WO2017220176A1 - Verfahren zum ermitteln einer notbremssituation eines fahrzeuges und notbremssystem - Google Patents

Verfahren zum ermitteln einer notbremssituation eines fahrzeuges und notbremssystem Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a method for determining an emergency braking situation of a vehicle, in particular a commercial vehicle, as well as an emergency braking system for carrying out the method.
  • an environment detection system scans an environment, in particular in front of the vehicle, in order to detect objects present in this environment.
  • a probability for an accident of the own vehicle with the objects is estimated and then a warning signal to the driver or autonomously initiated a braking of the vehicle, if it can be assumed that the driver is no longer able to dodge the detected object or decelerate the vehicle in good time.
  • the collision probability is in this case determined depending on whether the own vehicle with the current vehicle speed can avoid the detected object or whether the vehicle can still be braked, without causing a collision with this object or such that the consequences of accidents can be minimized ,
  • the braking of the vehicle is controlled in such a way that the ISO standard ISO 26262 is met, whereby the ISO standard states that a risk assessment and a hazard analysis must take place beforehand in the relevant braking system of the vehicle in the event of a malfunction, ie an autonomous braking is wrongly initiated.
  • This so-called “functional safety” is designed to ensure that a malfunction of the autonomous braking system, the consequences of accidents, which may occur, for example, due to a collision in a falsely carried out emergency braking, are minimized.
  • emergency brake parameters for example a braking force defining a vehicle deceleration, a braking time and a braking duration or a warning period, are set in advance in the brake system such that the autonomous braking with these emergency brake parameters fulfills the ISO standard, ie emergency braking to incorrectly recognized object represents a low hazard potential for subsequent traffic.
  • the braking force, the braking time and the braking time or the warning period are conventionally set such that the ISO standard for the worst case - the most unfavorable driving situation or traffic situation - is met, which is normally on the highway at high speeds, e.g. 100km / h, that is the case. That Even for a less dangerous driving situation emergency brake parameters are used, which apply to a more dangerous driving situation.
  • This has the disadvantage that the brake system for driving situations in which it is not necessary, is very sensitively parameterized and thereby incorrectly issued warning or autonomous emergency brakes are caused, which can lead to uncertainty of the driver and unnecessary hazards, especially for subsequent traffic ,
  • DE 10 2008 023 381 A1 describes a driver assistance system designed as an emergency braking system, which intervenes in the driving mode as a function of variable triggering thresholds and in particular causes autonomous braking and outputs a warning signal.
  • variable triggering thresholds are determined as a function of external circumstances, wherein the external circumstances include all influencing variables which have an influence on the driving behavior, the braking distance and, for example, the safety against theft.
  • the external circumstances include all influencing variables which have an influence on the driving behavior, the braking distance and, for example, the safety against theft.
  • a coefficient of friction between the wheels of the motor vehicle and the road surface comes into question.
  • visibility or a traffic density or a traffic volume are taken into account, whereby distances to preceding and following other road users are determined or traffic information is taken into account.
  • the triggering threshold is adjusted in such a way that an earlier autonomous deceleration takes place in emergency braking situations.
  • DE 10 201 1014 083 A1 furthermore describes a method for operating a driver assistance system, which in particular can trigger a braking device or output a warning signal if a threshold value is exceeded, ie if a high probability of collision exists.
  • the threshold value as well as an actuation degree of the braking device, ie an adjusted braking force, are determined here in particular as a function of the traffic density and the determined category of the road, so that the braking behavior can be adapted to it.
  • the threshold is adjusted such that the brakes of the vehicle are not actuated until later because the distances to the adjacent vehicles are lower and too low a threshold results in an increased number of warnings would.
  • the object of the invention is to provide a method for determining an emergency braking situation of a vehicle, in particular a commercial vehicle, as well as an emergency braking system that can detect a emergency braking situation reliably and without much effort, taking into account the relevant standards.
  • Dynamic driving behavior is understood to mean an actual and / or a predicted movement of the vehicles with one another, which is characterized in particular by a vehicle speed of the own vehicle and / or object speeds of the objects ahead and / or predicted movement paths of the own vehicle and / or the objects ahead can.
  • a dynamic environment or the traffic situation in which the own vehicle is located can first be reliably determined. Movement profiles can be created from the movement of the vehicles over time, which can be arranged with little effort and safely into a specific traffic situation. For example, a city trip, a cross-country trip or an autobahn trip is an option.
  • the traffic situation can thus be determined, for example, firstly from the vehicle speed and / or the object speed, wherein at average speeds considered over a certain period of, for example, 50km / h or less on a city trip, with average speeds between 50km / h and 80km / h on a Overland travel and at average speeds of more than 80km / h on a highway trip can be closed.
  • a number of objects recognized as still standing can be taken into account as a function of the average speed. From this, it can be concluded, for example, that a motorway is traveling when at high speed there are no or only very few stationary objects - e.g. Warning signs - to be recognized.
  • the number of stationary objects - e.g. parked cars, traffic lights, etc. - higher.
  • an analysis of the predicted movement paths of the own vehicle as well as of the objects lying ahead may take place, whereby there is a higher dynamic in the city, i. both the own and the preceding objects change their position in the longitudinal and transverse direction, for example at traffic lights or intersections more often than on the highway.
  • the determination of the traffic situation can advantageously be carried out in an alternative manner or the traffic situation determined from the average speed can be made plausible, so that the traffic situation can be determined more reliably.
  • the probability of collision is determined as a function of the current traffic situation, depending on the prevailing traffic situation.
  • different emergency brake parameters are set.
  • the emergency brake parameters define a braking performance during autonomous emergency braking.
  • the emergency brake parameters specify how, for example with which braking force and / or with which braking time and / or at which braking time the braking system is actuated in an autonomously initiated braking, for example by an emergency braking system or with which warning period the driver is in an impending one Emergency braking situation is warned in advance.
  • the ISO standard ISO 26262 can be maintained in an advantageous manner.
  • the "functional safety" stipulated in the ISO standard ISO 26262 requires that braking systems be coordinated in such a way that, in the event of a malfunction, for example, an error detection of an object and then incorrectly initiated emergency braking, a so-called “false-positive event” as well as a hazard potential, in particular for a rear-end collision, are to be minimized.
  • a risk assessment and a hazard analysis must be carried out in advance and, depending on this, emergency braking parameters with which the autonomous emergency braking is carried out and / or with which a warning is given against emergency braking must be defined. Since the risk and the risk potential for the different traffic situations are different, the emergency brake parameters are adapted to the current traffic situation in accordance with the ISO standard.
  • the number of false warnings and / or the mal-brakes can be reduced because, for example, not applicable for a ride on the highway emergency braking parameters, in particular according to the ISO standard for a ride in the city and vice versa.
  • the braking force and a resulting vehicle deceleration in the city at lower vehicle speeds of the own vehicle and also the surrounding traffic higher. can be chosen as in a highway ride, as a braking distance of a subsequent vehicle is lower due to the lower speed and thus the risk of a rear-end collision is smaller.
  • the reaction time is lower in city traffic due to the higher attention than on a highway ride, which further shortens the braking distance.
  • the probability of collision is to be determined as a function of the emergency braking parameters adapted to the traffic situation, since different results are present in a risk assessment and a risk analysis for a motorway journey, a cross-country journey and a city trip.
  • possible alternative routes for the own vehicle are taken into account for determining the probability of collision via the predicted movement path.
  • a preceding object can still be passed instead of initiating a braking or, due to a lack of alternative possibilities, a collision is very likely to occur. This can occur, for example, in the city at low vehicle speed, when a stationary vehicle slowly overhauled and thus an imminent collision can be avoided.
  • the dynamic driving behavior of the objects ahead in an environment in front of the own vehicle is thereby advantageously by a Environment detection system having, for example, a radar sensor or a LIDAR sensor detected.
  • electromagnetic radiation is emitted by the environmental detection system in the direction of travel of the vehicle and detected by the radar sensor and the LIDAR sensor electromagnetic radiation that has been reflected by the objects in the environment.
  • the environment detection system preferably emits the electromagnetic radiation in an angular range, so that it is also possible to detect several objects at the same time, which may also be located on an adjacent traffic lane or next to or above the roadway.
  • the environment detection system can be integrated in the emergency braking system or the emergency braking system can access existing environmental detection systems in the vehicle.
  • the emergency braking system can close, for example in the emergency brake control unit, in particular to a distance, a relative speed and an angle to each detected object and assign, for example, each identified object an identification, so that the object with the respective identification in a unique way can be observed over time.
  • a relative movement between the own vehicle and the detected object and depending thereon, for example, the predicted movement paths or even the object speeds can be determined, which are used to evaluate the traffic situation and thus the collision probability.
  • FIG. 1 shows a commercial vehicle with an emergency braking system.
  • FIG. 2 shows a driving situation of the commercial vehicle according to FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a flow chart of the method according to the invention.
  • a vehicle 1, in particular a commercial vehicle, which has a brake system 2, in particular an electrically controlled pneumatic, electric or hydraulic brake system.
  • brake system 2 service brakes 4 are provided, which can be controlled by a brake control unit 3, the wheels 5 of the vehicle 1 to decelerate to decelerate the vehicle 1.
  • an emergency brake system 6 is further provided with an emergency brake control unit 7, wherein the emergency brake control unit 7 is connected according to this embodiment as an external emergency brake control unit 7 to the brake control unit 3 and can exchange emergency brake signals S1.
  • the emergency brake control unit 7 is designed to initiate emergency braking as a function of a collision probability P by outputting a corresponding emergency brake signal S1 to the brake control unit 3 upon detection of an imminent emergency braking situation, which then initiates braking, so that the vehicle 1 is slowed down.
  • the emergency braking here is autonomous, ie without the driver having to intervene, brought about.
  • a warning signal S3 is output to a warning device 15 in order to warn the driver of the vehicle 1 in advance of an imminent emergency braking situation. The driver can then possibly even cause a braking of the vehicle 1 and / or initiate a steering.
  • the emergency brake control unit 7 picks up sensor signals S2 of an environmental detection system 8 and processes them.
  • the environment detection system 8 has a sensor 8.1, for example a radar sensor or a LIDAR sensor, and emits electromagnetic radiation 9 in an environment U lying in front of the vehicle 1 or in a direction of travel F, wherein the electromagnetic Radiation 9 is radiated in an angular range B, so that the environment U in an angular range B can be monitored.
  • the environment detection system 8 detects this part of the reflected electromagnetic radiation 9a and evaluates this, for example, by comparing the radiated electromagnetic radiation 9 in the angular range B with the reflected electromagnetic radiation 9a.
  • the index "i” and the index “j” in this case run over different ranges of values, wherein the distance Aj, the angle co.j and the relative velocity vr.j are each related to one of the objects 10.i, 16.i, ie the distance A.1 indicates the distance to the stationary object 10.1, and the distance A.4 indicates the distance to the moving object 16.1, etc .. That is, "j" runs from 1 to 6 and i in each case from 1 to third
  • the environment detection system 8 the environment U in the angle range B in front of the vehicle 1 scanned via the electromagnetic radiation 9 and the distance Aj, the angle oj and the relative velocity vr.j for each detected object 10.i, 16.i determined and the respective object 10.i, 16.i associated with the emergency brake control unit 7 are stored.
  • This information A.j, co.j, vr.j can be stored for the respective object 10.i, 16.i, so that the movement of the respective object 10.i, 16.i over time can be observed in a simple manner.
  • a collision probability P for the own vehicle 1 with the respective recognized object 10. i. 16. i calculate and decide whether an emergency braking situation exists.
  • To calculate the collision probability P for example, it is taken into account whether the own vehicle 1 can still brake in time with the current relative speed vr.j and the current distance Aj, without causing a collision with personal injury with the respective object 10.i, 16.i comes.
  • moving objects 10 .i come according to the driving situation in FIG. 2, in particular other vehicles, which are also on the roadway 1 1, i. on the same lane 1 a, on one of the adjacent lanes 1 1 b or an oncoming lane 1 1 c, move into consideration.
  • emergency braking parameters BK, BT, BD, WD which specify a braking behavior of the own vehicle 1 during an emergency braking situation, whereby an autonomous emergency braking performed with these emergency braking parameters BK, BT, BD, WD complies with the ISO standard, thus according to the specification in the ISO standard Risk of rear-end collisions and thus a risk to the following traffic - for example, a subsequent vehicle 12 - especially in case of malfunction of the emergency braking system 6 are minimized.
  • the emergency brake parameters are here in particular a brake force or a braking force BK, a braking time BT and a braking time BD, which are set in an autonomous braking in the brake system 2, or a warning period WD for the Warning device 15 to the driver shortly before impending emergency braking.
  • a dynamic driving behavior of the own vehicle 1 and the detected objects 10.i, 16.i is taken into account in determining the collision probability P, wherein From this a current traffic situation VS is derived. Accordingly, it is determined whether there is a city trip, a cross-country drive or a highway travel by the vehicle speed vFzg of the own vehicle 1 and the object velocities vO.j of the surrounding traffic, i. in particular the preceding moving objects 10.i are considered over a period of time dt.
  • the vehicle speed vFzg and the object speed vO.j are for a longer period dt in the range of e.g. 50km / h or less, can be closed on a city trip.
  • dt in the range of e.g. 50km / h or less
  • At speeds vFzg, vO.j in the range of about 50km / h to about 80km / h is a cross-country drive and in the range of about 100km / h or more a highway ride.
  • predicted movement path 13 of the own vehicle 1 as well as predicted movement paths 14.j of the preceding objects 10.i, 16.i are also taken into account. Accordingly, there is a higher dynamic and thus more dynamic movement paths 13, 14J both along the direction of travel F and transverse to the direction F in front of the city, since the lane 1 1 a, 1 1 b changed more frequently or at traffic lights and intersections with a
  • the emergency brake parameters BK, BT, BD, WD for the emergency braking to be carried out autonomously are adapted as follows to the current traffic situation VS in order to be able to adapt the braking behavior of the vehicle 1 to the current traffic situation VS:
  • the braking force BK is set high for autonomous emergency braking, i.
  • An abrupt deceleration can also take place, since due to the low speeds vFzg, vO.j in city traffic, the threat to the subsequent traffic 12 is lower.
  • the attention is higher in city traffic, so that a reaction time and thus a braking distance for the following traffic 12 is lower.
  • the risk of a rear-end collision and the risk to a subsequent vehicle 12 are thus less than, for example, on the highway, so that the emergency braking can be performed with a high braking force BK.
  • a lower braking force BK is set for autonomous emergency braking during a highway drive to minimize the risk and the risk in a collision.
  • the braking time BT for an autonomous emergency braking is later selected in city traffic, since the braking distance of both the own vehicle 1 and the subsequent vehicle 12 is shorter. As a result, false warnings or autonomous faulty braking can be avoided, since the driver may still be self-reacting or the detected object 10.i, 16.i for a collision. is no longer an option because, for example, it has become faster or bent, and thus intervention is no longer necessary. Accordingly, a previous braking time BT is selected in a highway drive.
  • the braking time BD for autonomous emergency braking is chosen to be shorter in city traffic than for a motorway journey, since the subsequent traffic is less at risk, the warning period WD is then also chosen shorter.
  • the emergency braking parameters BK, BT, BD, WD are correspondingly between those for a city trip and a highway ride.
  • the determination of the collision probability P is carried out for the currently present traffic situation VS, ie it is considered the possibility, with the ISO standard compliant emergency braking parameters BK, BT, BD, WD eg during a city trip to a stationary vehicle 16.1, 16.2 to respond with an autonomous emergency braking while minimizing the risk of a major accident and the endangerment of subsequent vehicles 12.
  • the emergency brake parameters BK, BT, BD, * WD can lead to false warnings or faulty braking because emergency braking parameters BK, BT, BD, WD are assumed. which do not correspond to the current traffic situation VS, for example, too low braking forces BK, which lead to unnecessarily long braking distances in city traffic.
  • the determination of the traffic situation VS and the determination of the emergency brake parameters BK, BT, BD, WD take place in the emergency brake control unit 7 instead, wherein the sensor signals S2 of the environmental detection system 8 are used to determine the traffic situation VS.
  • the emergency brake control unit 7 then evaluates based on how high the collision probability P is, in order then to output a corresponding emergency brake signal S1, if necessary.
  • the emergency brake parameters BK, BT, BD, WD are also chosen in such a way depending on the traffic situation VS that a type test according to 347/2012 / EC is maintained, ie.
  • a warning signal S3 is initially output and this is followed by a braking phase in which the vehicle speed vFzg is reduced.
  • the emergency brake system 6 is initialized, for example when starting the vehicle 1.
  • the surroundings detection system 8 detects objects 10.i, 16.i in the angle range B and determines their relative position, i. whose distance A.j, angle ⁇ u.j and relative speed vr.j relative to the own vehicle 1 via the sensor signal S2 to the emergency brake control unit 7 transmitted.
  • the collision probability P between the own vehicle 1 and the detected objects 10.i, 16.i is determined.
  • the traffic situation VS is first analyzed in a second step St2 by deriving the dynamic driving behavior of the own vehicle 1 and the detected objects 10.i, 16. ⁇ from the sensor signals S2.
  • the traffic situation VS is divided into, for example, a city trip, overland journey or highway drive.
  • the emergency braking parameters BK, BT, BD, WD which predetermine the braking behavior of the own vehicle 1 during autonomous emergency braking are determined as a function of the traffic situation VS.
  • the emergency brake parameters BK, BT, BD, WD can hereby change several times during a journey, for example during a transition from a motorway journey to a city trip.
  • a fourth step St4 the collision probability P is evaluated, wherein in an optional step St4.1 additionally a predicted movement path 13 of the own vehicle 1 can be taken into account in order to estimate whether the vehicle 1 still belongs to a detected object 10.i, 16.i. can dodge.
  • an emergency brake signal S1 is output, which is converted in the brake control unit 3 into a warning signal S3 or into an autonomously executed braking.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Notbrems-Situation eines Fahrzeuges (1), insbesondere Nutzfahrzeuges, mit mindestens den folgenden Schritten: - Erfassen von sich bewegenden Objekten (10. i) und/oder stehenden Ob jekten (16. i) in einem Umfeld (U) des Fahrzeuges (1); - Ermitteln einer Kollisionswahrscheinlichkeit (P) zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem erfassten Objekt (10.i, 16.i) in Abhängigkeit einer aktuell vorliegenden Verkehrssituation, wobei dazu auf die Verkehrssituation abgestimmte Notbrems-Parameter berücksichtigt werden, wobei die Notbrems-Parameter das Bremsverhalten des eigenen Fahrzeuges (1) bei einer autonom durchgeführten Notbremsung vorgeben; und - Ausgeben eines Notbrems-Signals (S1) in Abhängigkeit der Kollisions wahrscheinlichkeit (P) zum Einleiten einer autonomen Notbremsung und/oder zum Ausgeben eines Warnsignals (S3) an den Fahrer. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Verkehrssituation aus einem dynamischen Fahrverhalten (vFzg, vO.j) des eigenen Fahrzeuges (1) und/oder der erfassten Objekte (10.i, 16.i) folgt, wobei das dynamische Fahrverhalten (vFzg, vO.j) eine tatsächliche und/oder eine prädizierte Bewegung des eigenen Fahrzeuges (1) und/oder der erfassten Objekte (10. i) charakterisiert.

Description

Verfahren zum Ermitteln einer Notbremssituation eines Fahrzeuges und
Notbremssystem
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Notbremssituation eines Fahrzeuges, insbesondere Nutzfahrzeuges, sowie ein Notbremssystem zur Durchführung des Verfahrens.
In Fahrzeugen, insbesondere Nutzfahrzeugen, mit einem Notbremssystem wird von einem Umgebungserfassungs-System ein insbesondere vor dem Fahrzeug liegendes Umfeld abgescannt, um in diesem Umfeld vorhandene Objekte zu erfassen. Anhand der Relativbewegung des eigenen Fahrzeuges relativ zu den erfassten Objekten wird eine Wahrscheinlichkeit für einen Unfall des eigenen Fahrzeugs mit den Objekten abgeschätzt und anschließend ein Warnsignal an den Fahrer ausgegeben bzw. autonom eine Bremsung des Fahrzeuges eingeleitet, wenn davon ausgegangen werden kann, dass der Fahrer nicht mehr selbstständig in der Lage ist, dem erfassten Objekt auszuweichen oder das Fahrzeug rechtzeitig abzubremsen. Die Kollisionswahrscheinlichkeit wird hierbei in Abhängigkeit davon ermittelt, ob das eigene Fahrzeug mit der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit dem erfassten Objekt ausweichen kann oder ob das Fahrzeug noch abgebremst werden kann, ohne dass es zu einer Kollision mit diesem Objekt kommt bzw. derartig dass die Unfallfolgen minimiert werden können.
Die Ansteuerung von Bremsen des Fahrzeuges erfolgt derartig, dass die ISO-Norm ISO 26262 erfüllt ist, wobei die ISO-Norm besagt, dass in dem betreffenden Bremssystem des Fahrzeuges vorab eine Risikoabschätzung sowie eine Gefährdungsanalyse für den Fall stattzufinden hat, das eine Fehlfunktion vorliegt, d.h. fälschlicherweise eine autonome Bremsung eingeleitet wird. Diese sogenannte„funktionale Sicherheit" soll gewährleisten, dass bei einer Fehlfunktion des autonomen Bremssystems die Unfallfolgen, die beispielsweise aufgrund eines Auffahrunfalls bei einer fälschlicherweise durchgeführten Notbremsung auftreten können, minimiert werden. Demnach werden Notbrems-Parameter, beispielsweise eine eine Fahrzeugverzögerung definierende Bremskraft, ein Bremszeitpunkt sowie eine Bremsdauer oder eine Warndauer, derartig vorab im Bremssystem eingestellt, dass bei einer autonomen Bremsung mit diesen Notbrems-Parametern die ISO-Norm erfüllt ist, d.h. eine Notbremsung auf ein fälschlicherweise erkanntes Objekt für den nachfolgenden Verkehr ein geringes Gefährdungspotential darstellt.
Die Bremskraft, der Bremszeitpunkt sowie die Bremsdauer oder die Warndauer werden herkömmlicherweise derartig festgelegt, dass die ISO- Norm für den Worst-Case - die ungünstigste Fahrsituation bzw. Verkehrssituation - erfüllt ist, was normalerweise auf der Autobahn bei hohen Geschwindigkeiten, z.B. 100km/h, der Fall ist. D.h. auch für eine weniger gefährliche Fahrsituation werden Notbrems-Parameter verwendet, die für eine gefährlichere Fahrsituation gelten. Das hat den Nachteil, dass das Bremssystem für Fahrsituationen, in denen es nicht nötig ist, sehr sensitiv parametriert ist und dadurch fälschlicherweise Warnsignale ausgegeben oder autonome Notbremsungen veranlasst werden, die zu einer Verunsicherung des Fahrers und zu unnötigen Gefährdungen insbesondere für den nachfolgenden Verkehr führen können.
Beispielsweise kann es während einer Stadtfahrt bei einer niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeit dazu führen, dass eine autonome Notbremsung zu einem Bremszeitpunkt eingeleitet wird, zu dem eine Unfallvermeidung durch den Fahrer noch möglich ist, da der Bremszeitpunkt für hohe Fahrzeuggeschwindigkeiten festgelegt wurde. Somit ergibt sich nachteiliger weise ein unerwünschtes Notbremsverhalten, das der Fahrer als störend wahrnimmt und in Folge dessen zukünftige, relevante Warnmeldungen ignoriert; die Akzeptanz für das Notbremssystem sinkt und somit auch die Fahrsicherheit. ln DE 10 2008 023 381 A1 ist ein als Notbremssystem ausgeführtes Fahrassistenzsystem beschrieben, das in Abhängigkeit von variablen Auslöseschwellen in den Fahrtbetrieb eingreift und dazu insbesondere eine autonome Bremsung veranlasst und ein Warnsignal ausgibt. Die variablen Auslöseschwellen werden hierbei in Abhängigkeit von äußeren Umständen festgelegt, wobei die äußeren Umstände alle Einflussgrößen umfassen, die einen Einfluss auf das Fahrverhalten, den Bremsweg und beispielsweise die Schleudersicherheit haben. Dabei kommen insbesondere ein Haftreibwert zwischen den Rädern des Kraftfahrzeuges und der Fahrbahnoberfläche in- frage. Weiterhin werden auch Sichtverhältnisse oder eine Verkehrsdichte oder ein Verkehrsaufkommen berücksichtigt, wobei dazu Abstände zu vorausfahrenden und nachfolgenden anderen Verkehrsteilnehmern ermittelt oder Verkehrsnachrichten berücksichtigt werden. Bei Feststellen einer erhöhten Verkehrsdichte wird die Auslöseschwelle derartig angepasst, dass in Notbrems-Situationen ein früheres autonomes Abbremsen stattfindet.
Die DE 10 201 1 014 083 A1 beschreibt weiterhin ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrassistenzsystems, das insbesondere eine Bremsvorrichtung auslösen oder ein Warnsignal ausgeben kann, wenn ein Schwellenwert überschritten ist, d.h. eine hohe Kollisionswahrscheinlichkeit vorliegt. Der Schwellenwert sowie ein Betätigungsgrad der Bremsvorrichtung, d.h. eine ausgesteuerte Bremskraft, werden hierbei insbesondere in Abhängigkeit der Verkehrsdichte und der ermittelten Kategorie der Straße festgelegt, so dass das Bremsverhalten daran angepasst werden kann. Bei Vorliegen einer hohen Verkehrsdichte oder bei einer Stadtfahrt wird der Schwellenwert derartig angepasst, dass die Bremsen des Fahrzeuges erst zu einem späteren Zeitpunkt betätigt werden, da die Abstände zu den benachbarten Fahrzeugen geringer sind und ein zu niedriger Schwellenwert eine erhöhte Anzahl an Warnmeldungen zur Folge haben würde. Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren zum Ermitteln einer Notbrems- Situation eines Fahrzeuges, insbesondere Nutzfahrzeuges, sowie ein Notbremssystem bereitzustellen, das zuverlässig und ohne großen Aufwand unter Berücksichtigung der einschlägigen Normen eine Notbrems-Situation erkennen kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Ermitteln einer Notbremssituation eines Fahrzeuges nach Anspruch 1 sowie ein Notbremssystem nach Anspruch 11 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß ist demnach vorgesehen, zur Bewertung einer Kollisionswahrscheinlichkeit eines eigenen Fahrzeuges mit einem vorausliegenden Objekt, insbesondere ein vorausliegendes Fahrzeug, eine aktuelle Verkehrssituation einzubeziehen, wobei dazu ein dynamisches Fahrverhalten des eigenen Fahrzeuges und/oder der vorausliegenden Objekte analysiert wird. Als dynamisches Fahrverhalten wird eine tatsächliche und/oder eine prädizierte Bewegung der Fahrzeuge untereinander verstanden, die insbesondere durch eine Fahrzeuggeschwindigkeit des eigenen Fahrzeuges und/oder Objekt-Geschwindigkeiten der vorausliegenden Objekte und/oder prädizierte Bewegungspfade des eigenen Fahrzeuges und/oder der vorausliegenden Objekte charakterisiert werden kann.
Erfindungsgemäß wird hierbei erkannt, dass in Abhängigkeit des dynamischen Fahrverhaltens, das zu einem aktuellen Zeitpunkt erkannt und analysiert wird, zunächst eine dynamische Umgebung bzw. die Verkehrssituation, in der sich das eigene Fahrzeug befindet, zuverlässig ermittelt werden kann. Denn aus der Bewegung der Fahrzeuge über die Zeit können Bewegungsprofile erstellt werden, die mit wenig Aufwand und sicher in eine bestimmte Verkehrssituation eingeordnet werden können, wobei als Verkehrssi- tuation beispielsweise eine Stadtfahrt, eine Überlandfahrt oder eine Auto- bahnfahrt in Frage kommt.
Die Verkehrssituation kann somit beispielsweise zunächst aus der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder der Objektgeschwindigkeit ermittelt werden, wobei bei durchschnittlichen Geschwindigkeiten betrachtet über einen bestimmten Zeitraum von beispielsweise 50km/h oder weniger auf eine Stadtfahrt, bei durchschnittlichen Geschwindigkeiten zwischen 50km/h und 80km/h auf eine Überlandfahrt und bei durchschnittlichen Geschwindigkeiten von mehr als 80km/h auf eine Autobahnfahrt geschlossen werden kann. Hierbei kann beispielsweise auch eine Anzahl an als stehend erkannten Objekten in Abhängigkeit der durchschnittlichen Geschwindigkeit berücksichtigt werden. Daraus kann beispielsweise auf eine Autobahnfahrt geschlossen werden, wenn bei hoher Geschwindigkeit keine oder nur sehr wenige stehende Objekte - z.B. Warnschilder - erkannt werden. Im Stadtverkehr bei niedriger Geschwindigkeit hingegen ist die Anzahl der stehenden Objekte - z.B. parkende Autos, Ampeln, etc. - höher.
In einem alternativen oder ergänzenden Schritt kann eine Analyse der prädizierten Bewegungspfade des eigenen Fahrzeugs sowie der vorausliegenden Objekte stattfinden, wobei in der Stadt eine höhere Dynamik vorliegt, d.h. sowohl das eigene als auch die vorausliegenden Objekte verändern ihre Position in Längs- und in Querrichtung beispielsweise an Ampeln oder Kreuzungen häufiger, als auf der Autobahn. Dadurch kann die Bestimmung der Verkehrssituation vorteilhafterweise auf alternative Weise erfolgen oder aber die aus der durchschnittlichen Geschwindigkeit ermittelte Verkehrssituation plausibilisiert werden, so dass die Verkehrssituation sicherer bestimmt werden kann.
Die Kollisionswahrscheinlichkeit wird in Abhängigkeit der aktuellen Verkehrssituation ermittelt, indem je nach vorliegender Verkehrssituation unter- schiedliche Notbrems-Parameter festgelegt werden. Die Notbrems- Parameter definieren hierbei eine Bremsperformance bei einer autonom durchgeführten Notbremsung. Durch die Notbrems-Parameter wird vorgegeben, wie, d.h. beispielsweise mit welcher Bremskraft und/oder mit welcher Bremsdauer und/oder zu welchem Bremszeitpunkt das Bremssystem bei einer autonom eingeleiteten Bremsung beispielsweise durch ein Notbremssystem angesteuert wird bzw. mit welcher Warndauer der Fahrer in einer drohenden Notbremssituation vorab gewarnt wird.
Dadurch kann in vorteilhafter Weise auch die ISO-Norm ISO 26262 eingehalten werden. Die in der ISO-Norm ISO 26262 geregelte„funktionale Sicherheit" fordert, dass Bremssysteme derartig abzustimmen sind, dass im Falle einer Fehlfunktion, beispielsweise einer Fehlerfassung eines Objektes und einer daraufhin fälschlicherweise eingeleiteten Notbremsung, einem sogenannten„false-positive event", eine Risiko sowie ein Gefährdungspotential insbesondere für einen Auffahrunfall zu minimieren sind. Dazu ist vorab eine Risikoabschätzung und eine Gefährdungsanalyse durchzuführen und in Abhängigkeit davon sind Notbrems-Parameter, mit denen die autonome Notbremsung durchgeführt und/oder mit denen vor einer Notbremsung gewarnt wird, festzulegen. Da das Risiko und das Gefährdungspotential für die verschiedenen Verkehrssituationen unterschiedlich sind, werden die Notbrems- Parameter entsprechend der ISO-Norm an die aktuell vorliegende Verkehrssituation angepasst.
Dadurch kann vorteilhafterweise die Anzahl der Fehlwarnungen und/oder der Fehlbremsungen verringert werden, da beispielsweise für eine Fahrt auf der Autobahn geltende Notbrems-Parameter insbesondere nach der ISO-Norm nicht für eine Fahrt in der Stadt verwendet werden und umgekehrt. Demnach kann beispielsweise die Bremskraft und eine daraus resultierende Fahrzeugverzögerung in der Stadt bei niedrigeren Fahrzeuggeschwindigkeiten des eigenen Fahrzeuges und auch des umliegenden Verkehrs hö- her gewählt werden als bei einer Autobahnfahrt, da ein Bremsweg eines nachfolgenden Fahrzeuges aufgrund der niedrigeren Geschwindigkeit geringer ist und somit das Risiko für einen Auffahrunfall kleiner ist. Zudem ist die Reaktionszeit im Stadtverkehr aufgrund der höheren Aufmerksamkeit niedriger als bei einer Autobahnfahrt, wodurch sich der Bremsweg weiter verkürzt.
Vorteilhafterweise wird somit erkannt, dass die Kollisionswahrscheinlichkeit in Abhängigkeit der an die Verkehrssituation angepassten Notbrems- Parameter zu ermitteln ist, da bei einer Risikoabschätzung und einer Gefährdungsanalyse für eine Autobahnfahrt, eine Überlandfahrt und einer Stadtfahrt jeweils unterschiedliche Ergebnisse vorliegen.
Da weniger Fehlwarnungen und Fehlbremsungen stattfinden, wächst auch die Akzeptanz des Fahrers für das Notbremssystem. Insbesondere bei stationär erfassten Objekten, die von Notbremssystemen häufiger falsch erkannt werden, beispielsweise Straßenschilder, Warnschilder oberhalb der Fahrbahn oder Kanaldeckel, kann somit die Wahrscheinlichkeit einer Fehlwarnung oder Fehlbremsung reduziert werden.
Vorteilhafterweise werden zur Ermittlung der Kollisionswahrscheinlichkeit über den prädizierten Bewegungspfad mögliche Ausweichrouten für das eigene Fahrzeug berücksichtigt. Dadurch kann vorteilhafterweise einbezogen werden, ob ein vorausliegendes Objekt noch passiert werden kann anstatt eine Bremsung einzuleiten oder es aufgrund fehlender Ausweichmöglichkeiten mit hoher Wahrscheinlichkeit zu einer Kollision kommt. Dies kann beispielsweise in der Stadt bei niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit auftreten, wenn ein stehendes Fahrzeug langsam überholt und somit eine drohende Kollision vermieden werden kann.
Das dynamische Fahrverhalten der vorausliegenden Objekte in einem Umfeld vor dem eigenen Fahrzeug wird hierbei vorteilhafterweise von einem Umgebungserfassungs-System, das beispielsweise einen Radarsensor oder einen LIDAR-Sensor aufweist, erkannt. Dazu wird elektromagnetische Strahlung vom Umgebungserfassungs-System in Fahrtrichtung des Fahrzeuges emittiert und vom Radarsensor bzw. vom LIDAR-Sensor elektromagnetische Strahlung detektiert, die von den Objekten im Umfeld reflektiert wurde. Das Umgebungserfassungs-System sendet die elektromagnetische Strahlung hierbei vorzugsweise in einem Winkelbereich aus, so dass auch mehrere Objekte gleichzeitig erfasst werden können, die sich ggf. auch auf einer benachbarten Fahrspur oder neben oder über der Fahrbahn befinden. Das Umgebungserfassungs-System kann hierbei im Notbremssystem integriert sein oder das Notbremssystem greift auf vorhandene Umgebungserfas- sungs-Systeme im eigenen Fahrzeug zurück.
Anhand der reflektierten elektromagnetischen Strahlung kann das Notbremssystem beispielsweise in der Notbrems-Steuereinheit insbesondere auf einen Abstand, eine Relativgeschwindigkeit und einen Winkel zu dem jeweils erkannten Objekt schließen und beispielsweise jedem erkannten Objekt eine Identifikation zuordnen, so dass das Objekt mit der jeweiligen Identifikation in eindeutiger Weise über die Zeit beobachtet werden kann. Dadurch kann eine Relativbewegung zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem erfassten Objekt und in Abhängigkeit davon beispielsweise die prädizierten Bewegungspfade oder auch die Objekt-Geschwindigkeiten ermittelt werden, die zur Bewertung der Verkehrssituation und somit der Kollisionswahrscheinlichkeit herangezogen werden.
Somit sind vorteilhafterweise keine hardwaremäßigen Anpassungen nötig, da ein Umgebungserfassungs-System mit den entsprechenden Sensoren ohnehin Teil eines herkömmlichen Fahrzeuges, insbesondere Nutzfahrzeuges, sind und somit allenfalls eine Anpassung der Software nötig ist, um das erfindungsgemäß Verfahren ausführen zu können. Dadurch können der Montage- und der Kostenaufwand minimiert werden. Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen an einigen Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Nutzfahrzeug mit einem Notbremssystem;
Fig. 2 eine Fahrsituation des Nutzfahrzeuges gemäß Fig. 1 ; und
Fig. 3 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Gemäß Fig. 1 ist ein Fahrzeug 1 , insbesondere ein Nutzfahrzeug, dargestellt, das ein Bremssystem 2, insbesondere ein elektrisch gesteuertes pneumatisches, elektrisches oder hydraulisches Bremssystem, aufweist. Im Bremssystem 2 sind Betriebsbremsen 4 vorgesehen, die gesteuert von einer Brems-Steuereinheit 3 die Räder 5 des Fahrzeuges 1 abbremsen können, um das Fahrzeug 1 zu verzögern. Als Teil des Bremssystems 2 ist weiterhin ein Notbremssystem 6 mit einer Notbrems-Steuereinheit 7 vorgesehen, wobei die Notbrems-Steuereinheit 7 gemäß diesem Ausführungsbeispiel als externe Notbrems-Steuereinheit 7 mit der Brems-Steuereinheit 3 verbunden ist und Notbrems-Signale S1 austauschen kann.
Die Notbrems-Steuereinheit 7 ist ausgebildet, in Abhängigkeit eine Kollisionswahrscheinlichkeit P eine Notbremsung zu veranlassen, indem sie bei Erkennen einer drohenden Notbremssituation ein entsprechendes Notbrems- Signal S1 an die Brems-Steuereinheit 3 ausgibt, die daraufhin eine Bremsung veranlasst, so dass das Fahrzeug 1 abgebremst wird. Die Notbremsung wird hierbei autonom, d.h. ohne dass der Fahrer eingreifen muss, herbeigeführt. Ergänzend wird in Abhängigkeit des von der Notbrems-Steuereinheit 7 ausgegebenen Notbrems-Signals S1 ein Warnsignal S3 an eine Warneinrichtung 15 ausgegeben, um den Fahrer des Fahrzeuges 1 vorab vor einer drohenden Notbremssituation zu warnen. Der Fahrer kann dann ggf. noch selbst eine Bremsung des Fahrzeuges 1 veranlassen und/oder eine Lenkung einleiten.
Zum Erkennen der Notbremssituation in Abhängigkeit der Kollisionswahrscheinlichkeit P nimmt die Notbrems-Steuereinheit 7 Sensor-Signale S2 eines Umgebungserfassungs-Systems 8 auf und verarbeitet diese. Das Um- gebungserfassungs-System 8 weist gemäß dieser Ausführungsform einen Sensor 8.1 , beispielsweise einen Radarsensor oder einen LIDAR-Sensor, auf und strahlt elektromagnetische Strahlung 9 in ein vor dem Fahrzeug 1 bzw. in einer Fahrtrichtung F liegendes Umfeld U ab, wobei die elektromagnetische Strahlung 9 in einem Winkelbereich B abgestrahlt wird, so dass das Umfeld U in einem Winkelbereich B überwacht werden kann.
Die elektromagnetische Strahlung 9 wird an sich bewegenden Objekten 16.i (Bewegt-Objekte) als auch an stehenden Objekten 10. i (Stationär- Objekte) - mit jeweils i=1 , 2, 3 - vor dem Fahrzeug 1 derartig reflektiert, dass ein Teil der von den Objekten 10. i, 16. i reflektierten elektromagnetische Strahlung 9a wieder zum Umgebungserfassungs-System 8 zurückgeworfen wird. Das Umgebungserfassungs-System 8 detektiert diesen Teil der reflektierten elektromagnetischen Strahlung 9a und wertet diesen aus, beispielsweise durch einen Vergleich der abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung 9 im Winkelbereich B mit der reflektierten elektromagnetischen Strahlung 9a. Aus der Auswertung kann insbesondere auf einen Abstand A.j zum jeweiligen Objekt 10. i, 16. i einen Winkel a.j zum jeweiligen Objekt 10. i, 16.i bezüglich der Fahrtrichtung F des eigenen Fahrzeuges 1 sowie aus einer Dopplereffektmessung auf eine Relativgeschwindigkeit vr.j des jeweiligen Objektes 10.i, 16.i relativ zum eigenen Fahrzeug 1 geschlossen werden. Aus der Relativgeschwindigkeit vr.j zum jeweiligen Objekt 10.i, 16.i kann über eine Fahrzeuggeschwindigkeit vFzg des eigenen Fahrzeuges 1 eine entsprechende Objekt-Geschwindigkeit vO.j des jeweiligen Objektes 10.i, 16.i hergeleitet werden. Der Index„i" sowie der Index„j" verlaufen hierbei über unterschiedliche Wertebereiche, wobei der Abstand A.j, der Winkel co.j und die Relativgeschwindigkeit vr.j jeweils in Bezug zu einem der Objekte 10.i, 16.i stehen, d.h. der Abstand A.1 gibt den Abstand zum Stationär-Objekt 10.1 , und der Abstand A.4 den Abstand zum Bewegt-Objekt 16.1 an, usw.. D.h.„j" läuft gemäß diesem Ausführungsbeispiel von 1 bis 6 und i jeweils von 1 bis 3.
Somit kann durch das Umgebungserfassungs-System 8 das Umfeld U in dem Winkelbereich B vor dem Fahrzeug 1 über die elektromagnetische Strahlung 9 abgescannt und der Abstand A.j, der Winkel o.j sowie die Relativgeschwindigkeit vr.j für jedes erkannte Objekt 10.i, 16.i bestimmt und dem jeweiligen Objekt 10.i, 16.i zugeordnet in der Notbrems-Steuereinheit 7 abgespeichert werden. Diese Informationen A.j, co.j, vr.j können für das jeweilige Objekt 10.i, 16.i abgespeichert werden, so dass in einfacher Weise die Bewegung des jeweiligen Objektes 10.i, 16.i über die Zeit beobachtet werden kann.
Mit diesen Informationen zu den einzelnen Objekten 10.i, 16.i kann die Notbrems-Steuereinheit 7 eine Kollisionswahrscheinlichkeit P für das eigene Fahrzeug 1 mit dem jeweilig erkannten Objekt 10. i. 16. i berechnen und entscheiden, ob eine Notbremssituation vorliegt. Zur Berechnung der Kollisionswahrscheinlichkeit P wird beispielsweise berücksichtigt, ob das eigene Fahrzeug 1 mit der aktuellen Relativgeschwindigkeit vr.j und dem aktuellen Abstand A.j noch rechtzeitig bremsen kann, ohne dass es zu einer Kollision mit Personenschäden mit dem jeweiligen Objekt 10.i, 16.i kommt. Weiterhin wird in Betracht gezogen, ob für das eigene Fahrzeug 1 eine Ausweichmöglichkeit um ein erkanntes Objekt 10.i, 6.i gegeben ist, wobei dazu auch ein prädizierter Bewegungspfad 13 des eigenen Fahrzeuges 1 ermittelt wird, d.h. es wird ein möglicher Bewegungspfad 13 vorausgesagt, auf dem das Fahrzeug 1 das erfasste Objekt 10.i, 16.i passieren könnte (s. Fig. 2). Diese Überprüfung wird für jedes erkannte Objekt 10.i, 16.i im Winkelbereich B durchgeführt.
Die Notbrems-Steuereinheit 7 zieht bei ihrer Bewertung der Kollisionswahrscheinlichkeit P sowohl sich bewegende Objekte 10.i (Bewegt-Objekte) als auch stehende Objekte 16.i (Stationär-Objekte) in Betracht, die in der Fahrtrichtung F des eigenen Fahrzeuges 1 liegen. Ob ein sich bewegendes Objekt 10.i oder ein stehendes Objekt 16.i vorliegt, kann beispielsweise anhand der Relativgeschwindigkeit vr.j des eigenen Fahrzeuges 1 relativ zum jeweiligen Objekt 10.i, 16.i ermittelt werden, wobei die Relativgeschwindigkeit vr.j bei einem stehenden Objekt 10.i dem Negativen der eigenen Fahrzeuggeschwindigkeit vFzg entspricht, d.h. vr.j = - vFzg für j = 4, 5, 6.
Als sich bewegende Objekte 10. i kommen gemäß der Fahrsituation in Fig. 2 insbesondere andere Fahrzeuge, die sich ebenfalls auf der Fahrbahn 1 1 , d.h. auf derselben Fahrspur 1 a, auf einer der benachbarten Fahrspuren 1 1 b oder einer entgegenkommenden Fahrspur 1 1 c, bewegen, in Betracht. Als stationäre Objekte können stehende Fahrzeuge 16.1 , 16.2 auf der Fahrbahn 1 1 , insbesondere der eigenen Fahrbahn 1 1 a, berücksichtigt werden aber auch Objekte 16.3, z.B. ein Verkehrsschild, neben der Fahrbahn 1 1 .
Um eine Kollisionswahrscheinlichkeit P mit einem stehenden oder einem sich bewegenden Objekt 10.i, 16.i bewerten zu können, werden im Hinblick auf die„funktionale Sicherheit" gemäß der ISO-Norm ISO 26262 Not- brems-Parameter BK, BT, BD, WD, die ein Bremsverhalten des eigenen Fahrzeuges 1 während einer Notbremssituation vorgeben, einbezogen, wobei eine mit diesen Notbrems-Parametern BK, BT, BD, WD durchgeführte autonome Notbremsung die ISO-Norm erfüllt. Dadurch soll gemäß der Vorgabe in der ISO-Norm ein Risiko für Auffahrunfälle und somit eine Gefährdung für den nachfolgenden Verkehr - beispielsweise ein nachfolgendes Fahrzeug 12 - insbesondere im Fall einer Fehlfunktion des Notbremssystems 6 minimiert werden. Die Notbrems-Parameter, mit denen dies erreicht werden soll, sind hierbei insbesondere eine Bremsstärke bzw. eine Bremskraft BK, ein Bremszeitpunkt BT sowie eine Bremsdauer BD, die bei einer autonom durchgeführten Bremsung im Bremssystem 2 eingestellt werden, bzw. eine Warndauer WD für die Warneinrichtung 15 an den Fahrer kurz vor einer drohenden Notbremsung.
Um gleichzeitig die Anzahl an fälschlicherweise ausgegebenen Warnsignalen S3 (Fehlwarnungen) und die Anzahl an autonom ausgeführten Fehlbremsungen zu minimieren, wird bei der Ermittlung der Kollisionswahrscheinlichkeit P ein dynamisches Fahrverhalten des eigenen Fahrzeuges 1 sowie der erfassten Objekte 10.i, 16.i berücksichtigt, wobei daraus eine aktuelle Verkehrssituation VS hergeleitet wird. Demnach wird ermittelt, ob eine Stadtfahrt, eine Überlandfahrt oder eine Autobahnfahrt vorliegt, indem die Fahrzeuggeschwindigkeit vFzg des eigenen Fahrzeuges 1 sowie die Objekt- Geschwindigkeiten vO.j des umliegenden Verkehrs, d.h. insbesondere der vorausliegenden Bewegt-Objekte 10.i über einen Zeitraum dt betrachtet werden. Liegt die Fahrzeuggeschwindigkeit vFzg sowie die Objekt- Geschwindigkeit vO.j über einen längeren Zeitraum dt im Bereich von z.B. 50km/h oder weniger, kann auf eine Stadtfahrt geschlossen werden. Bei Geschwindigkeiten vFzg, vO.j im Bereich von ca. 50km/h bis ca. 80km/h liegt eine Überlandfahrt und im Bereich von ca. 100km/h oder mehr eine Autobahnfahrt vor.
Zusätzlich werden auch der prädizierte Bewegungspfad 13 des eigenen Fahrzeuges 1 sowie prädizierte Bewegungspfade 14.j der vorausliegenden Objekte 10.i, 16.i berücksichtigt. Demnach liegt in der Stadt eine höhere Dynamik und somit dynamischere Bewegungspfade 13, 14J sowohl entlang der Fahrtrichtung F als auch quer zur Fahrtrichtung F vor, da die Fahrspur 1 1 a, 1 1 b häufiger gewechselt oder vor Ampeln und Kreuzungen mit einer
Fahrerbremsung reagiert wird. Auf der Autobahn hingegen ist die Dynamik, insbesondere für Nutzfahrzeuge, schwächer ausgeprägt. Darüber kann die Ermittlung der aktuellen Verkehrssituation VS genauer erfolgen.
Die Notbrems-Parameter BK, BT, BD, WD für die autonom durchzuführende Notbremsung werden wie folgt an die aktuelle Verkehrssituation VS angepasst, um das Bremsverhalten des Fahrzeuges 1 an die aktuelle Verkehrssituation VS angleichen zu können:
Während einer Stadtfahrt wird beispielsweise die Bremskraft BK für eine autonom durchgeführte Notbremsung hoch eingestellt, d.h. es kann auch ein abruptes Abbremsen stattfinden, da aufgrund der geringen Geschwindigkeiten vFzg, vO.j im Stadtverkehr die Gefährdung für den nachfolgenden Verkehr 12 geringer ist. Weiterhin ist die Aufmerksamkeit im Stadtverkehr höher, so dass eine Reaktionszeit und somit ein Bremsweg für den nachfolgenden Verkehr 12 niedriger ist. Das Risiko für einen Auffahrunfall und die Gefährdung für ein nachfolgendes Fahrzeug 12 sind also geringer als beispielsweise auf der Autobahn, so dass die Notbremsung mit einer hohen Bremskraft BK durchgeführt werden kann.
Auf der Autobahn hingegen sind die vorliegenden Geschwindigkeiten vFzg, vO.j (ohne Stau) höher und die Aufmerksamkeit bei einer längeren Geradeausfahrt niedriger, so dass sich insgesamt längere Bremswege ergeben. Demnach wird während einer Autobahnfahrt zur Minimierung des Risikos und der Gefährdung bei einem Auffahrunfall entsprechend eine geringere Bremskraft BK für eine autonome Notbremsung eingestellt.
Der Bremszeitpunkt BT für eine autonome Notbremsung wird im Stadtverkehr später gewählt, da der Bremsweg sowohl des eigenen Fahrzeuges 1 als auch des nachfolgenden Fahrzeuges 12 kürzer ist. Dadurch können Fehlwarnungen oder autonome Fehlbremsungen vermieden werden, da der Fahrer ggf. noch selbst reagiert oder das erkannte Objekt 10.i, 16.i für eine Kolli- sion nicht mehr in Frage kommt, weil es beispielsweise schneller geworden oder abgebogen ist, und somit ein Eingreifen nicht mehr nötig ist. Entsprechend wird bei einer Autobahnfahrt ein früherer Bremszeitpunkt BT gewählt.
Die Bremsdauer BD für eine autonome Notbremsung wird im Stadtverkehr kürzer gewählt als für eine Autobahnfahrt, da der nachfolgenden Verkehr weniger gefährdet ist, wobei die Warndauer WD dann ebenfalls kürzer gewählt wird.
Für eine Fahrt auf der Landstraße liegen die Notbrems-Parameter BK, BT, BD, WD entsprechend zwischen denen für eine Stadtfahrt und einer Autobahnfahrt.
Daher wird die ISO-Norm bei einer autonomen Notbremsung eingehalten und auch die Anzahl der Fehlwarnungen gering gehalten:
Denn die Bestimmung der Kollisionswahrscheinlichkeit P erfolgt für die aktuell vorliegende Verkehrssituation VS, d.h. es wird die Möglichkeit berücksichtigt, mit den die ISO-Norm einhaltenden Notbrems-Parametern BK, BT, BD, WD z.B. während einer Stadtfahrt auf ein vorausliegendes stehendes Fahrzeug 16.1 , 16.2 mit einer autonomen Notbremsung zu reagieren und dabei das Risiko eines schweren Unfalls als auch die Gefährdung der nachfolgenden Fahrzeuge 12 zu minimieren. Da im Stadtverkehr andere Risikoabschätzungen und andere Gefährdungspotentiale vorliegen als bei einer Autobahnfahrt, kann eine falsche Abstimmung der Notbrems-Parameter BK, BT, BD, * WD zu Fehlwarnungen oder Fehlbremsungen führen, da Notbrems- Parameter BK, BT, BD, WD angenommen werden, die nicht der aktuellen Verkehrssituation VS entsprechen, beispielsweise zu niedrige Bremskräfte BK, die zu unnötig langen Bremswegen im Stadtverkehr führen.
Die Bestimmung der Verkehrssituation VS sowie die Festlegung der Notbrems-Parameter BK, BT, BD, WD findet in der Notbrems-Steuereinheit 7 statt, wobei zur Ermittlung der Verkehrssituation VS auf die Sensor-Signale S2 des Umgebungserfassungs-Systems 8 zurückgegriffen wird. Die Not- brems-Steuereinheit 7 bewertet dann anhand dessen, wie hoch die Kollisionswahrscheinlichkeit P ist, um dann ggf. ein entsprechendes Notbrems- Signal S1 auszugeben.
Die Notbrems-Parameter BK, BT, BD, WD sind in Abhängigkeit der Verkehrssituation VS auch derartig gewählt, dass eine Typprüfung nach 347/2012/EC eingehalten wird, d.h. es wird zunächst ein Warnsignal S3 ausgegeben und daran schließt eine Bremsphase an, in der die Fahrzeuggeschwindigkeit vFzg reduziert wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise wie folgt ablaufen:
In einem anfänglichen Schritt StO wird das Notbremssystem 6 initialisiert, beispielsweise beim Starten des Fahrzeuges 1 . In einem ersten Schritt St1 werden vom Umgebungserfassungs-System 8 Objekte 10.i, 16.i im Winkelbereich B erfasst und deren relative Lage, d.h. deren Abstand A.j, Winkel <ü.j und Relativgeschwindigkeit vr.j relativ zum eigenen Fahrzeug 1 über das Sensor-Signal S2 an die Notbrems-Steuereinheit 7 übermittelt.
Im Folgenden wird die Kollisionswahrscheinlichkeit P zwischen dem eigenen Fahrzeug 1 und den erfassten Objekten 10.i, 16.i ermittelt. Dazu wird in einem zweiten Schritt St2 zunächst die Verkehrssituation VS analysiert, indem das dynamische Fahrverhalten des eigenen Fahrzeuges 1 und der erfassten Objekte 10.i, 16.Ί aus den Sensor-Signalen S2 hergeleitet wird. Je nach vorliegender Geschwindigkeit vFzg, vO.j des eigenen Fahrzeuges 1 und der erfassten Objekte 10.i, 16.i sowie ggf. der prädizierten Bewegungspfade 13, 14.j wird die Verkehrssituation VS in beispielsweise eine Stadtfahrt, Überlandfahrt oder Autobahnfahrt eingeteilt. ln einem dritten Schritt St3 werden die das Bremsverhalten des eigenen Fahrzeuges 1 während einer autonomen Notbremsung vorgebenden Not- brems-Parameter BK, BT, BD, WD in Abhängigkeit der Verkehrssituation VS festgelegt. Die Notbrems-Parameter BK, BT, BD, WD können sich hierbei während einer Fahrt mehrfach verändern, beispielsweise bei einem Übergang von einer Autobahnfahrt in eine Stadtfahrt.
In einem vierten Schritt St4 wird die Kollisionswahrscheinlichkeit P bewertet, wobei in einem optionalen Schritt St4.1 zusätzlich ein prädizierter Bewegungspfad 13 des eigenen Fahrzeuges 1 berücksichtigt werden kann, um abzuschätzen, ob das Fahrzeug 1 einem erfassten Objekt 10.i, 16.i noch ausweichen kann. In einem abschließenden fünften Schritt St5 wird je nach Kollisionswahrscheinlichkeit P ein Notbrems-Signal S1 ausgegeben, das in der Brems-Steuereinheit 3 in ein Warnsignal S3 oder in eine autonom ausgeführte Bremsung umgesetzt wird.
Bezugszeichenliste (Teil der Beschreibung)
1 Fahrzeug
2 Bremssystem
3 Brems-Steuereinheit
4 Betriebsbremsen
5 Räder
6 Notbremssystem
7 Notbrems-Steuereinheit
8 Umgebungserfassungs-System
8.1 Sensor, Radars-Sensor, LIDAR-Sensor
9 elektromagnetische Strahlung
9a reflektierte elektromagnetische Strahlung
10.i sich bewegende Objekte (Bewegt-Objekt)
1 1 Fahrbahn
1 1 a eigene Fahrspur
1 1 b benachbarte Fahrspur
1 1 c entgegenkommende Fahrspur
12 nachfolgendes Fahrzeug
13 prädizierter Bewegungspfad Fahrzeug 1
14.j prädizierter Bewegungspfad Objekt 10.i, 16.i
15 Warneinrichtung
16.i stehende Objekte (Stationär-Objekt)
A.j Abstand
B Winkelbereich
BK Bremskraft
BT Bremszeitpunkt
BD Bremsdauer
F Fahrtrichtung
P Kollisionswahrscheinlichkeit S1 Notbrems-Signale
S2 Sensor-Signale
S3 Warnsignal
tR Reaktionszeit
U Umfeld
vFzg Fahrzeuggeschwindigkeit vO.j Objekt-Geschwindigkeit vr.j Relativgeschwindigkeit
VS Verkehrssituation
co.j Winkel
WD Warndauer
St1 , St2, St3, St4, St4.1 , St5 Schritte des Verfahrens

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zum Ermitteln einer Notbrems-Situation eines Fahrzeuges (1 ), insbesondere Nutzfahrzeuges, mit mindestens den folgenden Schritten:
- Erfassen von sich bewegenden Objekten (10.i, i=1 , 2, 3) und/oder stehenden Objekten (16. i, i=1 , 2, 3) in einem Umfeld (U) des Fahrzeuges (1 ) (St1 );
- Ermitteln einer Kollisionswahrscheinlichkeit (P) zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem erfassten Objekt (10.i, 16.i) in Abhängigkeit einer aktuell vorliegenden Verkehrssituation (VS) (St2),
wobei dazu auf die Verkehrssituation (VS) abgestimmte Notbrems- Parameter (BK, BT, BD, WD) berücksichtigt werden, wobei die Not- brems-Parameter (BK, BT, BD, WD) das Bremsverhalten des eigenen Fahrzeuges (1 ) bei einer autonom durchgeführten Notbremsung vorgeben (St3, St4); und
- Ausgeben eines Notbrems-Signals (S1 ) in Abhängigkeit der Kollisionswahrscheinlichkeit (P) zum Einleiten einer autonomen Notbremsung und/oder zum Ausgeben eines Warnsignals (S3) an den Fahrer (St5),
dadurch gekennzeichnet, dass
die Verkehrssituation (VS) aus einem dynamischen Fahrverhalten (vFzg, vO.j, 13, 14.j) des eigenen Fahrzeuges (1 ) und/oder der erfassten Objekte (10. i, 16. i) folgt, wobei das dynamische Fahrverhalten (vFzg, vO.j, 13, 14.j) eine tatsächliche und/oder eine prädizierte Bewegung des eigenen Fahrzeuges (1 ) und/oder der erfassten Objekte (10.i, 16.i) charakterisiert.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der Kollisionswahrscheinlichkeit (P) als verkehrssituationsabhängige Not- brems-Parameter eine Bremskraft (BK) und/oder ein Bremszeitpunkt (BT) und/oder eine Bremsdauer (BD) und/oder eine Warndauer (WD) einbezogen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
- bei einer als Stadtfahrt erkannten Verkehrssituation (VS) die Bremskraft (BK) höher eingestellt wird als bei einer als Autobahnfahrt erkannten Verkehrssituation, und/oder
- bei einer als Stadtfahrt erkannten Verkehrssituation (VS) der Bremszeitpunkt (BT) später gewählt wird als bei einer als Autobahnfahrt erkannten Verkehrssituation (VS), und/oder
- bei einer als Stadtfahrt erkannten Verkehrssituation (VS) die Bremsdauer (BD) kürzer gewählt wird als bei einer als Autobahnfahrt erkannten Verkehrssituation (VS) und/oder
- bei einer als Stadtfahrt erkannten Verkehrssituation (VS) die Warndauer (WD) kürzer gewählt wird als bei einer als Autobahnfahrt erkannten Verkehrssituation (VS)...
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Notbrems-Parameter (BK, BT, BD, WD) zusätzlich in Abhängigkeit einer auf die jeweilige Verkehrssituation (VS) abgestimmten Risikoabschätzung und Gefährdungsanalyse festgelegt werden zum ver- kehrssituationsabhängigen Anpassen des Bremsverhaltens an die ISO- Norm ISO 26262.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aktuelle Verkehrssituation (VS) in Abhängigkeit einer Fahrzeuggeschwindigkeit (vFzg) des eigenen Fahrzeuges (1 ) ermittelt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aktuelle Verkehrssituation (VS) in Abhängigkeit einer Objekt-Geschwindigkeit (vO.j) der erfassten Objekte (10.i, 16.i) bestimmt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aktuelle Verkehrssituation (VS) in Abhängigkeit von prädizierten Bewegungspfaden (13, 14J) des eigenen Fahrzeuges (1 ) und/oder der erfassten Objekte (10.i, 16.i) ermittelt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das dynamische Fahrverhalten (vFzg, vO.j, 13, 14J) des eigenen Fahrzeuges (1 ) und/oder des erfassten Objektes (10.i, 16.i) über einen Zeitraum (dt) erfasst wird zum Ermitteln eines die Verkehrssituation (VS) charakterisierenden Bewegungsprofils.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erfassen der Objekte (10.i, 16.i) im Umfeld (U) ein Umgebungserfassungs-System (8) verwendet wird, wobei das Umge- bungserfassungs-System (8) die Objekte (10.i, 16.i) in einem Winkelbereich (B) erfasst.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Umgebungserfassungs-System (8) einen Sensor (8.1 ) zur Aufnahme von reflektierte elektromagnetischer Strahlung (9a) aufweist und der Sensor (8.1 ) anhand der reflektierten elektromagnetischen Strahlung (9a) einen Winkel (co.j), einen Abstand (A.j) und/oder eine Relativgeschwindigkeit (vR.j) zum jeweiligen erfassten Objekt (10.i, 6.i) bestimmt.
1 1 . Notbremssystem (6), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens
nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Notbremssystem (6) Sensor-Signale (S2) eines Umgebungserfassungs-Systems (8) aufnehmen kann, wobei das Umgebungserfassungs-System (8) die Objekte ( 0.i, 16.i) in dem Winkelbereich (B) erfasst und Informationen (A.j, co.j, vr.j) bezüglich des jeweiligen Objektes (10.i, 16.i) über die Sensor-Signale (S2) an das Notbremssystem (6) ausgeben kann,
wobei das Notbremssystem (6) eine Notbrems-Steuereinheit (7) aufweist, die ausgebildet ist, anhand der Sensor-Signale (S2) eine Kollisionswahrscheinlichkeit (P) für das eigene Fahrzeug (1 ) mit dem jeweiligen erfass- ten Objekt (10.i, 16.i) zu bestimmen, wobei die Kollisionswahrscheinlichkeit (P) abhängig von der aktuell vorliegenden Verkehrssituation (VS) ist, wobei die aktuelle Verkehrssituation (VS) anhand des dynamischen Fahrverhaltens (vFzg, vO.j, 13, 14J) des Fahrzeuges (1 ) und/oder der erfass- ten Objekte (10.i, 16.i) bestimmbar ist.
12. Fahrzeug (1 ), insbesondere Nutzfahrzeug, mit einem Notbremssystem (6) nach Anspruch 1 1 , insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
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