DE102005012037A1

DE102005012037A1 - Verfahren zum Betreiben eines Kollisionsvermeidungs-oder Kollisionsfolgenminderungssystem eines Fahrzeugs sowie Kollisionsvermeidungs-oder Kollisionsfolgenminderungssystem

Info

Publication number: DE102005012037A1
Application number: DE200510012037
Authority: DE
Inventors: Bernd Dipl.-Ing. Danner; Thomas Dipl.-Ing. Dohmke; Jörg Dipl.-Ing. Hillenbrand; Volker Dr.-Ing. Schmid; Andreas Dr.-Ing. Spieker
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2005-03-16
Filing date: 2005-03-16
Publication date: 2006-09-28
Also published as: WO2006097467A1

Abstract

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

Description

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

Es sind vielfach Systeme zur Abstands- und Geschwindigkeitsregelung bekannt, die nicht nur im Zweifelsfall in ein Bremsmanöver eingreifen, sondern sogar Auffahrunfälle vorhersehen können und dadurch die Gefahr für die Passagiere auf ein Minimum reduzieren. Bei diesem so genannten „Collision Mitigation System" (CMS) werden bereits vor einer möglichen Kollision mit einem potentiellen Kollisionspartner alle nötigen Gegenmaßnahmen automatisch eingeleitet. So berechnet das bekannte CMS die Wahrscheinlichkeit einer Kollision auf Grund von Fahrbedingungen, einem Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug und einer relativen Geschwindigkeit. Falls nötig, greift das CMS dann selbständig ein, um Kollisionen zu verhindern. Der Zeitpunkt für diesen Systemeingriff basiert auf einer notwendigen Sollverzögerung sowie auf einer Fahrerreaktionszeit. Vor dem Systemeingriff wird bei dem bekannten CMS eine optische und/oder akustische Warnfunktion aktiviert. Es erfolgt dabei jedoch keine zusätzliche Sicherungsfunktion für den Fahrer.

Ein gattungsgemäßes Verfahren bzw. eine gattungsgemäße Vorrichtung sind aus der DE 102 58 617 A1 bekannt. Dort wird in Abhängigkeit vom Abstand zwischen dem Fahrzeug und einem Hindernis und der verbleibenden Zeitdauer bis zum Aufprall des Fahrzeugs auf das Hindernis zunächst eine optische und/oder akustische Fahrerwarnung und gegebenenfalls eine weitere, haptische Fahrerwarnung ausgelöst bevor ein Notbremsvorgang zur Vermeidung des Auffahrens auf das Hindernis bzw. zur Verminderung der Unfallfolgen ausgelöst wird. Die beim Notbremsvorgang erreichbare Verzögerung kann entweder im Bereich zwischen 5 m/s² und 7 m/s² fest vorgegeben oder anhand von Größen wie Fahrzeugmasse, Belag, Reibwert, Fahrbahnbeschaffenheit, etc. bestimmt werden.

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

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst.

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

Bei der Erfindung wird der Gefahrbremsvorgang daher nur dann ausgelöst, wenn der Fahrer dies durch eine die Gefahrbremsbedingung erfüllende Bremspedalbetätigung anfordert bzw. auslöst. Somit behält der Fahrer die Hoheit über die Durchführung des Gefahrbremsvorgangs. Die Anforderung des Gefahrenbremsvorgangs kann durch die Auswertung der Pedalstellungsgröße und gegebenenfalls zusätzlich der Pedalgeschwindigkeitsgröße sicher festgestellt werden. Zur weiteren Verbesserung der Sicherheit wird durch den autonomen Teilbremsvorgang bereits vor einem eventuellen Gefahrbremsvorgang die kinetische Energie des Fahrzeugs reduziert. Dadurch kann die Unfallgefahr verringert oder zumindest die Unfallfolgen gemindert werden.

Als erste Warnfunktion und/oder Informationsfunktion können beispielsweise akustische Warnsignale (z.B. auffällige Töne/Klänge, Sprachausgaben oder auch Handlungsempfehlungen) und/oder optische Warnsignale (z.B. Lichtsignale) abgegeben werden. Ferner sind visuelle Warnsignale, beispielsweise optische Handlungsanweisungen auf dem Display oder Darstellungen des Fahrzeugs und des Hindernisses auf dem Display, und/oder auch haptische Warnsignale, beispielsweise Vibrationen oder Rütteln des Lenkrads, möglich. Als haptisches Warnsignal kann auch ein Gurtzupfen – das heißt eine abwechselndes Spannen und Lösen des Fahrer-Sicherheitsgurtes – erfolgen, wodurch der Fahrer besonders eindringlich auf eine bevorstehende Gefahrensituation aufmerksam gemacht wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen und der Figurenbeschreibung.

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

Die Gefahrbremsbedingung kann unabhängig von der Pedalgeschwindigkeitsgröße nicht erfüllt sein, wenn die Pedalstellungsgröße einen zweiten Pedalstellungsschwellenwert unterschreitet. Bei einer Pedalstellungsgröße unterhalb des Pedalstellungsschwellenwertes ist von einem Bremsvorgang außerhalb einer Gefahrensituation auszugehen.

Dabei ist es möglich, dass die Gefahrbremsbedingung erfüllt ist, wenn die Pedalstellungsgröße zumindest dem zweiten Pedalstellungsschwellenwert und höchstens dem ersten Pedalstellungsschwellenwert entspricht und die Pedalgeschwindigkeitsgröße gleichzeitig einen von der Pedalstellungsgröße abhängigen Pedalgeschwindigkeitsschwellenwert überschreitet. Im Bereich vom zweiten Pedalstellungsschwellenwert bis zum ersten Pedalstellungsschwellenwert hängt die Erfüllung der Gefahrbremsbedingung zusätzlich zur Pedalstellungsgröße auch von der Pedalgeschwindigkeitsgröße ab. Der Pedalgeschwindigkeitsschwellenwert ist in diesem Bereich aber nicht konstant, sondern abhängig von der Pedalstellungsgröße vorgegeben. Dadurch besteht eine sehr variable Vorgabemöglichkeit für die Gefahrbremsbedingung, die auch an Fahrzustände des Fahrzeugs und/oder an das Fahrverhalten des Fahrers adaptierbar ist.

Der Pedalgeschwindigkeitsschwellenwert kann dabei in Abhängigkeit von der Pedalstellungsgröße abschnittsweise linear vorgegeben sein, wodurch eine einfache Vorgabe des Verlaufs des Pedalgeschwindigkeitsschwellenwertes bei ausreichend genauer Anpassbarkeit zur Unterscheidung von Pedalbetätigungen zur Anforderung von Gefahrenbremsvorgängen einerseits und Pedalbetätigungen zur Anforderung von dosierten Zielbremsvorgängen andererseits möglich ist.

Dadurch, dass bei der Überprüfung, ob die Gefahrbremsbedingung erfüllt ist, eine die Fahrzeuglängsdynamik beschreibende Längsdynamikgröße und insbesondere die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit berücksichtigt wird, ist gewährleistet, dass die aktuelle Fahrzeuglängsdynamik bei der Prüfung der Erfüllung der Gefahrbremsbedingung berücksichtigt wird. Der Fahrzustand des Fahrzeugs kann daher bei der Prüfung der Erfüllung der Gefahrbremsbedingung berücksichtigt werden.

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

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

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

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

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

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

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

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

Nach der Deaktivierung des Systemeingriffs und/oder des Gefahrbremsvorgangs, kann die akustische und/oder optische Warnung oder Information des Fahrers aufrechterhalten werden, um die noch bestehende Gefahrensituation anzuzeigen.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen:
1 ein Ausführungsbeispiel eines Kollisionsvermeidungs- oder Kollisionsfolgenminderungssystems in Blockschaltbild ähnlicher schematischer Darstellung,
2 eine Diagramm das die Pedalgeschwindigkeitsgröße über der Pedalstellungsgröße zeigt mit zwei beispielhaft eingezeichneten Trajektorien,
3 eine schematische Darstellung des zeitlichen Verlaufs einer Fahrsituation mit einem sich an ein Hindernis annähernden Fahrzeug.
In 1 ist blockschaltbildartig ein Kollisionsvermeidungs- und/oder Kollisionsfolgenminderungssystems 5 zur Vermeidung eines Auffahrunfalls bzw. zur Verminderung der Folgen eines Auffahrunfalls eines Fahrzeugs 6 auf ein Hindernis 7 dargestellt. Das Kollisionsvermeidungs- und/oder Kollisionsfolgenminderungssystems 5 weist eine Abstandsermittlungseinrichtung 12 auf. Die Abstandsermittlungseinrichtung 12 ermittelt eine den Abstand D zwischen dem Fahrzeug 6 und dem Hindernis 7 beschreibende Abstandsgröße A. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Abstandsgröße A von dem in Fahrtrichtung 13 des Fahrzeugs 6 gemessenen Abstand D des Fahrzeugs 6 zum Hindernis 7 gebildet.
Die Abstandermittlungseinrichtung 12 weist umgebungserfassende Sensoren, beispielsweise in Form eines Radars, eines Lidars (Lidar = light detection and ranging), eines Videosensors und/oder ein Ultraschallsensors auf. Besonders bevorzugt sind die umgebungserfassenden Sensoren als 77 GHz Radar-Sensor ausgebildet, der eine Reichweite zwischen etwa 7 und 150 m bei einem Öffnungswinkel von ca. 9° haben kann. Alternativ oder zusätzlich können auch 24 GHz Radar-Sensoren vorgesehen sein, die jeweils eine Reichweite von etwa 0,1 bis 30 m bei einem Öffnungswinkel von ca. 45° haben können, wodurch die Qualität der Hinderniserkennung verbessert werden kann. Insbesondere ist eine verbesserte Erfassung stehender Hindernisse möglich. Die Abstandsermittlungseinrichtung kann Bestandteil einer im Fahrzeug 6 vorhandenen, an sich bereits bekannten Abstandsregeltempomateinrichtung zur Regelung der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit vx und des Abstandes D zu vorausfahrenden Fahrzeugen sein.
Die vom Abstand D gebildete Abstandsgröße A wird von der Abstandsermittlungseinrichtung 12 an eine Steuereinheit 16 übermittelt. Die Steuereinheit 16 ermittelt aus dem Abstand D und der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit vx – die der Steuereinheit 16 von einen Längsgeschwindigkeitssensor 17 übermittelt wird – eine Zeitdauergröße, die die verbleibende Zeitdauer h bis zum Aufprall des Fahrzeugs 6 auf das Hindernis 7 angibt. In Abhängigkeit vom Betrag der Zeitdauergröße bzw. der Zeitdauer h wird zunächst zumindest eine Fahrerwarnung hervorgerufen. Hierfür ist die Steuereinheit 16 mit einem optischen und akustischen Fahrerwarnsystem 19 und einem haptischen Fahrerwarnsystem 20 verbunden.
Weiterhin wird eine die Bremspedalstellung eines Bremspedals 24 des Fahrzeugs 6 beschreibende Pedalstellungsgröße px an die Steuereinheit 16 übertragen. Die Pedalstellungsgröße px ergibt sich beispielsgemäß durch den Pedalweg ps, der von einem Pedalwegsensor 25 erfasst wird, und einem im Hauptbremszylinder 26 des Bremssystems 27 des Fahrzeugs 6 durch die Bremspedalstellung erzeugten Hauptbremszylinderdruck pd, der von einem Drucksensor 28 gemessen wird. In Abwandlung zur bevorzugten Ausführungsform könnte auch lediglich einer der beiden Werte Pedalweg ps oder Hauptbremszylinderdruck pd als Pedalstellungsgröße px verwendet werden. Auch andere mit der Bremspedalstellung korrelierte Größen wie die Pedalkraft könnten alternativ oder zusätzlich zur Bildung der Pedalstellungsgröße px dienen.
Zur automatischen Auslösung eines Bremsvorgangs kann die Steuereinheit 16 das Bremssystem 27 ansteuern, wie dies schematisch in 1 dargestellt ist. Dabei kann unabhängig von der durch den Fahrer durch die Betätigung des Bremspedals 24 angeforderten Bremsverzögerung z in einer oder mehreren der Radbremseinrichtungen des Bremssystems 24 ein Bremsdruck bzw. eine Bremskraft aufgebaut werden.
Anhand der 2 und 3 wird nunmehr der zeitliche Ablauf bei der Annäherung des Fahrzeugs 6 an das Hindernis 7 beschrieben, das im vorliegenden Fall ebenfalls von einem im Wesentlichen dieselbe Fahrtrichtung 13 aufweisenden Fahrzeug gebildet ist.
Aus der verbleibenden Zeitdauer h wird in der Steuereinheit 16 zunächst ein erster Bremszeitpunkt für eine Kollisionsvermeidung durch einen Bremsvorgang mit einem ersten Bremsverzögerungswert z0 ermittelt. Dieser erste Bremszeitpunkt entspricht einem ersten Zeitdauerschwellenwert h0. Der erste Zeitdauerschwellenwert h0 wird beim bevorzugten Ausführungsbeispiel zu etwa 2,0 s bis 3,0 s gewählt. Daraus wird dann der erste Bremsverzögerungswert z0 ermittelt, der von weiteren Größen wie Fahrzeuglängsgeschwindigkeit vx, Relativgeschwindigkeit des Fahrzeugs 6 zum Hindernis 7 und Abstand D zum Hindernis 7 abhängt.
Erreicht die verbleibende Zeitdauer h diesen ersten Zeitdauerschwellenwert h0, löst die Steuereinheit 16 durch Ansteue rung des optischen und akustischen Fahrerwarnsystems 19 und des haptischen Fahrerwarnsystems 20 zunächst eine erste Warnfunktion mit optischer, akustischer und haptischer Fahrerwarnung aus, die den Fahrer vor der möglicherweise bevorstehenden Kollision mit dem Hindernis warnt. Der Fahrer wird dadurch aufgefordert einen Bremsvorgang einzuleiten, um den Auffahrunfall zu verhindern. Optische und akustische Fahrerwarnungen sind an sich bekannt und können vielfältig ausgestaltet sein.
Zur haptischen Fahrerwarnung wird das haptische Fahrerwarnsystem 20 angesteuert, das beispielsgemäß ein Gurtzupfen am Fahrer-Sicherheitsgurt verursacht. Dabei wird der Fahrer-Sicherheitsgurt abwechselnd gespannt und wieder gelöst. Auch andere haptische Fahrerwarnungen wie Vibrieren des Lenkrades oder des Fahrersitzes können durch das haptische Fahrerwarnsystem 20 ausgelöst werden.
In Abwandlung zum dargestellten Ausführungsbeispiel können die optische, akustische und die haptische Fahrerwarnung auch zeitlich nacheinander ausgelöst werden und sozusagen verschiedene Eskalationsstufen der Fahrerwarnung bilden.
Reagiert der Fahrer nicht oder nur unzureichend, so dass die Kollisionsgefahr nach wie vor besteht, wenn die verbleibende Zeitdauer h einen zweiten Zeitdauerschwellenwert h1 erreicht hat, wird durch die Steuereinheit 16 zur weiteren haptischen Fahrerwarnung und zum Abbau der kinetischen Energie des Fahrzeugs 6 das Betriebsbremssystem 27 angesteuert und ein Teilbremsvorgang mit einer vorgegebenen Teilbremskraft bzw. einer vorgegebenen Teilbremsverzögerung z1 eingestellt.
Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt die Teilbremsverzögerung z1 bis zu 90% einer maximal erreichbaren Brems verzögerung z, wobei die Teilbremsverzögerung z1 abhängig von der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit vx vorgegeben ist. Mit zunehmender Fahrzeuglängsgeschwindigkeit vx nimmt die vorgegebene Teilbremsverzögerung z1 stufenweise ab. Beispielsgemäß wird bei niedrigen Fahrzeuglängsgeschwindigkeiten vx bis zu etwa 50 km/h eine Teilbremsverzögerung von etwa 4m/s² eingestellt, bei Fahrzeuglängsgeschwindigkeiten vx von etwa 50 km/h bis etwa bis 150 km/h eine Teilbremsverzögerung von etwa 3m/s² und bei Fahrzeuglängsgeschwindigkeiten von etwa über 150 km/h eine Teilbremsverzögerung von etwa 2m/s². Die während des Teilbremsvorgangs eingestellte Teilbremsverzögerung z1 ist dabei so gewählt, dass sie betragsmäßig kleiner ist als die Sollverzögerung, die zum Zeitpunkt des Erreichend des zweiten Zeitdauerschwellenwertes h1 notwendig wäre, um bei der aktuellen Fahrzeuglängsgeschwindigkeit vx, dem aktuellen Abstand D des Fahrzeugs 6 zum Hindernis 7 und der aktuellen Relativgeschwindigkeit zwischen Fahrzeug 6 und Hindernis 7 ein Auffahren auf das Hindernis 7 zu verhindern. Dadurch wird der Missbrauch des Kollisionsvermeidungs- oder Kollisionsfolgenminderungssystems 5 als Mittel zum Einstellen des Abstands zu einem vorausfahrenden Fahrzeug verhindert. Die Verantwortung über das Einleiten notwendiger Maßnahmen zum Beenden oder Verhindern von Gefahrensituationen im Straßenverkehr bleibt somit beim Fahrer.
Der zweite Zeitdauerschwellenwert h1 kann beispielsweise so gewählt werden, dass bis zu dem letztmöglichen Zeitpunkt, zu dem durch einen Lenkeingriff oder Bremseingriff eine Kollision des Fahrzeugs 6 mit dem Hindernis 7 vermieden werden kann, noch eine vorgegebene Handlungszeitspanne verbleibt, die beim Ausführungsbeispiel etwa 1,0 s bis 2,0 s beträgt.
Bei Erreichen eines zweiten Zeitdauerschwellenwerts h1 erfolgt zudem eine Insassenfixierung der Fahrzeuginsassen in Form einer reversiblen Gurtstraffung als weitere Sicherungsmaßnahme.
Eine alternative Ausgestaltung der Erfindung kann zusätzlich zum Teilbremsvorgang auch ein selbsttätiger Lenkeingriff vorsehen, mit dem Ziel, das Fahrzeug 6 am Hindernis 7 zur Unfallvermeidung vorbei zu lenken oder das Fahrzeug 6 in Bezug auf das Hindernis 7 in derart auszurichten, dass bei einem etwaigen Auffahrunfall die Unfallfolgen für die Unfallbeteiligten möglichst gering sind. Hierfür ist die Kenntnis der Position, Ausrichtung und Art des Hindernisses 7 erforderlich, die beispielsweise aus den Daten einer Objekterkennungseinrichtung erlangt werden kann.
Nach dem Erreichen des ersten oder zweiten Zeitdauerschwellenwertes h0 bzw. h1 prüft die Steuereinheit 16, ob eine vorgegebene Gefahrbremsbedingung erfüllt ist. Sofern dies zutrifft steuert die Steuereinheit 16 das Bremssystem 27 des Fahrzeugs 6 an und löst einen Gefahrbremsvorgang mit der maximal erreichbaren Bremsverzögerung zmax aus. Bei dem in 3 beispielhaft dargestellten zeitlichen Ablauf ist dies zu einem Zeitpunkt der Fall, an dem die verbleibende Zeitdauer h den Zeitdauerwert h2 annimmt. Dabei wird die Bremskraft bzw. der Bremsdruck in den Radbremseinrichtungen des Fahrzeugs 6 erhöht bis zumindest eines der gebremsten Fahrzeugräder seine Blockierschwelle erreicht hat und eine an sich bekannte Blockierschutzregelung – wie z.B. ABS – eingreift.
Die Erfüllung der Gefahrbremsbedingung wird anhand der Pedalstellungsgröße px und einer aus der zeitlichen Änderung der Pedalstellungsgröße px ermittelten Pedalgeschwindigkeitsgröße pv geprüft.
2 zeigt ein Koordinatensystem, wobei die Abszisse Werte für die Pedalstellungsgröße px und die Ordinate Werte für die Pedalgeschwindigkeitsgröße pv angibt. Der Ursprung des Koordinatensystems ist mit U gekennzeichnet. Positive Werte der Pedalgeschwindigkeitsgröße pv bedeuten, dass das Bremspedal 24 von seiner unbetätigten Ausgangs- oder Ruhestellung heraus bewegt wird, während negative Werte der Pedalgeschwindigkeitsgröße pv eine Rücknahmebewegung des Bremspedals 24 aus einer ausgelenkten, betätigten Stellung zurück in die unbetätigte Ausgangsstellung beschreiben. Die Ausgangsstellung des Bremspedals 24 ist durch den Ursprung U des Koordinatensystems angegeben.
Mit Hilfe von Fahrversuchen wurde ermittelt, dass durch einen Fahrer durch Betätigung des Bremspedals 24 verursachte dosierte Zielbremsvorgänge einerseits und Gefahrbremsvorgänge andererseits anhand der sich ergebenden Trajektorien im Pedalstellungsgrößen-Pedalgeschwindigkeitsgrößen-Koordinatensystem unterscheiden lassen. Die Trajektorien beginnen und enden immer im Ursprung U des Koordinatensystems. In 2 sind eine einen dosierten Zielbremsvorgang beschreibende erste Trajektorie 30 und eine einen Gefahrbremsvorgang charakterisierende zweite Trajektorie 31 für eine Fahrzeuglängsgeschwindigkeit von etwa 50–70 km/h beispielhaft dargestellt.
Aus den Fahrversuchen hat sich ergeben, dass sich das Koordinatensystem in einen Zielbremsbereich 33 und einen Gefahrbremsbereich 34 unterteilen lässt, wobei sich die beiden Bereiche 33, 34 abhängig von der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit verändern. Die als durchgezogene Linie dargestellte erste Bereichsgrenze 35 gilt für Fahrzeuglängsgeschwindigkeiten von etwa 50–70 km/h.
In diesem Geschwindigkeitsbereich ergeben sich für dosierte Zielbremsvorgänge Trajektorien, die im Wesentlichen in einem Bereichsabschnitt 38 des Zielbremsbereichs 33 liegen, der sich ausgehend vom Ursprung U entlang der Abszisse bis zu einem Endpunkt 39 erstreckt und in etwa symmetrisch zur Abszisse ausgebildet ist. Die Breite des Bereichsabschnitts quer zur Abszisse gesehen 38 nimmt ausgehend vom Ursprung bis zu einer maximalen Breite zu und verringert sich dann zunächst stärker und anschließend schwächer bis zum Endpunkt 39 hin.
Die Gefahrbremsbedingung ist erfüllt, wenn die die Pedalbetätigung des Bremspedals 24 beschreibende Trajektorie den Zielbremsbereich 33 zumindest an einer Stelle verlässt. Die Gefahrbremsbedingung ist beispielsgemäß unabhängig von der Pedalgeschwindigkeitsgröße pv dann erfüllt, wenn die Pedalstellungsgröße px einen ersten Pedalstellungsschwellenwert px1 überschreitet. Eine Pedalstellungsgröße px, deren Betrag größer ist als der erste Pedalstellungsschwellenwert px1 überschreitet die erste Bereichsgrenze 35.
Ist der Betrag der Pedalstellungsgröße px kleiner als ein zweiter Pedalstellungsschwellenwert px2, dann ist die Gefahrbremsbedingung unabhängig von der Pedalgeschwindigkeitsgröße pv nicht erfüllt. Die Trajektorie verläuft dann immer im Zielbremsbereich 33.
Wenn die Pedalstellungsgröße zumindest dem zweiten Pedalstellungsschwellenwert px2 und höchstens dem ersten Pedalstellungsschwellenwert px1 entspricht, wird die Gefahrbremsbedingung nur dann erfüllt, wenn gleichzeitig die Pedalgeschwindigkeitsgröße pv einen von der Pedalstellungsgröße px abhängigen Pedalgeschwindigkeitsschwellenwert pvs überschreitet.
Der Pedalgeschwindigkeitsschwellenwert pvs ist positiv und wird verringert sich mit zunehmenden Werten der Pedalstellungsgröße px. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel verläuft der Pedalgeschwindigkeitsschwellenwert pvs in Abhängigkeit von der Pedalstellungsgröße px abschnittsweise linear und weist hier zwei Abschnitte mit jeweils konstanter Steigung auf, wobei ein erster Abschnitt 40 ausgehend vom zweiten Pedalstellungsschwellenwert px2 mit größer werdender Pedalstellungsgröße px betragsmäßig stärker abfällt als ein sich daran anschließender zweiter Abschnitt 41, der am ersten Pedalstellungsschwellenwert px1 endet.
Für eine höhere Fahrzeuglängsgeschwindigkeit vx ergibt sich eine zweite Bereichsgrenze 45, die zu betragsmäßig größeren Werten der Pedalstellungsgröße hin verschoben ist, wobei der grundsätzliche Verlauf erhalten bleibt. Die zweite Bereichsgrenze kann beispielsweise durch Multiplikation der ersten Bereichsgrenze 35 mit einem Faktor erhalten werden. Dabei ergeben sich dann auch ein veränderter erster und zweiter Pedalstellungsschwellenwert px1' bzw, px2'.
Der bei Erreichen des zweiten Zeitdauerschwellenwertes h1 ausgelöste Systemeingriff und der Gefahrbremsvorgang können beim Ausführungsbeispiel wieder deaktiviert werden, wenn ein Abbruchkriterium erfüllt ist. Das Abbruchkriterium ist dann erfüllt, wenn eine durch den Fahrer ausgelöste Längsbeschleunigung des Fahrzeugs 6 festgestellt wird. Beispielsweise kann der Steuereinheit 16 hierfür die Fahrpedalstellung oder das Signal eines Längsbeschleunigungssensors übermittelt werden.
Zur Erfüllung des Abbruchkriteriums ist auch ein Deaktivierungsschwellenwert für die Pedalstellungsgröße px vorgegeben. Der Deaktivierungsschwellenwert beträgt beispielsweise –50%, so dass das Abbruchkriterium erfüllt ist, wenn sich die Pe dalstellunggröße px um 50% verringert hat. Wenn mithin das Bremspedal 24 in Richtung seiner Ausgangs- oder Ruhestellung bewegt wird und sich die Pedalstellungsgröße dadurch um zumindest 50% verringert hat, ist das Abbruchkriterium erfüllt.
Ferner kann das Abbruchkriterium bei einer alternativen Ausführung auch dann erfüllt sein, wenn eine einen Lenkschwellenwert überschreitende Lenkradbewegung des Fahrers festgestellt wird. Die Lenkradbewegung kann dabei durch den Lenkradwinkel und/oder das Lenkradmoment und/oder eine zeitliche Ableitung dieser Größen beschrieben werden. Hierfür müsste der Steuereinheit 16 zumindest eine dieser die Lenkradbewegung beschreibenden Größen übermittelt werden.
Weiterhin ist das Abbruchkriterium erfüllt, wenn der Fahrer das Kollisionsvermeidungs- oder Kollisionsfolgenminderungssystems 5 durch eine entsprechende Bedientätigkeit ausschaltet, was beispielsweise durch eine entsprechende Menüauswahl in einem Fahrzeuginstrument erfolgen kann. Wenn die Abstandsermittlungseinrichtung 12 eine Störung aufweist oder das Hindernis nicht sicher erkannt werden kann, ist das Abbruchkriterium ebenfalls erfüllt.
Nachdem durch das Erfüllen des Abbruchkriteriums die Deaktivierung des Systemeingriffs und/oder des Gefahrbremsvorgangs erfolgt ist, kann die akustische und/oder optische und/oder haptische Warnung oder Information des Fahrers aufrechterhalten bleiben, insbesondere dann, solange der erste Zeitschwellenwert h0 aufgrund einem veränderten Fahrzustand oder einer veränderten Verkehrssituation nicht wieder unterschritten wurde.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Kollisionsvermeidungs- oder Kollisionsfolgenminderungssystems (5) eines Fahrzeugs (6), wobei eine die verbleibende Zeitdauer (h) bis zum Aufprall des Fahrzeugs (6) auf ein Hindernis (7) beschreibende Zeitdauergröße ermittelt wird und bei Erreichen eines ersten Zeitdauerschwellenwerts (h0) eine erste Warnfunktion und/oder Informationsfunktion aktiviert wird, und bei Erreichen eines zweiten Zeitdauerschwellenwerts (h1) ein Systemeingriff mit einem autonomen Teilbremsvorgang (z1) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass nachdem die Zeitdauergröße den ersten oder zweiten Zeitdauerschwellenwert (h0; h1) erreicht hat der Systemeingriff beendet und ein Gefahrbremsvorgang mit maximal möglicher Bremsverzögerung (zmax) automatisch durchgeführt wird, wenn eine Gefahrbremsbedingung erfüllt ist, wobei zur Prüfung der Erfüllung der Gefahrenbremsbedingung eine die Bremspedalstellung beschreibende Pedalstellungsgröße (px) und zumindest in einem Wertebereich der Pedalstellungsgröße (px) zusätzlich eine die Bremspedalgeschwindigkeit beschreibende Pedalgeschwindigkeitsgröße (pv) ausgewertet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gefahrbremsbedingung erfüllt ist, wenn die Pedalstellungsgröße (px) einen ersten Pedalstellungsschwellenwert (px1; px1') überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gefahrbremsbedingung unabhängig von der Pedalgeschwindigkeitsgröße nicht erfüllt ist, wenn die Pedalstellungsgröße (px) einen zweiten Pedalstellungsschwellenwert (px2; px2') unterschreitet.
Verfahren nach Anspruch 2 in Verbindung mit Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gefahrbremsbedingung erfüllt ist, wenn die Pedalstellungsgröße (px) zumindest dem zweiten Pedalstellungsschwellenwert (px2; px2') und höchstens dem ersten Pedalstellungsschwellenwert (px1; px1') entspricht und die Pedalgeschwindigkeitsgröße (pv) gleichzeitig einen von der Pedalstellungsgröße abhängigen Pedalgeschwindigkeitsschwellenwert (pvs) überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Pedalgeschwindigkeitsschwellenwert (pvs) in Abhängigkeit von der Pedalstellungsgröße (px) abschnittsweise linear verläuft.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Überprüfung, ob die Gefahrbremsbedingung erfüllt ist, eine die Fahrzeuglängsdynamik beschreibende Längsdy namikgröße und insbesondere die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit (vx) berücksichtigt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Pedalstellungsschwellenwert (px1; px1') und/oder der zweite Pedalstellungsschwellenwert (px2; px2') und/oder der Pedalgeschwindigkeitsschwellenwert (pvs) von der Längsdynamikgröße und insbesondere von der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit (vx) abhängig sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erreichen des zweiten Zeitdauerschwellenwertes (h1) eine weitere Sicherungsmaßnahme und insbesondere eine Insassenfixierung erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine während dem autonomen Teilbremsvorgang eingestellte Teilbremsverzögerung (z1) auf einen Betrag begrenzt ist, der unterhalb einer für eine Kollisionsvermeidung erforderlichen Sollverzögerung liegt.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilbremsverzögerung (z1) abhängig von der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit (vx) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilbremsverzögerung (z1) mit steigender Fahrzeuglängsgeschwindigkeit (vx) abnimmt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass beim Systemeingriff bei Erreichen des zweiten Zeitdauerschwellenwertes (h1) ein autonomer Lenkeingriff erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der bei Erreichen des zweiten Zeitdauerschwellenwertes (h1) ausgelöste Systemeingriff und/oder der Gefahrbremsvorgang durch eine einen Lenkschwellenwert überschreitende Lenkradbewegung des Fahrers deaktiviert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der bei Erreichen des zweiten Zeitdauerschwellenwertes (h1) ausgelöste Systemeingriff und/oder der Gefahrbremsvorgang durch eine durch den Fahrer ausgelöste Längsbeschleunigung des Fahrzeugs (6) deaktiviert wird.
Kollisionsvermeidungs- oder Kollisionsfolgenminderungssystem für ein Fahrzeug (6), mit einer Steuereinheit (16) zur Ermittlung einer die verbleibende Zeitdauer (h) bis zum Aufprall des Fahrzeugs (6) auf ein Hindernis (7) beschreibenden Zeitdauergröße, wobei die Steuereinheit (16) bei Erreichen eines ersten Zeitdauerschwellenwerts (h0) der Zeitdauergröße eine erste Warnfunktion und/oder Informationsfunktion aktiviert, und bei Erreichen eines zweiten Zeitdauerschwellenwerts (h1) der Zeitdauergröße ein Systemeingriff mit einer autonomen Teilbremsung auslöst, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (16) den Systemeingriff beendet und einen Gefahrbremsvorgang mit maximal möglicher Bremsverzögerung (zmax) automatisch auslöst, wenn eine vorgegebene Gefahrbremsbedingung erfüllt ist, wobei zur Prüfung der Erfüllung der Gefahrenbremsbedingung eine die Bremspedalstellung beschreibende Pedalstellungsgröße (px) und zumindest in einem Wertebereich der Pedalstellungsgröße (px) zusätzlich eine die Bremspedalgeschwindigkeit beschreibende Pedalgeschwindigkeitsgröße (pv) ausgewertet werden.