WO2006097467A1

WO2006097467A1 - Verfahren zum betreiben eines kollisionsvermeidungs- oder kollisionsfolgenminderungssystems eines fahrzeugs sowie kollisionsvermeidungs- oder kollisionsfolgenminderungssystem

Info

Publication number: WO2006097467A1
Application number: PCT/EP2006/060700
Authority: WO
Inventors: Bernd Danner; Thomas Dohmke; Jörg Hillenbrand; Volker Schmid; Andreas Spieker
Original assignee: Daimlerchrysler Ag
Priority date: 2005-03-16
Filing date: 2006-03-14
Publication date: 2006-09-21
Also published as: DE102005012037A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kollisionsvermeidungs- oder Kollisionsfolgenminderungssystem für ein Fahrzeug (6) und ein Verfahren zum Betrieb des Systems (5), mit einer Steuereinheit (16) zur Ermittlung einer die verbleibende Zeitdauer bis zum Aufprall des Fahrzeugs auf ein Hindernis beschreibenden Zeitdauergröße. Die Steuereinheit (16) aktiviert bei Erreichen eines ersten Zeitdauerschwellenwerts der Zeitdauergröße eine erste Warn- und/oder Informationsfunktion, und bei Erreichen eines zweiten Zeitdauerschwellenwerts der Zeitdauergröße ein Systemeingriff mit einer autonomen Teilbremsung. Die Steuereinheit (16) löst einen Gefahrbremsvorgang mit maximal möglicher Bremsverzögerung automatisch aus, wenn eine vorgegebene Gefahrbremsbedingung erfüllt ist. Zur Prüfung der Erfüllung der Gef ahrenbremsbedingung werden eine die Bremspedalstellung beschreibende Pedalstellungsgröße (ps, pd) und zumindest in einem Wertebereich der Pedalstellungsgröße (ps, pd) zusätzlich eine die Bremspedalgeschwindigkeit beschreibende Pedalgeschwindigkeitsgröße (pv) ausgewertet.

Description

Verfahren zum Betreiben eines Kollisionsvermeidungs- oder Kollisionsfolgenminderungssystems eines Fahrzeugs sowie Kol^¬ lisionsvermeidungs- oder Kollisionsfolgenminderungssystem

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kollisionsvermeidungs- oder Kollisionsfolgenminderungssystems eines Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Kollisionsvermeidungs- oder Kollisionsfolgenminde^¬ rungssystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 15.

Es sind vielfach Systeme zur Abstands- und Geschwindigkeits^¬ regelung bekannt, die nicht nur im Zweifelsfall in ein Brems^¬ manöver eingreifen, sondern sogar Auffahrunfälle vorhersehen können und dadurch die Gefahr für die Passagiere auf ein Minimum reduzieren. Bei diesem so genannten „Collision Mitiga- tion System" (CMS) werden bereits vor einer möglichen Kollision mit einem potentiellen Kollisionspartner alle nötigen Gegenmaßnahmen automatisch eingeleitet. So berechnet das be^¬ kannte CMS die Wahrscheinlichkeit einer Kollision auf Grund von Fahrbedingungen, einem Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug und einer relativen Geschwindigkeit. Falls nötig, greift das CMS dann selbständig ein, um Kollisionen zu verhindern. Der Zeitpunkt für diesen Systemeingriff basiert auf einer notwendigen Sollverzögerung sowie auf einer Fahrerreaktionszeit. Vor dem Systemeingriff wird bei dem bekannten CMS eine optische und/oder akustische Warnfunktion aktiviert. Es er^¬ folgt dabei jedoch keine zusätzliche Sicherungsfunktion für den Fahrer. Ein gattungsgemäßes Verfahren bzw. eine gattungsgemäße Vor^¬ richtung sind aus der DE 102 58 617 Al bekannt. Dort wird in Abhängigkeit vom Abstand zwischen dem Fahrzeug und einem Hin^¬ dernis und der verbleibenden Zeitdauer bis zum Aufprall des Fahrzeugs auf das Hindernis zunächst eine optische und/oder akustische Fahrerwarnung und gegebenenfalls eine weitere, haptische Fahrerwarnung ausgelöst bevor ein Notbremsvorgang zur Vermeidung des Auffahrens auf das Hindernis bzw. zur Ver^¬ minderung der Unfallfolgen ausgelöst wird. Die beim Notbremsvorgang erreichbare Verzögerung kann entweder im Bereich zwischen 5 m/s² und 7 m/s² fest vorgegeben oder anhand von Grö^¬ ßen wie Fahrzeugmasse, Belag, Reibwert, Fahrbahnbeschaffen^¬ heit, etc. bestimmt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein weiter entwickeltes Verfahren zum Betreiben eines Kollisionsvermeidungs- oder Kollisionsfolgenminderungssystems eines Fahrzeugs sowie ein dazugehöriges verbessertes Kollisionsvermeidungs- oder Kollisionsfolgenminderungssystem bereitzustellen .

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unab^¬ hängigen Patentansprüche gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, bei welchem eine die verbleibende Zeitdauer bis zum Aufprall des Fahrzeugs auf ein Hindernis beschreibende Zeitdauergröße ermittelt. Erreicht die Zeitdauergröße einen ersten Zeitdauerschwellenwert, wird eine erste Warnfunktion und/oder Informationsfunktion aktiviert . Erreicht die Zeitdauergröße einen zweiten Zeitdauer^¬ schwellenwert erfolgt ein Systemeingriff, bei dem zumindest eine autonome Teilbremsung durchgeführt wird. Wenn nach Er^¬ reichen des ersten oder zweiten Zeitdauerschwellenwertes eine Gefahrbremsbedingung erfüllt ist, dann wird ein automatische Gefahrbremsvorgang bzw. Notbremsvorgang mit maximal möglicher Bremsverzögerung ausgelöst. Zur Prüfung der Erfüllung der Ge- fahrenbremsbedingung wird eine die Bremspedalstellung be- schreibende Pedalstellungsgröße und zumindest in einem Werte^¬ bereich der Pedalstellungsgröße zusätzlich eine die Bremspe^¬ dalgeschwindigkeit beschreibende Pedalgeschwindigkeitsgröße ausgewertet . Dabei kann der Bremsdruck in den Radbremseinrichtungen des Fahrzeugs so weit erhöht werden, bis zumindest eines der Räder die Blockiergrenze erreicht hat.

Bei der Erfindung wird der Gefahrbremsvorgang daher nur dann ausgelöst, wenn der Fahrer dies durch eine die Gefahrbremsbe^¬ dingung erfüllende Bremspedalbetätigung anfordert bzw. auslöst. Somit behält der Fahrer die Hoheit über die Durchfüh^¬ rung des Gefahrbremsvorgangs. Die Anforderung des Gefahren- bremsvorgangs kann durch die Auswertung der Pedalstellungs^¬ größe und gegebenenfalls zusätzlich der Pedalgeschwindig^¬ keitsgröße sicher festgestellt werden. Zur weiteren Verbesse^¬ rung der Sicherheit wird durch den autonomen Teilbremsvorgang bereits vor einem eventuellen Gefahrbremsvorgang die kinetische Energie des Fahrzeugs reduziert. Dadurch kann die Un^¬ fallgefahr verringert oder zumindest die Unfallfolgen gemindert werden.

Als erste Warnfunktion und/oder Informationsfunktion können beispielsweise akustische Warnsignale (z.B. auffällige Tö^¬ ne/Klänge, Sprachausgaben oder auch Handlungsempfehlungen) und/oder optische Warnsignale (z.B. Lichtsignale) abgegeben werden. Ferner sind visuelle Warnsignale, beispielsweise op^¬ tische Handlungsanweisungen auf dem Display oder Darstellungen des Fahrzeugs und des Hindernisses auf dem Display, und/oder auch haptische Warnsignale, beispielsweise Vibratio^¬ nen oder Rütteln des Lenkrads, möglich. Als haptisches Warnsignal kann auch ein Gurtzupfen - das heißt eine abwechselndes Spannen und Lösen des Fahrer-Sicherheitsgurtes - erfol^¬ gen, wodurch der Fahrer besonders eindringlich auf eine bevorstehende Gefahrensituation aufmerksam gemacht wird. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen und der Figurenbeschreibung.

Vorteilhafterweise ist die Gefahrbremsbedingung erfüllt, wenn die Pedalstellungsgröße einen ersten Pedalstellungsschwellenwert überschreitet. Dabei wird davon ausgegangen, dass in diesem Bereich der Pedalstellungsgröße oberhalb des ersten Pedalstellungsschwellenwertes unabhängig von der Pedalge^¬ schwindigkeitsgröße ein Gefahrbremsvorgang vom Fahrer angefordert wird.

Die Gefahrbremsbedingung kann unabhängig von der Pedalgeschwindigkeitsgröße nicht erfüllt sein, wenn die Pedalstel^¬ lungsgröße einen zweiten Pedalstellungsschwellenwert unter^¬ schreitet. Bei einer Pedalstellungsgröße unterhalb des Pedal^¬ stellungsschwellenwertes ist von einem Bremsvorgang außerhalb einer Gefahrensituation auszugehen.

Dabei ist es möglich, dass die Gefahrbremsbedingung erfüllt ist, wenn die Pedalstellungsgröße zumindest dem zweiten Pe^¬ dalstellungsschwellenwert und höchstens dem ersten Pedalstel^¬ lungsschwellenwert entspricht und die Pedalgeschwindigkeits^¬ größe gleichzeitig einen von der Pedalstellungsgröße abhängi^¬ gen Pedalgeschwindigkeitsschwellenwert überschreitet. Im Be^¬ reich vom zweiten Pedalstellungsschwellenwert bis zum ersten Pedalstellungsschwellenwert hängt die Erfüllung der Gefahr^¬ bremsbedingung zusätzlich zur Pedalstellungsgröße auch von der Pedalgeschwindigkeitsgröße ab. Der Pedalgeschwindigkeits^¬ schwellenwert ist in diesem Bereich aber nicht konstant, son^¬ dern abhängig von der Pedalstellungsgröße vorgegeben. Dadurch besteht eine sehr variable Vorgabemöglichkeit für die Gefahr^¬ bremsbedingung, die auch an Fahrzustände des Fahrzeugs und/oder an das Fahrverhalten des Fahrers adaptierbar ist. Der Pedalgeschwindigkeitsschwellenwert kann dabei in Abhän^¬ gigkeit von der Pedalstellungsgröße abschnittsweise linear vorgegeben sein, wodurch eine einfache Vorgabe des Verlaufs des Pedalgeschwindigkeitsschwellenwertes bei ausreichend ge^¬ nauer Anpassbarkeit zur Unterscheidung von Pedalbetätigungen zur Anforderung von Gefahrenbremsvorgängen einerseits und Pedalbetätigungen zur Anforderung von dosierten Zielbremsvorgängen andererseits möglich ist.

Dadurch, dass bei der Überprüfung, ob die Gefahrbremsbedingung erfüllt ist, eine die Fahrzeuglängsdynamik beschreibende Längsdynamikgröße und insbesondere die Fahrzeuglängsgeschwin^¬ digkeit berücksichtigt wird, ist gewährleistet, dass die ak^¬ tuelle Fahrzeuglängsdynamik bei der Prüfung der Erfüllung der Gefahrbremsbedingung berücksichtigt wird. Der Fahrzustand des Fahrzeugs kann daher bei der Prüfung der Erfüllung der Gefahrbremsbedingung berücksichtigt werden.

Es ist dabei von Vorteil, wenn der erste Pedalstellungs^¬ schwellenwert und/oder der zweite Pedalstellungsschwellenwert und/oder der Pedalgeschwindigkeitsschwellenwert vom Fahrzu^¬ stand des Fahrzeugs wie z.B. von der Längsdynamikgröße und insbesondere von der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit abhängig sind. Dadurch wird die Unterscheidbarkeit zwischen der Anfor^¬ derung von dosierten Zielbremsvorgängen und Gefahrbremsvorgängen unter Berücksichtigung des Fahrzustandes des Fahrzeugs weiter verbessert.

Bevorzugt kann bei Erreichen des zweiten Zeitdauerschwellenwertes eine weitere Sicherungsmaßnahme und insbesondere eine Insassenfixierung, beispielsweise in Form einer Gurtstraf- fung, erfolgen. Durch die Gurtstraffung zusätzlich zum Teilbremsvorgang wird nicht nur der Fahrer gewarnt, sondern gleichzeitig die Sicherheit der Fahrzeuginsassen im Falle ei^¬ nes Unfalls erhöht.

Eine während dem autonomen Teilbremsvorgang eingestellte Teilbremsverzögerung kann in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung auf einen Betrag begrenzt werden, der unterhalb einer für eine Kollisionsvermeidung erforderlichen Sollverzögerung liegt. Dies hat den Vorteil, dass das Kollisionsver- meidungssystem nicht missbräuchlich als „Abstandsassistent" genutzt werden kann, sondern dass zur Vermeidung einer möglichen Kollision ein Aufmerksamkeitsgrad des Fahrers vorausge^¬ setzt wird. Die Teilbremsverzögerung kann dabei beispielswei^¬ se etwa 90% einer maximal erreichbaren Bremsverzögerung betragen .

Die Teilbremsverzögerung wird dabei vorzugsweise abhängig von der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit ermittelt. Insbesondere kann die Teilbremsverzögerung mit steigender Fahrzeuglängsgeschwindigkeit beispielsweise stufenweise abnehmen. Bei nied^¬ rigen Fahrzeuglängsgeschwindigkeiten kann eine höhere Bremsverzögerung eingestellt werden als bei höheren Fahrzeuglängs^¬ geschwindigkeiten .

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn beim Systemeingriff bei Erreichen des zweiten Zeitdauerschwellenwertes ein autonomer Lenkeingriff erfolgt. Der Systemeingriff zur Kollisionsvermeidung oder Kollisionsfolgenminderung kann mithin als autonomer Bremseingriff und als autonomer Lenkeingriff ausgestaltet sein.

Auf Anforderung durch den Fahrer kann der Systemeingriff und/oder der Gefahrbremsvorgang deaktiviert werden. Beispielsweise kann für die Deaktivierung des Systemeingriffs bzw. des Gefahrbremsvorgangs aus Pedalstellungsgröße und/oder Pedalgeschwindigkeitsgröße ein Deaktivierungsschwellenwert ermittelt werden. Bei einer einfachen zu realisierenden Ausführung kann der Deaktivierungsschwellenwert als prozentualer Wert der Pedalstellungsgröße vorgegeben sein und beispiels^¬ weise -50% betragen, was einer Verringerung der Pedalstellungsgröße um 50% durch einer Verlagerung des Bremspedals in Richtung der Bremspedalruhestellung entspricht. Eine Deaktivierung des Systemeingriffs bzw. des Gefahrbremsvorgangs wür^¬ de bei diesem Beispiel somit bei einer Zurücknahme des Brems^¬ pedals ausgehend von der aktuellen Bremspedalstellung um mindestens den halben aktuellen Pedalweg erfolgen.

Ferner besteht die Möglichkeit den bei Erreichen des zweiten Zeitdauerschwellenwertes ausgelösten Systemeingriff und/oder den Gefahrbremsvorgang durch eine einen Lenkschwellenwert ü- berschreitende Lenkradbewegung des Fahrers deaktiviert wird. Aus einer derartigen Lenkaktivität des Fahrers wird auf ein eingeleitetes Ausweichmanöver geschlossen. Um dem Fahrer die Hoheit über die Wahl des geeigneten Mittels zur Unfallvermei^¬ dung bzw. Unfallfolgenminderung zu überlassen erfolgt die Deaktivierung der autonom eingeleiteten Maßnahmen.

Zweckmäßigerweise werden der bei Erreichen des zweiten Zeit^¬ dauerschwellenwertes ausgelöste Systemeingriff und/oder der Gefahrbremsvorgang durch eine durch den Fahrer ausgelöste Längsbeschleunigung des Fahrzeugs deaktiviert.

Nach der Deaktivierung des Systemeingriffs und/oder des Gefahrbremsvorgangs, kann die akustische und/oder optische War^¬ nung oder Information des Fahrers aufrechterhalten werden, um die noch bestehende Gefahrensituation anzuzeigen. Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen :

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines Kollisionsvermei- dungs- oder Kollisionsfolgenminderungssystems in Blockschaltbild ähnlicher schematischer Darstel^¬ lung,

Fig. 2 eine Diagramm das die Pedalgeschwindigkeitsgröße über der Pedalstellungsgröße zeigt mit zwei bei^¬ spielhaft eingezeichneten Trajektorien,

Fig. 3 eine schematische Darstellung des zeitlichen Verlaufs einer Fahrsituation mit einem sich an ein Hindernis annähernden Fahrzeug.

In Fig. 1 ist blockschaltbildartig ein Kollisionsvermeidungs- und/oder Kollisionsfolgenminderungssystems 5 zur Vermeidung eines Auffahrunfalls bzw. zur Verminderung der Folgen eines Auffahrunfalls eines Fahrzeugs 6 auf ein Hindernis 7 darge^¬ stellt. Das Kollisionsvermeidungs- und/oder Kollisionsfolgen^¬ minderungssystems 5 weist eine Abstandsermittlungseinrichtung 12 auf. Die Abstandsermittlungseinrichtung 12 ermittelt eine den Abstand D zwischen dem Fahrzeug 6 und dem Hindernis 7 be^¬ schreibende Abstandsgröße A. Beim bevorzugten Ausführungsbei^¬ spiel ist die Abstandsgröße A von dem in Fahrtrichtung 13 des Fahrzeugs 6 gemessenen Abstand D des Fahrzeugs 6 zum Hinder^¬ nis 7 gebildet.

Die Abstandermittlungseinrichtung 12 weist umgebungserfassen- de Sensoren, beispielsweise in Form eines Radars, eines Li^¬ dars (Lidar = light detection and ranging) , eines Videosensors und/oder ein Ultraschallsensors auf. Besonders bevorzugt sind die umgebungserfassenden Sensoren als 77 GHz Radar- Sensor ausgebildet, der eine Reichweite zwischen etwa 7 und 150 m bei einem Öffnungswinkel von ca. 9° haben kann. Alter^¬ nativ oder zusätzlich können auch 24 GHz Radar-Sensoren vorgesehen sein, die jeweils eine Reichweite von etwa 0,1 bis 30 m bei einem Öffnungswinkel von ca. 45° haben können, wodurch die Qualität der Hinderniserkennung verbessert werden kann. Insbesondere ist eine verbesserte Erfassung stehender Hinder^¬ nisse möglich. Die Abstandsermittlungseinrichtung kann Bestandteil einer im Fahrzeug 6 vorhandenen, an sich bereits bekannten Abstandsregeltempomateinrichtung zur Regelung der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit vx und des Abstandes D zu vo^¬ rausfahrenden Fahrzeugen sein.

Die vom Abstand D gebildete Abstandsgröße A wird von der Ab^¬ standsermittlungseinrichtung 12 an eine Steuereinheit 16 übermittelt. Die Steuereinheit 16 ermittelt aus dem Abstand D und der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit vx - die der Steuerein^¬ heit 16 von einen Längsgeschwindigkeitssensor 17 übermittelt wird - eine Zeitdauergröße, die die verbleibende Zeitdauer h bis zum Aufprall des Fahrzeugs 6 auf das Hindernis 7 angibt. In Abhängigkeit vom Betrag der Zeitdauergröße bzw. der Zeit^¬ dauer h wird zunächst zumindest eine Fahrerwarnung hervorge^¬ rufen. Hierfür ist die Steuereinheit 16 mit einem optischen und akustischen Fahrerwarnsystem 19 und einem haptischen Fahrerwarnsystem 20 verbunden.

Weiterhin wird eine die Bremspedalstellung eines Bremspedals 24 des Fahrzeugs 6 beschreibende Pedalstellungsgröße px an die Steuereinheit 16 übertragen. Die Pedalstellungsgröße px ergibt sich beispielsgemäß durch den Pedalweg ps, der von ei^¬ nem Pedalwegsensor 25 erfasst wird, und einem im Hauptbrems^¬ zylinder 26 des Bremssystems 27 des Fahrzeugs 6 durch die Bremspedalstellung erzeugten Hauptbremszylinderdruck pd, der von einem Drucksensor 28 gemessen wird. In Abwandlung zur bevorzugten Ausführungsform könnte auch lediglich einer der beiden Werte Pedalweg ps oder Hauptbremszylinderdruck pd als Pedalstellungsgröße px verwendet werden. Auch andere mit der Bremspedalstellung korrelierte Größen wie die Pedalkraft könnten alternativ oder zusätzlich zur Bildung der Pedalstellungsgröße px dienen.

Zur automatischen Auslösung eines Bremsvorgangs kann die Steuereinheit 16 das Bremssystem 27 ansteuern, wie dies sche^¬ matisch in Fig. 1 dargestellt ist. Dabei kann unabhängig von der durch den Fahrer durch die Betätigung des Bremspedals 24 angeforderten Bremsverzögerung z in einer oder mehreren der Radbremseinrichtungen des Bremssystems 24 ein Bremsdruck bzw. eine Bremskraft aufgebaut werden.

Anhand der Fig. 2 und 3 wird nunmehr der zeitliche Ablauf bei der Annäherung des Fahrzeugs 6 an das Hindernis 7 beschrie^¬ ben, das im vorliegenden Fall ebenfalls von einem im Wesentlichen dieselbe Fahrtrichtung 13 aufweisenden Fahrzeug gebildet ist.

Aus der verbleibenden Zeitdauer h wird in der Steuereinheit 16 zunächst ein erster Bremszeitpunkt für eine Kollisionsver^¬ meidung durch einen Bremsvorgang mit einem ersten Bremsverzö- gerungswert zθ ermittelt. Dieser erste Bremszeitpunkt ent^¬ spricht einem ersten Zeitdauerschwellenwert hθ . Der erste Zeitdauerschwellenwert hθ wird beim bevorzugten Ausführungs^¬ beispiel zu etwa 2,0 s bis 3,0 s gewählt. Daraus wird dann der erste Bremsverzögerungswert zθ ermittelt, der von weite^¬ ren Größen wie Fahrzeuglängsgeschwindigkeit vx, Relativge^¬ schwindigkeit des Fahrzeugs 6 zum Hindernis 7 und Abstand D zum Hindernis 7 abhängt.

Erreicht die verbleibende Zeitdauer h diesen ersten Zeitdau^¬ erschwellenwert hθ, löst die Steuereinheit 16 durch Ansteue- rung des optischen und akustischen Fahrerwarnsystems 19 und des haptischen Fahrerwarnsystems 20 zunächst eine erste Warn^¬ funktion mit optischer, akustischer und haptischer Fahrerwarnung aus, die den Fahrer vor der möglicherweise bevorstehenden Kollision mit dem Hindernis warnt. Der Fahrer wird da^¬ durch aufgefordert einen Bremsvorgang einzuleiten, um den Auffahrunfall zu verhindern. Optische und akustische Fahrer^¬ warnungen sind an sich bekannt und können vielfältig ausges^¬ taltet sein.

Zur haptischen Fahrerwarnung wird das haptische Fahrerwarnsystem 20 angesteuert, das beispielsgemäß ein Gurtzupfen am Fahrer-Sicherheitsgurt verursacht. Dabei wird der Fahrer- Sicherheitsgurt abwechselnd gespannt und wieder gelöst. Auch andere haptische Fahrerwarnungen wie Vibrieren des Lenkrades oder des Fahrersitzes können durch das haptische Fahrerwarn^¬ system 20 ausgelöst werden.

In Abwandlung zum dargestellten Ausführungsbeispiel können die optische, akustische und die haptische Fahrerwarnung auch zeitlich nacheinander ausgelöst werden und sozusagen verschiedene Eskalationsstufen der Fahrerwarnung bilden.

Reagiert der Fahrer nicht oder nur unzureichend, so dass die Kollisionsgefahr nach wie vor besteht, wenn die verbleibende Zeitdauer h einen zweiten Zeitdauerschwellenwert hl erreicht hat, wird durch die Steuereinheit 16 zur weiteren haptischen Fahrerwarnung und zum Abbau der kinetischen Energie des Fahrzeugs 6 das Betriebsbremssystem 27 angesteuert und ein Teil^¬ bremsvorgang mit einer vorgegebenen Teilbremskraft bzw. einer vorgegebenen Teilbremsverzögerung zl eingestellt.

Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt die Teilbrems^¬ verzögerung zl bis zu 90% einer maximal erreichbaren Brems- Verzögerung z, wobei die Teilbremsverzögerung zl abhängig von der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit vx vorgegeben ist. Mit zu^¬ nehmender Fahrzeuglängsgeschwindigkeit vx nimmt die vorgege^¬ bene Teilbremsverzögerung zl stufenweise ab. Beispielsgemäß wird bei niedrigen Fahrzeuglängsgeschwindigkeiten vx bis zu etwa 50 km/h eine Teilbremsverzögerung von etwa 4m/s² eingestellt, bei Fahrzeuglängsgeschwindigkeiten vx von etwa 50 km/h bis etwa bis 150 km/h eine Teilbremsverzögerung von etwa 3m/s² und bei Fahrzeuglängsgeschwindigkeiten von etwa über 150 km/h eine Teilbremsverzögerung von etwa 2m/s². Die während des Teilbremsvorgangs eingestellte Teilbremsverzögerung zl ist dabei so gewählt, dass sie betragsmäßig kleiner ist als die Sollverzögerung, die zum Zeitpunkt des Erreichend des zweiten Zeitdauerschwellenwertes hl notwendig wäre, um bei der aktuellen Fahrzeuglängsgeschwindigkeit vx, dem aktuellen Abstand D des Fahrzeugs 6 zum Hindernis 7 und der aktuellen Relativgeschwindigkeit zwischen Fahrzeug 6 und Hindernis 7 ein Auffahren auf das Hindernis 7 zu verhindern. Dadurch wird der Missbrauch des Kollisionsvermeidungs- oder Kollisionsfol- genminderungssystems 5 als Mittel zum Einstellen des Abstands zu einem vorausfahrenden Fahrzeug verhindert. Die Verantwortung über das Einleiten notwendiger Maßnahmen zum Beenden oder Verhindern von Gefahrensituationen im Straßenverkehr bleibt somit beim Fahrer.

Der zweite Zeitdauerschwellenwert hl kann beispielsweise so gewählt werden, dass bis zu dem letztmöglichen Zeitpunkt, zu dem durch einen Lenkeingriff oder Bremseingriff eine Kollision des Fahrzeugs 6 mit dem Hindernis 7 vermieden werden kann, noch eine vorgegebene Handlungszeitspanne verbleibt, die beim Ausführungsbeispiel etwa 1,0 s bis 2,0 s beträgt.

Bei Erreichen eines zweiten Zeitdauerschwellenwerts hl er^¬ folgt zudem eine Insassenfixierung der Fahrzeuginsassen in Form einer reversiblen Gurtstraffung als weitere Sicherungsmaßnahme .

Eine alternative Ausgestaltung der Erfindung kann zusätzlich zum Teilbremsvorgang auch ein selbsttätiger Lenkeingriff vorsehen, mit dem Ziel, das Fahrzeug 6 am Hindernis 7 zur Un^¬ fallvermeidung vorbei zu lenken oder das Fahrzeug 6 in Bezug auf das Hindernis 7 in derart auszurichten, dass bei einem etwaigen Auffahrunfall die Unfallfolgen für die Unfallbetei^¬ ligten möglichst gering sind. Hierfür ist die Kenntnis der Position, Ausrichtung und Art des Hindernisses 7 erforderlich, die beispielsweise aus den Daten einer Objekterkennungseinrichtung erlangt werden kann.

Nach dem Erreichen des ersten oder zweiten Zeitdauerschwellenwertes hθ bzw. hl prüft die Steuereinheit 16, ob eine vor^¬ gegebene Gefahrbremsbedingung erfüllt ist. Sofern dies zu^¬ trifft steuert die Steuereinheit 16 das Bremssystem 27 des Fahrzeugs 6 an und löst einen Gefahrbremsvorgang mit der maximal erreichbaren Bremsverzögerung zmax aus. Bei dem in Fig. 3 beispielhaft dargestellten zeitlichen Ablauf ist dies zu einem Zeitpunkt der Fall, an dem die verbleibende Zeitdauer h den Zeitdauerwert h2 annimmt. Dabei wird die Bremskraft bzw. der Bremsdruck in den Radbremseinrichtungen des Fahrzeugs 6 erhöht bis zumindest eines der gebremsten Fahrzeugräder seine Blockierschwelle erreicht hat und eine an sich bekannte Blo^¬ ckierschutzregelung - wie z.B. ABS - eingreift.

Die Erfüllung der Gefahrbremsbedingung wird anhand der Pedalstellungsgröße px und einer aus der zeitlichen Änderung der Pedalstellungsgröße px ermittelten Pedalgeschwindigkeitsgröße pv geprüft . Fig. 2 zeigt ein Koordinatensystem, wobei die Abszisse Werte für die Pedalstellungsgröße px und die Ordinate Werte für die Pedalgeschwindigkeitsgröße pv angibt. Der Ursprung des Koor^¬ dinatensystems ist mit U gekennzeichnet. Positive Werte der Pedalgeschwindigkeitsgröße pv bedeuten, dass das Bremspedal 24 von seiner unbetätigten Ausgangs- oder Ruhestellung heraus bewegt wird, während negative Werte der Pedalgeschwindig^¬ keitsgröße pv eine Rücknahmebewegung des Bremspedals 24 aus einer ausgelenkten, betätigten Stellung zurück in die unbetä- tigte Ausgangsstellung beschreiben. Die Ausgangsstellung des Bremspedals 24 ist durch den Ursprung U des Koordinatensys^¬ tems angegeben.

Mit Hilfe von Fahrversuchen wurde ermittelt, dass durch einen Fahrer durch Betätigung des Bremspedals 24 verursachte do^¬ sierte Zielbremsvorgänge einerseits und Gefahrbremsvorgänge andererseits anhand der sich ergebenden Trajektorien im Pedalstellungsgrößen-Pedalgeschwindigkeitsgrößen-Koordinaten- system unterscheiden lassen. Die Trajektorien beginnen und enden immer im Ursprung U des Koordinatensystems. In Fig. 2 sind eine einen dosierten Zielbremsvorgang beschreibende erste Trajektorie 30 und eine einen Gefahrbremsvorgang charakte^¬ risierende zweite Trajektorie 31 für eine Fahrzeuglängsge^¬ schwindigkeit von etwa 50 - 70 km/h beispielhaft dargestellt.

Aus den Fahrversuchen hat sich ergeben, dass sich das Koordinatensystem in einen Zielbremsbereich 33 und einen Gefahrbremsbereich 34 unterteilen lässt, wobei sich die beiden Bereiche 33, 34 abhängig von der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit verändern. Die als durchgezogene Linie dargestellte erste Be^¬ reichsgrenze 35 gilt für Fahrzeuglängsgeschwindigkeiten von etwa 50 - 70 km/h. In diesem Geschwindigkeitsbereich ergeben sich für dosierte Zielbremsvorgänge Trajektorien, die im Wesentlichen in einem Bereichsabschnitt 38 des Zielbremsbereichs 33 liegen, der sich ausgehend vom Ursprung U entlang der Abszisse bis zu ei^¬ nem Endpunkt 39 erstreckt und in etwa symmetrisch zur Abszis^¬ se ausgebildet ist. Die Breite des Bereichsabschnitts quer zur Abszisse gesehen 38 nimmt ausgehend vom Ursprung bis zu einer maximalen Breite zu und verringert sich dann zunächst stärker und anschließend schwächer bis zum Endpunkt 39 hin.

Die Gefahrbremsbedingung ist erfüllt, wenn die die Pedalbetä^¬ tigung des Bremspedals 24 beschreibende Trajektorie den Ziel^¬ bremsbereich 33 zumindest an einer Stelle verlässt. Die Ge^¬ fahrbremsbedingung ist beispielsgemäß unabhängig von der Pedalgeschwindigkeitsgröße pv dann erfüllt, wenn die Pedalstel^¬ lungsgröße px einen ersten Pedalstellungsschwellenwert pxl überschreitet. Eine Pedalstellungsgröße px, deren Betrag grö^¬ ßer ist als der erste Pedalstellungsschwellenwert pxl über^¬ schreitet die erste Bereichsgrenze 35.

Ist der Betrag der Pedalstellungsgröße px kleiner als ein zweiter Pedalstellungsschwellenwert px2, dann ist die Gefahr^¬ bremsbedingung unabhängig von der Pedalgeschwindigkeitsgröße pv nicht erfüllt. Die Trajektorie verläuft dann immer im Zielbremsbereich 33.

Wenn die Pedalstellungsgröße zumindest dem zweiten Pedalstel^¬ lungsschwellenwert px2 und höchstens dem ersten Pedalstel^¬ lungsschwellenwert pxl entspricht, wird die Gefahrbremsbedin^¬ gung nur dann erfüllt, wenn gleichzeitig die Pedalgeschwindigkeitsgröße pv einen von der Pedalstellungsgröße px abhän^¬ gigen Pedalgeschwindigkeitsschwellenwert pvs überschreitet. Der Pedalgeschwindigkeitsschwellenwert pvs ist positiv und wird verringert sich mit zunehmenden Werten der Pedalstel^¬ lungsgröße px . Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel verläuft der Pedalgeschwindigkeitsschwellenwert pvs in Abhängigkeit von der Pedalstellungsgröße px abschnittsweise linear und weist hier zwei Abschnitte mit jeweils konstanter Steigung auf, wobei ein erster Abschnitt 40 ausgehend vom zweiten Pe^¬ dalstellungsschwellenwert px2 mit größer werdender Pedalstel^¬ lungsgröße px betragsmäßig stärker abfällt als ein sich daran anschließender zweiter Abschnitt 41, der am ersten Pedalstellungsschwellenwert pxl endet.

Für eine höhere Fahrzeuglängsgeschwindigkeit vx ergibt sich eine zweite Bereichsgrenze 45, die zu betragsmäßig größeren Werten der Pedalstellungsgröße hin verschoben ist, wobei der grundsätzliche Verlauf erhalten bleibt. Die zweite Bereichs^¬ grenze kann beispielsweise durch Multiplikation der ersten Bereichsgrenze 35 mit einem Faktor erhalten werden. Dabei ergeben sich dann auch ein veränderter erster und zweiter Pedalstellungsschwellenwert pxl' bzw, px2'.

Der bei Erreichen des zweiten Zeitdauerschwellenwertes hl ausgelöste Systemeingriff und der Gefahrbremsvorgang können beim Ausführungsbeispiel wieder deaktiviert werden, wenn ein Abbruchkriterium erfüllt ist. Das Abbruchkriterium ist dann erfüllt, wenn eine durch den Fahrer ausgelöste Längsbeschleu^¬ nigung des Fahrzeugs 6 festgestellt wird. Beispielsweise kann der Steuereinheit 16 hierfür die Fahrpedalstellung oder das Signal eines Längsbeschleunigungssensors übermittelt werden.

Zur Erfüllung des Abbruchkriteriums ist auch ein Deaktivie- rungsschwellenwert für die Pedalstellungsgröße px vorgegeben. Der Deaktivierungsschwellenwert beträgt beispielsweise -50%, so dass das Abbruchkriterium erfüllt ist, wenn sich die Pe- dalstellunggröße px um 50% verringert hat. Wenn mithin das Bremspedal 24 in Richtung seiner Ausgangs- oder Ruhestellung bewegt wird und sich die Pedalstellungsgröße dadurch um zu^¬ mindest 50% verringert hat, ist das Abbruchkriterium erfüllt.

Ferner kann das Abbruchkriterium bei einer alternativen Ausführung auch dann erfüllt sein, wenn eine einen Lenkschwellenwert überschreitende Lenkradbewegung des Fahrers festge^¬ stellt wird. Die Lenkradbewegung kann dabei durch den Lenkradwinkel und/oder das Lenkradmoment und/oder eine zeitliche Ableitung dieser Größen beschrieben werden. Hierfür müsste der Steuereinheit 16 zumindest eine dieser die Lenkradbewe^¬ gung beschreibenden Größen übermittelt werden.

Weiterhin ist das Abbruchkriterium erfüllt, wenn der Fahrer das Kollisionsvermeidungs- oder Kollisionsfolgenminderungs- systems 5 durch eine entsprechende Bedientätigkeit ausschal^¬ tet, was beispielsweise durch eine entsprechende Menüauswahl in einem Fahrzeuginstrument erfolgen kann. Wenn die Abstands- ermittlungseinrichtung 12 eine Störung aufweist oder das Hindernis nicht sicher erkannt werden kann, ist das Abbruchkriterium ebenfalls erfüllt.

Nachdem durch das Erfüllen des Abbruchkriteriums die Deakti^¬ vierung des Systemeingriffs und/oder des Gefahrbremsvorgangs erfolgt ist, kann die akustische und/oder optische und/oder haptische Warnung oder Information des Fahrers aufrechterhal^¬ ten bleiben, insbesondere dann, solange der erste Zeitschwel^¬ lenwert hθ aufgrund einem veränderten Fahrzustand oder einer veränderten Verkehrssituation nicht wieder unterschritten wurde .

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Betreiben eines Kollisionsvermeidungs- oder Kollisionsfolgenminderungssystems (5) eines Fahrzeugs

(6), wobei eine die verbleibende Zeitdauer (h) bis zum Aufprall des Fahrzeugs (6) auf ein Hindernis (7) be^¬ schreibende Zeitdauergröße ermittelt wird und bei Errei^¬ chen eines ersten Zeitdauerschwellenwerts (hθ) eine erste Warnfunktion und/oder Informationsfunktion aktiviert wird, und bei Erreichen eines zweiten Zeitdauerschwellenwerts (hl) ein Systemeingriff mit einem autonomen Teilbremsvorgang (zl) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass nachdem die Zeitdauergröße den ersten oder zweiten Zeitdauerschwellenwert (hθ; hl) erreicht hat der Systemein^¬ griff beendet und ein Gefahrbremsvorgang mit maximal möglicher Bremsverzögerung (zmax) automatisch durchgeführt wird, wenn eine Gefahrbremsbedingung erfüllt ist, wobei zur Prüfung der Erfüllung der Gefahrenbremsbedingung eine die Bremspedalstellung beschreibende Pedalstellungsgröße

(px) und zumindest in einem Wertebereich der Pedalstellungsgröße (px) zusätzlich eine die Bremspedalgeschwindigkeit beschreibende Pedalgeschwindigkeitsgröße (pv) ausgewertet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gefahrbremsbedingung erfüllt ist, wenn die Pedalstel^¬ lungsgröße (px) einen ersten Pedalstellungsschwellenwert (pxl; pxl' ) überschreitet .

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gefahrbremsbedingung unabhängig von der Pedalgeschwindigkeitsgröße nicht erfüllt ist, wenn die Pedal^¬ stellungsgröße (px) einen zweiten Pedalstellungsschwel^¬ lenwert (px2; px2' ) unterschreitet .

4. Verfahren nach Anspruch 2 in Verbindung mit Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gefahrbremsbedingung erfüllt ist, wenn die Pedalstel^¬ lungsgröße (px) zumindest dem zweiten Pedalstellungs^¬ schwellenwert (px2; px2') und höchstens dem ersten Pedal^¬ stellungsschwellenwert (pxl; pxl') entspricht und die Pe^¬ dalgeschwindigkeitsgröße (pv) gleichzeitig einen von der Pedalstellungsgröße abhängigen Pedalgeschwindigkeits^¬ schwellenwert (pvs) überschreitet.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Pedalgeschwindigkeitsschwellenwert (pvs) in Abhängig^¬ keit von der Pedalstellungsgröße (px) abschnittsweise li^¬ near verläuft .

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Überprüfung, ob die Gefahrbremsbedingung erfüllt ist, eine die Fahrzeuglängsdynamik beschreibende Längsdy- namikgröße und insbesondere die Fahrzeuglängsgeschwindig^¬ keit (vx) berücksichtigt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Pedalstellungsschwellenwert (pxl; pxl' ) und/oder der zweite Pedalstellungsschwellenwert (px2; px2') und/oder der Pedalgeschwindigkeitsschwellenwert (pvs) von der Längsdynamikgröße und insbesondere von der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit (vx) abhängig sind.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erreichen des zweiten Zeitdauerschwellenwertes (hl) eine weitere Sicherungsmaßnahme und insbesondere eine In^¬ sassenfixierung erfolgt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine während dem autonomen Teilbremsvorgang eingestellte Teilbremsverzögerung (zl) auf einen Betrag begrenzt ist, der unterhalb einer für eine Kollisionsvermeidung erforderlichen Sollverzögerung liegt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilbremsverzögerung (zl) abhängig von der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit (vx) ermittelt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilbremsverzögerung (zl) mit steigender Fahrzeuglängsgeschwindigkeit (vx) abnimmt.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass beim Systemeingriff bei Erreichen des zweiten Zeitdauerschwellenwertes (hl) ein autonomer Lenkeingriff erfolgt.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der bei Erreichen des zweiten Zeitdauerschwellenwertes (hl) ausgelöste Systemeingriff und/oder der Gefahrbremsvorgang durch eine einen Lenkschwellenwert überschreitende Lenkradbewegung des Fahrers deaktiviert wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der bei Erreichen des zweiten Zeitdauerschwellenwertes (hl) ausgelöste Systemeingriff und/oder der Gefahrbremsvorgang durch eine durch den Fahrer ausgelöste Längsbeschleunigung des Fahrzeugs (6) deaktiviert wird.

15. Kollisionsvermeidungs- oder Kollisionsfolgenminderungs- system für ein Fahrzeug(6), mit einer Steuereinheit (16) zur Ermittlung einer die verbleibende Zeitdauer (h) bis zum Aufprall des Fahrzeugs (6) auf ein Hindernis (7) be^¬ schreibenden Zeitdauergröße, wobei die Steuereinheit (16) bei Erreichen eines ersten Zeitdauerschwellenwerts (hθ) der Zeitdauergröße eine erste Warnfunktion und/oder Informationsfunktion aktiviert, und bei Erreichen eines zweiten Zeitdauerschwellenwerts (hl) der Zeitdauergröße ein Systemeingriff mit einer autonomen Teilbremsung auslöst, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (16) den Systemeingriff beendet und ei^¬ nen Gefahrbremsvorgang mit maximal möglicher Bremsverzögerung (zmax) automatisch auslöst, wenn eine vorgegebene Gefahrbremsbedingung erfüllt ist, wobei zur Prüfung der Erfüllung der Gefahrenbremsbedingung eine die Bremspedalstellung beschreibende Pedalstellungsgröße (px) und zu^¬ mindest in einem Wertebereich der Pedalstellungsgröße (px) zusätzlich eine die Bremspedalgeschwindigkeit be^¬ schreibende Pedalgeschwindigkeitsgröße (pv) ausgewertet werden .