EP1761408A1 - Verfahren und vorrichtung zur kinästhetischen warnung des fahrers eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur kinästhetischen warnung des fahrers eines kraftfahrzeugs

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EP1761408A1
EP1761408A1 EP05738019A EP05738019A EP1761408A1 EP 1761408 A1 EP1761408 A1 EP 1761408A1 EP 05738019 A EP05738019 A EP 05738019A EP 05738019 A EP05738019 A EP 05738019A EP 1761408 A1 EP1761408 A1 EP 1761408A1
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EP
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deceleration
vehicle
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driver
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EP05738019A
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Bernhard Lucas
Knut Franzke
Martin Heinebrodt
Joachim Thiele
Matthias Strohmeier
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • B60W30/08—Active safety systems predicting or avoiding probable or impending collision or attempting to minimise its consequences
    • B60W30/09—Taking automatic action to avoid collision, e.g. braking and steering

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for kinaesthetic warning of the driver of a motor vehicle having an object detection sensor for collision avoidance, wherein in a situation with increased risk of collision, a driver warning is generated by means of the deceleration devices of the vehicle, wherein the deceleration devices are driven in such a way in that the delay gradient is maximized after the time.
  • a method and apparatus for haptic display of the distance warning of a motor vehicle which emits a corresponding signal to the driver when falling below a minimum distance to the vehicle in front in conjunction with a distance warning device.
  • a haptic signal oscillations of the vehicle or its parts such as steering wheel or driver's seat are proposed.
  • the vibrations are caused, for example, by temporary interruption of the ignition of the engine.
  • the essence of the present invention is to intuitively inform the driver of a vehicle equipped with an object detection sensor for collision avoidance or collision severity reduction that there is a situation with an increased risk of collision and the driver, for example by braking, intervene in the driving event must to prevent the impending collision. According to the invention this is achieved by the features of the independent claims. Advantageous developments and refinements emerge from the subclaims.
  • This reduction of the hydraulic volume, which must be filled with pressure during a deceleration, can be kept small, in particular, by the fact that only the deceleration devices of a vehicle axle, preferably the front vehicle axle, are filled with pressure and shortly thereafter this pressure is released.
  • the hydraulic volume of the brake devices can be halved because no longer all deceleration devices, but only the deceleration devices of the front axle must be filled with pressure. This allows you to build a very strong deceleration gradient, which also exerts a rocking motion on the passenger compartment.
  • the deceleration gradient is maximized after the time by the braking pressure is built up only in a part of the brake system.
  • the part of the brake system in which the brake pressure is built up, the deceleration devices are only one vehicle axle.
  • the brake pressure is built up only in the deceleration devices of the front axle.
  • the brake pressure is built up only for a short time and then relaxed again.
  • a control element which is provided for a control unit of a collision warning device or collision prevention device of a motor vehicle.
  • a program is stored on the control, which is suitable for running on a computing device, in particular on a microprocessor and suitable for carrying out the method according to the invention.
  • the invention is realized by a program stored on the control program, so that this provided with the program control in the same way is the invention, as the method to whose execution the program is suitable.
  • an electrical spoke medium may be used as the control, for example a read-only memory.
  • a motor vehicle 1 which has an object detection sensor 2.
  • This object detection sensor 2 can be designed, for example, as a radar sensor, as an ultrasound sensor, as a video sensor or as a laser sensor and detects the forward space of the vehicle.
  • the object detection sensor 2 is in this case able to detect the distance, the relative speed and the azimuthal angle of any objects present, as well as in conjunction with other input data such as the vehicle's own speed and one's own Delay to determine whether there is a risk of collision with the object ahead and if so, whether this collision can be prevented by an intervention of the driver or by an automatic intervention of a vehicle system for collision avoidance.
  • the object detection sensor 2 recognizes that the driver must intervene in the driving event in order to avoid the imminent collision, this causes a kinesthetic warning to the driver by controlling the deceleration devices of the vehicle. Since in this case the purpose of the deceleration is a driver warning and not the most efficient deceleration of the vehicle, it is possible to control only the deceleration devices of one axle, advantageously the deceleration devices of the two front wheels 3, since this does not coincide with the dead volume of the brake devices of the auxiliary wheels 4 Pressure must be filled and in the rest of the brake system, a higher pressure gradient is achievable. In the figure, the front wheels 3 can be seen, as well as the deceleration devices 6 of the front wheels.
  • the rear wheels 4 are shown, and the deceleration devices 7 of these rear wheels.
  • the brake control device 5 is shown, which receives a signal from the object detection sensor 2, that a kinaesthetic driver warning is to be output and lines shown, which connects the brake control device 5 with the decelers 6 of the front wheels 3 and the deceleration devices 7 of the rear wheels 4.
  • These connections can be, for example, hydraulic lines which can be individually pressurized by the brake control device 5 or else these connections can be made electrically, so that the pressure introduction into the deceleration devices takes place directly at the wheels 3, 4, in which case a pressure line to the individual delay means 6, 7 is necessary, which supplies these with the brake pressure, so that directly in the delay means 6, 7, the pressure on the delay means can be introduced.
  • the brake control device 5 If the object detection sensor 2 has issued such a warning signal to the brake control device 5, the brake control device 5 generates a deceleration structure on the two front wheels 3 by means of the deceleration devices 6, but not on the rear wheels 4 by means of the deceleration devices 7. This makes it possible, by reducing the filling volume of the brake system as steep as possible pressure rise gradient to reach the deceleration device 6 of the front wheels 3, so that the strongest possible warning effect is achieved kMesthetic signaling. If the brake volume to be filled is halved, in which only the deceleration devices 6 of the front wheels 3 are actuated, the speed is doubled the pressure rise gradient in about.
  • the vehicle 1 is a front-wheel drive vehicle in which approximately 70% of the deceleration effect is achieved by the front axle, then only about 70% of the maximum deceleration of the vehicle can be achieved by braking the front axle alone. With regard to the vehicle pressure, this results in a maximized jerk of

Abstract

Es wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kinästhetischen Warnung des Fahrers eines Kraftfahrzeugs (1), das einen Objektdetektionssensor (2) zur Kollisionsvermeidung bzw. Kollisionsverminderung aufweist, vorgeschlagen, wobei bei einer Situation mit erhöhtem Kollisionsrisiko eine Fahrerwarnung mittels der Verzögerungseinrichtungen (6, 7) des Fahrzeugs (1) erzeugt wird, wobei die Verzögerungseinrichtungen (6,/) derart angesteuert werden, dass der Verzögerungsgradient nach der Zeit maximiert wird, insbesondere durch Aufbau vom Bremsdruck nur an der Vorderachse.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur kinästhetischeα Warnung des Fahrers eines Kraftfahrzeugs
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kinästhetischen Warnung des Fahrers eines Kraftfahrzeugs, das einen Objektdetektionssensor zur Kollisionsvermeidung bzw. Kollisionsverminderung aufweist, wobei bei einer Situation mit erhöhtem Kollisionsrisiko eine Fahrerwarnung mittels der Verzögerungseinrichtungen des Fahrzeugs erzeugt wird, wobei die Verzögerungseinrichtungen derart angesteuert werden, dass der Verzögerungsgradient nach der Zeit maximiert wird.
Aus der DE 3822 193 Al ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur haptischen Anzeige der Abstandswarnung eines Kraftfahrzeuges bekannt, die in Verbindung mit einem Abstandswarngerät dem Fahrer bei Unterschreiten eines Mindestabstands zum vorausfahrenden Fahrzeug ein entsprechendes Signal abgibt. Als haptisches Signal werden Schwingungen des Fahrzeuges oder seiner Teile wie Lenkrad oder Fahrersitz vorgeschlagen. Verursacht werden die Schwingungen beispielsweise durch zeitweise Unterbrechung der Zündung des Motors.
Kern und Vorteile der Erfindung
Der Kern der vorliegenden Erfindung ist es, dem Fahrer eines Fahrzeuges, das mit einem Objektdetektionssensor zur Kollisionsvermeidung bzw. Kollisionsstärkenverringerung ausgestattet ist, auf intuitive Weise mitzuteilen, dass eine Situation mit erhöhtem Kollisionsrisiko vorliegt und der Fahrer, beispielsweise durch eine Bremsung, in das Fahrgeschehen eingreifen muss, um die bevorstehende Kollision zu verhindern. Erfindungsgemäß wird dieses durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Insbesondere durch eine kinäslhetische Fahrerwarnung, bei der die Verzögerungseinrichtungen des Fahrzeugs kurz angesteuert werden, wird dem Fahrer intuitiv mitgeteilt, dass dieser eine Bremsung einleiten muss, um eine bevorstehende Kollision zu verhindern. Um die Fahreraufinerksamkeit möglichst effektiv ansprechen zu können, ist es hierbei notwendig, den betragsmäßigen Beschleunigungsruck, also den Verzögerungsgradienten nach der Zeit, möglichst zu maximieren. Dies kann man einerseits erreichen, indem der Bremsdruck, den der Bremsdruckverstärker auftauen kann, erhöht wird oder aber indem das hydraulische Volumen des Bremssystems, das zur Verzögerung mit Druck befullt werden muss, möglichst klein gemacht wird. Diese Reduktion des hydraulischen Volumens, das bei einer Verzögerung mit Druck befüllt werden muss, kann insbesondere dadurch klein gehalten werden, dass nur die Verzögerungseinrichtungen einer Fahrzeugachse, vorzugsweise der vorderen Fahrzeugachse, mit Druck befullt werden und kurz darauf dieser Druck entspannt wird. Hierdurch lässt sich das hydraulische Volumen der Bremseinrichtungen halbieren, da nicht mehr alle Verzögerungseinrichtungen, sondern nur noch die Verzögerungseinrichtungen der Vorderachse mit Druck befüllt werden müssen. Hierdurch kann man eine sehr starken Verzögerungsgradienten aufbauen, der zusätzlich auf die Fahrgastzelle eine Wippbewegung ausübt.
Vorteilhafterweise wird der Verzögerungsgradient nach der Zeit maximiert, indem der Bremsdruck nur in einem Teil des Bremssystems aufgebaut wird.
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass der Teil des Bremssystems, in dem der Bremsdruck aufgebaut wird, die Verzögerungseinrichtungen nur einer Fahrzeugachse sind.
Besonders vorteilhaft ist es weiterhin, dass der Bremsdruck nur in den Verzögerungseinrichtungen der Vorderachse aufgebaut wird.
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass der Bremsdruck nur kurzzeitig aufgebaut wird und danach wieder entspannt wird. Von besonderer Bedeutung ist die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Form eines Steuerelements, das für ein Steuergerät einer Kollisionswarneinrichtung oder Kollisionsverhinderungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist. Dabei ist auf dem Steuerelement ein Programm gespeichert, das auf einem Rechengerät, insbesondere auf einem Mikroprozessor äblaufϊähig und zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. In diesem Fall wird also die Erfindung durch ein auf dem Steuerelement abgespeichertes Programm realisiert, so dass dieses mit dem Programm versehene Steuerelement in gleicher Weise die Erfindung darstellt, wie das Verfahren, zu dessen Ausführung das Programm geeignet ist. Als Steuerelement kann insbesondere ein elektrisches Speicheπnedium zur Anwendung kommen, beispielsweise ein Read-Only- Memory.
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, das in der Figur der Zeichnung dargestellt ist. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung.
Zeichnung
Nachfolgend wird ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert. Diese zeigt schematisch ein Fahrzeug, dessen Verzögerungseinrichtungen ebenfalls dargestellt sind.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In der Figur ist ein Kraftfahrzeug 1 dargestellt, das über einen Objektdetektionssensor 2 verfügt. Dieser Objektdetektionssensor 2 kann beispielsweise als Radarsensor, als Ultraschallsensor, als Videosensor oder als Lasersensor ausgeführt sein und erfasst den vorwärtigen Raum des Fahrzeugs. Der Objektdetektionssensor 2 ist hierbei in der Lage, den Abstand, die Relativgeschwindigkeit sowie den Azimutalwinkel eventuell vorhandener Objekte zu erkennen, sowie in Verbindung mit weiteren Eingangsdaten wie beispielsweise der eigenen Fahrzeuggeschwindigkeit sowie der eigenen Verzögerungsfäbigkeit zu bestimmen, ob die Gefahr einer Kollision mit dem vorausbefindlichen Objekt vorliegt und gegebenenfalls, ob diese Kollision durch ein Eingreifen des Fahrers oder durch ein automatisches Eingreifen eines Fahrzeugsystems zur Kollisionsvermeidung verhinderbar ist. Erkennt der Objektdetektionssensor 2, dass der Fahrer in das Fahrgeschehen eingreifen muss, um die bevorstehende Kollision zu vermeiden, so veranlasst dieser eine kinästhetische Warnung an den Fahrer, indem die Verzögerungseinrichtungen des Fahrzeugs angesteuert werden. Da in diesem Fall der Zweck der Verzögerung eine Fahrerwarnung ist und nicht eine möglichst effiziente Abbremsung des Fahrzeugs, ist es möglich, nur die Verzögerungseinrichtungen einer Achse, vorteilhafterweise die Verzögerungseinrichtungen der beiden Vorderräder 3 anzusteuern, da hierdurch das Totvolumen der Bremseinrichtungen der Hinderräder 4 nicht mit Druck befüllt werden müssen und im restlichen Bremssystem ein höherer Druckanstiegsgradient erreichbar ist. In der Figur sind die Vorderräder 3 zu erkennen, sowie die Verzögerungseinrichtungen 6 der Vorderräder. Weiterhin sind die Hinterräder 4 eingezeichnet, sowie die Verzögerungseinrichtungen 7 dieser Hinterräder. Weiterhin ist die Bremssteuereinrichtung 5 dargestellt, die von dem Objektdetektionssensor 2 ein Signal erhält, dass eine kinästhetische Fahrerwarnung ausgegeben werden soll sowie Leitungen dargestellt, die die Bremssteuereinrichtung 5 mit den Verzögerungseinrichtungen 6 der Vorderräder 3 sowie den Verzögerungseinrichtungen 7 der Hinterräder 4 verbindet. Diese Verbindungen können beispielsweise hydraulische Leitungen sein, die von der Bremssteuereinrichtung 5 einzeln mit Druck beaufschlagt werden können oder aber diese Verbindungen können elektrisch ausgeführt sein, so dass die Druckeinleitung in die Verzögerungseinrichtungen direkt an den Rädern 3, 4 erfolgt, wobei in diesem Fall eine Druckleitung zu den einzelnen Verzögerungseinrichtungen 6, 7 notwendig ist, die diese mit dem Bremsdruck versorgt, so dass direkt in den Verzögerungseinrichtungen 6, 7 der Druck auf die Verzögerungsmittel einleitbar ist. Hat der Objektdetektionssensor 2 ein derartiges Warnsignal an die Bremssteuereinrichtung 5 abgegeben, so erzeugt die Bremssteuereinrichtung 5 einen Verzögerungsaufbau an den beiden Vorderrädern 3 mittels der Verzögerungseinrichtungen 6, jedoch nicht an den Hinterrädern 4 mittels der Verzögerungseinrichtungen 7. Hierdurch ist es möglich, durch Reduzierung der zu befüllenden Volumen des Bremssystems einen möglichst steilen Druckanstiegsgradienten an den Verzögerungseinrichtung 6 der Vorderräder 3 zu erreichen, so dass ein möglichst starker Warneffekt zur kMsthetischen Signalisierung erreicht wird. Wird das zu befüllende Bremsvolumen halbiert, in dem nur die Verzögerungseinrichtungen 6 der Vorderräder 3 angesteuert werden, so verdoppelt sich der Druckanstiegsgradient in etwa. Handelt es sich bei dem Fahrzeug 1 um ein Fahrzeug mit Frontantrieb, bei dem etwa 70% der Verzögerungswirkung durch die Vorderachse erzielt wird, so kann durch alleiniges Abbremsen der Vorderachse etwa 70% der Maximalverzögerung des Fahrzeugs erreicht werden. Hinsichtlich des Fahrzeugrucks ergibt sich damit ein maximierter Ruck von
Ruck max = 2 * 0,7 * Ruck Normal = 1, 4 * Ruck Normal,
wobei Ruck Normal der Bremsrack, also die Verzögerungsänderung nach der Zeit ist, die im Falle einer herkömmlichen Verzögerung aller vier Räder erreichbar ist. Durch die erfϊndungsgemäße Ruckmaximierung kann demnach ein Verzögerungsgradient erreicht werden, der um 40% steiler ist, als bei einer herkömmlichen Warnbremsung aller vier Räder 3, 4.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur kinästhetischen Warnung des Fahrers eines Kraftfahrzeugs (1 ), das einen Objektdetektionssensor (2) zur Kollisionsvermeidung bzw. Kollisionsverminderung aufweist, dass eine Situation mit erhöhtem Kollisionsrisiko vorliegt, indem zur Fahrerwarnung die Verzögerungseinrichtungen (6,7) des Fahrzeugs (1) aktiviert werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungseinrichtungen (6,7) derart angesteuert werden, dass der Verzögerungsgradient nach der Zeit maximiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verzögerungsgradient nach der Zeit maximiert wird, indem der Bremsdruck nur in einem Teil des Bremssystems (6,7) aufgebaut wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnei, dass der Teil des Bremssystems, in dem der Bremsdruck aufgebaut wird, die Verzögerungseinrichtungen (6,7) nur einer Fahrzeugachse sind.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Anspräche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsdruck nur in den Verzögerungseinrichtungen (6) der Vorderachse aufgebaut wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsdruck nur kurzzeitig aufgebaut wird und danach wieder entspannt wird.
6. Vorrichtung zur kinästhetischen Warnung des Fahrers eines Kraftfahrzeugs (1), wobei das Kraftfahrzeug (1) einen Objektdetektionssensor (2) zur Kolüsionsveπneidung bzw. Kollisionsverminderung aufweist, dass wenn der Objektdetektionssensor (2) eine Situation mit erhöhtem Kollisionsrisiko erkennt, eine Fahrerwamung ausgibt, indem die Verzögerungseinrichtungen (6,7) des Fahrzeugs (1) aktiviert werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungseinrichtungen (6,7) derart angesteuert werden, dass der Verzögerungsgradient nach der Zeit maximal ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verzögerungsgradient nach der Zeit maximiert ist, indem der Bremsdruck nur in einem Teil des Bremssystems (6,7) aufgebaut wird.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Teil des Bremssystems (6,7), in dem der Bremsdruck aufgebaut wird, die Verzögerungseinrichtungen (6,7) nur einer Fahrzeugachse sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsdruck nur in den Verzögerungseinrichtungen (6) der Vorderachse aufgebaut wird.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsdruck nur kurzzeitig aufgebaut wird und danach wieder entspannt wird.
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