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Title:
METHOD FOR OPERATING A BRAKING ASSISTANCE SYSTEM IN A VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2006/053667
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for operating a braking assistance system in a vehicle, enabling braking to be assisted when emergency braking occurs. According to the invention, a threshold (10) for a braking intervention by the brake assister is determined at least from the brake torque (11) and brake torque gradient (12) characteristics in order to decide between emergency braking and normal braking.

Inventors:
DANNER BERND (DE)
DOHMKE THOMAS (DE)
HILLENBRAND JOERG (DE)
SCHMID VOLKER (DE)
SPIEKER ANDREAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2005/012003
Publication Date:
May 26, 2006
Filing Date:
November 09, 2005
Export Citation:
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Assignee:
DAIMLER CHRYSLER AG (DE)
DANNER BERND (DE)
DOHMKE THOMAS (DE)
HILLENBRAND JOERG (DE)
SCHMID VOLKER (DE)
SPIEKER ANDREAS (DE)
International Classes:
B60T7/12; B60T8/32
Domestic Patent References:
WO2004085220A12004-10-07
Foreign References:
US6328389B12001-12-11
DE19825231A11999-12-09
DE19734567A11999-01-21
DE10060498A12001-10-11
Attorney, Agent or Firm:
Singer, Klaus (Intellectual Property Management IPM-C106, Stuttgart, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zum Betreiben eines Bremsassistenzsystems in einem Fahrzeug, der bei einer Gefahrenbremsung eine Brem¬ sung des Fahrzeugs unterstützt, dadurch gekennzeichnet, dass zur Unterscheidung zwischen der Gefahrenbremsung und einer Normalbremsung eine Schwelle (10) für einen Brems¬ eingriff des Bremsassistenten wenigstens aus den Merkma¬ len Bremsmoment (11) und Bremsmomentgradient (12) festge¬ legt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremsmoment (11) mittels einer Eindrücktiefe ei¬ nes Bremspedals und der Bremsmomentgradient (12) mittels einer Bremspedalbetätigungsgeschwindigkeit berechnet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein aus dem Bremsmoment (11) und dem Bremsmomentgra dienten (12) berechneter Faktor für verschiedene Fahrsi¬ tuationen anhand von Trajektorien (13, 14) erfasst wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwelle (10) anhand einer durch wenige Punkte (15, 16, 17) festgelegten Trennlinie (18) zwischen Gefah¬ renbremsungen anzeigende Trajektorien (13) und Normal¬ bremsungen anzeigende Trajektorien (14) erfasst wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwelle (10) abhängig von einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs ausgewählt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwelle (10) abhängig von einem Fahrstil des Fahrzeuglenkers ausgewählt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fahrsituationsbewertung vorgenommen wird und dass Koordinaten, die die Schwelle (10) oder die Trajek¬ torien (13, 14) definieren, mit einem in Abhängigkeit der Fahrsituationsbewertung vorgebbaren Skalierungsfaktor (α) gewichtet werden.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreiten der Schwelle (10) eine automati¬ sche Bremskraftunterstützung aktiviert wird.
Description:
Verfahren zum Betreiben eines Bremsassistenzsystems in einem Fahrzeug

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Bremsassistenzsystems in einem Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Im alltäglichen Verkehrsgeschehen werden üblicherweise Nor¬ malbremsungen durchgeführt. Bei einer Gefahrenbremsung kann darauf geschlossen werden, dass sich ein Fahrzeuglenker in einer Situation befindet, die er als kritisch bzw. unfall¬ trächtig betrachtet. Untersuchungen haben ergeben, dass der Fahrzeuglenker in solchen kritischen Fahrsituationen sein Bremspedal zwar signifikant stärker betätigt als bei der Nor¬ malbremsung, jedoch oft nur eine unzureichende Kraft auf das Pedal ausübt. Aus diesem Grund wurden Bremsassistenzsysteme entwickelt, um einen Fahrzeuglenker bei Notbremsungen dahin¬ gehend zu unterstützen, seinen Bremsweg zu verkürzen und eine Kollision mit einem potentiellen Kollisionspartner zu vermei¬ den oder zu vermindern. Durch das Bremsassistenzsystem wird bei Bedarf ein automatischer Systemeingriff in die Bremsfunk¬ tion aktiviert. Dadurch wird eine Bremskraft erzielt, die hö¬ her ist als die Bremskraft, die bei normaler Betätigung des Bremspedals hervorgerufen wird.

Problematisch bei den bekannten Bremsassistenzsystemen ist die Unterscheidung zwischen einer Gefahrenbremsung und einer Normalbremsung, denn es ist nur in kritischen Situationen ei-

na Unterstützung beim Bremsvorgang erwünscht. Bei der Normal- bremsung können durch einen systembedingten Eingriff sogar negative Folgen eintreten, weil der Fahrzeuglenker beispiels¬ weise irritiert wird und daraufhin falsch reagiert, oder weil es aufgrund einer unnötigen Notbremsung zu Auffahrunfällen kommen kann.

Aus der Offenlegungsschrift DE 101 60 278 Al ist ein Verfah¬ ren zur Verbesserung der Bremsassistenzfunktion offenbart, bei dem nach Maßgabe eines erkannten Hinweises auf eine Not- bremssituation eine Gaspedal-Motormoment-Kennlinie veränder¬ bar ist . Diese Kennlinie zeigt einen Zusammenhang zwischen einem Betätigungsweg des Gaspedals und einem daraus resultie¬ renden Motormoment an.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Betreiben eines Bremsassistenzsystems an¬ zugeben, bei dem eine sichere Unterscheidbarkeit zwischen Fahrerwunsch und Notsituation gewährleistet ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des An¬ spruchs 1 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zur Unterscheidung zwischen einer Gefahrenbremsung und einer Normalbremsung eine Schwelle für einen Bremseingriff des Bremsassistenten wenigs¬ tens aus den Merkmalen Bremsmoment und Bremsmomentgradient festgelegt. Die Schwelle kann dabei als Schwellenwert oder als eine Schwellenwertkennlinie definiert sein. Das Bremsmo¬ ment kann mittels einer Eindrücktiefe eines Bremspedals be¬ rechnet werden, wobei die Eindrücktiefe direkt am Hauptzy¬ linder der Bremsanlage gemessen werden kann. Es ist dabei von Vorteil, dass für dieses Merkmal keine zusätzliche Messein¬ richtung am Bremspedal bereitgestellt werden muss. Der Brems¬ momentgradient kann mittels einer Bremspedalbetätigungsge¬ schwindigkeit berechnet werden und bemisst die Schnelligkeit,

mit der das Bremspedal betätigt wird. Vorteilhafterweise las¬ sen sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Normalbremsungen von Gefahrenbremsungen unterscheiden, um den Fahrer bei¬ spielsweise bei einer unfallträchtigen Situation durch eine intelligente Bremskraftverstärkung zu unterstützen. Eine ständige intelligente Bremskraftunterstützung würde zu einer ständig veränderten Charakteristik der Bremse führen und ein Bremsverhalten des Fahrzeuglenkers verändern. Aus diesem Grund darf eine derartige Unterstützung nur in solchen Situa¬ tionen gewählt werden, in denen der Fahrzeuglenker tatsäch¬ lich eine Gefahrenbremsung durchführt. Mit Hilfe der Erfin¬ dung lässt sich eine Gefahrenbremsung frühzeitig von einer Normalbremsung unterscheiden, so dass der Nutzen für den Fahrzeuglenker möglichst groß bleibt.

Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind der Beschreibung sowie den weiteren Ansprüchen zu entnehmen.

Der aus dem Bremsmoment und dem Bremsmomentgradienten berech¬ nete Faktor kann günstigerweise für verschiedene Fahrsituati¬ onen anhand einer Trajektorie erfasst werden. Bei der Erfas¬ sung der Trajektorien können Fahrsituationen simuliert wer¬ den, die ein Innenstadt-Szenario nachstellen, wobei das Fahr¬ zeug eine Geschwindigkeit von etwa 50 bis 70 km/h fährt. Ebenso können gefährliche Situationen nachgestellt werden, die zu Gefahrenbremsungen veranlassen.

Zwischen den Trajektorien, die Gefahrenbremsungen anzeigen und den Trajektorien, die Normalbremsungen anzeigen, lässt sich eine Schwelle erfassen, die in dem Koordinatensystem an¬ hand einer durch wenige Punkte festgelegten Trennlinie wie¬ dergegeben wird. Bevorzugt kann in dem Koordinatensystem je nach Position der Trajektorien zur Trennlinie festgestellt werden, ob es sich um eine Gefahrenbremsung oder um eine Nor-

malbremsung handelt . Das so erfasste Koordinatensystem kann während der Fahrt beispielsweise von einer entsprechenden Steuerung ausgewertet werden. Bei Vorliegen einer Gefahren¬ bremsung kann günstigerweise eine automatische Bremskraftun¬ terstützung aktiviert werden. Dies kann durch bekannte Metho¬ den zur Beaufschlagung der Radbretnsen mit Bremsdruck oder Bremskraft erfolgen, beispielsweise durch einen Aufbau des Bremsdrucks in der Bremsanlage oder durch Vorbefüllung eines (hydraulischen) Bremssystems. Im Auslösefall kann der Brems¬ druck dadurch wesentlich schneller aufgebaut werden, und die Ansprechzeiten lassen sich dadurch günstigerweise verkürzen.

Das Bremsverhalten des Fahrzeuglenkers kann sich in Abhängig¬ keit von der gefahrenen Geschwindigkeit ändern. Die Schwelle zur Unterscheidung zwischen Gefahren- und Notbremsung kann somit von einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs abhängen. Be¬ vorzugt kann daher die die Schwelle anzeigende Trennlinie zwischen den Normalbremsung und Gefahrenbremsung anzeigenden Trajektorien innerhalb des Koordinatensystems verändert wer¬ den, indem die die Trennlinie definierenden Punkte geschwin¬ digkeitsabhängig verschoben werden.

Vorzugsweise werden Koordinaten, die die Schwelle oder alter¬ nativ die Trajektorien definieren, mit einem Skalierungsfak¬ tor gewichtet, wobei der Skalierungsfaktor in Abhängigkeit einer vorgenommenen Fahrsituationsbewertung vorgegeben wird. So lässt sich die Empfindlichkeit des Verfahrens in Situatio¬ nen erhöhen, in denen erkannt worden ist, dass ein Unfall mit Sicherheit unmittelbar bevorsteht und nicht mehr verhindert werden kann. Damit erreicht man, dass in solchen gefährlichen Situationen bereits eine leichte Bremsbetätigung als Gefah¬ renbremsung identifiziert wird.

Ferner ist nach dem Bremsverhalten des jeweiligen Fahrzeug¬ lenkers zu differenzieren, das bei einem sportlichen Fahrer anders ist als bei einem defensiven Fahrer. Besonders bevor¬ zugt kann mittels einer Auswertung der Trajektorien während der Fahrt der Schwellenwert an einen Fahrstil des Fahrzeug¬ lenkers angepasst werden. Es können hierfür die die Trennli¬ nie definierenden Punkte innerhalb des Koordinatensystems so verschoben werden, dass die Trajektorien aller Bremsungen, die hinreichend sicher als Normalbremsungen gelten, in einem solchen Bereich zu der Trennlinie liegen, der den Normalbrem¬ sungen zugeordnet wird. Das Koordinatensystem lässt sich so¬ mit vorteilhafterweise adaptiv an die jeweils gefahrene Ge¬ schwindigkeit und an den Fahrstil anpassen. Dadurch können Fehlinterpretationen weitgehend ausgeschlossen werden, und es erfolgt nur dann eine intelligente Bremskraftverstärkung, wenn tatsächlich eine Notbremsung vorliegt.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lässt sich vorteilhafter¬ weise eine Gefahrenbremsung frühzeitig von einer Normalbrem¬ sung unterscheiden, so dass der Nutzen für den Fahrer mög¬ lichst groß bleibt.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination, die der Fach¬ mann zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinn¬ vollen weiteren Kombinationen zusammenfassen wird.

Dabei zeigt die einzige Figur ein Diagramm zur Veranschauli¬ chung des erfindungsgemäßen Verfahrens, welches das Ergebnis einer Versuchsreihe wiedergibt. Ein derartiges Diagramm kann jedoch auch während der Fahrt aufgezeichnet und durch eine Steuereinheit ausgewertet werden, die dann entsprechende Sig¬ nale an ein Bremsassistenzsystem abgibt.

Das Diagramm zeigt ein Koordinatensystem, wobei die Abszisse einen Wert für ein Bremsmoment 11 und die Ordinate einen Wert für einen Bremsmomentgradienten 12 angibt. Das Bremsmoment 11 wird mittels einer Eindrücktiefe eines Bremspedals und der Bremsmomentgradient 12 mittels einer Bremspedalbetätigungsge¬ schwindigkeit berechnet. Der aus dem Bremsmoment 11 und dem Bremsmomentgradienten 12 berechnete Faktor ist in der Figur grafisch anhand von Trajektorien 13, 14 erfasst. Bei jeder Bremsung entsteht ein anderer Verlauf der Trajektorien 13, 14, die in dem Diagramm wiedergegeben sind. Die durchgezoge¬ nen Linien sind Darstellungen von Trajektorien 13, wie sie bei Normalbremsungen entstehen. Der Fahrzeuglenker befindet sich dabei in keiner kritischen Fahrsituation und fährt mit einer Geschwindigkeit von etwa 50 bis 70 km/h, wie sie im re¬ gelmäßigen Straßenverkehr üblich ist. Es wird mit den Trajek¬ torien 13, von welcher der Einfachheit halber nur einige mit einem Bezugszeichen beziffert sind, ein übliches Innenstadt- Szenario wiedergegeben.

Die Trajektorien 14 sind in gestrichelten Linien eingezeich¬ net, die im gleichen Geschwindigkeitsbereich eine Gefahren¬ bremsung wiedergibt. Zur Erfassung der Trajektorien 14 wurden in einem Versuch gefährliche Situationen simuliert und eine jeweilige Bremsreaktion von Probanden aufgezeichnet. Auch hier sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nur einige der Trajektorien 14 mit einem Bezugszeichen versehen.

Aus dem sich ergebenden Verlauf der Trajektorien 13, 14 lässt sich eine Trennlinie 18 konstruieren, die das in der Figur dargestellte Diagramm in zwei Bereiche 20, 21 teilt. Alle Trajektorien beginnen notwendigerweise in einem Ursprung 19 des Koordinatensystems. Bremsungen, deren Trajektorien 14 die Trennlinie 18 überqueren, werden als Gefahrenbremsungen klas-

sifiziert und liegen im Bereich 21 des Koordinatensystems. Bremsungen, deren Trajektorien 13 näher beim Ursprung 19 des Koordinatensystems als die Trajektorien 14 liegen, werden als Normalbremsungen eingestuft und liegen im Bexeich 20 des Dia¬ gramms. Auf diese Weise kann zur Unterscheidung zwischen ei¬ ner Gefahrenbremsung und einer Normalbremsung eine Schwelle 10 für einen wenigstens aus den Merkmalen Bremsmoment 11 und Bremsmomentgradient 12 berechneten Faktor festgelegt werden. Die Schwelle 10 wird dann anhand der durch wenige Punkte 15, 16, 17 festgelegten Trennlinie 18 zwischen Gefahrenbremsungen anzeigende Trajektorien 13 und Normalbremsungen anzeigende Trajektorien 14 erfasst.

Es wurde festgestellt, dass sich das Bremsverhalten des Fahr¬ zeuglenkers in Abhängigkeit von der gefahrenen Geschwindig¬ keit ändert. Deshalb werden die die Trennlinie 18 definieren¬ den Punkte 15, 16, 17 geschwindigkeitsabhängig verschoben. Auf diese Weise lässt sich während der Fahrt eine an die ak¬ tuell gefahrene Geschwindigkeit des Fahrzeugs angepasste Trennlinie 18 % erzeugen, die bei einer höheren Geschwindig¬ keit in dem vom Ursprung 19 entfernteren Bereich 21 liegen, wobei die Punkte 15', 16', 17' gegenüber den die ursprüngli¬ che Trennlinie 18 festlegenden Punkten 15, 16, 17 verschoben sind.

Vorteilhafterweise werden die die Punkte 16, 17, 18 definie¬ renden Koordinaten oder alternativ die die Trajektorien 13, 14 definierenden Koordinaten mit einem Skalierungsfaktor α gewichtet. Je nach Größe des Skalierungsfaktors α werden die Trennlinie 18 bzw. die Trajektorien 13, 14 „aufgebläht" oder näher an den Ursprung „gedrückt". Damit lässt sich die Emp¬ findlichkeit des Verfahrens in Abhängigkeit der Fahrsituation adaptiv einstellen. Die Fahrsituation wird dabei anhand von Sensorsignalen einer Umfeldsensorik hinsichtlich der Unfall-

trächtigkeit bewertet. Die Bewertung erfolgt beispielsweise anhand der mit der Umfeldsensorik ermittelten Relativge¬ schwindigkeit zwischen dem Fahrzeug und einem potentiellen Kollisionsobjekt, dem Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem Kollisionsobjekt, der Beschleunigung des Fahrzeugs und der abgeschätzten Beschleunigung des Kollisionsobjekts. Bei¬ spielsweise kann anhand dieser Größen die Zeit, die bis zu einer vorausgesagten Kollision voraussichtlich noch verstrei¬ chen wird, ermittelt und mit einer abgeschätzten, dem Fahrer maximal verbleibenden Zeit bis zur Einleitung einer kollisi- onsvermeidenden Vollbremsung und/oder eines kollisionsvermei- denden Ausweichmanövers verglichen werden. In die Bewertung kann weiterhin eine Aussage über die Qualität der Sensorsig¬ nale oder der hieraus ermittelten Größen mit einfließen. Wenn die Fahrsituation als besonders kritisch bewertet wird, wenn also die Situationsbewertung ergibt, dass ein Unfall mit ho¬ her Sicherheit unmittelbar bevorsteht und nicht mehr verhin¬ dert werden kann, dann kann die Empfindlichkeit des Verfah¬ rens durch Variation des Skalierungsfaktors α erhöht werden, so dass bereits eine leichte Bremsbetätigung als Gefahren¬ bremsung identifiziert wird.

Mittels einer Auswertung der Trajektorien 13, 14 kann während der Fahrt die Schwelle 10 an einen Fahrstil des Fahrzeuglen¬ kers angepasst werden. Beispielsweise kann durch eine Online- Analyse mit Hilfe von statistischen Methoden erfasst werden, ob der Fahrstil des Fahrzeuglenkers sportlich oder defensiv ist. Je nachdem können dann die Punkte 15, 16, 17 in dem Dia¬ gramm so an den Fahrstil angepasst werden, dass die Trajekto¬ rien 13, 14 aller Bremsungen, die hinreichend sicher den Nor¬ malbremsungen zugeordnet werden können, auch im Bereich 20 des Koordinatensystems liegen, deren Trajektorien 13 als Nor¬ malbremsung einstuft sind.

Mit Hilfe des Koordinatensystems lässt sich je nach Position der Trajektorien 13, 14 zur Trennlinie 18 auf einfache Art und Weise feststellen somit, ob es sich um eine Gefahrenbrem¬ sung oder um eine Normalbremsung handelt. Bei Vorliegen einer Gefahrenbremsung wird eine automatische Bremskraftunterstüt¬ zung aktiviert, wobei beispielsweise die Radbremsen mit Bremsdruck oder Bremskraft beaufschlagt werden. Dadurch wird der Bremsweg in einer Gefahrensituation verkürzt, wodurch das Bremsassistenzsystem sicherer wird.