DE102011113098A1 - Method for mitigating collision of e.g. motor vehicle, involves executing action to collision mitigation if collision probability exceeds predetermined probability threshold and if initiated deceleration less than delay threshold value - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, um bei einer Kollision eines Fahrzeugs zumindest die Folgen bzw. die Schwere dieser Kollision zu mindern.The present invention relates to a method and a device in order to reduce at least the consequences or the severity of this collision in the event of a collision of a vehicle.
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Nach dem Stand der Technik existieren zahlreiche Kollisionswarnsysteme und Notbremssysteme für Fahrzeuge. Diese Systeme nutzen unterschiedliche Umfeldsensoren (z. B. Radar, Laser, Kamera), um potentielle Kollisionsobjekte (Fahrzeuge, Radfahrer, Fußgänger usw.) zu erfassen. Ab einer bestimmten Kollisionswahrscheinlichkeit mit einem erfassten Kollisionsobjekt wird davon ausgegangen, dass der Fahrer des Fahrzeugs die Kollision selbst nicht mehr vermeiden kann, wobei in diesem Fall automatisch eine Verzögerung (ein Abbremsen) des Fahrzeugs initiiert wird. Diese Verzögerung dient der Reduktion der Kollisionsgeschwindigkeit und damit der Reduktion der Folgen der Kollision, wobei nur in Ausnahmefällen eine Kollision auch gänzlich vermieden werden kann.According to the prior art, there are numerous collision warning systems and emergency braking systems for vehicles. These systems use different environment sensors (eg radar, laser, camera) to detect potential collision objects (vehicles, cyclists, pedestrians, etc.). From a certain collision probability with a detected collision object, it is assumed that the driver of the vehicle can no longer avoid the collision itself, in which case a deceleration (deceleration) of the vehicle is automatically initiated. This delay serves to reduce the collision speed and thus to reduce the consequences of the collision, whereby only in exceptional cases can a collision be completely avoided.
Eine grundlegende Philosophie dieser automatisch arbeitenden Notbremssysteme ist, den Fahrer nicht zu bevormunden. Darum werden keine automatischen Notbremseingriffe durchgeführt, wenn davon auszugehen ist, dass der Fahrer selbst ”Herr des Geschehens” ist. Die meisten nach dem Stand der Technik bekannten Notbremssysteme werten dabei von dem Fahrer initiierte Betätigungen, wie beispielsweise das Treten der Kupplung, eine Lenkbewegung oder insbesondere eine Betätigung des Bremspedals, als Hinweis darauf, dass der Fahrer noch ”Herr des Geschehens ist, und unterdrücken in diesem Fall einen automatischen Notbremseingriff.A basic philosophy of these automatic emergency braking systems is not to patronize the driver. Therefore, no automatic emergency braking interventions are carried out if it is assumed that the driver himself is "master of the event". Most well-known in the art emergency braking systems thereby evaluated by the driver-initiated operations, such as the pedaling of the clutch, a steering movement or in particular an operation of the brake pedal, as an indication that the driver is still "Lord of the action, and suppress in In this case, an automatic emergency braking intervention.
Allerdings deutet insbesondere die Betätigung des Bremspedals nicht in jedem Fall darauf hin, dass der Fahrer eine drohende Kollision als solche wahrnimmt und korrekt einschätzt.However, in particular the operation of the brake pedal does not always indicate that the driver perceives an imminent collision as such and correctly assesses.
Daher stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, auch bei einer Betätigung des Bremspedals automatisch eine Aktion zur Folgenminderung einer bevorstehenden Kollision des Fahrzeugs durchzuführen, wenn davon auszugehen ist, dass der Fahrer die bevorstehende Kollision trotz der Betätigung des Bremspedals nicht korrekt einschätzt.Therefore, the present invention has the object to automatically perform an action to mitigate the consequences of an impending collision of the vehicle even when an operation of the brake pedal, if it can be assumed that the driver does not correctly assess the impending collision despite the operation of the brake pedal.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Folgenminderung einer Kollision für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, durch eine Vorrichtung zur Folgeminderung einer Kollision für ein Fahrzeug nach Anspruch 7 und durch ein Fahrzeug nach Anspruch 9 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.According to the invention, this object is achieved by a collision avoidance method for a vehicle according to claim 1, a collision avoidance apparatus for a vehicle according to
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Folgenminderung einer Kollision für ein Fahrzeug bereitgestellt. Dabei wird eine Kollisionswahrscheinlichkeit bestimmt, mit welcher das Fahrzeug zum aktuellen Zeitpunkt mit einem automatischen erfassten Kollisionsobjekt zusammenstoßen wird. Darüber hinaus wird zu diesem Zeitpunkt eine von einem Fahrer des Fahrzeugs verursachte Verzögerung des Fahrzeugs erfasst oder bestimmt. Eine Aktion, um die Folgen einer bevorstehenden Kollision zu vermindern, wird automatisch ausgeführt, wenn die beiden folgenden Bedingungen erfüllt sind:
- • Die Kollisionswahrscheinlichkeit liegt über einem vordefinierten Wahrscheinlichkeitsschwellenwert.
- • Die von dem Fahrer des Fahrzeugs verursachte Verzögerung ist kleiner als ein vordefinierter Verzögerungsschwellenwert.
- • The collision probability is above a predefined probability threshold.
- • The deceleration caused by the driver of the vehicle is less than a predefined deceleration threshold.
Vorteilhafterweise werden Aktionen, um die Folgen einer bevorstehenden Kollision zu vermindern, erfindungsgemäß nicht bedingungslos deaktiviert, wenn eine von dem Fahrer des Fahrzeugs verursachte Verzögerung des Fahrzeugs erfasst wird. Stattdessen wird eine von dem Fahrer des Fahrzeugs verursachte Verzögerung (Ist-Verzögerung) mit einem vordefinierten Verzögerungsschwellenwert verglichen. Wenn die von dem Fahrer des Fahrzeugs verursachte Verzögerung vom Betrag her unterhalb des vordefinierten Verzögerungsschwellenwerts liegt, wird erfindungsgemäß davon ausgegangen, dass der Fahrer die bevorstehende Kollision nicht korrekt erfasst hat, so dass automatisch zumindest eine Aktion zur Folgenminderung der Kollision (insbesondere eine automatisch eingeleitete Notbremsung des Fahrzeugs) durchgeführt wird. Dabei wird der Fall, dass der Fahrer keine Verzögerung des Fahrzeugs initiiert, erfindungsgemäß derart interpretiert, dass die von dem Fahrer des Fahrzeugs verursachte Verzögerung Null und damit kleiner als der vordefinierte Verzögerungsschwellenwert ist, so dass in diesem Fall die Aktion zur Folgenverminderung der Kollision ausgeführt wird, sofern die Kollisionswahrscheinlichkeit über dem Wahrscheinlichkeitsschwellenwert liegt.Advantageously, according to the invention, actions to reduce the consequences of an impending collision are not unconditionally deactivated when a deceleration of the vehicle caused by the driver of the vehicle is detected. Instead, a delay caused by the driver of the vehicle (actual deceleration) is compared with a predefined deceleration threshold value. If the delay caused by the driver of the vehicle is below the predefined deceleration threshold, it is assumed according to the invention that the driver has not correctly detected the imminent collision, so that automatically at least one collision mitigation action (in particular automatically initiated emergency braking) of the vehicle). In this case, the case that the driver does not initiate a deceleration of the vehicle is interpreted according to the invention such that the delay caused by the driver of the vehicle is zero and thus smaller than the predefined deceleration threshold, so that in this case the action to mitigate the collision is carried out if the collision probability is above the probability threshold.
Mit anderen Worten erlaubt die vorliegende Erfindung vorteilhafterweise nur dann, die Aktion zur Folgenminderung der Kollision zu unterdrücken, wenn die von dem Fahrer des Fahrzeugs initiierte Verzögerung gleich oder größer als der vorbestimmte Verzögerungsschwellenwert ist. Falls dies der Fall ist, wird erfindungsgemäß davon ausgegangen, dass der Fahrer ”Herr des Geschehens” ist und die bevorstehende Kollision als solche erfasst hat.In other words, the present invention advantageously only allows to suppress the collision mitigation action when the deceleration initiated by the driver of the vehicle is equal to or greater than the predetermined deceleration threshold. If this is the case, it is assumed according to the invention that the driver is "master of the event" and has detected the imminent collision as such.
Dabei ist der vorbestimmte Verzögerungsschwellenwert insbesondere von der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs abhängig.In this case, the predetermined deceleration threshold value depends, in particular, on the current speed of the vehicle.
Beispielsweise kann der Verzögerungsschwellenwert bei Geschwindigkeiten über 170 km/h, höher liegen als bei Geschwindigkeiten in einem Geschwindigkeitsbereich von 80–130 km/h, Damit kann der vorbestimmte Verzögerungsschwellenwert ein Bremsverhalten eines durchschnittlichen Fahrers berücksichtigen. Empirische Ermittlungen haben nämlich beispielsweise ergeben, dass der durchschnittliche Fahrer bei Geschwindigkeiten über 170 km/h im Mittel schärfer bremst (d. h. eine höhere Verzögerung erzeugt) als in dem Geschwindigkeitsbereich von 80–130 km/h.For example, at speeds above 170 km / h, the deceleration threshold may be higher than at speeds in a speed range of 80-130 km / h. Thus, the predetermined deceleration threshold may take into account a braking behavior of an average driver. For example, empirical investigations have shown that the average driver brakes more sharply at speeds above 170 km / h (ie produces a higher deceleration) than in the speed range from 80-130 km / h.
Gemäß einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird eine Kennlinie eingesetzt, welche für einen durchschnittlichen Fahrer eine Verzögerung des Fahrzeugs aufgrund einer Betätigung eines Bremspedal des Fahrzeugs durch den Fahrer als Funktion von einer zum Zeitpunkt der Betätigung des Bremspedals aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs angibt. Gemäß dieser Ausführungsform wird die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs erfasst und der vorbestimmte Verzögerungsschwellenwert mit Hilfe dieser Kennlinie in Abhängigkeit der erfassten Geschwindigkeit ermittelt. Anders ausgedrückt gibt diese Kennlinie für jeden Geschwindigkeit einen Verzögerungsschwellenwert an, welcher dann zum Vergleich mit der aktuellen Verzögerung eingesetzt wird.According to a preferred embodiment of the invention, a characteristic curve is used which indicates for an average driver a deceleration of the vehicle due to an actuation of a brake pedal of the vehicle by the driver as a function of a current speed of the vehicle at the time the brake pedal is actuated. According to this embodiment, the current speed of the vehicle is detected and the predetermined deceleration threshold is determined with the aid of this characteristic as a function of the detected speed. In other words, this characteristic indicates for each speed a delay threshold, which is then used for comparison with the current delay.
Zur Erstellung dieser Kennlinie wird das Bremsverhalten in Abhängigkeit von der jeweils zum Zeitpunkt der Einleitung des jeweiligen Bremsvorgangs aktuellen Geschwindigkeit für eine repräsentative Menge von Fahrern dahingehend erfasst, dass jeweils die von dem Fahrer beim Bremsvorgang erzeugte Verzögerung und die jeweilige aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs erfasst werden. Abhängig von diesen Messergebnissen lässt sich dann die oben beschriebene Kennlinie ermitteln.To produce this characteristic curve, the braking behavior is detected as a function of the current speed at the time of initiation of the respective braking process for a representative quantity of drivers such that in each case the deceleration generated by the driver during the braking process and the respective current speed of the vehicle are detected. Depending on these measurement results, the characteristic described above can then be determined.
Durch den Einsatz dieser Kennlinien bei der Bestimmung des jeweiligen Verzögerungsschwellenwerts wird vorteilhafterweise das Verhalten eines durchschnittlichen Fahrers beim Bremsen abhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs berücksichtigt. So haben entsprechende Untersuchungen gezeigt, dass im Stadtverkehr bei Geschwindigkeiten bis zu ca. 60 km/h und bei hohen Autobahn-Geschwindigkeiten (Geschwindigkeiten über 170 km/h) bei einem durchschnittlichen Fahrer höhere Verzögerungen zu finden sind, als in einem Geschwindigkeitsbereich von 80–130 km/h. Indem diese Daten in Form der Kennlinie berücksichtigt werden, kann genauer erfasst werden, ob der Fahrer tatsächlich die bevorstehende Kollision als solche erfasst hat oder nicht.The use of these characteristics in the determination of the respective deceleration threshold advantageously takes into account the behavior of an average driver during braking as a function of the speed of the vehicle. For example, studies have shown that city traffic at speeds up to around 60 km / h and at high speeds (speeds in excess of 170 km / h) can cause more delays in an average driver than in a speed range of 80 km / h. 130 km / h. By taking this data into account in the form of the characteristic curve, it can be more accurately detected whether or not the driver has actually detected the impending collision as such.
Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird speziell für einen bestimmten Fahrer des Fahrzeugs eine weitere Kennlinie (die der oben beschriebenen Kennlinie ähnlich ist) erstellt, welche eine Verzögerung des Fahrzeugs aufgrund einer Betätigung eines Bremspedals des Fahrzeugs durch den jeweiligen Fahrer als Funktion einer zum Zeitpunkt der Betätigung des Bremspedals aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs angibt. Auch bei dieser Ausführungsform wird die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs erfasst und der vorbestimmte Verzögerungsschwellenwert mit Hilfe der weiteren Kennlinie abhängig von der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs bestimmt.According to a further embodiment of the invention, a further characteristic (similar to the characteristic described above) is created specifically for a particular driver of the vehicle, which is a deceleration of the vehicle due to actuation of a brake pedal of the vehicle by the respective driver as a function of a time of actuation of the brake pedal indicates the current speed of the vehicle. In this embodiment too, the current speed of the vehicle is detected and the predetermined deceleration threshold value is determined with the aid of the further characteristic curve as a function of the current speed of the vehicle.
Gemäß dieser weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform werden für den jeweiligen Fahrer Wertepaare bestehend aus der jeweils von dem Fahrer erzeugten Verzögerung und der dabei aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs während der Fahrt gesammelt. Abhängig von diesen Wertepaaren wird dann individuell für den jeweiligen Fahrer die weitere Kennlinie ermittelt. Im Gegensatz zu der vorherigen Ausführungsform wird demnach bei der weiteren Ausführungsform die Kennlinie bzw. weitere Kennlinie speziell für den jeweiligen Fahrer des Fahrzeugs ermittelt. Dadurch kann noch genauer erfasst werden, ob der jeweilige Fahrer tatsächlich die bevorstehende Kollision als solche erfasst hat oder nicht. According to this further embodiment of the invention, pairs of values consisting of the respective delay generated by the driver and the current speed of the vehicle during the journey are collected for the respective driver. Depending on these pairs of values, the further characteristic is then determined individually for the respective driver. In contrast to the previous embodiment, accordingly, in the further embodiment, the characteristic curve or further characteristic curve is determined specifically for the respective driver of the vehicle. As a result, it can be detected even more accurately whether the respective driver has actually detected the impending collision as such or not.
Die für den jeweiligen Fahrer erstellte Kennlinie kann individualisiert für den jeweiligen Fahrer beispielsweise am Ende einer Fahrt abgespeichert werden. Zu Beginn einer neuen Fahrt kann dann die für den jeweiligen Fahrer abgespeicherte Kennlinie eingelesen und während der Fahrt verwendet und auch aktualisiert werden.The characteristic curve created for the respective driver can be stored individually for the respective driver, for example at the end of a journey. At the beginning of a new journey, the characteristic stored for the respective driver can then be read in and used and also updated during the journey.
Dadurch ist es möglich, dass die Kennlinien speziell für jeden Fahrer (zumindest wenn er mit dem Fahrzeug schon einmal gefahren ist) sofort nach Fahrtantritt vorliegt. Darüber hinaus wird die Kennlinie immer wieder angepasst, so dass neue Gewohnheiten des jeweiligen Fahrers berücksichtigt werden. Die Erkennung des jeweiligen Fahrers kann dabei über einen speziellen Schlüssel, über eine vor der Fahrt einzugebende Kodierung oder über eine automatische Erkennung des aktuellen Fahrers (beispielsweise Gesichtserkennung) erfolgen.Thus, it is possible that the characteristics especially for each driver (at least if he has already ridden with the vehicle once) is present immediately after departure. In addition, the characteristic is constantly adapted so that new habits of the respective driver are taken into account. The recognition of the respective driver can take place via a special key, via a code to be entered before the journey or via an automatic recognition of the current driver (for example, face recognition).
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch eine Vorrichtung zur Folgenminderung einer bevorstehenden Kollision für ein Fahrzeug bereitgestellt. Dabei umfasst die Vorrichtung Steuermittel, einen Umfeldsensor, einen Bremspedalsensor, um eine Betätigung eines Bremspedals des Fahrzeugs zu erfassen, und einen Verzögerungssensor, um eine Verzögerung des Fahrzeugs bei einer Betätigung des Bremspedals zu erfassen. Mittels des Umfeldsensors bestimmt die Vorrichtung eine Kollisionswahrscheinlichkeit, welche angibt, mit welcher Wahrscheinlichkeit das Fahrzeug aktuell mit einem Kollisionsobjekt zusammenstoßen wird. Mit Hilfe des Bremspedalssensors und des Verzögerungssensors bestimmt die Vorrichtung eine Verzögerung, welche von einem Fahrer des Fahrzeugs erzeugt wird. Die Vorrichtung führt mittels der Steuermittel eine Aktion zur Folgenminderung einer Kollision (insbesondere eine automatisch eingeleitete Notbremsung des Fahrzeugs) aus, wenn beide folgenden Bedingungen erfüllt sind:
- • Die Kollisionswahrscheinlichkeit liegt über einem vorbestimmten Wahrscheinlichkeitsschwellenwert.
- • Die von dem Fahrer erzeugte Verzögerung ist kleiner als ein vorbestimmter Verzögerungsschwellenwert.
- • The collision probability is above a predetermined probability threshold.
- The delay generated by the driver is less than a predetermined deceleration threshold.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche vorab im Detail ausgeführt sind, so dass hier auf eine Wiederholung verzichtet wird.The advantages of the device according to the invention essentially correspond to the advantages of the method according to the invention, which are carried out in advance in detail, so that a repetition is dispensed with here.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch ein Fahrzeug bereitgestellt, welches eine erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst.In the context of the present invention, a vehicle is provided which comprises a device according to the invention.
Die vorliegende Erfindung ist insbesondere für Kraftfahrzeuge mit einem Notbremssystem geeignet. Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen bevorzugten Anwendungsbereich eingeschränkt, da die vorliegende Erfindung auch bei Fahrzeugen mit anderen Einrichtungen zur Folgenminderung einer Kollision (z. B. einem automatischen Gurtstraffer oder einer Airbagvorbereitungsschaltung) eingesetzt werden kann. Darüber hinaus lässt sich die vorliegende Erfindung zumindest prinzipiell auch bei Schiffen, Flugzeugen sowie gleisgebundenen oder spurgeführten Fahrzeugen einsetzen.The present invention is particularly suitable for motor vehicles having an emergency braking system. Of course, the present invention is not limited to this preferred application, since the present invention can also be applied to vehicles having other means of mitigating a collision (eg, an automatic belt tensioner or airbag preparation circuit). In addition, the present invention can be used, at least in principle, in ships, aircraft and track-bound or track-guided vehicles.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter erfindungsgemäßer Ausführungsformen im Detail mit Bezug zu den Figuren beschrieben.In the following, the present invention will be described with reference to preferred embodiments according to the invention in detail with reference to the figures.
In
In
Es sei darauf hingewiesen, dass auf der y-Achse die Längsbeschleunigung a des Fahrzeugs angegeben ist. Da sich beim Abbremsen des Fahrzeugs eine Verzögerung oder eine negative Beschleunigung ergibt, liegt die Kennlinie
In ähnlicher Weise wie die Kennlinie
Ausgehend von den Kennlinien
Die Kennlinie
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