Titel

Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung einer autonomen Bremsung bei einem einspurigen Kraftfahrzeug

Stand der Technik

Die nicht vorveröffentlichte DE 10 2018 221 720.3 betrifft ein Verfahren zur Durchführung einer autonomen Bremsung bei einem einspurigen Kraftfahrzeug, bei dem

mittels einer Umfeldsensorik die Notwendigkeit einer

Fahrzeugverzögerung detektiert wird,

abhängig davon eine fahrerunabhängige Fahrzeugverzögerung eingeleitet wird,

nach Einleiten der Fahrzeugverzögerung eine die Bereitschaft des Fahrers für die Beherrschung des Fahrzeugverzögerungsmanövers kennzeichnende Fahrerbereitschaftsgröße ermittelt wird und

abhängig von der Fahrerbereitschaftsgröße der zeitliche Verlauf der Fahrzeugverzögerung fortgesetzt wird.

Offenbarung der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung einer fahrerunabhängigen bzw. autonomen Bremsung bei einem einspurigen Kraftfahrzeug, bei dem

mittels einer Umfeldsensorik die Notwendigkeit einer fahrerunabhängigen Fahrzeugverzögerung bzw. fahrerunabhängigen Bremsung bzw.

autonomen Bremsung detektiert wird,

bei Vorliegen der Notwendigkeit einer Fahrzeugverzögerung vor deren Durchführung ein fahrerunabhängiger Testbremsvorgang mit

vorgegebener zeitlicher Länge durchgeführt wird, während oder nach der Durchführung des Testbremsvorgangs eine die Bereitschaft des Fahrers für die Beherrschung der als notwendig detektierten Fahrzeugverzögerung kennzeichnende

Fahrerbereitschaftsgröße ermittelt wird und

nach Abschluss des Testbremsvorgangs die fahrerunabhängige

Fahrzeugverzögerung eingeleitet wird, wobei der zeitliche Verlauf der Fahrzeugverzögerung abhängig von der Fahrerbereitschaftsgröße ist.

Die Erfindung erlaubt die Reduzierung der Gefahr bei einer automatischen Notbremsung eines Zweirads. Ein nicht auf die Bremsung vorbereiteter und abgelenkter Fahrer kann in einer solchen Situation völlig die Kontrolle über das Zweirad verlieren, deshalb ist die Einbeziehung einer die Bereitschaft des Fahrers für die Beherrschung des Fahrzeugverzögerungsmanövers

kennzeichnenden Fahrerbereitschaftsgröße in das automatische Bremsmanöver bzw. Notbremsmanöver sinnvoll. Der Testbremsvorgang führt zu einer kurzzeitigen Verzögerung und ist derart gestaltet, dass er auch bei fehlender physischer Bremsbereitschaft des Fahrers, z.B. bei Blick zur Seite oder einhändiger Fahrt, unkritisch ist. Der Testbremsvorgang wird über eine

Motormomentabsenkung oder über eine Motormomentabsenkung bei gleichzeitiger Bremsmomentenerhöhung an einem oder beiden Rädern des Motorrads realisiert. Der Testbremsvorgang wirkt nur über eine kurze Zeit und verzögert das Motorrad nur geringfügig. Der Testbremsvorgang wirkt für den unaufmerksamen oder abgelenkten Fahrer als Fahrerwarnung und kann deshalb auch als Warnruck bezeichnet werden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Umfeldsensorik um eine Radarsensorik, eine Lidarsensorik oder eine Videosensorik handelt. Derartige Sensoriken sind im PKW-Bereich bereits weit verbreitet und können im Zweiradbereich mitbenutzt werden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrerbereitschaftsgröße wenigstens zwei unterschiedliche Werte annehmen kann. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrerbereitschaftsgröße zwei Werte annehmen kann, wobei

einer der beiden Werte einen für das Fahrzeugverzögerungsmanöver bereiten Zustand des Fahrers signalisiert,

der andere der beiden Werte einen für das

Fahrzeugverzögerungmanöver nicht bereiten Zustand des Fahrers signalisiert.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass bei einem bereiten Zustand des Fahrers die autonome Bremsung mit einem geplanten Sollbremskraftverlauf durchgeführt wird,

bei einem nicht bereiten Zustand des Fahrers mit einem

Bremskraftverlauf durchgeführt, welcher im Vergleich zum

Bremskraftverlauf bei einem bereiten Zustand des Fahrers eine geringere Verzögerung und/oder einen geringeren Ruck aufweist.

Durch die Durchführung der Notbremsung mit einer geringeren Intensität bei einem als nicht bereit erkannten Fahrerzustand kann das Risiko des Sturzes des Fahrers infolge eines Kontrollverlustes über das Zweirad reduziert werden. Dennoch wird durch die schwächere Notbremsung die Aufmerksamkeit eines abgelenkten Fahrers auf die aktuelle Fahrsituation gelenkt, da die Notbremsung zugleich als Fahrerwarnung wirkt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrerbereitschaftsgröße nach Einleitung des Testbremsvorgangs anhand der Ausgangssignale einer am Kraftfahrzeug angebrachten Inertialsensorik ermittelt wird.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrerbereitschaftsgröße nach Einleitung des Testbremsvorgangs anhand des Lenkwinkels und/oder des Lenkmoments ermittelt wird.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrerbereitschaftsgröße nach Einleitung des Testbremsvorgangs anhand der Ausgangssignale am Kraftfahrzeug angebrachter druckempfindlicher Berührungssensoren ermittelt wird.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrerbereitschaftsgröße nach Einleitung des Testbremsvorgangs anhand der Ausgangssignale von Raddrehzahlsensoren oder Einfederwegsensoren ermittelt wird.

Weiter umfasst die Erfindung eine Vorrichtung, enthaltend Mittel, die zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren ausgestaltet sind. Dabei handelt es sich insbesondere um ein Steuergerät, in welchem der

Programmcode zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren hinterlegt ist.

Die Zeichnung umfasst die Figuren 1 bis 3.

In Fig. 1 ist der zeitliche Ablauf einer Ausgestaltung der Erfindung dargestellt.

In Fig. 2 ist ein Zustandsdiagramm für drei Zustände dargestellt, wobei es sich bei zwei Zuständen um Fahrerzustände handelt.

In Fig. 3 ist eine schematische Seitenansicht eines Motorrads mit wesentlichen, für die Erfindung nutzbaren Motorradkomponenten dargestellt.

Die fortschreitende Entwicklung höherer Assistenzsysteme für Kraftradfahrer setzt eine genaue Kenntnis des Fahrerzustandes voraus. So muss der Fahrer, wird beispielsweise eine automatische Bremsung eingeleitet, hierfür bereit sein. Dies setzt insbesondere die physische Bereitschaft voraus. Für eine vollständige Kontrolle ist die beidhändige Führung des Kraftrades notwendig. Mittels geeigneter Sensorik kann diese Bereitschaft, z.B. ob der Fahrer beide Hände am Lenker hat oder nicht, während eines bereits ausgelösten Bremsmanövers erkannt werden. Wie bei Personenkraftwagen ist auch bei Motorrädern davon auszugehen, dass vor einer automatischen Notbremsung eine Warnung ausgegeben wird. Der Warnruck zur Anzeige einer drohenden Kollisionsgefahr mit ggf. anschließender automatischer Notbremsung scheint für Motorräder besonders geeignet, da im Gegensatz zur Fahrt mit dem PKW im speziellen optische aber auch akustische Warnsignale bei der Motorradfahrt schwerer wahrzunehmen sind.

Die Erfindung umfasst die Erkennung des Fahrerzustandes und damit der physischen Bremsbereitschaft des Motorradfahrers für eine folgende

automatische Notbremsung während des Warnrucks mit Sensoren, die sich bereits am Fahrzeug befinden. Das Triggern und die Ausprägung bzw. Stärke der automatischen Notbremsung erfolgt in Abhängigkeit des erkannten

Fahrerzustandes.

Mittels vorausschauender Umfeldsensorik kann das Umfeld erfasst und eine drohende Kollision erkannt werden. Um diese dem Fahrer vor einer

automatischen Notbremsung anzuzeigen, wird ein Warnruck getriggert. Der Warnruck entspricht einer kurzzeitigen Verzögerung und ist derart gestaltet, dass er auch bei fehlender physischer Bremsbereitschaft des Fahrers, z.B. bei Blick zur Seite oder einhändiger Fahrt, unkritisch ist. Der Warnruck wird über eine Motormomentabsenkung oder über eine Motormomentabsenkung bei gleichzeitiger Bremsmomentenerhöhung an einem oder beiden Rädern des Motorrads realisiert. Der Warnruck wirkt nur über eine kurze Zeit und verzögert das Motorrad nur geringfügig.

Die Erfindung beinhaltet die Modellierung des Zustands des Fahrers durch Messung der Gesamtsystemreaktion auf den Warnruck. In einem ersten Schritt kann z.B. aus der Messung der Inertialsensorik eine Bremsbereitschaft des Fahrers abgeleitet werden. Hat der Fahrer beispielsweise während der kurzzeitigen Verzögerung durch den Warnruck nur eine Hand am Lenker, so bewirkt das Abstützmoment des Fahrers eine Lenkerbewegung. Diese

Bewegung bewirkt eine Änderung der Dynamik des Gesamtsystems, welche mit der Inertialmesstechnik registriert wird. Daraus kann geschlossen werden, dass der Fahrer nicht bereit ist für das anschließend vorgesehene nominelle

automatische Notbremsmanöver.

Mithilfe der Inertialsensorik können idealerweise die Drehraten und

Verzögerungen des Motorrads in alle drei Raumrichtungen gemessen werden.

Ausführungen der Erfindung können aber auch nur einzelne Inertialsignale verwenden.

In einer Ausprägung der Erfindung nutzt das Modell zur

Fahrerzustandserkennung ausschließlich die gemessene Rollrate, d.h. die Drehrate um die Fahrzeuglängsachse des Motorrads.

Eine Ausprägung nutzt neben der Fahrzeug- Rollrate die Fahrzeug-Gierrate, d.h. die Drehung des Fahrzeugs um die Hochachse, im Modell zur

Fahrerzustandserkennung

Eine weitere Ausprägung nutzt die Fahrzeug- Rollrate, -Gierrate und

Querbeschleunigung.

Zur Erkennung des Fahrerzustandes während des Warnrucks werden in einer weiteren Ausprägung neben Signalen der Inertialsensorik auch Signale eines Lenkwinkelsensors ausgewertet.

Um das Modell zur Erkennung des Fahrerzustandes darüber hinaus zu erweitern, können zusätzliche Sensoren ausgewertet werden:

Lenkmomentsensoren um die Lenkreaktion zu messen.

Federwegsensorik um die Nickbewegung des Fahrzeugs zu messen die Raddrehzahlsensoren

druckempfindliche Berührungssensoren um das Maß der Abstützung an Kontaktpunkten, z.B. Griffen, Knien oder Füßen, zu messen

Abhängig vom erkannten Fahrerzustand wird ggf. die anschließende automatische Notbremsung getriggert. Wird der Fahrerzustand„bereit für die Bremsung“ erkannt, dann erfolgt die nominelle automatische Notbremsung. Wird der Fahrerzustand„nicht bremsbereit“ erkannt, dann wird eine automatische Bremsung mit angepasster Verzögerung, so dass diese auch im nicht bremsbereiten Zustand des Fahrers unkritisch ist, ausgelöst. So kann in einer Ausführung der angepassten Bremsung der Betrag der Verzögerung gegenüber dem Nominalwert reduziert werden. In einer weiteren Ausführung kann der Ruck, d.h. der Gradient des Verzögerungsaufbaus, ebenfalls reduziert werden.

Das Modell des Fahrers kann zum Beispiel drei Zustände beinhalten, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Dort kennzeichnet Block 200 den Zustand„neutral“, Block 201 den Zustand„nicht bereit für Manöver“ und Block 202 den Zustand„bereit für Manöver“. Dabei ist zu beachten, dass es sich bei dem Zustand„bereit für Manöver“ um denjenigen Zustand handelt, welcher angenommen wird, bevor der Fahrerzustand ermittelt wurde, welcher entweder den Status„bereit für Manöver“ oder„nicht bereit für Manöver“ annehmen kann.

Fig. 1 zeigt den zeitlichen Ablauf einer Ausgestaltung der Erfindung. Nach dem Start des Verfahrens in Block 101 wird in Block 102 eine Umfelderfassung durchgeführt. Anschließend wird in Block 103 ermittelt, ob eine automatische Bremsung bzw. Notbremsung erforderlich ist. Ist dies der Fall, dann wird in Block

104 ein fahrerunabhängiger Warnruck bzw. Testbremsvorgang durchgeführt. Ist keine Bremsung erforderlich, dann wird von Block 103 zu Block 102

zurückgekehrt. Anhand während des Warnrucks erfasster Daten wird in Block

105 mittels eines Fahrerzustandsmodells die momentane Bereitschaft des Fahrers zur Beherrschung der erforderlichen automatischen Bremsung ermittelt. Abhängig davon in Block 106 über den weiteren Verlauf der Bremsung

entschieden. In Fig. 1 werden dazu beispielhaft zwei mögliche zeitliche

Bremskraftverläufe verwendet. Wird der Fahrerzustand als bremsbereit ermittelt, dann wird in Block 107 eine automatische Bremsung wie geplant durchgeführt. Wird der Fahrerzustand hingegen als nicht bremsbereit ermittelt, dann wird in Block 108 eine automatische Bremsung nur in abgeschwächter Form

durchgeführt. In Block 109 endet das Verfahren.

Fig. 2 zeigt in Form eines Zustandsgraphen beispielhaft die folgenden Zustände: Block 200: Zustand neutral

Block 201: Fahrerzustand„nicht bereit für automatisches Bremsmanöver“

Block 202: Fahrerzustand„bereit für automatisches Bremsmanöver“ Die beidseitig gerichteten Pfeilverbindungen zwischen den drei Zuständen weisen darauf hin, dass auch ein Übergang zwischen den unterschiedlichen Zuständen möglich ist, wenn sich der Fahrerzustand während des automatischen Bremsmanövers ändert.

In Fig. 3 ist eine schematische Seitenansicht eines Motorrads mit den folgenden wesentlichen, für die Erfindung nutzbaren Motorradkomponenten dargestellt.

301: Hinterradbremse

302: Federwegsensor am Hinterrad

303: Bremssteuergerät

304: Motorsteuergerät

305: Vorderradbremse

306: Raddrehzahlsensor am Vorderrad

307: Federwegsensor am Vorderrad

308: Umgebungssensor

309: Lenkwinkelsensor

310 Lenkmomentensensor

311: Auswerteeinheit für den Fahrerzustand

312: Inertialmesstechnik

313: Raddrehzahlsensor am Vorderrad