WO2004028847A1 - Verfahren und vorrichtung zur auslösung eines selbsttätigen notbremsvorgangs eines fahrzeugs - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur auslösung eines selbsttätigen notbremsvorgangs eines fahrzeugs Download PDF

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WO2004028847A1
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driver
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Matthias Gut
Wolfram Mendt
Lorenz SCHÄFERS
Ingo Scherhaufer
Jürgen Trost
Gert Volk
Ursula Voss
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Daimlerchrysler Ag
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    • B60W30/09—Taking automatic action to avoid collision, e.g. braking and steering

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for triggering an automatic emergency braking operation of a vehicle, in particular a truck, according to the preamble of patent claim 1 and of patent claim 22.
  • the invention provides an assistance function for avoiding collision of the vehicle with a vehicle in front or to reduce the consequences of an accident if a collision is unavoidable, triggering a driver warning if a given warning condition is met.
  • the fulfillment of the warning condition indicates that the automatic emergency braking process is to be triggered after a predetermined warning time has elapsed.
  • the braking system generally includes a speed sensor for determining the vehicle speed and a distance sensor for determining the distance between the vehicle and the preceding vehicle.
  • the braking system determines, based on the relative speed and the distance to the vehicle in front, a limit time which is required for the vehicle to impact the vehicle in front in order to give the driver of the vehicle an alarm signal by actuating an alarm device if the brake pedal is not depressed when the Limit time becomes shorter than a predetermined limit time threshold.
  • an automatic braking process is carried out after a fixed or variable time interval has elapsed, in order to reduce the vehicle speed to avoid an impact on the vehicle in front until the limit time is again greater than the predetermined limit time threshold.
  • the braking system Due to the way in which the predetermined limit time threshold value is set by the braking system, there is the possibility that the predetermined limit time threshold value is too short to be able to avoid an impact on the vehicle in front by performing the automatic braking process. In this case, just considering the limit time to impact is not sufficient, and the braking system additionally determines a stopping distance required to stop the vehicle based on the vehicle speed and the coefficient of friction between the road surface and the vehicle tires. If the limit time is greater than the specified limit time threshold value, but the distance between the vehicle and the vehicle in front is smaller than the specified stopping distance, the automatic braking process of the vehicle is also carried out after the alarm signal has been given, until the distance is greater than the currently determined one Stopping distance is.
  • the driver warning is triggered when a predefined warning condition is fulfilled, the fulfillment of the warning condition indicating that due to the current driving situation of the vehicle and a predefined emergency braking delay when a predefined warning time period has expired, in order to avoid the vehicle colliding with the vehicle in front or to reduce the number of Consequences of an accident if a collision is unavoidable, the automatic emergency braking process is to be triggered, with the aim of achieving a specified target relative speed and / or a specified target safety distance between the vehicle and the vehicle in front when the automatic emergency braking process ends.
  • the driver alarm is triggered and thus the automatic emergency braking process is not triggered earlier than is necessary to avoid collision with the vehicle in front.
  • the current driving situation results at least from the determined acceleration of the vehicle and the determined relative acceleration between the vehicle and the vehicle in front.
  • the driver warning is advantageously given in a manner that is visually and / or acoustically and / or haptically perceptible to the driver of the vehicle. It is thus possible to make the driver unequivocally aware that there is a risk of collision with the vehicle in front and that the automatic emergency braking process is triggered when the specified warning time has elapsed.
  • kinetic energy can be withdrawn from the vehicle even before it is triggered, by providing a driver warning that is perceptible to the driver of the vehicle in the form of a partial braking operation of the vehicle with a predetermined partial braking deceleration.
  • the specified partial brake deceleration is smaller than the specified emergency brake deceleration.
  • the emergency brake deceleration or a related variable can either be predetermined in a fixed manner or else in an adjustable manner.
  • quantities for example the vehicle dimensions se, describe the friction coefficient of the wheel brake devices of the vehicle, the condition of the road surface or the visibility, for example to determine an actually achievable maximum braking deceleration and to set the value of the predetermined emergency braking deceleration in accordance with the maximum braking deceleration that can actually be achieved.
  • the value of the emergency braking deceleration can also simply be predefined, in which case it is preferably assumed that the maximum braking deceleration that can be achieved on average, the value of which is typically in the range between 5 m / s 2 and 7 m / s 2 .
  • a predefined warning duration has the advantage that the driver is aware of the time at which the automatic emergency braking operation is triggered and that this does not occur unexpectedly or unpredictably.
  • a suitable value of the predefined warning period can be determined on the basis of driving tests. This is typically in the range between 1.7 and 2.3 seconds.
  • a minimum value of the warning duration is preferably specified, which should not be undercut, so that the driver basically has sufficient time to prepare for the triggering of the automatic emergency braking process or to intervene himself beforehand.
  • the target relative speed can also be specified in a fixed or adjustable manner. It is advantageous here if the value of a predetermined target relative speed is approximately zero. In this case, the vehicle's own speed is only reduced as much as is absolutely necessary by the automatic emergency braking process reliably prevent the vehicle from colliding with the vehicle in front. Any further reduction in the own speed is unnecessary and represents an additional danger, especially for vehicles behind.
  • the target safety distance can also be specified in a fixed or adjustable manner.
  • the value of the target safety distance can either be set as a function of variables that describe, for example, the vehicle mass, the brake lining friction value of the wheel brake devices of the vehicle, the condition of the road surface, the vehicle speed or the visibility conditions, or manually by the driver of the vehicle.
  • a minimum value for the target safety distance is preferably predetermined, so that an excessively close collision with the vehicle in front is prevented when the automatic emergency braking process is ended.
  • the specification of the value of the target safety distance can also be fixed, typically this then lies between zero and a few meters.
  • the driver warning is advantageously not triggered and / or the intensity of the driver warning is adjusted. In this way it is avoided that the driver of the vehicle perceives unnecessarily triggered driver warnings as disturbing and permanently switches off the device according to the invention, so that the method according to the invention is not carried out.
  • an already triggered driver warning can be ended and / or changed and / or the automatic emergency braking process not triggered.
  • the driver of the vehicle is given the opportunity as long as possible to take suitable countermeasures to avoid hit the vehicle driving ahead, and on the other hand, a driver warning that has in the meantime become unnecessary is no longer maintained and / or an automatic emergency braking process that has in the meantime become unnecessary is not even triggered.
  • the emergency braking time depends on the current driving situation when the automatic emergency braking process is triggered, the specified emergency braking deceleration, the target relative speed and the target safety distance.
  • the driver warning consists of at least two warning levels that are triggered one after the other within the predefined warning duration of the driver warning, with a predefined warning stage duration being assigned to each warning level. It is thus possible to build up the driver warning by using differently urgent warning levels, the urgency of the warning levels increasing with a decrease in the time remaining until the automatic emergency braking process is triggered, so that the driver is made aware of the shorter period of time until the automatic emergency braking process is triggered becomes.
  • the warning level duration of a warning level can be predefined or adjustable.
  • a predefined duration of the warning level has the advantage that the driver is aware of the time at which a subsequent warning level is triggered and / or of the automatic emergency braking process, and that the driver does not arrive unexpectedly or unpredictably.
  • the value of the warning level duration of a warning level is a function of variables which describe, for example, the vehicle mass, the brake lining friction value of the wheel brake devices of the vehicle, the visibility or the condition of the road surface. For example, the last and therefore usually the most urgent warning level can be triggered the earlier, the more unfavorable the conditions for avoiding the rearward opening by triggering the automatic emergency braking operation.
  • At least one of the warning levels that have already been triggered can be ended and / or the triggering of further warning levels can be omitted. It is thus avoided that the driver of the vehicle perceives unnecessarily triggered warning levels as disturbing and deactivates the device according to the invention.
  • an already triggered warning level for example in the form of an optical driver warning, until the predetermined warning time has expired and merely not to trigger further warning levels in order to inform the driver of the potentially existing risk of collision.
  • the presence of driver activity is expediently recognized on the basis of an actuation of at least one of the control elements of the vehicle, the control element serving in particular to change the longitudinal or transverse dynamics of the vehicle.
  • the control elements that are suitable for detecting driver activity include, for example, the accelerator pedal, the brake pedal, the clutch pedal, the steering wheel or the direction indicators of the vehicle.
  • a reduction in the risk of collision can be recognized in a simple manner on the basis of an increasing distance between the vehicle and the preceding vehicle and / or a decreasing relative speed between the vehicle and the preceding vehicle.
  • the current driving situation of the vehicle is dependent on the determined distance between the vehicle and the vehicle in front and / or the determined speed of the vehicle and / or the ascertained relative acceleration between the vehicle and the vehicle in front and / or the ascertained acceleration of the vehicle and / or the roadway inclination and / or from coefficients of friction between the roadway and the vehicle wheels.
  • a warning of vehicles driving ahead and / or driving behind can be given when the automatic emergency braking operation is triggered.
  • the brake lights, the vehicle horn, the hazard lights or the driving or main beam of the vehicle are actuated.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of an exemplary embodiment of a device for carrying out the method according to the invention
  • FIG. 2a shows an exemplary embodiment of the method according to the invention in the form of a flow chart
  • the device 5 for triggering an automatic emergency braking operation of a vehicle. This provides an assistance function to prevent the vehicle from colliding with a vehicle in front, at least the sequence of collisions being reduced if collision with the vehicle in front is unavoidable.
  • the device 5 has a sensor unit 11 with a distance sensor 6 for measuring the distance d between the vehicle and the vehicle in front and a relative speed sensor 12 for measuring the relative speed v re between the vehicle and the vehicle in front.
  • the corresponding measurement signals are fed to an evaluation unit 7.
  • the evaluation unit 7 In order to achieve a higher measuring accuracy, the
  • Radar sensors for example, are used as the distance sensor 6 and / or relative speed sensor 12.
  • the device 5 has an accelerator pedal 8, a brake pedal 9 and a clutch pedal 10.
  • the accelerator pedal 8 interacts with an accelerator pedal sensor 15, which registers the accelerator pedal deflection 1 and converts it into a corresponding signal.
  • a brake pedal sensor 16 detects the brake pedal deflection s and generates a corresponding signal.
  • the signals are fed to the evaluation unit 7.
  • a clutch pedal deflection w of the clutch pedal 10 is detected by a clutch pedal sensor 17 connected to the evaluation unit 7.
  • clutch pedal 10 and clutch pedal sensor 17 are of course missing.
  • a steering wheel 18 is provided, which interacts with a steering angle sensor 19, which registers the steering wheel angle set on steering wheel 18 and converts it into a corresponding signal.
  • the speeds of the vehicle wheels, not shown, are recorded by means of wheel speed sensors 20.
  • the signals from the steering angle sensor 19 and the wheel speed sensors 20 are also fed to the evaluation unit 7.
  • the evaluation unit 7 In addition to actuating the direction indicator 25, the evaluation unit 7 also takes into account the vehicle mass, the brake lining friction value of the wheel brake devices of the vehicle, the visibility and the condition of the road surface.
  • the vehicle mass results from the sum of the vehicle's empty mass and the loaded and / or attached mass.
  • the vehicle mass is either determined automatically by a mass determination unit 26 connected to the evaluation unit 7, for example in the manner of the device published in DE 38 43 818 Cl, or alternatively by manual input by the driver via a mass input unit 27.
  • the brake lining friction value of the wheel brake devices is taken into account takes place, for example, according to the in DE 199 11 902 Cl shown method, which is preferably carried out by the evaluation unit 7.
  • Appropriate sensors 28, 29 are provided for determining the surrounding visibility and the condition of the road.
  • the evaluation unit 7 controls a drive means control 35 of the drive means 36, a brake means control 37 of the brake means 38 and thus the wheel brake devices 39 of the vehicle, an optical warning device 45, an acoustic warning device 46, the vehicle horn 47 and lighting devices 48 after evaluating the signals carried on it Vehicle.
  • the drive means 36 of the vehicle are only represented by the drive means control 35; for clarity, the drive train, which in addition to the drive means control 35 also belongs to the drive means 36 and includes the engine, transmission, etc., is not shown.
  • the lighting devices 48 include, for example, the hazard lights, the brake lights, or the driving and driving lights of the vehicle.
  • the assistance function is activated and deactivated via a switch 49 connected to the evaluation unit 7.
  • the switch 49 is, for example, part of a user interface of a combination menu unit already present in the vehicle.
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of the method according to the invention in the form of a flow chart.
  • V r ⁇ i () v rel (0) + a rel (0) t. (8th)
  • a relative acceleration a rel (t) between the vehicle and the vehicle in front is defined at time t,
  • t tc is the time that must pass before the vehicle hits the vehicle in front (“time-to-crash”).
  • the vehicle hits the vehicle in front that is still driving.
  • the preceding vehicle comes to a standstill before the vehicle collides with the preceding vehicle.
  • d (t) d (t ⁇ till, v ) - (v (0) - a (0) ⁇ ⁇ ) (t - t still v )
  • An automatic emergency braking procedure to avoid the vehicle colliding with the vehicle in front must be triggered if the distance d (0), the relative speed v rel (0), the acceleration a (0) of the vehicle and the acceleration a v (0) of the vehicle in front Vehicle in a certain relationship to each other.
  • the emergency braking deceleration a NB required to avoid a collision is determined in a first step.
  • the target safety distance d z can be zero here, but is usually set greater than zero for safety reasons, for example in the order of a few meters.
  • d (t NB ) d (0) + i ⁇ I ____. (24 )
  • Equating with d z results in a NB for the required emergency braking deceleration
  • equation (25) can be represented more clearly by transformation
  • equations (12) and (17) mean that t> t still # v for any time
  • equation (32) can be represented more clearly by reshaping
  • an automatic emergency braking process must be triggered if the relationship described in equation (32) or (33) is fulfilled.
  • a warning time period t w which is fixed in the exemplary embodiment before the automatic emergency braking process is triggered, is intended to trigger a driver warning. The following applies to the relative speed v rel (0) and the distance d (0) at the time the driver warning is triggered
  • d NB or v re ⁇ , NB denote the distance or the relative speed between the vehicle and the vehicle in front at the time the automatic emergency braking process is triggered. If equations (34) and (35) are used in equation (26), this results in the first case
  • the driver warning is triggered in the first case when the relationship described in equation (37) is fulfilled.
  • v v (0) v V / NB - a v (0) t w , (39)
  • v NB or v V NB is the speed of the vehicle or that of the vehicle in front at the time the automatic emergency braking operation is triggered.
  • the driver warning is therefore triggered in the second case when the warning condition specified in equation (42) is fulfilled.
  • the driver warning should consist of at least two warning levels, which are triggered one after the other in time, each warning level being assigned a predetermined warning level duration.
  • a predetermined warning level duration t h before triggering the automatic emergency braking process is to trigger a warning level in which the driver warning takes place in a haptically perceptible manner; in turn, a predetermined warning level duration t oa before triggering the haptic driver warning is to trigger a further warning level in which the driver warning tion takes place in an optically and / or acoustically perceptible manner.
  • the warning period t w of the driver warning is given by the sum of the predefined warning stage period t oa of the visual and / or acoustic driver warning and the predefined warning stage period t of the haptic driver warning.
  • the haptic driver warning takes the form of partial braking of the vehicle with a predetermined partial braking deceleration a TB that is smaller than the predetermined emergency braking deceleration a NB . Accordingly, both the speed change during the visual and / or acoustic as well as during the haptic driver warning must be taken into account separately.
  • the distance and the relative speed at the time the driver warning is triggered are determined by
  • v rel (0) v rel, N B (°) ⁇ a rel (0) t O a ⁇ a r ⁇ lfra (0) t h , (44)
  • the driver warning with the two warning levels is triggered in the first case when the warning condition specified in equation (48) is fulfilled.
  • Equation (53) can be further simplified
  • the driver warning with the two warning levels is therefore triggered in the second case if the warning condition specified in equation (54) is fulfilled.
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of the method according to the invention in the form of a flow chart.
  • the method is started or ended in a first main step 60 when the assistance function is activated or deactivated by the driver of the vehicle.
  • the evaluation unit 7 uses the distance d determined by the sensor device 11 and the relative speed v re ⁇ between the vehicle and the vehicle in front and the speed v of the vehicle determined by the wheel speed sensors 20 to determine the speed v v of the vehicle in front, determines the acceleration a of the vehicle, the acceleration a v of the preceding vehicle and the relative acceleration a re ⁇ between the vehicle and the preceding vehicle.
  • the quantities listed above are generally functions of time t.
  • These sizes are either preset in a fixed manner or adjustable. An adjustment is made, for example, as a function of the vehicle mass, the brake lining friction value of the wheel brake devices, the road surface or the visibility.
  • the emergency braking time period t NB can be calculated from the variables mentioned above.
  • a third main step 62 it is checked whether a first warning level condition given by equation (48) or (54) for triggering a first warning level in which the driver warning takes place optically and / or acoustically is fulfilled.
  • the first warning level of the driver warning is triggered in a fourth main step 63.
  • a first time counter Ti is started.
  • the driver warning is given in an optically and / or acoustically perceptible manner.
  • An optical driver warning is implemented, for example, in the form of illuminating signals or danger symbols or by showing the time remaining until the automatic emergency braking process is triggered by means of the optical warning device 45.
  • an acoustic driver warning for example, an alarm signal or a voice warning is emitted by means of the acoustic warning device 46.
  • the radio and telephone are also muted in order to avoid distracting the driver.
  • a first secondary step 80 checks whether the first time counter i is less than the predefined warning time period t w . If this is the case, the process flow returns to the first secondary step 60 until the first time counter Ti is at least equal to the predefined warning time period t w . If this is the case, the first warning step of the driver warning is ended in a subsequent second secondary step 81, and the method sequence returns to the second main step 61.
  • the optical and / or acoustic driver warning which occurs in the first warning level is thus maintained until the end of the warning period t w in order to inform the driver of a potentially existing risk of collision. Further warning levels or the automatic emergency braking process are not triggered due to the termination criterion being met.
  • a second warning step of the driver warning is triggered in a seventh main step 66 as soon as it is determined in a previous sixth main step 65 that the first time counter T x is at least equal to the first predetermined warning step duration t oa . If, on the other hand, the first time counter T x is smaller than the first predefined warning stage time period t oa , the method sequence returns to the fifth main step 64.
  • the driver warning takes place in a haptically perceptible manner, namely in the form of a partial braking operation of the vehicle with the predetermined partial braking deceleration a TB .
  • a second time counter T 2 is started at the same time.
  • a total of two warning levels are assumed, from which the driver warning consists. Any other number of warning levels is also conceivable, when the driver warning occurs in a way that is perceptible optically and / or acoustically and / or haptically.
  • an eighth main step 67 If it is recognized in an eighth main step 67 that the termination criterion - for example the presence of driver activity and / or a reduction in the risk of collision - has been met, then the first warning level and the second warning level of the driver warning are ended in a third secondary step 82, and the process sequence returns second main step 61 back. It is also conceivable here to maintain the first warning level until the end of the warning period t w in order to inform the driver of a potentially existing risk of collision.
  • the first and second warning levels of the driver warning are ended in a tenth main step 69 and the automatic emergency braking process is triggered by appropriate activation of the braking means 36 and the drive means 38 as soon as it is determined in a previous ninth main step 69 is that the second time counter T 2 is at least equal to the second predetermined warning stage duration t h .
  • the vehicle's lighting devices 48 include, for example, the hazard lights, the brake lights or the driving or main beam, or the vehicle horn 47.
  • an eleventh main step 70 it is checked whether the emergency braking time counter T KB is smaller than the determined emergency braking time period tu B. As long as this is not the case, the process flow returns to the eleventh main step 70. An automatic emergency braking process that has already been triggered cannot therefore be terminated early. As soon as the emergency braking time counter T KB is at least equal to the determined emergency braking time t NB is in a fourth sub-step 83, both the first warning level of the driver warning and the automatic emergency braking process are ended, the process sequence then returning to the second main step 61.
  • the termination criterion checked in the fifth main step 64 and in the sixth main step 67 is then met if the driver's attention can be inferred from driver activity or if there is no longer an emergency situation due to a reduction in the risk of collision.
  • the presence of driver activity is recognized on the basis of an actuation of at least one of the control elements of the vehicle, the control element serving in particular to change the longitudinal or transverse dynamics of the vehicle.
  • the longitudinal or lateral dynamics are, for example, accelerator pedal 8, brake pedal 9, clutch pedal 10 or steering wheel 18.
  • the driver's attention can also be inferred as a result of actuation of the direction indicator 25.
  • the brake pedal 9 the clutch pedal 10 or the steering wheel 18, it is expedient to conclude a driver activity only when the change in the accelerator pedal deflection 1, the brake pedal deflection s, the clutch pedal deflection w or the Steering wheel angle ⁇ exceeds a certain predetermined threshold value.
  • a reduction in the risk of collision is recognized, for example, on the basis of an increasing distance d between the vehicle and the preceding vehicle and / or a decreasing amount of the relative speed v re ⁇ between the vehicle and the preceding vehicle.
  • the termination criterion is only met if the increase in the distance d between the vehicle and the vehicle in front and / or the decrease in the relative speed v re ⁇ between the vehicle and the vehicle in front are above predetermined threshold values.
  • 2b shows an alternative exemplary embodiment of the method according to the invention in the form of an addition to the flowchart shown in FIG. 2a.
  • the second warning level of the driver warning is only triggered here if it is determined in a first additional step 65 'that an associated, given second warning level condition according to equation (37) or (42) is fulfilled. If this is not the case, it is checked in a fifth sub-step 84 whether the first time counter i is less than the predefined warning time period t w . If this is the case, the process flow returns to the fifth secondary step 84 until the first time counter T x is at least equal to the predefined warning time period t w . If this is the case, the first warning step of the driver warning is ended in a subsequent sixth secondary step 88, and the method sequence returns to the second main step 61. The optical and / or acoustic driver warning occurring in the first warning level is also maintained here until the end of the warning period t w in order to inform the driver of a potentially existing risk of collision.
  • FIG. 2c shows a further alternative exemplary embodiment of the method according to the invention in the form of a further supplement to the flowchart shown in FIG. 2a.
  • the automatic emergency braking process is only triggered if it is determined in a second additional step 68 'whether an associated, given emergency braking condition according to equations (37) or (42) is met. If this is not the case, the second warning step of the driver warning is ended in a seventh secondary step 86, and the method sequence returns to the second main step 61.
  • FIG. 3 finally shows an exemplary representation of the time sequence of the method according to the invention, on the assumption that no termination criterion is met and the automatic emergency braking is triggered.
  • the driver warning is given in an optically and / or acoustically perceptible manner, and the first time counter Tu is started at the same time. If the first time counter Ti reaches the first predetermined warning level duration t oa / the second warning level is triggered, which takes place in a tactile manner in the form of a partial braking operation. At the same time, the second time counter T 2 is started.
  • the first warning level of the driver warning is maintained, although it is also conceivable to end it by triggering the second warning level.
  • the second time counter reaches the second predetermined warning level duration t h , the second warning level and possibly also the first warning level of the driver warning is ended and the automatic emergency braking process is triggered.
  • the emergency braking time counter T NB is triggered. If the emergency braking time counter T NB reaches the determined emergency braking time t NB , the first warning level of the driver warning and the automatic emergency braking process are ended.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Auslösung eines selbsttätigen Notbremsvorgangs eines Fahrzeugs, insbesondere eines Lastkraftwagens. Diese bietet eine Assistenzfunktion zur Vermeidung eines Auffahrens des Fahrzeugs auf ein vorausfahrendes Fahrzeug bzw. zur Verminderung der Unfallfolgen, wenn ein Auffahren unvermeidbar ist, wobei die Auslösung einer Fahrerwarnung erfolgt, wenn eine vorgegebene Warnbedingung (62) erfüllt ist. Die Erfüllung der Warnbedingung (62) gibt an, dass nach Ablauf einer vorgegebenen Warnzeitdauer (t_w = t_oa + t_h) zur Vermeidung des Auffahrens des Fahrzeugs auf das vorausfahrende Fahrzeug der selbsttätige Notbremsvorgang auszulösen ist. Die momentane Fahrsituation ergibt sich hierbei zumindest aus des ermittelten Beschleunigung (a) des Fahrzeugs und/oder der ermittelten Relativbeschleunigung (a_rel) zwichen Fahrzeug und vorausfahrendem Fahrzeug.

Description

DaimlerChrysler AG
Verfahren und Vorrichtung zur Auslösung eines selbsttätigen Notbremsvorgangs eines Fahrzeugs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Auslösung eines selbsttätigen Notbremsvorgangs eines Fahrzeugs, insbesondere eines Lastkraftwagens, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 22. Die Erfindung bietet eine Assistenzf nktion zur Vermeidung eines Auffahrens des Fahrzeugs auf ein vorausfahrendes Fahrzeug bzw. zur Verminderung der Unfallfolgen, wenn ein Auffahren unvermeidbar ist, wobei die Auslösung einer Fahrerwarnung erfolgt, wenn eine gegebene Warnbedingung erfüllt ist. Die Erfüllung der Warnbedingung gibt an, dass nach Ablauf einer vorgegebenen Warnzeitdauer der selbsttätige Notbremsvorgang auszulösen ist.
In der Druckschrift DE 41 01 759 AI ist ein automatisches Bremssystem für ein Fahrzeug veröffentlicht. Das Bremssystem umfasst allgemein einen Geschwindigkeitssensor zum Feststellen der Fahrzeuggeschwindigkeit und einen Abstandssensor zum Feststellen des Abstands zwischen dem Fahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug. Das Bremssystem bestimmt auf der Basis der Relativgeschwindigkeit und des Abstands zum vorausfahrenden Fahrzeug eine Grenzzeit, die erforderlich ist, bis das Fahrzeug auf das vorausfahrende Fahrzeug aufprallt, um durch Betätigung einer Alarmvorrichtung dem Fahrer des Fahrzeugs ein Alarmsignal zu geben, wenn bei nicht getretenem Bremspedal die Grenzzeit kürzer als ein vorgegebener Grenzzeitschwellenwert wird. Tritt der Fahrer des Fahrzeugs auf die Abgabe des Alarmsignals hin nicht das Bremspedal, so wird nach Ablauf eines fest oder variabel vorgegebenen Zeitintervalls ein automatischer Bremsvorgang durchgeführt, um die Fahrzeuggeschwindigkeit zur Vermeidung eines Aufpralls auf das vorausfahrende Fahrzeug soweit zu verringern, bis die Grenzzeit wieder größer als der vorgegebene GrenzzeitSchwellenwert ist .
Aufgrund der Art und Weise, in der die Einstellung des vorgegebenen Grenzzeitschwellenwerts durch das Bremssystem erfolgt, besteht die Möglichkeit, dass der vorgegebene Grenzzeitschwellenwert zu kurz ist, um mittels Durchführung des automatischen Bremsvorgangs einen Aufprall auf das vorausfahrende Fahrzeug vermeiden zu können. In diesem Fall ist die ausschließliche Betrachtung der Grenzzeit bis zum Aufprall nicht ausreichend, und das Bremssystem bestimmt zusätzlich auf Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Reibungskoeffizienten zwischen der Straßenoberfläche und den Fahrzeugreifen einen Anhalteweg, der zum Anhalten des Fahrzeugs erforderlich ist. Ist die Grenzzeit größer als der vorgegebene Grenzzeitschwellenwert, der Abstand zwischen Fahrzeug und vorausfahrendem Fahrzeug aber kleiner als der bestimmte Anhalteweg, so wird ebenfalls nach Abgabe des Alarmsignals der automatische Bremsvorgang des Fahrzeugs durchgeführt, und zwar solange, bis der Abstand wieder größer als der aktuell bestimmte Anhalteweg ist.
Sowohl bei der Bestimmung der Grenzzeit als auch bei der Bestimmung des Anhaltewegs ist es nachteilig, dass die Betrachtung der Fahr- bzw. Verkehrssituation nur in vereinfachter Weise erfasst wird. In komplexen Verkehrssituationen wird daher unter Umständen eine Aufprallgefahr auf das vorausfahrende Fahrzeug nicht erkannt oder falsch eingeschätzt, sodass die Abgabe des Alarmsignals und damit gegebenenfalls die Durchführung des automatischen Bremsvorgangs zu früh, zu spät, überhaupt nicht oder in unnötiger Weise erfolgt. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem bzw. bei der in komplexen Verkehrssituationen die Wahrscheinlichkeit einer Fehlauslösung des Fahreralarms und damit des selbsttätigen Notbremsvorgangs verringert wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 22 gelöst.
Die Fahrerwarnung wird ausgelöst, wenn eine vorgegebene Warnbedingung erfüllt ist, wobei die Erfüllung der Warnbedingung angibt, dass aufgrund der momentanen Fahrsituation des Fahrzeugs und einer vorgegebenen Notbremsverzögerung bei Ablauf einer vorgegebenen Warnzeitdauer zur Vermeidung eines Auffahrens des Fahrzeugs auf das vorausfahrende Fahrzeug bzw. zur Verminderung der Unfallfolgen, wenn ein Auffahren unvermeidbar ist, der selbsttätige Notbremsvorgang auszulösen ist, mit dem Ziel, mit Beendigung des selbsttätigen Notbremsvorgangs eine vorgegebene Zielrelativgeschwindigkeit und/oder einen vorgegebenen Zielsicherheitsabstand zwischen Fahrzeug und vorausfahrendem Fahrzeug zu erreichen. Durch geeignete Vorgabe der Zielrelativgeschwindigkeit und/oder des Zielsicherheitsabstands kann unter anderem erreicht werden, dass die Auslösung des Fahreralarms und damit die Auslösung des selbsttätigen Notbremsvorgangs nicht früher erfolgt, als zur Vermeidung eines Auffahrens auf das vorausfahrende Fahrzeug notwendig ist. Die momentane Fahrsituation ergibt sich hierbei zumindest aus der ermittelten Beschleunigung des Fahrzeugs und der ermittelten Relativbeschleunigung zwischen Fahrzeug und vorausfahrendem Fahrzeug. Durch Einbeziehung dieser Größen ist es möglich, dass die Gefahr eines Auffahrens des Fahrzeugs auf das vorausfahrende Fahrzeug bei einer Vielzahl von komplexen Verkehrssituationen zuverlässig erkannt bzw. korrekt eingeschätzt wird. Der Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemeäßen Vorrichtung bietet sich insbesondere in Zusammenhang mit Lastkraftwagen an, da gerade hier aufgrund der hohen Fahrzeugmassen ein Auffahren auf das vorausfahrende Fahrzeug in der Regel schwerwiegende Folgen hat. Es wird nicht nur eine Auffahrgefahr auf ein vorausfahrendes Fahrzeug, sondern natürlich auch auf jedes andere bewegliche oder feste Hindernis erkannt.
Vorteilhafte Ausführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Vorteilhafterweise erfolgt die Fahrerwarnung in für den Fahrer des Fahrzeugs optisch und/oder akustisch und/oder hap- tisch wahrnehmbarer Weise. So ist es möglich, den Fahrer un- missverständlich darauf aufmerksam zu machen, dass die Gefahr des Auffahrens auf das vorausfahrende Fahrzeug besteht und daher bei Ablauf der vorgegebenen Warnzeitdauer der selbsttätige Notbremsvorgang ausgelöst wird.
Um den selbsttätigen Notbremsvorgang sicherer zu gestalten, kann dem Fahrzeug bereits vor dessen Auslösung kinetische Energie entzogen werden, indem eine haptisch für den Fahrer des Fahrzeugs wahrnehmbare Fahrerwarnung in Form eines Teil- bremsvorgangs des Fahrzeugs mit einer vorgebenenen Teilbremsverzögerung erfolgt. Die vorgegebene Teilbremsverzögerung ist hierbei kleiner als die vorgebenene Notbremsverzögerung.
Weiterhin besteht die Möglichkeit, den selbsttätigen Not- bremsvorgang nur dann auszulösen, wenn eine gegebene Notbremsbedingung erfüllt wird und die vorgegebene Warnzeitdauer abgelaufen ist. So kann nochmals die Notwendigkeit des selbsttätigen Notbremsvorgangs vor dessen Auslösung überprüft werde .
Die Notbremsverzögerung oder eine damit zusammenhängende Größe, wie der Notbremsdruck, die Notbremskraft oder das Not- bremsmoment, kann entweder fest oder aber einstellbar vorgegeben werden. In letzterem Fall besteht die Möglichkeit, in Abhängigkeit von Größen, die beispielsweise die Fahrzeugmas- se, den Belagreibwert der Radbremseinrichtungen des Fahrzeugs, die Fahrbahnbeschaffenheit oder die Sichtverhältnisse beschreiben, beispielsweise eine tatsächlich erreichbare Maximalbremsverzögerung zu ermitteln und den Wert der vorgegebenen Notbremsverzögerung entsprechend der ermittelten ta- sächlich erreichbaren Maximalbremsverzögerung einzustellen. Einfacherweise kann der Wert der Notbremsverzögerung auch fest vorgegeben werden, wobei in diesem Fall vorzugsweise von einer durchschnittlich erreichbaren Maximalbremsverzögerung ausgegegangen wird, deren Wert typischerweise im Bereich zwischen 5 m/s2 und 7 m/s2 liegt.
Entsprechendes gilt für die Vorgabe der Warnzeitdauer, die ebenfalls fest oder einstellbar erfolgen kann. Eine fest vorgegebene Warnzeitdauer hat den Vorteil, dass dem Fahrer der Zeitpunkt der Auslösung des selbsttätigen Notbremsvorgangs bekannt ist und dieser nicht unerwartet bzw. unvorhersehbar eintrifft. Ein geeigneter Wert der vorgegebenen Warnzeitdauer kann aufgrund von Fahrversuchen ermittelt werden. Dieser liegt typischerweise im Bereich zwischen 1,7 und 2,3 Sekunden. Andererseits ist es denkbar, den Wert der vorgegebenen Warnzeitdauer in Abhängigkeit von Größen, die beispielsweise die Fahrzeugmasse, den Belagreibwert der Radbremseinrichtungen des Fahrzeugs, die Fahrbahnbeschaffenheit oder die Sicht- Verhältnisse beschreiben, einzustellen. Hierbei wird vorzugsweise ein Mindestwert der Warnzeitdauer vorgegeben, der nicht unterschritten werden soll, damit dem Fahrer grundsätzlich ausreichend Zeit bleibt, sich auf die Auslösung des selbsttätigen Notbremsvorgangs vorzubereiten oder vorher noch selbst einzugreifen.
Auch die Zielrelativgeschwindigkeit kann entweder fest oder aber einstellbar vorgegeben werden. Hierbei ist es von Vorteil, wenn der Wert einer fest vorgegebenen Zielrelativgeschwindigkeit in etwa Null beträgt. In diesem Fall wird die Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs durch den selbsttätigen Notbremsvorgang nur soweit wie unbedingt nötig verringert, um ein Auffahren des Fahrzeugs auf das vorausfahrende Fahrzeug zuverlässig zu verhindern. Jede darüber hinausgehende Verringerung der Eigengeschwindigkeit ist unnötig und stellt insbesondere für nachfolgende Fahrzeuge eine zusätzliche Gefahr dar.
Ferner kann auch der Zielsicherheitsabstand fest oder einstellbar vorgegeben werden. Eine Einstellung des Werts des Zielsicherheitsabstands kann entweder in Abhängigkeit von Größen, die beispielsweise die Fahrzeugmasse, den Bremsbelagreibwert der Radbremseinrichtungen des Fahrzeugs, die Fahrbahnbeschaffenheit , die Fahrzeuggeschwindigkeit oder die SichtVerhältnisse beschreiben, oder aber manuell durch den Fahrer des Fahrzeugs erfolgen. Hierbei ist vorzugsweise ein Mindestwert für den Zielsicherheitsabstand vorgegeben, sodass ein allzu dichtes Auffahren auf das vorausfahrende Fahrzeug mit Beendigung des selbsttätigen Notbremsvorgangs verhindert wird. Der Einfachheit halber kann die Vorgabe des Werts des Zielsicherheitsabstands auch fest vorgegeben werden, typischerweise liegt dieser dann zwischen Null und einigen Metern.
Vorteilhafterweise unterbleibt bei Vorliegen von Fahreraktivität und/oder bei Verringerung der Auffahrgefahr die Auslösung einer Fahrerwarnung und/oder die Intensität der Fahrerwarnung wird angepasst. Auf diese Weise wird vermieden, dass der Fahrer des Fahrzeugs unnötig ausgelöste Fahrerwarnungen als störend empfindet und die erfindungsgemäße Vorrichtung auf Dauer abschaltet, sodass das erfindungsgemäße Verfahren nicht durchgeführt wird.
Weiterhin kann bei Vorliegen von Fahreraktivität und/oder bei Verringerung der Auffahrgefahr eine bereits ausgelöste Fahrerwarnung beendet und/oder verändert werden und/oder die Auslösung des selbsttätigen Notbremsvorgangs unterbleiben. Zum einen wird dem Fahrer des Fahrzeugs solange wie möglich die Gelegenheit gegeben, geeignete Gegenmaßnahmen zur Vermei- dung des Auffahrens auf das vorausfahrende Fahrzeug zu treffen, und zum anderen wird eine zwischenzeitlich unnötig gewordene Fahrerwarnung nicht weiter aufrechterhalten und/oder ein zwischenzeitlich unnötig gewordener selbsttätiger Not- bremsvorgang garnicht erst ausgelöst .
Es ist möglich, den selbsttätigen Notbremsvorgang automatisch bei Ablauf der vorgegebenen Warnzeitdauer auszulösen, sofern die Fahrerwarnung nicht während der vorgegebenen Warnzeitdauer abgebrochen wird. In diesem Fall ist dem Fahrer des Fahrzeugs der Zeitpunkt der Auslösung des selbsttätigen Notbrems- Vorgangs bekannt, und er hat Gelegenheit, geeignete Gegenmaßnahmen zur Vermeidung des Auffahrens auf das vorausfahrende Fahrzeug zu treffen.
Um den Erfolg eines bereits ausgelösten selbsttätigen Not- bremsvorgangs nicht durch einen vorzeitigen Abbruch von Seiten des Fahrers zu gefährden, wird dieser erst dann abgebrochen, wenn eine ermittelte NotbremsZeitdauer abgelaufen ist und/oder wenn die vorgegebene Zielrelativgeschwindigkeit und der vorgegebene Zielsicherheitsabstand erreicht sind. Die NotbremsZeitdauer hängt ab von der momentanen Fahrsituation beim Auslösen des selbsttätigen Notbremsvorgangs, der vorgegebenen Notbremsverzögerung, der Zielrelativgeschwindigkeit und dem Zielsicherheitsabstand.
Vorteilhafterweise besteht die Fahrerwarnung aus wenigstens zwei Warnstufen, die innerhalb der vorgegebenen Warnzeitdauer der Fahrerwarnung zeitlich nacheinander ausgelöst werden, wobei jeder Warnstufe eine vorgegebene Warnstufenzeitdauer zugeordnet ist. Somit ist es möglich, die Fahrerwarnung durch Verwendung unterschiedlich dringlicher Warnstufen aufzubauen, wobei die Dringlichkeit der Warnstufen mit Abnahme der bis zur Auslösung des selbsttätigen Notbremsvorgangs verbleibenden Zeit zunehmen kann, sodass der Fahrer auf die kürzer werdende Zeitspanne bis zur Auslösung des selbsttätigen Not- bremsvorgangs hingewiesen wird. Die Warnstufenzeitdauer einer Warnstufe kann fest oder aber einstellbar vorgegeben sein. Eine fest vorgegebene Warnstufenzeitdauer hat den Vorteil, dass dem Fahrer der Zeitpunkt der Auslösung einer gegebenenfalls nachfolgenden Warnstufe und/oder des selbsttätigen Notbremsvorgangs bekannt ist und dieser nicht unerwartet bzw. unvorhersehbar eintrifft. Daneben besteht die Möglichkeit, den Wert der Warnstufenzeitdauer einer Warnstufe in Abhängigkeit von Größen einzustellen, die beispielsweise die Fahrzeugmasse, den Bremsbelagreibwert der Radbremseinrichtungen des Fahrzeugs, die Sicht- Verhältnisse oder die Fahrbahnbeschaffenheit beschreiben. So kann beispielsweise die letzte und damit in der Regel dringlichste Warnstufe umso früher ausgelöst werden, je ungünstiger die Verhältnisse zur Vermeidung des Auffahrens durch Auslösung des selbsttätigen Notbremsvorgangs sind.
Weiterhin besteht die Möglichkeit, nach Auslösung einer ersten Warnstufe nur dann wenigstens eine weitere Warnstufe auszulösen, wenn eine der weiteren Warnstufe jeweils zugeordnete, vorgegebene Warnbedingung erfüllt ist. So lässt sich die Notwendigkeit der Auslösung jeder weiteren Warnstufe überprüfen und die Auslösung unnötiger, der tatsächlichen Auffahrgefahr unangemessener Warnstufen vermeiden.
Bei Vorliegen von Fahreraktivität und/oder bei Verringerung der Auffahrgefahr kann wenigstens eine der bereits ausgelösten Warnstufen beendet werden und/oder die Auslösung weiterer Warnstufen unterbleiben. So wird vermieden, dass der Fahrer des Fahrzeugs unnötig ausgelöste Warnstufen als störend empfindet und die erfindungsgemäße Vorrichtung deaktiviert. Hierbei ist es auch möglich, eine bereits ausgelöste Warnstufe, die beispielweise in Form einer optischen Fahrerwarnung vorliegt, bis zum Ablauf der vorgegebenen Warnzeitdauer aufrechtzuerhalten und lediglich weitere Warnstufen nicht auszulösen, um den Fahrer auf die potentiell bestehende Auffahrgefahr hinzuweisen. Zweckmäßigerweise wird das Vorliegen von Fahreraktivität aufgrund einer Betätigung wenigstens eines der Bedienelemente des Fahrzeugs erkannt, wobei das Bedienelement insbesondere zur Änderung der Längs- oder Querdynamik des Fahrzeugs dient. Zu den Bedienelementen, die zur Erkennung der Fahreraktivität geeignet sind, zählen beispielsweise das Fahrpedal, das Bremspedal , das Kupplungspedal , das Lenkrad oder die Richtungsgeber des Fahrzeugs .
Eine Verringerung der Auffahrgefahr kann in einfacher Weise anhand eines mit der Zeit zunehmenden Abstands zwischen Fahrzeug und vorausfahrendem Fahrzeug und/oder einer mit der Zeit abnehmenden Relativgeschwindigkeit zwischen Fahrzeug und vorausfahrendem Fahrzeug erkannt werden.
Um die Gefahr eines Auffahrens des Fahrzeugs auf das vorausfahrende Fahrzeug auch in komplexen Verkehrsituationen zuverlässig erkennen bzw. korrekt einschätzen zu können, wird die momentane Fahrsituation des Fahrzeugs in Abhängigkeit des ermittelten Abstands zwischen Fahrzeug und vorausfahrendem Fahrzeug und/oder der ermittelten Geschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder der ermittelten Relativbeschleunigung zwischen Fahrzeug und vorausfahrendem Fahrzeug und/oder der ermittelten Beschleunigung des Fahrzeugs und/oder der Fahrbahnneigung und/oder von Reibwerten zwischen der Fahrbahn und den Fahrzeugrädern bestimmt.
Damit die Gefahr möglicher Folgeunfälle verringert wird, kann bei Auslösung des selbsttätigen Notbremsvorgangs eine Warnung vorausfahrender und/oder hinterherfahrender Fahrzeuge erfolgen. Hierzu werden beispielsweise die Bremslichter, die Fahrzeughupe, die Warnblinker oder das Fahr- oder Fernlicht des Fahrzeugs betätigt . Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Auslösung eines selbsttätigen Notbremsvorgangs eines Fahrzeugs wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbei- spiels einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 2a ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Flussdiagramms,
Fig. 2b eine alternatives Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 2c ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens und
Fig. 3 eine beispielhafte Darstellung des zeitlichen Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens .
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 5 zur Auslösung eines selbsttätigen Notbremsvorgangs eines Fahrzeugs. Diese stellt eine Assistenzfunktion zur Vermeidung des Auffahrens des Fahrzeugs auf ein vorausfahrendes Fahrzeug bereit, wobei zumindest die Auffahrfolgen vermindert werden, falls das Auffahren auf das vorausfahrende Fahrzeug unvermeidbar ist. Hierzu weist die Vorrichtung 5 eine Sensoreinheit 11 auf, mit einem Abstandssensor 6 zur Messung des Abstands d zwischen Fahrzeug und vorausfahrendem Fahrzeug und einem Relativgeschwindigkeitssen- sor 12 zur Messung der Relativgeschwindigkeit vre_ zwischen Fahrzeug und vorausfahrendem Fahrzeug. Die entsprechenden Messsignale werden einer Auswerteeinheit 7 zugeführt. Um eine höhere Messgenauigkeit zu erreichen, können zur Messung des
I
Abstands d und der Relativgeschwindigkeit vrei verschiedene, jeweils am besten geeignete physikalische Messverfahren ver- wendet werden. Als Abstandssensor 6 und/oder Relativgeschwin- digkeitssensor 12 werden beispielsweise Radarsensoren verwendet .
Bei einem Fahrzeug mit manuellem Schaltgetriebe weist die Vorrichtung 5 ein Fahrpedal 8, ein Bremspedal 9 und ein Kupplungspedal 10 auf. Das Fahrpedal 8 wirkt mit einem Fahrpedal- sensor 15 zusammen, der die Fahrpedalauslenkung 1 registriert und in ein entsprechendes Signal umwandelt. Ein Bremspedalsensor 16 erfasst die Bremspedalauslenkung s und erzeugt ein entsprechendes Signal . Die Signale werden der Auswerteeinheit 7 zugeführt. Eine Kupplungspedalauslenkung w des Kupplungspedals 10 wird durch einen mit der Auswerteeinheit 7 verbundenen Kupplungspedalgeber 17 erfasst. Bei einem Fahrzeug mit Automatikgetriebe oder automatisiertem Schaltgetriebe fehlen natürlich Kupplungspedal 10 und Kupplungspedalgeber 17. Weiterhin ist ein Lenkrad 18 vorhanden, das mit einem Lenkwinkelsensor 19 zusammenwirkt, der den am Lenkrad 18 eingestellten Lenkradwinkel registriert und in ein entsprechendes Signal umwandelt. Die Drehzahlen der nicht dargestellten Fahrzeugräder werden mittels RaddrehzahlSensoren 20 erfasst. Die Signale des Lenkwinkelsensors 19 und der RaddrehzahlSensoren 20 werden ebenfalls der Auswerteeinheit 7 zugeführt.
Zusätzlich wird von der Auswerteeinheit 7 neben einer Betätigung des Richtungsgebers 25 die Fahrzeugmasse, der Bremsbelagreibwert der Radbremseinrichtungen des Fahrzeugs, die Sichtverhältnisse und die Fahrbahnbeschaffenheit berücksichtigt. Die Fahrzeugmasse ergibt sich aus der Summe der Fahrzeugleermasse und der zugeladenen und/oder angehängten Masse. Die Bestimmung der Fahrzeugmasse erfolgt entweder selbsttätig durch eine mit der Auswerteeinheit 7 verbundene Massebestimmungseinheit 26, beispielsweise nach Art der in DE 38 43 818 Cl veröffentlichten Vorrichtung, oder aber alternativ mittels manueller Eingabe durch den Fahrer über eine Masseeingabeeinheit 27. Die Berücksichtigung des Bremsbelagreibwerts der Radbremseinrichtungen erfolgt beispielsweise gemäß des in DE 199 11 902 Cl dargestellten Verfahrens, das vorzugsweise durch die Auswerteeinheit 7 mitausgeführt wird. Zur Bestimmung der umgebenden Sichtverhältnisse und der Fahrbahnbeschaffenheit sind entsprechende Sensoren 28, 29 vorhanden.
Die Auswerteeinheit 7 steuert ihrerseits nach Auswertung der auf sie geführten Signale eine Antriebsmittelsteuerung 35 der Antriebsmittel 36, eine BremsmittelSteuerung 37 der Bremsmittel 38 und damit der Radbremseinrichtungen 39 des Fahrzeugs, eine optische Warneinrichtung 45, eine akustische Warneinrichtung 46, die Fahrzeughupe 47 und Leuchteinrichtungen 48 des Fahrzeugs an. Die Antriebsmittel 36 des Fahrzeugs sind lediglich durch die Antriebsmittelsteuerung 35 vertreten, der Übersichtlichkeit ist der neben der Antriebsmittelsteuerung 35 ebenfalls zu den Antriebsmitteln 36 gehörende Antriebsstrang, der Motor, Getriebe, etc. umfasst, nicht gezeigt. Zu den Leuchteinrichtungen 48 gehören beispielsweise die Warnblinker, die Bremslichter oder das Fahr- und Fernlicht des Fahrzeugs .
Die Assistenzfunktion wird zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens über einen mit der Auswerteeinheit 7 verbundenen Schalter 49 aktiviert und deaktiviert. Der Schalter 49 ist beispielsweise Teil einer Bedienoberfläche einer im Fahrzeug bereits vorhandenen Kombimenüeinheit .
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Flussdiagramms . Bevor hierauf näher eingegangen wird, werden zum besseren Verständnis zunächst einige Grundlagen näher erläutert.
Für die von einem Fahrzeug zum Zeitpunkt t zurückgelegte Strecke s(t) gilt
s(t) = s(0) + |v(t)dt , (1) wobei sich die Geschwindigkeit v(t) zum Zeitpunkt t aus
Figure imgf000015_0001
o
ergibt . s(0) ist die vom Fahrzeug zum Zeitpunkt t = 0 zurückgelegte Strecke, dementsprechend ist v(0) die Geschwindigkeit und a(0) die Beschleunigung des Fahrzeugs zum Zeitpunkt t = 0. Daraus folgt
t t t s(t) = s(0) + Jv(0)dt + j" ja(t)dtdt , (3)
0 0 0
woraus sich wegen v(0) = konst. die Beziehung
t t s(t) = s(0) + v(0)dt + j" Ja(t)dtdt (4) o o
ergibt . Weiterhin wird angenommen, dass die Beschleunigung a(t) des Fahrzeugs zu jedem Zeitpunkt t den konstanten Wert a(0) besitzt. In diesem Fall ergibt sich
s(t) = s(0) + v(0)dt + - a(0)t2 , (5)
2
bzw. aus Gleichung (2)
v(t) = v(0) + a(0)t . (6)
Dem Fahrzeug soll nun ein weiteres Fahrzeug vorausfahren, wobei das vorausfahrende Fahrzeug nachfolgend mit dem Index „v" gekennzeichnet wird. Die Relativgeschwindigkeit vrel(t) zwischen Fahrzeug und vorausfahrendem Fahrzeug zum Zeitpunkt t wird durch
vrel(t) = v(t) - vv(t) (7) definiert. Die Relativgeschwindigkeit vrel(t) ist also positiv, wenn sich das Fahrzeug an das vorausfahrende Fahrzeug annähert. Mit Gleichung (6) ergibt sich
Vrβi( ) = vrel(0) + arel(0)t . (8)
In entsprechender Weise wird eine Relativbeschleunigung arel(t) zwischen Fahrzeug und vorausfahrendem Fahrzeug zum Zeitpunkt t definiert,
arβl(t) = a(t) - av(t) . (9)
Der Abstand d(t) zwischen Fahrzeug und vorausfahrendem Fahrzeug zum Zeitpunkt t ergibt sich aus
d(t) = d(0) - s(t) + sv(t) ,
woraus aufgrund der Gleichungen (5) und (8) die Beziehung
d(t) = d(0) - vrel(0)t - - arel(0)t2 (10)
2
folgt .
Im folgenden sei mit ttc diejenige Zeit bezeichnet, die vergehen muss, bis es zum Auffahren des Fahrzeugs auf das vorausfahrende Fahrzeug kommt („time-to-crash") .
Weiterhin wird vereinfachend angenommen, dass die Beschleunigungen von Fahrzeug und vorausfahrendem Fahrzeug zeitlich konstant sind. Aufgrund dieser Vereinfachung sind bei der Bestimmung der Zeit ttc zwei Fälle zu unterscheiden:
Im ersten Fall fährt das Fahrzeug auf das noch fahrende vorausfahrende Fahrzeug auf. Im zweiten Fall kommt das vorausfahrende Fahrzeug noch vor dem Auffahren des Fahrzeugs auf das vorausfahrende Fahrzeug zum Stillstand.
Im zweiten Fall würde aufgrund der als zeitlich konstant angenommenen Beschleunigungen das vorausfahrende Fahrzeug seine Bewegungsrichung umkehren, nachdem es zum Stillstand gekommen ist. In der Realität ist das natürlich nicht der Fall. In diesem Fall wäre eine unnötig frühe Auslösung eines selbsttätigen Notbremsvorgangs die Folge. Um dies zu vermeiden, müssen der erste und der zweite Fall getrennt behandelt werden, wobei im zweiten Fall die Beschleunigung av des vorausfahrenden Fahrzeugs ab dessen Stillstandszeitpunkt Null beträgt.
Generell erfolgt ein Auffahren auf das vorausfahrende Fahrzeug, wenn der Abstand d(t) zwischen Fahrzeug und vorausfahrendem Fahrzeug zu Null wird.
Im ersten Fall ergibt sich daher die Zeit ttc bis zum Auffahren auf das vorausfahrende Fahrzeug wegen Gleichung (10) zu
areχ(0)tlo + 2vrel(0)ttc - 2d(0) = 0 . ( 11 )
Ist arel(0) = 0, aber vrel(0) ≠ 0, so gilt außerdem
tκ = - *5L . (12 ) vrel(0)
Damit ist
f ttc > 0 , falls vrel(0) > 0
{ (13)
[ ttc < 0 , falls vrel(0) < 0 .
Die Lösung der quadratischen Gleichung (11) lautet
Figure imgf000017_0001
Im zweiten Fall ist die Zeit tstill;V bis zum Stillstand des vorausfahrenden Fahrzeugs entsprechend Gleichung (6) für vv(0) > 0 durch
u
Figure imgf000018_0001
0
-still,-* ( 15 ) ∞ , falls av(0) > 0
gegeben. Für den Abstand d(t) zwischen Fahrzeug und vorausfahrendem Fahrzeug zum Zeitpunkt tstill;V gilt damit nach Gleichung (10)
d(tstill,v) = d(0) + vrel(0) ^ - - arel(0) (^J)2 . (16) av(0) 2 av(0)
Für den Abstand d(t) zwischen Fahrzeug und vorausfahrendem Fahrzeug zu einem beliebigen Zeitpunkt t > tstill/V gilt
1 d(t) = d(tstill(V) — v(tstill;V) (t - tst£11/V) - — a(tΞtill/V) (t - tstill v)
(17)
Gemäß Gleichung (6) ist
(15) v (0) v(tstill V) = v(0) + a(0)tstill/V = v(0) - a(0) -^- . ( 18 ) av(0)
Weiterhin gilt aufgrund der getroffenen Annahme konstanter Beschleunigungen
a(t stiii, v) = , (19)
und damit
d(t) = d(tβtill,v) - (v(0) - a(0) ^τ) (t - tstill v)
^(0) (20)
- - a(0) (t - tstill,v)2 . 2 Ein Auffahren auf das vorausfahrende Fahrzeug erfolgt, wenn der Abstand d(t) zwischen Fahrzeug und vorausfahrendem Fahrzeug zu Null wird. Damit bestimmt sich die Zeit ttc - tatillιV zwischen Stillstand des vorausfahrenden Fahrzeugs und dem Auffahren des Fahrzieugs auf das vorausfahrende Fahrzeug zu
a(0) (ttc - tstill,v)2 + 2(v(0) - a(0) ^^) (ttc - tBtillιV) av(0) (21 )
- 2d(tBtlll#v) = 0 .
Ein selbsttätiger Notbremsvorgang zur Vermeidung eines Auffahrens des Fahrzeugs auf das vorausfahrende Fahrzeug ist auszulösen, wenn der Abstand d(0) , die Relativgeschwindigkeit vrel(0) , die Beschleunigung a(0) des Fahrzeugs und die Beschleunigung av(0) des vorausfahrenden Fahrzeugs in einem bestimmten Zusammenhang zueinander stehen. Um diesen Zusammenhang zu ermitteln, wird in einem ersten Schritt die zur Vermeidung eines Auffahrens erforderliche Notbremsverzögerung aNB bestimmt. Der selbsttätige Notbremsvorgang erfolgt mit dem Ziel, mit seiner Beendigung eine vorgegebene Zielrelativgeschwindigkeit vrel/Z = 0 und einen vorgegebenen Zielsicherheitsabstand dz zwischen Fahrzeug und vorausfahrendem Fahrzeug zu erreichen. Der Zielsicherheitsabstand dz kann hierbei gleich Null sein, wird aber in der Regel der Sicherheit wegen größer als Null angesetzt, beispielsweise in der Größenordnung einiger Meter.
Im ersten Fall behält das vorausfahrende Fahrzeug aufgrund der vereinfachenden Annahme konstanter Beschleunigungen seine Beschleunigung a auch nach Beendigung des selbsttätigen Not- bremsvorgangs bei. Die Notbremszeitdauer tNB ist wegen Gleichung (8) gegeben durch
tJJB — _ vrel(°) , (22) arel,NB mit der relativen Notbremsverzögerung
arel,KB = a NB ~ av(0) . (23)
Für den Abstand d(t) , der sich bei Beendigung des selbsttätigen Notbremsvorgangs ergibt, gilt nach Gleichung (10)
d(tNB) = d(0) + i^I____ . (24)
2 arel/NB
Gleichsetzen mit dz ergibt für die erforderliche Notbremsverzögerung aNB
aNB = av(0) - —— — . (25)
2(d(0) - dz)
Erfindungsgemäß ist die Notbremsverzögerung auß vorgegeben. In diesem Fall lässt sich Gleichung (25) durch Umformung übersichtlicher darstellen,
2(aNB - av(0) ) (d(0) - dz) = -v2 el(0) . (26)
Es ist also im ersten Fall ein selbsttätiger Notbremsvorgang auszulösen, wenn der in Gleichung (25) oder (26) beschriebene Zusammenhang erfüllt ist .
Im zweiten Fall kommt das vorausfahrende Fahrzeug noch vor Beendigung des selbsttätigen Notbremsvorgangs zum Stillstand. Für den Abstand d(t) zwischen Fahrzeug und vorausfahrendem Fahrzeug gilt aufgrund der Gleichungen (12) und (17) für beliebige Zeiten t > tstill#v
d(t) 2
Figure imgf000020_0001
1 — v(tstiiι,v) (t - tsti11(V) — — a^t - tstill/ V) .
(27 ) Die Zeitdauer nach Stillstand des vorausfahrenden Fahrzeugs bis zur Beendigung des selbsttätigen Notbremsvorgangs ist wegen Gleichung (18) durch
t ~ t still, v
Figure imgf000021_0001
(28 ) aNB
gegeben. Damit und mit Gleichung (27) ergibt sich
CCt, .
Figure imgf000021_0002
(29)
Durch Ausmultiplizieren folgt daraus
d(t) - d(0) + ,-,« ^ + ^> - v(0) ^> + ^> , (30) av(0) 23^ av(0) 2av(0)
und mit Gleichung (7) schließlich
Figure imgf000021_0003
Die erforderliche Notbremsverzögerung aKB ist hier also
Figure imgf000021_0004
Ist die Notbremsverzögerung aNB vorgegeben, lässt sich Gleichung (32) durch Umformung übersichtlicher darstellen,
aNB(v2(0) - 2av(0) (d(0) - dz) ) = av(0)v2(0) . (33)
Es ist also im zweiten Fall ein selbsttätiger Notbremsvorgang auszulösen, wenn der in Gleichung (32) oder (33) beschriebene Zusammenhang erfüllt ist. Eine beim Ausführungsbeispiel fest vorgegebene Warnzeitdauer tw vor Auslösung des selbsttätigen Notbremsvorgangs soll eine Auslösung einer Fahrerwarnung erfolgen. Für die Relativgeschwindigkeit vrel(0) und den Abstand d(0) zum Zeitpunkt der Auslösung der Fahrerwarnung gilt
vrel (0) - vrel,NB - a rel (0)t ( 34 )
1 d(0) = dNB + twvrel(0) + - t2arel(0) . (35 )
2
Hierbei bezeichnen dNB bzw. vreι,NB den Abstand bzw. die Relativgeschwindigkeit zwischen Fahrzeug und vorausfahrendem Fahrzeug zum Zeitpunkt der Auslösung des selbsttätigen Not- bremsvorgangs . Werden die Gleichungen (34) und (35) in Gleichung (26) eingesetzt, so ergibt sich im ersten Fall
- 2(aNB - av(0) ) (d(0) - dz - twvrel(0) - - t2arel(0) )
2 (36)
= (vreι(0) + arel(0)tw)2 ,
wobei in Gleichung (26) d(0) durch dNB und vrel(0) durch vreι,NB ersetzt wurde. Daraus folgt
arel(0) (aNB - a(0) )t2 + 2vrel(0) (aNB - a(0) )tw
(37) - 2arel,NB(d(0) - dz) - v2 el(0) = 0.
Die Auslösung der Fahrerwarnung erfolgt im ersten Fall, wenn der in Gleichung (37) beschriebene Zusammenhang erfüllt ist.
Weiterhin gilt für die Geschwindigkeiten von Fahrzeug und vorausfahrendem Fahrzeug
v(0) = vNB - a(0)tw , (38)
vv(0) = vV/NB - av(0)tw , (39) wobei vNB bzw. vV;NB die Geschwindigkeit des Fahrzeugs bzw. die des vorausfahrenden Fahrzeugs zum Zeitpunkt der Auslösung des selbsttätigen Notbremsvorgangs ist .
Werden die Gleichungen (38) und (39) in Gleichung (33) eingesetzt, so ergibt sich im zweiten Fall
NB(O) (vv(0) + av(0)tw)2 - 2aNBav(0) (d(0) - twvrel(0) arel(0)t2 - dz)
2
= av(0) (v(0) + a(0)tw)2 ,
(40)
wobei in Gleichung (33) d(0) durch dNB, v(0) durch vNB und vv(0) durch vv,NB ersetzt wurde. Aus Gleichung (40) folgt
(aNB(a2(0) + av(0)arel(0) ) - av(0)a2(0) )t2
+ 2av(0) (aNBvv(0) - a(0)v(0) + aNBvrel(0) )tw (41)
+ aNBv2(0) - av(0)v2(0) - 2aNBav(0) (d(0) - dz) = 0
und daraus unter Verwendung der Gleichungen (9) und (7)
av(0)a(0) (aNB - a(0) )t2 + 2av(0) (a^ - a(0) )v(0)tw
(42> + a^v2 )) - av(0)v2(0) - 2aNBav(0) (d(0) - dz) = 0 .
Die Auslösung der Fahrerwarnung erfolgt also im zweiten Fall, wenn die in Gleichung (42) angegebene Warnbedingung erfüllt ist .
Die Fahrerwarnung soll aus wenigstens zwei Warnstufen bestehen, die zeitlich nacheinander ausgelöst werden, wobei jeder Warnstufe eine vorgegebene Warnstufenzeitdauer zugeordnet ist. Eine vorgegebene Warnstufenzeitdauer th vor Auslösung des selbsttätigen Notbremsvorgangs soll eine Warnstufe ausgelöst werden, in der die Fahrerwarnung in haptisch wahrnehmbarer Weise erfolgt, wiederum eine vorgegebene Warnstufenzeitdauer toa vor Auslösung der haptischen Fahrerwarnung soll eine weitere Warnstufe ausgelöst werden, in der die Fahrerwar- nung in optisch und/oder akustisch wahrnehmbarer Weise erfolgt . Die Warnzeitdauer tw der Fahrerwarnung ist in diesem Fall durch die Summe der vorgegebenen Warnstufenzeitdauer toa der optischen und/oder akustischen Fahrerwarnung und der vorgegebenen Warnstufenzeitdauer t der haptischen Fahrerwarnung gegeben. Die haptische Fahrerwarnung erfolgt in Form einer Teilbremsung des Fahrzeugs mit einer vorgegebenen Teilbremsverzögerung aTB, die kleiner als die vorgegebene Notbremsverzögerung aNB ist. Dementsprechend uss sowohl die Geschwindigkeitsänderung während der optischen und/oder akustischen als auch während der haptischen Fahrerwarnung getrennt berücksichtigt werden.
Der Abstand und die Relativgeschwindigkeit zum Zeitpunkt der Auslösung der Fahrerwarnung werden durch
vrel(0) = vrel,NB(°) ~ arel(0)tOa ~ arβlfra(0)th , (44 )
1 1 d(0) = άm + (th + toa)vrel(0) + thtoaarel(0) + - t2 aarel(0) + - t|arel#h(0) ,
2 2
(45) mit
r_ι,h(0) = aτB. - av(0) (46)
beschrieben. Hierbei ist vreι(NB die Relativgeschwindigkeit und dm der Abstand zwischen Fahrzeug und vorausfahrendem Fahrzeug zum Zeitpunkt der Auslösung des selbsttätigen Notbrems- Vorgangs. Werden die Gleichungen (44) und (45) in Gleichung (26) eingesetzt, so ergibt sich im ersten Fall
- 2(aNB - av(0) ) (d(0) - (toa + th)vrel(0) - thtoaarel(0)
- t|aarel(0) - - t2 1arel,h(0) - dz) = (vrel(0) + arel (0)toa + arel/h(0)th)2 , 2 2
(47 ) wobei in Gleichung (26) d(0) durch dKB und vrel(0) durch vreι(-iB ersetzt wurde. Daraus folgt
arel(0) (aNB - a(0) )t2 a
+ 2( (auB - a(0) )vrel(0) + (aNB -
Figure imgf000025_0001
- 2(aNB - av(0) ) (d(0) - d2) + 2(aNB - av(0) )vrel(0)th (48 )
+ (aNB - av(0) )arel,h(0)ti - (vrel(0) + a^^O)^)2
= 0 .
Die Auslösung der Fahrerwarnung mit den beiden Warnstufen erfolgt im ersten Fall, wenn die in Gleichung (48) angegebene Warnbedingung erfüllt ist.
Weiterhin gilt für die Geschwindigkeiten von Fahrzeug und vorausfahrendem Fahrzeug zum Zeitpunkt der Auslösung der Fahrerwarnung
vv(0) = vV(NB - av(0) (toa + th) , (49 )
v(0) = vNB - a(0)toa - aTBth . ( 50 )
Einsetzen der Gleichungen (49) , (50) und (45) in Gleichung (33) ergibt im zweiten Fall
aNB(vv(0) + av(0) (toa + th) f
- 2av(0)aNB(d(0) - (th + toa)vrel(0) - thtoaarel(0)
Figure imgf000025_0002
= av(0) (v(0) + a(0)toa + aTBth)2 ,
wobei in Gleichung (33) d(0) durch dm, v(0) durch VB und vv(0) durch VV,NB ersetzt wurde. Daraus folgt
aNB(vv(0) + av(0)th) + av(0)toa)2
- 2av(0)aNB(d - thvrel(0) - toavrel(0) - thtoaarel(0)
- - arel(0)t2 a - - a-.elf h(0)tέ - dz) = av(0) ( (v(0) + aTBth) + a(0)toa)2 und schließlich
av(0)a(0) (aNB - a(0) )t a
+ (2aNBav(0) (vv(0) + av(0)th) + 2aNBav (0)vrel (0) + 2aNBav(0)arel(0)th
- 2av(0)a(0) (v(0) + aTBth) )toa + aNB(vv(0) + av(0)th)2 - 2aNBav(0) (d(0) - dz)
+ 2aNBav(0)thvrel(0) + a-^^anBaj-ex^^t2, - av(0) (v(0) + aTBth)2 = 0 .
(53) Gleichung (53) kann weiter vereinfacht werden,
av(0)a(0) (aNB - a(0) )t - 2 -o2 a
+ (2aNBav(0) (v(0) + a(0)th) - 2av(0)a(0) (v(0) + aTBth) )toa
+ aNB(vv(0) + av(0)th)2 - 2aNBav(0) (d(0) - dz) + 2aNBav(0)thvrel(0)
+ av(0)aNBarel/h(0)t - av(0) (v(0) + aTBth)2
= 0 .
( 54 )
Die Auslösung der Fahrerwarnung mit den beiden Warnstufen erfolgt also im zweiten Fall, wenn die in Gleichung (54) angegebene Warnbedingung erfüllt ist.
In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Flussdiagramms dargestellt . Das Verfahren wird in einem ersten Hauptschritt 60 bei Aktivierung bzw. Deaktivierung der Assistenzfunktion durch den Fahrer des Fahrzeugs gestartet bzw. beendet.
In einem zweiten Hauptschritt 61 wird von der Auswerteeinheit 7 auf Basis des mittels der Sensoreinrichtung 11 ermittelten Abstands d und der Relativgeschwindigkeit vreι zwischen Fahrzeug und vorausfahrendem Fahrzeug und der mittels der Raddrehzahlsensoren 20 ermittelten Geschwindigkeit v des Fahrzeugs die Geschwindigkeit vv des vorausfahrenden Fahrzeugs, die Beschleunigung a des Fahrzeugs, die Beschleunigung av des vorausfahrenden Fahrzeugs und die Relativbeschleunigung areι zwischen Fahrzeug und vorausfahrendem Fahrzeug bestimmt. Die zuvor aufgezählten Größen sind hierbei im allgemeinen Funktionen der Zeit t. Weiterhin erfolgt im zweiten Hauptschritt 61 die Vorgabe der Warnzeitdauer tw, einer ersten vorgegebenen Warnstufenzeitdauer toa/ einer zweiten vorgegebenen Warnstufenzeitdauer th, des Zielsicherheitsabstands dz, der Zielrelativgeschwindigkeit vreι,Z/ der Teilbremsverzögerung aTB, der relativen Teilbremsverzögerung areι,iι und der Notbremsverzögerung aNB. Diese Größen sind hierbei jeweils entweder in fester Weise oder aber einstellbar vorgegeben. Eine Einstellung erfolgt beispielsweise in Abhängigkeit der Fahrzeugmasse, des Bremsbelagreibwerts der Radbremseinrichtungen, der Fahrbahnbeschaffenheit oder der Sichtverhältnisse. Die Notbremszeitdauer tNB kann hierbei aus den zuvor genannten Größen berechnet werden.
In einem dritten Hauptschritt 62 wird überprüft, ob eine durch die Gleichung (48) bzw. (54) gegebene erste Warnstufenbedingung zur Auslösung einer ersten Warnstufe, in der die Fahrerwarnung optisch und/oder akustisch erfolgt, erfüllt ist .
Ist die erste Warnstufenbedingung erfüllt, so wird in einem vierten Hauptschritt 63 die erste Warnstufe der Fahrerwarnung ausgelöst. Gleichzeitig wird ein erster Zeitzähler Ti gestartet. In der ersten Warnstufe erfolgt die Fahrerwarnung in optisch und/oder akustisch wahrnehmbarer Weise. Eine optische Fahrerwarnung wird beispielsweise in Form aufleuchtender Signale oder Gefahrensymbole oder durch Einblendung der verbleibenden Zeit bis zur Auslösung des selbsttätigen Notbremsvorgangs mittels der optischen Warneinrichtung 45 umgesetzt. Bei einer akustischen Fahrerwarnung hingegegen wird beispielsweise ein Alarmsignal oder einer Sprachwarnung mittels der akustischen Warneinrichtung 46 abgegeben, darüberhinaus ist es beispielsgemäß vorgesehen, zusätzlich Radio und Telefon stummzuschalten, um eine Ablenkung des Fahrers zu vermeiden.
Ist die erste Warnstufenbedingung hingegen nicht erfüllt, so kehrt der Verfahrensablauf wieder zum zweiten Hauptschritt 61 zurück. Wird in einem fünften Hauptschritt 64 das Vorliegen eines Abbruchkriteriums - beispielsgemäß das Vorliegen von Fahreraktivität und/oder eine Verringerung der Auffahrgefahr - festgestellt, so wird in einem ersten Nebenschritt 80 überprüft, ob der erste Zeitzähler i kleiner als die vorgegebene Warnzeitdauer tw ist. Ist das der Fall, kehrt der Verfahrensablauf solange zum ersten Nebenschritt 60 zurück, bis der erste Zeitzähler Ti zumindest gleich der vorgegebenen Warnzeitdauer tw ist. Ist das der Fall, wird in einem nachfolgenden zweiten Nebenschritt 81 die erste Warnstufe der Fahrerwarnung beendet, und der Verfahrensablauf kehrt wieder zum zweiten Haupt- schritt 61 zurück. Somit wird die in der ersten Warnstufe erfolgende optische und/oder akustische Fahrerwarnung bis zum Ende der Warnzeitdauer tw aufrechterhalten, um den Fahrer auf eine potentiell bestehende Auffahrgefahr hinzuweisen. Weitere Warnstufen bzw. der selbsttätige Notbremsvorgang werden aufgrund des erfüllten Abbruchkriteriums nicht ausgelöst.
Ist hingegen das Abbruchkriterium nicht erfüllt, wird in einem siebten Hauptschritt 66 eine zweite Warnstufe der Fahrerwarnung ausgelöst, sobald in einem vorhergehenden sechsten Hauptschritt 65 festgestellt wird, dass der erste Zeitzähler Tx zumindest gleich der ersten vorgegebenen Warnstufenzeitdauer toa ist. Ist der erste Zeitzähler Tx hingegen kleiner als die erste vorgegebene Warnstufenzeitdauer toa, kehrt der Verfahrensablauf wieder zum fünften Hauptschritt 64 zurück.
In der zweiten Warnstufe erfolgt die Fahrerwarnung in hap- tisch wahrnehmbarer Weise, und zwar in Form eines Teilbremsvorgangs des Fahrzeugs mit der vorgegebenen Teilbremsverzögerung aTB. Mit Auslösung der zweiten Warnstufe wird gleichzeitig ein zweiter Zeitzähler T2 gestartet.
In diesem Ausführungsbeispiel wird von insgesamt zwei Warnstufen ausgegangen, aus der die Fahrerwarnung besteht . Denkbar ist auch eine beliebige andere Anzahl von Warnstufen, wo- bei die Fahrerwarnung jeweils in optisch und/oder akustisch und/oder haptisch wahrnehmbarer Weise erfolgt .
Wird in einem achten Hauptschritt 67 erkannt, dass das Abbruchkriterium - beispielsgemäß Vorliegen von Fahreraktivität und/oder Verringerung der Auffahrgefahr - erfüllt ist, so wird in einem dritten Nebenschritt 82 die erste Warnstufe und die zweite Warnstufe der Fahrerwarnung beendet, und der Verfahrensablauf kehrt wieder zum zweiten Hauptschritt 61 zurück. Hierbei ist es auch vorstellbar, die erste Warnstufe bis zum Ende der Warnzeitdauer tw aufrechterhalten, um den Fahrer auf eine potentiell bestehende Auffahrgefahr hinzuweisen.
Ist jedoch das Abbruchkriterium im achten Hauptschritt 67 nicht erfüllt, wird in einem zehnten Hauptschritt 69 die erste und die zweite Warnstufe der Fahrerwarnung beendet und der selbsttätige Notbremsvorgang durch entsprechende Ansteuerung der Bremsmittel 36 und der Antriebsmittel 38 ausgelöst, sobald in einem vorhergehenden neunten Hauptschritt 69 festgestellt wird, dass der zweite Zeitzähler T2 zumindet gleich der zweiten vorgegebenen Warnstufenzeitdauer th ist . Gleichzeitig erfolgt eine Warnung vorausfahrender und/oder hinterherfahrender Fahrzeuge, indem die Leuchteinrichtungen 48 des Fahrzeugs, zu denen beispielsweise die Warnblinker, die Bremslichter oder das Fahr- oder Fernlicht gehören, oder die Fahrzeughupe 47 betätigt werden. Mit Auslösung des selbsttätigen Notbremsvorgangs wird außerdem ein NotbremsZeitzähler TNB gestartet .
In einem elften Hauptschritt 70 wird überprüft, ob der Notbremszeitzähler TKB kleiner als die ermittelte Notbremszeitdauer tuB ist. Solange das nicht der Fall ist, kehrt der Verfahrensablauf zum elften Hauptschritt 70 zurück. Ein bereits ausgelöster selbsttätiger Notbremsvorgang kann also nicht frühzeitig abgebrochen werden. Sobald der Notbremszeitzähler TKB zumindest gleich der ermittelten Notbremszeitdauer tNB ist, wird in einem vierten Nebenschritt 83 sowohl die erste Warnstufe der Fahrerwarnung als auch der selbsttätige Notbremsvorgang beendet, wobei der Verfahrensablauf anschließend wieder zum zweiten Hauptschritt 61 zurückkehrt.
Das im fünften Hauptschritt 64 und im sechsten Hauptschritt 67 überprüfte Abbruchkriterium wird dann erfüllt, wenn durch Fahreraktivität auf die Aufmerksamkeit des Fahrers geschlossen werden kann, oder wenn durch Verringerung der Auffahrgefahr keine Notsituation mehr besteht. Das Vorliegen von Fahreraktivität wird aufgrund einer Betätigung wenigstens eines der Bedienelemente des Fahrzeugs erkannt, wobei das Bedienelement insbesondere zur Änderung der Längs- oder Querdynamik des Fahrzeugs dient . In Zusammenhang mit einer Änderung der Längs- oder Querdynamik stehen beispielsweise Fahrpedal 8, Bremspedal 9, Kupplungspedal 10 oder Lenkrad 18. Aber auch infolge einer Betätigung des Richtungsgebers 25 kann auf die Aufmerksamkeit des Fahrers geschlossen werden. Im Falle des Fahrpedals 8, des Bremspedals 9, des Kupplungspedals 10 bzw. des Lenkrads 18 ist es zweckmäßig, erst dann auf eine Fahreraktivität zu schließen, wenn die Änderung der Fahrpedalaus- lenkung 1, der Bremspedalauslenkung s, der Kupplungspedalaus- lenkung w oder des Lenkradwinkels α jeweils einen bestimmten, vorgegebenen Schwellenwert überschreitet .
Eine Verringerung der Auffahrgefahr wird beispielsweise anhand eines mit der Zeit zunehmenden Abstands d zwischen Fahrzeug und vorausfahrendem Fahrzeug und/oder eines mit der Zeit abnehmenden Betrags der Relativgeschwindigkeit vreχ zwischen Fahrzeug und vorausfahrendem Fahrzeug erkannt. Auch hier wird beispielsgemäß das Abbruchkriterium nur dann erfüllt, wenn die Zunahme des Abstands d zwischen Fahrzeug und vorausfahrendem Fahrzeug und/oder die Abnahme der Relativgeschwindigkeit vreι zwischen Fahrzeug und vorausfahrendem Fahrzeug über vorgegebenen Schwellenwerten liegen. Fig. 2b zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form einer Ergänzung des in Fig. 2a dargestellten Flussdiagramms. Die zweite Warnstufe der Fahrerwarnung wird hier nur dann ausgelös , wenn in einem ersten Zusatzschritt 65' festgestellt wird, dass eine zugehörige, gegebene zweite Warnstufenbedingung gemäß Gleichung (37) bzw. (42) erfüllt ist. Ist dies nicht der Fall, wird in einem fünften Nebenschritt 84 überprüft, ob der erste Zeitzähler i kleiner als die vorgegebene Warnzeitdauer tw ist. Ist das der Fall, kehrt der Verfahrensablauf solange zum fünften Nebenschritt 84 zurück, bis der erste Zeitzähler Tx zumindest gleich der vorgegebenen Warnzeitdauer tw ist. Ist das der Fall, wird in einem nachfolgenden sechsten Nebenschritt 88 die erste Warnstufe der Fahrerwarnung beendet, und der Verfahrensablauf kehrt wieder zum zweiten Hauptschritt 61 zurück. So wird auch hier die in der ersten Warnstufe erfolgende optische und/oder akustische Fahrerwarnung bis zum Ende der Warnzeitdauer tw aufrechterhalten, um den Fahrer auf eine potentiell bestehende Auffahrgefahr hinzuweisen.
Fig. 2c zeigt ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form einer weiteren Ergänzung des in Fig. 2a dargestellten Flussdiagramms. Der selbsttätige Notbremsvorgang wird nur dann ausgelöst, wenn in einem zweiten Zusatzschritt 68' festgestellt wird, ob eine zugehörige, gegebene Notbremsbedingung gemäß Gleichung (37) bzw. (42) erfüllt wird. Ist dies nicht der Fall, wird in einem siebten Nebenschritt 86 die zweite Warnstufe der Fahrerwarnung beendet, und der Verfahrensablauf kehrt wieder zum zweiten Hauptschritt 61 zurück.
Hierbei ist es vorstellbar, die in Fig. 2b und 2c gezeigten Ausführungsbeispiele miteinander zu kombinieren.
Fig. 3 zeigt schließlich eine beispielhafte Darstellung des zeitlichen Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens, unter der Annahme, dass kein Abbruchkriterium erfüllt ist und der selbsttätige Notbremsvorgang ausgelöst wird. Bei Auslösung der ersten Warnstufe erfolgt die Fahrerwarnung in optisch und/oder akustisch wahrnehmbarer Weise, gleichzeitig wird der erste Zeitzähler Tu. gestartet. Erreicht der erste Zeitzähler Ti die erste vorgegebene Warnstufenzeitdauer toa/ wird die zweite Warnstufe ausgelöst, die in haptisch wahrnehmbarer Weise in Form eines Teilbremsvorgangs erfolgt. Gleichzeitig wird der zweite Zeitzähler T2 gestartet. Die erste Warnstufe der Fahrerwarnung wird weiterhin aufrechterhalten, wobei es auch denkbar ist, diese mit Auslösung der zweiten Warnstufe zu beenden. Erreicht der zweite Zeitzähler die zweite vorgegebene Warnstufenzeitdauer th, wird die zweite Warnstufe und gegebenenfalls auch die erste Warnstufe der Fahrerwarnung beendet und der selbsttätige Notbremsvorgang ausgelöst. Gleichzeitig wird der Notbremszeitzähler TNB ausgelöst. Erreicht der Notbremszeitzähler TNB die ermittelte NotbremsZeitdauer tNB, wird die erste Warnstufe der Fahrerwarnung und der selbsttätige Notbremsvorgang beendet.

Claims

DaimlerChrysler AGPatentansprüche
1. Verfahren zur Auslösung eines selbsttätigen Notbremsvor- gangs eines Fahrzeugs zur Vermeidung eines Auffahrens des Fahrzeugs auf ein vorausfahrendes Fahrzeug bzw. zur Verminderung der Auffahrfolgen, wobei eine Fahrerwarnung ausgelöst wird, wenn zumindest eine vorgegebene Warnbedingung erfüllt ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Erfüllung der Warnbedingung angibt, dass aufgrund der unter Berücksichtigung der ermittelten Beschleunigung (a) des Fahrzeugs und/oder der ermittelten Relativbeschleunigung (areι) zwischen Fahrzeug und voraus- fahrendem Fahrzeug gegebenen momentanen Fahrsituation des Fahrzeugs und einer vorgegebenen Notbremsverzögerung (aNB) bei Ablauf einer vorgegebenenen Warnzeitdauer (tw) der selbsttätige Notbremsvorgang auszulösen ist, mit dem Ziel, mit Beendigung des selbsttätigen Notbremsvorgangs eine vorgegebene Zielrelativgeschwindigkeit (vreι,z) und/oder einen vorgegebenen Zielsicherheitsabstand (dz) zwischen Fahrzeug und vorausfahrendem Fahrzeug zu erreichen. •
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Fahrerwarnung in für den Fahrer des Fahrzeugs optisch und/oder akustisch und/oder haptisch wahrnehmbarer Weise erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 2 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine haptisch für den Fahrer des Fahrzeugs wahrnehmbare Fahrerwarnung in Form eines TeilbremsVorgangs des Fahrzeugs mit einer vorgegebenen Teilbremsverzögerung
(aTß) erfolgt, wobei die vorgegebene Teilbremsverzögerung (aTB) kleiner als die vorgegebene Notbremsverzögerung (auß) ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der selbsttätige Notbremsvorgang nur dann ausgelöst wird, wenn eine gegebene Notbremsbedingung erfüllt wird und die vorgegebene Warnzeitdauer (tw) abgelaufen ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Notbremsverzögerung {a.m) fest oder einstellbar vorgegeben ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h- g e k e n n z e i c h n e t , dass die Warnzeitdauer (tw) fest oder einstellbar vorgegeben ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Zielrelativgeschwindigkeit (vreι,z) fest oder einstellbar vorgegeben ist.
8. Verfahren nach Anspruch 7 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Wert einer fest vorgegebenen Zielrelativgeschwindigkeit (vreι,z) zwischen Fahrzeug und vorausfahren- dem Fahrzeug in etwa Null beträgt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Zielsicherheitsabstand (dz) fest oder einstellbar vorgegeben ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass bei Vorliegen von Fahreraktivität und/oder bei Verringerung der Auffahrgefahr die Auslösung der Fahrerwar- nung unterbleibt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass bei Vorliegen von Fahreraktivität und/oder bei Ver- ringerung der Auffahrgefahr eine bereits ausgelöste Fahrerwarnung beendet und/oder verändert wird und/oder die Auslösung des selbsttätigen Notbremsvorgangs unterbleibt,
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der selbsttätige Notbremsvorgang automatisch bei Ablauf der vorgegebenen Warnzeitdauer (tw) ausgelöst wird, sofern die Fahrerwarnung nicht während der vorgegebenen Warnzeitdauer (tw) abgebrochen wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ein bereits ausgelöster selbsttätiger Notbremsvorgang abgebrochen wird, wenn eine ermittelte Notbremszeit- dauer (tm) und/oder wenn die vorgegebene Zielrelativgeschwindigkeit (vreι,_) und der vorgegebene Zielsicherheitsabstand (dz) erreicht sind.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Fahrerwarnung aus wenigstens zwei Warnstufen besteht, die innerhalb der vorgegebenen Warnzeitdauer (tw) der Fahrerwarnung zeitlich nacheinander ausgelöst werden, wobei jeder Warnstufe eine vorgegebene Warnstufenzeitdauer zugeordnet ist.
15. Verfahren nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Warnstufenzeitdauer einer Warnstufe fest oder einstellbar vorgegeben ist.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, ■ _ d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass nach Auslösung einer ersten Warnstufe nur dann wenigstens eine weitere Warnstufe ausgelöst wird, wenn eine der weiteren Warnstufe jeweils zugeordnete, vorgegebene Warnstufenbedingung erfüllt ist.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass bei Vorliegen von Fahreraktivität und/oder bei Ver- ringerung der Auffahrgefahr wenigstens eine der bereits ausgelösten Warnstufen beendet wird und/oder die Auslösung weiterer Warnstufen unterbleibt .
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Vorliegen von Fahreraktivität aufgrund einer Betätigung wenigstens eines Bedienelements, das insbesondere zur Änderung der Längs- oder Querdynamik des Fahrzeugs dient, erkannt wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine Verringerung der Auffahrgefahr anhand eines mit der Zeit zunehmenden Abstands (d) zwischen Fahrzeug und vorausfahrendem Fahrzeug und/oder einer mit der Zeit abnehmenden Relativgeschwindigkeit (vreι) zwischen Fahrzeug und vorausfahrendem Fahrzeug erkannt wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die momentane Fahrsituation des Fahrzeugs in Abhän- gigkeit des ermittelten Abstands (d) zwischen Fahrzeug und vorausfahrendem Fahrzeug und/oder der ermittelten Relativgeschwindigkeit (vrsι) zwischen Fahrzeug und vorausfahrendem Fahrzeug und/oder der ermittelten Geschwindigkeit (v) des Fahrzeugs und/oder der ermittelten Relativ- beschleunigung (areι) zwischen Fahrzeug und vorausfahrendem Fahrzeug und/oder der ermittelten Beschleunigung (a) des Fahrzeugs und/oder der Fahrbahnneigung und/oder von Reibwerten zwischen der Fahrbahn und den Fahrzeugrädern bestimmt wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass bei Auslösung des selbsttätigen Notbremsvorgangs eine Warnung vorausfahrender und/oder hinterherfahrender Fahrzeuge erfolgt.
22. Vorrichtung zur Durchführung eines selbsttätigen Notbremsvorgangs eines Fahrzeugs zur Vermeidung eines Auffahrens des Fahrzeugs auf ein vorausfahrendes Fahrzeug bzw. zur Verminderung der Auffahrfolgen, mit einer Aus- werteeinheit (7) , wobei bei Erfüllung einer in der Auswerteeinheit (7) abgelegten Warnbedingung von der Auswerteeinheit (7) eine Fahrerwarnung ausgelöst wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Erfüllung der in der Auswerteeinheit (7) abgelegten, vorgegebenen Warnbedingung angibt, dass aufgrund der unter Berücksichtigung der ermittelten Beschleunigung (a) des Fahrzeugs und/oder der ermittelten Relativbeschleunigung (areι) zwischen Fahrzeug und vorausfahrendem Fahrzeug gegebenen momentanen Fahrsituation des Fahrzeugs und einer vorgegebenen Notbremsverzögerung (auβ) bei Ablauf einer vorgegebenen Warnzeitdauer (tw) von der Aus- werteeinheit (7) ein selbsttätiger Notbremsvorgang durch geeignete Ansteuerung von Bremsmitteln (38) des Fahrzeugs auszulösen ist, mit dem Ziel, mit Beendigung des selbsttätigen Notbremsvorgangs eine vorgegebene Zielrelativgeschwindigkeit (vreι,z) und/oder einen vorgegebenen Zielsicherheitsabstand (dz) zwischen Fahrzeug und vorausfahrendem Fahrzeug zu erreichen.
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