DE102010001581B4

DE102010001581B4 - Fahrerassistenzsystem und Verfahren zur Fahrerassistenz zum automatischen Fahren

Info

Publication number: DE102010001581B4
Application number: DE102010001581.4A
Authority: DE
Inventors: Holger Breuing; Alexander Schanz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-02-04
Filing date: 2010-02-04
Publication date: 2023-08-10
Anticipated expiration: 2030-02-05
Also published as: CN102145694A; FR2956848B1; IT1403312B1; ITMI20110075A1; DE102010001581A1; FR2956848A1

Abstract

Fahrerassistenzsystem (10) zum automatischen Fahren mit einem Human Machine Interface (11), einer Einrichtung zur Umgebungserfassung (12) und einer Einrichtung zum Erfassen einer aktuellen Fahrsituation (13), wobei das Fahrerassistenzsystem (10) eine Einrichtung zum Prüfen (14) einer Möglichkeit einer automatischen Fahrzeugführung aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Einrichtung zum Prüfen (14) eingerichtet ist zum Ermitteln einer möglichen Dauer einer automatischen Fahrzeugführung, zum Ermitteln, ob die ermittelte mögliche Dauer größer als eine einstellbare Mindestdauer ist, und zum Bejahen der Möglichkeit einer automatischen Fahrzeugführung, falls die ermittelte mögliche Dauer größer als eine einstellbare Mindestdauer ist, und
das Human Machine Interface (11) eingerichtet ist zum Ausgeben, ob eine automatische Fahrzeugführung möglich ist, und zum Ausgeben der Information, wie lange eine automatische Fahrzeugführung möglich ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Fahrerassistenzsystem und einem Verfahren zur Fahrerassistenz zum automatischen Fahren nach dem Oberbegriff des entsprechenden unabhängigen Anspruchs 1 bzw. 4, wie aus der DE 10 2008 040 149 A1 bekannt.
Ein ähnliches Fahrerassistenzsystem und Verfahren zur Fahrerassistenz zum automatischen Fahren sind aus der DE 10 2007 029 594 A1 bekannt.
Fahrerassistenzsysteme, die begrenzte Steuerungsaufgaben übernehmen, sind bekannt. So beschreibt die DE 10 2008 003 666 A1 ein Fahrerassistenzsystem zur Steuerung eines Fahrzeugs auf einer Trajektorie für das Befahren einer Kurve. Sensoren erfassen das Fahrzeugumfelds und eine Einrichtung für den Eingriff in Bordsysteme des Fahrzeugs in Abhängigkeit von Ausgangssignalen der Sensoren steuert das Fahrzeug, wobei das Fahrerassistenzsystem die Trajektorie in Abhängigkeit von dem Fahrerwunsch festlegt.
Bereits bekannt ist weiterhin das automatische Steuern von Fahrzeugen im Verkehr. Die WO 2008/ 053 373 A2 beschreibt die Evaluierung eines Fahrtensteuerungsplans für ein automatisch betriebenes Fahrzeug. Eine Verhaltensvorhersageeinrichtung schätzt das Verhalten eines benachbarten Fahrzeugs zu einem Zeitpunkt ab. Eine Positionsvorhersageeinrichtung schätzt die Position des benachbarten Fahrzeugs zu einem späteren Zeitpunkt ab aus der Position zum Zeitpunkt und dem geschätzten Verhalten. Eine Evaluierungseinheit evaluiert die Sicherheit des Fahrtensteuerungsplans aufgrund der vorhergesagten Position des benachbarten Fahrzeugs und der Position des automatisch betriebenen Fahrzeugs nach dessen Fahrtensteuerungsplan. Die WO 2008/ 056 262 A2 erweitert ein solches System auf zwei kommunizierende Fahrzeuge.
Offenbarung der Erfindung
Dagegen haben ein Fahrerassistenzsystem und ein Verfahren zur Fahrerassistenz zum automatischen Fahren gemäß der vorliegenden Erfindung, wie in Anspruch 1 bzw. 4 definiert, den Vorteil, dass der Fahrer eines Fahrzeugs für eine begrenzte Zeit von der Fahrzeugführungsaufgabe entbunden wird. Das Fahrerassistenzsystem ermöglicht ein einfaches transparentes Human Machine Interface (HMI) mit einer voll automatischen Funktion. Der Fahrer kann Aufmerksamkeit von der Fahraufgabe abwenden, vorteilhaft für eine Dauer im Bereich einiger Sekunden. Ein weiterer Vorteil sind geringere Anforderungen als bei Systemen mit nicht situativem automatischem Fahren, da komplizierte Situationen einer Steuerung durch den Fahrer vorbehalten bleiben.
Über ein geeignetes HMI wird der Fahrerwunsch die Fahraufgabe dem System zu übertragen aufgenommen. Das Fahrerassistenzsystem nutzt eine Einrichtung zum Erfassen einer aktuellen Fahrsituation, um die Fahrsituation des zur Zeit vom Fahrer geführten Fahrzeugs in einer Umgebung mit einer Trajektorie und möglicherweise anderen Fahrzeugen zu erfassen. Vorteilhaft wird dabei eine Einrichtung zur Umgebungserfassung benutzt, die unterschiedliche Sensorik aufweisen kann, z.B. Radar, Video, Lidar, Ultraschall, Car-to-Car and Car-to-Roadside Communication (C2X), Navigationsdaten. Auf der Basis der aktuellen Fahrsituation prüft nun eine Einrichtung zum Prüfen einer Möglichkeit einer automatischen Fahrzeugführung, wie viel Aufmerksamkeit die Fahrsituation erfordert bzw. ob eine Einrichtung zur automatischen Fahrzeugführung das Fahrzeug führen kann. Vorteilhaft wird dabei eine mögliche maximale Dauer einer solchen automatischen Fahrzeugführung ermittelt. Mittels einer geeigneten Systemrückmeldung wird die Möglichkeit und die Dauer der Führungsübernahme dem Fahrer akustisch und/oder visuell angezeigt.
Ist eine automatische Fahrzeugführung möglich kann diese durch ein HMI vom Fahrer aktiviert werden oder sich unmittelbar aktivieren. Die verbleibende Dauer der automatischen Fahrzeugführung wird dem Fahrer über eine geeignete Systemrückmeldung vermittelt. Eine hinreichende Zeit vor einer notwendigen Fahraufgabe durch den Fahrer wird der Fahrer über das HMI zur Übernahme der Fahrzeugführung aufgefordert. Das System zur Fahrerassistenz ermöglicht dem Fahrer dies transparent durchzuführen. Er kann jederzeit die Steuerung des Fahrzeugs übernehmen durch Betätigen eines oder mehrerer Betätigungselemente, z.B. ein Pedal oder das Lenkrad.
Übernimmt der Fahrer die Steuerung des Fahrzeugs nicht vor Ablauf der ermittelten möglichen Dauer der automatischen Fahrzeugführung, so werden geeignete Notfallmaßnahmen getroffen, z.B. verzögert das Fahrzeug langsam bis zum Anhalten.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen erläutert, in denen

1 eine schematische Darstellung eines Fahrerassistenzsystems zum automatischen Fahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ein Flussdiagramm des Verfahrens zur Fahrerassistenz gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
3 ein Flussdiagramm des Verfahrens zur Fahrerassistenz gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

In 1 ist ein Fahrerassistenzsystem 10 zum automatischen Fahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das Fahrerassistenzsystem 10 weist ein HMI 11, eine Einrichtung zur Umgebungserfassung 12, eine Einrichtung zum Erfassen einer aktuellen Fahrsituation 13, eine Einrichtung zum Prüfen 14 einer Möglichkeit einer automatischen Fahrzeugführung und eine Einrichtung zur automatischen Fahrzeugführung 15 auf.
Das HMI 11 weist ein Bedienungselement 16 zur Anforderung einer automatischen Fahrzeugführung sowie als Ausgabeeinrichtungen einen Bildschirm 17 und einen Lautsprecher 18 auf. Die Einrichtung zur Umgebungserfassung 12 benutzt zur Umgebungserfassung eine Sensorik, die die gerade befahrene Strasse und Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs erfasst. Daraus und vorteilhaft aus Daten des eigenen Fahrzeugs wie Geschwindigkeit, Beschleunigung, Lenkungseinschlag ermittelt die Einrichtung zum Erfassen einer aktuellen Fahrsituation 13 die gesamte Fahrsituation. Mit dieser Fahrsituation prüft die Einrichtung zum Prüfen 14 die Möglichkeit einer automatischen Fahrzeugführung, wobei sie eine Einrichtung zum Abschätzen 19 einer zukünftigen Fahrsituation auf einer Basis der aktuellen Fahrsituation einsetzt. Dabei ermittelt die Einrichtung zum Prüfen 14 eine Dauer, wie lange eine automatische Fahrzeugführung möglich ist. Ist die ermittelte Dauer größer als eine einstellbare Mindestdauer, so wird die Frage ob eine automatische Fahrzeugführung möglich ist bejaht. Die Einrichtung zum Prüfen 14 gibt über das HMI 11 dem Fahrer die Information, ob und gegebenenfalls wie lange eine automatische Fahrzeugführung möglich ist. Nun kann entweder automatisch oder auf Anforderung durch den Fahrer über das Bedienungselement 16 die automatische Fahrzeugführung aktiviert werden, wobei die Einrichtung zur automatischen Fahrzeugführung 15 dies durchführt.
In 2 ist in Flussdiagramm 20 das Verfahren zur Fahrerassistenz gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das Verfahren wird mit Bezug auf das Fahrerassistenzsystem 10 aus 1 erläutert. Das Verfahren beginnt mit Verfahrensschritt

a) Anforderung einer automatischen Fahrzeugführung durch den Fahrer mittels Bedienungselement 16 des HMI 11. Daraufhin führt das Fahrerassistenzsystem 10 in seiner Einrichtung zum Erfassen einer aktuellen Fahrsituation 13 den Verfahrensschritt
b) Erfassen der aktuellen Fahrsituation aus. Dies erfolgt mit Hilfe der Einrichtung zur Umgebungserfassung 12 und einer entsprechenden Sensorik, die die gerade befahrene Strasse und Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs erfasst, sowie unter Verwendung von Daten des eigenen Fahrzeugs wie Geschwindigkeit, Beschleunigung, Lenkungseinschlag. Mit Vorliegen der Fahrsituation erfolgt in der Einrichtung zum Prüfen 14 Verfahrensschritt
c) Prüfen einer Möglichkeit einer automatischen Fahrzeugführung, wobei ein Abschätzen einer zukünftigen Fahrsituation auf einer Basis der aktuellen Fahrsituation erfolgt. Dabei ermittelt die Einrichtung zum Prüfen 14 eine Dauer, wie lange eine automatische Fahrzeugführung möglich ist. Ist die ermittelte Dauer größer als eine einstellbare Mindestdauer, so wird die Frage ob eine automatische Fahrzeugführung möglich ist bejaht. Nun erfolgt über das HMI 11 Verfahrensschritt
d) Ausgeben, ob eine automatische Fahrzeugführung möglich ist. Das Fahrerassistenzsystem 10 gibt dem Fahrer die Information, ob und gegebenenfalls wie lange eine automatische Fahrzeugführung möglich ist.

Nun kann entweder automatisch oder auf Anforderung durch den Fahrer über Bedienungselement 16 die automatische Fahrzeugführung aktiviert werden, wobei die Einrichtung zur automatischen Fahrzeugführung 15 dies durchführt.
In 3 ist in Flussdiagramm 30 das Verfahren zur Fahrerassistenz gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das Verfahren wird wieder mit Bezug auf das Fahrerassistenzsystem 10 aus 1 erläutert. Diese Ausführungsform enthält die aus 2 bekannten Verfahrensschritte und baut darauf auf. Hinzu kommt, dass in dieser Ausführungsform die angeforderte automatische Fahrzeugführung automatisch erfolgt falls dies möglich ist. Die Verfahrensschritte a') und b') entsprechen den aus 2 bekannten Verfahrensschritten a) und b). Die Verfahrensschritte c') und d1), d2) entsprechen den aus 2 bekannten Verfahrensschritten c) und d), wobei hier die Fallunterscheidung hervorgehoben wird, ob die ermittelte Dauer größer als die einstellbare Mindestdauer ist. Falls dies nicht zutrifft, also die Frage ob eine automatische Fahrzeugführung möglich ist verneint wird, so wird diese Antwort in Verfahrensschritte d1) angezeigt. Das Verfahren endet nun jedoch nicht, sondern verzweigt zurück zu Verfahrensschritt b'), wo eine erneute Erfassung der Fahrsituation erfolgt und danach in Verfahrensschritt c') bewertet wird.
Falls die ermittelte Dauer größer als die einstellbare Mindestdauer ist, also die Frage ob eine automatische Fahrzeugführung möglich ist bejaht wird, so wird diese Antwort in Verfahrensschritte d2) zusammen mit der Dauer angezeigt. Das Verfahren wird nun fortgesetzt mit Verfahrensschritt

e) Durchführen der automatischen Fahrzeugführung. Dabei gibt das Fahrerassistenzsystem 10 dem Fahrer ständig die Information, für welche Dauer eine automatische Fahrzeugführung möglich ist. Unterschreitet diese Dauer eine einstellbare Warndauer, so erfolgt eine optische und akustische Aufforderung zur Übernahme der Fahrzeugführung an den Fahrer. Laufend erfolgt Verfahrensschritt
f) Prüfen, ob die Dauer der möglichen automatischen Fahrzeugführung verstrichen ist bzw. gleich null ist. Falls dies nicht der Fall ist, wird verzweigt in Verfahrensschritt e) und die automatische Fahrzeugführung wird fortgesetzt. Falls die Dauer der automatischen Fahrzeugführung jedoch verstrichen ist, erfolgt Verfahrensschritt
g) Ergreifen einer Notfallmaßnahme, in diesem Beispiel ein sanftes Verzögern des Fahrzeugs bis zum Anhalten.

Vorteilhaft wird während Verfahrensschritt e) laufend die Fahrsituation erfasst und auf die Möglichkeit einer automatischen Fahrzeugführung geprüft ähnlich wie in den Verfahrensschritten b') und c'), so dass sich eine Verlängerung oder Verkürzung der ursprünglichen Dauer der automatischen Fahrzeugführung ergeben kann, der Fahrer jedoch aufgrund der vorgesehenen Warnungen auch bei sich ungünstig entwickelnden Fahrsituationen informiert ist.

Claims

Fahrerassistenzsystem (10) zum automatischen Fahren mit einem Human Machine Interface (11), einer Einrichtung zur Umgebungserfassung (12) und einer Einrichtung zum Erfassen einer aktuellen Fahrsituation (13), wobei das Fahrerassistenzsystem (10) eine Einrichtung zum Prüfen (14) einer Möglichkeit einer automatischen Fahrzeugführung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Prüfen (14) eingerichtet ist zum Ermitteln einer möglichen Dauer einer automatischen Fahrzeugführung, zum Ermitteln, ob die ermittelte mögliche Dauer größer als eine einstellbare Mindestdauer ist, und zum Bejahen der Möglichkeit einer automatischen Fahrzeugführung, falls die ermittelte mögliche Dauer größer als eine einstellbare Mindestdauer ist, und das Human Machine Interface (11) eingerichtet ist zum Ausgeben, ob eine automatische Fahrzeugführung möglich ist, und zum Ausgeben der Information, wie lange eine automatische Fahrzeugführung möglich ist.
Fahrerassistenzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Prüfen (14) eine Einrichtung zum Abschätzen (19) einer zukünftigen Fahrsituation auf einer Basis der aktuellen Fahrsituation aufweist.
Fahrerassistenzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrerassistenzsystem (10) eine Einrichtung zur automatischen Fahrzeugführung (15) aufweist.
Verfahren zur Fahrerassistenz zum automatischen Fahren für ein in einer Umgebung geführtes Fahrzeug, umfassend die Verfahrensschritte a) Anforderung einer automatischen Fahrzeugführung; b) Erfassen der aktuellen Fahrsituation; c) Prüfen einer Möglichkeit einer automatischen Fahrzeugführung; d) Ausgeben, ob eine automatische Fahrzeugführung möglich ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Prüfen der Möglichkeit einer automatischen Fahrzeugführung (c) ein Ermitteln einer möglichen Dauer einer automatischen Fahrzeugführung, ein Ermitteln, ob die ermittelte mögliche Dauer größer als eine einstellbare Mindestdauer ist, und ein Bejahen der Möglichkeit einer automatischen Fahrzeugführung, falls die ermittelte mögliche Dauer größer als eine einstellbare Mindestdauer ist, umfasst, und das Ausgeben, ob eine automatische Fahrzeugführung möglich (d, d') ist, das Ausgeben der Information, wie lange eine automatische Fahrzeugführung möglich ist, umfasst
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassen der aktuellen Fahrsituation (b, b') ein Erstellen eines Abbilds der Umgebung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Erstellen eines Abbilds der Umgebung Informationen von einem sensorischen System umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Prüfen der Möglichkeit einer automatischen Fahrzeugführung (c) ein Abschätzen einer zukünftigen Fahrsituation auf einer Basis der aktuellen Fahrsituation aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren weiterhin den Verfahrensschritt e) Durchführen einer automatischen Fahrzeugführung aufweist.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Verfahrensschritt e) Durchführen einer automatischen Fahrzeugführung automatisch erfolgt, falls eine automatische Fahrzeugführung möglich ist (d2).
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Durchführen der automatischen Fahrzeugführung (e) ein Ausgeben, wie lange eine automatische Fahrzeugführung möglich ist, erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass falls die automatische Fahrzeugführung nicht vor Ablauf der möglichen Dauer einer automatischen Fahrzeugführung beendet wird (f) eine Notfallmaßnahme (g) getroffen wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Notfallmaßnahme (g) ein Abbremsen des Fahrzeugs ist.