DE10220566A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Minimierung von Unfallfolgen bei Kraftfahrzeugen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Minimierung von Unfallfolgen bei Kraftfahrzeugen

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Abstract

Bei einem Verfahren zur automatischen Notbremsung eines mit einem automatischen Notbremssystem ausgerüsteten Fahrzeugs, wobei eine automatische Notbremsung ausgelöst wird, wenn eine Kollision des Fahrzeugs mit einem Hindernis entweder fahrphysikalisch oder seitens des Fahrers unvermeidbar ist, setzt das automatische Notbremssystem bei der Auslösung der Notbremsung oder nach erfolgtem Aufprall einen Notruf über ein Kommunikationssystem ab.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Minimierung von Unfallfolgen bei Kraftfahrzeugen und betrifft insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatischen Notbremsen eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Systeme zur Minimierung von Unfallfolgen bei Unfällen von Kraftfahrzeugen bzw. zur Erhöhung der Sicherheit für Fahrzeug und Lenker im Straßenverkehr sind in vielfältiger Ausführung bekannt. So wird neben dem Einsatz von fahrzeugübergreifenden Verkehrsleitsystemen zunehmend versucht, den Fahrer bei Routinetätigkeiten sowie in außergewöhnlichen Fahrsituationen mit Hilfe von Systemen zu unterstützen, die automatisch in die Steuerung des Fahrzeuges oder einzelner Fahrzeugkomponenten eingreifen.
  • Ein erster Schritt hierzu war der Einsatz von Antiblockiersystemen (ABS) und Antriebsschlupfregelungen (ASR) zur Erhöhung der Stabilität des Fahrzeuges in längsdynamisch kritischen Situationen, d. h. bei Brems- und Beschleunigungsvorgängen.
  • Des weiteren finden sog. Fahrdynamikregelungen (FDR) bzw. Fahrstabilitätsregelungen (FSR) Einsatz zur Erhöhung der Fahrstabilität in querdynamisch kritischen Situationen, also insbesondere in Fahrsituationen, die durch einen Lenkradeinschlag des Fahrers hervorgerufen und beeinflußt werden. FDR werten Sensorinformationen aus, die an einzelnen Komponenten oder dem Gesamtfahrzeug durch geeignete Sensoren abgenommen werden und korrelieren diese anhand spezieller Auswertealgorithmen. Hierdurch wird es möglich, querdynamisch kritische Situationen zu erkennen und durch gezielte Beeinflussung einzelner Parameter der Fahrzeugdynamik, z. B. Lenkradwinkel, Abbremsen einzelner Räder, d. h. Beeinflussung von Geschwindigkeit und Beschleunigung, das Fahrzeug positiv in Bezug auf die querdynamisch kritische Situation zu beeinflussen. Hierbei spielt insbesondere auch die Reibungssituation zwischen Fahrzeugreifen und Fahrbahn eine wichtige Rolle, da hiervon die Kraftübertragung zwischen Fahrzeug und Fahrbahn aufgrund von Regeleingriffen direkt abhängt. FDR arbeiten aber sozusagen blind in Bezug auf die Umgebung des Fahrzeuges, die sich beispielsweise aus der Straßenumgebung und aufgrund anderer in der Nähe befindlicher, sich bewegender Fahrzeuge ergibt. Somit können FDR allein nicht dazu herangezogen werden, fahrphysikalisch sinnvolle Eingriffe in die Fahrzeugbewegung daraufhin zu untersuchen, ob mit den Eingriffen auch sinnvolle Fahrbewegungen in Bezug auf in der Nähe befindliche, sich bewegende Fahrzeuge oder die Fahrbahnumgebung hervorgerufen werden.
  • Es sind andererseits Systeme vorgeschlagen worden, die durch gezieltes Beschleunigen bzw. Verzögern und/ oder durch Ausweichmanöver eine Kollision des Fahrzeuges mit einem Hindernis verhindern sollen. Derartige, als Collision Avoidance Systems (CAS) bezeichnete Systeme sollen das Fahrzeug aus mittels Sensoren erkannten Kollisionssituationen dadurch herausführen, daß durch eine vom Fahrer entkoppelte Lenkung und damit unabhängig vom Fahrer auszuführende Lenkbewegungen sowie ebenfalls fahrerunabhängig gesteuerte Beschleunigungen bzw. Verzögerungen des Fahrzeuges eine Kollision vermieden wird. Hauptproblem dieser vorgeschlagenen Systeme ist die Komplexität von CAS, die nur mittels einer stark ausgebauten Sensorik im Fahrzeug sowie Regelungsstrategien sicher funktionieren können, die z. B. auch das Wissen über freie Fluchtwege in einer vorgegebenen Fahrsituation benötigen. Da zu generierende Ausweich- und Beschleunigungsstrategien nur mit einem Höchstmaß an plausibler Absicherung der Reaktion ohne ein zusätzliches Sicherheitsrisiko für Fahrer und Fahrzeug ausführbar sind, übersteigt die Komplexität von Aufwand und Zuverlässigkeit die Grenzen, die von der Automobiltechnik derzeit geleistet werden können.
  • Aus der gattungsbildenden EP 0 891 903 A2 ist ein Fahrzeug mit einer automatischen Notbremsfunktion bekannt, bei dem ein an dem Fahrzeug vorgesehenes Erfassungssystem laufend in oder nahe der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs befindliche Hindernisse erfaßt und an eine Auswerteeinheit weitermeldet, ferner an dem Fahrzeug oder an einzelnen Baugruppen des Fahrzeugs angeordnete Sensoren charakteristische Meßgrößen des Fahrzeugzustandes laufend an die Auswerteeinheit weitergibt, und die Auswerteeinheit aus den Daten über die Hindernisse und den Daten über den Fahrzeugzustand Sollwerte zur Beeinflussung der Fahrzeugbewegung berechnet, wobei mit dem Erreichen einer durch die Auswerteeinheit festgestellten, fahrphysikalisch durch keine Fahrzeugbeeinflussung mittels Lenken und/oder Bremsen mehr zu umgehende Kollision des Fahrzeugs mit dem Hindernis eine automatische Notbremsung mit maximaler Verzögerung des Fahrzeugs ausgelöst wird. Nachteilig bei dieser Anordnung ist, daß mit der Einleitung der Notbremsung keine weiteren Maßnamen zur Verminderung der Unfallfolgen getroffen werden.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Notbremsung mit der erweitertem und verbessertem Funktionsumfang zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale eines Verfahrens nach Anspruch 1, Anspruch 7, Anspruch 9, Anspruch 10 sowie Anspruch 11 und einer Vorrichtung nach Anspruch 18 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Der Funktionsumfang eines automatischen Notbremssystems, im folgenden auch als ANB- System bezeichnet, wird erfindungsgemäß um die im folgenden aufgelisteten und erläuterten Komponenten erweitert:
    Vorzugsweise sendet das ANB-System über ein im Fahrzeug installiertes Kommunikationssystem, insbesondere ein Telematiksystem, entweder bei Auslösung der Notbremsung oder nach erfolgtem Aufprall automatisch einen Notruf an eine Rettungsleitstelle. Dabei werden Informationen wie beispielsweise die Position des Fahrzeugs, die Anzahl der belegten Sitze, ob ein Kleinkind im Kindersitz darunter ist, die vermutete Unfallschwere, etc. übertragen.
  • Ferner kann dieses Notmeldesystem des ANB-Systems um das automatische Freischalten einer Kommunikationsverbindung zur Rettungsleitstelle erweitert werden. Damit kann ohne Zutun der Fahrzeuginsassen eine Sprachverbindung zu diesen aufgebaut werden. Über diese Verbindung können dann direkt von den Insassen Informationen zur Schwere ihrer Verletzungen, evtl. zum Unfallhergang sowie zu den weiteren Unfallbeteiligten eingeholt werden. Über diese Verbindung kann weiterhin eine psychologische Betreuung zur Schockbehandlung erfolgen.
  • Über eine geeignete Bedieneinheit (z. B. eine Sprachsteuerung) können ferner von den Unfallbeteiligten allgemeine Informationen zum Verhalten an der Unfallstelle, wie beispielsweise Sichern der Unfallstelle, Erste Hilfe für verletzte Unfallbeteiligte, Beschreibung des Unfallhergangs für eine reibungslose Regulierung der entstandenen Schäden durch die Versicherungen sowie zur polizeilichen Klärung, abgefragt werden. Die Ausgabe dieser Informationen erfolgt entweder über Sprache oder über die Anzeigen von Instrumententafel oder Radio.
  • Vorzugsweise umfaßt das Notmeldesystem des ANB-Systems die Weitergabe der Informationen zum Unfallort, d. h. der Position des Unfalls, an eine Verkehrsleitzentrale. Zur Bestimmung der Position ist das ANB-System mit einer Navigationseinheit ausgestattet, wie beispielsweise ein GPS-System.
  • Ferner begrenzt das ANB-System solange mit der maximal möglichen Verzögerung bis die Relativgeschwindigkeit zum relevanten kritischsten Hindernis gleich Null ist.
  • Definitionsgemäß kann es vor dem Erreichen der Relativgeschwindigkeit Null zur Kollision mit diesem Hindernis kommen. Das Abbremsen bis auf Relativgeschwindigkeit Null kann bedeuten, daß sich sowohl das Hostfahrzeug, d. h. das Fahrzeug mit dem ANB-System, als auch das kritischste Hindernisobjekt nach der definitionsgemäßen Abbremsung und der evtl. Kollision weiterhin bewegen. Einerseits darf in einem solchen Fall die automatisch vom System erzeugte Bremskraft nach Erreichen der verschwindenden Relativgeschwindigkeit nicht weiter aufrecht erhalten werden, da sonst die Gefahr von Auffahrunfällen nachfolgender Fahrzeuge auf das Hostfahrzeug besteht. Andererseits muß nach einer erforderlichen ANB-Abbremsung bis zum Stillstand verhindert werden, daß das Hostfahrzeug beispielsweise einen Hang zurückrollt und somit zu einer Gefahr für die Umgebung wird. Es ist also das Fahrzeug durch Betätigung einer Bremseinrichtung solange im Stillstand zu halten, bis ein menschlicher Bediener eindeutig zu Erkennen gibt, daß er das Fahrzeug wieder unter seiner Kontrolle und Verantwortung bewegen möchte. Erst jetzt endet die Verantwortung des ANB-Systems nach einer von ihm ausgelösten Notbremsung. Dabei muß gewährleistet sein, daß der menschliche Fahrer bei dieser Übernahme der Kontrolle über das Fahrzeug nicht unter Schockeinwirkung handelt.
  • Vorzugsweise wird die Auslösung des automatischen Vollbremsvorganges bei Fahrgeschwindigkeiten unterhalb einer geeigneten Grenze unterbunden. Damit wird bei leichten Kollisionen, wie sie beim Parken vorkommen, keine Vollbremsung ausgelöst.
  • Ferner wird vorzugsweise die Auslösung des automatischen Vollbremsvorganges beim Rückwärtsfahren unterbunden. Dabei wird die Rückwärtsfahrt beispielsweise anhand der entsprechend gewählten Getriebestufe erkannt.
  • Zur weiteren Unterstützung der für das ANB-System eingesetzten fahrumgebungserfassenden Sensoren kann vorzugsweise in dem ANB-System eine drahtlose Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikation verwendet werden, um Informationen wie interessierende fahrdynamische Meßgrößen sowie Meßgrößen, die eine Reaktion und/oder Handlungen bzw. Handlungsabsichten des Fahrers aus dem Fahrzeug in der Fahrumgebung des ANB-Hostfahrzeug beinhalten, in das Hostfahrzeug zu übertragen.
  • Vorzugsweise wird das ANB-System dahin erweitert, daß eine automatische Notbremsung dann ausgelöst wird, wenn über eine geeignete Sensorik zur Fahrumgebungserfassung sicher festgestellt werden kann, daß eine Kollision des ANB-Fahrzeugs mit einem in den dreidimensionalen Fahrschlauch hineinragenden Objekt nicht mehr zu vermeiden ist, d. h. es wird zusätzlich eine Höhenkontrolle mit automatischer Notbremsung vorgenommen.
  • Vorzugsweise kann mit der Ausgabe von optischen, akustischen oder haptischen Warnungen an den Fahrer, wie sie bereits in der Erfindungsmeldung "ANB mit erhöhtem Nutzen" angeführt sind, gleichzeitig mit dem Vorspannen des Bremsen auch eine Umschaltung der von einer Unterstützungslenkung bereitzustellenden Lenkmomentenunterstützung bei evtl. Lenkmanövern des Fahrers zur Kollisionsvermeidung im letzten Moment erfolgen.
  • Insbesondere können im Moment der Auslöseentscheidung des ANB-Systems zur Notbremsung oder zu einem geeigneten Zeitpunkt kurz vor der sicheren Kollision, beispielsweise bei der Warnung, bereits reversible Maßnahmen ergriffen werden, beispielsweise eine Straffung der Sicherheitsgurte auf allen belegten Sitzen, um die Wirksamkeit dieses "passiven Systems" zur Minimierung von Unfallfolgen zu erhöhen. Weiterhin können Elemente des Innenraums verändert werden, um die Gefährdung für die Insassen zu minimieren, indem zum Beispiel Tische weggeklappt oder Multimediadisplays weggefahren werden.
  • Vorzugsweise wird zu einem durch die Vorausrechnung der Bewegung des ANB-Fahrzeugs während der automatisch ausgelösten Notbremsung geeignet gewählten Zeitpunkt kurz vor der unvermeidlichen Kollision ein im Sinne des Insassenschutzes günstiger Aufprallwinkel durch einen aktiven Lenkeingriff oder durch Giermomentaufbau über überproportionales Bremsen auf einer Fahrzeugseite realisiert.
  • Vorzugsweise weist das ANB-System eine Videosensorik auf, die zur Dokumentation des Unfalls nach der Kollision die Unfallstelle über eine geeignet lange Zeit aufzeichnet.
  • Ferner kann für eine sichere Untersuchung eventueller für den Fahrer zur Verfügung stehender Flucht- und Ausweichkorridore das ANB-System eine Sensoranordung aufweisen, die es gestattet, den Raum rechts und links neben sowie hinter dem eigenen Fahrzeug zu überwachen.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nach folgend anhand der einzigen Zeichnung erläutert, die schematisch die Kommunikationsverbindungen eines automatischen Notbremssystems eines Fahrzeugs zeigt.
  • Dargestellt ist ein ANB-System 1 eines Fahrzeugs, das über eine bidirektionale Funkverbindung 2 mit einer Rettungsleitstelle 3 kommuniziert. Ferner wird die Position des Fahrzeugs im Kollisionszeitpunkt oder zu einem späteren Zeitpunkt, beispielsweise zum Zeitpunkt des Stillstandes, über eine Funkverbindung 4 an eine Verkehrsleitstelle 5 gegeben, wobei eine unidirektionale Kommunikationsverbindung ausreicht. Zur Positionsbestimmung ist das ANB-System mit einem geeigneten Navigationssystem ausgestattet, beispielsweise mit GPS. Weiterhin steht das ANB-System 1 des nicht dargestellten Fahrzeugs in Funkverbindung 6 mit Fahrzeugen 7 in der Fahrumgebung des mit dem ANB-System 1 ausgestatteten Fahrzeugs, um Informationen zu fahrdynamischen Größen und Fahrerhandlungen austauschen zu können. BEZUGSZEICHENLISTE 1 ANB-System
    2 Kommunikationsverbindung
    3 Rettungsleitstelle
    4 Kommunikationsverbindung
    5 Verkehrsleitzentrale
    6 Kommunikationsverbindung
    7 Fahrzeuge in der Fahrumgebung

Claims (19)

1. Verfahren zur automatischen Notbremsung eines mit einem automatischen Notbremssystem (1) ausgerüsteten Fahrzeugs, wobei eine automatische Notbremsung ausgelöst wird, wenn eine Kollision des Fahrzeugs mit einem Hindernis entweder fahrphysikalisch oder seitens des Fahrers unvermeidbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das automatische Notbremssystem (1) bei der Auslösung der Notbremsung oder nach erfolgtem Aufprall einen Notruf über ein Kommunikationssystem absetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Notruf an eine Rettungsleitstelle (3) abgesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Notruf über ein Telematiksystem abgesetzt wird.
4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Notruf Informationen über die Position des Fahrzeugs, die Anzahl der belegten Plätze und/oder die vermutete Unfallschwere enthält.
5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Informationen über den Unfallort an eine Verkehrsleitzentrale (5) übermittelt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Absetzen des Notrufes eine Kommunikationsverbindung (2) mit der Rettungsleitstelle (3) aufgebaut wird.
7. Verfahren zur automatischen Notbremsung eines mit einem automatischen Notbremssystem ausgerüsteten Fahrzeugs, wobei eine automatische Notbremsung ausgelöst wird, wenn eine Kollision des Fahrzeugs mit einem Hindernis entweder fahrphysikalisch oder seitens des Fahrers unvermeidbar ist, insbesondere nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösung der automatischen Notbremsung unterbunden wird, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs kleiner einem vorgegebenen Wert ist oder wenn das Fahrzeug rückwärts fährt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückwärtsfahrt an der gewählten Getriebestufe erkannt wird.
9. Verfahren zur automatischen Notbremsung eines mit einem automatischen Notbremssystem ausgerüsteten Fahrzeugs, wobei eine automatische Notbremsung ausgelöst wird, wenn eine Kollision des Fahrzeugs mit einem Hindernis entweder fahrphysikalisch oder seitens des Fahrers unvermeidbar ist, insbesondere nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die automatische Notbremsung beendet wird, wenn die Relativgeschwindigkeit zwischen Hindernis und Fahrzeug Null ist und wenn der automatischen Notbremseinrichtung (1) ein Signal zugeführt wird, aus dem hervorgeht, daß das Fahrzeug wieder unter menschlicher Kontrolle steht.
10. Verfahren zur automatischen Notbremsung eines mit einem automatischen Notbremssystem ausgerüsteten Fahrzeugs, wobei eine automatische Notbremsung ausgelöst wird, wenn eine Kollision des Fahrzeugs mit einem Hindernis entweder fahrphysikalisch oder seitens des Fahrers unvermeidbar ist, insbesondere nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fahrzeug- Fahrzeug-Kommunikation (6) zur Übertragung fahrdynamischer Meßgrößen und Meßgrößen, die eine Reaktion und/oder Handlungsabsichten eines Fahrers aus einem Fahrzeug (7) in der Umgebung des mit dem ANB-System ausgestatteten Fahrzeugs ermöglichen, verwendet wird.
11. Verfahren zur automatischen Notbremsung eines mit einem automatischen Notbremssystem ausgerüsteten Fahrzeugs, wobei eine automatische Notbremsung ausgelöst wird, wenn eine Kollision des Fahrzeugs mit einem Hindernis entweder fahrphysikalisch oder seitens des Fahrers unvermeidbar ist, insbesondere nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Beobachtung des dreidimensionalen Fahrschlauchs vorgenommen wird und eine automatische Notbremsung durch ein in den dreidimensionalen Fahrschlauch hineinragendes Hindernis ausgelöst wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Moment der Auslösung der automatischen Notbremsung oder zu einem vorbestimmten Zeitpunkt davor die Bremsen vorgespannt werden.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12 oder, dadurch gekennzeichnet, daß eine Straffung der Sicherheitsgurte erfolgt.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Veränderung des Fahrzeuginnenraums erfolgt, um die Gefährdung der Insassen zu verringern.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß Tische und Multimediadisplays in Positionen verfahren werden, die eine geringere Insassengefährdung bewirken.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zu einem vorbestimmten Zeitraum vor der unvermeidlichen Kollision aufgrund einer Vorausberechnung der Bewegung des Fahrzeugs ein im Sinne des Insassenschutzes günstiger Aufprallwinkel berechnet wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der berechnete günstige Aufprallwinkel durch einen aktiven Lenkeingriff und/oder ein Giermomentaufbau durch überproportionales Bremsen auf einer Fahrzeugseite realisiert wird.
18. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung Sensoren zur Beobachtung der Fahrzeugumgebung, eine Steuereinheit, ein Telematiksystem und eine Kommunikationsvorrichtung aufweist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Sprachsteuerung aufweist.
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