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Eine risikoadaptive Eingriffsstrategie für Gefahrenbremssysteme

Reinisch, Philipp

Auf dem Gebiet der Gefahrenbremssysteme sind in den letzten Jahren weitreichende Entwicklungsaktivitäten zu verzeichnen. Eine immer stärker und früher eingreifende Bremsung soll die Wirksamkeit der Systeme maßgeblich erhöhen und ihren individuellen und volkswirtschaftlichen Nutzen weiter steigern. Mit den veränderten Bremsparametern geht jedoch eine Reihe von Risiken einher, deren Reduktion das Ziel der vorliegenden Arbeit ist: das Falschwarn-, Falschauslöse- sowie das Folgekollisionsrisiko. Um diese Risiken zu senken, werden sowohl das Fahrerverhalten als auch die zugrunde liegende Verkehrssituation modelliert, beobachtet und analysiert. Auf Basis der erarbeiteten menschlichen und physikalischen Kenngrößen werden dann die Komponenten Vorwarnung sowie Stärke und Zeitpunkt der Bremsung angepasst und in eine gesamthafte, risikoadaptive Eingriffsstrategie integriert. Die Vorwarnung wird in Form von Rückschaltvorgängen umgesetzt, die von abgelenkten Fahrern als haptische Warnung, von überholenden Fahrern hingegen als Unterstützung wahrgenommen werden. Das Falschwarnrisiko lässt sich durch die damit gestiegene Verzeihlichkeit im Falle einer Falschwarnung erheblich reduzieren. Der Eingriffszeitpunkt der eigentlichen Bremsung ergibt sich aus der Prämisse, bis zum Ende einer maximal angenommenen Reaktionszeit abzuwarten, ob der Fahrer selbständig die Situation entschärft; Falschauslösungen werden damit vermieden. Für die Reduktion des Folgekollisionsrisikos wird der Bremsverlauf derart angepasst, dass zunächst stark und anschließend mit verminderter Bremskraft verzögert wird. Dieses degressive Profil verbessert die Reaktion des Folgeverkehrs und kann somit Folgekollisionen verhindern. In weitreichenden Untersuchungen wird die Wirksamkeit der vorgestellten Ansätze nachgewiesen: Falschwarn- und -auslöserisiko können um mehr als die Hälfte, das Folgekollisionsrisiko um ein Drittel gesenkt werden.

In the course of the past years, there have been extensive developments in the field of emergency braking systems. A system that brakes earlier and harder can result in higher effectiveness and individual plus economic benefit. However, a set of risks accompanies the modified braking parameters: the risk of false warnings and false brake actuations as well as the risk of rear-end collisions. The objective of this thesis is to reduce these risks. For that purpose, both the driver behavior and the current and predicted driving situation are modeled, monitored and analyzed. On the basis of these parameters the brake pre-warning as well as the timing and strength of the brake actuation are adapted and included in a risk-adaptive strategy. Downshifts in the automatic gearbox are used as new method of pre-warning. The resulting jerk attracts the attention of distracted drivers while at the same time providing overtaking drivers with higher engine torques. The risk of false warnings can therefore be reduced. The actual brake timing results from the assumption that the driver normally reacts within his estimated reaction time. Up to the reaction time’s end, an emergency braking maneuver is therefore not initiated and false brake actuations can be avoided. For reducing the risk of rear-end collisions, the braking curve is adapted to start with a high deceleration and fade into light braking. This declining profile improves the reaction of the succeeding driver and therefore has the ability to avoid rear-end collisions. Extensive studies prove the efficiency of the presented approaches: The risk of false warnings and false brake actuations can be reduced by more than half and the risk of rear-end collisions by a third.

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Reinisch, Philipp: Eine risikoadaptive Eingriffsstrategie für Gefahrenbremssysteme. 2012.

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