WO2005054008A1 - Verfahren und vorrichtung zur warnung des fahrers eines kraftfahrzeugs - Google Patents

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WO2005054008A1
WO2005054008A1 PCT/DE2004/001604 DE2004001604W WO2005054008A1 WO 2005054008 A1 WO2005054008 A1 WO 2005054008A1 DE 2004001604 W DE2004001604 W DE 2004001604W WO 2005054008 A1 WO2005054008 A1 WO 2005054008A1
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vehicle
acceleration
deceleration
driver
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PCT/DE2004/001604
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Dirk Meister
Ulrike Ahlrichs
Ulf Wilhelm
Paco Haffmans
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Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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    • B60Q9/008—Arrangement or adaptation of signal devices not provided for in one of main groups B60Q1/00 - B60Q7/00, e.g. haptic signalling for anti-collision purposes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • G08G1/16—Anti-collision systems
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    • G—PHYSICS
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    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/16—Anti-collision systems
    • G08G1/166—Anti-collision systems for active traffic, e.g. moving vehicles, pedestrians, bikes

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device that warns the driver of a motor vehicle that there is a traffic situation with an increased risk of collision.
  • signals of at least one object detector which represent motion variables of detected objects, and signals of at least one of their own motion sensors can be fed to an evaluation device.
  • the calculation device calculates in advance all possible movement trajectories for all detected objects and for one's own vehicle, taking into account maximum acceleration values or deceleration values and maximum temporal acceleration change values or deceleration change values, and, when it detects that a collision is imminent, issues a warning to the driver that higher Acceleration values or deceleration values and / or
  • Acceleration change values or deceleration change values are necessary in order to avoid a collision.
  • Hierbai this can be calculated in advance for a predetermined period of time, but a fixed time frame is not absolutely necessary for the calculation in advance.
  • a method and a device for triggering and executing a deceleration of a vehicle to avoid a collision in which objects in the sensor detection area are recognized by means of a device for distance and speed control of the vehicle and measurement variables are determined for each recognized object , the recognized objects based on the determined, associated measured variables of different object classes are assigned and the movement trajectories of the objects are predicted on the basis of the assignment of the recognized objects to the respective class.
  • WO 03/006290 discloses a method and a device for controlling deceleration devices of a vehicle during a braking operation, in particular a vehicle, which is equipped with a sensor for adaptive cruise control. During the braking operation, hazard measurements are determined on the basis of dynamic vehicle models that are individualized by signals from the environment sensors.
  • the essence of the present invention is to warn the driver of a motor vehicle equipped with an object detection device of driving situations with an increased risk of collision, in which the driver is informed in good time that acceleration or deceleration values and / or acceleration or deceleration change values are used Avoidance of a collision are necessary, which represent a movement dynamics of the vehicle, which lie above the vehicle dynamics felt to be comfortable.
  • the maximum acceleration values or deceleration values and the maximum temporal acceleration change values or deceleration change values are advantageously dimensioned such that the driver just perceives them as comfortable.
  • maximum acceleration values or deceleration values and the maximum temporal acceleration values or deceleration change values can advantageously be varied as a function of the instantaneous vehicle speed. For example, it can be provided that at higher longitudinal vehicle speeds, higher acceleration or deceleration values and / or higher temporal acceleration or Delay change values are provided.
  • the maximum acceleration values or deceleration values and the maximum temporal acceleration change values or deceleration change values can be varied depending on the driving situation recognized by the object detector.
  • the at least one object detector is advantageously a radar sensor, a laser sensor, an ultrasonic sensor or a video sensor or a combination thereof.
  • the motion sensor system is at least one speed sensor, an acceleration sensor and / or a yaw rate sensor.
  • control element which is provided for a control device.
  • a program is stored on the control device, which is executable on a computing device, in particular on a microprocessor or signal processor, and is suitable for executing the method according to the invention.
  • the invention is thus implemented by a program stored on the control element, so that this control element provided with the program represents the invention in the same way as the method for the execution of which the program is suitable.
  • an electrical storage medium for example a read-only memory, can be used as the control element.
  • FIG. 1 shows an exemplary traffic situation in which the device according to the invention and the method according to the invention can be used
  • FIG. 2 shows a model of the situation shown in FIG. 1 with the areas of stay derived from the possible movement trajectories
  • FIG. 3 shows a schematic block diagram of an embodiment of the device according to the invention
  • FIG. 4 a flow diagram of an embodiment of the method according to the invention.
  • FIG. 1 shows a single-lane road on which a false lane is provided for each direction of travel.
  • the method according to the invention and the device according to the invention can also be used for oncoming traffic in driving situations on multi-lane roads with or without lanes.
  • This object detector 2 can be, for example, a radar sensor, a laser sensor, a video sensor, an ultrasound sensor or a combination thereof and can be attached, for example, in the vehicle front area or in the area of the windshield.
  • the object detector 2 is advantageously aligned such that the sensor detection area 3 detects the area in front of the vehicle 1 and detects objects 5, 6 located therein.
  • the object detector 2 now recognizes the vehicles 5, 6 and can determine the distance d between these vehicles and their own vehicle, their relative speed vrel with respect to their own vehicle 1 and the azimuth angle alpha, which in combination with the distance d relates to the position of the vehicles 5, 6 the vehicle longitudinal axis of the own vehicle 1 is determined.
  • a coordinate system 4 is shown, which is advantageously a world coordinate system, that is to say represents a stationary coordinate system.
  • a first X axis is provided in the vehicle longitudinal direction and a further Y axis which is aligned in the vehicle transverse direction.
  • FIG. 2 shows the coordinate system 4, which corresponds to the world coordinate system from FIG. 1.
  • the X-axis which is aligned in the vehicle longitudinal axis and the Y-axis, which is aligned in the vehicle transverse direction, can again be seen in FIG.
  • a movement trajectory is calculated for a predetermined, future period of time t for the maximum accelerations or maximum decelerations as well as the maximum temporal acceleration changes or deceleration changes which are just perceived as comfortable by an average driver.
  • An average driver is essential when it comes to lateral vehicle acceleration more sensitive, so that the distances between the maximum trajectory areas 7, 8, 9 in the vertical direction to the vehicle movement direction are smaller than in the vehicle longitudinal direction, the maximum trajectory area opposite the vehicle movement direction being larger than the maximum trajectory area in the vehicle movement direction, since the driver perceives larger longitudinal deceleration values as comfortable , the longitudinal acceleration values and the acceleration and deceleration values, which are considered to be absolute, are comfortable as lateral transverse accelerations, such as occur, for example, as a result of steering maneuvers. This results in maximum movement trajectory regions 7, 8, 9, as are recorded in FIG. 2.
  • These maximum trajectory areas take the form of deformed ellipses, the main ellipse axes being aligned in the vehicle longitudinal direction and the ellipse minor axes being aligned in the vehicle transverse direction.
  • the main ellipse axes have much larger areas in the deceleration direction, which can be referred to as an elliptical tail, because the driver considers decelerations larger in magnitude to be comfortable than, for example, accelerations that represent the shorter main ellipse axes in the direction of travel and the amount of the minor ellipse axes is smaller than the main ellipse axes because an average driver reacts very sensitively to vehicle lateral accelerations and finds them uncomfortable even with small amounts.
  • An evaluation device 10 is shown in FIG. 3, which has, among other things, an input circuit 11. Input signals are fed to the evaluation device 10 by means of the input circuit 11.
  • signals from an object detector 2 are provided as input signals, which can be designed, for example, as a radar sensor, laser sensor, ultrasound sensor, video sensor or as a combination of these sensor types.
  • This object detector 2 detects objects 5, 6 which move within the detection area 3 and determines their distance d from the own vehicle 1, the relative speed V re ⁇ of the objects 5, 6 with respect to the own vehicle 1 and the azimuth angle alpha at which the objects 5, 6 currently stop with respect to the axis of symmetry of the detection area 3.
  • the object detector 2 determines further variables using the object detector 2, for example what type of object it is, for example whether this is a moving vehicle or a stationary object on the roadside or whether it is a passenger vehicle, a truck or a vehicle Two-wheeler deals. These determined quantities are from the object detector 2 of the input circuit 1 1 of the evaluation device 10 fed. Furthermore, a speed sensor 12 is provided, which determines the speed V of one's own vehicle 1 and feeds it to the evaluation device 10. Knowing one's own speed V makes it possible to convert the relative variables Vrel determined by means of the object detector 2 into absolute variables VI, V2.
  • a speed sensor 12 provided specifically for this purpose can be provided as the speed sensor 12, or a speed sensor 12 can be used which is provided for further vehicle functions, for example for an anti-lock device of the vehicle 1 or a driving dynamics control. Furthermore, a signal of an acceleration sensor 13 is fed to the evaluation device 10 via the input circuit 11, which advantageously detects longitudinal accelerations and lateral accelerations of the own vehicle 1 separately and feeds them to the evaluation device 10. The acceleration sensor 13 can alternatively also be dispensed with and the acceleration signal a can be calculated from a temporal differentiation of the speed signal V of the speed sensor 12.
  • a data exchange system 15 to a computing device 16, which can be designed, for example, as a microprocessor or signal processor.
  • the calculation device 16 determines manipulated variables for output to downstream actuators 18, 19, 20, in which the input variables are processed according to the method according to the invention and output variables are determined therefrom.
  • the output variables determined by the calculation device 16 are fed to an output circuit 17 by means of a data exchange system 15, by means of which the evaluation device 10 outputs manipulated variables to downstream actuators 18, 19, 20.
  • an actuator for example, an acoustic and / or visual warning device is provided, which is given to the driver in the form of a warning light or a plain text display, which can be attached, for example, in the area of the dashboard of the vehicle and by means of which a warning can be issued.
  • the acoustic and / or optical warning device can emit an acoustic warning signal, which can be, for example, a signal tone or a text output that explicitly states the reason for the warning to the driver.
  • reversible belt tensioners 19 as a warning device, which signal by one or more pretensioning of the seat belt of the driver or all vehicle occupants that the comfort limits with regard to vehicle acceleration or deceleration and / or the comfort limits with regard to the rate of change in acceleration or deceleration change over time have been exceeded , and higher accelerations or decelerations and / or higher temporal acceleration or deceleration change values are necessary to prevent a collision situation.
  • the delay devices 20 to which an output signal from the evaluation device 10 can be fed, to notify the driver of a corresponding warning signal by briefly decelerating the vehicle.
  • the provision of a short deceleration by means of the deceleration devices also has the advantage that this brief braking of the vehicle allows the coefficient of friction of the road to be determined and that the coefficient of friction of the road is known with regard to a later, sharp deceleration of the vehicle to prevent a collision, and accordingly Delay can be controlled.
  • the driver is informed intuitively by briefly braking the vehicle that there is a dangerous situation.
  • FIG. 4 shows an embodiment of the method according to the invention, which can run, for example, in the form of a control program in the computing device 16.
  • the object data which, for example, the object detector 2 has determined and is made available to the evaluation device 10 are read in in method step 21.
  • the movement data of the own vehicle 1, for example the own vehicle speed, are read V as well as your own vehicle acceleration A.
  • a specific driving situation of the vehicle 1 based on detected, stationary or moving objects within the detection area 3, for example whether it is a single-lane or multi-lane road, whether the road in the further driving course has curves or is recognized more as a straight, highway-like road, and possibly how large the traffic density in the section of the road ahead is due to the data supplied to the evaluation device 10 in the further method step 23 motion trajectory jectories for the recognized vehicles 5, 6 and the own vehicle 1 are calculated.
  • the determined driving situation is taken into account on the one hand and the maximum is assumed on the other Vehicle longitudinal and lateral accelerations or maximum temporal longitudinal or lateral acceleration change values, wherein the accelerations can also be decelerations, which calculate the maximum reachability of the objects within the time period t, while adhering to assumed comfort limits.
  • step 24 branches to “yes” and continues at step “end”. If it was determined in method step 24 that a collision while maintaining the comfort limits is unavoidable, for example because there is no remaining area without overlap taking the comfort limits into account, then step 24 branches to "No” and in the subsequent method step 25 a driver warning is issued by means of one or more of the Warning devices 18, 19, 20. After the driver warning has been issued in step 25, the flowchart is continued in step “End” and branches again to "Start", from where it is run through again.

Abstract

Es wird ein Verfahren und eine Vorrichtung vorgeschlagen, die den Fahrers eines Kraftfahrzeugs warnen, dass eine Verkehrssituation mit erhöhtem Kollisionsrisiko vorliegt. Hierzu sind einer Auswerteeinrichtung Signale mindestens eines Objektdetektors zuführbar, die Bewegungsgrössen detektierter Objekte repräsentieren, sowie Signale mindestens einer eigenen Bewegungssensorik zuführbar. Die Berechnungseinrichtung berechnet für eine vorbestimmte Zeitdauer für alle detektierten Objekte und für das eigene Fahrzeug Bewegungstrajektorien unter Berücksichtigung maximaler Beschleunigungswerte bzw. Verzögerungswerte und maximaler zeitlicher Beschleunigungsänderungswerte bzw. Verzögerungsänderungswerte, voraus, und gibt bei Erkennen, dass eine Kollision bevorsteht, dem Fahrer eine Warnung aus, dass höhere Beschleunigungswerte bzw. Verzögerungswerte und/oder Beschleunigungsänderungswerte bzw. Verzögerungsänderungswerte nötig sind um eine Kollision zu vermeiden.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Warnung des Fahrers eines Kraftfahrzeugs
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, die den Fahrer eines Kraftfahrzeugs warnt, dass eine Verkehrssituation mit erhöhtem Kollisionsrisiko vorliegt. Hierzu sind einer Auswerteeinrichtung Signale mindestens eines Objektdetektors zuführbar, die Bewegungsgrößen detektierter Objekte repräsentieren, sowie Signale mindestens einer eigenen Bewegungssensorik zuführbar. Die Berechnungseinrichtung berechnet für alle detektierten Objekte und für das eigene Fahrzeug alle möglichen Bewegungstrajektorien unter Berücksichtigung maximaler Beschleunigungswerte bzw. Verzögerungswerte und maximaler zeitlicher Beschleunigungsänderungswerte bzw. Verzögerungsänderungswerte, voraus, und gibt bei Erkennen, dass eine Kollision bevorsteht, dem Fahrer eine Warnung aus, dass höhere Beschleunigungswerte bzw. Verzögerungswerte und/oder
Beschleunigungsänderungswerte bzw. Verzögerungsänderungswerte nötig sind, um eine Kollision zu vermeiden. Hierbai kann dies für eine vorbestimmte Zeitdauer vorausberechnet werden, jedoch ist ein festelegter Zeitrahmen für die Vorausberechnung nicht zwingend erforderlich.
Stand der Technik
Aus der WO 03/006291 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Auslösen und Durchführen einer Verzögerung eines Fahrzeugs zur Vermeidung einer Kollision bekannt, bei welchem mittels einer Vorrichtung zur Abstands- und Geschwindigkeitsregelung des Fahrzeugs Objekte im Sensorerfassungsbereich erkannt und für jedes erkannte Objekt Messgrößen ermittelt werden, die erkannten Objekte aufgrund der ermittelten, zugehörigen Messgrößen verschiedenen Objektklassen zugeordnet werden und aufgrund der Zuordnung der erkannten Objekte zu jeweiligen Klasse die Bewegungstrajektorien der Objekte prädiziert werden.
Aus der WO 03/006290 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung von Verzögerungseinrichtungen eines Fahrzeugs während einer Bremsoperation, insbesondere eines Fahrzeugs, das mit einem Sensor zur adaptiven Geschwindigkeitsregelung ausgerüstet ist, bekannt. Während der Bremsoperation werden auf Grundlage fahrdynamischer Modelle, die durch Signale der Umfeldsensorik individualisiert werden, Gefährdungsmaße ermittelt.
Kern und Vorteile der Erfindung
Kern der vorliegenden Erfindung ist es, den Fahrer eines Kraftfahrzeugs, das mit einer Objektdetektionseinrichtung ausgerüstet ist, vor Fahrsituationen mit erhöhtem Kollisionsrisiko zu warnen, in dem dem Fahrer rechtzeitig mitgeteilt wird, dass Beschleunigungs- bzw. Verzögerungswerte und/oder Beschleunigungs- bzw. Verzögerungsänderungswerte zur Vermeidung einer Kollision nötig sind, die eine Bewegungsdynamik des Fahrzeugs repräsentieren, die oberhalb der als komfortabel empfundenen Fahrzeugdynamik liegen. Hierdurch wird dem Fahrer signalisiert, dass er hochdynamische Fahrzeugbeschleunigungen oder Fahrzeugverzögerungen in Längsund/oder Querrichtung umsetzen muss, um eine drohende Kollision mit einem weiteren Fahrzeug zu entschärfen. Erfindungsgemäß wird dieses durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Vorteilhafterweise sind die maximalen Beschleunigungswerte bzw. Verzögerungswerte und die maximalen zeitlichen Beschleunigungsänderungswerte bzw. Verzögerungsänderungswerte so bemessen, dass der Fahrer diese gerade noch als komfortabel empfindet.
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass für die Fahrzeuglängsbeschleunigung, die Fahrzeuglängsverzögerung und die Fahrzeugquerbeschleunigung unterschiedliche Maximalwerte und zeitliche Änderungsmaximalwerte vorgesehen sind. Vorteilhafterweise sind die maximalen Beschleunigungswerte bzw. Verzögerungswerte und die maximalen zeitlichen Beschleunigungswerte bzw. Verzögerungsänderungswerte in Abhängigkeit der momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit variierbar. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass bei höheren Fahrzeuglängsgeschwindigkeiten auch höhere Beschleunigung- bzw. Verzögerungswerte und/oder höhere zeitliche Beschleunigungsbzw. Verzögerungsänderungswerte vorgesehen sind.
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die maximalen Beschleunigungswerte bzw. Verzögerungswerte und die maximalen zeitlichen Beschleunigungsänderungswerte bzw. Verzögerungsänderungswerte in Abhängigkeit der vom Objektdetektor erkannten Fahrsituation variierbar sind.
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass zusätzlich zur Fahrerwarnung ein automatischer Eingriff in die Fahrzeugantriebseinrichttungen, die Fahrzeugverzögerungseinrichtungen und/oder die Fahrzeuglenkeinrichtungen ausgebbar ist.
Vorteilhafterweise ist der mindestens eine Objektdetektor ein Radarsensor, ein Lasersensor, ein Ultraschallsensor oder ein Videosensor oder eine Kombination hieraus.
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die Bewegungssensorik mindestens ein Geschwindigkeitssensor, ein Beschleunigungssensor und/oder einer Gierratensensor ist.
Von besonderer Bedeutung ist die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Form eines Steuerelements, das für ein Steuergerät vorgesehen ist. Dabei ist auf dem Steuergerät ein Programm gespeichert, das auf einem Rechengerät, insbesondere auf einen Mikroprozessor oder Signalprozessor, ablauffähig und zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahreαs geeignet ist. In diesem Fall wird also die Erfindung durch ein auf dem Steuerelement abgespeichertes Programm realisiert, so dass dieses mit dem Programm versehene Steuerelement in gleicher Weise die Erfindung darstellt wie das Verfahren, zu dessen Ausführung das Programm geeignet ist. Als Steuerelement kann insbesondere ein elektrisches Speichermedium zur Anwendung kommen, beispielsweise ein Read-Only-Memory.
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in den Zeichnungen.
Zeichnungen
Nachfolgen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigen
Figur 1 eine beispielhafte Verkehrssituation, in der die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren anwendbar sind, Figur 2 ein Modell der in Figur 1 dargestellte Situation mit den aus den möglichen Bewegungstrajektorien abgeleiteten Aufenthaltsbereichen, Figur 3 ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung und Figur 4 ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
In Figur 1 ist eine einspurige Straße dargestellt, auf der für jede Fahrtrichtung eine Falirspur vorgesehen ist. Selbstverständlich kann das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung auch in Fahrsituationen auf mehrspurige Straßen mit oder ohne Fahrbahnen für Gegenverkehr angewendet werden. Zu Erkennen ist das eigene Fahrzeug 1, das mit einem Objektdetektor 2 ausgerüstet ist. Dieser Objektdetektor 2 kann beispielsweise ein Radarsensor, ein Lasersensor, ein Videosensor, ein Ultraschallsensor oder eine Kombination hieraus sein und beispielsweise im Fahrzeugfrontbereich oder im Bereich der Windschutzscheibe angebracht sein. Der Objektdetektor 2 ist vorteilhafterweise so ausgerichtet, dass der Sensorerfassungsbereich 3 den Bereich vor dem Fahrzeug 1 erfasst und darin befindliche Objekte 5, 6 erkennt. Vor dem eigenen Fahrzeug 1, das sich mit der Geschwindigkeit V auf der Straße bewegt, fährt ein vorausfahrendes Fahrzeug 5 vorweg, das sich im vorliegenden Fall mit der Geschwindigkeit VI in gleiche Richtung bewegt. Weiterhin ist ein weiteres Fahrzeug 6 vorhanden, das sich mit der Geschwindigkeit V2 in entgegengesetzter Fahrtrichtung fortbewegt. Der Objektdetektor 2 erkennt nun die Fahrzeuge 5, 6 und kann den Abstand d dieser Fahrzeuge zum eigenen Fahrzeug, deren Relativgeschwindigkeit vrel bezüglich des eigenen Fahrzeugs 1 sowie den Azimutwinkel alpha bestimmen, der in Kombination mit dem Abstand d die Position der Fahrzeuge 5, 6 bezüglich der Fahrzeuglängsachse des eigenen Fahrzeugs 1 bestimmt. Weiterhin ist ein Koordinatensystem 4 dargestellt, das vorteilhafterweise ein Weltkoordinatensystem ist, also ein ortsfestes Koordinatensystem darstellt. Hierbei ist eine erste X-Achse in Fahrzeuglängsrichtung vorgesehen sowie eine weitere Y-Achse, die in Fahrzeugquerrichtung ausgerichtet ist.
In Figur 2 ist das Koordinatensystem 4 dargestellt, das dem Weltkoordinatensystem aus Figur 1 entspricht. Zu erkennen ist in Figur 2 wiederum die X-Achse, die in Fahrzeuglängsachse ausgerichtet ist und die Y-Achse, die in Fahrzeugquerrichtung ausgerichtet ist. Im Ursprungspunkt des Koordinatensystems 4 befindet sich modellhaft das eigene Fahrzeug 1, auf der X-Achse im Bereich positiver X- Werte befindet sich das modellhaft dargestellte, vorausfahrende Fahrzeug 5 sowie das entgegenkommende Fahrzeug 6, das mit einem Versatz in Richtung negativer Y- Werte positioniert ist. Für die Maximalbeschleunigungen bzw. Maximalverzögerungen sowie die maximalen, zeitlichen Beschleunigungsänderungen bzw. Verzögerungsänderungen, die von einem durchschnittlichen Fahrer gerade noc als komfortabel empfunden werden, wird für eine vorbestimmte, zukünftige Zeitdauer t eine Bewegungstrajektorie berechnet. Hierbei kommen auch Kombinationen aus Verzögerung, Beschleunigung oder Lenkeingriff des Fahrers in Betracht, so dass alle maximal erreichbaren Punkte innerhalb der Berechnungszeitdauer t bestimmt werden, die bezüglich des mit dem Fahrzeug 1 bewegten Koordinatensystem eingetragen werden. Hierzu werden auch die Relativgeschwindigkeit vrel der weiteren Fahrzeuge 5,6 sowie deren Absolutgeschwindigkeiten VI, V2 berücksichtigt, die aus Kenntnis der Relativgeschwindigkeiten und der Geschwindigkeit V des eigenen Fahrzeugs 1 berechenbar sind. Trägt man diese Punkte in dem ortsfesten Koordinatensystem 4 auf, so ergeben sich Bereiche 7, 8, 9, um die erkannten Fahrzeugaufenthaltspositionen 1, 5, 6, die in jeweils unterschiedlichen Richtungen auch unterschiedliche Abstände aufweisen. So empfindet beispielsweise ein Fahrer eine Fahrzeugverzögerung auch dann noch als komfortabel, wenn diese betragsmäßig betrachtet größer ist, als der maximale Längsbeschleunigungswert, den der Fahrer als gerade noch komfortabel empfindet. Hinsichtlich Fahrzeugquerbeschleunigungen ist ein durchschnittlicher Fahrer wesentlich sensibler, so dass die Abstände der maximalen Trajektorienbereiche 7, 8, 9 in senkrechter Richtung zur Fahrzeugbewegungsrichtung kleiner ausfallen, als in Fahrzeuglängsrichtung wobei der maximale Trajektorienbereich entgegen der Fahrzeugbewegungsrichtung größer ist als der maximale Trajektorienbereich in Fahrzeugbewegungsrichtung, da der Fahrer betragsmäßig größere Längsverzögerungswerte als komfortabel empfindet, als betragsmäßig betrachtete Längsbeschleunigungswerte und betragsmäßige Beschleunigungs- und Verzögerungswerte als komfortabel empfindet als betragsmäßige Fahrzeugquerbeschleunigungen, wie sie beispielsweise durch Lenkmanöver vorkommen. Hierdurch ergeben sich maximale Bewegungstrajektorienbereiche 7, 8, 9, wie sie in Figur 2 aufgezeichnet sind. Diese maximalen Trajektorienbereiche nehmen die Form deformierter Ellipsen an, wobei die Ellipsenhauptachsen in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet sind und die Ellipsennebenachsen in Fahrzeugquerrichtung ausgerichtet sind. Die Ellipsenhauptachsen weisen in Verzögerungsrichtung wesentlich größere Bereiche auf, die als Ellipsenschweif bezeichnet werden können, da der Fahrer betragsmäßig größere Verzögerungen als komfortabel erachtet als beispielsweise Beschleunigungen, die die kürzeren Ellipsenhauptachsen in Fahrtrichtung darstellen und wobei die Ellipsennebenachsen betragsmäßig kleiner ausfallen, als die Ellipsenhauptachsen, da ein durchschnittlicher Fahrer Fahrzeugquerbeschleunigungen gegenüber sehr sensibel reagiert und diese bereits bei betragsmäßig kleinen Werten als unkomfortabel empfindet.
In Figur 3 ist eine Auswerteeinrichtung 10 dargestellt, die unter anderem über eine Eingangsschaltung 11 verfügt. Mittels der Eingangsschaltung 11 werden der Auswerteeinrichtung 10 Eingangssignale zugeführt. Als Eingangssignale sind zum einen Signale eines Objektdetektors 2 vorgesehen, der beispielsweise als Radarsensor, Lasersensor, Ultraschallsensor, Videosensor oder als eine Kombination aus diesen Sensorarten ausgeführt sein kann. Dieser Objektdetektor 2 erfasst Objekte 5, 6, die sich innerhalb des Detektionsbereichs 3 bewegen und ermittelt deren Abstand d zum eigenen Fahrzeug 1, die Relativgeschwindigkeit Vreι der Objekte 5, 6, bezüglich des eigenen Fahrzeugs 1 sowie den Azimutwinkel alpha, unter dem sich die Objekte 5, 6 bezüglich der Symmetrieachse des Detektionsbereichs 3 momentan aufhalten. Es ist auch möglich mittels dem Objektdetektor 2 weitere Größen zu ermitteln, beispielsweise um welche Objektart es sich handelt, beispielsweise ob es sich hierbei um ein fahrendes Fahrzeug oder ein feststehendes Objekt am Straßenrand handelt oder ob es sich beispielsweise um ein Personenfahrzeug, ein Lastkraftfahrzeug oder ein Zweirad handelt. Diese ermittelten Größen werden vom Objektdetektor 2 der Eingangsschaltung 1 1 der Auswerteeinrichtung 10 zugeführt. Weiterhin ist ein Geschwindigkeitssensor 12 vorgesehen, der die Geschwindigkeit V des eigenen Fahrzeugs 1 ermittelt und der Auswerteeinrichtung 10 zuführt. Durch die Kenntnis der eigenen Geschwindigkeit V ist es möglich, die mittels des Objektdetektors 2 ermittelten Relativgrößen Vrel in Absolutgrößen VI, V2 umzurechnen. Als Geschwindigkeitssensor 12 kann beispielsweise ein eigens hierfür vorgesehener Geschwindigkeitssensor vorgesehen sein oder aber ein Geschwindigkeitssensor 12 verwendet werden, der für weitere Fahrzeugfunktionen vorgesehen ist, beispielsweise für eine Antiblockiereinrichtung des Fahrzeugs 1 oder eine Fahrdynamikregelung. Weiterhin wird der Auswerteeinrichtung 10 über die Eingangsschaltung 11 ein Signal eines Beschleunigungssensors 13 zugeführt, das vorteilhafterweise Längsbeschleunigungen sowie Querbeschleunigungen des eigenen Fahrzeugs 1 getrennt erfasst und der Auswerteeinrichtung 10 zuführt. Auf den Beschleunigungssensor 13 kann alternativ auch verzichtet werden und das Beschleunigungssignal a aus einer zeitlichen Differentiation des Geschwindigkeitssignals V des Geschwindigkeitssensors 12 berechnet werden. Neben den beschriebenen Vorrichtungen zur Bereitstellung von Eingangsgrößen ist es auch möglich, dass weitere Vorrichtungen 14 vorgesehen sind, beispielsweise eine Bedieneinrichtung, mittels der der Fahrer des Fahrzeugs 1 Betriebszustände der Auswerteeinrichtung 10 ändern kann oder deren Einstellungen seinen individuellen Wünschen anpassen kann. Die der Eingangsschaltung 11 zugeführten Eingangssignale werden mittels eines Datenaustauschsystems 15 an eine Berechnungseinrichtung 16 weitergegeben, die beispielsweise als Mikroprozessor oder Signalprozessor ausgeführt sein kann. Die Berechnungseinrichtung 16 ermittelt in Abhängigkeit der ihr zugeführten Eingangssignale Stellgrößen zur Ausgabe an nachgeordnete Stellglieder 18, 19, 20, in dem die Eingangsgrößen gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren verarbeitet werden und hieraus Ausgangsgrößen ermittelt werden. Die von der Berechnungseinrichtung 16 ermittelten Ausgangsgrößen werden mittels eines Datenaustauschsystems 15 einer Ausgangsschaltung 17 zugeführt, mittels der die Auswerteeinrichtung 10 Stellgrößen an nachgeordnete Stellglieder 18, 19, 20 ausgibt. Als Stellglied ist beispielsweise eine akustische und/oder optische Warneinrichtung vorgesehen, die dem Fahrer in Form einer Kontrollleuchte oder einer Klartextanzeige, die beispielsweise im Bereich des Armaturenbretts des Fahrzeugs angebracht sein kann und mittels der eine Warnung ausgebbar ist. Weiterhin kann die akustische und/oder optische Warneinrichtung ein akustisches Warnsignal ausgeben, das beispielsweise ein Signalton sein kann oder eine Textausgabe, die dem Fahrer den Warngrund explizit nennt. Weiterhin ist es möglich alternativ oder in Kombination als Warneinrichtung reversible Gurtstraffer 19 vorzusehen, die durch einmaliges oder mehrmaliges Vorspannen des Sicherheitsgurts des Fahrers oder aller Fahrzeuginsassen signalisieren, dass die Komfortgrenzen bezüglich der Fahrzeugbeschleunigung bzw. der Fahrzeugverzögerung und/oder die Komfortgrenzen bezüglich der zeitlichen Beschleunigungsänderungsrate bzw. Verzögerungsänderungsrate überschritten sind, und höhere Beschleuinigungen bzw. Verzögerungen und/oder höhere zeitliche Beschleunigungs- bzw. Verzögerungsänderungswerte nötig sind, um einer Kollisionssituation vorzubeugen. Weiterhin ist es alternativ oder in Kombination auch möglich, mittels der Verzögerungseinrichtungen 20, denen ein Ausgangssignal der Auswerteeinrichtung 10 zuführbar ist, durch eine kurze Verzögerung des Fahrzeugs dem Fahrer ein entsprechendes Warnsignal mitzuteilen. Das Vorsehen einer kurzen Verzögerung, mittels der Verzögerungseinrichtungen hat weiterhin den Vorteil, dass durch diese kurze Anbremsung des Fahrzeugs der Reibwert der Fahrbahn ermittelt werden kann und bezüglich einer späteren, scharfen Verzögerung des Fahrzeugs zur Vorbeugung einer Kollision der Reibwert der Fahrbahn bekannt ist und entsprechend die Verzögerung gesteuert werden kann. Außerdem wird dem Fahrer mittels einer kurzen Anbremsung des Fahrzeugs intuitiv mitgeteilt, dass eine gefährliche Situation vorliegt.
In Figur 4 ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, das beispielsweise in Form eines Steuerprogramms in der Berechnungseinrichtung 16 ablaufen kann. Nach Beginn des Verfahrens am Punkt „Start" werden in Verfahrensschritt 21 die Objektdaten eingelesen, die beispielsweise der Objektdetektor 2 ermittelt hat und der Auswerteeinrichtung 10 zur Verfügung stellt. Im darauffolgenden Verfahrensschritt 22 werden die Bewegungsdaten des eigenen Fahrzeugs 1 eingelesen, die beispielsweise die eigene Fahrzeuggeschwindigkeit V sowie die eigene Fahrzeugbeschleunigung a umfassen. Weiterhin ist es möglich, aufgrund erkannter, stehender oder bewegter Objekte innerhalb des Detektionsbereichs 3 auf eine spezielle Fahrsituation des Fahrzeugs 1 zu schließen, beispielsweise ob es sich um eine einspurige oder mehrspurige Straße handelt, ob die Straße im weiteren Fahrverlauf Kurven aufweist oder eher als geradlinige, autobahnähnliche Straße erkannt wird, sowie eventuell wie groß die Verkehrsdichte im vorausliegenden Streckenabschnitt ist. Aufgrund, der der Auswerteeinrichtung 10 zugeführten Daten werden im weiteren Verfahrenschritt 23 Bewegungstrajektorien für die erkannten Fahrzeuge 5, 6 sowie das eigene Fahrzeug 1 berechnet. Bei der Berechnung der Bewegungstrajektorien wird zum einen die ermittelte Fahrsituation berücksichtigt zum anderen mittels angenommener, maximaler Fahrzeuglängs- und Querbeschleunigungen bzw. maximaler zeitlicher Längs- bzw. Querbeschleunigungsänderungswerte, wobei die Beschleunigungen auch Verzögerungen sein können, die maximale Erreichbarkeit der Objekte innerhalb der Zeitdauer t berechnet, unter Einhaltung angenommener Komfortgrenzen. Im weiteren Schritt 24 wird ermittelt, ob eine Kollision vermeidbar ist. In diesem Fall ist eine Erhöhung der Fahrzeugbeschleunigung bzw. Verzögerung und/oder eine Erhöhung der zeitlichen Beschleunigungsänderungswerte bzw. Verzögerungsänderungswerte erforderlich, wodurch die Bewegungstrajektorienbereiche 7, 8, 9 vergrößert werden indem durch hochdynamische Fahrzeugmanöver größere Bereiche entstehen, mittels denen eine Kollision vermeidbar ist. Wurde in Schritt 24 festgestellt, dass eine Kollision vermeidbar ist, beispielsweise indem ein Restbereich der Trajektorienbereiche 7, 8, 9 existiert, der keine Überlappung aufweist, so verzweigt das Ablaufdiagramm nach „Ja" und wird bei Schritt „Ende" fortgesetzt. Wurde im Verfahrensschritt 24 festgestellt, dass eine Kollision unter Einhaltung der Komfortgrenzen unvermeidbar ist, beispielsweise indem kein Restbereich ohne Überlappung unter Berücksichtigung der Komfortgrenzen existiert, so verzweigt Schritt 24 nach „Nein" und es wird im nachfolgenden Verfahrensschritt 25 eine Fahrerwarnung mittels einer oder mehrerer der Wameinrichtungen 18, 19, 20 ausgegeben. Nach Ausgabe der Fahrerwarnung in Schritt 25 wird das Ablaufdiagramm in Schritt „Ende" fortgesetzt und verzweigt wieder zu „Start", von wo aus es erneut durchlaufen wird.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Warnung des Fahrers eines Kraftfahrzeugs (1), dass eine Verkehrssituation mit erhöhtem Kollisionsrisiko vorliegt, indem einer Auswerteeinrichtung (10) Signale mindestens eines Objektdetektors (2) zuführbar sind, die Bewegungsgrößen detektierter Objekte (5,6) repräsentieren; indem einer Auswerteeinrichtung (10) Signale mindestens einer eigenen Bewegungssensorik (12,13) zuführbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (10) für alle detektierten Objekte (5,6) und für das eigene Fahrzeug (1) alle möglichen Bewegungstrajektorien unter Berücksichtigung maximaler Beschleunigungswerte bzw. Verzögerungswerte und maximaler zeitlicher Beschleunigungsänderungswerte bzw. Verzögerungsänderungswerte, vorausberechnet (23), und bei Erkennen, dass eine Kollsion bevorsteht, dem Fahrer eine Warnung (18, 25) ausgegeben wird, dass höhere Beschleunigungswerte bzw. Verzögerungswerte (amax) und/oder Beschleunigungsänderungswerte bzw. Verzögerungsänderungswerte (amaxpunkt) nötig sind um eine Kollision zu vermeiden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die maximalen Beschleunigungswerte bzw. Verzögerungswerte (amax) und die maximalen zeitlichen Beschleunigungsänderungswerte bzw. Verzögerungsänderungswerte (amaxpunkt) so bemessen sind, dass der Fahrer diese gerade noch als komfortabel empfindet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für die Fahrzeuglängsbeschleunigung, die Fahrzeuglängsverzögerung und die Fahrzeugquerbeschleunigung unterschiedliche Maximalwerte und zeitliche Änderungsmaximalwerte vorgesehen sind.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die maximalen Beschleunigungswerte bzw. Verzögerungswerte (amax) und die maximalen zeitlichen Beschleunigungsänderungswerte bzw. Verzögerungsänderungswerte (amaxpunkt) in Abhängigkeit der momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit (v) variierbar sind.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die maximalen Beschleunigungswerte bzw. Verzögerungswerte (amax) und die maximalen zeitlichen Beschleunigungsänderungswerte bzw.
Verzögerungsänderungswerte (amaxpunkt) in Abhängigkeit der vom Objektdetektor (2) erkannten Fahrsituation variierbar sind.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zur Fahrerwarnung (18) ein automatischer Eingriff in die Fahrzeugantriebseinrichtungen, die Fahrzeugverzögerungseinrichtungen (20) und/oder die Fahrzeuglenkeinrichtungen ausgebbar ist.
7. Vorrichtung zur Warnung des Fahrers eines Kraftfahrzeugs (1), dass eine Verkehrssituation mit erhöhtem Kollisionsrisiko vorliegt, die eine Auswerteeinrichtung (10) aufweist, mindestens einen Objektdetektor (2) aufweist, mittels dem Bewegungsgrößen detektierter Objekte (5,6) ermittelbar und der Auswerteeinrichtung (10) zuführbar sind, dass mindestens eine Bewegungssensorik (12, 13) vorgesehen ist, mittels der der Auswerteeinrichtung (10) Signale zuführbar sind, die die Bewegung des eigenen Fahrzeugs (1) repräsentieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (10) für alle detektierten Objekte (5,6) und für das eigene Fahrzeug (1) alle möglichen Bewegungstrajektorien unter Berücksichtigung maximaler Beschleunigungswerte bzw. Verzögerungswerte (amax) und maximaler zeitlicher Beschleunigungsänderungswerte bzw. Verzögerungsänderungswerte (amaxpunkt), vorausberechnet, und durch die Auswerteeinrichtung eine Fahrerwarneinrichtung (18, 19) aktivierbar ist, die dem Fahrer mitteilt, dass höhere Beschleunigungswerte bzw. Verzögerungswerte und/oder Beschleunigungsänderungswerte bzw. Verzögerungsänderungswerte nötig sind um eine Kollision zu vermeiden.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der mmdestens eine Objektdetektor (2) ein Radarsensor, ein Lasersensor, ein Ultraschallsensor, ein Videosensor oder eine Kombination hieraus ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungssensorik (12,13) mindestens ein Geschwindigkeitssensor, ein Beschleunigungssensor und/oder ein Gierratensensor ist.
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