DE102010044024A1

DE102010044024A1 - Fahrassistenzsystem in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102010044024A1
Application number: DE102010044024A
Authority: DE
Inventors: Dr. Waldmann Peter
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2010-11-17
Filing date: 2010-11-17
Publication date: 2012-05-24
Also published as: US20120123644A1; CN102556032B; US9566958B2; CN102556032A

Abstract

Bei dem erfindungsgemäßen Fahrassistenzsystem in einem Kraftfahrzeug mit einem elektronisch steuerbaren Bremssystem und mit einem diesem Bremssystem zugeordneten Steuergerät, das mit einem ebenfalls dem Bremssystem zugeordneten Bedienelement verbunden ist, durch das bei entsprechender Betätigung des Bedienelements eine automatischen Abbremsfunktion in Form einer Normalbremsung mittels des elektronisch steuerbaren Bremssystems unabhängig von der Betätigung des Bremspedals einleitbar ist, ist das Steuergerät derart ausgestaltet, dass bei dauerhafter Betätigung des Bedienelements über eine vorgegebene Mindestdauer hinaus eine Notbremsfunktion einleitbar ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrassistenzsystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Das bereits bekannte Forschungsprojekt „SmartSenior-Intelligente Dienstleistungen für Senioren” ist eine Forschungsinitiative mit dem Ziel, das Leben im Alter einfacherer und sicherer zu machen. Dazu gehören intelligente ortsunabhängige Notfallerkennungs- und Fahr(er)assistenz-Systeme, mit denen sich auch Senioren unterwegs sicher fühlen können.
Ältere Menschen mit temporären Herz-Kreislaufproblemen trauen sich die Fahrt mit dem eigenen Fahrzeug häufig nicht mehr zu. Ursache hierfür ist die Angst, während der Fahrt durch Herz- oder Kreislaufprobleme eventuell die Kontrolle über ihr Fahrzeug zu verlieren und so einen folgenschweren Unfall auszulösen. Die Folge ist der Verzicht auf individuelle Mobilität und damit vor allem im ländlichen Raum auf ein erhebliches Stück Selbstbestimmung und Lebensqualität. Das gilt oft auch für andere Personenkreise mit bestimmten gesundheitlichen Einschränkungen. Ziel ist es, Unfälle durch gesundheitlich bedingte Kontrollverluste ganz zu vermeiden – oder zumindest die Schwere solcher Unfälle zu mindern.
Deshalb wird derzeit ein Notfall-Fahr(er)assistenzsystem (Nothalteassistent) entwickelt, das beim Erkennen einer gesundheitlichen Notfallsituation des Fahrers automatisch in einen autonomen Fahrmodus wechselt und ein abgesichertes Nothaltemanöver durchführt. Einfach ausgedrückt: Das Auto manövriert kontrolliert in Abhängigkeit vom umgebenden Verkehr an den Straßenrand und hält an. Gleichzeitig wird ein Notruf mit angehängten relevanten Daten zur Einleitung der notwendigen medizinischen und verkehrstechnischen Hilfsmaßnahmen abgesetzt und so eine effiziente Notfallversorgung ermöglicht.
Grundlage für den Nothalteassistenten sind Sensoren zur Überwachung der Vitaldaten und heute bereits vorhandener Fahrassistenzsysteme. Beispielsweise bietet die Anmelderin eine Notruffunktion nunmehr schon seit zehn Jahren an. Neben der exakten Positionsbestimmung und Informationen zum Fahrzeug enthält der Notruf seit Frühjahr 2007 auch Informationen zum Unfall. So erfahren die Helfer nicht nur exakt den Ort und können das Fahrzeug identifizieren, sondern ihnen liegen für ihre Hilfeleistung auch Informationen über die Insassenzahl und die Schwere der Verletzungen vor. Ein intelligenter Algorithmus errechnet diese Information aus den Sensordaten der passiven Sicherheit (Airbags, Gurte etc.). Über diese vernetzte Technologie können in Zukunft auch Vitaldaten an die Rettungsleitstelle weitergegeben werden. Die Ermittlung valider Vitaldaten wird ebenfalls im Projekt „SmartSenior” bearbeitet. Fahr(er)assistenzsysteme wie die Spurwechselwarnung oder die aktive Geschwindigkeitsregelung mit Stop&Go Funktion bilden eine weitere technologische Grundlage für die Entwicklung des Nothalteassistenten.
Neben der Klärung der rechtlichen Rahmenbedingungen müssen in einem ersten Schritt neue Algorithmen zur Erfassung und Interpretation des Fahrzeugumfeldes entwickelt werden. Besonderer Schwerpunkt liegt dabei auf einer zuverlässigen Lokalisierung des Fahrzeugs innerhalb der eigenen Fahrspur durch Fusion redundanter Sensoren, die Erkennung der Objekte rund um das Fahrzeug und der Entwicklung eines elektronischen Koordinators, der im Notfall anstelle des Fahrers alle fahrstrategischen Entscheidungen trifft und diese an die entsprechenden Schnittstellen für die Längs- und Querregelung des Fahrzeugs weiterleitet.
Der sogenannte Nothalteassistent muss zunächst einen gesundheitlichen Notfall beim Fahrer erkennen können. Erst bei erkanntem Notfall über die Auswertung von sogenannten Vitaldaten wird das Auto in einen autonomen Fahrmodus versetzt und führt ein Nothaltemanöver durch. Die verlässliche Erfassung und korrekte Auswertung der Vitaldaten haben sich bei der Umsetzung des Projekts im Fahrzeug als äußerst schwierig gezeigt.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Fahrassistenzsystem eingangs genannter Art in vereinfachender Weise zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Die abhängigen Patentansprüche sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Der Erfindung liegen folgende Überlegungen, Erkenntnisse und Ideen zugrunde:
In den meisten Fahrzeugen der Anmelderin wird auf den Verbau einer mechanischen Handbremse verzichtet. Die Funktion der Handbremse übernimmt dann eine elektronisch gesteuerte elektromechanische Feststellbremse (EMF). Durch das Ziehen eines Bedienelements in Form eines Schalters in der Mittelkonsole wird das Fahrzeug geregelt bis in den Stillstand abgebremst. Dies kann auch im Zusammenwirken mit einem hydraulischen elektronisch steuerbaren Bremssystem durchgeführt werden.
Grundsätzlich ist Teil der Erfindung also ein einem Bremssystem zugeordnetes Bedienelement (z. B. Schalter oder Taster, der in eine oder auch mehrere Stellungen gebracht werden kann), durch das mittels vorgegebener Bedienweise zumindest eine Normalbremsung eingeleitet werden kann.
Der Einsatz von Kamerasysteme und elektrischen Stellmotoren in der Lenkung (EPS), wie sie bereits heute in Serien-Fahrzeugen verbaut werden, ermöglicht es durch automatische Lenkeingriffe das Fahrzeug innerhalb der eigenen Spur zu führen/halten (Spurhaltesysteme, HeadingControl).
Wird in einer Notsituation, z. B. gesundheitsbedingte Fahrunfähigkeit des Fahrzeuglenkers, die Handbremsfunktion (EMF) durch den Beifahrer ausgelöst, verringert das Fahrzeug zwar seine Geschwindigkeit und bremst bis in den Stillstand. Es kann jedoch passieren, dass das Fahrzeug von der Fahrbahn abkommt oder auf Autobahnen den eigenen Fahrstreifen verlässt. Darüber hinaus kann in einer derartigen Situation der Fahrer mit seinem Fuß das Fahrpedal und/oder mit seinem Körper das Lenkrad blockieren. Dies kann zu Unfällen führen.
Wie eingangs erwähnt, werden bereits in aktuellen Serienfahrzeugen Kamerasysteme und elektrische Lenksysteme für Spurhaltesysteme verbaut. Dies ermöglicht eine enge und starke Führung des Fahrzeuges innerhalb der aktuellen Fahrspur.
Erfindungsgemäß wird die Bremsfunktion über das insbesondere auch vom Beifahrer manuell zu betätigende Bedienelement (Unterbringung beispielsweise in der Mittelkonsole) erweitert und in einer vorteilhaften Ausgestaltung mit einem automatisierten Spurführungssystem kombiniert. Hierdurch wird insbesondere dem Beifahrer die Möglichkeit gegeben, bei einer plötzlich auftretenden Fahrunfähigkeit des Fahrers selbst einzugreifen.
In einer Weiterbildung dieser Grundidee kann das Spurführungssystem in Richtung eines autonomen Fahrens wie beim bekannten Nothalteassistent erweitert werden, so dass das Fahrzeug unter Berücksichtigung der anderen Verkehrsteilnehmer voll autonom in einen sicheren Zustand überführt wird (beispielweise: 1. Spurhalten; 2. Spurwechseln, 3. Anhalten auf dem Pannenstreifen, 4, Absenden Notruf), solange (vom Beifahrer) das Bedienelement dauerhaft in vorgegebener Weise betätigt wird.
Im Unterschied zum bekannten Nothalteassistenten, werden Not-Fahrassistenzfunktionen in vereinfachender Weise nicht durch Auswertung von Vitaldaten, sondern abhängig von einer manuellen Auslösung eines Bedienelements durch den Beifahrer aktiviert.
Hierdurch können schwere Unfälle vermieden werden. Auch gibt ein derartiges Assistenzsystem einem unsicheren Fahrer die Sicherheit, dass der Beifahrer zur Not das Fahrzeug abgesichert anhalten könnte.
Demnach geht das erfindungsgemäße Fahrassistenzsystem von einem elektronisch steuerbaren Bremssystem und einem diesem Bremssystem zugeordneten Steuergerät, das mit einem ebenfalls dem Bremssystem zugeordneten Bedienelement verbunden ist, aus. Durch entsprechende Betätigung des Bedienelements ist eine automatische Abbremsfunktion in Form einer Normalbremsung mittels des elektronisch steuerbaren Bremssystems unabhängig von der Betätigung des Bremspedals einleitbar. Erfindungsgemäß ist das Steuergerät, insbesondere durch entsprechende Software-Programmierung, derart ausgestaltet, dass bei dauerhafter Betätigung des Bedienelements über eine (erste) vorgegebene Mindestdauer hinaus eine Notbremsfunktion einleitbar ist.
Vorzugsweise umfasst die Notbremsfunktion eine gegenüber der Normalbremsung verstärkte Verzögerung und/oder ein automatisches Einschalten der Warnblinkanlage, z. B. in Form gestufter Notmaßnahmen in Abhängigkeit von der Dauer der Betätigung des Bedienelements.
In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Fahrassistenzsystems weist das Fahrzeug ein Spurhaltesystem auf und umfasst die Notbremsfunktion die Aktivierung dieses Spurhaltesystems. Spurhaltesysteme als solche sind bereits bekannt.
Vorzugsweise wird eine verstärkte Verzögerung im Rahmen der Notbremsfunktion abhängig von einer gleichzeitigen Betätigung des Fahrpedals vorgenommen. Beispielsweise kann die verstärkte Verzögerung stärker definiert werden, wenn das Fahrpedal betätigt wird, als wenn das Fahrpedal nicht betätig ist, da dann mit höherer Wahrscheinlichkeit von einem fahrunfähigen Fahrer, der das Fahrpedal mit dem Fuß blockiert, ausgegangen werden kann. Die Stellung des Fahrpedals als Leistungswunschorgan wird dabei ignoriert.
Die Notbremsfunktion kann auch das Einleiten einer (bekannten) Nothalteassistenzfunktion unabhängig von den Vitaldaten des Fahrers, beispielsweise nach einer vorangehenden verstärkten Verzögerung für eine definierte Zeit, umfassen.
Auch kann die Notbremsfunktion die Aktivierung einer Gurtstraffer-Funktion am Fahrersitz und/oder einer Verstellung des Fahrersitzes in die hintere Endstellung umfassen. Vorzugsweise wird zuerst die Gurtstraffer-Funktion aktiviert und zunächst bei noch längerer Betätigung des Bedienelements über eine zweite vorgegebene Mindestdauer hinaus der Fahrersitz in die hintere Endstellung gefahren, um gegebenenfalls ein Blockieren des Lenkrades durch den Oberkörper des Fahrers freizugeben.
Eine dauerhafte Betätigung des Bedienelements kann auch dann vorliegen, wenn das Bedienelement nach einem kurzzeitigen Loslassen erneut betätigt wird. Dabei liegt „kurzzeitig” im Sekundenbereich, in dem der Beifahrer beispielsweise durch Aufregung vom Bedienelement aus Versehen abrutschen kann.
Im Folgenden wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben:
Es wird von einem Kraftfahrzeug mit einem elektronischen Steuergerät zum Ausführen einer automatischen Abbremsfunktion mittels eines elektronisch steuerbaren Bremssystems unabhängig von der Betätigung des Bremspedals ausgegangen. Ein derartiges Kraftfahrzeug ist beispielweise ein Fahrzeug der Anmelderin, 7er Reihe, Baujahr 2010, mit elektromechanischer Feststellbremse. Das Steuergerät ist dabei mit einem dem Bremssystem zugeordneten Bedienelement in Form eines Parkbremsen-Schalters, der durch Ziehen oder Drücken betätigt werden kann, verbunden. Beim Stand der Technik führt ein Ziehen des Parkbremsen-Schalters zu einer unmittelbaren Verzögerung mit vorgegebenem Gradienten, der im Folgenden als Normalbremsung bezeichnet wird.
Erfindungsgemäß wird bei einem derartigen Kraftfahrzeug zunächst grundsätzlich die Betätigung des Fahrpedals ignoriert, sobald der Parkbremsen-Schalter betätigt wird; hier z. B. in Form eines Ziehens des Schalters. D. h. das Steuergerät reagiert bei Ziehen des Schalters so, wie wenn der Fahrer das Fahrpedal losgelassen hätte, das Fahrzeug geht also in den Schubbetrieb, wodurch bereits die Motorbremse aktiviert wird. Im Folgenden wird eine mögliche Fahrpedalabhängigkeit beschrieben: Wird der Parkbremsen-Schalter bei nicht-betätigtem Fahrpedal dauerhaft betätigt, also über eine vorgegebene Mindestdauer (von z. B. größer 10 sec) hinaus, wird eine Verzögerung nach dem Stand der Technik beibehalten bzw. eingeleitet („Normalbremsung”). Wird der Parkbremsen-Schalter bei betätigtem Fahrpedal ohne Unterbrechung dauerhaft betätigt, also über eine vorgegebene Mindestdauer (von z. B. größer 10 sec) hinaus, wird eine gegenüber der Normalbremsung erhöhte Verzögerung eingeleitet („Notbremsung” der Notbremsfunktion). Mit Einleiten der Notbremsung wird vorzugsweise auch die Warnblinkanlage eingeschaltet.
Zusätzlich oder alternativ kann auch abhängig von der Länge der Betätigung des Bedienelements eine zunehmend verstärkte Verzögerung eingesteuert werden, wobei dies auch unabhängig von der Fahrpedalbetätigung vorgenommen werden kann.
In einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels wird gleichzeitig mit dem Einleiten der Notbremsung zumindest auch eine Spurhaltefunktion aktiviert.
In einer fortgeführten Erweiterung könnte nach einer weiteren definierten Zeitspanne, in der zunächst die Notbremsung vorgenommen wird, ausgelöst nur durch die vorgegebene Betätigung des Bedienelements, der bekannte oben beschriebene Nothalteassistent unabhängig von den Vitaldaten des Fahrers aktiviert werden.
Auch kann gleichzeitig mit dem Einleiten der Notbremsfunktion durch die vorgegebene Betätigung des Bedienelements zumindest auch der Gurtstraffer des Fahrers automatisch angezogen werden, um gegebenenfalls ein Blockieren des Lenkrades durch den Oberkörper des Fahrers freizugeben. Schließlich kann aus demselben Grund, beispielsweise bei noch längerer Betätigung des Bedienelements über eine zweite vorgegebene Mindestdauer hinaus, auch der Fahrersitz in die hintere Endstellung gefahren werden.

Claims

Fahrassistenzsystem in einem Kraftfahrzeug mit einem elektronisch steuerbaren Bremssystem und mit einem diesem Bremssystem zugeordneten Steuergerät, das mit einem ebenfalls dem Bremssystem zugeordneten Bedienelement verbunden ist, durch das bei entsprechender Betätigung des Bedienelements eine automatischen Abbremsfunktion in Form einer Normalbremsung mittels des elektronisch steuerbaren Bremssystems unabhängig von der Betätigung des Bremspedals einleitbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät derart ausgestaltet ist, dass bei dauerhafter Betätigung des Bedienelements über eine vorgegebene Mindestdauer hinaus eine Notbremsfunktion einleitbar ist.
Fahrassistenzsystem nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Notbremsfunktion eine gegenüber der Normalbremsung verstärkte Verzögerung und/oder ein automatisches Einschalten der Warnblinkanlage umfasst.
Fahrassistenzsystem in einem Kraftfahrzeug nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug ein Spurhaltesystem aufweist und die Notbremsfunktion die Aktivierung des Spurhaltesystems umfasst.
Fahrassistenzsystem nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine verstärkte Verzögerung abhängig von einer gleichzeitigen Betätigung des Fahrpedals vorgenommen wird.
Fahrassistenzsystem mit einem Nothalteassistenten nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Notbremsfunktion das Einleiten einer Nothalteassistenzfunktion unabhängig von den Vitaldaten des Fahrers umfasst.
Fahrassistenzsystem nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Notbremsfunktion auch die Aktivierung einer Gurtstraffer-Funktion am Fahrersitz und/oder eine Verstellung des Fahrersitzes in die hintere Endstellung umfasst.
Fahrassistenzsystem nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass erst bei Betätigung des Bedienelements über eine zweite vorgegebene Mindestdauer hinaus der Fahrersitz in die hintere Endstellung gefahren wird.