DE102014223620A1 - Verfahren zum Anpassen des Fahrverhaltens eines Fahrzeugs - Google Patents

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Nicolaj Stache
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Conti Temic Microelectronic GmbH
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Abstract

Es ist ein Verfahren zum Anpassen des Fahrverhaltens eines Fahrzeugs gegeben, aufweisend die folgenden Schritte: Erfassen (S1) von Fahrbahnzustandsdaten durch ein erstes Fahrzeug (101); Ermitteln (S2) eines Bewegungspfads auf Grundlage der Fahrbahnzustandsdaten; Anpassen (S3) des Fahrverhaltens des zweiten Fahrzeugs (102) an den Bewegungspfad.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anpassen des Fahrverhaltens eines Fahrzeugs.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Fahrzeuge mit Fahrerassistenzsystemen oder adaptiven Fahrwerken können mit Sensoren für die Erfassung der Fahrbahnoberfläche ausgestattet sein, um die Beschaffenheit der Fahrbahn in der Nähe des Fahrzeugs zu erfassen. Dabei werden üblicherweise Unebenheiten in der Fahrbahn gemessen und das adaptive Fahrwerk dementsprechend angepasst. Im Wesentlichen werden optische Sensoren wie Stereokameras oder Lasermessgeräte verwendet, aber auch akustische oder elektromagnetische Messeinrichtungen sind möglich. Die Benutzung eines solchen adaptiven Fahrwerks verbraucht aber einen deutlichen Teil der verfügbaren Motorleistung. Zudem ist die Reichweite der Sensoren zum Erfassen der Schlaglöcher und Bodenwellen naturgemäß auf die nähere Umgebung des Fahrzeugs begrenzt.
  • DE 10 2012 208 254 A1 beschreibt ein Verfahren zur Erstellung eines aktuellen Situationsabbilds des Fahrzeugumfelds, mit welchem eine Datenbank aktualisiert wird, welche Situationsabbilder von mehreren Fahrzeugen speichert.
  • DE 10 2009 017 731 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Erstellen und Speichern einer digitalen Karte für ein Transportmittel.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Es kann als Aufgabe der Erfindung betrachtet werden, den Fahrkomfort in einem Fahrzeug bei niedrigem Materialverschleiß und niedrigem Leistungsaufwand zu erhöhen.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der folgenden Beschreibung.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Anpassen des Fahrverhaltens eines Fahrzeugs gegeben, aufweisend die folgenden Schritte: Erfassen von Fahrbahnzustandsdaten durch ein erstes Fahrzeug; Ermitteln eines Bewegungspfads auf Grundlage der Fahrbahnzustandsdaten; Anpassen des Fahrverhaltens des zweiten Fahrzeugs an den Bewegungspfad.
  • Dabei wird im Rahmen dieser Beschreibung unter Fahrverhalten insbesondere die Richtungsgebung bzw. Anpassung der Fahrtrichtung verstanden, also die Lenkbewegungen zum Positionieren des Fahrzeugs relativ zu den Rändern der jeweiligen Fahrspur, auf der sich das Fahrzeug momentan befindet.
  • Im ersten Schritt, dem Erfassen von Fahrbahnzustandsdaten, ermittelt ein erstes Fahrzeug die Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche mit entsprechender Sensorik. Beispielsweise ist das Fahrzeug mit einer Laserabtasteinrichtung, einer Ultraschallabtasteinrichtung, einer Radarabtasteinrichtung, oder einer Kameraeinrichtung, beispielsweise einer Stereokameraeinrichtung, ausgestattet.
  • Bei Fahrbahnzustandsdaten können beispielsweise die Welligkeit der Fahrbahn mit ihren Unebenheiten, oder auch Schlaglöcher, Bodenwellen, Fräskanten, Querrillen, Längsrillen, Schwellen oder große Krümmungsradien der Oberfläche in Längs oder Querrichtung von Interesse sein.
  • Im zweiten Schritt findet ein Ermitteln eines Bewegungspfads auf Grundlage der Fahrbahnzustandsdaten statt.
  • Unter Bewegungspfad versteht man im Rahmen der Beschreibung die Bahnkurve des Fahrzeugs relativ zur Fahrbahn. Der Bewegungspfad ist also als Verlauf der jeweiligen gewünschten Orte des Fahrzeugs auf der Fahrbahn in Abhängigkeit des Fortbewegungsverlaufs auf der Fahrbahn zu verstehen. Das kann beispielsweise ein Abstand zur linken oder rechten Fahrbahnbegrenzungsmarkierung sein. Es mag Ziel der Ermittlung des Bewegungspfades sein, einen möglichst glatten Bewegungspfad zu ermitteln, wobei „glatt“ als Minimierung von Änderungen der Lenkbewegungen zu verstehen sein kann. Der Bewegungspfad wird auf Grundlage der erfassten Fahrbahnzustandsdaten ermittelt. Es mag von Interesse sein, den Bewegungspfad derart vorzugeben, dass beispielshalber Schlaglöcher weitestgehend vermieden werden oder in Längsrillen nicht eingefahren wird. Beispielshalber kann auch ein Bewegungspfad ermittelt werden, der Änderungen der Querbeschleunigungen minimiert, oder auch das Maximum der Querbeschleunigungen unter einer Grenze zu halten versucht.
  • Im anschließenden Schritt, dem Anpassen des Fahrverhaltens eines zweiten Fahrzeugs an den Bewegungspfad, wird das Fahrverhalten wie oben beschrieben, so beeinflusst, dass es sich nach dem ermittelten Bewegungspfad richtet. Beispielshalber kann zu einem Spurhalteassistenten der ermittelte Bewegungspfad als Vorgabe übermittelt werden. In diesem Fall verfolgt der Spurhalteassistent den ermittelten Bewegungspfad. Das schließt beispielshalber auch einen Spurwechsel mit ein.
  • Ein Aspekt der Erfindung ist das Anpassen der Fahrtrichtung des zweiten Fahrzeugs basierend auf der Information des ersten Fahrzeugs.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung findet ein Übertragen der erfassten Fahrbahnzustandsdaten von dem ersten Fahrzeug an eine zentrale, von dem ersten Fahrzeug räumlich getrennte Recheneinheit statt.
  • Diese Recheneinheit kann ein zentraler Rechner – auch genannt Server – sein, der als Datenbank und übermittelnder Rechner dient. Es mag vorteilhaft sein, die erfassten Fahrbahnzustandsdaten auf einem zentralen Rechner zu sammeln, um sie von diesem entweder zu verteilen oder am gleichen Ort zu verarbeiten.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung findet ein Übertragen der erfassten Fahrbahnzustandsdaten von der zentralen Recheneinheit an das zweite Fahrzeug statt.
  • Dabei kann ein Vorteil z.B. darin bestehen, dass nur die Daten vom zentralen Rechner auf den Klienten, also ein zweites Fahrzeug übertragen werden, die jeweils zum näheren Umfeld des Fahrzeugs gehören. So kann die zu übertragende Datenmenge reduziert werden und ein jeweils aktueller Datensatz zur Verfügung stehen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist auch ein Übertragen der erfassten Fahrbahnzustandsdaten von dem ersten Fahrzeug unmittelbar an das zweite Fahrzeug möglich. Dies kann ein in einem Netzwerk der Fahrzeuge erfolgen, die ohne zentrale Recheneinheit auskommt. Eine zentrale Recheneinheit kann aber auch neben diesem Netzwerk existieren, beispielshalber um den Datenaustausch unter den Fahrzeugen zu koordinieren oder auch um als redundante Datenquelle zu fungieren.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das zweite Fahrzeug den Bewegungspfad ermitteln, wenn wie oben beschrieben die Fahrbahnzustandsdaten, ermittelt vom ersten Fahrzeug, auf das zweite Fahrzeug übertragen wurden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die zentrale Recheneinheit den Bewegungspfad ermitteln.
  • Auch ist es möglich, dass das erste Fahrzeug selbst den Bewegungspfad ermittelt. Die Ermittlung des Bewegungspfades kann dabei rückschauend erfolgen. Das heißt, dass die Daten erfasst und im ersten Fahrzeug zwischengespeichert werden, und nach Sammlung eines Datensatzes der Bewegungspfad bestimmt wird. Damit kann sich dieses Verfahren unterscheiden von einer Echtzeit oder Quasi-Echtzeit Berechnung eines Pfades, indem nicht der aktuelle Datenstrom des aktuell erfassten Fahrbahnzustands verwendet wird, sondern die Daten erst nach Zwischenspeicherung verwendet werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann dann der Bewegungspfad von dem ersten Fahrzeug an die zentrale Recheneinheit übertragen werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der Bewegungspfad von der zentralen Recheneinheit an das zweite Fahrzeug übertragen.
  • Auch ist es denkbar, dass der Bewegungspfad von dem ersten Fahrzeug unmittelbar an das zweite Fahrzeug übertragen wird.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfasst das erste Fahrzeug die Fahrbahnzustandsdaten während einer Fahrt.
  • In einem weiteren möglichen Ausführungsbeispiel sendet das zweite Fahrzeug seine geplante Fahrtstrecke, die beispielshalber aus Angabe des gewünschten Start- und Zielpunkts von einem Navigationssystem berechnet wird, an die zentrale Recheneinheit oder die lokale Recheneinheit, um einen Bewegungspfad auf der gesamten geplanten Fahrtstrecke zu ermitteln. Dabei können beispielsweise in diesem Schritt für die gesamte geplante Fahrtstrecke der Fahrbahnzustand ermittelt werden und lokale Bewegungspfadänderungen vorgegeben werden, wo es der Fahrbahnzustand erforderlich macht, weil z.B. Schlaglöcher oder Fahrbahnunebenheiten auf der Fahrbahn vorkommen. Durch ein solches Verfahren werden beispielsweise die für eine Fahrt erforderlichen Daten betreffend den Fahrbahnzustand vor Beginn einer Fahrt von der zentralen Recheneinheit für die Ermittlung des Bewegungspfads berücksichtigt. So kann beispielsweise auf eine Datenübertragung während der Fahrt verzichtet werden, z.B. wenn die Fahrt durch nicht hinreichend mit Kommunikationsverbindungen ausgestattete Gebiete führt. Solche Gebiete können beispielsweise Gebiete mit geringem oder nicht vorhandenem Mobilfunkempfang sein. Es ist außerdem möglich, dass der gewünschte Startpunkt und der gewünschte Zielpunkt an die zentrale Recheneinheit übertragen werden und die geplante Fahrtstrecke von der zentralen Recheneinheit ermittelt und an das Fahrzeug zusammen mit dem in der zentralen Recheneinheit ermittelten Bewegungspfad übertragen wird.
  • Auch ist es denkbar, dass das zweite Fahrzeug eine Form des Verfahrens, wie in der Beschreibung gezeigt, ausführt, jedoch das Verfahren mit den Fahrbahnzustandsdaten, welche mit seiner eigener Sensorik erfasst werden, kombiniert. Ein Vorteil mag dabei darin bestehen, kurzfristig aktuelle Fahrbahnzustandsdaten in das Verfahren mit aufnehmen zu können. In anderen Worten bedeutet dies, dass das zweite Fahrzeug sowohl Fahrbahnzustandsdaten von der zentralen Recheneinheit erhält und für die Ermittlung des Bewegungspfads heranzieht, als auch Fahrbahnzustandsdaten mit einer eigenen Fahrzeugsensorik erfasst und zusätzlich für die Ermittlung des Bewegungspfads heranzieht. Insbesondere bei im Zeitablauf rasch veränderlichen Fahrbahnzustandsdaten kann dies vorteilhaft sein, wenn z.B. die zentrale Recheneinheit nicht über aktuelle Fahrbahnzustandsdaten verfügt.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass das zweite Fahrzeug ebenfalls den Fahrbahnzustand erfassen und an die zentralen Recheneinheit oder andere Fahrzeuge übertragen kann. Dies bedeutet, dass beispielsweise eine zentral vorgehaltene Karte mit Fahrbahnzustandsdaten einer Vielzahl von Fahrzeugen auf einem aktuellen Stand gehalten wird, wobei diese zentral vorgehaltene Karte als Quelle für die Ermittlung des Bewegungspfads für die gleiche Vielzahl von Fahrzeugen dient.
  • In einem weiteren möglichen Ausführungsbeispiel unterstützt das zweite Fahrzeug seine eigene Positionsbestimmung mit durch die im Fahrzeug verbaute Sensorik erfassten Informationen der Umgebung. Dies kann beispielsweise über eine Kamera und bildverarbeitende Algorithmen geschehen, wobei die Algorithmen die erfasste Umgebung mit gespeicherten Umgebungsdaten vergleichen und so die Position des Fahrzeugs sehr genau bestimmen können. Oder zusätzlich können alle zum Erfassen des Fahrbahnzustandes und/oder zum Erfassen der Fahrszene relevanten Sensoren verwendet werden – z. B. können Fahrwerkssensoren, die das Überfahren von Schwellen und Schlaglöchern detektieren, verwendet werden. In anderen Worten bedeutet dies, dass die Positionsbestimmung eines Fahrzeugs in Ergänzung zu beispielsweise satellitenbasierter Positionsbestimmung durch eine Positionsbestimmung basierend auf terrestrischen Markern erfolgt. Durch eine genauere Positionserfassung bzw. Positionsbestimmung kann das Verfahren effektiver ausgeführt werden, d.h. insbesondere dass der Bewegungspfad und entsprechende Lenkbewegungen eines Fahrzeugs genauer aufeinander abgestimmt werden können.
  • In einer weiteren möglichen Ausführungsform wird zusätzlich zu dem Bewegungspfad des zweiten Fahrzeugs auch die Geschwindigkeit des zweiten Fahrzeugs entsprechend der Fahrbahnzustandsdaten oder des Bewegungspfads angepasst. Insbesondere kann die Geschwindigkeit des zweiten Fahrzeugs in Abhängigkeit des Fahrbahnzustands, beispielsweise starker Fahrbahnoberflächenschäden, reduziert werden.
  • Kurze Beschreibung der Figuren
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Fahrzeugs, eines zweiten Fahrzeugs und einer zentralen Recheneinheit, welche ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ausführen.
  • 2 zeigt ein Fahrzeug mit einer lokalen Recheneinheit, einer Fahrbahnzustandserfassungseinheit und einer Datenübermittlungseinheit.
  • 3 zeigt ein schematisches Ablaufdiagram eines Verfahrens gemäß eines Ausführungsbeispiels der Erfindung.
  • Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen
  • 1 zeigt eine mögliche Struktur aus einem ersten Fahrzeug 101, einem zweiten Fahrzeug 102 und einer zentralen Recheneinheit 200. Dabei können vom ersten Fahrzeug 101 auf die zentrale Recheneinheit 200 der Bewegungspfad übertragen 8 werden, und/oder die erfassten Fahrbahnzustandsdaten übertragen 2 werden. Von der zentralen Recheneinheit 200 können an das zweite Fahrzeug 102 erfasste Fahrbahnzustandsdaten übertragen 3 werden, und/oder der Bewegungspfad übertragen 9 werden. Auch können vom ersten Fahrzeug 101 an das zweite Fahrzeug 102 unmittelbar erfasste Fahrbahnzustandsdaten übertragen 4 werden, und/oder der Bewegungspfad übertragen 10 werden.
  • 2 zeigt ein Beispiel eines ersten Fahrzeugs 101 mit einer lokalen Recheneinheit 300, einer Fahrbahnzustandserfassungseinheit 400 und einer Datenübermittlungseinheit 500, wobei die lokale Recheneinheit 300 beispielsweise den Bewegungspfad aus den erfassten Fahrbahnzustandsdaten ermittelt. Die lokale Recheneinheit 300 kann auch Lenkempfehlungen ausgeben oder Lenkkommandos an eine automatische oder teilautomatische Lenkeinheit übermitteln. Diese Fahrbahnzustandsdaten werden von der Fahrbahnzustandserfassungseinheit 400 erfasst. Die Datenübermittlungseinheit 500 kann insbesondere den ermittelten Bewegungspfad oder den erfassten Fahrbahnzustand an ein zweites Fahrzeug 102 oder eine zentrale Recheneinheit 200 übermitteln.
  • 3 zeigt ein beispielhaftes Ablaufdiagram, umfassend die Schritte:
    • – Erfassen S1 von Fahrbahnzustandsdaten durch ein erstes Fahrzeug 101. Dies kann durch die Fahrbahnzustandserfassungseinheit 400, wie in 2 gezeigt, geschehen. Die erfassten Daten können entweder lokal zur weiteren Verwendung gespeichert werden, oder an eine zentrale Recheneinheit übermittelt werden, oder auch an ein zweites Fahrzeug 102 übermittelt werden.
    • – Ermitteln S2 eines Bewegungspfads auf Grundlage der Fahrbahnzustandsdaten. Dies kann beispielshalber durch die lokale Recheneinheit 300, wie in 2 gezeigt, geschehen;
    • – Anpassen S3 des Fahrverhaltens eines zweiten Fahrzeugs 102 an den Bewegungspfad. Dies erfolgt durch Lenkbewegungen, die so ausgerichtet sind, dass sie dem ermittelten Bewegungspfad folgen.
  • Bezugszeichenliste
    • 101
    Erstes Fahrzeug
    102
    Zweites Fahrzeug
    200
    Zentrale Recheneinheit
    300
    Lokale Recheneinheit
    400
    Fahrbahnzustandserfassungseinheit
    500
    Datenübermittlungseinheit
    2
    Übertragen von Fahrbahnzustandsdaten
    3
    Übertragen von Fahrbahnzustandsdaten
    4
    Übertragen von Fahrbahnzustandsdaten
    8
    Übertragen des Bewegungspfads
    10
    Übertragen von Fahrbahnzustandsdaten
    S1
    Erfassen von Fahrbahnzustandsdaten
    S2
    Ermitteln eines Bewegungspfades
    S3
    Anpassen des Fahrverhaltens
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102012208254 A1 [0003]
    • DE 102009017731 A1 [0004]

Claims (11)

  1. Verfahren zum Anpassen des Fahrverhaltens eines Fahrzeugs, aufweisend die folgenden Schritte: Erfassen (S1) von Fahrbahnzustandsdaten durch ein erstes Fahrzeug (101); Ermitteln (S2) eines Bewegungspfads auf Grundlage der Fahrbahnzustandsdaten; Anpassen (S3) des Fahrverhaltens eines zweiten Fahrzeugs (102) an den Bewegungspfad.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend den Schritt: Übertragen (2) der erfassten Fahrbahnzustandsdaten von dem ersten Fahrzeug (101) an eine zentrale, von dem ersten Fahrzeug räumlich getrennte Recheneinheit (200).
  3. Verfahren nach Anspruch 2, weiterhin aufweisend den Schritt: Übertragen (3) der erfassten Fahrbahnzustandsdaten von der zentralen Recheneinheit (200) an das zweite Fahrzeug.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend den Schritt: Übertragen (4) der erfassten Fahrbahnzustandsdaten von dem ersten Fahrzeug (101) unmittelbar an das zweite Fahrzeug (102).
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei das zweite Fahrzeug (102) den Bewegungspfad ermittelt.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei die zentrale Recheneinheit (200) den Bewegungspfad ermittelt.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Fahrzeug (101) den Bewegungspfad ermittelt.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Bewegungspfad von dem ersten Fahrzeug an die zentrale Recheneinheit (200) übertragen (8) wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Bewegungspfad von der zentralen Recheneinheit an das zweite Fahrzeug (102) übertragen (9) wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei der Bewegungspfad von dem ersten Fahrzeug (101) unmittelbar an das zweite Fahrzeug (102) übertragen (10) wird.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Fahrzeug (101) die Fahrbahnzustandsdaten während einer Fahrt erfasst.
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