EP2086809A1 - System zur reduktion des bremsweges eines fahrzeuges - Google Patents

System zur reduktion des bremsweges eines fahrzeuges

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Publication number
EP2086809A1
EP2086809A1 EP07821281A EP07821281A EP2086809A1 EP 2086809 A1 EP2086809 A1 EP 2086809A1 EP 07821281 A EP07821281 A EP 07821281A EP 07821281 A EP07821281 A EP 07821281A EP 2086809 A1 EP2086809 A1 EP 2086809A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
vehicle
vehicles
environment model
lidar
radar
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07821281A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan LÜKE
Jürgen Pfeiffer
Matthias Strauss
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Teves AG and Co OHG
Original Assignee
Continental Teves AG and Co OHG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Teves AG and Co OHG filed Critical Continental Teves AG and Co OHG
Publication of EP2086809A1 publication Critical patent/EP2086809A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/02—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to ambient conditions

Definitions

  • the invention relates to the field of vehicle brakes, and more particularly relates to a system for reducing the braking distance of a vehicle in which braking is prepared and performed upon the occurrence of a predetermined event.
  • a detection system of a vehicle which detects obstacles in the direction of travel or near the direction of travel of the vehicle. Sensors mounted on the vehicle provide characteristic parameters for the condition of the vehicle. Furthermore, sensors are assigned to the brake pedal and the gas pedal. A control unit determines, based on the data supplied by the detection system, if braking is necessary. Furthermore, the control unit determines a desired "stand-by brake pressure". By this system, therefore, a stopping distance shortening can be achieved when objects are detected in advance of the vehicle.
  • a system in which a sensor detects a multiplicity of potential collision objects and with the aid of the acquired data predicts, for example, a possible danger in the form of a collision.
  • braking means and / or steering means be activated by a vehicle control unit
  • the driver When braking in emergency situations, the driver must first overcome the clearance of the brake until a brake pressure can be built up to cause a significant deceleration of the vehicle. This costs time and extends the stopping distance. To reduce this so-called swelling time, the brake can be pre-filled with a low pressure, which does not cause noticeable delay. When the brake is pressed by the driver then no more air play must be removed.
  • An event at the onset of which the brake is prefilled represents the rapid removal of the driver's foot from the accelerator pedal.
  • a disadvantage of these known systems is that only located in the rear half space of a transmitting vehicle vehicles receive information and that no precise information about the current position of the affected vehicles are available. Therefore, the assessment of a risk of collision is subject to uncertainties. Vehicles located in the semi-compartment in front of the sending vehicle do not receive any information, even if they are approaching the scene of the accident and encounter an unexpected risk in a short space of time
  • the invention has for its object to provide a system that overcomes the described deficiency of the prior art and allows a shortened braking distance.
  • the system according to the invention shortens the stopping distances of a vehicle by means of an analysis of data received via vehicle-vehicle communication and an analysis of the surroundings 8 for the vehicle Transmission of vehicle-specific data and an integration of this into an existing security concept with a dynamic environment model takes place.
  • the system performs an adaptation of the search areas for the analysis of the surroundings used by the radar, lidar or camera sensors by means of an evaluation of the dynamic environment model and the system expands and / or adapts the dynamic environment model after the adaptation of the search areas by the radar, Lidar and camera sensors.
  • an analysis and evaluation of the data received via a vehicle-vehicle communication concerning one of the located in the immediate and indirect environment vehicles and the individual vehicles characterizing speed and / or acceleration profile, wherein the mediate Environment is determined by the range of the radar, lidar, and camera sensors.
  • the vehicle safety and driver assistance systems are advantageously activated.
  • an adaptation of the search areas of the surroundings detection such as e.g. Radar, Lidar- or camera sensors to the previously known and pre-analyzed situation starting from a dynamic environment model.
  • an analysis and evaluation of the acceleration information to shorten the reaction time is performed.
  • an extension of the environment model is performed around the objects that are outside the detection range of the beam and video sensors.
  • the present invention is based on the assumption that an effective avoidance of dangerous traffic situations, in particular of pile - ups and accidents in passenger traffic and intersection traffic, is only possible if as far as possible all vehicles that are in a certain environment are in one Safety concept and if as accurate a position as possible of all included vehicles is made available.
  • the present invention provides a system for road traffic that not only incorporates the vehicles located behind a preceding vehicle, but also all vehicles that are in a specific traffic environment.
  • accurate location coordinates are also provided which allow the participating vehicles a more precise risk assessment. Participation in such a system requires that the vehicles be equipped with a location and communication system, such as a vehicle-to-vehicle communication system and a GPS receiver, linking these systems to on-board systems such as driver assistance and vehicle safety systems are to obtain from this information about data of interest of the vehicle, which are of importance for a vehicle-wide system.
  • the participating vehicles as vehicle safety systems have electrically controllable brake systems in order to enable the fastest possible intervention in the event of a dangerous situation.
  • each vehicle will be data providers and / or data receivers.
  • All vehicles are equipped with a non-directional radio link, which allows all-round communication, a so-called broadcast, in the immediate vicinity.
  • point-to-point communication links will be established and maintained, if, for example, it can be seen that a particular vehicle is approaching other vehicles in such a way that a collision is imminent.
  • the information exchange between the vehicles also includes precise location coordinates.
  • All vehicles receiving this information determine their relative position to the braking vehicle.
  • a decision contributing to the risk reduction takes place. For example, no measures are taken if the vehicle receiving a warning signal is located in front of or next to the braking vehicle because there is no danger. If the receiving vehicle is located a sufficient distance behind the sending vehicle, and with the help of ACC a too dense startup is avoidable, at the most a warning is given.
  • an automatic braking intervention can take place in order to prevent a collision.
  • a dynamic environment model is generated in the vehicles that always performs cyclical queries to the built-in sensors in the vehicle environment detection, the queries are prioritized on the bus systems one and depending on the dynamically adjusted environment field model, the prioritization of the query is changed to the Data traffic to the dynamic conditions prevailing in the real environment.
  • FIG. 1 represents a driving situation in front of a vehicle 1, wherein the front vehicle area of vehicle 1 is monitored by the sensors 8. If, in addition to the beam sensors 8, recourse is made to the vehicle to vehicle communication, this results in a greatly expanded and dynamically adaptable environmental model.
  • the estimated coefficient of friction can also be transmitted and the intervention and warning strategy adjusted accordingly. For example, on black ice much earlier and more specific warned or intervened. In principle, all vehicle data can be transmitted in order to be able to adapt the strategies.
  • chassis control units such as the active suspension orcardineinstellsysteme
  • inventive method or system according to the invention by means of the dynamic environment model.
  • the communication system supports different mobile transmission methods that support at least one information distribution in the so-called broadcast mode. This is defined as a broadcast or broadcast in a computer-based network, the transmission of a message in which it is transmitted from one point to all participants of a network defined. Alternatively, other transmission modes of telecommunications, such as multicast, unicast can be used.
  • Positioning systems are used to determine your own position.
  • GPS receivers and navigation systems 5 are suitable as positioning systems.
  • integrated positioning systems which combine the functionalities of GPS receiver and navigation system in one device can also be used.
  • Vehicle safety systems As vehicle safety systems, all braking systems available in the vehicle can be used with electronic control. Vehicle safety systems can use the Electronic Break System
  • EBS Engine Management System
  • ABS Anti-lock Braking System
  • ASR Traction Control
  • ESP Electronic Stability Program
  • EDS transmission control unit
  • TCU transmission control unit
  • TCS traction control system
  • EVS electronic brake force distribution
  • MSR engine drag torque control
  • Driver assistance systems are electronic ancillary devices in vehicles to assist the driver in certain driving situations. These systems take part autonomously or autonomously in drive, control (eg gas, brake).
  • driver assistance systems are, for example, parking aid (sensor arrays for obstacle and distance detection), brake assist (BAS), cruise control, adaptive cruise control or proximity control (ACC), distance warning, turn assistant, traffic jam assistant, lane detection system, lane departure warning / lane assistant (lane departure warning (lane departure warning) Lane change support), lane change assistance, lane change support, Intelligent Speed Adaptation (ISA), Adaptive Heading Light, Tire Pressure Monitoring System, Driver Status Detection, Traffic Sign Detection, Platooning, Automatic Emergency Braking
  • ANB headlamp dipping and dipping assist, night vision system.
  • Another example of the effectiveness of the system according to the invention is the following: Several vehicles drive too close behind each other. The front man has to brake. The middle driver reacts too late and drives to the front man. For the third driver, it is no longer possible in time for braking due to the sudden deceleration of the front vehicle. If the first and the last car had a vehicle-to-vehicle communication, the second accident could have been prevented.
  • the search areas are limited even before the recognition of an object, since the position of the object is already known.
  • an acceleration, deceleration or change of direction is directly measurable by the other vehicles and does not have to be interpolated over several measurements. This results in a much shorter reaction time of the entire system, since now no longer several measurements must be awaited.
  • the vehicle safety system in the execution of a brake assist system supports, by measuring with built-in sensors in the vehicle, how fast the brake pedal is pressed. From the pedal speed, the brake assist system reliably detects whether the driver wants to initiate full braking. If this is the case, the Brake Assist in the brake booster immediately provides full brake pressure when the information is compared from the dynamic environment model that the brake pressure requested by the driver is too low. In addition, the signals required for activation are verified via vehicle-to-vehicle communication and the dynamic environment model, and necessary measures are initiated. If the driver takes his foot slightly off the brake pedal, the Brake Assist immediately becomes inactive.
  • BA brake assist system
  • the vehicle safety system in the execution of a brake assist system consists of a vacuum brake booster (BKV), which is electrically activated by means of a valve.
  • BKV vacuum brake booster
  • the brake pedal travel is measured indirectly as the diaphragm path of the BKV via a resistance potentiometer.
  • the control unit is mounted directly on the BKV and thus forms, together with BKV and the integrated position potentiometer, a compact overall system.
  • the basic function of the braking device is not affected by the brake assist.
  • the driver's desire for maximum braking is calculated from the brake pedal speed. When a certain threshold is reached, which depends on the pedal position and the vehicle speed, the basic prerequisite for an activation is given. Three more signals are needed to activate the Brake Assist.
  • the brake light switch signal which is supplied via the CAN of ABS, and the current vehicle speed, which is also supplied via the CAN.
  • the release switch signal which is tapped directly from the booster.
  • vehicle-to-vehicle communication will also take into account further objectives for a stopping distance reduction. These are especially red lights, tight corners and icy roads. It is characteristic of these goals that when a vehicle approaches these targets at too high a speed, an ESP intervention occurs, whereby the subsequent vehicles classify this target as dangerous, if the location and that an ESP intervention of the vehicle in question is at the the surrounding area vehicles is communicated through the vehicle to vehicle communication and the dynamic environment model is adapted.
  • a warning is also given to the driver after an analysis of the dynamic environment or intervention is made directly in the driving behavior of the vehicle, as is the case of a stopping distance shortening by prefilling, pre-braking and an extended braking assistant Case is.
  • the system according to the invention receives and transmits by means of the vehicle-vehicle communication for the transmission of vehicle-specific data such as whereabouts, speed, acceleration, steering wheel angle and other important variables and evaluates the transmitted data for the identification of objects in the road to make these into an existing safety concept, how to incorporate a stopping distance shortening.
  • vehicle-specific data such as whereabouts, speed, acceleration, steering wheel angle and other important variables
  • vehicle-specific data such as whereabouts, speed, acceleration, steering wheel angle and other important variables

Abstract

Verfahren zur Verkürzung des Anhalteweges eines Fahrzeuges (1), wobei eine Analyse von Daten die über eine Fahrzeug-Fahrzeug (2, 3, 4, 5) Kommunikation empfangen werden und einer Umfeldanalyse für das eigene Fahrzeug (1) durchgeführt, eine Übertragung von fahrzeug- spezifischen Daten und eine Einbindung dieser in ein bestehendes Sicherheitskonzept erfolgt.

Description

System zur Reduktion des Bremsweges eines Fahrzeuges
Die Erfindung betrifft das Gebiet der Fahrzeugbremsen und betrifft insbesondere ein System zur Reduktion des Bremsweges eines Fahrzeugs, bei dem bei Eintritt eines vorgegebenen Ereignisses eine Bremsung vorbereitet wird und durchgeführt wird.
Aus der EP 1081004 A2 ist ein Erfassungssystem eines Fahrzeugs bekannt, welches Hindernisse in Fahrtrichtung oder nahe der Fahrtrichtung des Fahrzeugs erkennt. Am Fahrzeug angebrachte Sensoren liefern charakteristische Parameter für den Zustand des Fahrzeugs. Weiterhin sind Sensoren dem Bremspedal und dem Gaspedal zugeordnet. Eine Steuereinheit ermittelt aufgrund der vom Erfassungssystem gelieferten Daten, ob eine Bremsung notwendig ist. Weiterhin bestimmt die Steuereinheit einen gewünschten "Stand-By-Bremsdruck" . Durch dieses System kann demnach eine Anhaltewegverkürzung erzielt werden, wenn Objekte im Vorfeld des Fahrzeugs erkannt werden.
Aus EP 473866A2 ist ein System bekannt, bei dem ein Sensor eine Vielzahl von potenziellen Kollisionsobjekten erfasst und mit Hilfe der erfassten Daten beispielsweise eine mögliche Gefahr in Form einer Kollision vorhersagt. Zur Vermeidung der Kollision wird vorgeschlagen, dass von einer Fahrzeugsteuereinheit Bremsmittel und/oder Lenkmittel aktiviert werden Bei einer Bremsung in Notsituationen muss der Fahrer erst das Lüftspiel der Bremse überwinden, bis ein Bremsdruck aufgebaut werden kann, um eine nennenswerte Verzögerung des Fahrzeugs zu bewirken. Dies kostet Zeit und verlängert den Anhalteweg. Zur Verringerung dieser so genannten Schwellzeit kann die Bremse mit einem geringen Druck vorgefüllt werden, der noch keine spürbare Verzögerung hervorruft. Bei Betätigung der Bremse durch den Fahrer muss dann kein Luftspiel mehr abgebaut werden. Ein Ereignis, bei dessen Eintritt die Bremse vorgefüllt wird, stellt beispielsweise das schnelle Entfernen des Fusses des Fahrers vom Fahrpedal dar. Viele Situationen, in denen das Vorfüllen der Bremse beziehungsweise der Aufbau eines gewissen Bremsdruckes sinnvoll ist, werden durch dieses Ereignis bzw. die Überwachung des Fahrpedals nicht erfasst.
Nachteilig bei diesen bekannten Systemen ist, dass nur im rückwärtigen Halbraum eines sendenden Fahrzeugs befindliche Fahrzeuge eine Information erhalten und dass keine genauen Angaben über die aktuelle Position der betroffenen Fahrzeuge zur Verfügung stehen. Daher ist auch die Beurteilung einer Kollisionsgefahr mit Unsicherheiten behaftet. Im Halbraum vor dem sendenden Fahrzeug befindliche Fahrzeuge erhalten keine Informationen, selbst wenn sie sich im Begegnungsverkehr der Unfallstelle nähern und in kurzer Zeit mit einem unverhofften Risiko konfrontiert werden
Im Rahmen des APIA Projektes der Anmelderin wurde eine Anhal- tewegverkürzung entwickelt. Basierend auf einem Strahlsensor wird der Fahrer in einer Gefahrensituation beim Einleiten einer Bremsung unterstützt, indem, beim Loslassen des Gaspedals die Bremsanlage vorgefüllt wird (Prefill) , während der Zeit, in der der Fahrer keines der Pedale berührt eine leicht Verzö- gerung von bis zu 0,3g eingeleitet wird (Prebrake) , sowie bei einer Betätigung der Bremse durch den Fahrer der Bremsassistent aufgrund niedrigerer Schwellwerte früher eingreift.
Trotz der sehr guten Performance des Systems ergeben sich systembedingte Problemstellungen, wie dass stehende Fahrzeuge o- der Gegenstände von den Strahlsensoren nicht erkannt werden. Hierdurch kann es kann nur eine Klassifizierung bezüglich der Strahlsensoreigenschaften des Objektes gemacht werden, nicht um welchen Gegenstand es sich tatsächlich handelt, und ob es sich überhaupt um einen Gegenstand auf der Straße, daneben, darunter oder darüber handelt. Deshalb können aufgrund der hohen Unsicherheit keine starken autonomen Bremsungen eingeleitet werden. Desweiteren werden Fahrbahnmarkierungen nicht benutzt werden um eine verbesserte Situationsanalyse zu gewährleisten und die Reichweite des Sensors wird ständig durch Fahrzeuge oder Gegenstände in der Umgebung begrenzt. Eine wichtige Größe wie der Reibwert, der für die Eingriffs und Warnstrategie von bedeutender Wichtigkeit ist, ist nicht von vornherein bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System bereitzustellen, dass den beschrieben Mangel des Standes der Technik überwindet und einen verkürzten Bremsweg ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Das erfindungsgemäße System verkürzt den Anhaltewege eines Fahrzeuges mittels einer Analyse von Daten, die über eine Fahrzeug-Fahrzeug Kommunikation empfangen werden, und eine A- nalyse des Umfelds 8 für das Fahrzeug durchgeführt wird, eine Übertragung von fahrzeugspezifischen Daten und eine Einbindung dieser in ein bestehendes Sicherheitskonzept mit einem dynamischen Umfeldmodell erfolgt.
Vorteilhaft erfolgt durch das System eine Anpassung der Suchbereiche für die Analyse des Umfeldes eingesetzten der Radar-, Lidar- oder Kamerasensoren mittels einer Auswertung des dynamischen Umfeldmodells und das System erweitert und/oder passt das dynamische Umfeldmodell nach der Anpassung der Suchbereiche durch die Radar-, Lidar-, und Kamerasensoren an.
Besonders vorteilhaft ist die durch das System durchgeführte Erweiterung des dynamischen Umfeldmodells um die Objekte, die außerhalb des Erfassungsbereiches der Radar-, Lidar- und Kamerasensoren liegen, durch die Daten, die über eine Fahrzeug- Fahrzeug Kommunikation empfangen werden, da hierdurch die „Sichtweite" erhöht wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Systems erfolgt eine Analyse und Auswertung der Daten, die über eine Fahrzeug-Fahrzeug Kommunikation empfangen, betreffend einer der in der unmittelbaren und mittelbaren Umfeld befindlichen Fahrzeuge und die einzelnen Fahrzeuge charakterisierende Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungsprofil, wobei das mittelbare Umfeld durch die Reichweite der Radar-, Lidar-, und Kamerasensoren bestimmt wird.
Durch das System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, werden mittels der im dynamischen Umfeldmodell bestimmten Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungsprofile der Fahrzeuge, die sich in unmittelbarer Umgebung befinden, die im Fahr- zeug vorhanden die Fahrzeugsicherheits- und Fahrerassistenzsysteme vorteilhaft aktiviert.
In einer bevorzugten Ausgestaltung erfolgt eine Anpassung der Suchbereiche der Umfelderfassung, wie z.B. der Radar-, Lidar- oder Kamerasensoren an die von vornherein bekannte und vorab analysierten Situation ausgehend von einem dynamischen Umfeldmodell .
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltungen wird eine Analyse und Auswertung der Beschleunigungsinformationen zur Verkürzung der Reaktionszeit durchgeführt.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird eine Erweiterung des Umfeldmodells um die Objekte, die außerhalb des Erfassungsbereiches der Strahl- und Videosensoren liegen, durchgeführt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die vorliegende Erfindung geht von der Voraussetzung aus, dass eine wirkungsvolle Vermeidung von gefährlichen Verkehrsituationen, insbesondere von Massenkarambolagen und Unfällen im Be- gegnungs- und Kreuzungsverkehr, nur dann ermöglicht wird, wenn möglichst alle Fahrzeuge, die sich in einem bestimmten Umfeld befinden, in ein Sicherheitskonzept einbezogen werden und wenn eine möglichst genaue Position aller einbezogenen Fahrzeuge zur Verfügung gestellt wird.
Dem gemäß sieht die vorliegende Erfindung ein System für den Straßenverkehr vor, dass nicht nur die sich hinter einem vorausfahrenden Fahrzeug befindliche Fahrzeuge einbezieht, son- dern alle Fahrzeuge, die sich in einem bestimmten Umfeld Verkehrsraum befinden. Insbesondere werden auch genaue Ortkoordinaten zur Verfügung gestellt, die den teilnehmenden Fahrzeugen eine präzisere Risikobewertung ermöglichen. Für die Teilnahme an einem derartigen System ist es erforderlich, dass die Fahrzeuge mit einem Ortungs-, und einem Kommunikationssystem, wie beispielsweise ein Fahrzeug zu Fahrzeug Kommunikationssystem und einem GPS-Empfänger ausgestattet sind, wobei diese Systeme mit bordgestützten Systemen, wie Fahrerassistenz und Fahrzeugsicherheitssystemen verknüpft sind, um von diesen Informationen über interessierende Daten des Fahrzeugs zu erhalten, die für ein fahrzeugübergreifende System von Bedeutung sind.
Zweckmässig verfügen die teilnehmenden Fahrzeuge als Fahrzeugsicherheitssysteme über elektrisch ansteuerbare Bremssysteme, um im Falle einer Gefahrensituation einen schnellstmöglichen Eingriff zu ermöglichen. Falls alle beteiligten Fahrzeuge eine vergleichbare technische Ausstattung haben, ist jedes Fahrzeug Datengeber und/oder Datenempfänger sein. Alle Fahrzeuge sind mit einer ungerichteten Funkverbindung, ausgestattet, die eine Rundumkommunikation, ein sogenannter Broadcast, im nahen Umfeld ermöglicht. Es ist auch vorgesehen, dass bei vorliegen von eine bestimmen Situation im Umfeldmodell Punkt zu Punkt Kommunikationsverbindungen aufgebaut und gehalten werden, wenn beispielsweise erkennbar ist, dass sich ein bestimmtes Fahrzeug anderen Fahrzeugen in der Art nähert, dass unmittelbar eine Kollision ansteht. Der Informationsaustausch zwischen den Fahrzeugen umfasst insbesondere auch genaue Ortkoordinaten. Dies ermöglicht es allen das Fahrerassistenz- und Fahrzeugsicherheitssystemen die jeweils eigene Position des eigenen Fahrzeuges in Bezug auf eine Gefahrenstelle zu ermitteln, die von einem durch die Gefährdung betroffenen Fahrzeug mitge- teilt worden ist. Beispielsweise wird allen anderen Fahrzeugen im Umfeld eines plötzlich stark verzögernden Fahrzeugs identifiziert und dessen genaue Position mitgeteilt.
Alle diese Information empfangenden Fahrzeuge ermitteln ihre relative Position zu dem bremsenden Fahrzeug. Abhängig davon erfolgt dann, aufgrund der lokalen Auswertung in einem Fahrzeug der lokalen temporären Flotte, eine zur Risikoverminderung beitragende Entscheidung. Beispielsweise werden keine Massnahmen eingeleitet, wenn sich das ein Warnsignal empfangendes Fahrzeug vor oder neben dem bremsenden Fahrzeug befindet, weil keinerlei Gefahr droht. Falls sich das empfangende Fahrzeug in hinreichendem Abstand hinter dem sendenden Fahrzeug befindet, und mit Hilfe von ACC ein zu dichtes Auffahren vermeidbar ist, erfolgt höchstens ein Warnhinweis. Befindet sich ein empfangendes Fahrzeug dagegen in einem Risikobereich, etwa in unmittelbarer Nachbarschaft des sendenden Fahrzeugs, kann ein automatischer Bremseingriff erfolgen, um eine Kollision zu verhindern. Hierzu wird in den Fahrzeugen ein dynamisches Umfeldmodell generiert, dass immer durch zyklische Abfragen an die im Fahrzeug eingebauten Sensoren zur Umfelderfassung durchführt, wobei die Abfragen auf den Bussystemen einer entsprechend priorisiert werden und abhängig vom dynamisch angepasstem Umfeldfeldmodell die Priorisierung der Abfrage verändert wird, um das Datenaufkommen an die die im realen Umfeld vorherrschenden dynamischen Bedingen zu verknüpfen.
Es zeigt:
Fig 1: Erfassungsbereich der Strahl- und Videosensoren Die Fig. 1 repräsentiert eine Fahrsituation vor einem Fahrzeug 1, wobei der vordere Fahrzeugbereich von Fahrzeug 1 durch die Sensoren 8 überwacht wird. Wird zusätzlich zu den Strahlsensoren 8 auf die Fahrzeug zu Fahrzeug Kommunikation, zurückgegriffen, ergibt sich ein stark erweitertes und dynamisch anpassbares Umfeldmodell.
Durch die Fahrzeug zu Fahrzeug Kommunikation besteht keine Sichtbeschränkung. Ein Datenaustausch zwischen Fahrzeugen und anderen Fahrzeugen oder einer Infrastruktur kann um Ecken herum, z.B. an Kreuzungen und an anderen Fahrzeugen vorbei stattfinden. Ein sendendes Fahrzeug muss nicht mehr separat als Fahrzeug identifiziert werden, da der Fahrzeugtyp mit übertragen wird und da stehende Fahrzeuge ebenfalls ihre Position senden, werden auch diese erkannt.
Bremst ein vorausfahrendes Fahrzeug 3,4,5, und die Schlupfregelung kommt zum Einsatz, so kann auch der geschätzte Reibwert übertragen und die Eingriffs und Warnstrategie entsprechend angepasst werden. So wird z.B. auf Glatteis wesentlich früher und gezielter gewarnt oder eingegriffen. Grundsätzlich können alle Fahrzeugdaten übertragen werden, um die Strategien anpassen zu können.
Es können beispielsweise Informationen aus andere Funktionskomponenten für z.B. die Fahrwerksregeleinheiten, wie die aktive Federung oder Höheneinstellsysteme, durch das erfindungsgemäße Verfahren oder die erfindungsgemäße System mittels des dynamischen Umfeldmodells adressiert werden.
Als Kommunikationssystem werden standardisierte, nicht optische, funkbasierte Informationsübertragungssysteme für die Kommunikation zwischen mehr als zwei Fahrzeugen benutzt. Das Kommunikationssystem unterstützt unterschiedliche mobile Übertragungsverfahren, die mindestens eine Informationsverteilung im so genannten Broadcast-Mode unterstützt. Hierbei wird als Broadcast oder Rundruf in einem rechnergestützten Netzwerk, die Übertragung einer Nachricht, bei der diese von einem Punkt aus an alle Teilnehmer eines Netzes übertragen wird, definiert. Es können auch alternativ andere Übertragungsmodi der Nachrichtentechnik, wie Multicast, Unicast eingesetzt werden.
Positionsbestimmungssysteme dienen zur Bestimmung der eigenen Position. Als Positionsbestimmungssysteme eignen sich GPS- Empfänger sowie Navigationssysteme 5. Erfindungsgemäß können auch integrierte Positionsbestimmungssysteme die die Funktionalitäten von GPS-Empfänger und Navigationssystem in einem Gerät vereinen eingesetzt werden.
Als Fahrzeugsicherheitssystemen sind alle im Fahrzeug verfügbaren Bremssysteme mit elektronischer Regelung einsetzbar. Fahrzeugsicherheitssysteme können das Electronic Break System
(EBS) 7, das Engine Management System (EMS), Antiblockiersys- tem (ABS) , Antriebs-Schlupf-Regelung (ASR) , Elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP) , Elektronische Differentialsperre
(EDS), Transmission Control Unit (TCU), Traction Control System (TCS), Elektronische Bremskraftverteilung (EBV) und/oder Motor-Schleppmomenten-Regelung (MSR) sein.
Erfindungsgemäß können zusätzlich die Informationen aus den Fahrerassistenzsystemen ausgenutzt werden. Fahrerassistenzsysteme sind elektronische Zusatzeinrichtungen in Fahrzeugen zur Unterstützung des Fahrers in bestimmten Fahrsituationen. Diese Systeme greifen teilautonom oder autonom in Antrieb, Steuerung (z.B. Gas, Bremse) ein. Solche Fahrassistenzsysteme sind beispielsweise Einparkhilfe (Sensorarrays zur Hindernis- und Abstandserkennung) , Bremsassistent (BAS) , Tempomat, Adaptive Cruise Control oder Abstandsregeltempomat (ACC) , Abstandswarner, Abbiegeassistent, Stauassistent, Spurerkennungssystem, Spurhalteassistent/Spurassistent (Quer- führungsunterstützung, lane departure warning (LDW) ) , Spurhalteunterstützung (lane keeping support) ) , Spurwechselassistent (lane change assistance) , Spurwechselunterstützung (lane change support) , Intelligent Speed Adaption (ISA), Adaptives Kurvenlicht, ReifendruckkontrollSystem, FahrerzuStandserkennung, Verkehrszeichenerkennung, Platooning, Automatische Notbremsung
(ANB) , Auf- und Abblendassistent für das Fahrlicht, Nachtsichtsystem (Night Vision) .
Ein weiteres Beispiel für die Wirksamkeit des erfindungesgemä- ßen Systems ist Folgendes: Mehrere Fahrzeuge fahren zu dicht hintereinander. Der Vordermann muss bremsen. Der mittlere Fahrer reagiert zu spät und fährt auf den Vordermann auf. Für den dritten Fahrer ist es durch die ruckartige Verzögerung des vorderen Fahrzeuges nicht mehr möglich rechtzeitig zu Bremsen. Hätte der erste und der letzte Wagen eine Fahrzeug-Fahrzeug- Kommunikation hätte der zweite Unfall verhindert werden können .
Es versteht sich, dass dies natürlich nicht die einzige Anwendungmöglichkeit darstellt, da die Erweiterung des dynamischen Umfeldmodells in allen erdenklichen Situationen positiv zum Tragen kommt, in denen ein Eingriff durch ein automatisiertes Bremsensystem geschehen würde, jedoch der nötige Erfassungsbereich durch Hindernisse versperrt ist. Dazu ist in Fig. 1 ein Beispiel dargestellt, wobei die gestrichelten Fahrzeuge 3, 4, 5 nur durch Fahrzeug-Fahrzeug Kommunikation in das Umfeldmodell aufgenommen werden.
Weiterhin werden bei den Sensoren die Suchbereiche schon vor dem Erkennen eines Objektes eingeschränkt werden, da die Position des Objektes bereits bekannt ist. Durch die Übertragung der Fahrzeugdaten wird eine Beschleunigung, Verzögerung oder Richtungsänderung von den anderen Fahrzeugen direkt messbar und muss nicht über mehrere Messungen interpoliert werden. Hierdurch entsteht eine wesentlich kürzere Reaktionszeit des Gesamtsystems, da nun nicht mehr mehrere Messungen abgewartet werden müssen.
Viele Fahrer treten in Gefahrensituationen zu zögerlich aufs Bremspedal und verschenken wertvollen Bremsweg. Mittels des Systems wirkt beispielsweise das Fahrzeugsicherheitssystem in der Ausführung eines Bremsassistent-System (BA) unterstützend, indem er mit im Fahrzeug verbauten Sensoren misst, wie schnell das Bremspedal betätigt wird. Aus der Pedalgeschwindigkeit erkennt das Bremsassistent-System zuverlässig, ob der Fahrer eine Vollbremsung einleiten will. Ist dies der Fall, stellt der Bremsassistent im Bremskraftverstärker umgehend vollen Bremsdruck bereit, wenn aus dem dynamischen Umfeldmodell die Information verglichen wird, dass der vom Fahrer angeforderte Bremsdruck zu niedrig ist. Zusätzlich wird über die Fahrzeug zu Fahrzeug Kommunikation und das dynamische Umfeldmodell die zur Aktivierung notwendigen Signale verifiziert und notwendige Maßnahmen eingeleitet. Nimmt der Fahrer den Fuß wieder leicht vom Bremspedal, wird der Bremsassistent sofort inaktiv. Das das Fahrzeugsicherheitssystem in der Ausführung eines Bremsassistent-System besteht aus einem Vakuumbremskraftverstärker (BKV) , der mittels eines Ventils elektrisch aktivierbar ist. Der Bremspedalweg wird indirekt als Membranweg des BKV über ein Widerstandspotentiometer gemessen. Das Steuergerät ist direkt an den BKV angebaut und bildet somit, zusammen mit BKV und dem integrierten Wegpotentiometer, ein kompaktes Gesamtsystem. Die Grundfunktion des Bremsgerätes wird dabei durch den Bremsassistenten nicht beeinflußt.
Der Wunsch des Fahrers für eine maximale Bremsung wird aus der Bremspedalgeschwindigkeit errechnet. Bei Erreichen einer gewissen Schwelle, die abhängig von Pedalstellung und Fahrzeuggeschwindigkeit ist, ist die Grundvoraussetzung für eine Zu- schaltung gegeben. Drei weitere Signale sind für die Aktivierung des Bremsassistenten nötig. Zum einen das Bremslichtschaltersignal, welches über den CAN von ABS geliefert wird, sowie die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit, welche ebenfalls über den CAN geliefert wird. Zum anderen das Löseschaltersignal, das direkt vom Booster abgegriffen wird.
Zusätzlich werden durch die Einbindung der Fahrzeug zu Fahrzeug Kommunikation auch weitere Ziele bei einer Anhaltewegver- kürzung berücksichtigt werden. Dies sind insbesondere Rote Ampeln, Enge Kurven und vereiste Fahrbahnen. Charakteristisch für diese Ziele ist es, das wenn ein Fahrzeug mit zu hoher Geschwindigkeit an diese Ziele heranfährt ein ESP - Eingriff erfolgt, wodurch die nachfolgenden Fahrzeuge dieses Ziel als gefährlich einzustufen, wenn der Ort und dass ein ESP - Eingriff des bestreffenden Fahrzeugs an die in der Umgebung befindli- chen Fahrzeuge durch die Fahrzeug zu Fahrzeug Kommunikation übermittelt wird und das dynamische Umfeldmodell angepasst wird.
In diesen Fällen erfolgt ebenfalls eine Warnung nach einer A- nalyse des dynamischen Umfeldes an den Fahrer ausgegeben oder es wird direkt in das Fahrverhalten des Fahrzeuges eingegriffen, wie es auch bei der einer Anhaltewegverkürzung durch Pre- filling, Pre-Braking und einem erweitertem Bremsassistent der Fall ist.
Das erfindungsgemäße System empfängt und Überträgt mittels der Fahrzeug-Fahrzeug Kommunikation zur Übertragung von fahrzeugspezifischen Daten, wie Aufenthaltsort, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Lenkradwinkel und weitere wichtige Größen und wertet die übertragenen Daten zur Identifizierung von Objekten im Straßenverkehr aus, um diese in ein bestehendes Sicherheitskonzept, wie einer Anhaltewegverkürzung einzubinden. Hierzu wird eine Anpassung der Suchbereiche der Radar-, Lidar- oder Kamerasensoren an die von vornherein bekannte Situation, um ein präziseres Umfeldmodell aufzubereiten, damit durch die Auswertung der in dem Umfeldmodell beinhalteten Objekte und die Objekte beschreibenden Beschleunigungsinformationen zur Verkürzung der Reaktionszeit herangezogen wird. Durch das dynamische Umfeldmodell wird dieses um Objekte erweitert, die außerhalb des Erfassungsbereiches der Strahl- und Videosensoren liegen. Diese Erweiterung eines bestehendes Sicherheitskonzept, wie einer Anhaltewegverkürzung um den Eingriff oder die Warnung an gefährlichen Stellen oder Situationen, wie z.B. das überfahren roter Ampeln oder das zu schnelle Fahren auf gefährlichen Streckenabschnitten erhöht die Sicherheit im Straßenverkehr .

Claims

Patentansprüche :
1. System zur Verkürzung des Anhalteweges eines Fahrzeuges
1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Analyse von Daten, die über eine Fahrzeug- Fahrzeug Kommunikation empfangen werden, und eine Analyse des Umfelds (8) für das Fahrzeug durchgeführt wird, eine Übertragung von fahrzeugspezifischen Daten und eine Einbindung dieser in ein bestehendes Sicherheitskonzept mit einem dynamischen Umfeldmodell erfolgt.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass eine Anpassung der Suchbereiche für die Analyse des Umfeldes eingesetzten der Radar-, Lidar- oder Kamerasensoren mittels einer Auswertung des dynamischen Umfeldmodells erfolgt und das dynamische Umfeldmodell nach der Anpassung der Suchbereiche durch die Radar-, Lidar-, und Kamerasensoren angepasst und/oder erweitert wird.
3. System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Erweiterung des dynamischen Umfeldmodells um die Objekte, die außerhalb des Erfassungsbereiches der Radar-, Lidar- und Kamerasensoren liegen, durch die Daten, die ü- ber eine Fahrzeug-Fahrzeug Kommunikation empfangen werden, erfolgt .
4. System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass eine Analyse und Auswertung der Daten, die über eine Fahrzeug-Fahrzeug Kommunikation empfangen, betreffend einer der in der unmittelbaren und mittelbaren Umfeld befindlichen Fahrzeuge und die einzelnen Fahrzeuge charakterisierende Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungsprofil erfolgt, wobei das mittelbare Umfeld durch die Reichweite der Radar-, Lidar-, und Kamerasensoren bestimmt wird.
5. System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet das mittels der im dynamischen Umfeldmodell bestimmten Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungsprofile der Fahrzeuge, die sich in unmittelbarer Umgebung befinden, die im Fahrzeug vorhanden die Fahrzeugsicherheits- und Fahrerassistenzsysteme aktiviert werden.
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