DE102015001971A1 - Method and monitoring device for monitoring driver assistance systems - Google Patents
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Abstract
Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung eines Fahrerassistenzsystems (2), welche das sichere Betreiben unterschiedlicher Fahrerassistenzsysteme (2) gewährleisten, insbesondere in Situationen, in denen durch die Fahrerassistenzsysteme (2) Funktionen nicht definiert sind, Funktionen zu Unfällen, also zu Schäden am Fahrzeug oder an beteiligten Personen, führen oder Funktionen aufgrund fehlerhafter Komponenten nicht ausführbar sind. Es wird eine Überwachungs- und Rückfallebene angegeben, die durch drei voneinander unabhängigen Schichten (3, 4, 5) sämtliche Fehlerquellen von Fahrerassistenzsystemen (2) ursachenspezifisch erkennen und eliminieren kann.Method and device for monitoring a driver assistance system (2), which ensure the safe operation of different driver assistance systems (2), especially in situations in which by the driver assistance systems (2) functions are not defined functions to accidents, ie damage to the vehicle or persons involved, or functions are not executable due to faulty components. A monitoring and fallback level is specified which can identify and eliminate all error sources of driver assistance systems (2) by three independent layers (3, 4, 5).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Fahrerassistenzsystems für Fahrzeuge entsprechend dem unabhängigen Anspruch 1 und eine Überwachungsvorrichtung zur Überwachung eines Fahrerassistenzsystems entsprechend dem unabhängigen Nebenanspruch 5.The invention relates to a method for monitoring a driver assistance system for vehicles according to
Stand der TechnikState of the art
Fahrerassistenzsysteme sind seit geraumer Zeit bekannt. Diese übernehmen Teilfunktionen der Fahrzeugführung oder die gesamte Fahrzeugführung vollautomatisch und unabhängig vom Fahrer. Da Fehlfunktionen dieser Fahrerassistenzsysteme zu Sach- und/oder Personenschäden führen können, wird eine sogenannte Rückfallebene benötigt, die im Falle einer Fehlfunktion das Fahrzeug in einen sicheren Zustand überführen kann. Diese Rückfallebene wird entweder durch den Fahrzeugführer, also den Fahrer selbst übernommen oder durch Aktionspläne realisiert, die das Fahrzeug gezielt in den Stillstand versetzen.Driver assistance systems have been known for some time. These take over partial functions of the vehicle guidance or the entire vehicle guidance fully automatically and independently of the driver. Since malfunction of these driver assistance systems can lead to property damage and / or personal injury, a so-called fallback level is required, which can transfer the vehicle to a safe state in the event of a malfunction. This fallback level is either taken over by the vehicle driver, ie the driver himself, or implemented by means of action plans which purposefully bring the vehicle to a standstill.
Die Offenlegungsschrift
Die Offenlegungsschrift
In der Offenlegungsschrift
Die Patentschrift
Eine Ausgangsleitung des Watch-Dogs führt auf den Rücksetzeingang des Rechenelements und bspw. auf die Endstufe einer Luftzufuhreinstellung bzw. die Kraftstoffzumessung zum Stillsetzen der Antriebseinheit im Fehlerfall.An output line of the watchdog leads to the reset input of the computing element and, for example, to the output stage of an air supply setting or the fuel metering for stopping the drive unit in the event of a fault.
Die Offenlegungsschrift
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Demgegenüber ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, welche das sichere Betreiben unterschiedlicher Fahrerassistenzsysteme gewährleisten, insbesondere in Situationen, in denen durch die Fahrerassistenzsysteme Funktionen nicht definiert sind, Funktionen zu Unfällen, also zu Schäden am Fahrzeug oder an beteiligten Personen, führen oder Funktionen aufgrund fehlerhafter Komponenten nicht ausführbar sind.In contrast, it is the object of the invention to provide a method and a device, which ensure the safe operation of different driver assistance systems, especially in situations where functions are not defined by the driver assistance systems, functions to accidents, so to damage the vehicle or people involved , perform or functions are not executable due to faulty components.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die Lösung dieser Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Überwachung wenigstens eines zur teilweise oder vollständigen Fahrzeugführung ausgebildeten Fahrerassistenzsystems entsprechend dem Hauptanspruch 1 und durch eine Überwachungsvorrichtung zur Überwachung wenigstens eines zur teilweisen oder vollständigen Fahrzeugführung ausgebildeten Fahrerassistenzsystems entsprechend dem Nebenanspruch 6 ermöglicht.The solution to this problem is made possible by a method for monitoring at least one trained for partial or complete vehicle guidance driver assistance system according to the
Fahrerassistenzsysteme sind Teilsysteme von Fahrzeugen, die den Fahrer beim Führen des Fahrzeugs unterstützen, indem sie die Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs teilweise oder ganz übernehmen. Daraus lässt sich eine Definition eines Fahrerassistenzsystems ableiten, die sich auf die von dem Fahrerassistenzsystem bereitgestellte bzw. zu erzielende Funktion bezieht. Beispiele für solche Fahrerassistenzsysteme sind Längsführungssysteme, wie ACC (Adaptive Cruise Control – Abstandregeltempomat) und Stop-and-Go-Systeme (eingeschränkter Stauassistent) und Querführungssysteme, wie Spurhalteassistenten. Diese Fahrerassistenzsysteme werden immer komplexer, weil immer mehr Eingangsdaten verarbeitet werden müssen, die eingebundenen Fahrzeugführungssysteme, wie Lenkung, Bremsen oder Antrieb, in ihrer Anzahl zunehmen und weil die Aufgaben der Fahrerassistenzsysteme immer umfassender definiert werden. Galt bis vor Kurzem der Stauassistent als vollautomatisches Fahrerassistenzsystem, weil (innerhalb definierter Grenzen) die Fahrzeugführung, also Längs- und Querführung, vollständig übernommen wurde, geht die Tendenz dahin, die definierten Grenzen mehr und mehr auszuweiten und vollautonome Fahrerassistenzsysteme zu schaffen, die jederzeit ein Fahrzeug ohne Eingriff des Fahrers an einen Zielort steuern können. Aufgrund einer Vielzahl unterschiedlicher Verkehrssituationen, die dabei zu bewältigen sind (Autobahn, Landstraße, Wohngebiet), werden diese Fahrerassistenzsysteme Schritt für Schritt entwickelt und im Fahrzeug implementiert. Dabei können zum einen während der Entwicklung Systemfehler entstehen, die sich erst im Fahrzeug bemerkbar machen, und zum anderen einzelne Fahrerassistenzsysteme zueinander widersprüchliche Befehle für die Längs- und Querführung erzeugen, was im praktischen Fahrbetrieb zu Sach- und Personenschäden führen kann. Fahrerassistenzsysteme müssen daher überwacht werden.Driver assistance systems are subsystems of vehicles that assist the driver in driving the vehicle by partially or entirely taking over the longitudinal and / or transverse guidance of the vehicle. From this a definition of a driver assistance system can be derived that relates to the function provided or to be achieved by the driver assistance system. Examples of such driver assistance systems are longitudinal guidance systems, such as ACC (adaptive cruise control) and stop-and-go (restricted congestion assist) systems, and lateral guidance systems, such as lane departure warning systems. These driver assistance systems are becoming increasingly complex because more and more input data has to be processed, the integrated vehicle guidance systems, such as steering, brakes or drive, are increasing in number and because the tasks of the driver assistance systems are being defined more and more comprehensively. Until recently, the traffic jam assistant was regarded as a fully automatic driver assistance system because (within defined limits) the vehicle guidance, ie longitudinal and lateral guidance, was completely taken over, the tendency is to extend the defined limits more and more and to create fully autonomous driver assistance systems, which are always on Can control the vehicle without intervention of the driver to a destination. Due to a large number of different traffic situations that have to be managed (motorway, country road, residential area), these driver assistance systems are developed step by step and implemented in the vehicle. On the one hand, during the development system errors may arise that only become noticeable in the vehicle and, on the other hand, individual driver assistance systems generate mutually contradictory commands for the longitudinal and transverse guidance, which can lead to property damage and personal injury during practical driving. Driver assistance systems must therefore be monitored.
Die Überwachung von Fahrerassistenzsystemen bedeutet im Rahmen der vorliegenden Erfindung sowohl die Kontrolle, dass sämtliche Komponenten funktionsfähig und die Ergebnisse bzw. die Auswirkungen der Eingriffe der Fahrerassistenzsysteme zielführend sind, als auch die Regelung der Vorgaben der Fahrerassistenzsysteme derart, dass keine schädlichen oder nicht zielführenden Auswirkungen der Eingriffe entstehen.The monitoring of driver assistance systems in the context of the present invention means both the control that all components are functional and the results or the effects of the interventions of the driver assistance systems targeted, as well as the regulation of the requirements of the driver assistance systems such that no harmful or unattractive effects of Interventions arise.
Die zu überwachenden Fahrerassistenzsysteme, von denen wenigstens eines von mehreren überwacht wird, sind zur teilweisen oder vollständigen Fahrzeugführung ausgebildet. Grundsätzlich besteht die Fahrzeugführung lediglich aus einer Längs- und einer Querführungskomponente. Die Ausprägungen beider im Betrag und der Richtung, die daraus entstehenden Kombinationen sowie deren von der Umgebung und vom Fahrzeugzustand abhängigen unterschiedlichen Wirkungsweisen machen die teilweise oder vollständige Fahrzeugführung so komplex. Eine teilweise Fahrzeugführung wirkt dabei nur auf eine Komponente oder nur auf Teile der Komponenten ein. Ein Bremsassistent kann beispielsweise nur den negativen Bereich (Verzögerung), ein Abstandsregeltempomat kann den gesamten Bereich (Verzögerung und Beschleunigung) der Längsführungskomponente beeinflussen. Unter vollständiger Fahrzeugführung ist entsprechend die Möglichkeit der Einwirkung des Fahrerassistenzsystems auf sämtliche Bereiche beider Führungskomponenten zu verstehen.The driver assistance systems to be monitored, of which at least one of several is monitored, are designed for partial or complete vehicle guidance. Basically, the vehicle guidance consists only of a longitudinal and a transverse guidance component. The characteristics of both the amount and the direction, the resulting combinations as well as their different modes of action depending on the environment and the vehicle condition make the partial or complete vehicle guidance so complex. A partial vehicle guidance acts only on one component or only on parts of the components. For example, a brake assist can affect only the negative range (deceleration), a cruise control can affect the entire range (deceleration and acceleration) of the longitudinal guidance component. Under complete vehicle management is accordingly to understand the possibility of the action of the driver assistance system on all areas of both guide components.
Eingriffe in Längs- und Querführungssysteme des Fahrzeugs erfolgen in Abhängigkeit von Vorgaben des Fahrers (Fahrerwunsch) oder unabhängig vom Fahrer, also ohne den Fahrer des Fahrzeugs in diese Eingriffe einzubeziehen. Ein einfaches Beispiel ist das seit Jahren in Fahrzeugen eingesetzte ESP (Elektronisches Stabilitätsprogramm), das in Abhängigkeit von erfassten Fahrzeugzustandsparametern gezielt einzelne Räder abbremst, um ein Ausbrechen des Fahrzeugs in fahrdynamischen Grenzsituationen zu verhindern. Dies läuft ohne Beteiligung des Fahrers, also unabhängig, ab. Selbstverständlich kann der Fahrer einen solchen Eingriff provozieren, der Eingriff selbst läuft aber ohne Zutun des Fahrers ab. Meist werden derartige Eingriffe nicht einmal vom Fahrer bemerkt. Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch als Verfahren zur Überwachung wenigstens eines zur abhängigen oder unabhängigen Fahrzeugführung ausgebildeten Fahrerassistenzsystems bezeichnet werden.Interventions in longitudinal and transverse guidance systems of the vehicle take place depending on the specifications of the driver (driver request) or independently of the driver, ie without involving the driver of the vehicle in these interventions. A simple example is the ESP (Electronic Stability Program), which has been used in vehicles for years, and selectively brakes individual wheels as a function of detected vehicle state parameters in order to prevent the vehicle from breaking away in driving-dynamic boundary situations. This takes place without the involvement of the driver, ie independently. Of course, the driver can provoke such an intervention, The procedure itself, however, runs without the driver's intervention. Usually such interventions are not even noticed by the driver. The method according to the invention can also be referred to as a method for monitoring at least one driver assistance system designed for dependent or independent vehicle guidance.
Das wenigstens eine Fahrerassistenzsystem ermittelt wenigstens einen Fahrzeugführungsbefehl in Abhängigkeit von mittels dem Fahrzeug zugeordneten Umfelderfassungsmitteln erfassten Umfeldparametern und/oder in Abhängigkeit von mittels dem Fahrzeug zugeordneten Fahrzeugzustandserfassungsmitteln erfassten Fahrzeugzustandsparametern, wobei der wenigstens eine Fahrzeugführungsbefehl aus einem Sollwert für eine Längsführung oder Querführung des Fahrzeugs gebildet ist.The at least one driver assistance system determines at least one vehicle guidance command in dependence on surrounding parameters detected by the vehicle associated environment sensing means and / or vehicle state parameters acquired as a function of vehicle assigned sensing means, wherein the at least one vehicle command command is formed from a target value for a longitudinal guidance or lateral guidance of the vehicle.
Der von dem Fahrerassistenzsystem ermittelte Fahrzeugführungsbefehl besteht aus einem Sollwert für eine Längsführung oder Querführung. Dabei sind verschiedene Möglichkeiten der praktischen Umsetzung bekannt. Die Längsführung kann durch eine Zielgeschwindigkeit und die Querführung kann durch einen Zielgierwinkel vorgegeben sein. Bewährt hat sich die Vorgabe einer Beschleunigung und eines Lenkwinkels. Diese können mittelbar oder unmittelbar durch andere Größen gebildet sein. Letztendlich sind diese Sollwerte für das beeinflusste Fahrzeugsystem, auch Aktuatoren, z. B. Bremsen, Antrieb und Lenkung, genannt, relevant, die die Vorgaben des Fahrerassistenzsystems umsetzen. Der regelungstechnische Unterschied zwischen einer Zielgeschwindigkeit und einer (zeitlich begrenzten) Beschleunigung beziehungsweise einem Ziellenkwinkel und einem Differenzlenkwinkel ist dem Fachmann geläufig. Er erkennt somit sämtliche abhängige Größen, die eine Längsführung und eine Querführung ermöglichen, als möglichen Sollwert an. Darüber hinaus ist einem Fahrzeugführungsbefehl, zumindest grundsätzlich, genau ein Sollwert zugeordnet. Die Längs- und Querführung besteht daher aus einer Mehrzahl von Fahrzeugführungsbefehlen. Ein Fahrzeugführungsbefehl kann selbstverständlich auch eine Kombination aus einem Sollwert für die Längs- und einem Sollwert für die Querführung im Sinne eines Wertepaares aufweisen. Der Fachmann wird die beste regelungstechnische Ausgestaltung für die praktische Umsetzung dem jeweiligen Anwendungsfall anpassen.The vehicle guidance command determined by the driver assistance system consists of a setpoint value for a longitudinal guidance or transverse guidance. Various possibilities of practical implementation are known. The longitudinal guidance may be predetermined by a target speed and the transverse guidance may be predetermined by a target yaw angle. The specification of an acceleration and a steering angle has proven itself. These may be formed directly or indirectly by other sizes. Ultimately, these setpoints for the affected vehicle system, including actuators, z. As brakes, drive and steering, called, relevant, implement the requirements of the driver assistance system. The control-technical difference between a target speed and a (temporally limited) acceleration or a Ziellenkwinkel and a differential steering angle is familiar to the expert. He thus recognizes all dependent variables that allow a longitudinal guide and a transverse guide, as a possible setpoint. In addition, a vehicle command command, at least in principle, assigned to exactly one target value. The longitudinal and transverse guidance therefore consists of a plurality of vehicle guidance commands. Of course, a vehicle guidance command can also have a combination of a setpoint value for the longitudinal guidance and a desired value for the transverse guidance in the sense of a value pair. The skilled person will adapt the best control engineering design for the practical implementation of the respective application.
Die Fahrzeugführungsbefehle werden in Abhängigkeit von Umfeldparametern, die von Umfelderfassungsmitteln erfasst werden, und von Fahrzeugzustandsparametern, die von Fahrzeugzustandserfassungsmitteln erfasst werden, ermittelt. Zu den als solchen im Stand der Technik bekannten Umfeldparametern zählen sowohl Eigenschaften der unbeweglichen Umwelt, z. B. der Straßenoberfläche, der Straßenkrümmung, der Straßenrandbebauung sowie möglicher Infrastrukturelemente, wie Verkehrszeichen oder Ampeln, als auch Eigenschaften der beweglichen Umwelt, wie Geschwindigkeit und Richtung von Objekten im Umfeld, wie weiteren Fahrzeugen oder Personen. Die Erfassung der Umfeldparameter mittels entsprechender Sensorik, also mittels Umfelderfassungsmitteln, ist ebenfalls bekannt. Dabei kommen vor allem optische Erfassungsmittel, wie Mono- oder Stereokameras, im sichtbaren und nicht sichtbaren Spektrum des Lichts, aber auch Mittel, welche die Laufzeit von ausgesendeten und reflektierten elektromagnetischen bzw. akustischen Strahlen messen, wie Radar, Lidar und Ultraschallsensoren, zum Einsatz. Als Umfelderfassungsmittel im weiteren Sinne kann auch die Erfassung bzw. der Empfang von Nachrichten von anderen Verkehrsteilnehmern oder Infrastrukturelementen (Car-to-X-Kommunikation) sowie die Ermittlung des aktuellen Ortes mithilfe eines Navigationssystems gezählt werden. Auch die Erfassung von Fahrzeugzustandsparametern, wie Geschwindigkeit, Beschleunigung, Gierwinkel, Lenkwinkel usw. mittels entsprechender, dem Fahrzeug zugeordneten Sensorik, also Fahrzeugzustandserfassungsmitteln, ist dem Fachmann bekannt. Die Umfeldparameter und die Fahrzeugzustandsparameter stehen prinzipiell jedem Fahrzeugsystem, also auch den Fahrerassistenzsystemen, als Eingangsparameter zur Verfügung. Diese können beispielsweise über ein Datenbussystem im Fahrzeug an die Fahrzeugsysteme verteilt bzw. von ihnen abgegriffen werden.The vehicle guidance commands are determined in response to environmental parameters detected by environment detection means and vehicle condition parameters detected by vehicle condition detection means. Among the environmental parameters known as such in the prior art are both immobile environmental properties, e.g. As the road surface, the curvature of the road, the roadside development and possible infrastructure elements, such as traffic signs or traffic lights, as well as properties of the mobile environment, such as speed and direction of objects in the environment, such as other vehicles or people. The detection of the environmental parameters by means of appropriate sensors, ie by means of environment detection means, is also known. In this case, especially optical detection means, such as mono or stereo cameras, in the visible and invisible spectrum of light, but also means that measure the duration of emitted and reflected electromagnetic or acoustic radiation, such as radar, lidar and ultrasonic sensors are used. As environment detection means in a broader sense, the detection or reception of messages from other road users or infrastructure elements (car-to-X communication) as well as the determination of the current location can be counted using a navigation system. The detection of vehicle state parameters, such as speed, acceleration, yaw angle, steering angle, etc. by means of corresponding sensors associated with the vehicle, that is to say vehicle state detection means, is known to the person skilled in the art. The environment parameters and the vehicle state parameters are available in principle to each vehicle system, including the driver assistance systems, as input parameters. These can be distributed, for example, via a data bus system in the vehicle to the vehicle systems or tapped from them.
Die Ermittlung der Fahrzeugführungsbefehle selbst, also die algorithmische oder heuristische Verknüpfung sämtlicher relevanter Eingangsparameter, die Ableitung notwendiger Reaktionen und die Ermittlung der Fahrzeugführungsbefehle zur Umsetzung der notwendigen Reaktionen, ist Bestandteil des jeweiligen Fahrerassistenzsystems und wird im Weiteren nur insofern betrachtet, wie dies für das Verfahren zur Überwachung des Fahrerassistenzsystems notwendig ist.The determination of the vehicle guidance commands themselves, ie the algorithmic or heuristic combination of all relevant input parameters, the derivation of necessary reactions and the determination of the vehicle guidance commands to implement the necessary reactions, is part of the respective driver assistance system and will be considered only insofar as for the method for Monitoring the driver assistance system is necessary.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Überwachung des wenigstens einen Fahrerassistenzsystems führt drei voneinander unabhängige Überwachungsschritte durch, nämlich einen Plausibilitätstest, einen Unfalltest und einen Funktionsfähigkeitstest. Jeder Test überwacht eine unterschiedliche Perspektive des Fahrerassistenzsystems. Das Wort Test ist dabei synonym zu dem Wort Überwachung zu verstehen. Das Überwachen und das Testen der Funktionalität bedeutet also im Rahmen vorliegender Offenbarung das gleiche.The method according to the invention for monitoring the at least one driver assistance system carries out three independent monitoring steps, namely a plausibility test, an accident test and a functionality test. Each test monitors a different perspective of the driver assistance system. The word test is to be understood as synonymous with the word monitoring. The monitoring and testing of the functionality thus means the same in the context of the present disclosure.
Der Plausibilitätstest überwacht die Plausibilität des wenigstens einen Fahrzeugführungsbefehls durch Vergleich mit einem vorgegebenen plausiblen situationsabhängigen Grenzwert. Bei nicht vorhandener Plausibilität wird der wenigstens eine Fahrzeugführungsbefehl durch wenigstens einen mittels eines plausiblen Sollwerts gebildeten angepassten Fahrzeugführungsbefehl ersetzt oder der wenigstens eine Fahrzeugführungsbefehl wird an nicht an dem Fahrzeug zugeordnete Aktuatoren übertragen. Der Plausibilitätstest überwacht die Funktion des Fahrerassistenzsystems als solches, also die Ergebnisse, die es in Form der Fahrzeugführungsbefehle erzeugt. Die Plausibilität kann, wie im Stand der Technik bekannt ist, anhand definierter Fehlerfälle überprüft werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Plausibilität anhand von Tabellen, Kennfeldern, funktionalen Zusammenhängen, Look-up-Tabellen oder ähnlichem überprüft werden. Dazu können die Fahrzeugführungsbefehle mit vorgegebenen Grenzwerten in Abhängigkeit von Fahrzeugzustandsparametern, also situationsabhängig, sehr einfach verglichen werden. Liegen diese außerhalb eines definierten Intervalls, werden die Fahrzeugführungsbefehle als nicht plausibel eingestuft. Vorteilhafterweise können damit zusätzlich die Funktionsgrenzen des Fahrerassistenzsystems überwacht werden, da für Fahrzeugzustandsparameter außerhalb der Funktionsgrenzen (z. B. maximale Geschwindigkeit für Stauassistent) keine Werte zum Vergleichen vorgegeben sind und der Plausibilitätstest zwangsläufig negativ ausfällt. Im Falle der Nichtplausibilität wird der wenigstens eine Fahrzeugführungsbefehl entweder durch den mindestens einen angepassten Fahrzeugführungsbefehl ersetzt, der mittels eines plausiblen Sollwerts gebildet wurde, oder der wenigstens eine Fahrzeugführungsbefehl wird nicht an die entsprechenden Aktoren weitergeleitet. Selbstverständlich kann auch beides erfolgen. Die Bildung des angepassten Fahrzeugführungsbefehls mittels des plausiblen Sollwertes kann derart erfolgen, dass fest vorgegebene Standard-Sollwerte verwendet werden oder eine Grenze eines definierten Intervalls als angepasster Sollwert verwendet wird. Es kann eine Rückmeldung an das Fahrerassistenzsystem erfolgen, welches daraufhin einen neuen Fahrzeugführungsbefehl bestimmt oder den wenigsten einen Fahrzeugführungsbefehl deaktiviert. Im Falle der Deaktivierung des Fahrerassistenzsystems kann ein Hinweis, eine Warnung und/oder eine Fahrerübernahmeaufforderung ausgegeben werden. Erfolgt keine Fahrerübernahme, kann das Fahrzeug in einen sicheren Zustand überführt werden. Die Überführung in den sicheren Zustand kann die Aktivierung eines weiteren Fahrerassistenzsystems auslösen, welches das Fahrzeug entsprechend einer vorgegeben Route weiterfährt oder in den Stillstand verbringt. In letzterem Fall kann, wie im Stand der Technik bekannt, eine Warnung an den Fahrer und an weitere Verkehrsteilnehmer erfolgen, beispielsweise per Car-to-Car-Kommunikation oder durch Aktivieren einer optischen und/oder akustischen Warneinheit, wie Warnblinkanlage und Signalhorn.The plausibility test monitors the plausibility of the at least one vehicle command command by comparison with a predetermined plausible situation-dependent limit value. Not at For reasons of plausibility, the at least one vehicle guidance command is replaced by at least one adapted vehicle guidance command formed by means of a plausible target value, or the at least one vehicle command command is transmitted to actuators not assigned to the vehicle. The plausibility test monitors the function of the driver assistance system as such, ie the results it generates in the form of the vehicle guidance commands. The plausibility can, as is known in the art, be checked on the basis of defined error cases. Alternatively or additionally, the plausibility can be checked using tables, maps, functional relationships, look-up tables or the like. For this purpose, the vehicle guidance commands can be very easily compared with predetermined limit values as a function of vehicle state parameters, that is, depending on the situation. If these lie outside a defined interval, the vehicle command commands are classified as not plausible. Advantageously, the functional limits of the driver assistance system can thus additionally be monitored since, for vehicle condition parameters outside the functional limits (eg maximum speed for congestion assistant), no values are predefined for comparison and the plausibility test is necessarily negative. In the case of implausibility, the at least one vehicle command command is either replaced by the at least one adapted vehicle command command, which was formed by means of a plausible target value, or the at least one vehicle command command is not forwarded to the corresponding actuators. Of course, both can be done. The formation of the adapted vehicle guidance command by means of the plausible desired value can be carried out in such a way that fixed default standard setpoint values are used or a limit of a defined interval is used as the adjusted setpoint value. It may be a feedback to the driver assistance system, which then determines a new vehicle command command or the least one vehicle command. In the case of deactivation of the driver assistance system, a hint, a warning and / or a driver takeover request can be issued. If no driver pickup, the vehicle can be transferred to a safe state. The transfer to the safe state can trigger the activation of another driver assistance system, which continues the vehicle according to a predetermined route or spends to a standstill. In the latter case, as known in the art, a warning to the driver and to other road users, for example by car-to-car communication or by activating an optical and / or acoustic warning unit, such as hazard warning lights and horn.
Der Unfalltest bewertet bzw. überwacht allgemein die aktuelle Unfallgefahr bzw. Unfallwahrscheinlichkeit und deren zukünftige Entwicklung unter Beachtung der Fahrzeugführungsbefehle. Die Bewertung bzw. Überwachung kann dabei auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen. Eine Möglichkeit ist die Überwachung oder Fortschreibung der Fahrzeugtrajektorie. Eine weitere Möglichkeit ist die einfache Bestimmung der Unfallwahrscheinlichkeit auf Basis aktueller Fahrzeugzustandsparameter. Neben diesen näher dargestellten Möglichkeiten ist eine Vielzahl weiterer Möglichkeiten zur Überwachung der Unfallgefahr denkbar.The accident test generally assesses or monitors the current accident risk or probability of accident and its future development in accordance with the vehicle command instructions. The evaluation or monitoring can be done in different ways. One possibility is the monitoring or updating of the vehicle trajectory. Another possibility is the simple determination of the probability of an accident on the basis of current vehicle condition parameters. In addition to these options, a variety of other ways to monitor the risk of accidents is conceivable.
Der Unfalltest überwacht also einerseits die Auswirkungen des wenigstens einen durch wenigstens einen dem Fahrzeug zugeordneten Aktuator umgesetzten Fahrzeugführungsbefehls durch Abgleich einer durch den wenigstens einen Fahrzeugführungsbefehl hervorgerufenen Änderung einer Eigentrajektorie des Fahrzeugs mit im Umfeld befindlichen Hindernissen hinsichtlich einer Unfallgefahr. Für den Fall, dass die vorhergesagte Unfallgefahr über einem vorgegebenen Schwellenwert liegt, werden Maßnahmen zur Unfallvermeidung oder zur Verringerung der Schwere von Unfällen durch entsprechend korrigierte bzw. ersetzte Fahrzeugführungsbefehle eingeleitet. Die Bezeichnung Unfalltest und Unfallgefahr ist im Rahmen vorliegender Offenbarung im weiteren Sinne zu verstehen. Ein Unfall kann eine Kollision mit anderen Verkehrsteilnehmern, wie weiteren Fahrzeugen oder Personen, aber auch mit Infrastrukturelementen darstellen. Des Weiteren wird auch ein Verlassen der Fahrbahn als Unfall klassifiziert. Allgemein gesagt ist ein Unfall eine Situation, in der das Fahrzeug Sach- und/oder Personenschäden hervorruft.On the one hand, the accident test monitors the effects of the at least one vehicle command command implemented by at least one actuator assigned to the vehicle by matching a change in an own trajectory of the vehicle caused by the at least one vehicle command command with obstacles in the surroundings with regard to an accident risk. In the event that the predicted accident risk is above a predetermined threshold, measures to avoid accidents or to reduce the severity of accidents by appropriately corrected or replaced vehicle command instructions are initiated. The term accident test and risk of accident is to be understood in the broader sense in the context of the present disclosure. An accident can be a collision with other road users, such as other vehicles or people, but also with infrastructure elements. Furthermore, leaving the lane is also classified as an accident. Generally speaking, an accident is a situation in which the vehicle causes property damage and / or personal injury.
Die Überwachung der Auswirkung des Fahrzeugführungsbefehles, also der Auswirkung der den Fahrzeugführungsbefehl umsetzenden Aktoren, die eine veränderte Eigentrajektorie bewirken, erfolgt durch Abgleich der veränderten Eigentrajektorie mit Hindernissen im Umfeld des Fahrzeugs. Üblicherweise wird dies durch die Prädiktion von Fahrschläuchen des Fahrzeugs und weiterer Verkehrsteilnehmer und anschließender Überschneidung der Fahrschläuche erreicht. Das weitere Fahrzeug ist in dem Fall ein sich bewegendes Hindernis. Unbewegliche Hindernisse werden analog bestimmt. Die Überwachung der Auswirkung der Aktoren findet vorzugsweise permanent statt, also auch dann, wenn kein Fahrerassistenzsystem aktiv ist, und funktioniert diesbezüglich ähnlich des Elektronischen Stabilitätsprogramms. Das heißt, es wird unabhängig von weiteren Fahrzeugsystemen regelmäßig die Trajektorie des Fahrzeugs bestimmt und in Relation eines Modells der Umwelt, welches Trajektorien weiterer Objekte im Umfeld und Orte von Infrastrukturelementen bzw. Infrastrukturbegrenzungen beinhaltet, vorhergesagt, ob eine Unfallgefahr besteht. Mit anderen Worten wird die Auswirkung des wenigstens einen durch wenigstens einen dem Fahrzeug zugeordneten Aktuator (
Der Unfalltest überwacht entsprechend andererseits die Auswirkungen des wenigstens einen durch den wenigstens einen dem Fahrzeug zugeordneten Aktuator umgesetzten Fahrzeugführungsbefehls durch Abgleich einer durch den wenigstens einen Fahrzeugführungsbefehl hervorgerufenen Änderung der Fahrzeugzustandsparameter mit einer in Abhängigkeit der Fahrzeugzustandsparameter berechneten Unfallgefahr. Dies kann alternativ oder zusätzlich zur ersten Möglichkeit (Trajektorienüberwachung) erfolgen. Eine Möglichkeit der Berechnung einer Unfallgefahr (Kollisionswahrscheinlichkeit) in Abhängigkeit der Fahrzeugzustandsparameter (Bewegungs- und Lageparameter) wird in dem nicht vorveröffentlichten Dokument
Im Stand der Technik sind weiterhin Maßnahmen bekannt, die zu einer Vermeidung von Unfällen oder zu einer Verringerung der Schwere von Unfällen beitragen. Es ist ebenfalls bekannt, diese zu staffeln, also je nach Situation und Kritikalität bzw. Unfallgefahr zu eskalieren. Üblicherweise werden in derartigen Situationen zuerst die Bremsen durch Anlegen eines Bremsdruckes, der noch keine signifikante Bremswirkung hervorruft, in Betriebsposition gebracht. Dies verkürzt die Totzeit zwischen dem Befehl zur Bremsung und der Ausführung. Weitere Maßnahmen sind kurzzeitige Bremsungen, sogenannte Bremsrucke, um den Fahrer zu warnen und ähnliches. Schließlich ist das Überführen in einen sicheren Zustand, beispielsweise durch starkes Bremsen und/oder Ausweichen, Maßnahme einer der höchsten Kritikalitätsstufen. Der Fachmann findet im Stand der Technik ausreichend Anregung, die Maßnahmen zur Unfallvermeidung oder Verringerung der Schwere des Unfalls im Rahmen der vorliegenden Erfindung auszuwählen.In the prior art measures are still known that contribute to avoiding accidents or to reducing the severity of accidents. It is also known to stagger them, ie to escalate depending on the situation and criticality or risk of accidents. Usually, in such situations, the brakes are first brought into operative position by applying a brake pressure which does not yet produce a significant braking effect. This shortens the dead time between the command for braking and the execution. Other measures include short-term braking, so-called brake jerks to warn the driver and the like. Finally, the transition to a safe state, for example, by heavy braking and / or evasion, measure one of the highest levels of criticality. One skilled in the art will find sufficient suggestion to select the measures for avoiding accidents or reducing the severity of the accident in the context of the present invention.
Der Funktionstest überwacht die Funktionsfähigkeit von bei der Ermittlung des wenigstens einen Fahrzeugführungsbefehles beteiligten Fahrzeugkomponenten. Beteiligte Fahrzeugkomponenten sind neben den Erfassungsmitteln für Umfeld- und Fahrzeugzustandsparameter auch beteiligte Recheneinheiten von Steuergeräten und Algorithmen des Fahrerassistenzsystems selbst. Bei nicht vorhandener Funktionsfähigkeit einer der Fahrzeugkomponenten wird deren Funktion durch eine weitere Fahrzeugkomponente ersetzt, also praktisch substituiert, oder deaktiviert. Selbstverständlich kann auch beides erfolgen. Das Ersetzen der Fahrzeugkomponenten kann nur erfolgen, falls eine adäquate Ersatzkomponente vorhanden ist. Es können auch Fahrzeugkomponenten emuliert bzw. simuliert werden, indem die Eingangsparameter der nicht funktionsfähigen Fahrzeugkomponente aus Daten anderer Fahrzeugkomponenten ermittelt werden. So kann ein Radargerät als nicht funktionsfähig eingestuft werden und die Entfernung zu einem vor dem Fahrzeug befindlichen Objekt über eine Stereokamera ermittelt werden oder ein defektes Modul eines Steuergerätes durch ein redundantes oder ähnliches Modul ersetzt werden. Dem Fahrerassistenzsystem werden somit weiterhin Entfernungsparameter geliefert bzw. können von diesem weiterhin verarbeitet werden. Im Falle der Deaktivierung der nicht funktionsfähigen Fahrzeugkomponente, kann ein Hinweis, eine Warnung und/oder, wenn notwendig, eine Fahrerübernahmeaufforderung ausgegeben werden. Erfolgt keine Fahrerübernahme, kann das Fahrzeug in einen sicheren Zustand überführt werden. Die Überführung in den sicheren Zustand kann die Aktivierung eines weiteren Fahrerassistenzsystems auslösen, welches das Fahrzeug entsprechend einer vorgegebenen Route weiterfährt oder in den Stillstand verbringt. In letzterem Fall kann, wie im Stand der Technik bekannt, eine Warnung an den Fahrer und an weitere Verkehrsteilnehmer erfolgen, beispielsweise per Car-to-Car-Kommunikation oder durch Aktivieren optischer und/oder akustischer Warneinheiten, wie Warnblinkanlage und Signalhorn.The functional test monitors the functionality of vehicle components involved in determining the at least one vehicle command command. Involved vehicle components are in addition to the detection means for environment and vehicle condition parameters also involved computing units of control units and algorithms of the driver assistance system itself. In non-existent functionality of one of the vehicle components whose function is replaced by another vehicle component, so practically substituted, or disabled. Of course, both can be done. The replacement of the vehicle components can only be done if an adequate replacement component is available. Vehicle components can also be emulated or simulated by determining the input parameters of the non-functioning vehicle component from data of other vehicle components. Thus, a radar device can be classified as non-functional and the distance to an object located in front of the vehicle can be determined via a stereo camera or a defective module of a control unit can be replaced by a redundant or similar module. The driver assistance system thus continues to be supplied with distance parameters or can continue to be processed by it. In the event of deactivation of the non-functioning vehicle component, an indication, a warning and / or, if necessary, a driver acceptance request can be issued. If no driver pickup, the vehicle can be transferred to a safe state. The transfer to the safe state can trigger the activation of another driver assistance system, which continues the vehicle according to a predetermined route or spends to a standstill. In the latter case, as known in the art, a warning to the driver and to other road users, for example by car-to-car communication or by activating optical and / or acoustic warning units, such as hazard warning lights and horn.
Die Überwachungsschritte werden permanent durchgeführt. Somit wird eine Überwachungsebene, bestehend aus drei Schichten, gebildet, die aktive Fahrerassistenzsysteme permanent überwachen. Das Überwachungsverfahren kann auf demselben Steuergerät durchgeführt werden, auf dem das Fahrerassistenzsystem durchgeführt wird, oder auf einem davon verschiedenen Steuergerät. Auch können dieselben oder andere Prozessoren an der Berechnung der Überwachung und der Fahrzeugführungsbefehle beteiligt sein. Die einzelnen Schichten können unterschiedlich priorisiert werden. So macht ein bestandener Plausibilitätstest einen Funktionstest nicht überflüssig, weil die Aussagekraft des Plausibilitätstests entsprechend gering sein kann, wenn dessen Aussagen auf fehlerhaften Fahrzeugzustandsparametern basieren. Wird eine Unfallgefahr erkannt, ist die Plausibilitätsprüfung hingegen nicht relevant. Daher wird die Überwachungsebene in unterschiedlichen Schichten organsiert, die nicht nacheinander sondern permanent ablaufen. Zur Freigabe einer Aktion ist jedoch prinzipiell die Zustimmung aller drei Schichten erforderlich.The monitoring steps are carried out permanently. Thus, a monitoring level consisting of three layers is formed, the permanently monitor active driver assistance systems. The monitoring method can be performed on the same control unit on which the driver assistance system is performed, or on a different control unit. Also, the same or other processors may be involved in the calculation of the monitoring and vehicle guidance commands. The individual layers can be prioritized differently. Thus a passed plausibility test does not make a functional test superfluous, because the validity of the plausibility test can be correspondingly low if its statements are based on faulty vehicle condition parameters. If an accident risk is detected, however, the plausibility check is not relevant. Therefore, the monitoring level is organized in different layers, which do not run sequentially but permanently. To approve an action, however, the approval of all three layers is required in principle.
Der Vorteil dieses Vorgehens ist die Bereitstellung der Überwachungs- und Rückfallebene, die durch die drei voneinander unabhängigen Schichten sämtliche Fehlerquellen von Fahrerassistenzsystemen ursachenspezifisch erkennen und eliminieren. Diese Überwachungsebene kann systematisch entsprechend den Anforderungen funktionaler Sicherheit entwickelt und getestet werden. Besonders vorteilhaft ist dabei eine parametrisierte Gestaltung zur Anpassung der Überwachungsebene an mehrere Fahrzeugtypen. Damit können der relativ große Aufwand und die daraus resultierenden Kosten auf eine Vielzahl von Fahrzeugen verteilt werden. Die einzelnen angewandten Fahrerassistenzsysteme können heuristisch entwickelt oder antrainiert sein, da eventuelle Systemfehler, wie fehlerhafte Algorithmen, nicht definierte Fahrzustände oder widersprüchliche Wechselwirkungen mit Fahrzeugführungsbefehlen weiterer Fahrerassistenzsysteme, keine gefährdungsrelevanten Auswirkungen auf das Fahrzeug und dessen Umfeld haben. Es bedarf keiner umfassenden Tests der Fahrerassistenzsysteme selbst und diese müssen ihre eigenen Grenzen nicht kennen, was wiederum den Implementierungsaufwand Fahrerassistenzsystem-eigener Plausibilitätswerttabellen verringert bzw. entfallen lässt. Diese Tatsache ist auch deshalb besonders vorteilhaft, weil ein Fahrerassistenzsystem die Plausibilitätswerte nicht für jede Plattform, also nicht für jeden Fahrzeugtyp, kennen kann. Dafür hätte es auf jeder Plattform ausgiebig getestet werden müssen. Mit zukünftig fortschreitender Standardisierung der Schnittstellen von Sensordaten, Aktorstelleingriffen und Fahrerassistenzsystemen kann die vorliegende Erfindung dazu beitragen, Fahrerassistenzsysteme plattformunabhängig zu entwickeln und einzusetzen.The advantage of this procedure is the provision of the monitoring and fallback levels, which recognize and eliminate all error sources of driver assistance systems by the three independent layers. This level of surveillance can be systematically developed and tested according to the requirements of functional safety. A parameterized design for adapting the monitoring level to a plurality of vehicle types is particularly advantageous. Thus, the relatively large effort and the resulting costs can be distributed to a variety of vehicles. The individual applied driver assistance systems can be heuristically developed or trained since any system errors, such as faulty algorithms, undefined driving states or contradictory interactions with vehicle guidance commands of other driver assistance systems, do not have any hazard-relevant effects on the vehicle and its surroundings. It does not require extensive testing of the driver assistance systems themselves and they do not need to know their own limits, which in turn reduces or eliminates the implementation effort driver assistance system-own plausibility value tables. This fact is also particularly advantageous because a driver assistance system can not know the plausibility values for each platform, ie not for each vehicle type. It would have had to be extensively tested on every platform. With future advancing standardization of the interfaces of sensor data, Aktorstelleingriffen and driver assistance systems, the present invention can help to develop and deploy driver assistance systems platform-independent.
Die Erfindung schafft eine permanente Rückfallebene, die auf das gesamte Fahrzeug wirkt und nicht nur auf einzelne Fahrerassistenzsysteme. Weiterhin von Vorteil ist, dass Fahrerassistenzsysteme auf einfache und vor allem sichere Art und Weise getestet werden können, beispielsweise in der Entwicklungsphase von Fahrerassistenzsystemen. Schließlich ist ein großer Vorteil, dass die Fahrerassistenzsysteme nachgerüstet werden können. Dies erfolgt am einfachsten durch ein Software-Update des oder der betroffenen Steuergeräte. Dies kann ebenso von dritten vorgenommen werden, ohne die Sicherheit des Fahrzeugs oder der Umwelt zu gefährden.The invention provides a permanent fallback level that affects the entire vehicle and not just individual driver assistance systems. Another advantage is that driver assistance systems can be tested in a simple and above all secure manner, for example in the development phase of driver assistance systems. Finally, a big advantage is that the driver assistance systems can be retrofitted. This is most easily done by a software update of the or the affected ECUs. This can also be done by third parties without jeopardizing the safety of the vehicle or the environment.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden bei nicht vorhandener Funktionsfähigkeit einer der Fahrzeugkomponenten sämtliche auf diese Fahrzeugkomponente zugreifenden weiteren Fahrzeugkomponenten deaktiviert. Dies hat den Vorteil, dass andere Fahrzeugkomponenten keine Entscheidungen oder Befehle durchführen, die auf falschen Sensorsignalen oder falschen Berechnungen basieren würden. Damit werden zukünftige falsche Entscheidungen oder Befehle verhindert und entsprechend notwendige Kapazitäten, beispielsweise Rechenleistung, gespart.In an advantageous embodiment of the invention, all of the vehicle components accessing this vehicle component are deactivated if one of the vehicle components does not function properly. This has the advantage that other vehicle components do not make decisions or commands that would be based on wrong sensor signals or wrong calculations. This prevents future incorrect decisions or commands and saves correspondingly required capacities, such as computing power.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei nicht vorhandener Funktionsfähigkeit einer der Fahrzeugkomponenten und bei Ersetzen der Funktion der nicht funktionsfähigen Fahrzeugkomponente durch eine weitere Fahrzeugkomponente dieser ein Vertrauenswert kleiner als 100% zugewiesen. Vorteilhafterweise wird dadurch noch weiteren Fahrzeugkomponenten und zukünftigen Überwachungstests auf sehr einfache Art und Weise mitgeteilt, dass eine weniger genaue Komponente einen Zustand erfasst, überwacht und/oder Maßnahmen zur Sicherheitserhöhung umsetzt. Die noch weiteren Fahrzeugkomponenten und zukünftigen Überwachungstests können anhand des Vertrauenswertes Sicherheitszuschläge bestimmen. Dies erhöht die Sicherheit des Gesamtsystems.In a further advantageous refinement of the method according to the invention, if one of the vehicle components does not exist, and if the function of the non-functional vehicle component is replaced by another vehicle component, then this is assigned a confidence value of less than 100%. Advantageously, even further vehicle components and future monitoring tests are thereby communicated in a very simple way that a less precise component detects a condition, monitors it and / or implements measures to increase the safety. The still further vehicle components and future monitoring tests can determine safety margins on the basis of the trustworthiness. This increases the security of the overall system.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt bei nicht vorhandener Plausibilität des wenigstens einen Fahrzeugführungsbefehls eine Rückmeldung an das Fahrerassistenzsystem. Dadurch wird dem Fahrerassistenzsystem je nach dessen Ausgestaltung die Möglichkeit gegeben, den Fahrzeugführungsbefehl erneut zu bilden. Im Übrigen wird das Fahrerassistenzsystem nicht deaktiviert, da durch die erfindungsgemäß vorteilhafte Ausgestaltung der permanenten Rückfallebene aus den drei Schichten nicht plausible Fahrzeugführungsbefehle nicht wirksam werden können. Damit können situativ bedingte Ausfälle des Fahrerassistenzsystems abgesichert und die korrekte Funktionsweise in anderen Situationen zugelassen werden.In a further advantageous embodiment of the method according to the invention is carried out in the absence of plausibility of at least one vehicle command command feedback to the driver assistance system. As a result, the driver assistance system is given the opportunity, depending on its configuration, to form the vehicle command again. Incidentally, the driver assistance system is not deactivated, since the invention advantageously advantageous embodiment of the permanent fallback level from the three layers can not be implausible vehicle control commands. This situation-based failures of the driver assistance system can be secured and the correct operation in other situations are allowed.
Die Aufgabe vorliegender Erfindung wird ebenfalls durch eine Überwachungsvorrichtung zur Überwachung wenigstens eines zur teilweisen oder vollständigen Fahrzeugführung ausgebildeten Fahrerassistenzsystems gelöst. Dem Fahrzeug sind dabei Umfelderfassungsmittel zum Erfassen von Umfeldparametern, Fahrzeugzustandserfassungsmittel zum Erfassen von Fahrzeugzustandsparametern und eine Einheit zum Berechnen von wenigstens einem Fahrzeugführungsbefehl in Abhängigkeit der Umfeldparameter und der Fahrzeugzustandsparameter zugeordnet. Die Einheit zum Berechnen von wenigstens einem Fahrzeugführungsbefehl ist ein Steuergerät oder ein Teil eines Steuergerätes, das die Funktionen ermittelt, die das Fahrerassistenzsystem erfüllen soll. Sie ist somit der hardwareseitige Teil des Fahrerassistenzsystems. Die Überwachungsvorrichtung des wenigstens einen Fahrerassistenzsystems umfasst Eingänge zum Empfangen der Umfeldparameter, der Fahrzeugzustandsparameter und des wenigstens einen Fahrzeugführungsbefehls. Die Überwachungsvorrichtung ist vorzugsweise als ein Steuergerät ausgebildet, welches an ein fahrzeuginternes Steuer- und Informationsübermittlungs-Datennetz, z. B. ein CAN-Bus, angeschlossen ist. Auf dem Bussystem werden Nachrichten an sämtliche im Fahrzeug befindlichen Komponenten verteilt. Durch den Anschluss der Überwachungsvorrichtung an den CAN-Bus sind somit Eingänge vorhanden, um die Umfeldparameter, die Fahrzeugzustandsparameter und die Fahrzeugführungsbefehle zu empfangen, weil die Umfelderfassungsmittel, die Fahrzeugzustandserfassungsmittel und die Einheit zum Berechnen des wenigstens einen Fahrzeugführungsbefehls ebenfalls an das Bussystem angeschlossen sind. The object of the present invention is likewise achieved by a monitoring device for monitoring at least one driver assistance system designed for partial or complete vehicle guidance. In this context, the vehicle is assigned surroundings detection means for detecting environmental parameters, vehicle state detection means for detecting vehicle state parameters and a unit for calculating at least one vehicle guidance command as a function of the environmental parameters and the vehicle state parameters. The unit for calculating at least one vehicle command command is a control unit or a part of a control unit that determines the functions that the driver assistance system is to fulfill. It is thus the hardware part of the driver assistance system. The monitoring device of the at least one driver assistance system comprises inputs for receiving the environment parameters, the vehicle state parameters and the at least one vehicle guidance command. The monitoring device is preferably designed as a control unit which is connected to an in-vehicle control and information transmission data network, for. B. a CAN bus is connected. On the bus system, messages are distributed to all components in the vehicle. Thus, by connecting the monitoring device to the CAN bus, inputs are provided to receive the environment parameters, the vehicle state parameters, and the vehicle guidance commands because the surroundings sensing means, the vehicle state sensing means, and the at least one vehicle command commanding unit are also connected to the bus system.
Die Überwachungsvorrichtung weist weiterhin ein Plausibilitätsmodul zum Testen der Plausibilität des wenigstens einen Fahrzeugführungsbefehls und zum Ausgeben eines Plausibilitätssignals auf. Das Plausibilitätsmodul ist Teil eines vorhandenen Steuergeräts, kann aber auch ein eigenständiges Steuergerät darstellen und ist ausgebildet zum Vergleich des wenigstens einen Fahrzeugführungsbefehls mit einem vorgegebenen plausiblen situationsabhängigen Grenzwert. Das Plausibilitätsmodul kann anhand von in einem flüchtigen oder festen Speichersystem hinterlegten Algorithmen die von der Einheit zum Berechnen des wenigstens einen Fahrzeugführungsbefehls empfangenen Fahrzeugführungsbefehle auf deren Plausibilität testen. Dazu können dem Plausibilitätsmodul weitere flüchtige oder nichtflüchtige Speicher zugeordnet sein, die Tabellen, Kennfelder, funktionale Zusammenhänge, Look-up-Tabellen oder ähnliches enthalten, anhand derer die Fahrzeugführungsbefehle durch Vergleich auf Plausibilität geprüft werden. Das Plausibilitätsmodul gibt ein Plausibilitätssignal aus. Dieses steht der Überwachungsvorrichtung zur Verfügung, da das Plausibilitätsmodul Teil dieser Überwachungsvorrichtung ist.The monitoring device further has a plausibility module for testing the plausibility of the at least one vehicle command command and outputting a plausibility signal. The plausibility module is part of an existing control unit, but may also represent an independent control unit and is designed to compare the at least one vehicle command command with a predetermined plausible situation-dependent limit value. The plausibility module can test the plausibility of the vehicle control commands received from the unit for calculating the at least one vehicle command command based on algorithms stored in a volatile or fixed memory system. For this purpose, the plausibility module can be associated with further volatile or non-volatile memory containing tables, maps, functional relationships, look-up tables or the like, based on which the vehicle control commands are checked by comparison for plausibility. The plausibility module outputs a plausibility signal. This is available to the monitoring device, since the plausibility module is part of this monitoring device.
Als weiteres weist die Überwachungsvorrichtung ein Unfallgefahrüberwachungsmodul zum Überwachen der Unfallgefahr des Fahrzeugs und zum Ausgeben eines Unfallsignals auf. Das Unfallgefahrüberwachungsmodul ist Teil eines vorhandenen Steuergeräts, kann aber auch ein eigenständiges Steuergerät darstellen und ist ausgebildet zum Abgleich einer durch den wenigstens einen Fahrzeugführungsbefehl hervorgerufenen Änderung einer Eigentrajektorie des Fahrzeugs mit im Umfeld befindlichen Hindernissen. Das Unfallgefahrüberwachungsmodul kann anhand der Fahrzeugzustandsparameter und der Umfeldparameter zu jedem Zeitpunkt eine Unfallwahrscheinlichkeit für einen bevorstehenden Unfall vorhersagen. Diese vorhergesagte Unfallwahrscheinlichkeit kann mit einem Schwellenwert verglichen werden, der in dem Unfallgefahrüberwachungsmodul selbst oder in einem dem Unfallgefahrüberwachungsmodul zugeordneten flüchtigen oder nichtflüchtigen Speicher hinterlegt ist. Als Ergebnis dieses Vergleichs wird von dem Unfallgefahrüberwachungsmodul ein Unfallsignal ausgegeben, welches der Überwachungsvorrichtung zur Verfügung steht, da das Unfallgefahrüberwachungsmodul ein Teil der Überwachungsvorrichtung ist.In addition, the monitoring device has an accident hazard monitoring module for monitoring the accident risk of the vehicle and for outputting an accident signal. The accident hazard monitoring module is part of an existing control device, but may also represent an independent control device and is designed to compensate for a caused by the at least one vehicle command command change an auto-trajectory of the vehicle with surrounding obstacles. Based on the vehicle condition parameters and the environmental parameters, the accident hazard monitoring module can predict an accident probability for an imminent accident at any time. This predicted probability of an accident can be compared with a threshold stored in the accident hazard monitoring module itself or in a volatile or nonvolatile memory associated with the accident hazard monitoring module. As a result of this comparison, an accident signal is output by the accident hazard monitoring module, which is available to the monitoring device, since the accident hazard monitoring module is part of the monitoring device.
Als weiteres weist die Überwachungsvorrichtung ein Funktionsüberwachungsmodul zum Überwachen der Funktionalität von Fahrzeugkomponenten und zum Ausgeben eines Funktionssignals auf. Das Funktionsüberwachungsmodul ist Teil eines vorhandenen Steuergeräts, kann aber auch ein eigenständiges Steuergerät darstellen. Das Funktionsüberwachungsmodul kann anhand von in einem flüchtigen oder nichtflüchtigen Speichersystem hinterlegten Algorithmen die Funktionalität, also die Funktionsfähigkeit der dem Fahrzeug zugeordneten Fahrzeugkomponenten überwachen. Als Fahrzeugkomponenten werden neben der Überwachungsvorrichtung und deren Teile auch die Einheit zum Berechnen des wenigstens einen Fahrzeugführungsbefehls, das fahrzeuginterne Steuer- und Informationsübermittlungs-Datennetz, Aktuatoren zum Umsetzen der Fahrzeugführungsbefehle sowie die Umfelderfassungsmittel und die Fahrzeugzustandserfassungsmittel überwacht. Diese Überwachung ist dabei auf die gegebene hardwareseitige Funktionalität der Fahrzeugkomponenten bezogen und umfasst ebenfalls an die Fahrzeugkomponenten angeschlossene weitere Einheiten, beispielsweise flüchtige und nichtflüchtige Speicher. Im Ergebnis der Überwachung der Fahrzeugkomponenten durch das Funktionsüberwachungsmodul wird ein Funktionssignal zu jeder überwachten Fahrzeugkomponente ausgegeben. Dies steht ebenfalls der Überwachungsvorrichtung zur Verfügung, da das Funktionsüberwachungsmodul ein Teil der Überwachungsvorrichtung ist.In addition, the monitoring device has a function monitoring module for monitoring the functionality of vehicle components and for outputting a function signal. The feature monitor module is part of an existing controller, but can also be a stand-alone controller. The function monitoring module can monitor the functionality, ie the functionality of the vehicle components associated with the vehicle, based on algorithms stored in a volatile or non-volatile memory system. As vehicle components, in addition to the monitoring apparatus and its parts, the unit for calculating the at least one vehicle guidance command, the in-vehicle control and information transmission data network, actuators for implementing the vehicle command commands, and the surroundings detection means and the vehicle condition detection means are also monitored. This monitoring is based on the given hardware-related functionality of the vehicle components and also includes connected to the vehicle components other units, such as volatile and non-volatile memory. As a result of the monitoring of the vehicle components by the function monitoring module, a function signal is output to each monitored vehicle component. This is also available to the monitoring device since the function monitoring module is part of the monitoring device.
Die Überwachungsvorrichtung weist weiterhin ein Fahrzeugführungsbefehlanpassungsmodul zum Anpassen des wenigstens einen Fahrzeugführungsbefehls in Abhängigkeit des Plausibilitätssignals und/oder des Unfallsignals und/oder des Funktionssignals und zum Ausgeben wenigstens eines angepassten Fahrzeugführungsbefehls auf. Das Fahrzeugführungsbefehlanpassungsmodul ist Teil eines vorhandenen Steuergeräts, kann aber auch ein eigenständiges Steuergerät darstellen. Das Fahrzeugführungsbefehlanpassungsmodul bewertet anhand des Plausibilitätssignals und/oder des Funktionssignals und/oder des Unfallsignals die Notwendigkeit zur Anpassung des Fahrzeugführungsbefehls vorzugsweise in mehreren Stufen. Jeder Notwendigkeitsstufe kann ein Aktionsplan zugeordnet sein, der auf einem dem Fahrzeugführungsbefehlanpassungsmodul zugeordneten flüchtigen oder nichtflüchtigen Speicher abgelegt sein kann. Ein Aktionsplan besteht aus einem oder mehreren fest oder variabel, also in Abhängigkeit der Umfeldparameter und/oder Fahrzeugzustandsparameter, vorgegebenen Fahrzeugführungsbefehlen. Jeder Aktionsplan ruft einen unterschiedlich stark ausgeprägten Eingriff in die Fahrzeugsteuerung hervor. Weitere Details finden sich im Ausführungsbeispiel. Bei entsprechender Notwendigkeit wird von dem Fahrzeugführungsbefehlanpassungsmodul wenigstens ein angepasster Fahrzeugführungsbefehl ausgegeben, welcher der Überwachungsvorrichtung zur Verfügung steht, da das Fahrzeugführungsbefehlanpassungsmodul ein Teil der Überwachungsvorrichtung ist.The monitoring device further comprises a vehicle guidance command adjustment module for adapting the at least one vehicle command command in dependence on the plausibility signal and / or the accident signal and / or the function signal and for outputting at least one adapted vehicle command command. The vehicle command command adjustment module is part of an existing controller, but may also be a stand-alone controller. Based on the plausibility signal and / or the function signal and / or the accident signal, the vehicle guidance command adaptation module preferably evaluates the necessity for adapting the vehicle command command in several stages. Each level of need may be associated with an action plan that may be stored on a volatile or nonvolatile memory associated with the vehicle guidance command adjustment module. An action plan consists of one or more fixed or variable, that is, depending on the environment parameters and / or vehicle state parameters, predetermined vehicle guidance commands. Each action plan causes a different degree of interference in the vehicle control. Further details can be found in the exemplary embodiment. If necessary, the vehicle command command adjustment module outputs at least one adapted vehicle command command, which is available to the monitoring device, as the vehicle command command adjustment module is part of the monitoring device.
Schließlich weist die Überwachungsvorrichtung noch Ausgänge zum Übertragen des wenigstens einen Fahrzeugführungsbefehls und/oder des wenigstens einen angepassten Fahrzeugführungsbefehls an Aktuatoren des Fahrzeugs auf. Die Aktuatoren dienen dazu, die Bewegung des Fahrzeugs zu beeinflussen, also die Längs- und/oder Querführung. Beispielhafte Aktoren sind die Bremsen, der Antrieb und die Lenkung.Finally, the monitoring device still has outputs for transmitting the at least one vehicle command command and / or the at least one adapted vehicle command command to actuators of the vehicle. The actuators serve to influence the movement of the vehicle, ie the longitudinal and / or transverse guidance. Exemplary actuators are the brakes, the drive and the steering.
Vorteilhafterweise kann mithilfe der Überwachungsvorrichtung eine Architektur geschaffen werden, die es ermöglicht, sämtliche mögliche Fehlerursachen eines Fahrerassistenzsystems ursachenspezifisch zu erkennen und zu eliminieren. Dadurch ist es möglich, Fahrerassistenzsysteme zu betreiben, deren Einsatz in Fahrzeugen ohne die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung zu Sicherheitsbedenken führen würde, weil die Rückfallebene durch die Überwachungsvorrichtung unabhängig von dem verwendeten bzw. aktiven Fahrerassistenzsystem vorhanden ist. Schließlich besteht ein weiterer großer Vorteil darin, dass die Überwachungsvorrichtung neben der Überwachung von Fahrerassistenzsystemen auch die permanente Überwachung von Fahrzeugkomponenten und von vom Fahrer des Fahrzeugs vorgegebenen Fahrzeugführungsbefehlen ermöglicht und bei erkannten Funktionsfehlern oder einer Unfallgefahr die entsprechenden Aktionspläne ausführt.Advantageously, an architecture can be created with the aid of the monitoring device, which makes it possible to identify and eliminate all possible causes of a driver assistance system in a cause-specific manner. This makes it possible to operate driver assistance systems, the use of which would lead to safety concerns in vehicles without the monitoring device according to the invention, because the fallback level is present by the monitoring device, regardless of the used or active driver assistance system. Finally, another great advantage is that, in addition to the monitoring of driver assistance systems, the monitoring device also enables the permanent monitoring of vehicle components and vehicle guidance commands given by the driver of the vehicle and carries out the corresponding action plans if recognized functional errors or a risk of an accident.
Ausführungsbeispielembodiment
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die schematisch in der Figur dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung.Other features, applications and advantages of the invention will become apparent from the following description of embodiments of the invention, which are shown schematically in the figure. All described or illustrated features, alone or in any combination form the subject matter of the invention, regardless of their summary in the claims or their dependency and regardless of their formulation or representation in the description or in the drawing.
Das Kraftfahrzeug weist ein Navigationssystem auf, welches auf ein globales Positionierungssystem und eine digitale Karte zugreift, die auf einem dem Kraftfahrzeug zugeordneten Speicher oder in einer Zentrale hinterlegt ist, wobei das Navigationssystem im letzteren Fall über eine Datenfernübertragungsverbindung auf die Daten der digitalen Karte zugreift. Auch wenn das Navigationssystem keine Routenführung durchführt, werden die Eigenschaften der aktuell befahrenen Strecke aus der digitalen Karte ausgelesen. Dazu zählen die Kategorie der Straße, hier innerorts, die Fahrbahnkrümmung, die Fahrbahnsteigung, die gültigen Verkehrsregeln, wie Geschwindigkeitsbegrenzungen oder Vorfahrtsregeln, sowie die Anordnung von Infrastrukturelementen, wie Ampeln. Neben dem Navigationssystem weist das Kraftfahrzeug eine Kommunikationsschnittstelle zur Kommunikation mit anderen Verkehrsteilnehmern und Infrastrukturelementen auf (Car-to-X-Kommunikation). Weiterhin ist das Kraftfahrzeug mit einer oder mehreren Radaranlagen, wenigstens einer Kamera, Ultraschallsensoren und weiteren herkömmlichen Umfelderfassungsmitteln ausgestattet. Diese erfassen teils redundant das Fahrzeugumfeld. Dies ermöglicht eine Plausibilisierung der Umfelddaten, auf die später eingegangen wird.The motor vehicle has a navigation system which accesses a global positioning system and a digital map, which is stored on a motor vehicle associated memory or in a central office, wherein the navigation system in the latter case accesses the data of the digital map via a remote data transmission connection. Even if the navigation system does not route, the characteristics of the currently traveled route are read from the digital map. These include the category of the road, here in the city, the curvature of the road, the road gradient, the valid traffic rules, such as speed limits or priority rules, as well as the arrangement of infrastructure elements, such as traffic lights. In addition to the navigation system, the motor vehicle has a communication interface for communication with other road users and infrastructure elements (car-to-X communication). Furthermore, the motor vehicle is equipped with one or more radar systems, at least one camera, ultrasonic sensors and other conventional environment detection means. These partially detect the vehicle environment in a redundant manner. This allows a plausibility check of the environmental data, which will be discussed later.
Das Kraftfahrzeug weist selbstverständlich auch Fahrzeugzustandserfassungsmittel, wie Raddrehzahlsensoren, Beschleunigungssensoren für Längs-, Quer- und Gierbeschleunigungen, sowie Erfassungsmittel zum Ermitteln des Funktionszustands einzelner Fahrzeugkomponenten, beispielsweise der Kraftfahrzeugtüren, der Scheinwerfer, der Fahrtrichtungsanzeiger oder der Fahrerwunscherfassungsmittel Gas- und Bremspedal sowie weitere zum Betrieb des Kraftfahrzeug notwendige und hinlänglich bekannte Sensoren auf.Of course, the motor vehicle also has vehicle state detection means, such as wheel speed sensors, acceleration sensors for longitudinal, lateral and yaw accelerations, as well as detection means for determining the functional state of individual vehicle components, for example the Motor vehicle doors, the headlight, the direction indicator or the driver request detection means accelerator and brake pedal and other necessary for the operation of the motor vehicle and well-known sensors.
Sowohl die Umfeld- als auch die Fahrzeugzustandserfassungsmittel (
Anhand der oben aufgestellten Definition eines Fahrerassistenzsystems, die auf die zu erfüllende Funktion des Fahrerassistenzsystems abzielt, erkennt der Fachmann, dass es nicht (mehr) zielführend ist, ein Fahrerassistenzsystem als abgeschlossenes System zu betrachten. Diese Sichtweise, welche sich aus der Entwicklungsgeschichte von Fahrerassistenzsystemen begründen lässt, ist veraltet. Wurden früher einzelne Sensoren, z. B. Radaranlagen, für genau ein Fahrerassistenzsystem, z. B. Abstandsregeltempomat, entwickelt und abgestimmt, steht mehr und mehr die Sensordatenfusion im Fokus der Entwicklung. Das erfindungsgemäße Überwachungssystem ermöglicht konsequent die gesamtheitliche, funktionsorientierte Überwachung. Dies bedeutet, dass im einfachsten Fall die Funktion „Fahren” überwacht wird, unabhängig davon, ob ein Fahrer sämtliche Fahrzeugführungsbefehle vorgibt oder ob ein Fahrerassistenzsystem das Kraftfahrzeug hochautonom selbsttätig führt.On the basis of the definition of a driver assistance system set out above, which aims at fulfilling the function of the driver assistance system, the person skilled in the art recognizes that it is no longer expedient to regard a driver assistance system as a closed system. This perspective, which can be justified from the development history of driver assistance systems, is outdated. Were previously individual sensors, z. B. radars, for exactly one driver assistance system, z. B. Adaptive cruise control, developed and tuned, is more and more the sensor data fusion in the focus of development. The monitoring system according to the invention consequently enables holistic, function-oriented monitoring. This means that in the simplest case, the function "driving" is monitored, regardless of whether a driver prescribes all vehicle guidance commands or whether a driver assistance system automatically autonomously guides the motor vehicle.
Fährt das Kraftfahrzeug nun auf einer innerstädtischen Straße, die in eine Kurve übergeht, soll beispielsweise die Funktion eines Spurhalteassistenten ausgeführt werden. Diese Funktion kann durch einen Funktionsalgorithmus (
Diese Fahrzeugführungsbefehle (
Alternativ kann bei nicht plausiblen Fahrzeugführungsbefehlen (
Neben der Plausibilitätsüberwachung (
Schließlich wird eine Funktionsüberwachung (
In Abhängigkeit der Schwere der Abweichung der Plausibilitätsprüfung (
Der sichere Zustand ist abhängig von der Art und der Kritikalität der Abweichung der Plausibilitätsprüfung (
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Erfassungsmitteldetection means
- 22
- Funktionsalgorithmus FahrerassistenzsystemFunctional algorithm driver assistance system
- 33
- Plausibilitätsüberwachungplausibility check
- 44
- UnfallgefahrüberwachungAccident risk monitoring
- 55
- FunktionsfähigkeitsüberwachungOperability monitoring
- 66
- Aktuatorenactuators
- 1111
- Sensordatensensor data
- 12–1512-15
- FahrzeugführungsbefehleVehicle guidance commands
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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