DE102012112801A1

DE102012112801A1 - Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems

Info

Publication number: DE102012112801A1
Application number: DE201210112801
Authority: DE
Inventors: Stefan Hegemann; Enno Kelling
Original assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH; Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Aumovio Autonomous Mobility Germany GmbH
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2014-06-26

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems (1) eines Fahrzeuges (10) mit einem Bremssystem (2) und einer Umfelderfassungseinheit (3) sowie einer die von der Umfelderfassungseinheit erzeugten Umfelddaten auswertenden Auswerteeinheit (4) zur Erkennung von kollisionsgefährdenden Objekten (F), wobei zumindest in Abhängigkeit des fahrdynamischen Zustands des Fahrzeugs (10) die Zeitdauer (t_PTS) bis zum letztmöglichen Ausweichen vor dem Objekt (F) bestimmt wird und in Abhängigkeit dieser Zeitdauer (t_PTS) mittels des Bremssystems (2) ein Bremsmanöver eingeleitet wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass mittels einer Fahrerzustandserkennungseinheit (5) der Fahrerzustand ermittelt und zusätzlich in Abhängigkeit des ermittelten Fahrerzustandes die Zeitdauer (t_PTS) bis zum letztmöglichen Ausweichen vor dem Objekt (F) bestimmt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems eines Fahrzeuges mit einem Bremssystem und einer Umfelderfassungseinheit gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner ein Fahrerassistenzsystem zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Zur Vermeidung von Kollisionen von Fahrzeugen bzw. zur Verminderung der Kollisionsstärke bei Kollisionen von Fahrzeugen sind moderne Fahrerassistenzsysteme in der Lage, automatische Brems- und/oder Lenkmanöver durchzuführen.
So warnen bspw. Notbremssysteme zuverlässig vor einem drohenden Auffahren auf das vorausfahrende Fahrzeug. Ein automatischer Bremseingriff darf aber erst ab einem Zeitpunkt erfolgen, an dem ein Ausweichen nicht mehr möglich und eine Kollision damit unvermeidlich ist. An einem solchen „Last Point to Steer (PTS)“ reicht aber in vielen Fällen der Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug selbst bei hochdynamischem maximalen Bremsdruckaufbau nicht mehr aus, um eine Kollision zu verhindern, der Schaden durch die Kollision kann lediglich deutlich abgemildert werden. Der „Last Point to Steer“, an dem ein versierter Fahrer gerade noch ausweichen kann, ist im Wesentlichen abhängig von den fahrdynamischen Eigenschaften des Fahrzeugs und dem Fahrbahnzustand.
Ein gattungsbildendes Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems ist aus der DE 10 2012 203 673 A1 bekannt, bei dem zur situations- und kollisionsphasenoptimierten Bremskraftregelung und Fahrwerksanpassung für kombinierte Brems-/Ausweichmanöver ein Fahrsicherheitskoordinator vorgesehen ist, der die Kollisionsgefahr anhand einer Gefahrenbewertung ermittelt. Außerdem ermittelt der Fahrsicherheitskoordinator mehrere Vorkollisionsphasen des Kraftfahrzeugs in Bezug auf das Objekt, d. h. einen letzten Bremspunkt zum Anhalten vor dem Objekt, einen letzten Lenkpunkt des ungebremsten Fahrzeugs zum Ausweichen sowie einen letzten Lenkpunkt des gebremsten Kraftfahrzeugs zum Ausweichen vor dem Objekt. Die Vorkollisionsphasen sind so ausgebildet, dass sie zu diesen Punkten beginnen oder enden und der Fahrsicherheitskoordinator die Vorkollisionsphasen situativ mit Hilfe eines fahrerunabhängigen Bremseingriffs streckt. Ferner führt der Fahrsicherheitskoordinator innerhalb der Vorkollisionsphasen des Kraftfahrzeugs prädiktiv und situativ ein kombiniertes Brems-/Ausweichmanöver nach Fahrervorgabe entsprechend der Kollisionsgefahr, des Fahrzeugzustands und einer Reibwertschätzung durch.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung das eingangs genannte Verfahren dahingehend zu verbessern, dass in möglichst allen Fahrsituationen Auffahrunfälle weitestgehend vermieden werden.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Ein solches Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems eines Fahrzeuges mit einem Bremssystem und einer Umfelderfassungseinheit sowie einer die von der Umfelderfassungseinheit erzeugten Umfelddaten auswertenden Auswerteeinheit zur Erkennung von kollisionsgefährdenden Objekten, bei dem zumindest in Abhängigkeit des fahrdynamischen Zustands des Fahrzeugs die Zeitdauer bis zum letztmöglichen Ausweichen vor dem Objekt bestimmt wird und in Abhängigkeit dieser Zeitdauer mittels des Bremssystems ein Bremsmanöver eingeleitet wird, zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass mittels einer Fahrerzustandserkennungseinheit der Fahrerzustand ermittelt und zusätzlich in Abhängigkeit des ermittelten Fahrerzustandes die Zeitdauer bis zum letztmöglichen Ausweichen vor dem Objekt bestimmt wird.
Durch die Einbeziehung des Fahrerzustandes erfolgt eine verbesserte Anpassung des Verhaltens des Fahrerassistenzsystems an die aktuelle Situation, nämlich nicht nur an die gegebenen Umfeldsituationen, an den Fahrzeugzustand und Fahrbahnzustand, sondern auch an den Fahrerzustand, also bspw. hinsichtlich seiner Müdigkeit und damit seines Aufmerksamkeitsniveaus und/oder dem Grad der Ablenkung durch fahrzeugexterne und/oder fahrzeuginterne Vorgänge.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens ein den Fahrerzustand charakterisierender Parameter oder ein das Fahrerverhalten beeinflussender Parameter mittels einer Fahrerzustandserkennungseinheit erfasst und eine Fahrerzustandskenngröße für den Fahrerzustand ermittelt wird. Damit kann in Abhängigkeit einer solchen Fahrerzustandskenngröße ein Bremsvorgang autonom aktiviert werden.
Vorzugsweise werden als den Fahrerzustand charakterisierender Parameter das Lenkverhalten und/oder die Pedalbetätigung und/oder das Tastendruckverhalten und/oder das Spurverhalten und/oder die Blickrichtung des Fahrers und/oder die Lidschlagfrequenz und/oder die Kopfhaltung des Fahrers und/oder physiologische Fahrermesswerte und/oder die Fahrdauer und/ oder die Pausendauer erfasst und ausgewertet.
Ferner werden vorzugsweise als das Fahrerverhalten beeinflussender Parameter der Zustand eines Kommunikations- und Informationssystems hinsichtlich einer aktuellen Informationsausgabe und/oder einer bevorstehenden Informationsausgabe und/ oder der Anzeige eines Angebotes zur Aufnahme einer Kommunikationsverbindung erfasst und eine Fahrerzustandskenngröße für den aktuellen oder einen zu erwartenden Fahrerzustand ermittelt. Damit wird ein Zustand des Kommunikations- und Informationssystems erfasst, der indikativ ist für eine geringe Aufmerksamkeit bzw. für ein hohes Ablenkungsniveau des Fahrers ist.
So ist es weiterbildungsgemäß vorteilhaft, dass eine die Fahreraufmerksamkeit bestimmende Fahrerzustandskenngröße ermittelt wird. Vorzugsweise wird bei einer eine abnehmende Fahreraufmerksamkeit anzeigende Fahrerzustandskenngröße die Zeitdauer bis zum letztmöglichen Ausweichen verkürzt. Dabei wird der letze Ausweichpunkt so verschoben, dass dieser früher erreicht wird, also die geschätzte Zeitdauer bis zur Kollision (TTC) verlängert wird. Dabei wird von der Erkenntnis ausgegangen, dass bei Erkennung eines unaufmerksamen, müden oder unsicheren Fahrers ein solcher Fahrer viel früher nicht mehr in der Lage ist, ein Ausweichmanöver durchzuführen als in einem optimalen Zustand und daher auch früher ein automatischer Bremseingriff eingeleitet werden kann, um eine Kollision zu vermeiden.
Schließlich ist ein Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs vorgesehen, welches zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Blockschaltbild eines Fahrzeugs zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
2 ein schematische Darstellung einer Verkehrssituation mit einem Fahrzeug gemäß 1, und
3 eine schematische Darstellung einer weiteren Verkehrssituation mit einem Fahrzeug gemäß 1.
Das Fahrerassistenzsystem 1 eines Fahrzeugs 1 nach 1 führt vom Fahrer initiierte als auch autonome Unterstützungsfunktionen in Form von Brems- und Lenkmanövern mittels eines Bremssystems 2 und mittels die Lenkung des Fahrzeugs 10 beeinflussenden Lenkaktuatoren 2a durch.
Eine Kamera als Umfelderfassungseinheit 3 erfasst die vor dem Fahrzeug 10 liegende Fahrbahn zur Detektion und Klassifizierung von Objekten, insbesondere von vorausfahrenden Fahrzeugen F, wie dies in den 2 und 3 dargestellt ist. Die von dieser Kamera 3 erzeugten Bilddaten werden von einer als Bildauswerteeinheit ausgebildeten Auswerteeinheit 4 ausgewertet und eine Objektklassifizierung durchgeführt. Das Ergebnis dieser Objektklassifizierung wird als Bildauswertesignal B einer Steuereinheit 7 zugeführt.
Weiterhin ist eine Fahrerzustandserkennungseinheit 5 zur Detektion des Fahrerzustandes des Fahrzeugs 10 und zur Erzeugung einer von dem detektierten Fahrerzustand abhängigen Fah- rerzustandskenngröße Z vorgesehen, welche ebenso der Steuereinheit 7 zugeführt wird.
Zur Detektion des Fahrerzustandes sind Sensoren 5a vorgesehen, die wenigstens einen den Fahrerzustand charakterisierenden Parameter als Sensorsignal der Fahrerzustandserkennungseinheit 5 zur Verfügung stellen. Als den Fahrerzustand des Fahrers charakterisierender Parameter können das Lenkverhalten und/oder die Pedalbetätigung und/oder das Tastendruckverhalten und/oder das Spurverhalten und/oder die Blickrichtung und/oder die Lidschlagfrequenz und/oder die Kopfhaltung und/ oder physiologische Fahrermesswerte und/oder die Fahrdauer und/oder die Pausendauer verwendet werden. Die zugehörige Sensorik ist aus dem Stand der Technik bekannt und soll daher nicht näher erläutert werden.
Die Fahrerzustandskenngröße Z gibt an, inwieweit der Fahrer in der Lage ist seine Fahraufgaben durchzuführen, insbesondere wie hoch die Fahreraufmerksamkeit ist oder in welchem Grad eine Müdigkeit oder Unaufmerksamkeit detektiert wird.
Die Fahreraufmerksamkeit für das Verkehrsgeschehen kann auch durch fahrzeuginterne Ereignisse beeinträchtig werden, die von einem Kommunikations- und Informationssystem 6 initiiert werden.
Ein Kommunikations- und Informationssystem 6 umfasst sowohl ein Audio- und Videosystem, als auch Telematik- und Onlinedienste mit Internetzugang einschließlich einem eMail- und Telefon-System. Daher kann der Eingang eines Telefonanrufes, der Eingang einer eMail, der Eingang einer SMS, der Eingang einer Botschaft in einem Chat etc., der Eingang eines Posts von Facebook, Twitter oder anderen sozialen Netzwerken bzw. Dienste des Web 2.0 oder der Eingang einer neuen Nachricht eines Nachrichtendienstes, wie bspw. Verkehrsnachrichten oder Google News etc. zu einer Ablenkung führen.
Daher wird der Zustand dieses Kommunikations- und Informationssystems 6 hinsichtlich einer aktuellen Informationsausgabe und/oder einer bevorstehenden Informationsausgabe und/oder der Anzeige eines Angebotes zur Aufnahme einer Kommunikationsverbindung erfasst und als diesen Zustand anzeigende Kenngröße ebenso der Fahrerzustandserkennungseinheit 5 zugeführt.
Aus diesen Informationen betreffend den mit den Sensoren 5a erfassten Fahrerzustand und dem die Fahreraufmerksamkeit beeinflussenden Zustand des Kommunikations- und Informationssystems 6 wird die Fahrerzustandskenngröße Z ermittelt. Der Fahrerzustand kann mit mehreren Zustandsklassen spezifiziert werden, so dass mit zunehmender Verschlechterung des Fahrerzustands die Fahrerzustandskenngröße Z stufenweise ansteigt, diese Größe Z also diskretisiert ist.
Die Steuereinheit 7 erzeugt aus dem von der Bildauswerteeinheit 4 erhaltenen Bildauswertesignal B und der Fahrerzustandskenngröße Z ein Steuersignal St, welches dem Fahrerassistenzsystem 1 zugeführt wird. Anhand der mit dem Steuersignal St übermittelten Informationen wird ein „Last Point to Brake (PTB)“ und ein „Last Point to Steer (PTS)“ bestimmt, indem die Zeitdauer t_PTB bzw. die Zeitdauer t_PTS bis zum letztmöglichen Bremsen, also den letzten Bremspunkt PTB zum Anhalten vor dem vorausfahrenden Fahrzeug F bzw. zum letztmöglichen Ausweichen, also den letzten Lenkpunkt PTS zum Ausweichen vor dem Fahrzeug F berechnet wird.
Die 2 zeigt eine Verkehrssituation, bei welcher das Fahrzeug 10 einem vorausfahrenden Fahrzeug als Objekt F folgt. Befindet sich der Fahrer des Fahrzeugs 10 in einem optimalen Zustand zum Führen des Fahrzeugs 10 und wird dieser Fahrer nicht durch einen entsprechenden Zustand des Kommunikations- und Informationssystems 6 abgelenkt, ist also bspw. ein versierter Fahrer, wird die beispielhaft in 2 dargestellte Zeitdauer t_PTS1 auf der Basis des entsprechenden Fahrerzustandskenngröße Z berechnet.
Wird dagegen mit der Fahrerzustandskenngröße Z ein unaufmerksamer, müder oder unsicherer Fahrer erkannt, wird davon ausgegangen, dass gegenüber einem versierten Fahrer ein solcher Fahrer wesentlich früher nicht mehr in der Lage ist ein Ausweichmanöver durchzuführen. Daher wird auf der Basis der entsprechenden Fahrerzustandskenngröße Z die Zeitdauer t_PTS2 gegenüber der Zeitdauer t_PTS1 um die Zeitspanne Δt verkürzt, also der letzte Lenkpunkt PTS2 zum Ausweichen vor dem Fahrzeug F zeitlich gegenüber dem letzen Lenkpunkt PTS1 vorverlagert, wie dies in 2 dargestellt ist. Damit setzt auch das von dem Fahrerassistenzsystem 1 automatisch initiierte Bremsmanöver als Notbremseingriff mittels des Bremssystems 2 früher ein, d. h. bereits vor diesem letzten Lenkpunkt PTS2, aber spätestens zu diesem letzten Lenkpunkt PTS2. Damit kann in den meisten Verkehrssituation eine Kollision mit dem vorausfahrenden Fahrzeug F vermieden oder zumindest die Kollisionsstärke vermindert werden.
Bezugszeichenliste

1: Fahrerassistenzsystem des Fahrzeugs 10
2: Bremssystem des Fahrzeugs 10
2a: Lenkaktuatoren
3: Umfelderfassungseinheit, Kamera
4: Auswerteeinheit, Bildauswerteeinheit
5: Fahrerzustandserkennungseinheit
6: Kommunikations- und Informationssystem
7: Steuereinheit
10: Fahrzeug

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102012203673 A1 [0004]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems (1) eines Fahrzeuges (10) mit einem Bremssystem (2) und einer Umfelderfassungseinheit (3) sowie einer die von der Umfelderfassungseinheit erzeugten Umfelddaten auswertenden Auswerteeinheit (4) zur Erkennung von kollisionsgefährdenden Objekten (F), wobei zumindest in Abhängigkeit des fahrdynamischen Zustands des Fahrzeugs (10) die Zeitdauer (t_PTS) bis zum letztmöglichen Ausweichen vor dem Objekt (F) bestimmt wird und in Abhängigkeit dieser Zeitdauer (t_PTS) mittels des Bremssystems (2) ein Bremsmanöver eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Fahrerzustandserkennungseinheit (5) der Fahrerzustand ermittelt und zusätzlich in Abhängigkeit des ermittelten Fahrerzustandes die Zeitdauer (t_PTS) bis zum letztmöglichen Ausweichen vor dem Objekt (F) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein den Fahrerzustand charakterisierender Parameter oder ein das Fahrerverhalten beeinflussender Parameter mittels der Fahrerzustandserkennungseinheit (59 erfasst und eine Fahrerzustandskenngröße (Z) für den Fahrerzustand ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als den Fahrerzustand charakterisierender Parameter das Lenkverhalten und/oder die Pedalbetätigung und/oder das Tastendruckverhalten und/oder das Spurverhalten und/oder die Blickrichtung des Fahrers und/oder die Lidschlagfrequenz und/oder die Kopfhaltung des Fahrers und/oder physiologische Fahrermesswerte und/oder die Fahrdauer und/oder die Pausendauer erfasst und ausgewertet werden.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass als das Fahrerverhalten beeinflussender Parameter der Zustand eines Kommunikations- und Informationssystems (6) hinsichtlich einer aktuellen Informationsausgabe und/oder einer bevorstehenden Informationsausgabe und/oder der Anzeige eines Angebotes zur Aufnahme einer Kommunikationsverbindung erfasst und eine Fahrerzustandskenngröße (Z) für den aktuellen oder einen zu erwartenden Fahrerzustand ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine die Fahreraufmerksamkeit bestimmende Fahrerzustandskenngröße (Z) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer eine abnehmende Fahreraufmerksamkeit anzeigende Fahrerzustandskenngröße (Z) die Zeitdauer (t_PTS1) bis zum letztmöglichen Ausweichen verkürzt wird.
Fahrerassistenzsystem (1) eines Fahrzeugs (10) zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.