DE19738611A1

DE19738611A1 - Emergency vehicle braking method using obstacle detection system - involves detecting obstacles, and only when collision is unavoidable by steering/braking, established by evaluation unit, is automatic emergency braking applied

Info

Publication number: DE19738611A1
Application number: DE19738611A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Mai; Ralf Dr Rer Nat Bergholz; Ernst Lissel; Franciscus Van Meel
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1997-07-17
Filing date: 1997-09-04
Publication date: 1999-01-21
Also published as: DE59814342D1

Abstract

The emergency braking method involves detecting obstacle located near the movement direction of the vehicle (1) using a detection system (12). The resulting signal is fed to an evaluation unit (20). Sensors (18) measure characteristic values (19) of vehicle condition parameters, and are arranged individually or in assemblies in the vehicle, and led continuously to the evaluation unit. From the further signalled data (17) regarding the obstacles and the measured values of vehicle condition, continuous desired values are determined for influencing the vehicle movement. Only when reaching a potential vehicle collision whereby steering or braking to avert the collision is not possible, as established by evaluation unit, is the emergency braking automatically activated to give a quick vehicle retardation.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung für eine Notbremsfunktion eines Fahrzeuges gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 bzw. 13.The invention relates to a method and a device for an emergency braking function of a vehicle according to the preambles of claims 1 and 13, respectively.

Zur Erhöhung der Sicherheit für Fahrzeug und Lenker im heutigen Straßenverkehr 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.To increase safety for vehicles and drivers in today's road traffic in addition to the use of cross-vehicle traffic management systems, the driver during routine activities and in unusual driving situations with the help of Support systems that automatically control the vehicle or individual Intervene vehicle components.

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.A first step was the use of anti-lock braking systems (ABS) and Traction control system (ASR) to increase the stability of the vehicle in longitudinal dynamically critical situations, d. H. during braking and acceleration.

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, Fahrgeschwindigkeiten und -beschleunigungen, 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.There are also so-called driving dynamics regulations (FDR) and driving stability regulations (FSR) Use to increase driving stability in transverse dynamic critical situations, so especially in driving situations caused by the driver turning the steering wheel are caused and influenced. FDR evaluate sensor information that individual components or the entire vehicle using suitable sensors be removed and correlate them using special evaluation algorithms. This makes it possible to recognize critical situations and through targeted influencing of individual parameters of vehicle dynamics, e.g. B. steering wheel angle, Driving speeds and accelerations, the vehicle positive in terms of to influence the transverse dynamic critical situation. Here, in particular, the Friction situation between vehicle tires and road surface plays an important role because of this the transmission of power between the vehicle and the roadway due to regular interventions depends. FDR work so to speak blind to the surroundings of the vehicle, which are, for example, from the street environment and due to others nearby of moving vehicles. Thus, FDR alone cannot do this interventions in the movement of the vehicle that are sensible in terms of driving physics then to examine whether the interventions also make sensible driving movements in relation to nearby moving vehicles or the road environment are caused.

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. In der EP 0 582 236 wird ein neuronales Netzwerk vorgeschlagen, das mittels Auswertung von laufend per CCD-Kamera aufgenommener Umgebungsbilder die Umgebung auf mögliche Kollisionen auswertet und anhand zusätzlicher Signale des Fahrzustandes des Fahrzeuges eine Beeinflussung von Fahrzeuggeschwindigkeit und Lenkbewegung vornimmt. Eine andere Lösung schlägt die DE 43 02 527 vor, bei der durch Segmentierung des zu überwachenden Straßenbereiches unter Einbeziehung von Zustandsinformationen des Fahrzeuges Regeln abgeleitet werden, wie durch Brems- und Lenkoperationen einem erkannten Hindernis ausgewichen werden kann. 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.On the other hand, systems have been proposed which are based on targeted acceleration or decelerating and / or a collision of the vehicle with one by evasive maneuvers To prevent obstacles. Such as Collision Avoidance Systems (CAS) Systems are intended to get the vehicle out of collision situations detected by sensors lead out that by a decoupled from the driver steering and thus regardless of Steering movements to be carried out by the driver and also controlled independently of the driver Accelerations or decelerations of the vehicle a collision is avoided. In EP 0 582 236 proposes a neural network which is evaluated by evaluating The surroundings are continuously captured by the CCD camera Collisions are evaluated and based on additional signals of the driving state of the vehicle influences the vehicle speed and steering movement. A another solution is proposed by DE 43 02 527, in which by segmenting the surveillance road area including the status information of the Vehicle's rules are derived, such as by braking and steering operations recognized obstacle can be avoided. Main problem of these proposed Systems is the complexity of CAS, which can only be achieved with a highly developed sensor system Vehicle and control strategies can work safely, for. B. also knowledge need via free escape routes in a given driving situation. Because to be generated Evasion and acceleration strategies are only possible with a high degree of plausibility Ensuring the reaction without an additional safety risk for driver and vehicle are executable, the complexity of effort and reliability exceeds the limits, that can currently be achieved by automotive technology.

Aufgrund der Komplexität von CAS und den Schwierigkeiten bei der Realisierung wurde eine Reihe von Einzelsystemen vorgeschlagen, mit denen einzelne Funktionen von CAS realisiert werden können. Aus einer Reihe von Veröffentlichungen (z. B. DE 42 18 484 A1, DE 43 28 304 A1) sind Abstandserfassungssysteme (ADR = Automatische Distanz Regelung) bekannt, mit denen der Abstand eines Fahrzeuges von anderen Fahrzeugen und/oder festen Gegenständen in Fahrtrichtung erfaßt und hinsichtlich eines notwendigen Bremsverhaltens beeinflußt werden kann. Aus der EP 0 545 437 A2 ist ein Verfahren zur Vermeidung von Kollisionen von Kraftfahrzeugen bekannt, mit dem in Fahrtrichtung beabstandete Fahrzeuge erfaßbar sind und mittels Warnmeldungen der Fahrer bei unzulässigen Annäherungen gewarnt wird. Der Fahrer hat dann aufgrund des noch nicht erreichten Abstandsminimums Gelegenheit, selbst entsprechende Bremsvorgänge einzuleiten. Bei Unterschreiten eines minimal zulässigen Abstandes wird dann das Fahrzeug automatisch so abgebremst, daß sich der geforderte Abstand wieder einstellt. In der GB 2 262 829 wird insbesondere das Bewegungsverhalten der beteiligten Fahrzeuge in die Verzögerungsstrategie einbezogen, um nicht unnötige oder sogar gefährliche Abbremsungen herbeizuführen. Nachteilig an derartigen Systemen ist es, daß die Warnung vor einer Kollision bzw. die Korrektur der Bewegung des Fahrzeuges ständig und weitgehend ohne Beeinflussungsmöglichkeit durch den Fahrer erfolgt. Aufgrund der notwendigen Absicherung der Regelalgorithmen erfolgt eine Aktion der Systeme schon sehr frühzeitig, um die Reaktion, z. B. das Abbremsen des Fahrzeuges, nicht zu abrupt ausführen zu müssen. Hierdurch spricht das System auch schon in Situationen an, die von einem mehr oder minder geübten Fahrer ohne Probleme noch selbst gemeistert worden wären. Der Fahrer empfindet die ständigen und aus seiner Sicht nur in einer geringen Anzahl von Fällen tatsächlich notwendigen Eingriffe als Bevormundung, wodurch die Akzeptanz derartiger Systeme nur gering sein kann.Due to the complexity of CAS and the difficulties with the implementation, a A number of individual systems are proposed with which individual functions of CAS are implemented can be. From a number of publications (e.g. DE 42 18 484 A1, DE 43 28 304 A1) are distance detection systems (ADR = automatic distance Regulation) known with which the distance of a vehicle from other vehicles and / or solid objects detected in the direction of travel and with regard to a necessary Braking behavior can be influenced. EP 0 545 437 A2 describes a method for Avoiding collisions of motor vehicles with known in the direction of travel spaced vehicles can be detected and by means of warning messages from the driver improper approaches are warned. The driver then has not yet reached minimum distance opportunity, even appropriate braking initiate. If the distance falls below a minimum permissible distance, the vehicle is turned on automatically braked so that the required distance is restored. In the GB 2 262 829 in particular the movement behavior of the vehicles involved in the Delay strategy included to avoid unnecessary or even dangerous Bring about decelerations. A disadvantage of such systems is that the warning before a collision or the correction of the movement of the vehicle constantly and largely without the driver being able to influence it. Due to the The necessary protection of the control algorithms is already done by the systems early to the reaction, e.g. B. braking the vehicle, do not perform too abruptly to have to. As a result, the system also responds in situations that require one more or less experienced drivers would have been mastered without any problems. The driver feels the constant and from his point of view only a small number of Cases actually require intervention as patronizing, which increases acceptance such systems can only be small.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art so weiterzubilden, die dem Fahrer ein Höchstmaß an Entscheidungssouveränität beim Ausweichen gegenüber Hindernissen ermöglichen, ohne im Falle einer tatsächlichen Kollisionssituation auf die Vorteile eines den Fahrer unterstützenden Systems zur Kollisionsbegrenzung zu verzichten.The object of the present invention is therefore to provide a method and an apparatus for Generic kind so that the driver to a maximum Enable decision sovereignty when avoiding obstacles without In the event of an actual collision situation, the benefits of the driver supportive collision limitation system.

Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe ergibt sich in Zusammenwirken mit den Merkmalen des Oberbegriffes aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 bzw. 13. Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung. The object of the invention is achieved in cooperation with the Features of the preamble from the characterizing features of claim 1 or 13. The subclaims describe preferred developments of the invention Method and the device according to the invention.

Es hat sich bei der Auswertung von Unfallstatistiken gezeigt, daß ein großer Teil aller Unfälle mit Kollisionen zwischen Fahrzeugen und/oder der Straßenumgebung durch menschliches Versagen, aufgrund sog. Fahraufgabenfehler und durch den physiologischen Fahrerzustand bedingt wird. In diesen Fällen ist der Fahrer nur begrenzt in der Lage, durch gezielte Aktionen die Kollision zu verhindern. Darüber hinaus ist festzustellen, daß bei einer ebenfalls sehr hohen Prozentzahl von Kollisionsunfällen nur leicht oder sogar gar nicht gebremst wurde. Gleichzeitig ist bei einer ähnlich hohen Anzahl von Kollisionsunfällen festzustellen, daß die Unfallfolgen durch Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit im Zeitpunkt des Aufpralls signifikant zu verringern wäre.It has been shown in the evaluation of accident statistics that a large part of all accidents with collisions between vehicles and / or the road environment by human Failure due to so-called driving task errors and the physiological driver's condition is conditioned. In these cases, the driver is only able to a limited extent through targeted Actions to prevent the collision. In addition, it should be noted that also at one very high percentage of collision accidents slowed only slightly or not at all has been. At the same time, in the case of a similarly high number of collision accidents, that the consequences of the accident by reducing the vehicle speed at the time of Impact would be significantly reduced.

Das erfindungsgemäße Verfahren geht daher von dem Grundgedanken aus, daß aufgrund der Komplexität möglicher Kollisionssituationen der Fahrer des Fahrzeuges so lange wie möglich die Gelegenheit haben soll, durch von ihm selbst vorzunehmende Handlungen wie Brems- und/oder Lenkoperationen die Kollision zu vermeiden. Erst wenn sich aufgrund der fahrphysikalischen Gegebenheiten, die sich aus dem Fahrzustand des Fahrzeuges sowie der Kollisionskonstellation ergibt, eine Kollision eindeutig nicht mehr zu vermeiden ist, wird durch eine automatisch ausgelöste und vorzugsweise möglichst starke Verzögerung des Fahrzeuges dieses vor der Kollision so abgebremst, daß die Unfallfolgen für Fahrer und Fahrzeug dadurch minimiert werden.The method according to the invention is therefore based on the basic idea that the complexity of possible collision situations for as long as the driver of the vehicle possible to have the opportunity to perform actions such as Braking and / or steering operations to avoid the collision. Only when due to the physical driving conditions resulting from the driving condition of the vehicle as well the collision constellation shows that a collision is clearly unavoidable by an automatically triggered and preferably strong delay of the The vehicle braked before the collision so that the consequences of the accident for the driver and This minimizes the vehicle.

Hierzu erfaßt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein an dem Fahrzeug vorgesehenes Erfassungssystem laufend in oder nahe der Bewegungsrichtung des Fahrzeuges befindliche Hindernisse und meldet diese an eine Auswerteeinheit weiter. Darüber hinaus sind an dem Fahrzeug oder einzelnen seiner Baugruppen Sensoren für charakteristische Meßgrößen des Fahrzeugzustandes bzw. des Bewegungsverhaltens des Fahrzeuges angeordnet, die ebenfalls laufend diese Meßgrößen an die Auswerteeinheit weitermelden. Die Auswerteeinheit ermittelt aus den weitergemeldeten Daten über die Hindernisse und den Meßgrößen des Fahrzeugzustandes laufend Sollwerte zur Beeinflussung der Fahrzeugbewegung. Diese Sollwerte werden jedoch nicht einfach wieder direkt für die Fahrzeugbeeinflussung benutzt, sondern daraufhin untersucht, ob auch ohne diese Sollwerte eine denkbare Kollision mit dem oder den Hindernissen noch verhindert werden kann. Ist dies der Fall, so bleiben diese Sollwerte für die Fahrzeugbeeinflussung unberücksichtigt und es bleibt dem Fahrer des Fahrzeuges die volle Entscheidungsfreiheit, wie er selbst dem Hindernis ausweichen will. Erst bei Erreichen einer durch die Auswerteeinheit festgestellten, fahrphysikalisch durch keine denkbare und sinnvolle Fahrzeugbeeinflussung mittels Lenken und/oder Bremsen mehr zu um gehenden Kollision des Fahrzeuges mit einem Hindernis wird eine automatische Notbremsung durch schnelle Verzögerung des Fahrzeuges ausgelöst. Hierdurch wird erst in Kollisionssituationen, in denen auch ein noch so geübter Fahrer durch selbstbestimmte Fahraktionen der Kollision nicht mehr ausweichen kann, dafür gesorgt, daß die Unfallfolgen durch die damit erreichbare geringere Geschwindigkeit im Kollisionszeitpunkt automatisch und ohne eventuell kontraproduktive Aktionen des Fahrers verringert werden.For this purpose, in the method according to the invention, one provided on the vehicle is detected Detection system continuously in or near the direction of movement of the vehicle Obstacles and reports them to an evaluation unit. In addition, the Vehicle or individual of its modules sensors for characteristic parameters of the Vehicle state or the movement behavior of the vehicle arranged, the also continuously report these measured variables to the evaluation unit. The Evaluation unit determines from the reported data about the obstacles and the Measured variables of the vehicle condition continuously setpoints for influencing the Vehicle movement. However, these setpoints are not simply used directly for the Vehicle control used, but then examined whether or not without it Target values a conceivable collision with the obstacle (s) can still be prevented can. If this is the case, then these setpoints remain for influencing the vehicle disregarded and the driver of the vehicle has full freedom of choice, how he wants to avoid the obstacle himself. Only when one is reached by the Evaluation unit determined, physically by no conceivable and sensible Vehicle control by means of steering and / or braking more to avoid a collision of the vehicle with an obstacle is an automatic emergency braking by fast Deceleration of the vehicle triggered. As a result, only in collision situations, in to which even the most experienced driver can drive the collision through self-determined driving actions can no longer avoid, ensured that the consequences of the accident by the achievable lower speed at the time of the collision automatically and without any counterproductive actions by the driver can be reduced.

In einer Weiterbildung der Erfindung wird die fahrphysikalische Grenze für ein mögliches Ausweichen vor dem Hindernis und damit die Auslösung der Notbremsfunktion für vom Fahrer vornehmbare separate Brems- oder Lenkbewegungen sowie Kombinationen hiervon bestimmt. Der Fahrer kann unterschiedlich auf eine sich abzeichnende Kollisionssituation dadurch reagieren, daß er entweder nur bremst oder nur lenkt, um dem Hindernis auszuweichen. Darüber hinaus kann er, wie dies auch in Sicherheitstrainings unterrichtet wird, durch verschiedene sinnvolle Kombinationen von Lenk- und Bremsaktionen dem Hindernis ausweichen, die zu ganz unterschiedlichem Fahrzeugverhalten und damit Fahrresultaten beim Ausweichen führen können. Vorteilhafterweise wird der Auslösezeitpunkt für die erfindungsgemäße automatische Notbremsfunktion durch Auswertung von einigen oder allen derartigen Ausweichstrategien bestimmt, um eine Notbremsung erst dann hervorzurufen, wenn keine der denkbaren Ausweichstrategien mehr zum Erfolg führen kann.In a further development of the invention, the driving physical limit for a possible Dodge the obstacle and thus trigger the emergency brake function for from Driver can perform separate braking or steering movements and combinations thereof certainly. The driver can respond differently to an emerging collision situation react by either braking or steering to avoid the obstacle to dodge. In addition, he can, as is also taught in safety training through various sensible combinations of steering and braking actions Dodge obstacles that lead to very different vehicle behavior and therefore Can lead driving results when evading. Advantageously, the Trigger time for the automatic emergency braking function according to the invention Evaluation of some or all of such avoidance strategies determined to a Only bring about emergency braking if none of the conceivable avoidance strategies are available can lead to success.

In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zur Vermeidung einer Kollision mit dem Hindernis allein durch Bremsen der Auslösezeitpunkt für die Notbremsung, ab dem fahrphysikalisch eine Kollision nicht mehr zu umgehen ist, dadurch bestimmt, daß im Auslösezeitpunkt der notwendige Anhalteweg gerade größer ist als der Abstand mischen Hindernis und Fahrzeug im wesentlichen in Bewegungsrichtung. Dieser Zeitpunkt läßt sich anhand von dem Fachmann vertrauten physikalen Größen zur Bestimmung des Anhalteweges berechnen und muß hier nicht weiter erläutert werden. Dieser Anhalteweg muß dann allein mit der von der Erfassungseinrichtung festgestellten Entfernung zum Hindernis vergleichen werden. In a further development of the method according to the invention, a Collision with the obstacle solely by braking the trigger point for emergency braking, from the physical point of view a collision can no longer be avoided, determined by the fact that in The required stopping distance is greater than the distance to mix Obstacle and vehicle essentially in the direction of movement. This time can be based on physical quantities familiar to the person skilled in the art for determining the Calculate the stopping distance and need not be explained further here. This stopping route must then only with the distance determined by the detection device to Be compared to obstacle.

In einer anderen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem Umgehen des Hindernisses allein durch Lenkbewegungen bestimmt sich der Zeitpunkt, ab dem fahrphysikalisch eine Kollision nicht mehr zu umgehen ist, dadurch, daß bei dem durch die am Fahrzeug angeordneten Sensoren gemessenen Bewegungszustand des Fahrzeuges der erforderliche Ausweichradius zum Umgehen des Hindernisses kleiner als ein sich aus dem Bewegungszustand der Fahrzeuges errechnender Ausweichradius ist. Hierbei wird vorteilhafterweise die Berechnung des Ausweichradius' in jeder Fahrsituation anhand des Kamm'schen Kreises vorgenommen, einer dem Fachmann vertrauten und daher hier nicht weiter erläuterten Berechnungsmethode.In another development of the method according to the invention, bypassing the Obstacle solely through steering movements determines the time from which In terms of driving physics, a collision can no longer be avoided, because in the case of the sensors arranged on the vehicle measured state of motion of the vehicle required avoidance radius to avoid the obstacle smaller than one from the Movement state of the vehicle calculating avoidance radius is. Here will advantageously the calculation of the avoidance radius in each driving situation using the Kamm circle, one familiar to the expert and therefore not here further explained calculation method.

Besonders vorteilhaft ist es, in die Berechnung des Fahrzeugzustandes aufgrund der am Fahrzeug angeordneten Sensoren und der von ihnen ermittelten Werte auch den laufend ermittelten Kraftbeiwert bzgl. der Kraftübertragung zwischen Reifen des Fahrzeuges und der Fahrbahn einzubeziehen, wodurch auch eine Änderung der Reibungsverhältnisse während der Bewegung des Fahrzeuges berücksichtigt wird und zur Verbesserung des Notbremsverhaltens bzw. des Auslösezeitpunktes beitragen kann. Auch kann hierdurch durch gezielte Beeinflussung der Verzögerungswerte eine maximal mögliche Geschwindigkeitsreduzierung in Abhängigkeit vom Straßenzustand erfolgen.It is particularly advantageous to calculate the vehicle state on the basis of the Sensors arranged in the vehicle and the values determined by them also continuously determined power coefficient with respect to the power transmission between the tires of the vehicle and the Include road surface, which also causes a change in friction conditions during the movement of the vehicle is taken into account and to improve the Emergency braking behavior or the triggering time can contribute. This can also be done a maximum possible by influencing the deceleration values Speed reduction depending on the state of the road.

Zur Erzielung einer besonders großen Geschwindigkeitsreduzierung aufgrund der Notfallsituation sollte die automatische Bremsung mit maximalem Bremsdruck erfolgen, da die verbleibende Restgeschwindigkeit im Aufprallzeitpunkt direkt ein Maß für die Aufprallenergie und damit für die Belastung der Insassen darstellt. In einer Weiterbildung erfolgt die Verzögerung bis zum Stillstand des Fahrzeuges.To achieve a particularly large speed reduction due to the In the event of an emergency, automatic braking should be carried out at maximum brake pressure, because the remaining speed at the time of impact directly measures the Impact energy and thus represents the burden on the occupants. In a training course there is a delay until the vehicle comes to a standstill.

Es ist von besonderem Vorteil, wenn die Verzögerung nach dem Ansprechen der Notbremsfunktion unabhängig von Handlungen des Fahrers durch Lenkbewegungen und/oder Bremsen erfolgt, da eine Kollision aufgrund der strengen Ansprechbedingungen der automatischen Notbremsung sowieso nicht mehr zu vermeiden ist und eventuelle Aktionen des Fahrers einen Teil der Wirkung der Notbremse wieder zunichte machen könnten. Eine Vollbremsung mit maximaler Bremsverzögerung, ggf. unter Einschaltung von Funktionen eines Antiblockiersystems und/oder einer Fahrdynamikregelung, wird im Normalfall die deutlichste Verringerung der Unfallfolgen bewirken. It is particularly advantageous if the delay after the response of the Emergency braking function independent of driver actions through steering movements and / or braking occurs because of a collision due to the severe response conditions the automatic emergency braking can no longer be avoided anyway and possible Actions by the driver nullify part of the effect of the emergency brake could. Full braking with maximum braking deceleration, possibly with the help of Functions of an anti-lock braking system and / or a vehicle dynamics control, is in the Normally cause the most significant reduction in the consequences of accidents.

In einer Weiterbildung wird nach Erkennen eines kritischen Hindernisses und vor Auslösen der Notbremsfunktion das Erfassungssystem im wesentlichen das erkannte Kollisionshindernis erfassen, um auch schon geringere Änderungen der Kollisionssituation sicher und möglichst zeitnah zu erkennen und in die Entscheidung zum Auslösen der Notfallbremse einzubeziehen. Darüber hinaus können die hinsichtlich ihrer Kollisionswahrscheinlichkeit nicht so kritischen eventuellen weiteren Hindernisse dann bezüglich der Auslösung der Notbremsfunktion vernachlässigt werden, wenn eine Kollision mit dem kritischsten Hindernis schon fast nicht mehr umgangen werden kann. Die weitere Beobachtung der anderen möglichen Hindernisse benötigt hierbei nur unnötig Kapazität der Erfassungseinrichtung und der Auswerteeinrichtung.In a further training, after recognizing a critical obstacle and before triggering the detection system essentially recognized the emergency braking function Detect obstacle to collisions in order to make even minor changes to the collision situation recognizable safely and as soon as possible and in the decision to trigger the Include emergency brake. In addition, regarding their Collision probability then not so critical any further obstacles then neglecting to trigger the emergency braking function when a collision with the most critical obstacle can hardly be avoided. The further one Observing the other possible obstacles only unnecessarily requires the capacity of the Detection device and the evaluation device.

Das Verfahren zur Notbremsung wird besonders vorteilhaft bei niedrigen bis mittleren Geschwindigkeiten des Fahrzeuges, vorzugsweise bei Geschwindigkeiten unterhalb von 120 km/h, eingesetzt, da anhand von Auswertungen von Unfalldaten bekannt ist, daß oberhalb von ca. 100-120 km/h nur noch wenige Kollisionsunfälle passieren und dabei die Unfallfolgen so schwer sind, daß ein optimales Bremsen keine wesentliche Minderung der Folgen bewirken würde.The emergency braking method is particularly advantageous at low to medium Vehicle speeds, preferably at speeds below 120 km / h, used because it is known from the evaluation of accident data that above From approx. 100-120 km / h only a few collision accidents happen and the consequences of the accident are so heavy that optimal braking does not significantly reduce the consequences would cause.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur automatischen Notbremsung weist als Voraussetzung ein unabhängig von der Bedienung durch den Fahrer frei ansteuerbares Bremssystem auf. Dieses Bremssystem wird nach Auslösen der Notbremsung von den Aktionen des Fahrers völlig abgekoppelt, um den höchstmöglichen Geschwindigkeitsabbau automatisch erzielen zu können. Hierzu weist das Bremssystem neben hohen erzielbaren Bremswirkungen eine geringe Ansprechverzögerung auf, so daß eine Betätigung der Bremse unmittelbar eine Verzögerung bewirkt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Vorrichtung mit einem Antiblockiersystem und/oder einer elektronischen Blockierverhinderung und/oder einer Fahrdynamikregelung kombiniert ist, da dann der Fahrzeugzustand auch während der Bremsung und bei kritischen Straßenverhältnissen besser kontrollierbar bleibt. Da derartige Systeme mittlerweile in viele Fahrzeugen serienmäßig eingebaut sind, kann die Vorrichtung zur automatischen Notfallbremsung vorteilhafterweise auch mit den bekannten Systemen verbunden oder in diese integriert werden. The inventive device for performing the method for automatic Emergency braking is a prerequisite regardless of the operation by the driver freely controllable braking system. This brake system is triggered after the Emergency braking completely decoupled from the actions of the driver to the highest possible To be able to achieve speed reduction automatically. For this purpose, the braking system in addition to high achievable braking effects, a low response delay, so that actuation of the brake immediately causes a delay. It is particularly advantageous it if the device with an anti-lock braking system and / or an electronic Blockage prevention and / or driving dynamics control is combined, since then the Vehicle condition even during braking and in critical road conditions remains more controllable. Because such systems are now in many vehicles are installed as standard, the device for automatic emergency braking advantageously also connected to the known systems or integrated into them become.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung für die Erfassung des Bewegungszustandes des Fahrzeuges weist zumindest Sensoren für die Erfassung von Lenkwinkel, Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder Fahrzeuggierwinkel auf, um die aktuelle Fahrzeugsituation und deren Veränderungen erfassen zu können. Ggf. können auch die in Antiblockiersystemen oder Fahrdynamikregelungen enthaltenen Sensoren gleichzeitig hierzu genutzt werden.The inventive device for detecting the state of motion of the Vehicle has at least sensors for detecting steering angle, Vehicle speed and / or vehicle yaw rate to the current To be able to record the vehicle situation and its changes. Possibly. can also in Anti-lock braking systems or vehicle dynamics controls contain sensors simultaneously with this be used.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Vorrichtung Sensoren und Auswerteeinrichtungen zur Bestimmung des Kraftbeiwertes µ zwischen Straße und Reifen des Fahrzeuges aufweist, mit denen der jeweilige Straßenzustand erfaßt werden kann. Hieraus können dann Werte für die maximal mögliche Verzögerung gewonnen werden, die beispielsweise bei nasser oder glatter Straße auch während des Bremsvorganges ständigen Veränderungen unterliegen können.It is particularly advantageous if the device has sensors and evaluation devices to determine the coefficient of force µ between the road and the tires of the vehicle has, with which the respective road condition can be detected. From this you can then Values for the maximum possible delay are obtained, for example at wet or slippery road, constant changes even during braking may be subject to.

Als Sensoren zur Erfassung der Umgebung werden vorzugsweise Radar- oder Lasersensoren eingesetzt, die dem Fachmann in ihrer Anwendung vertraut sind. Es sind aber auch alle anderen Arten von Sensoren denkbar, die eine ausreichende Vorausschau über den Bewegungsbereich des Fahrzeuges erlauben und für den Einsatz unter rauhen Fahrzeugbedingungen geeignet sind.Radar sensors are preferably used as sensors for detecting the surroundings Laser sensors are used that are familiar to the expert in their application. There are but also all other types of sensors conceivable that have a sufficient foresight Allow over the range of movement of the vehicle and for use under rough Vehicle conditions are suitable.

Eine besonders vorteilhafte Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur automatischen Notbremsung zeigt die Zeichnung.A particularly advantageous embodiment of the method and the The device for automatic emergency braking shows the drawing.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine potentielle Unfallsituation an einer Kreuzung mit einem stehenden und einem kreuzenden Fahrzeug; Fig. 1 is a potential accident situation at an intersection with a stationary and a crossing vehicle;

Fig. 2 eine Auffahrsituation auf einem geraden Straßenabschnitt; Figure 2 is a rear-end collision on a straight road section.

Fig. 3 Struktur einer Signalverarbeitung der automatischen Notbremse. Fig. 3 structure of a signal processing of the automatic emergency brake.

In der Fig. 1 ist eine typische potentielle Unfallsituation in einem Kreuzungsbereich dargestellt, bei der ein fahrendes Fahrzeug 1 in die Gefahr einer Kollision mit einem jenseits der Kreuzung 7 stehenden Fahrzeug 2 und einem kreuzenden Fahrzeug 3 kommt. Dem stehenden Fahrzeug 2 kann der Fahrer des Fahrzeuges 1 aufgrund des großen Abstandes noch durch Lenkbewegungen entlang der Ausweichbahn 5 noch ausweichen, ohne daß es zu einer Kollision kommt. Hierzu ist zwischen dem stehenden Fahrzeug 2 und dem Fahrbahnrand 9 noch ausreichend Platz.In FIG. 1, a typical potential accident situation is shown in a crossing region, in which a traveling vehicle 1 is in danger of a collision with a stationary side of the vehicle 2 and 7 crossing an intersecting vehicle 3. Due to the large distance, the driver of the vehicle 1 can still avoid the stationary vehicle 2 by steering movements along the avoidance track 5 without a collision occurring. For this purpose, there is still sufficient space between the stationary vehicle 2 and the road edge 9 .

Bezüglich des kreuzenden Fahrzeuges 3 kann der Fahrer des Fahrzeuges 1 aber nicht ausweichen, wobei es egal ist, ob er entlang seiner ursprünglichen Fahrtrichtung 4 weiterfährt oder entlang der Ausweichbahn 5 ausweicht. Je nach dem Verhältnis der Geschwindigkeiten von Fahrzeug 1 und Fahrzeug 3 kommt es im Bereich des Kollisionspunktes 8 als ungefährer Schnittpunkt der Bewegungsrichtung 4 des Fahrzeuges 1 bzw. der Bewegungsrichtung 6 des Fahrzeuges 3 im Bereich des Kollisionspunktes 8 zu einer Kollision. In dieser Ausgangssituation ist die automatische Notbremsfunktion von großer Bedeutung, da durch sie der Schaden an den Fahrzeugen und Fahrern minimiert werden kann, wenn z. B. Fahrzeug 1 mit einer derartigen Funktion ausgestattet ist und mit größtmöglicher Verzögerung automatisch abgebremst wird.With regard to the crossing vehicle 3 , the driver of the vehicle 1 cannot avoid it, it doesn't matter whether he continues along his original direction of travel 4 or dodges along the avoiding path 5 . Depending on the ratio of the speeds of vehicle 1 and vehicle 3 , a collision occurs in the area of the collision point 8 as an approximate intersection of the direction of movement 4 of the vehicle 1 or the direction of motion 6 of the vehicle 3 in the area of the collision point 8 . In this initial situation, the automatic emergency braking function is of great importance, since it can minimize damage to the vehicles and drivers if e.g. B. Vehicle 1 is equipped with such a function and is automatically braked with the greatest possible deceleration.

In der Fig. 2 ist eine typische Auffahrsituation auf einer geraden Fahrbahn 10 dargestellt, bei der sich ein mit einer Anfangsgeschwindigkeit in Richtung des Pfeiles 16 bewegendes Fahrzeug 1 von hinten einem stehenden Fahrzeug 2 nähert. Im vorderen Bereich des Fahrzeuges 1 ist eine nur schematisch angedeutete Erfassungseinrichtung 12 angeordnet, die in einem durch seine Grenzen angedeuteten Erfassungsbereich 13 die Fahrbahn 10 auf Hindernisse absucht. Das stehende Fahrzeug 2 befindet sich innerhalb des Erfassungsbereiches 13, wobei in der dargestellten Situation das fahrende Fahrzeug 1 sich in einem Abstand 15 hinter dem stehenden Fahrzeug 2 befindet.In FIG. 2, a typical rear-end collision is shown on a straight road 10, in which a moving with an initial speed in the direction of arrow 16 vehicle 1 approaches from behind a stationary vehicle 2. Arranged in the front area of the vehicle 1 is a detection device 12 which is only indicated schematically and which searches the roadway 10 for obstacles in a detection area 13 indicated by its limits. The stationary vehicle 2 is located within the detection range 13 , the moving vehicle 1 being at a distance 15 behind the stationary vehicle 2 in the situation shown.

Erkennt nun der Fahrer des Fahrzeuges 1 rechtzeitig das Hindernis, so kann er durch Bremsen und/oder Lenken dafür sorgen, daß er sein Fahrzeug 1 entweder hinter dem Fahrzeug 2 zum Stehen bekommt oder entlang einer angedeuteten Ausweichbahn 14 ausweicht. Die in der Fig. 2 dargestellte Ausweichbahn 14 soll gerade den Grenzfall einer Ausweichbewegung darstellen, bei der das Fahrzeug 1 gerade noch dem Fahrzeug 2 ausweichen kann. Abhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeuges 1 in Richtung des Pfeiles 16 sowie dem Fahrbahnzustand und weiteren Einflußgrößen betreffend das Fahrzeug 1 wird nun abhängig auch vom Abstand 15 das Fahrzeug 1 noch rechtzeitig bremsen, ausreichend um das Fahrzeug 2 herumgelenkt werden können oder einer Kollision auch mit allen denkbaren Lenk- und Bremsbewegungen nicht mehr ausweichen können. Liegt der letzte Fall vor, so wird es aufgrund der Auswertung der Daten des Erfassungssystems 12 und der nicht weiter angegebenen Sensoren an dem Fahrzeug 1 von der Auswerteeinrichtung 12 erkannt und die automatische Notbremsung eingeleitet.If the driver of vehicle 1 now recognizes the obstacle in good time, he can brake and / or steer to ensure that he either gets his vehicle 1 to stand behind vehicle 2 or dodge along an indicated evasive path 14 . The evasive path 14 shown in FIG. 2 is intended to represent the limit of an evasive movement in which the vehicle 1 can just avoid the vehicle 2 . Depending on the speed of the vehicle 1 in the direction of arrow 16 as well as the road conditions and other influencing variables concerning the vehicle 1 is now also dependent on the distance 15 the vehicle 1 is slow in time, can be sufficiently deflected around the vehicle 2 or collision with all conceivable steering and braking movements can no longer avoid. If the latter is the case, it is recognized by the evaluation device 12 on the basis of the evaluation of the data from the detection system 12 and the sensors on the vehicle 1 , and the automatic emergency braking is initiated.

In der Fig. 3 ist in einer sehr schematisierten Darstellung der Ablauf der Entscheidung über die Auslösung der automatischen Notbremsfunktion dargestellt, wie sie in einer denkbaren Ausführungsform der Erfindung ablaufen kann. Hierzu werden die von der Erfassungseinrichtung 12 bereitgestellten Umgebungsdaten 17 sowie die Sensorsignale 19 der verschiedenen innerhalb des Fahrzeuges angeordneten Sensoren 18 in der Auswerteeinrichtung 20 zusammengeführt. Diese Daten werden im einfachsten Fall auf die Einhaltung eines ausreichenden Anhalteweges a < a_min untersucht, in weiteren, auch alternativen Auswertungsschritten kann beispielsweise der Ausweichradius R überprüft werden. Sind beide Kriterien unterschritten, wird ein Auslösesignal 22 an die Verzögerungseinrichtung 21 abgegeben, das einerseits die von dem Bremspedal 23 des Fahrers kommenden Steuersignal übersteuert und zum anderen die höchste Verzögerung durch maximale Betätigung der Bremse hervorruft. Dieser Zustand bleibt bis zum Stillstand des Fahrzeuges 1 erhalten. Liegt hingegen keine Unterschreitung eines oder mehrerer Grenzwerte vor, so wird kein Auslösesignal 22 abgegeben und der Fahrer kann allein mit von seiner Bremse 23 abgegebenen Steuersignalen 24 und/oder nicht dargestellten Lenkbewegungen dem Hindernis ausweichen und wird dabei in keiner Weise beeinflußt oder gestört. In the Fig. 3 in a very schematic representation of the flow of the decision is displayed on the triggering of the automatic emergency braking function, as may occur in a conceivable embodiment of the invention. For this purpose, the environmental data 17 provided by the detection device 12 and the sensor signals 19 of the various sensors 18 arranged within the vehicle are combined in the evaluation device 20 . In the simplest case, these data are examined for compliance with a sufficient stopping distance a <a _min . In further, also alternative evaluation steps, the avoidance radius R can be checked, for example. If both criteria are undershot, a trigger signal 22 is emitted to the delay device 21 , which on the one hand overrides the control signal coming from the brake pedal 23 of the driver and on the other hand causes the greatest deceleration by maximum actuation of the brake. This state remains until the vehicle 1 comes to a standstill. If, on the other hand, there is no shortfall of one or more limit values, no trigger signal 22 is emitted and the driver can avoid the obstacle solely with control signals 24 emitted by his brake 23 and / or steering movements (not shown) and is in no way influenced or disturbed.

Reference list

11

sich bewegendes Fahrzeug
moving vehicle

22nd

stehendes Fahrzeug
stationary vehicle

33rd

kreuzendes Fahrzeug
crossing vehicle

44th

Bewegungsrichtung des sich bewegenden Fahrzeug
Direction of movement of the moving vehicle

55

Ausweichbahn
Dodge lane

66

Bewegungsrichtung des kreuzenden Fahrzeuges
Direction of movement of the crossing vehicle

77

Kreuzungsbereich
Crossing area

88th

Kollisionspunkt
Collision point

99

Fahrbahnrand
Roadside

1010th

Fahrbahn
roadway

1111

Mittelstreifen
Median

1212th

Erfassungseinrichtung
Detection device

1313

Erfassungsbereich
Detection area

1414

Ausweichradius
Evasion radius

1515

Anhalteweg/Fahrzeugabstand
Stopping distance / vehicle distance

1616

Bewegungsrichtung
Direction of movement

1717th

Daten Erfassungseinrichtung
Data acquisition device

1818th

Sensoren
Sensors

1919th

Daten Sensoren
Data sensors

2020th

Auswerteeinrichtung
Evaluation device

2121

Verzögerungseinrichtung
Delay device

2222

Auslöseimpuls Notbremsung
Triggering emergency braking

2323

Bremse Fahrer
Brake driver

2424th

Steuersignal Bremspedal Fahrer
Driver brake pedal control signal

Claims

1. A method for emergency braking of a vehicle, in which a detection system ( 12 ) provided on the vehicle continuously detects obstacles ( 2 , 3 ) located in or near the direction of movement ( 16 ) of the vehicle ( 1 ) and forwards them to an evaluation unit ( 20 ),
sensors ( 18 ) on the vehicle ( 1 ) or individual of its assemblies continuously report characteristic measurement variables ( 19 ) of the vehicle state to the evaluation unit ( 20 ),
the evaluation unit ( 20 ) continuously determines target values for influencing the vehicle movement from the reported data ( 17 ) about the obstacles ( 2 , 3 ) and the measured variables ( 19 ) of the vehicle state,
characterized in that
Only when a collision of the vehicle ( 1 ) with an obstacle ( 2 , 3 ) ascertained by the evaluation unit ( 29 ) and physically no longer influencing the vehicle by steering and / or braking, automatic emergency braking by rapid deceleration of the vehicle ( 1 ) is triggered.

2. The method according to claim 1, characterized in that the driving physical limit for a possible evasion in front of the obstacle ( 2 , 3 ) and thus the triggering of the emergency braking function for braking and / or steering movements that can be undertaken by the driver is determined.

3. The method according to claim 2, characterized in that to avoid a collision with the obstacle ( 2 , 3 ) by braking, the time from which a physical collision can no longer be avoided, is when the necessary stopping distance ( 15 ) is greater is the distance of the vehicle ( 1 ) essentially in the direction of movement ( 16 ) from the obstacle ( 2 , 3 ).

4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that when bypassing the obstacle ( 2 , 3 ) by steering movements, the time from which a physical collision can no longer be avoided, is then when the measured state of motion of the vehicle ( 1 ) the required avoidance radius ( 14 ) to avoid the obstacle ( 2 , 3 ) is smaller than an avoidance radius calculated from the state of motion of the vehicle ( 1 ).

5. The method according to claim 4, characterized in that the calculation of the avoidance radius' ( 14 ) is carried out in every driving situation using the Kamm circle.

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that in the calculation of the vehicle state based on the measured variables ( 19 ) of the sensors arranged on the vehicle ( 18 ) also the continuously determined force coefficient with respect to the power transmission between tires of the vehicle ( 1 ) and Roadway ( 10 ) arrives.

7. The method according to claim 1, characterized in that the deceleration of the vehicle ( 1 ) is carried out by braking.

8. The method according to claim 7, characterized in that the braking with maximum brake pressure.

9. The method according to any one of claims 7 or 8, characterized in that deceleration to a standstill of the vehicle ( 1 ) takes place.

10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the delay after the emergency braking function responds regardless of Actions of the driver are carried out by steering movements and / or braking.

11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that detected after detecting a critical obstacle (2, 3) and prior to triggering of the emergency braking function the detection system (12) is substantially the collision obstacle (2, 3).

12. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the method for emergency braking is used only at low to medium speeds of the vehicle ( 1 ), preferably at speeds below 120 km / h.

13. Device for performing the method for emergency braking of a vehicle ( 1 ) according to one of claims 1 to 12.

14. The apparatus according to claim 13, characterized in that the device Brake system that can be controlled by the driver regardless of operation having.

15. The apparatus according to claim 14, characterized in that the braking system has low response delay.

16. The device according to one of claims 13 to 15, characterized in that the Device with an anti-lock braking system and / or an electronic Blockage prevention and / or driving dynamics control is combined.

17. The device according to one of claims 13 to 16, characterized in that the device for detecting the state of motion of the vehicle has sensors ( 18 ) for detecting the steering angle, vehicle speed and / or vehicle yaw angle.

18. Device according to one of claims 13 and 17, characterized in that the device comprises sensors ( 18 ) and evaluation devices for determining the coefficient of force µ between the road and the tire.

19. The apparatus according to claim 13, characterized in that the sensors detection device ( 12 ) for the environment are preferably radar or laser sensors.