eingerichtet, einen Restabstand zwischen dem Ego-Fahrzeug und dem kreuzenden Objekt basierend auf der erfassten aktuellen Fahrzeugbeschleunigung und/oder Fahrzeuggeschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs und auf der erfassten aktuellen Beschleunigung und/oder Geschwindigkeit des kreuzenden Objektes zu prädizieren. Weiter sind sie eingerichtet, einen Schwellenwert für einen Eingriff eines automatischen oder halbautomatischen Beschleunigungsassistenten zu bestimmen. Weiterhin weist der automatische oder halbautomatischen Beschleunigungsassistent zur zeitlichen Kollisionsvermeidung Mittel zum Auslösen des automatischen oder halbautomatischen Beschleunigungsassistenten basierend auf der bestimmten Durchrollstrategie zur zeitlichen Kollisionsvermeidung auf.
Vorzugweise weisen die Mittel zum Bestimmen der Durchrollstrategie eine Steuerung auf, die eingerichtet ist, den automatischen oder halbautomatischen Beschleunigungsvorgang gekoppelt an ein elektronisches Stabilitätsprogramm auszulösen.
Der automatische oder halbautomatische Beschleunigungsassistent zur zeitlichen Kollisionsvermeidung weist außerdem optional Mittel zum Bestimmen auf, dass für das Ego-Fahrzeug in der bestimmten Kreuzungssituation ein weiteres kreuzendes Objekt vorliegt, sowie Mittel zum Erfassen einer aktuellen Beschleunigung und/oder Geschwindigkeit des weiteren kreuzenden Objektes und Mittel zum Anpassen der Durchrollstrategie des Ego-Fahrzeugs. Die Mittel zum Anpassen der Durchrollstrategie des Ego-Fahrzeugs arbeiten dabei mittels Prädizieren eines Restabstandes zwischen dem Ego-Fahrzeug und dem weiteren kreuzenden Objekt und mittels Aktualisieren des Schwellenwertes für einen Eingriff des automatischen oder halbautomatischen Beschleunigungsassistenten basierend auf der erfassten aktuellen Fahrzeugbeschleunigung und/oder Fahrzeuggeschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs und auf der erfassten aktuellen Beschleunigung und/oder Geschwindigkeit des weiteren kreuzenden Objektes.
Der automatische oder halbautomatische Beschleunigungsassistent zur zeitlichen Kollisionsvermeidung weist optional weiterhin Mittel zum Auslösen des automatischen oder halbautomatischen Beschleunigungsassistenten basierend auf der angepassten Durchrollstrategie auf, falls die angepasste Durchrollstrategie ergibt, dass eine zeitliche Kollisionsvermeidung möglich ist, oder alternative Mittel zum Auslösen des automatischen oder halbautomatischen Beschleunigungsassistenten in einen Stillstand des Ego-Fahrzeuges, falls die angepasste Durchrollstrategie ergibt, dass eine zeitliche Kollisionsvermeidung nicht möglich ist.
Die Mittel zum Prädizieren sind außerdem optional eingerichtet, den Restabstand zwischen dem Ego-Fahrzeug und dem weiteren kreuzenden Objekt unter Verwendung eines Geschwindkeitsabbauverlaufs zu prädizieren.
Insbesondere sieht die vorliegende Erfindung Mittel vor, eine Software zu speichern und auszuführen, die wiederum eine Logik aufweist, welche auf Grund der vorliegenden Prädiktion bei Erkennen einer Kollision in einer Kreuzungssituation neben der Möglichkeit der Notbremsung bis zum Stillstand die Möglichkeit bietet, so wenig wie möglich zu verzögern, sodass ein Durchrollen des Ego-Fahrzeugs gewährleistet werden kann, nachdem das Target-Fahrzeug die Kollisionsstelle passiert hat. Diese Software kann optional programmiert sein, um mit einem System für ein Elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP) zusammenzuarbeiten, das bei einem drohenden Ausbrechen eines Fahrzeuges einzelne Räder gezielt abbremst. Dabei werden sowohl ein Über- als auch ein Untersteuern des Fahrzeuges bei der zeitlichen wie räumlichen Kollisionsvermeidung der vorliegenden Erfindung verhindert.
Bei allen hier beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde vereinfachend von Kollisionssituationen in der Ebene, aufgespannt durch einen zweidimensionalen Vektor in jeweils x- und y-Richtung eines als bekannt anzusehenden, kartesischen Koordinatensystems gesprochen. Für einen Fachmann ist es jedoch offensichtlich, dass die meisten alltäglichen Kollisionssituationen gleichermaßen eine Komponente im dreidimensionalen Raum besitzen, sobald die geografische Situation nicht mehr eben ist. Eine entsprechend vektorielle Anpassbarkeit des beanspruchten Verfahrens und Systems ist damit ebenfalls Teil der vorliegenden Offenbarung.
Weiterhin wird für die vorliegende Erfindung als bekannt vorausgesetzt, dass Kraftfahrzeuge mit entsprechenden Sensoren (z.B. Tachometer) und Mess- bzw. Überwachungsvorrichtungen serienmäßig ausgestattet sind, um Geschwindigkeiten und/oder Beschleunigungen am eigenen Fahrzeug zu messen und zu überwachen. Die hier beschriebenen Konzepte sehen zudem, falls nötig, Schnittstellen und Adaptionsmöglichkeiten zum Empfang von Daten und zur Datenübertragung nach außen vor (z.B. GPS, Connectivity-Systemen wie ConnectedDrive^® etc.) vor. Grundsätzlich sind die hier beschriebenen Konzepte und Systeme gleichermaßen in Low-Cost-Systemen wie hochkomplexen, vernetzten Fahrzeugsystemen anwendbar.
Die Erfindung wurde anhand bevorzugter Ausführungen beschrieben, wobei die einzelnen Merkmale der beschriebenen Ausführungen frei miteinander kombiniert werden können und/oder ausgetauscht werden können, sofern sie kompatibel sind. Ebenso können einzelne Merkmale der beschriebenen Ausführungen weggelassen werden, sofern sie nicht zwingend notwendig sind. Für den Fachmann sind zahlreiche Abwandlungen und Ausgestaltungen möglich und offensichtlich, ohne dass dadurch der Erfindungsgedanke verlassen wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 9415777 B2 [0003]
DE 102010051203 A1 [0004]

Claims

Verfahren zur zeitlichen Kollisionsvermeidung, das Folgendes aufweist: Erfassen einer aktuellen Fahrzeugbeschleunigung und/oder einer aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit eines Ego-Fahrzeugs; Bestimmen, dass für das Ego-Fahrzeug eine Kreuzungssituation mit einem kreuzenden Objekt vorliegt; Erfassen einer aktuellen Beschleunigung und/oder Geschwindigkeit des kreuzenden Objektes; Bestimmen einer Durchrollstrategie des Ego-Fahrzeugs zur zeitlichen Kollisionsvermeidung mittels: Prädizieren eines Restabstandes zwischen dem Ego-Fahrzeug und dem kreuzenden Objekt basierend auf der erfassten aktuellen Fahrzeugbeschleunigung und/oder Fahrzeuggeschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs und auf der erfassten aktuellen Beschleunigung und/oder Geschwindigkeit des kreuzenden Objektes; und Bestimmen eines Schwellenwertes für einen Eingriff eines automatischen oder halbautomatischen Beschleunigungsassistenten; und Auslösen des automatischen oder halbautomatischen Beschleunigungsassistenten basierend auf der bestimmten Durchrollstrategie zur zeitlichen Kollisionsvermeidung.
Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Auslösen des automatischen oder halbautomatischen Beschleunigungsassistenten basierend auf der bestimmten Durchrollstrategie, falls die angepasste Durchrollstrategie ergibt, dass eine zeitliche Kollisionsvermeidung möglich ist, einen minimalen Eingriff in die Geschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs aufweist.
Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich der Schwellenwert für einen Eingriff des automatischen oder halbautomatischen Beschleunigungsassistenten aus der Summe der Objekt-Länge, der halben Ego-Fahrzeug-Breite und einem durch einen Nutzer einstellbaren Toleranzabstand berechnet.
Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der prädizierte Restabstand ein vektorieller Restabstand bezüglich der Bewegungsrichtungen des Ego-Fahrzeugs und des kreuzenden Objektes ist.
Das Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Prädizieren eines Restabstandes unter Verwendung eines Geschwindkeitsabbauverlaufs erfolgt.
Das Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei das Prädizieren eines Restabstandes eine prädizierte y-Position des kreuzenden Objekts unter Berücksichtigung des Bremseingriffs des Ego-Fahrzeugs aufweist.
Das Verfahren nach Anspruch 6, wobei die prädizierte y-Position größer als Null ist.
Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Auslösen des Beschleunigungsassistenten ein spätest mögliches Eingreifen zur zeitlichen Kollisionsvermeidung ist.
Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Beschleunigungsassistent basierend auf der bestimmten Durchrollstrategie automatisch oder halbautomatisch beschleunigt oder abbremst, falls die bestimmte Durchrollstrategie ergibt, dass eine zeitliche Kollisionsvermeidung möglich ist, oder in einen Stillstand des Ego-Fahrzeuges abbremst, falls die bestimmte Durchrollstrategie ergibt, dass eine zeitliche Kollisionsvermeidung nicht möglich ist.
Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das weiterhin Folgendes aufweist: Bestimmen, dass für das Ego-Fahrzeug in der bestimmten Kreuzungssituation ein weiteres kreuzendes Objekt vorliegt; Erfassen einer aktuellen Beschleunigung und/oder Geschwindigkeit des weiteren kreuzenden Objektes; Anpassen der Durchrollstrategie des Ego-Fahrzeugs mittels: Prädizieren eines Restabstandes zwischen dem Ego-Fahrzeug und dem weiteren kreuzenden Objekt; und Aktualisieren des Schwellenwertes für einen Eingriff des automatischen oder halbautomatischen Beschleunigungsassistenten basierend auf der erfassten aktuellen Fahrzeugbeschleunigung und/oder Fahrzeuggeschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs und auf der erfassten aktuellen Beschleunigung und/oder Geschwindigkeit des weiteren kreuzenden Objektes; und Auslösen des automatischen oder halbautomatischen Beschleunigungsassistenten basierend auf der angepassten Durchrollstrategie, falls die angepasste Durchrollstrategie ergibt, dass eine zeitliche Kollisionsvermeidung möglich ist; oder Auslösen des automatischen oder halbautomatischen Beschleunigungsassistenten in einen Stillstand des Ego-Fahrzeuges, falls die angepasste Durchrollstrategie ergibt, dass eine zeitliche Kollisionsvermeidung nicht möglich ist.
Das Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei das Auslösen des Beschleunigungsassistenten ein spätest mögliches Eingreifen zur räumlichen Kollisionsvermeidung ist.
Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das kreuzende Objekt und das weitere kreuzende Objekt entweder ein Target-Fahrzeug, ein Gegenstand oder ein Fußgänger ist.
Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das weiterhin Folgendes aufweist: Bestimmen, ob Rechtsverkehr oder Linksverkehr vorliegt.
Automatischer oder halbautomatischer Beschleunigungsassistent zur zeitlichen Kollisionsvermeidung, der Folgendes aufweist: Mittel zum Erfassen einer aktuellen Fahrzeugbeschleunigung und/oder einer aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit eines Ego-Fahrzeugs; Mittel zum Bestimmen, ob für das Ego-Fahrzeug eine Kreuzungssituation mit einem kreuzenden Objekt vorliegt; Mittel zum Erfassen einer aktuellen Beschleunigung und/oder Geschwindigkeit des kreuzenden Objektes; Mittel zum Bestimmen einer Durchrollstrategie des Ego-Fahrzeugs zur zeitlichen Kollisionsvermeidung mittels: Prädizieren eines Restabstandes zwischen dem Ego-Fahrzeug und dem kreuzenden Objekt basierend auf der erfassten aktuellen Fahrzeugbeschleunigung und/oder Fahrzeuggeschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs und auf der erfassten aktuellen Beschleunigung und/oder Geschwindigkeit des kreuzenden Objektes; und Bestimmen eines Schwellenwertes für einen Eingriff eines automatischen oder halbautomatischen Beschleunigungsassistenten; und Mittel zum Auslösen des automatischen oder halbautomatischen Beschleunigungsassistenten basierend auf der bestimmten Durchrollstrategie zur zeitlichen Kollisionsvermeidung.
Der automatische oder halbautomatische Beschleunigungsassistent zur zeitlichen Kollisionsvermeidung nach Anspruch 14, wobei die Mittel zum Bestimmen der Durchrollstrategie eine Steuerung aufweisen, die eingerichtet ist, den automatischen oder halbautomatischen Beschleunigungsvorgang gekoppelt an ein elektronisches Stabilitätsprogramm auszulösen.
Der automatische oder halbautomatische Beschleunigungsassistent zur zeitlichen Kollisionsvermeidung nach Anspruch 14 oder 15, der weiterhin Folgendes aufweist: Mittel zum Bestimmen, dass für das Ego-Fahrzeug in der bestimmten Kreuzungssituation ein weiteres kreuzendes Objekt vorliegt; Mittel zum Erfassen einer aktuellen Beschleunigung und/oder Geschwindigkeit des weiteren kreuzenden Objektes; Mittel zum Anpassen der Durchrollstrategie des Ego-Fahrzeugs mittels: Prädizieren eines Restabstandes zwischen dem Ego-Fahrzeug und dem weiteren kreuzenden Objekt; und Aktualisieren des Schwellenwertes für einen Eingriff des automatischen oder halbautomatischen Beschleunigungsassistenten basierend auf der erfassten aktuellen Fahrzeugbeschleunigung und/oder Fahrzeuggeschwindigkeit des Ego-Fahrzeugs und auf der erfassten aktuellen Beschleunigung und/oder Geschwindigkeit des weiteren kreuzenden Objektes; und Mittel zum Auslösen des automatischen oder halbautomatischen Beschleunigungsassistenten basierend auf der angepassten Durchrollstrategie, falls die angepasste Durchrollstrategie ergibt, dass eine zeitliche Kollisionsvermeidung möglich ist; oder zum Auslösen des automatischen oder halbautomatischen Beschleunigungsassistenten in einen Stillstand des Ego-Fahrzeuges, falls die angepasste Durchrollstrategie ergibt, dass eine zeitliche Kollisionsvermeidung nicht möglich ist.
Der automatische oder halbautomatische Beschleunigungsassistent zur zeitlichen Kollisionsvermeidung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei die Mittel zum Prädizieren den Restabstandes zwischen dem Ego-Fahrzeug und dem weiteren kreuzenden Objekt unter Verwendung eines Geschwindkeitsabbauverlaufs prädizieren.