专利名称：用于前进装置的安全系统以及与其相关的方法
技术领域：
本发明涉及一种安全系统，特别是根据权利要求1前序部分的事故避免系统，以及一种用于运行这种安全系统的方法。
现有技术主动安全是在当前以及将来的车辆系统的发展中的重点之一。在主动安全即为了避免事故领域中，公知的系统是例如通过在行驶动力学的极限范围内的制动作用使车辆稳定化的电子稳定程序(所谓的E[lectronic]S[tability]P[rogramme])以及作为通过附加的转向作用对ESP的扩展的V[ehicle]D[ynamic]M[anagement]。
除了用于车辆稳定化的系统外还公开了用于触发紧急制动的系统，其在例如基于借助雷达和/或视频传感器的环境检测识别出碰撞危险时，自动进行干预。
此外公知多种泊车辅助系统，它们以不同的方式在泊车时帮助驾驶者。这样由文献DE 198 09 416 A1公开了一种泊车辅助系统，其根据潜在的泊车空隙计算泊车策略并且将该泊车策略通知给机动车的驾驶者，但让驾驶者决定，是否他要听从该泊车策略。
此外，一般的汽车驾驶者在危险情况中通常还有的问题是，通过合适的转向机动动作避让障碍物。因此例如在驾驶安全训练中出现，太迟、太快或太慢、太多或太少或根本没有转向，并且此外，例如在双重车道变换中，反向转向(Gegenlenken)被错误地或完全没有被执行。这或者导致与障碍物的碰撞或者导致不稳定性，例如导致车辆的侧滑。
在文献EP 0 970 875 A2中提出了一种系统，其通过转向执行机构应该防止驾驶者调节出一个导致碰撞的转向角，或者必要时自动设置避让路线。在该系统中，是否、何时以及在哪个方向上避让的决定通过技术系统来作出，并且由此驾驶者被减轻负担。然而这种避让决定的技术实现要求高的感测成本并且也提出了法学上的、例如法律责任上的问题。
本发明的说明任务、解决方案、优点从前面阐述的缺点和欠缺性出发以及在考虑概要的现有技术下，本发明的任务在于，这样地进一步开发开始提及类型的安全系统以及开始提及类型的方法，使得不但在装置上而且在方法上，在接近障碍物时支持由前进装置的驾驶员引入的避让机动动作，并且这样防止通过碰撞或侧滑造成的事故。
该任务通过具有在权利要求1以及权利要求4中说明的特征的安全系统以及通过具有在权利要求5或在权利要求9中说明的特征的方法解决。本发明的有利的构型和按照目的的进一步构型在相应的从属权利要求中被说明。
在本发明的安全系统中或在本发明的方法中，分析单元根据由检测单元检测到的以数据和信息形式的条件求得至少一个行驶方案，特别是至少一个避让轨迹和/或至少一个自动紧急制动A[utomatischen]N[ot]B[rems]过程。
当现在前进装置的驾驶员引入或已经引入相应的驾驶机动动作，特别是避让机动动作或紧急制动机动动作时，则安全系统的、特别是分析单元的或该方法的功能如下地进行，即该驾驶机动动作以优化的形式、特别是以最佳的避让轨迹的形式或以A[utomatischen]N[ot]B[remsung]的形式被预给定、支持和/或建议。该系统在危险情况中明显提高了车辆安全性。
在本发明的一种有利的实施形式中，转向系统在一个紧急避让情况中例如以施加的或加载的转向力矩的形式和/或通过合适的触觉的转向支持(Lenkunterstuetzung)来对前进装置的驾驶员建议最佳的避让轨迹，并且这样也能够使不熟练的驾驶者实现安全的避让。
触觉的转向支持可以例如以至少一个振动或至少一个颤振的形式来发送一个触觉信号，并且例如通过这种方式将最佳的避让机动动作提供给机动车的驾驶者。本发明由此包括转向支持，其例如在紧急情况下的避让中使用。
有利的是，该安全系统或方法借助环境检测传感器、例如借助雷达和/或借助视频检测临近的碰撞以及障碍物的大小和到它的距离；这些传感器可以是至少安装在车辆前方、必要时也可以安装在车辆旁边和/或后面。
根据目的，至少在与障碍物的碰撞危险存在时，由分析单元(＝计算单元)不但对于向左的驾驶机动动作、特别是对于避让方案而且对于向右的驾驶机动动作、特别是对于避让方案分别计算和/或维持至少一个对于当前情况最佳的避让轨迹，该避让轨迹使得能够在注意行驶稳定性的情况下可靠绕过障碍物。
在本发明重要的构型中，当驾驶者通过方向盘的操纵引入或已经引入避让机动动作，向左或向右时，才预给定在相应方向上的最佳避让轨迹。该预给定可以触觉地、例如通过施加的转向力矩实现和/或由驾驶者在任何时候过量转向(uebersteuert)。该策略的优点是，极其复杂的决定，即是否、何时以及在哪个方向上避让，由驾驶者作出，这样以可靠的方式避免了法学的、特别是法律责任的问题。
在本发明的一种有利的实施形式中，在危险时、特别是在高的碰撞危险时，分析单元发送至少一个声学的、触觉的和/或光学的警告信号和/或如果没有另外的行驶方案、特别是没有避让轨迹可用，则引入自动紧急制动A[utom atischen]N[ot]B[remsung]，。
有利的是，在危险时、特别是在高碰撞危险时，根据前述类型的安全系统、特别是根据前述类型的分析单元和/或根据前述类型的方法对前进装置的转向系统和/或底盘和/或制动系统给定参数、进行准备和/或激活，使得前进装置的行驶性能对于待由该前进装置的驾驶员实施的驾驶机动动作、特别是避让机动动作或紧急制动机动动作是优化的。
对此，替代的是，本发明可以涉及根据开始提及类型的安全系统、特别是根据开始提及类型的分析单元以及根据开始提及类型的方法，其中在危险时、特别是在高碰撞危险时，前进装置的转向系统和/或底盘和/或制动系统被给定参数、被准备和/或被激活，使得前进装置的行驶性能对于待由该前进装置的驾驶员执行的驾驶机动动作、特别是避让机动动作或紧急制动机动动作是优化的。
本发明最后涉及至少一个根据前述类型的安全系统和/或根据前述类型的方法在至少一个驾驶员辅助系统中的应用，用于提高安全性，特别是在道路交通中用于避免事故。这样例如紧急制动系统(A[utomatischen]N[ot]B[remse])在本发明的意义中可以通过转向执行机构被扩展。
如前面已经说明的，存在多种不同的可能性，来将本发明的教导以有利的方式构造和扩展。为此一方面参考随附的权利要求的权利要求1和5，另一方面以下借助通过附图1至3所示出的三种实施例进一步阐述本发明的另外的构型、特征和优点。
其中图1在示意性的示图中示出了本发明的安全系统的第一实施例，该安全系统按照本发明的方法工作；图2在示意性的示图中示出了本发明的安全系统的第二实施例，该安全系统按照本发明的方法工作；以及图3在示意性的示图中示出了本发明的安全系统的第三实施例，该安全系统按照本发明的方法工作。
在图1至3中，相同或类似的构型、元件或特征设置以相同的参考标号。
实施本发明的最优方式为了避免多余的重复，以下关于本发明的构型、特征和优点方面(只要没有另外说明)的阐述不但涉及在图1中示出的、安全系统100的第一实施例，而且涉及在图2中示出的、安全系统100’的第二实施例以及涉及在图3中示出的、安全系统100”的第三实施例。
在图1和3中，示出了安全系统100及100”的相应的示意性工作流程，其用于在紧急情况中、即在障碍物前的突然避让时的转向支持和自动紧急制动支持。
在第一工作步骤中，内部和外部条件、即机动车的参数和环境被检测。为了实施该功能，安全系统100具有一个检测单元10，用于环境检测；该环境检测单元10此外在雷达传感器基础12上以及在视频传感器基础14上工作。
此外，在检测单元10的范围内借助传感器16附加地检测关于驶过的街道的数据和信息、例如关于车道的数目和宽度的数据和信息以及关于自己的车辆的和潜在的碰撞对方相对于车道的位置的数据和信息。例如导航系统的数字卡18的数据和信息也被包括到环境检测10中。车辆通信、车辆一基础设施通信和自己的车辆的数据也可能作为另外的信息源，后者甚至是必要的。
被检测到的条件以数据和信息的形式通过传感器数据合并模块22合并并且接着由评估模块24进行当前的潜在危险方面的评估，特别是确定对于该前进装置的碰撞危险。由此，借助传感器技术10检测在车辆的前面、旁边和后面的物体，借助传感器数据合并模块22汇集并且借助评估模块24进行车辆的碰撞危险方面的评估。
在确定碰撞危险之后，建立一个避让算法，即借助关于障碍物和街道的数据和信息以及关于自己的车辆的数据由计算模块26循环地计算可能的行驶方案或避让轨迹，它们能够实现可靠的和稳定的避让。在此，例如在障碍物出现在正常的车道上时，不但对于向左的避让方案，而且对于向右的避让方案都计算至少一个对于当前情况最优的避让轨迹。
如果不再可能避让，并且由此不能进行避让轨迹的确定或不存在避让轨迹，则引发自动紧急制动A[utomatische]N[ot]B[remsung](参考标号50)。
从图1以及图3的示图中在此可以看出，传感器数据合并模块22、评估模块24和计算模块26被综合在一个分析单元20中。
若现在在具有高碰撞危险的情况中，通过前进装置的驾驶员引入一种驾驶机动动作(参考标号L)，即驾驶员通过相应的转向回转而开始一个(避让)转向机动动作，则通过一个合适的转向系统、例如通过所谓的线控驾驶系统(Steer-by-wire-System)为他建议避让轨迹(参考标号30)。由此，在最优避让轨迹的求得26与驾驶机动动作的引入L相结合(Verknuepfen)V时或之后，驾驶者被建议最优的避让轨迹。
该最优的避让轨迹以被施加的或被加载的转向力矩40的形式被介绍给驾驶者，其中该驾驶者--可以跟从所建议的最优避让轨迹，或者--可以过量转向该被建议的最优避让轨迹(参考标号S)；通过前进装置的驾驶员进行的被介绍的最优避让轨迹的过量转向(Uebersteuerung)S也是在任何时候都可能的。
在此可以想到的是，最优避让轨迹和/或被施加的转向力矩以至少一个触觉信号的形式、例如至少一个振动的形式或至少一个颤振的形式被提供给驾驶者。
在高碰撞危险时，驾驶者可选地例如通过声学、触觉和/或光学警告信号被警告碰撞。
为了进行紧急情况中的避让支持，由安全系统100或100”(参见图1或图3)检测以及评估与在自己的车辆前的障碍物的碰撞危险，并且计算避让轨迹。若驾驶者引入避让机动动作，则对该驾驶者给出触觉的转向支持，该转向支持对他建议最优的避让轨迹。
在图2中示出了用于在紧急情况中避让支持的安全系统100’，其具有与图1和3不同的分析单元20’。该分析单元20’将环境检测10的数据和信息汇集(参考标号22)并且检测与在自己的车辆前的障碍物的碰撞危险(参考标号24)。
在识别碰撞危险时(并且考虑到即将通过驾驶者进行的避让机动动作)，由分析单元20’这样地对转向执行机构和/或制动系统、特别是制动辅助和/或ESP、和/或可能存在的主动的底盘给定参数或进行准备(参考标号60)，使得车辆的行驶性能针对避让机动动作或紧急制动机动动作被优化，例如在车辆重心的位置、转向特性曲线、阻尼或减振装置和/或摆动稳定装置方面。
由此，在根据图2的安全系统100’中，跟随碰撞危险的确定24，进行对于避让或紧急制动机动动作的转向和底盘的优化60。
所提出的用于转向和底盘的优化60的系统可以如在图2中所示，作为独立的方案，即没有提出避让轨迹，或者如在图3中所示，与借助图1阐述的、避让轨迹的触觉输出组合而构建。
权利要求
1.安全系统(100；100’；100”)、特别是事故避免系统，用于具有至少一个转向系统以及至少一个制动系统的前进装置、特别是机动车，具有至少一个检测单元(10)，用于检测内部的和外部的条件、例如车辆参数和车辆环境，以及至少一个分析单元(20；20’)，用于汇集(22)由所述检测单元(10)检测的、以数据和信息形式的条件，以及用于在当前的潜在危险方面评估(24)所述被检测的条件或者说数据和信息，其特征在于，所述分析单元(20)由所述数据和信息求得至少一个行驶方案、特别是至少一个避让轨迹和/或至少一个自动紧急制动(A[utomatischen]N[ot]B[rems])过程，以及在通过所述前进装置的驾驶员引入(L)一个驾驶机动动作、特别是一个避让机动动作或紧急制动机动动作时或之后，该安全系统(100，100”)、特别是所述分析单元(20)以优化的形式、特别是以最佳的避让轨迹形式或以自动紧急制动(A[utomatischen]N[ot]B[remsung])形式预给定、支持和/或建议(30)该驾驶机动动作。
2.根据权利要求1的安全系统，其特征在于，所述转向系统将该最佳的避让轨迹以被施加的或被加载的转向力矩的形式和/或以至少一个触觉的信号、特别是至少一个振动或至少一个颤振的形式提供(40)给所述前进装置的驾驶员和/或以被施加的附加转向角的形式、例如通过叠加转向，施加给所述前进装置的驾驶员。
3.根据权利要求1或2的安全系统，其特征在于，在危险时、特别是在高碰撞危险时，所述分析单元(20)发送至少一个声学的、触觉的和/或光学的警告信号和/或如果没有另外的行驶方案、特别是没有避让轨迹可供使用，则引发(50)自动紧急制动(A[utomatischen]N[ot]B[remsung])。
4.根据权利要求1至3至少之一的安全系统(100；100”)或者根据权利要求1前序部分的安全系统(100’)，其特征在于，在危险时、特别是在高碰撞危险时，所述安全系统(100；100’；100”)、特别是该分析单元(20；20’)对所述转向系统、所述制动系统和/或所述前进装置的底盘给定参数、进行准备和/或激活(60)，使得所述前进装置的行驶性能对于待由所述前进装置的驾驶员实施的驾驶机动动作、特别是避让机动动作或紧急制动机动动作是优化的。
5.在道路交通中用于提高安全性、特别是用于避免事故的方法，其中[i]检测(10)一个前进装置、特别是机动车的内部的和外部的条件、例如参数和环境，[ii.a]汇集(22)这些以数据和信息的形式的、被检测的条件，并且[ii.b]在当前的潜在危险方面评估(24)这些被检测的条件或者说数据和信息，其特征在于，[ii.c]由所述数据和信息求得(26)至少一个行驶方案、特别是至少一个避让轨迹和/或至少一个自动紧急制动(A[utomatischen]N[ot]B[rems])过程，并且[iii]在通过所述前进装置的驾驶员引入(L)一个驾驶机动动作、特别是避让机动动作或紧急制动机动动作期间或之后，以优化的形式、特别是以避让轨迹或自动紧急制动(A[utomatischen]N[ot]B[remsung])的形式预给定、支持和/或建议(30)该驾驶机动动作。
6.根据权利要求5的方法，其特征在于，该最佳的避让轨迹以被施加的或被加载的转向力矩的形式和/或以至少一个触觉的信号、特别是至少一个振动或至少一个颤振的形式被提供(40)给所述前进装置的驾驶员和/或以被施加的附加转向角的形式、例如通过叠加转向，被施加给所述前进装置的驾驶员。
7.根据权利要求5或6的方法，其特征在于，在危险时、特别是在高碰撞危险时，发出至少一个声学的、触觉的和/或光学的警告信号和/或如果没有另外的行驶方案、特别是没有避让轨迹供使用时，则引发(50)自动紧急制动(A[utomatischen]N[ot]B[remsung])。
8.根据权利要求5至7至少之一的方法，其特征在于，特别是在危险时，例如在障碍物出现在正常的车道上时，不但对于向左的驾驶机动动作、特别是对于避让方案而且对于向右的驾驶机动动作、特别是对于避让方案计算(26)和/或维持至少一个对于当前情况最佳的避让轨迹。
9.根据权利要求5至8至少之一或者根据权利要求5前序部分的方法，其特征在于，在危险时、特别是在高碰撞危险时，对所述前进装置的转向系统、该前进装置的制动系统和/或所述前进装置的底盘给定参数、进行准备和/或激活(60)，使得所述前进装置的行驶性能对于待由所述前进装置的驾驶员实施的驾驶机动动作、特别是避让机动动作或紧急制动机动动作被优化。
10.根据权利要求1至4至少之一的安全系统(100；100’；100”)和/或根据权利要求5至9的至少之一的方法在至少一个驾驶员辅助系统中的应用，用于在道路交通中提高安全性，特别是用于避免事故。
全文摘要
为了将用于具有至少一个转向系统以及至少一个制动系统的前进装置、特别是机动车的安全系统、特别是事故避免系统这样进一步改进，使得不仅在装置上、而且在方法上，在接近障碍物时由前进装置的驾驶员引入的避让机动动作被支持并且这样防止由碰撞造成的事故，提出了分析单元由数据和信息求得至少一个行驶方案、特别是至少一个避让轨迹和/或至少一个自动紧急制动A[utomatischen]N[ot]B[remsung]过程，以及在由前进装置的驾驶员引入驾驶机动动作、特别是避让机动动作或紧急制动机动动作时或之后，安全系统、特别是分析单元以优化的形式、特别是以最佳的避让轨迹形式或以自动紧急制动形式预给定、支持和/或建议该驾驶机动动作。
文档编号B60W30/08GK1922051SQ200580005935
公开日2007年2月28日 申请日期2005年1月5日 优先权日2004年2月24日
发明者弗兰克·埃韦哈特, 乌韦·维尔纳, 海科·弗赖恩施泰因, 扬·蒂尔普, 约阿希姆·泽林格, 森科·卡斯滕斯-贝伦斯, 马库斯·哈格曼 申请人:罗伯特·博世有限公司