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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Minimieren von Gefahrensituationen
bei Fahrzeugen mit einem das Fahrzeug-Umfeld erkennenden und bezüglich
möglicher entstehender Gefahrensituationen, insbesondere
drohenden Unfallsituationen, auswertenden System sowie eine zur
Durchführung dieses Verfahrens eingerichtete Vorrichtung.
Das auswertende System erkennt eine Gefahrensituation anhand einer
Analyse der Umfeld-, Fahrzeug- und/oder Fahrersituation, welche
ihm durch Sensorsignale angezeigt werden, und löst bei
dem Erkennen einer Gefahrensituation in dem Fahrzeug mindestens
eine, vorzugsweise aber mehrere Fahrerassistenzfunktionen aus, die
teilweise auf in dem Fahrzeug installierte, insbesondere aktive
Sicherheitssysteme zugreifen.
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Unfallvermeidende
bzw. die Folgen eines Unfalls mildernde Systeme sind bspw. aus der
WO 2004/085220 A1 bekannt,
die das sogenannte APIA-System (Active Passive Integration Approach) beschreibt,
welches unfallträchtige Situationen durch Überwachung
des Fahrzeugs und des Fahrzeugumfeldes frühzeitig erkennt
und eine Eskalation der Gefahrensituation durch gestufte Fahrerassistenzfunktionen
und/oder andere präventive Schutzmaßnahmen zu
vermeiden sucht. So schützt das APIA-System z. B. für
Folgeverkehrsszenarien bei Gefahren, die vor dem eigenen Fahrzeug
entstehen. Diesen Verkehrsraum überwacht das bekannte APIA-System
mit speziellen Abstandssensoren. Je nach Konfiguration können
diese Sensoren auch für weitere Funktionen eingesetzt werden,
wie z. B. einem Abstandsregeltempomaten ACC (Adaptiv Cruise Control).
Die Unfallwahrscheinlichkeit wird in einem Gefahrenrechner des Systems
für die aktuelle Verkehrssituation ermittelt, und es werden
gestuft Maßnahmen zum Schutz der Insassen und anderer Verkehrsteilnehmer
eingeleitet.
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Das
APIA-System als auswertendes System im Sinne dieser Patentanmeldung
bündelt alle heute bereits vorhandenen sowie weitere künftige
Systeme zur aktiven und passiven Sicherheit zu einem Netzwerk. Ein
zentral gesteuerter Systemverbund unterstützt den Fahrer
aktiv bei der Bewältigung von Gefahrensituationen und hilft
die Zeit vor einem trotz allem nicht zu vermeidenden Unfall zu nutzen,
um bestmöglichen Schutz vor Verletzungen zu ermöglichen.
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Dazu
setzt APIA auf den Datenaustausch zwischen allen bzw. einer Vielzahl
von Fahrzeugsystemen, die Informationen über die Aktivitäten
des Fahrers, das Verhalten des Fahrzeugs und das Fahrzeugumfeld
erheben. Dadurch können mehrfach in den verschiedenen Systemen
enthaltene, identische Sensoren teilweise sogar entfallen.
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Dieses
auswertende APIA-System stellt eine Fahrzeugfunktion dar, die aufgrund
ihrer Sicherheitsfunktion in letzter Zeit stark an Bedeutung gewinnt, da
man damit Unfälle vermeiden bzw. Unfallfolgen mildern kann.
In diesem Zusammenhang ist beispielsweise aus der
WO 2005/047066 A1 bekannt, ein
verunfalltes Fahrzeug bis zu dessen Stillstand nach dem Unfall zu
kontrollieren bzw. stabilisierend zu beeinflussen, um das Fahrzeug
autonom, d. h. ohne Zutun des in diesen Unfallsituationen meist
ohnehin überforderten Fahrers, in eine sichere Position zu überführen
und bspw. starken Schleuderbewegungen entgegenzuwirken. Dazu finden
Eingriffe in das Brems- und/oder Lenksystem des Fahrzeugs statt.
Dies setzt eine ordnungsgemäß arbeitende Bremsanlage
und/oder eine ebenfalls intakte, autonom ansteuerbare Lenkanlage
voraus. Fällt eine der von dem APIA-System in der Gefahrensituation
anzusteuernden Sicherheitssysteme aus, so stehen nur die passiven
Sicherheitsmaßnahen zur Verringerung der Unfallfolgen zur
Verfügung. Gerade nach einem Unfall ist es jedoch nicht
unwahrscheinlich, dass ein Teil der Sicherheitssysteme ausgefallen
ist. Unabhängig von den passiven Sicherheitsmaßnahmen fährt
das Fahrzeug dann jedoch mit nahezu unverminderter Geschwindigkeit
in das andere Objekt.
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Die
WO 2006/032658 A1 beschreibt
ein Verfahren zur Erhöhnung der Bremswirkung bei einem Kraftfahrzeug
mit einer hydraulischen Bremsanlage, bei dem durch Einschalten einer
Energieversorgungseinheit ein Bremsdruck in wenigstens einer Radbremse
bis zu einem ersten Drucklimit mit einem ersten Wert erhöht
wird, wenn ein Bremsdruck eine in Abhängigkeit von einer
Fahrzeugverzögerung ermittelte Aktivierungsschwelle überschreitet.
Das Drucklimit wird zum Schutz der Hydraulikbremsanlage vorgeben.
Wenn jedoch die Bremswirkung bspw. aufgrund von Fading nachlässt,
wird der Bremsdruck bis zu einem zweiten, über dem ersten
Drucklimit liegenden Drucklimit erhöht, um die Bremswirkung
zu verbessern. Diese Maßnahme ist jedoch wirkungslos, wenn
die gesamte hydraulische Bremsanlage defekt ist.
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In
der
DE 41 299 19 A1 ist
eine elektronisch betätigte Feststellbremse eines Kraftfahrzeugs
beschrieben, bei der die Bremskraft nicht an der Bremsen-Betätigungseinrichtung
des Fahrers, sondern durch eine elektronische Bremsbetätigung
aufgebracht wird. Diese Feststellbremse lässt sich auch
als Notbremse einsetzen. Allerdings wird diese Feststellbremse nicht
als Sicherheitssystem eines Systems zur Unfallvermeidung eingesetzt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung
gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs zu schaffen,
welche die Sicherheit der Fahrzeuginsassen in einem Kraftfahrzeug
weiter erhöhen.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs
1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Dazu
ist insbesondere vorgesehen, dass das auswertende System die Funktion
der Sicherheitssysteme überprüft und bei einem
nicht betriebsbereiten Sicherheitssystem, welches im Rahmen der
Auslösung der Fahrerassistenzfunktionen betätigt
werden soll, auf ein alternatives Sicherheitssystem als Rückfallebene
zugreift. Hierdurch wird zuverlässig verhindert, dass durch
eine Fahrerassistenzfunktion ausgelöste Zugriffe auf ein
Sicherheitssystem ins Leere laufen, weil das Sicherheitssystem selbst
ausgefallen ist. Dabei kann die Überprüfung des
Sicherheitssystems durch das auswertende System unmittelbar vor
der Ausgabe eines Befehls an dieses Sicherheitssystem erfolgen.
Die Überprüfung kann mittels einer Funktionsprüfung
oder eines Rückgriffs auf eine Fehlerdatenbank erfolgen,
in der Probleme mit einzelnen Fahrzeugsystemen eingetragen werden.
Ferner ist es möglich, dass die Überprüfung
des Sicherheitssystems durch das auswertende System im Sinne einer Überwachung
kontinuierlich stattfindet, wobei die Verfügbarkeit eines
Sicherheitssystems in regelmäßigen Abständen überprüft
wird. Auf diese Weise kann in einem Gefahrenfall, in dem schnelle
Reaktionen erforderlich sind, ohne vorherige Überprüfung auf
das Sicherheitssystem zugegriffen werden, da dessen Funktion ständig überwacht
ist. Bei Ausfall eines Sicherheitssystems kann dann unmittelbar
das in der Rückfallebene definierte Sicherheitssystem angesprochen
werden, ohne dass es zu einem weiteren Zeitverlust kommt.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäß vorgeschlagenen
auswertenden Systems ist vorgesehen, dass mehrere alternative Sicherheitssysteme
gleichzeitig und/oder nacheinander aktiviert werden können.
Auf diese Weise werden mehrere Rückfallebenen gebildet,
die jeweils auf verschiedene alternative Sicherheitssysteme oder
eine Kombination dieser alternativen Sicherheitssysteme zurückgreifen
und verschiedene Intensitäten der Fahrerassistenzfunktionen durch
alternative Sicherheitssysteme verwirklichen können. Da
alternative Sicherheitssysteme häufig nur eine geringere
Wirksamkeit als das für die Umsetzung dieser Fahrerassistenzfunktion
eigentlich vorgesehene Si cherheitssystem aufweist, kann es daher
insbesondere dann sinnvoll sein, in einer Rückfallebene
mehrere alternative Sicherheitssysteme gleichzeitig anzusprechen,
wenn ein starker Einfluss auf das Kraftfahrzeug genommen werden
soll, der durch ein einzige alternatives Sicherheitssystem nicht
geleistet werden kann.
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Ein
typisches aktives Sicherheitssystem, auf das das auswertende System
zur Umsetzung von Fahrerassistenzfunktionen häufig zugreift,
ist die Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs, insbesondere dessen elektronisches
Bremssystem EBS, das auf verschiedene Arten in bekannter Weise realisiert
sein kann. Trotz hoher Qualitäts- und Sicherheitsstandards
bei den Bremsanlagen kann ein Versagen der Bremsanlage nicht ausgeschlossen
werden. So kann es beispielsweise durch eine Beschädigung
des Hydrauliksystems vorkommen, dass in dem Hydrauliksystem kein
ausreichender Staudruck zum Betätigen der hydraulisch angetriebenen
Radbremsen aufgebaut werden kann. Dies wird durch das auswertende System
bei der Überprüfung der Funktionen des Sicherheitssystems
festgestellt.
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In
einem solchen Fall kann dann als alternatives Sicherheitssystem,
auf welches das auswertende System zur Umsetzung einer Fahrerassistenzfunktion
zugreift, die Betätigung einer elektronischen Parkbremse,
ein Eingriff in das Motormanagement insbesondere zur Reduzierung
der Motordrehzahl, ein Eingriff in ein elektrisches Getriebe insbesondere zum
Einlegen eines niedrigeren Ganges und Aktivierung der Motorbremse
und/oder ein Eingriff in ein beispielsweise autonomes Lenksystem
verwendet werden, um durch ein Lenkmanöver einem beispielsweise
durch optische Sensoren oder Radarsen soren erkannten Hindernis auszuweichen.
Das Ansprechen eines oder mehrerer dieser alternativen Sicherheitssysteme
kann in einer oder mehreren einander nachgeschalteten Rückfallebenen
geschehen.
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In
einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
die auch mit der vorbeschriebenen Ausführungsform kombinierbar
ist, kann das aktive Sicherheitssystem ein Lenksystem des Fahrzeugs
sein, das dazu eingerichtet ist, Hindernissen auszuweichen oder
das Fahrzeug mittels eines Spurhalteassistenzsystems in seiner Spur
zu halten.
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Bei
einem Ausfall dieses Fahrzeuglenksystems kann, sofern vorhanden,
beispielsweise in einer ersten Rückfallebene ein autonomes
Lenksystem als alternatives Sicherheitssystem verwendet werden. Ein
derartiges autonomes Lenksystem ist in einem Fahrzeug beispielsweise
dann vorhanden, wenn das Fahrzeug über einen Einparkassistenten
verfügt, welcher die Lenkung des Fahrzeugs eigenständig betätigt.
Gleichzeitig oder in einer anderen, vorzugsweise nachgeschalteten
Rückfallebene kommen die Betätigung der Bremsanlage,
eine Betätigung einer elektronische Parkbremse (beispielsweise
für den Fall, dass die Bremsanlage zusätzlich
ausfällt), ein Eingriff in das Motormanagement und/oder
ein Eingriff in ein elektrisches Getriebe als alternative Sicherheitssysteme
in Frage, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu reduzieren und
das Fahrzeug kontrolliert zum Stehen zu bringen, vorzugsweise bevor es
aufgrund der defekten Lenkung mit einem Hindernis oder anderem Kraftfahrzeug
kollidiert.
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Die
Erfindung ist jedoch nicht auf die vorbeschriebenen Ausführungsformen
von Sicherheitssystemen und alternativen Sicherheitssystemen beschränkt,
sondern kann auch mit anderen Sicherheits- und alternativen Sicherheitssystemen
kombiniert werden, wie sie beispielsweise in der
WO 2004/085220 A1 beschrieben
sind. Diese dort erwähnten Sicherheitssysteme können
in die erfindungsgemäß beschriebene Möglichkeit
zur Bildung von Rückfallebenen integriert werden. Entscheidend für
die Umsetzung der Erfindung ist, dass das System zur Vermeidung
von Gefahrensituationen oder Minderung deren Folgen, nachfolgend
auch kurz auswertendes System genannt, bei Ausfall eines Sicherheitssystems
eine oder mehrere Rückfallebenen vorsieht, in denen ein,
vorzugsweise aber mehrere alternative Sicherheitssysteme anstelle
des ausgefallenen Sicherheitssystems aktiviert werden. Eine bevorzugte
Umsetzung findet natürlich im Bereich der Bremsanlage des
Kraftfahrzeugs statt, die besonders sicherheitsrelevant ist.
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Um
entscheiden zu können, welche der Rückfallebenen
beziehungsweise alternativen Sicherheitssysteme aktiviert wird,
kann das auswertende System erfindungsgemäß eine
Klassifizierung der Gefahrensituation vornehmen, d. h. die Schwere
der Gefahrensituation bewerten, und den Zugriff (Aktivierung) auf
ein alternatives Sicherheitssystem in Abhängigkeit von
der gewählten Gefahrenklasse ausüben. So können
auch zwanglos alternative Sicherheitssysteme kombiniert beziehungsweise
weitere Sicherheitssysteme zugeschaltete werden, wenn sich trotz
Aktivierung eines alternativen Sicherheitssystems die Einschätzung
der Gefahrensituation durch das auswertende System nicht verbessert. Hierzu
kann in die Klassifizierung auch eine zeitliche Bewertung der Gefahrensituation
vorgenommen werden, gegebenenfalls kombiniert mit einer Bewertung
der Gefahrenklasse, deren zeitliches Verhalten ausgewertet wird.
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Die
Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zum Minimieren
von Gefahrensituationen bei Fahrzeugen mit einem das Fahrzeug-Umfeld
erkennenden und bezüglich möglicher entstehender Gefahrensituationen,
insbesondere drohenden Unfallsituationen, auswertenden System, welches über Schnittstellen
mit Sensoren zur Aufnahme von Umfeld-, Fahrzeug- und/oder Fahrerdaten
verbindbar ist. Das auswertende System weist einen Gefahrenrechner
zur Analyse der aufgenommenen Daten und zum Erkennen einer Gefahrensituation
auf und kann über Schnittstellen auf im Fahrzeug installierte
Sicherheitssysteme zum Auslösen von Fahrerassistenzfunktionen
zugreifen. Erfindungsgemäß ist der Gefahrenrechner
dazu eingerichtet, die Funktion der Sicherheitssysteme zu überprüfen
und bei einem nicht betriebsbereiten Sicherheitssystem, welches
im Rahmen der Auslösung der Fahrerassistenzfunktion betätigt
werden soll, auf ein alternatives Sicherheitssystem als Rückfallebene
zuzugreifen. Diese Vorrichtung eignet sich insbesondere zur Durchführung
des vorbeschriebenen Verfahrens, wodurch die bereits erwähnten
Vorteile erreicht werden. In einem bevorzugten Anwendungsfall ist
die Vorrichtung in die Steuerung eines elektronischen Bremssystems
beispielsweise als implementierte Software integriert.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden
Erfindung ergeben sich auch aus der nachfol genden Beschreibung von
Ausführungsbeispielen und der Zeichnung. Dabei bilden alle
beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für
sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der vorliegenden
Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in
den Ansprüchen oder deren Rückbezügen.
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Es
zeigen:
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1 ein
Ablaufschema zur Aktivierung einer elektrischen Parkbremse bei einem
aktivierten auswertenden System gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 ein
Ablaufschema zur Aktivierung einer Motormomentunterdrückung
bei einem aktivierten auswertenden System gemäß der
vorliegenden Erfindung und
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3 ein
Ablaufschema zur Aktivierung eines autonomen Gangwechsels bei einem
aktivierten auswertenden System gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Die
Erfindung wird in einem Gefahrensituationen bei Fahrzeugen mit einem
das Fahrzeug-Umfeld erkennenden und bezüglich möglicher
entstehender Gefahrensituationen auswertenden System realisiert,
welches eine Gefahrensituation anhand einer Analyse der Umfeld-,
Fahrzeug- und/oder Fahrersituation erkennt und bei dem Erkennen
einer Gefahrensituation in dem Fahrzeug Fahrerassistenzfunktionen
auslöst.
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Ein
derartiges System ist in der
WO 2005/047066 A1 ausführlich beschrieben
und auch als sog. APIA-System (Active Passive Integration Approach)
bekannt. Herzstück und vernetzender Teil des APIA-Systems
ist ein beispielsweise in einer Bremsensteuerung (EBS-Controller)
mittels Software implementierter Gefahrenrechner, in dem die Daten sämtlicher
Sicherheitssysteme des Kraftfahrzeugs zusammenlaufen und permanent
ausgewertet werden. Dieser Gefahrenrechner ermittelt für
die aktuelle Fahrsituation ein Gefahrenpotenzial, das die momentane
Unfallwahrscheinlichkeit widerspiegelt. Übersteigt dieses
Gefahrenpotenzial eine definierte Schwelle, leitet der Gefahrenrechner
abgestufte Schutzmaßnahmen ein, die auch als Fahrerassistenzfunktionen
bezeichnet werden. Die zuvor beschriebene grundsätzliche
Funktionsweise eines derartigen auswertenden Systems wird nachfolgend
anhand eines konkreten Beispiels des APIA-Systems beschrieben.
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Im
Falle einer Folgefahrt zweier Autos lassen sich – abhängig
von der Geschwindigkeitsdifferenz sowie dem Abstand der Fahrzeuge
zueinander – verschiedene Gefahrenstufen darstellen:
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Stufe 1: Vorausfahrendes Auto bremst leicht,
Sicherheitsabstand wird unterschritten
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- a) Das APIA-System weist den Fahrer optisch
auf eine potenzielle Gefahrensituation hin, z. B. durch eine Cockpit-Anzeige:
"Abstand!", und/oder warnt ihn haptisch, z. B. über ein
aktives Fahrpedal.
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Stufe 2: Vorausfahrendes Auto bremst stärker, schnelle
Annäherung
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- a) Die Maßnahmen der 1. Stufe werden
ausgeführt, zusätzlich:
- b) Das Bremssystems wird bis 5 bar Bremsdruck vorgefüllt,
um eine unmittelbare Bremsbereitschaft der Bremsanlage zu erreichen.
- c) Die Gurte werden – reversibel und mit geringer Kraft – zur
Beseitigung der Gurtlose gestrafft.
- d) Das Seitenfenster und das Schiebedach werden geschlossen.
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Stufe 3: Vorausfahrendes Auto bremst sehr
stark, sehr schnelle Annäherung, Fahrer zeigt keine Reaktion
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- a) Es werden die Maßnahmen der 1.
und 2. Stufe ausgeführt, zusätzlich:
- b) Das APIA-System leitet aktiv eine Bremsung mit einer Verzögerung
bis zu 0,3 g zur Wahrung bzw. Wiederherstellung des Sicherheitsabstands ein.
(Der Wert von 0,3 g ist aus technischer Sicht willkürlich
gewählt und könnte den jeweiligen Anforderungen
geeignet angepasst und bspw. abstandsabhängig gewählt
werden. Derzeit stellen 0,3 g die gesetzliche Obergrenze für
eine Verzögerung bei autonomen Bremseingriffen dar.)
- c) Reversible Gurtstraffer werden aktiviert und fixieren die
zu schützenden Personen optimal im Sitz
- d) Der elektrisch verstellbare Beifahrersitz wird in eine Position
gebracht, die einen zu geringen Abstand zum Airbag ausgleicht. Sitzkissen
werden auch beim Fahrersitz in eine optimale Position bewegt
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Stufe 4: Notbremsung des Vordermanns,
Fahrer des Folgefahrzeugs reagiert
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- a) Es werden die Maßnahmen der 1.
bis 3. Stufe ausgeführt, zusätzlich:
- b) Der erweiterte Bremsassistent erkennt aus dem schnellen Wechsel
des Fußes vom Gas- auf das Bremspedal den Beginn einer
Notbremsung. Dank der mit Druck vorgefüllten Bremsanlage
(2. Stufe) kann umgehend der maximale Bremsdruck aufgebaut werden.
So wird für einen optimal kurzen Anhalteweg gesorgt.
- c) Reversible Gurtstraffer werden mit maximaler Kraft aktiviert
und positionieren die zu schützenden Personen optimal im
Sitz.
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Stufe 5: Trotz Notbremsung kommt es zum
Auffahrunfall
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- a) Die Maßnahmen der 1. bis 4. Stufe
werden ausgeführt, zusätzlich:
- b) Die Smart Airbags lösen in Abhängigkeit
von Unfallschwere und Unfallart aus.
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Zusammenfassend
sieht das auswertende APIA-System als Fahrerassistenzfunktionen
bei einem drohenden Auffahrunfall eine optische und/oder haptische
Warnung des Fahrers vor, wobei bei wachsendem Gefahrenpotenzial
das Vorfällen der Bremsanlage, das leichte Straffen der
Gurte sowie das Schließen von Seitenscheiben und des Schiebedachs
folgen. Wächst die Gefahr weiter und schließt das
System aus der Art, wie der Fahrer den Fuß vom Gaspedal
nimmt, auf eine Notsituation, leitet der Gefahrenrechner eine Bremsung
mit einer Verzögerung von bis zu 0,3 g ein, aktiviert die
reversiblen Gurtstraffer und bringt elektrisch einstellbare Sitze
und Kopfstützen in eine optimale Position. Beim Tritt auf das
Bremspedal, welches in dieser Situation das Einleiten einer Notbremsung
durch den Fahrer anzeigt, unterstützt der Bremsassistent
den Fahrer weiter, indem die maximale Fußkraftverstärkung
eingestellt wird. Parallel werden die Gurtstraffer mit maximaler Kraft
aktiviert.
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Eine
Verbesserung des vorbeschriebenen APIA-Systems oder der gemäß der
WO 2005/047066 A1 beschriebenen
Funktionen zur Überführung eines Fahrzeugs nach
einem Unfall in eine sichere Ruheposition wird erreicht, wenn das System
Rückfallebenen in Form alternativer Sicherheitssysteme
für die durch das APIA-System vorgesehenen Sicherheitssysteme
(Stellglieder), nämlich insbesondere Bremsanlage und/oder
autonome Lenkanlage, vorsieht.
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Im
Folgenden wird die Erfindung in Bezug auf die als hydraulische Betriebsbremse
ausgebildete Bremsanlage konkret beschrieben. Die vorgesehenen,
als Rückfallebenen betriebenen alternativen Sicherheitssystem
sind nicht so effektiv wie die hydraulische Betriebsbremse, aber
jegliche Reduzierung der Fahrzeuggeschwindigkeit führt
bereits zu einer Reduzierung der Unfallfolgen oder sogar einer Vermeidung
des Unfalls selbst, abhängig von der vorhergesagten Gefahrensituation
und dem Zeitpunkt der Vorhersage. Erfindungsgemäß können
insbesondere die folgende Rückfallebenen beim Ausfall der Bremsanlage
vorteilhaft selbsttätig, d. h. unabhängig vom
Fahrer, aktiviert werden:
Die erste Rückfallebene
bildet eine elektronische Parkbremse, wie sie beispielhaft in der
DE 41 299 19 A1 beschrieben ist.
Die elektrische Parkbremse kann von dem APIA-System elektronisch
angesteuert werden. Fällt die hydraulische Betriebsbremse
aus, so kann durch die Ansteuerung der elektronischen Parkbremse
eine Verzögerung des Fahrzeugs erfolgen. Die elektrische
Parkbremse weist einen einem Antiblockiersystem ähnlichen
Steueralgorithmus auf, der ein Blockieren der Räder verhindert.
Mittels der elektrischen Parkbremse kann eine Verzögerung
des Fahrzeugs im Bereich von 0,2 bis 0,4 g, vorzugsweise von 0,25,
erreicht werden. Damit ist ein Minimieren der Gefahrensituation,
insbesondere eine Reduzierung der Unfallfolgen möglich.
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Ein
möglicher Ablauf des vorbeschriebenen Verfahrens ist in 1 dargestellt.
Während einer normalen Fahrt tritt eine Gefahrensituation
auf, die durch das APIA-System erkannt wird. Das APIA-System wird
daraufhin aktiv und veranlasst einen Zugriff auf die in dem Fahrzeug
als Sicherheitssystem installierte hydraulische Bremsanlage EBS.
In der hydraulischen Bremsanlage kommt es, bspw. aufgrund eines
Lecks in dem Hydrauliksystem, zu einem Ausfall der Hydraulik. Dies
stellt das APIA-System bei einer Überprüfung fest
und greift statt auf die hydraulische Bremsanlage auf die als alternatives
Sicherheitssystem vorgesehene elektronische Parkbremse EPB zu, die
ihrerseits eine Antiblockierfunktion (EPB AnitBlock) aufweist.
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Sofern
beispielsweise im Rahmen einer automatischen Abstandsregelung (ACC – Adaptive Cruise
Control) lediglich ein minimal zu geringer Sicherheitsabstand eingehalten
wird, kann durch die auch nur recht geringe Bremswirkung bzw. Verzögerung
der Parkbremse die Gefahrensituation auf gehoben werden. Das APIA-System
wird dann insoweit deaktiviert, als die Fahrerassistenzfunktion
beendet wird.
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Die
zweite Rückfallebene, die je nach Art und Klassifizierung
der Gefahrensituation alternativ oder zusätzlich zu der
ersten Rückfallebene betrieben werden kann, sieht einen
Eingriff in das Motormanagement, konkret eine Motormomentreduzierung, vor.
Verschiedene in Fahrzeugen eingesetzte Sicherheits- oder Assistenzsysteme
sehen eine Reduzierung des Motormoments vor, so z. B. die Antriebsschlupfregelung
ASR bzw. die Traktionskontrolle TCS, welche einen Schlupf der Räder
zu vermeiden suchen. Bei einem Abstandsregelsystem ACC (Adaptive
Cruise Control) wird das Motormoment häufig direkt vorgegeben,
um einen konstanten Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug oder
eine konstanten Fahrzeuggeschwindigkeit einzuregeln.
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Die
vorhandene Möglichkeit zum Eingriff in das Motormanagement
wird vom APIA-System wahrgenommen und dann autonom in das Motormanagement
eingegriffen, wenn der Fahrer in einer Gefahrensituation ist und
zum Beispiel während der vorbeschriebenen Stufen 1 bis
3 nicht reagiert. Diese Rückfallebene kann dann auch zusätzlich
zu der elektronischen Parkbremse eingesetzt werden, um die Wirkung
auf das Kraftfahrzeug insbesondere bei einem Ausfall der eigentlichen
Bremsanlage zu erhöhen. Für diesen Fall kann das
Motormoment aktiv durch das APIA-System reduziert werden, selbst wenn
der Fahrer noch das Fahrpedal betätigt.
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Dies
führt bei einem nachfolgenden Unfall zu einer Reduzierung
der Aufprallgeschwindigkeit und damit zu einer Redu zierung der Unfallfolgen.
Die Beeinflussung des Motormoments dahingehend, dass eine Reduzierung
erfolgt, kann bei einem Ausfall des im Regelfall anzusteuernden
Stellglieds eines Sicherheitssystems, z. B. der Bremsanlage, als
auch bei betriebsbereiter Bremsanlage oder in Verbindung mit der
zuvor beschriebenen elektrischen Parkbremse erfolgen.
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Der
Ablauf der Beeinflussung in dieser Rückfallebene ist schematisch
in 2 dargestellt und läuft grundsätzlich
analog zu der mit Bezug auf 1 beschriebenen
Rückfallebene ab. Wenn während einer normalen
Fahrt eine Gefahrensituation erkannt wird, die einen massiven Eingriff
durch eine Fahrerassistenzfunktion erfordert, wird das APIA-System aktiv
und greift gleichzeitig auf das hydraulische Bremssystem der Bremsanlage
und das Motormanagement zur Motormomentunterdrückung bzw.
-reduzierung zu. Wenn das APIA-System dann feststellt, dass bei
der elektronische Bremsanlage EBS die Hydraulik ausgefallen ist,
aktiviert es als Rückfallebene das – ohnehin bereits
aktive – Motormanagement-Sicherheitssystem und führt
eine stärkere (zusätzliche) Reduzierung des Motormoments
durch, bis die Gefahrensituation aufgehoben ist. Dann deaktiviert
sich die Fahrerassistenzfunktion des APIA-Systems.
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Eine
weitere Rückfallebene kann durch einen Eingriff in ein
elektrisches Getriebe als alternatives Sicherheitssystem realisiert
werden, indem eine Gangmanipulation erfolgt. Bei Fahrzeugen mit
elektrischem Automatikgetriebe wird die Gangstufe nicht mehr vom
Fahrer eingelegt. Dieser gibt über einen Hebel einen elektrischen
Befehl für einen vorgewählten Gang, der über
einen Regler eingelegt wird. Die Getrie be können auch über
eine Datenverbindung, zum Beispiel über einen CAN-Datenbus,
angesteuert werden. Gemäß der Erfindung ist vorgesehen,
dass das APIA-System oder andere mit dem APIA-System kommunizierende
Steuersysteme, bei erkannter Gefahrensituation und nicht betriebsbereiter
Bremsanlage niedrigere Gänge anfordern, um die Motorbremse zu
aktivieren und die Fahrzeuggeschwindigkeit zu reduzieren.
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Der
Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in 3 dargestellt.
Nach Erkennen einer Gefahrensituation bei normaler Fahrt wird das APIA-System
in der bereits erläuterten Weise aktiv und erkennt bei
dem Ausführen einer Fahrerassistenzfunktion, dass die als
Sicherheitssystem eigentlich vorgesehene elektrische Bremse EBS
aufgrund eines Hydraulikausfalls nicht zur Verfügung steht. Dann
greift das APIA-System als alternatives Sicherheitssystem auf das
elektrische Getriebe zurück und legt zur Geschwindigkeitsreduktion
einen niedrigeren Gang ein, um die Motorbremse zu aktivieren. Nach überstandener
Gefahrensituation deaktiviert sich das APIA-System durch Beenden
der zuvor ausgewählten Fahrerassistenzfunktion. Wie in
den vorbeschriebenen Fällen auch, bleibt das APIA-System
im Übrigen natürlich aktiv, um neu auftretende
Gefahrensituationen zu erkennen.
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Alle
Rückfallebenen können bei erkannter Gefahrensituation
auch gemeinsam aktiviert werden. Die gemeinsame Aktivierung kann
in einer zeitlich abgestuften Aktivierung, z. B. zuerst die Reduzierung des
Motormoments, bei höherem Gefahrenpotenzial dann das Einlegen
eines niedrigeren Ganges und so weiter oder in der sofortigen Aktivierung
aller Rückfallebenen erfolgen.
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Die
Erfindung ist auch nicht auf das vorbeschriebene Beispiel beschränkt
und kann mit einer Vielzahl von Sicherheitssystemen in einem Kraftfahrzeug
in analoger, für den Fachmann einfach übertragbarer
Weise angewendet werden.
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Das
neue, erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren
verwendet die bei einem Fahrzeugsystem vorhandenen zusätzlichen
Stellglieder bzw. Sicherheitssysteme für die Minimierung
von Gefahrensituationen, die bei einem Ausfall der von dem APIA-System
standardmäßig in Abhängigkeit von der
Fahr- und Umfeldsituation angesteuerte Brems- oder Lenkanlage dann
alternativ angesteuert werden, um die die Gefahren zu verringern.
Dabei kann auch ein standardgemäß bei einer bestimmten
Situation angesteuertes Sicherheitssystem, z. B. eine Überlagerungslenkung
für einen autonomen Lenkeingriff, durch einen Bremseneingriff
ersetzt werden, wenn die Lenkanlage nicht betriebsbereit, also defekt,
ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 2004/085220
A1 [0002, 0015]
- - WO 2005/047066 A1 [0005, 0024, 0027]
- - WO 2006/032658 A1 [0006]
- - DE 4129919 A1 [0007, 0028]