WO2009092373A1

WO2009092373A1 - Verfahren zur beeinflussung der bewegung eines fahrzeugs

Info

Publication number: WO2009092373A1
Application number: PCT/DE2009/050001
Authority: WO
Inventors: Alexander Augst; Harald Graef; Soeren Hohmann
Original assignee: Alexander Augst; Harald Graef; Soeren Hohmann
Priority date: 2008-01-21
Filing date: 2009-01-20
Publication date: 2009-07-30
Also published as: DE102008005305A1; WO2009092373A4

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Beeinflussung der Bewegung eines Fahrzeugs, wobei die aus einer vom Fahrer angeforderten Längsbeschleunigung und eines vom Fahrer angeforderten Lenkwinkels resultierenden Reibungskräfte am Rad in Abhängigkeit von ermittelten Umgebungsinformationen verteilt werden. Die resultierenden Reibungskräfte werden zur Beeinflussung der Längsbeschleunigung und der Querbeschleunigung derart verteilt, dass eine Kollision mit mindestens einem detektierten Hindernis vermieden wird, oder die Folgen einer unvermeidbaren Kollision vermindert werden.

Description

VERFAHREN ZUR BEEINFLUSSUNG DER BEWEGUNG EINES

FAHRZEUGS

[1] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Beeinflussung der Bewegung eines

Fahrzeugs zur Kollisionsvermeidung oder Minderung der Folgen einer unvermeidbaren Kollision.

[2] Ein derartiges Verfahren wird in der WO 2000/61413 Al im Rahmen eines Spurhaltesystems bzw. Spurverlassens-Warnsystem beschrieben. Hier wird zur Kollisionsvermeidung ein Sollweg des Fahrzeugs ermittelt und mit dem Istweg des Fahrzeugs verglichen. In Abhängigkeit vom Ergebnis der vergleichenden Betrachtung wird dann mindestens eine Radbremse angesteuert. Wird das Fahrzeug bereits abgebremst, so kann auch an einer Radbremse der Bremsdruck angehoben, und an der anderen Radbremse derselben Achse der Bremsdruck abgesenkt werden. Das Absenken des Bremsdrucks an einem Rad und das gleichzeitige Anheben des Bremsdrucks an einem anderen Rad derselben Achse sollen derart erfolgen, dass das Fahrzeug nicht weniger als zuvor abgebremst wird. Durch einen derartigen Eingriff wird bewirkt, dass der Fahrer ein leichtes Auslenken des Fahrzeugs verspürt. Dadurch soll dem Fahrer mitgeteilt werden, dass er den ermittelten Sollweg verlässt.

[3] Weiter offenbart die DE 10 2005 003 274 Al ein Verfahren zur Vermeidung oder

Minderung der Folgen von Kollisionen beim Ausweichen von Hindernissen, wobei wenigstens ein Hindernis erkannt wird und die Daten des Hindernisses ermittelt werden. Auf der Basis dieser Daten wird zur Unterstützung eines Ausweichvorgangs eine günstige Fahrzeugverzögerung ermittelt und das Fahrzeug in einer Notsituation entsprechend verzögert, so dass der Fahrer in die Lage versetzt wird, eine günstige Ausweichtrajektorie zu fahren. Der Bremseingriff erfolgt zu einem Zeitpunkt, ab dem eine Kollision nur noch durch eine richtige Kombination von Bremsen und Lenken vermieden werden kann. In einer Weiterbildung wird zusätzlich in die Lenkung eingegriffen, um eine Kollision abzuwenden. Selbst wenn der Fahrer den Bremseingriff und ggf. auch Lenkeingriff übersteuern kann, können derartige Systeme als kritisch angesehen werden, da dem Fahrer quasi die Verantwortung genommen wird.

[4] Schließlich offenbart die DE 103 28 062 Al ein Verfahren zur Verbesserung der

Sicherheit von an einem Unfall beteiligten Verkehrsteilnehmern, indem bei vorzeitigem Erkennen des Unfalls Maßnahmen zur Reduzierung der Unfallfolgen für und unter Berücksichtigung sämtlicher an einem unvermeidbaren Unfall beteiligter Verkehrsteilnehmer eingeleitet werden. Dabei wird insbesondere in Abhängigkeit von ermittelten potentiellen Unfallschäden ein Eingriff in das Bremssystem, das Lenksystem, das Fahrwerksystem, die Motorsteuerung oder das Rückhaltesystem eingeleitet. Mit diesen Eingriffen wird die Bewegung des Fahrzeugs zur Vermeidung des Unfalls bzw. zur Reduzierung der Unfallfolgen beeinflusst.

[5] Neben derartigen Systemen, die einen autonomen Eingriff in die Fahrzeugsteuerung vornehmen, sind andere Systeme bekannt, die den Fahrer lediglich bei der Durchführung seiner Fahrervorgaben unterstützen. So sorgt ein Antiblockiersystem - kurz ABS genannt - für Stabilität und Lenkbarkeit des Fahrzeugs bei einem Bremsvorgang, indem es das Blockieren der Räder durch mehrmalige Lockerung der Bremswirkung innerhalb einer Sekunde verhindert. Selbst bei schwierigen unterschiedlichen Straßenverhältnissen bleibt die Lenkbarkeit unter Berücksichtigung eines sehr kurzen Bremswegs zum Teil erhalten.

[6] Neben derartigen Antiblockiersystemen sind auch dynamische

Stabilitätskontrollsysteme bekannt, die durch gezielte Eingriffe an Motor und Bremsen das Über- und Untersteuern des Fahrzeugs verhindern, wie dies aus dem DSC-System (Dynamic Stability Control) bekannt ist.

[7] Trotz derartiger Sicherheitssysteme fällt es auch erfahrenen Fahrern schwer, bei kritischen Situationen den Reibwert der Fahrbahn bzw. die Reaktion des Fahrzeugs bei Vollbremsung optimal abschätzen zu können und die optimale Abstimmung zwischen Lenken und Bremsen besonders im Bezug auf eine bestimmte Verkehrssituation zu finden, so dass eine drohende Kollision abgewendet werden kann. Die meisten Fahrer neigen in kritischen Situationen dazu, entweder die Lenkung oder die Bremsung in den Vordergrund zu stellen und die entsprechend andere Stellgröße zu vernachlässigen. Dabei ist die Verteilung zwischen Bremswirkung und Querdynamik des Fahrzeugs für den Ausgang sehr vieler kritischer Situationen entscheidend.

[8] Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein Verfahren zur Optimierung des Brems- und

Lenkverhaltens eines Fahrzeugs, insbesondere für kritische Situationen, anzugeben.

[9] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen

Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind die Gegenstände der abhängigen Patentansprüche.

[10] Die Erfindung bedient sich des Funktionsprinzips einer ABS-Regelung, bei der die

Bremskraft dadurch erhöht wird, dass die Räder nicht permanent blockiert werden, sondern ein gewisser Schlupf für jedes Rad separat zugelassen wird.Die Reibung zwischen dem Rad und der Fahrbahn kann auf diese Art stark erhöht und zwischen den Rädern gleichmäßig (oder nach Vorgaben) verteilt werden. Durch nicht ganz blockierte Räder bei einem Bremsvorgang ermöglicht das ABS auch eine Kraftverteilung für die Querdynamik, d.h. es kann auch bei einer Vollbremsung geringfügig gelenkt werden. Die Kraftverteilung zwischen Lenken und Bremsen zur Beeinflussung der Längsbeschleunigung und der Querbeschleunigung des Fahrzeugs wird durch den jeweils zugelassenen Räderschlupf vorgegeben. Dieser wird beim ABS abhängig von den odometrischen Daten des Fahrzeuges eingestellt.

[11] Der Erfindung liegt somit die Erkenntnis zugrunde, dass durch eine Steuerung oder

Regelung des Radschlupfes ein Eingriff sowohl in die Längsdynamik, als auch in die Querdynamik des Fahrzeugs möglich ist. Aufgrund der vom Fahrer angeforderten Längsbeschleunigung und des angeforderten Lenkwinkels werden Reibungskräfte an den Rädern erzeugt. Durch eine Ansteuerung der Bremsen können diese Reibungskräfte derart verteilt werden, dass sie entsprechend der Verteilung bzw. ihrem Verhältnis zueinander einen verstärkten Eingriff in die Längsbeschleunigung oder die Querbeschleunigung des Fahrzeugs zulassen bzw. ermöglichen.

[12] Die Erfindung zeichnet sich folglich dadurch aus, dass die Bewegung des Fahrzeugs zur Kollisionsvermeidung in Abhängigkeit der automatisch erfassten Umgebungsinformation bspw. mit einem detektierten Hindernis derart beeinflusst wird, dass die aus einer vom Fahrer angeforderten Längsbeschleunigung und eines vom Fahrer angeforderten Lenkwinkels resultierenden Reibungskräfte in Abhängigkeit von ermittelten Umgebungsinformationen derart verteilt werden, dass eine Kollision mit dem detektierten Hindernis vermieden wird. Dies bedeutet, dass die Verteilung zwischen Bremsen und Lenken in Abhängigkeit von den Umgebungsinformationen erfolgt. Dadurch kann die Bahnkurve des Fahrzeuges optimiert werden.

[13] Im Gegensatz zum umstrittenen aktiven Lenkeingriff bleibt hier die Entscheidung über die Einleitung eines Ausweichmanövers beim Fahrer. Falls lediglich ein Ausweichmanöver auf die Gegenfahrbahn in Frage kommt, der Fahrer diese aber nicht sehen kann, kann er das Ausweichmanöver unterlassen. Wenn er allerdings bspw. während einer Vollbremsung auch gelenkt hat, kann das System davon ausgehen, dass er ausweichen will, und kann dabei die Bahnkurve des Fahrzeugs bei einem Bremsmanöver auf maximale Effektivität bzw. das geringste Kollisionsrisiko hin optimieren.

[14] Bei der Längsbeschleunigung wird es sich in der Regel um eine negative

Beschleunigung, also eine Verzögerung handeln. Unter Umständen kann auch eine positive Beschleunigung gemeint sein, z. B. dann, wenn der Fahrer der Ansicht ist, dass eine Kollision mit einem Hindernis durch eine Fahrzeugbeschleunigung zu vermeiden ist.

[15] Unter einem Hindernis sind stehende und bewegte Hindernisse, wie z. B. andere

Verkehrsteilnehmer zu verstehen.

[16] Vorteilhafterweise erfolgt die Verteilung der Reibungskräfte durch Regelung des

Radschlupfes an mindestens einem Rad. Dies bedeutet, dass der Radschlupf an jenem Rad derart geregelt wird, dass die Wirksamkeit des vom Fahrer getätigten Ausweichvorgangs in Abhängigkeit vom Hindernis durch entsprechendes Blockieren und Durchdrehen der Räder geregelt wird.

[17] Die Regelung des Radschlupfes zur Erhöhung der Bremskraft bzw. zum Erreichen einer vorgegebenen bzw. maximalen Bremskraft kann hierbei analog der Radschlupfregelung eines ABS-Systems erfolgen, d. h. die Räder werden nicht permanent blockiert, sondern es wird ggf. für jedes Rad ein kontrolliertes Durchdrehen zugelassen.

[18] Soll eine stärkere Beeinflussung der Querbeschleunigung in eine bestimmte Richtung zugelassen werden, werden die Räder weniger blockiert, so dass ein Lenken zugelassen wird.

[19] Die Stärke der entsprechenden Querbeschleunigung und die Funktion ihrer Änderung über die Zeit kann dabei präzise dosiert werden.

[20] Handelt es sich bei der vom Fahrer angeforderten Längebeschleunigung um eine negative Beschleunigung, also eine Verzögerung, dann würde das erfindungsgemäße Verfahren seine Effektivität hauptsächlich nur dann entfalten, wenn eine Verzögerung angefordert wird, die stark genug ist, dass mindestens ein Rad zu mindestens einem Zeitpunkt blockiert wird. Prinzipiell trifft dies auf die meisten kritischen Situationen zu. Für den Fall, dass der Fahrer nicht stark genug auf das Bremspedal tritt, sind jedoch Verfahren zur Verstärkung der Bremswirkung bekannt, die bei einem registrierten Druckanstieg im Bremssystem, der einen vorgegebenen Druckgrenzwert überschreitet, eine Vollbremsung einleiten. Dies bedeutet, dass selbst dann, wenn der Fahrer nur relativ kurz, aber sehr schnell auf das Bremspedal tritt, die volle Bremskraft aufgebaut und solange gehalten wird, solange der Fahrer das Bremspedal nicht schwächer, als eine erforderliche Mindestkraft drückt.

[21] Um auch bei derartigen Fällen, bei denen der Fahrer nicht stark genug auf das

Bremspedal tritt, eine erfindungsgemäße Verteilung der Reibungskräfte durch Regelung des Radschlupfes ermöglichen zu können, wird bei der vom Fahrer angeforderten Verzögerungswirkung auch eine vom Fahrer gewünschte Verzögerungswirkung und/oder eine automatisch angeforderte Verzögerungswirkung berücksichtigt.

[22] Bei der automatisch angeforderten Verzögerungswirkung kann es sich bspw. um die durch ein Bremsunterstützungssystem oder ein Geschwindigkeitsregelsystem (ggf. mit Abstandskontrolle) oder durch einen sonstigen Bremsassistenten oder gar einem vollautomatischen Fahrsystem, welches das Fahrzeug bspw. größtenteils selbständig lenkt, angeforderte Verzögerungswirkung handeln. Ist das Fahrzeug mit einem System zur autonomen Längsbeschleunigung ausgestattet, kann sogar die von diesem System erzeugte Verzögerungswirkung berücksichtigt werden.

[23] Vorteilhafterweise ist die Verteilung der Reibungskräfte zur Beeinflussung der

Längsbeschleunigung und Querbeschleunigung über die Zeit nicht konstant, sondern variabel, so dass eine zur Kollisionsvermeidung optimale Bahnkurve gefahren werden kann. Abhängig von der Verkehrs Situation kann auch ein möglichst kurzer Bremsweg das Ziel sein. Dies würde die Erhöhung der Längsbescheunigung unter dem weitgehenden Verzicht auf die Beeinflussung der Querbeschleunigung, insbesondere durch eine Lenkung bedeuten. So kann die Verteilung der Reibungskräfte auchin Abhängigkeit von den sich ändernden Umgebungsinformationen kontinuierlich neu ermittelt bzw. daran angepasst werden.

[24] Idealerweise werden die resultierenden Reibungskräfte derart am Rad verteilt, dass während zumindest einer Längs-Manöverphase die Reibungskräfte überwiegend die Längsbeschleunigung des Fahrzeug beeinflussen, also in die Längsbeschleunigung eingreifen, und während zumindest einer Quer-Manöverphase die Reibungskräfte überwiegend die Querbeschleunigung durch Zulassen einer Lenkung des Fahrzeugs beeinflussen. Somit wird während einer Längsmanöverphase der Schwerpunkt auf die Fahrzeugverzögerung (oder ggf. auch auf die Fahrzeugbeschleunigung) gelegt, und während einer Quermanöverphase auf die Lenkbarkeit des Fahrzeugs.

[25] Innerhalb einer Längs- oder Quer-Manöverphase kann die Verteilung der

Reibungskräfte wiederum variabel sein. Somit kann eine auf die vorliegende Verkehrssituation zugeschnittene sogenannte progressive Lenkung auch dann realisiert werden, wenn der Fahrer während dem Ausweichmanöver einen konstanten (auch einen zu starken) Lenkeinschlag beibehält.

[26] Vorteilhafterweise kann die jeweilige Dauer bzw. Länge und/oder die Koordination, also der zeitliche Ablauf der aufeinander folgenden Manöverphasen mit überwiegendem Anteil der Bremsung und der Manöverphasen mit einer verstärkten Wirkung des Lenkanteils in Abhängigkeit von den ermittelten Umgebungsinformationen, insbesondere von vorausberechneten möglichen Kollisionen erfolgen.

[27] Wird also auf ein Hindernis zugefahren, gilt es die Bremstrajektorie hinsichtlich einer Kollisionsvermeidung zu optimieren. In den meisten Fällen ist es dabei sinnvoll, zuerst die volle Reibungskraft auf alle Räder zum Abbremsen des Fahrzeugs zu konzentrieren, also eine Längsmanöverphase mit ggf. maximal möglicher Längsverzögerung einzuleiten. Ist eine gewisse Verzögerung des Fahrzeugs erreicht, oder ein Lenken aufgrund der aktuellen Distanz zum Hindernis erforderlich, wird die Reibungskraft an den Rädern derart verteilt, dass ein Lenken zugelassen wird. Dies ist vor allem deshalb von Vorteil, weil ein Lenken des Fahrzeugs bei geringerer Geschwindigkeit wesentlich effektiver ist. Es können jedoch auch Situationen auftreten, bei denen zuerst eine Quermanöverphase zum Zulassen einer Lenkung und erst im Anschluss daran eine Längs-Manöverphase zum Abbremsen oder Beschleunigen sinnvoll ist.

[28] Ebenfalls denkbar sind verschiedene aufeinander folgende Kombinationen von Längs- und Quermanöverphasen, die bspw. dann auftreten, wenn ein Hindernis auf der Fahrbahn bei einer hohen Geschwindigkeit umfahren werden muss (bremsen - lenken - bremsen - lenken). Die Längs- bzw. Quermanöverphase wird kontinuierlich mit dem Ziel eingeleitet, dem Hindernis gerade noch ausweichen zu können. Somit wird das unnötige und statistisch sehr häufig vorkommende Verlassen der Fahrbahn nach einem Ausweichmanöver ebenfalls - soweit möglich - vermieden.

[29] Die Ermittlung möglicher Kollisionen kann auf verschiedene Arten erfolgen.

[30] Da sich die Position der anderen Verkehrsteilnehmer in den wenigen Sekunden, die ein Ausweichmanöver dauert, wesentlich verändern kann, kann die Verteilung der Reibungskräfte, insbesondere die Länge der Längs-Manöverphase mit überwiegendem Anteil der Bremsung und der Quermanöverphase mit verstärkter Wirkung des Lenkanteils mittels prädiktiver Extrapolation der vorausberechneten Bahnkurven der Verkehrsteilnehmer bzw. einer vorausberechneten Kollision oder Kollisionswahrscheinlichkeit ermittelt werden. Hier wird die Position der für den Ausgang einer Verkehrsituation relevanten Verkehrsteilnehmer ebenso, wie die eigene vorausberechnete Position zu bestimmten Zeitpunkten berücksichtigt, um die optimale Ausweichbahnkurve für das Ausweichmanöver berechnen zu können.

[31] Vorteilhafterweise kann das Verhalten von Hindernissen, wie z. B. deren aktuelle

Geschwindigkeit, Beschleunigung etc. mittels Umfelderkennungssystemen wie z.B. eines Kamerasystems, LIDARs, RADARs oder mittels einer Fusion verschiedener sensorenbasierter Systeme erfasst und ausgewertet werden. Dabei kann die aktuelle Position der Hindernisse, ihre Geschwindigkeit und Beschleunigung sowie die Klasse des Hindernisses (z.B. Wand, PKW, LKW, Fußgänger, Fahrradfahrer, Tier) erfasst werden.

[32] Basierend auf der Veränderung der Position des Hindernisses und/oder des vorgegebenen Verhaltens derjenigen Objektklasse, der das Hindernis zugeordnet ist, kann eine Aufenthaltsverteilungsfunktion für seine künftige Position bezogen auf mindestens einen künftigen Zeitpunkt errechnet werden. Ebenso kann auch eine Aufenthaltswahrscheinlichkeitsfunktion für das eigene Fahrzeug für mindestens einen künftigen Zeitpunkt errechnet werden. Diese kann bspw. basieren auf den eigenen Sensorwerten des Fahrzeuges, Betätigung von Gas, Bremse, Lenkrad und/oder Daten eines Navigationssystems vorausberechnet werden.

[33] Aus der Überlagerung der Aufenthaltswahrscheinlichkeitsfunktionen zu einem oder mehreren Zeitpunkten kann Ort, Zeit und Wahrscheinlichkeit für die möglichen Kollisionen errechnet werden. Dies kann wiederum für die Entscheidung, in wieweit das Ausweichmanöver gehen muss und/oder darf ausgewertet werden.

[34] Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können die Kollisionswahrscheinlichkeit und die voraussichtliche Folgen einer Kollision gewichtet werden. In Abhängigkeit davon wird dann die Verteilung der Reibungskräfte zu Beeinflussung der Längs- und/oder Querbeschleunigung vorgenommen. Somit kann vorteilhafterweise der Bremsvorgang bzw. das Ausweichmanöver dahingehend optimiert werden, dass nicht nur die Unfallfolgen an sich, sondern auch die Schwere der Unfallfolgen und/oder die Anzahl der bei einer unvermeidbaren Kollision in die Kollision verwickelten Verkehrsteilnehmer und/oder die Verkehrsregelverletzungen berücksichtigt werden. Dies würde bedeuten, dass bspw. bei einer unvermeidbaren Kollision besser eine einzige Kollision mit einem Fahrzeug mit einer Kollisionsgeschwindigkeit von 10 km/h erfolgt, als eine Kollision mit zwei Fahrzeugen mit einer Kollisionsgeschwindigkeit von jeweils 5 km/h.

[35] Da die Verkehrsregeln länderspezifisch sind, können diese in Abhängigkeit vom

Land der Zulassung und/oder automatisch in Abhängigkeit vom aktuellen Land, in dem sich das Fahrzeug momentan befindet, eingestellt werden. Diese Information bzgl. des Aufenthaltsorts des Fahrzeugs kann bspw. aus den Daten eines Navigationssystems entnommen werden.

[36] Vorteilhafterweise können im Falle mehrerer möglichen Kollisionen insbesondere solche Kollisionen vermieden werden, die eine höhere potentielle Gefahr bringen und/ oder eine höhere Eintrittswahrscheinlichkeit haben, als die anderen möglichen Kollisionen. Dabei wird die Entscheidung für die Verteilung der Längsbeschleunigung und Querbeschleunigung in Abhängigkeit vom Ergebnis eines Vergleichs einer möglichen vorausberechneten Kollision einschließlich ihrer geschätzten Folgen und/oder ihrer Eintrittswahrscheinlichkeit mit mindestens einer anderen vorausberechneten Kollision und/oder ihrer jeweiligen Eintrittswahrscheinlichkeit getätigt.

[37] Im einfachsten Fall resultieren die Folgen einer Kollision unmittelbar aus der erkannten Objektklasse. So ist bspw. die Kollision mit einem Fahrzeug weniger gravierend als mit einem Fußgänger.

[38] Vorteilhafterweise kann die Verteilung der Reibungskräfte zum Eingriff in die

Längsbeschleunigung und Querbeschleunigung in Abhängigkeit von vorausberechneten Reaktionen des zumindest einen Hindernisses erfolgt, wobei die Reaktionen insbesondere aufgrund statistischer Erkenntnisse über das Verhalten einer Objektklasse, zu der das Hindernis automatisch zugeordnet wurde, vorausberechenbar sind. Dies beinhaltet bspw. die Gegebenheiten physikalischer und psychischer Art, die einem Objekt einer bestimmten Klasse eigen sind. Bereits die physikalischen Bewegungseigenschaften des Objekts einer bestimmten Klasse lassen die Menge seiner möglichen künftigen Positionen sinnvoll einschränken. So ist es von einem Objekt der Objektklasse 'LKW nicht zu erwarten, dass es sich quer zu seiner Längsachse unabhängig von der Längsbewegung bewegt oder ein bestimmtes Kurvenradius überschreitet.

[39] Zwar ist es nicht einfach, psychische Reaktionen vorauszusagen, bei der Verteilung kann jedoch berücksichtigt werden, wie ein anderer Verkehrsteilnehmer aller Voraussicht nach in der vorliegenden Situation reagieren wird. In bestimmten Situationen lässt sich eine gute Fallunterscheidung machen, z. B. dann, wenn ein anderes Fahrzeug auf ein Hindernis zufährt und ggf. auf die eigene Fahrbahn ausweichen wird.

[40] Durch eine automatische Zuordnung eines detektierten Hindernisses in eine vorgegebene Objektklasse können ebenfalls aufgrund statistischer Erkenntnisse mögliche Reaktionen vorausberechnet werden. Wird beispielsweise ein Objekt als Reh erkannt, kann mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit vorhergesagt werden, dass das Reh bei Gefahr nach vorne weglaufen wird. Unter Berücksichtigung dieser sehr wahrscheinlichen Reaktion kann die Verteilung der Reibungskräfte optimal vorgegeben werden, so dass eine Kollision vermieden wird.

[41] Vorteilhafterweise kann bei der Verteilung der Reibungskräfte auch der aktuelle

Reibwert zwischen dem Reifen und der Fahrbahn, der bspw. mittels des ermittelten Radschlupf ermittelbar ist, berücksichtigt werden. So kann das Optimum für die Verteilung bspw. dadurch gefunden werden, dass zu Beginn einer Vollbremsung der Räderschlupf bei einem bekannten an das Rad angelegten Bremsmoment gemessen wird. Dadurch kann wiederum die Verteilung der Reibungskräfte zugeschnitten auf die Hindernissituation und die aktuellen Verhältnisse auf der Fahrbahn bzgl. der Fahrbahnreibung optimiert werden.

[42] Diese Anpassung kann für jedes Rad und Zeitpunkt durchgeführt werden. Die

Anpassung kann als eine Regelung ausgestaltet sein.

[43] Der ermittelte Reibwert kann auch zu der erfindungsgemäßen Errechnung bzw.

Korrektur der Aufenthaltswahrscheinlichkeitsfunktion benutzt werden.

[44] In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann nach

Passieren des Hindernisses unter bestimmten Voraussetzungen eine derartige Verteilung der Reibungskräfte erfolgen, dass die Räder vollständig blockiert werden. Nach einem geglückten Ausweichmanöver kann der Umstand eintreten, dass der Fahrer nicht rechtzeitig gegenlenkt und somit droht von der Fahrbahn abzukommen. Erfindungsgemäß kann dies vermieden werden, indem die Räder nach dem Umfahren des Hindernisses - für den Fall, dass der Fahrer nicht oder nicht rechtzeitig gegenlenkt - entgegen der normalen Funktionsweise eines ABS-Systems ganz blockiert werden. Damit wäre die unerwünschte Nachwirkung von einem eingeschlagenen Lenkrad weitestgehend getilgt. Falls der Fahrer aber rechtzeitig gegengelenkt hat, kann das Verhältnis zwischen Bremsen und Lenken zugunsten des Gegenlenkmanövers geregelt werden.

[45] Neben dem Erkennen der Hindernisse kann die optimale Bahnkurve bzw. die optimale Verteilung der Reibungskräfte zur Beeinflussung der Längs- und Querbeschleunigung des Fahrzeugs in einer kritischen Situation auch in Abhängigkeit von erfassten Fahrbahnbegrenzungen oder vom Verlauf der Fahrspur ermittelt werden. Dadurch kann sichergestellt werden, das Fahrzeug nicht unnötig von der Fahrbahn abkommt, wenn ein Ausweichmanöver innerhalb der Grenzen der Fahrspur möglich ist.

[46] Erfindungsgemäß kann die Verteilung auch unter Berücksichtigung der auf der Basis eines sog. Time-to-Line-Crossing-Systems - kurz TLC-System - gewonnener Informationen über die Spuren der Fahrbahn und/oder deren Begrenzung errechnet werden. Ein TLC-System mit einer erweiterten Funktionalität kann auch den Gegenverkehr beobachtet. Dabei kann eine Information darüber gewonnen werden, wie stark, und in welche Richtung die benachbarte Spur befahren ist.

[47] Somit kann in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die Verteilung der

Reibungskräfte zur Beeinflussung der Längsbeschleunigung und Querbeschleunigung auch in Abhängigkeit von der Verkehrsituation einer vorausberechneten Ausweichspur ermittelt werden.

[48] Die bspw. im TLC-System verfügbaren Informationen können in einer vorteilhaften

Ausgestaltung der Erfindung auch dann zu automatischen Abschätzung der Gefährlichkeit eines Ausweichmanövers oder direkt zur optimalen Verteilung der Reibungskräfte herangezogen werden, wenn die benachbarte Spur zum Zeitpunkt der kritischen Situation durch den Fahrer nicht eingesehen werden kann (bspw. vor oder in einer Kurve).

[49] Es können auch die Informationen über eine Detektion eines Hindernisses im Blind-

Spot-Bereich eingesetzt werden, welche vom TLC oder anderen - bspw. ultraschall- oder radarbasierten Systemen - gewonnen werden. Damit kann geprüft werden, ob das Fahrzeug zum Zeitpunkt der kritischen Situation nicht gerade überholt wird, um sicherzustellen, dass das Ausweichmanöver nicht schädlicher ist, als die Kollision mit dem Hindernis vor dem Fahrzeug. Ist letzteres der Fall, kann die Verteilung der Reibungskräfte derart gesteuert werden, dass durch einen entsprechenden Räderschlupf der Lenkvorgang abgeschwächt oder entkräftet wird.

[50] Gerade bei 'lebendigen' Hindernissen wie Menschen und Tiere auf der Straße, kann zur Gewinnung der Information über Hindernisse auch ein infrarot-basiertes objekterkennendes System (z.B. ein sog. Night- Vision-System) beitragen. Dieses kann insbesondere die 'lebendigen' Hindernisse gut erkennen und klassifizieren. Erfindungsgemäß kann anhand der Klassifikation auch das Verhalten des Objekts (z.B. maximale Geschwindigkeit) abgeschätzt werden.

[51] Vorteilhafterweisekann auch die Verkehrssituation, insbesondere die Historie und/ oder ein statistisches Maß für die Frequentiertheit der Ausweichspur während eines bestimmten Zeitintervalls vor der Notwendigkeit eines Eingriffs in die Verteilung der Reibungskräfte einfliesen. Sind keine ausreichenden Daten zur Ermittlung der aktuellen Verkehrsituation vorhanden, werden statistische Werte bzgl. der Geschwindigkeit des Verkehrsflusses und der Verkehrsdichte für die Ermittlung der Verteilung herangezogen.

[52] Ist bspw. zum Zeitpunkt des Einleitens eines Ausweichmanövers die mögliche

Ausweichspur nicht 'sichtbar', kann aus der aufgezeichneten Historie bzgl. der Fre- quentiertheit ein Maß für die Frequentiertheit der Ausweichspur ermittelt werden und daraus eine Kollisionswahrscheinlichkeit mit einem Fahrzeug auf der Ausweichspur ermittelt werden. In Abhängigkeit davon kann wiederum entschieden werden, ob ein Ausweichvorgang auf die Ausweichspur unterstützt werden soll, oder ob durch ein Blockieren der Räder ein Lenkeingriff des Fahrers in Richtung der Ausweichspur erschwert werden soll.

[53] Eine weitere Optimierung kann anhand der Informationen über 'stationäre'

Gegebenheiten wie z. B. Anzahl der Spuren auf einer Straße, deren Fahrtrichtung oder unbewegliche Hindernisse erfolgen, welche bspw. aus den Daten eines Navigationssystems zur Verfügung stehen.

[54] Vorteilhafterweise kann somit die Verteilung der Reibungskräfte zum Eingriff in die

Längsbeschleunigung und Querbeschleunigung auch in Abhängigkeit von Daten eines Navigationssystems, insbesondere in Abhängigkeit des weiteren Straßen- und/oder Routenverlaufs erfolgen.

[55] Vorteilhafterweise kann der Fahrer im Falle einer kritischen Situation je nach seiner

Einschätzung die Wirksamkeit des Verfahrens zur Beeinflussung der Bewegung des Kraftfahrzeuges gezielt aktivieren, außer Kraft setzen, oder diskret oder kontinuierlich steuern.

[56] Die Wirksamkeit des Verfahrens kann in verschiedenen Aktivierungs stufen von einer

'Aktivierung einer nur leichten Optimierung der Bewegungstrajektorie' bis zu einer 'Aktivierung eines stärkeren Eingriffs in die Bewegungstrajektorie, die eine Aktivlenkung einschließt' unterteilt werden und/oder eine maximal möglichen Wirksamkeit kontinuierlich oder Stufenweise vorgeben. Somit kann der Fahrer in einer Situation, die ihn überfordert, bspw. eine verstärkte Wirkung des Systems einsetzen.

[57] Besonders bevorzugt ist die Ausgestaltung des Verfahrens dann, wenn die Wirkung des Verfahrens in Abhängigkeit der Stärke der Betätigung des Bremspedals oder des Gaspedals abhängt. Durch eine Betätigung des Brems- bzw. Gaspedals, durch die z. B. bestimmte vorgegebene Parameter im Bezug auf die maximale Kraft oder die Beschleunigung des Druckanstiegs überschritten werden, kann die Wirksamkeit des Verfahrens stufenweise eingeschaltet sein.

[58] Die Wirksamkeit des Verfahrens kann sich auch erst nach der Überschreitung eines zur konventionellen Vollbremsung bzw. des Kickdown-Modus eines Gaspedals ausreichender Druckkraft aktivieren. [59] Das Brems- und/oder Gaspedal können auch interaktiv mit einem speziellen mechanischen Widerstand versehen werden, der beim Druck auf das Pedal durch den Fahrer überwunden werden muss, damit sich das Verfahren aktiviert.

[60] Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung kann dann vorliegen, wenn der besagte mechanische Widerstand, welcher zur Steuerung des erfindungsgemäßen Verfahrens überwunden werden muss, von der Verfügbarkeit und/oder der automatisch abgeschätzten Erfolgswahrscheinlichkeit des Verfahrens in der vorliegenden Situation anhängig gestaltet wird. Wird z. B. die Umgebung des Fahrzeuges mit einer hohen Aussagewahrscheinlichkeit erkannt und genau eine optimale Art für die Beeinflussung der Bewegung des Fahrzeuges eindeutig und widerspruchsfrei errechnet, kann das Pedal dem Fußdruck des Fahrers leichter nachgeben, als wenn das Verfahren keine eindeutig bevorzugte Beeinflussung der Bewegung errechnen konnte oder es momentan nicht verfügbar ist.

[61] Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Steuerung der Wirksamkeit des Verfahrens auch durch eine Kombination der Bedienung eines Brems- oder Gaspedals mit einem weiteren Bedienelement oder der Durchführung eines anderen Bedien Vorgangs ausgestaltet sein. Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass das Verfahren bei jeder Vollbremsung und/oder bei jedem Kickdown aktiviert wird, durch die Betätigung eines weiteren Bedienelements aber gezielt dosiert oder außer Kraft gesetzt werden kann.

[62] In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Dabei zeigt die einzige Fig. eine Verkehrsituation, anhand derer eine optimale Verteilung der Reibungskräfte zur Beeinflussung der Längsbeschleunigung und Querbeschleunigung des Fahrzeugs erläutert wird.

[63] In der Fig. ist ein Fahrzeug 1 dargestellt, welches auf einer Spur Sl geradeaus fahren will. Auf der Gegenspur S2 befindet sich ein weiteres Fahrzeug 2, welches dem Fahrzeug 1 entgegen kommt. Von rechts kommt ein drittes Fahrzeug 3, welches auf die Hauptstraße (Sl, S2) einfährt. Um eine Kollision mit dem dritten Fahrzeug 3 zu vermeiden, leitetet der Fahrer des ersten Fahrzeugs 1 eine Vollbremsung ein, wodurch das im Fahrzeug 1 vorhandene Antiblockersystem aktiviert wird. Weiter bzw. zugleich versucht er durch einen Lenkeinschlag nach links dem Fahrzeug auszuweichen.

[64] Ist das erste Fahrzeug lediglich mit einem konventionellen Antiblockiersystem ausgestattet, welches den Radschlupf nur in Abhängigkeit von odometrischen Daten - jedoch unabhängig von der Fahrzeugumgebung - steuert, wird sich das Fahrzeug entlang der Trajektorie A bewegen.

[65] Ist hingegen das Fahrzeug 1 mit einem System zum Steuern des Radschlupfs gemäß der Erfindung ausgestattet, würde in Abhängigkeit von ermittelten Umgebungsinformationen ein Sollweg gemäß der Linie B oder C ermittelt werden.

[66] Die Trajektorie B zeigt einen Verlauf, der sich einstellen würde, wenn die Reibungskräfte in Abhängigkeit von den ermittelten Umgebungsinformationen, hier also in Abhängigkeit von der Position und der Geschwindigkeit bzw. Bewegungsrichtung der Fahrzeuge 2 und 3, und ggf. vom Fahrbahn verlauf derart verteilt werden, dass bis zum Punkt B 1 die Reibungskräfte überwiegend in die Längsbeschleunigung des Fahrzeugs eingreifen, d. h. während dieser Längs- Manöverphase wird nur ein geringes Durchdrehen der Räder zugelassen bzw. werden diese vollständig blockiert.

[67] Ab dem Punkt Bl werden die vorhandenen Reibungskräfte derart verteilt, dass während dieser Quer-Manöverphase die Reibungskräfte überwiegend in die Querbeschleunigung eingreifen, d. h. hier wird ein Lenken in Richtung der Nebenspur S2 zuglassen. Diese Verteilungs Strategie bietet den Vorteil, dass das Fahrzeug 1 zuerst maximal verzögert wird, und erst ab einem späteren Zeitpunkt (bei wesentlich geringerer Geschwindigkeit) ein Lenken zugelassen wird. Der Punkt B 1 bzw. der dazugehörige Zeitpunkt werden aus der tatsächlichen oder vorausberechneten Geschwindigkeit des Fahrzeuges, dem ermitteltem aktuellen Reib wert zwischen den Rädern und der Fahrbahn und dem Verhalten der Hindernisse derart errechnet, dass der ausweichende Lenkvorgang zum Ausweichen vor dem Hindernis ausreicht.

[68] Die Trajektorie C zeigt einen Verlauf, der sich einstellen würde, wenn die

Reibungskräfte in Abhängigkeit von den ermittelten Umgebungsinformationen derart verteilt werden, dass ein sog. progressives Lenken ermöglicht wird, d. h. der Eingriff erfolgt derart, dass über den gesamten Ausweichvorgang abwechseln ein verstärktes Abbremsen oder ein Lenken zugelassen wird, so dass das Fahrzeug der optimalen Trajektorie C folgen kann. Neben dem deutlich kürzeren Bremsweg bietet die Trajektorie C einen zusätzlichen Vorteil gegenüber der Trajektorie B. Dieser liegt in der Ausrichtung des Fahrtzeugs 1 nach dem Abschluss des Aus weich Vorgangs, da bei der Trajektorie C das Fahrzeug 1 nicht ganz so quer steht, als bei der Trajektorie B. Das Fahrzeug 1 kann dadurch viel einfacher wieder in den normalen Verkehrfluss einfädeln.

[69] Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine optimale Verteilung der

Bremskraft auf die Längs- und Querdynamik. So wird zu Beginn des Bremsvorgangs der Schwerpunkt auf die Längsverzögerung gerichtet und erst zu einem späteren Zeitpunkt ein effektives Lenken in Richtung einer ermittelten Ausweichtrajektorie vereinfacht.

Claims

[1] Verfahren zur Beeinflussung der Bewegung eines Fahrzeugs (1), wobei die aus einer vom Fahrer angeforderten Längsbeschleunigung und eines vom Fahrer angeforderten Lenkwinkels resultierenden Reibungskräfte in Abhängigkeit von ermittelten Umgebungsinformationen (2, 3, Sl, S2) derart an zumindest einem Rad zur Beeinflussung der Längsbeschleunigung und der Querbeschleunigung des Fahrzeugs (1) verteilt werden, dass eine Kollision mit mindestens einem de- tektierten Hindernis (3) vermieden wird oder die Folgen einer unvermeidbaren Kollision vermindert werden.

[2] Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilung der

Reibungskräfte durch Regelung des Radschlupfes an mindestens einem Rad erfolgt.

[3] Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Fahrer angeforderte Längsbeschleunigung bei einem Bremseingriff die vom Fahrer erzeugte Verzögerungswirkung und/oder die vom Fahrer gewünschte Verzögerungswirkung und/oder eine automatisch erzeugte Verzögerungswirkung umfasst.

[4] Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilung der Reibungskräfte zur Beeinflussung der Längsbeschleunigung und Querbeschleunigung über die Zeit variabel ist.

[5] Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibungskräfte zur Kollisionsvermeidung oder zur Minderung der Folgen einer unvermeidbaren Kollision derart verteilt werden, dass während zumindest einer Längs-Manöverphase die Reibungskräfte überwiegend in die Längsbeschleunigung eingreifen und während zumindest einer Quer-Manöverphase die Reibungskräfte überwiegend in die Querbeschleunigung des Fahrzeugs eingreifen.

[6] Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb einer

Längs-Manöverphase und/oder einer Quer-Manöverphase die Verteilung der Reibungskräfte variabel einstellbar ist.

[7] Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer und/ oder die Länge und/oder die Koordination der Längs-Manöverphasen zum überwiegenden Eingreifen in die Längsbeschleunigung und Quer- Manöverphasen zum überwiegenden Eingreifen in die Querbeschleunigung in Abhängigkeit von vorausberechneten möglichen Kollisionen und/oder ihre Kollisionswahrscheinlichkeiten erfolgt.

[8] Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mögliche Kollisionen und/oder ihre Kollisionswahrscheinlichkeiten mittels einer Aufenthaltswahrscheinlichkeitsfunktion des Fahrzeugs (1) und des zumindest einen Hindernisses (2, 3) zu einem bestimmten Zeitpunkt und/oder an einem bestimmten Ort vorausberechnet werden.

[9] Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilung der Reibungskräfte zur Beeinflussung der Längsbeschleunigung und Querbeschleunigung in Abhängigkeit vom Ergebnis eines Vergleichs einer möglichen vorausberechneten Kollision einschließlich ihrer geschätzten Folgen und/oder ihrer Eintrittswahrscheinlichkeit mit mindestens einer anderen vorausberechneten Kollision und/oder ihrer jeweiligen Eintrittswahrscheinlichkeit getätigt wird.

[10] Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei den geschätzten

Folgen die Schwere der Kollisionsfolgen und/oder der Anzahl der an einer unvermeidbaren Kollision verwickelten Fahrzeuge und/oder der Anzahl und/oder Schwere von Verkehrsregelverletzungen bei einer unvermeidbaren Kollision berücksichtigt wird.

[11] Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilung der Reibungskräfte zur Beeinflussung der Längsbeschleunigung und Querbeschleunigung in Abhängigkeit vom kontinuierlich ermittelten Räderschlupf und/oder Reibwert zwischen zumindest einem Rad und der Fahrbahn getätigt wird.

[12] Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilung der Reibungskräfte zur Beeinflussung der Längsbeschleunigung und Querbeschleunigung in Abhängigkeit von vorausberechneten Reaktionen des zumindest einen Hindernisses (2, 3) getätigt wird, wobei die Reaktionen insbesondere aufgrund Erkenntnisse über das Verhalten einer Objektklasse, zu der das Hindernis automatisch zugeordnet wurde, vorausberechenbar sind.

[13] Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilung der Reibungskräfte zur Beeinflussung der Längsbeschleunigung und Querbeschleunigung in Abhängigkeit vom Verlauf der Fahrspur (Sl) getätigt wird.

[14] Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilung der Reibungskräfte zur Beeinflussung der Längsbeschleunigung und Querbeschleunigung in Abhängigkeit von der Verkehrsituation auf einer vorausberechneten Ausweichspur (S2) getätigt wird.

[15] Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilung der Reibungskräfte zur Beeinflussung der Längsbeschleunigung und Querbeschleunigung in Abhängigkeit von Daten eines Navigationssystems, insbesondere in Abhängigkeit des weiteren Straßen- und/ oder Routenverlaufs und/oder einer Stauinformation getätigt wird.

[16] Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirksamkeit des Verfahrens bei der Überschreitung bestimmter Druckparameter auf das Brems- und/oder Gaspedal verändert wird.

[17] Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mechanische Widerstand des Brems- oder Gaspedals in Abhängigkeit der Verfügbarkeit und/oder der vorausberechneten Erfolgswahrscheinlichkeit der Anwendung des Verfahrens abhängig ist.

[18] Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirksamkeit des Verfahrens durch den Fahrer steuerbar ist, wobei sich die Wirksamkeit durch eine Kombination der Betätigung eines Brems- oder Gaspedals mit einer Betätigung eines weiteren Bedienelements steuern lässt.