DE10220782A1

DE10220782A1 - Notfallsystem für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE10220782A1
Application number: DE10220782A
Authority: DE
Inventors: Dieter Siebert; Hermann Winner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-05-10
Filing date: 2002-05-10
Publication date: 2003-11-20
Anticipated expiration: 2022-05-11
Also published as: DE10220782B4

Abstract

Notfallsystem für Kraftfahrzeuge, mit einem Fahrerüberwachungssystem zur Erkennung einer Fahruntüchtigkeit des Fahrers und einer Steuereinrichtung zur gesteuerten Verzögerung des Fahrzeugs bei erkannter Fahruntüchtigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung mit einem Fahrerassistenzsystem kombiniert ist, das eine Sensorik zur Erfassung des Verkehrsumfelds aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Notfallsystem für Kraftfahrzeuge, mit einem Fahrerüberwachungssystem zur Erkennung einer Fahruntüchtigkeit des Fahrers und einer Steuereinrichtung zur einleitung eines Notfallmanövers bei erkannter Fahruntüchtigkeit.

Stand der Technik

Zur Erhöhung der Verkehrssicherheit von Kraftfahrzeugen sind verschiedene Systeme vorgeschlagen worden, die es gestatten, eine vorübergehende oder dauernde Fahruntüchtigkeit des Fahrers, beispielsweise Sekundenschlaf, Ohnmacht und dergleichen, automatisch zu erkennen und dann durch Ausgabe eines akustischen Warnsignals die Aufmerksamkeit des Fahrers wieder zu steigern und gegebenenfalls durch Einschalten der Warnblinkanlage die übrigen Verkehrsteilnehmer zu warnen.
Für die automatische Erkennung der verschiedenen Formen von Fahruntüchtigkeit ist eine Vielzahl von Verfahren bekannt, die auf vielfältige Weise miteinander kombiniert werden können. Beispiele sind etwa die Erfassung eines charakteristischen Fehlverhaltens des Fahrers wie etwa abrupter Richtungskorrekturen nach einem Sekundenschlaf, die Messung der Körperspannung des Fahrers oder der Kraft, mit der der Fahrer das Lenkrad hält, eine visuelle Überwachung des Fahrers mit Hilfe einer Kamera in Verbindung mit elektronischer Bildauswertung zur Erkennung von Veränderungen der Körperhaltung, die auf eine Fahruntüchtigkeit hindeuten, sowie die automatische Erfassung anderer biometrischer Daten, etwa des Blutdrucks, der Puls- oder Atemfrequenz und dergleichen.
In WO 00/24309 A1 wird ein Notfallsystem der Eingangs genannten Art beschrieben, bei dem die Fahruntüchtigkeit mit Hilfe eines Kamerasystems festgestellt wird, das speziell auf Bewegungen der Augenlieder des Fahrers reagiert. Dieses Notfallsystem ist außerdem dazu ausgebildet, bei erkannter Fahruntüchtigkeit nicht nur ein Warnsignal auszugeben und die Warnblinkanlage einzuschalten, sondern auch einen gesteuerten Bremsvorgang einzuleiten, um das Fahrzeug sicher in den Stand abzubremsen. Eine Schwierigkeit besteht bei diesem bekannten System jedoch darin, die Fahrzeugverzögerung situationsgerecht zu steuern. Wenn das Fahrzeug zu langsam abgebremst wird, besteht die Gefahr einer Kollision mit vorausfahrenden Fahrzeugen oder anderen Hindernissen. Wenn andererseits das Fahrzeug zu abrupt verzögert wird, besteht die Gefahr, daß erst durch die Verzögerung des Fahrzeugs ein Auffahrunfall verursacht wird, weil der Nachfolgeverkehr nicht auf das plötzliche Bremsmanöver vorbereitet ist.

Aufgabe, Lösung und Vorteile der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Notfallsystem der Eingangs genannten Art zu schaffen, das eine erhöhte Verkehrssicherheit bietet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Steuereinrichtung mit einem Fahrerassistenzsystem kombiniert ist, das eine Sensorik zu Erfassung des Verkehrsumfelds aufweist.
Es sind bereits verschiedene Formen von Fahrerassistenzsystemen bekannt, die den Fahrer bei der Führung des Fahrzeugs unterstützen und ihm die Ausführung bestimmter Fahrmanöver erleichtern. Prominentestes Beispiel eines solchen Fahrerassistenzsytems ist ein adaptives Geschwindigkeitsregelsystem (ACC; Adaptive Cruise Control), bei dem die Sensorik durch ein Radarsystem gebildet wird, mit dem der Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug gemessen und die Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs so angepaßt werden kann, daß das vorausfahrende Fahrzeug in einem angemessenen Sicherheitsabstand verfolgt wird. Je nach Funktionsumfang kann das Fahrerassistenzsystem auch ein Querführungssystem umfassen, bei dem mit Hilfe der Sensorik, beispielsweise mit Hilfe eines Videokamerasystems, auch der Fahrbahnverlauf sowie die Querposition des Fahrzeugs relativ zur Fahrbahn erfaßt werden und bei dem ein aktiver Eingriff in die Fahrzeuglenkung erfolgt, wenn das Fahrzeug die aktuell befahrene Fahrspur zu verlassen droht. Es sind auch fortgeschrittenere Querführungssysteme bekannt, mit denen, beispielsweise bei Überholvorgängen, auch eine automatische Steuerung eines Spurwechsels möglich ist.
Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, die Funktionen eines solchen bekannten Fahrerassistenzsystems dazu auszunutzen, bei erkannter Fahruntüchtigkeit des Fahrers ein Notfallmanöver einzuleiten, das an die mit Hilfe der Sensorik erfaßte Verkehrssituation angepaßt ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Wenn die Sensorik einen Radarsensor oder einen anderen Abstandssensor zur Erfassung des Abstands vorausausfahrender Fahrzeuge ausweist, wird vorzugsweise bei erkannter Fahruntüchtigkeit die Verzögerung des Fahrzeugs in Abhängigkeit von den Abstandsdaten modifiziert. Sofern kein vorausfahrendes Fahrzeug geortet wird oder sich das eigene Fahrzeug dem vorausfahrenden Fahrzeug nur relativ langsam annähert, erfolgt eine Verzögerung des Fahrzeugs mit geringer Verzögerungsrate, damit der Nachfolgeverkehr nicht gefährdet wird. Bei rascher Annäherung an ein vorausfahrendes Fahrzeug oder ein anderes Hindernis wird dagegen automatisch die Verzögerungsrate erhöht, so daß eine Kollision möglichst vermieden wird.
Sofern auch ein Querführungssystem vorhanden ist, wird dieses System bei erkannter Fahruntüchtigkeit automatisch aktiviert, um das Fahrzeug in der Spur zu halten. Bei mehrspurigen Fahrbahnen kann das guerführungssystem auch dazu benutzt werden, automatisch auf eine sicherere Fahrspur, beispielsweise die rechte Nebenspur oder gegebenenfalls auch auf die Standspur zu wechseln. Ebenso ist es möglich, in den Fällen, in denen ein Bremsmanöver allein zur Vermeidung eines Unfalls nicht ausreicht, ein elektronisch gesteuertes Ausweichen durch Eingriff in die Lenkung und/oder die Fahrdynamikregelung zu veranlassen.
Bekannte Fahrerassistenzsystems sind üblicherweise so ausgelegt, daß das Assistenzsystem oder einzelne Funktionen desselben durch Fahrerbefehl aktiviert und deaktiviert werden müssen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden bei erkannter Fahruntüchtigkeit die benötigten Funktionen des Assistenzsystems automatisch aktiviert, auch wenn sie zuvor vom Fahrer abgeschaltet worden waren.
Bei den bekannten Fahrerassistenzsytemes ist die ACC-Funktion (Abstandsregelung) normalerweise nur oberhalb einer bestimmten Mindestgeschwindigkeit aktivierbar, beispielsweise oberhalb von 40 km/h. Im Rahmen des Notfallsystems ist es zweckmäßig, diese Geschwindigkeitsgrenze unwirksam zu machen, so daß das Fahrzeug unter Ausnutzung der ACC-Funktion bis in den Stand abgebremst werden kann. Einige bekannte ACC-Systeme weisen auch eine sogenannte Stop & Go Funktion auf, die normalerweise vom Fahrer gesondert aktiviert werden muß und die dann ein kontrolliertes Abbremsen des Fahrzeugs in den Stand sowie gegebenenfalls ein automatischen Wiederanfahren bei Stop & Go-Verkehr ermöglicht. In diesem Fall kann auch auf die Stop & Go Funktion zurückgegriffen werden, um das Fahrzeug in den Stand abzubremsen.
Das Notfallsystem kann so ausgelegt sein, daß die Steuerungsfunktion des Notfallssystems sich darauf beschränkt, bei erkannter Fahruntüchtigkeit die Kontrolle an das Fahrerassistenzsystem zu übergeben. Das Notfallprogramm, das die kontrollierte Verzögerung des Fahrzeugs in den Stand steuert, ist dann direkt im Fahrerassistenzsystem implementiert.
Die Funktionen eines Fahrerassistenzsystems können normalerweise jederzeit vom Fahrer übersteuert werden. So kann der Fahrer beispielsweise die Abstandsregelung durch einen Druck auf das Gaspedal übersteuern, wenn er etwa einen Überholvorgang einleiten will. Ebenso kann der Fahrer auch durch Gegenlenken das Querführungssystem übersteuern. Im Rahmen des Notfallmanövers ist es hingegen zweckmäßig, diese Übersteuerungmöglichkeiten zu inaktivieren, um zu vermeiden, daß der Fahrer im Falle einer Ohnmacht das Gaspedal ganz durchdrückt oder das Lenkrad herumreißt. Andererseits hat der Fahrer jedoch gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Möglichkeit, das Notfallmanöver abzubrechen, wenn er die Fahrtüchtigkeit wieder erlangt hat. Zu diesem Zweck kann der Fahrer durch Eingabe eines Befehls signalisieren, daß er wieder die Kontrolle über das Fahrzeug übernehmen will.
Aus Sicherheitsgründen ist es jedoch bevorzugt, daß auch nach Abbruch eines Notfallmanövers eine Geschwindigkeitsbegrenzung aktiv bleibt, zumindest solange, bis der Fahrer eine ausreichende Erholungspause gemacht hat.
In einer anderen Ausführungsform können auch andere Aktionen des Fahrers oder Signale des Fahrerüberwachungssystems als Indiz gewertet werden, daß der Fahrer wieder eine gewisse Fahrtüchtigkeit erlangt. Bei Vorliegen dieser Indizien wird dann das Notfallmanöver abgebrochen. Die Fahrzeugfunktion, insbesondere die Höchstgeschwindigkeit, bleibt jedoch vorzugsweise so lange beschränkt, bis sicher erkannt wird, daß der Fahrer wieder die volle Fahrtüchtigkeit zurück erlangt hat.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Notfallsystems für ein Kraftfahrzeug: und
Fig. 2 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise des Notfallsystems.

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels

Das in Fig. 1 gezeigte Notfallsystem umfaßt ein Fahrerüberwachungssytem 10 zur Erkennung einer Fahruntüchtigkeit des Fahrers, eine Notfallsteuereinheit 12 und ein an sich bekanntes Fahrerassistenzsystem 14 mit ACC-Funktion und automatischer Querführungsunterstützung sowie mit einer zugehörigen Sensorik 16, die hier durch einen Radarsensor repräsentiert wird. Das Fahrerüberwachungssystem 10 kann unter anderem durch eine Videokamera und ein zugehöriges elektronisches Bildverarbeitungssystem gebildet werden, das charakteristische Änderungen der Körperhaltung, der Stellung der Augenlieder, etc. des Fahrers erfaßt. Ergänzend können zu dem Fahrerüberwachungssystem auch andere biometrische Sensoren gehören.
Die Notfallsteuereinheit 12 entscheidet anhand der vom Fahrerüberwachungssystem 10 übermittelten Daten, ob eine Fahruntüchtigkeit des Fahrers vorliegt, und übergibt in diesem Fall die Kontrolle an das Fahrerassistenzsystem 14, in dem zu diesem Zweck ein spezielles Notfallprogramm implementiert ist, das ein kontrolliertes Verzögern des Fahrzeugs in den Stand steuert. Durch Betätigen eines Schalters 18 kann der Fahrer signalisieren, daß er die Fahrtüchtigkeit wieder erlangt hat, und er kann das Notfallprogramm abbrechen.
Der Funktionsablauf wird anhand des in Fig. 2 gezeigten Flußdiagramms näher erläutert.
Bei Fahrtantritt wird in der Notfallsteuereinheit 12 ein Überwachungsprogramm gestartet (Schritt S1), in dessen Verlauf die Fahrtüchtigkeit des Fahrers fortlaufend geprüft wird. Zu diesem Zweck wird periodisch ein Abfrageschritt S2 ausgeführt, bei dem anhand der vom Fahrerüberwachungssystem 10 gelieferten Daten entschieden wird, ob eine Fahruntüchtigkeit vorliegt. Wenn dies der Fall ist, wird die Abfrageschleife verlassen, und in Schritt S3 wird das Fahrerassistenzsystem 14 aktiviert, sofern es nicht bereits aktiv war. Gleichzeitig wird die Warnblinkanlage des Fahrzeugs eingeschaltet, um andere Verkehrsteilnehmer zu warnen.
In Schritt S4 wird dann in dem Fahrerassistenzsystem 14 das Notfallprogramm aufgerufen, das die kontrollierte Verzögerung des Fahrzeugs in den Stand steuert. Die Verzögerungsrate wird dabei in Abhängigkeit von den von der Sensorik 16 gelieferten Abstandsdaten so variiert, daß einerseits ein Auffahren auf das vorausfahrende Fahrzeug oder ein sonstiges Hindernis verhindert wird, andererseits jedoch die Verzögerung so langsam erfolgt, daß eine Gefährdung des nachfolgenden Verkehrs möglichst vermieden wird. Die Funktion des Gaspedals ist inaktiviert, so daß sich die Verzögerungsfunktion auch dann nicht übersteuern läßt, wenn der Fahrer infolge einer anfall- oder krampfartigen Störung das Gaspedal betätigt. Die elektronische Querführungsunterstützungsfunktion des Fahrerassistenzsystems 14 wird aktiviert, um das Fahrzeug auf der derzeit befahrenen Spur zu halten. Etwaige unbewußte Lenkmanöver des Fahrers werden dabei automatisch kompensiert, d. h., ein Gegenlenken des Fahrers ist nicht möglich.
Im gezeigten Beispiel wird angenommen, daß zu der Sensorik 16 auch ein Umfeldradar oder ein vergleichbares Sensorsystem gehört, mit dem auch der Verkehr auf Nebenspuren sowie der Nachfolgeverkehr überwacht werden können. Anhand der Daten dieser Sensorik wird in Schritt S5 geprüft, ob ein Spurwechsel auf eine sicherere Fahrspur, beispielsweise auf die rechte Nebenspur möglich ist. Wenn dies der Fall ist, wird in Schritt S6 der Spurwechsel automatisch gesteuert. Andernfalls wird der Schritt S6 übersprungen. Analog kann in Schritt S5 auch überprüft werden, ob ein Ausweichmanöver zwingend erforderlich ist, um einen Unfall zu vermeiden. In diesem Fall wird in Schritt S6 das Ausweichmanöver automatisch gesteuert.
In Schritt S7 wird dann geprüft, ob das Fahrzeug bereits zum Stillstand gekommen ist. Wenn dies nicht der Fall ist, wird in Schritt S5 geprüft, ob der Fahrer den Schalter 18 betätigt hat. Die Betätigung des Schalters 18 impliziert, daß der Fahrer das Bewußtsein wieder erlangt hat und zumindest begrenzt fahrtüchtig ist. Durch die aktive Warnblinkanlage, die in Schritt S3 eingeschaltet wurde, oder gegebenenfalls auch durch einen zusätzlichen optischen oder akustischen Hinweis wird der Fahrer darüber informiert, daß das Notfallmanöver eingeleitet wurde, und daß er dieses Manöver nur durch Betätigen des Schalters 18 abbrechen kann. Der Schalter 18 kann mit dem Schalter identisch sein, der normalerweise zum Deaktivieren des Fahrerassistenzsytems dient und der üblicherweise in ergonomisch günstiger Position in der Nähe des Lenkrads angebracht ist.
Wenn der Fahrer den Schalter 18 nicht betätigt hat, erfolgt von Schritt S8 ein Rücksprung zu Schritt S4, und das Notfallmanöver wird fortgesetzt. Die Schritte S5 bis S7 werden wiederholt, bis das Fahrzeug zum Stand gebracht wurde. Falls sich das Fahrzeug am Beginn des Notfallmanövers auf der äußersten linken Spur einer mehrspurigen Fahrbahn befunden hat, ist mit den Schritten S5 und S6 auch ein mehrmaliger Spurwechsel möglich, bis hin zu einem Wechsel auf die Standspur.
Wenn die Überprüfung in S8 ergibt, daß der Fahrer den Schalter 18 betätigt hat, so wird in Schritt S9 das Notfallmanöver abgebrochen, und der Fahrer erhält wieder die Kontrolle über das Fahrzeug. Das Fahrerassistenzsystem 14 geht dann in einen "Nachsorgemodus", in dem beispielsweise eine generelle Begrenzung der Höchstgeschwindigkeit auf 80 km/h implementiert ist, damit der gesundheitlich angeschlagene Fahrer gezwungen wird, die Fahrt mit einer sicheren Geschwindigkeit fortzusetzen. Je nach Ausführungsform kann die Geschwindigkeitsbegrenzung für eine bestimmte Zeit, beispielsweise für eine halbe Stunde, aktiv bleiben, oder sie bleibt so lange aktiv, bis der Fahrer eine längere Erholungspause eingelegt hat oder die biometrischen Daten wieder auf volle Fahrtüchtigkeit schließen lassen. Die Systeme, die zur Erfassung der biometrischen Daten dienen, können auch so ausgebildet sein, daß sie in der Lage sind, den Fahrer automatisch zu identifizieren. In diesem Fall wird der Nachsorgemodus beendet, wenn ein Fahrerwechsel erkannt wird.
Wenn in Schritt S7 festgestellt wird, daß das Fahrzeug zum Stillstand gekommen ist, ohne daß das Notfallmanöver abgebrochen wurde, so erfolgt eine Verzweigung zu Schritt S10. In diesem Fall muß davon ausgegangen werden, daß die Fahruntüchtigkeit oder Ohnmacht des Fahrers fortdauert. Aus Sicherheitsgründen wird deshalb in Schritt S10 die Zündung ausgeschaltet, sofern nicht die Außentemperatur so niedrig ist, daß die Heizung in Betrieb bleiben muß, um eine Unterkühlung des Fahrers zu verhindern. Sofern das Fahrzeug ein Autotelefon aufweist, kann in Schritt S10 auch automatisch ein Notruf abgesetzt werden. Falls das Fahrzeug auch ein Navigationssystem aufweist, kann der Notruf mit einer Positionsangabe verbunden werden.
Wahlweise kann auch im Anschluß an Schritt 10 das Nachsorgeprogramm aktiviert werden, jedoch sollte das Nachsorgeprogramm dann deaktivierbar sein, falls ein Beifahrer die Fahrzeugführung übernimmt, um für eine schnelle ärztliche Versorgung des Erkrankten zu sorgen.

Claims

1. Notfallsystem für Kraftfahrzeuge, mit einem Fahrerüberwachungssystem (10) zur Erkennung einer Fahruntüchtigkeit des Fahrers und einer Steuereinrichtung (12) zur Einleitung eines Notfallmanövers bei erkannter Fahruntüchtigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (12) mit einem Fahrerassistenzsystem (14) kombiniert ist, das eine Sensorik (16) zur Erfassung des Verkehrsumfelds aufweist.

2. Notfallsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorik (16) einen Abstandssensor zur Messung des Abstands von vor dem Fahrzeug befindlichen Objekten aufweist und daß die Steuereinrichtung (12, 14) dazu ausgebildet ist, die Verzögerung des Fahrzeugs in Abhängigkeit von den gemessenen Abstandsdaten zu steuern.

3. Notfallsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrerassistenzsystem ein Querführungssystem zur automatischen Steuerung der Querbewegungen des Fahrzeugs umfaßt und daß die Steuereinrichtung (12) dazu ausgebildet ist, das Querführungssystem zu aktivieren.

4. Notfallsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (12, 14) dazu ausgebildet ist, einen automatischen Spurwechsel mit Hilfe des Querführungssystems zu veranlassen.

5. Notfallsystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (12, 14) dazu ausgebildet ist, automatische Ausweichmanöver mit Hilfe des Querführungssystems zu veranlassen.

6. Notfallsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (12) dazu ausgebildet ist, das Fahrerassistenzsystem (14) unabhängig von Ein- und Ausschaltbefehlen des Fahrers zu aktivieren.

7. Notfallsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine vom Fahrer zu betätigende Eingabeeinrichtung (18) zur Eingabe eines Befehls zum Abbruch des Notfallmanövers.

8. Notfallsystem nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Geschwindigkeitsbegrenzungsfunktion, die bei Betätigung der Eingabeeinrichtung (18) automatisch aktiviert wird.

9. Notfallsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionen des Fahrerassistenzsystems (14) nach erkannter Fahruntüchtigkeit durch den Fahrer nicht übersteuerbar sind.

10. Notfallsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine Geschwindigkeitsbegrenzungsfunktion, die bei erkannter Fahruntüchtigkeit automatisch aktiviert wird.