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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Fahrerassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems unter Verwendung von Car2X-Kommunikation.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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In modernen Fahrzeugen wird der Fahrer durch eine Vielzahl von elektronischen Systemen und Fahrerassistenzsystemen beim Betrieb des Fahrzeugs unterstützt. Bei automatischen Fahrvorgängen, wie dies beispielsweise bei einem automatischen Ein- oder Ausparkvorgang eines Fahrzeugs der Fall ist, muss stets auch die Umgebung beobachtet werden. Anhand dieser Beobachtung muss das Fahrerassistenzsystem entscheiden, ob es gefahrlos möglich ist, bestimmte Positionsänderungen des Fahrzeugs einzuleiten oder durchzuführen. Speziell beim automatischen oder halbautomatischen Parkvorgang in eine oder aus einer Parklücke, ist es wichtig, auch den fließenden Verkehr zu beobachten und dem Fahrerassistenzsystem mitzuteilen, ob der für den Parkvorgang erforderliche Freiraum zur Verfügung steht. Diese Beobachtungswerte bestimmen maßgeblich das Verhalten des Systems und geben die entsprechenden Verhaltensinformationen an den Fahrer weiter.
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Ferner gewinnt bei modernen Fahrzeugen die Car2Car- und Car2Infrastructure-Kommunikation, die nachstehend zusammenfassend als Car2X-Kommunikation oder V2X-Kommunikation bezeichnet wird, immer mehr an Bedeutung, da die Car2X-Kommunikation als Teil eines intelligenten Verkehrssystems (engl. Intelligent Transport System, ITS) insbesondere zur Erhöhung der Sicherheit im Straßenverkehr, Verbesserung des Verkehrsflusses und Reduzierung des Energieverbrauchs dient. Langfristig wird die Car2X-Kommunikation auch als einer der Schlüsselfaktoren für ein vollständig autonomes Fahren angesehen, wobei das Fahrzeug selbsttätig auf wechselnde Fahrsituationen reagieren kann.
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Bei der Car2X-Kommunikation kann ein Fahrzeug über eine Funkverbindung Informationen mit anderen Verkehrsteilnehmern (auch als Kommunikationsknoten bezeichnet) austauschen. Eine derartige Kommunikation kann beispielsweise über ein WLAN erfolgen. Sobald sich zwei Verkehrsteilnehmer, beispielsweise zwei Fahrzeuge, innerhalb der gegenseitigen Funkreichweite befinden, können diese automatisch eine Kommunikationsverbindung als Teil eines dezentralen Ad-Hoc-Netzwerks bilden. Innerhalb des dezentralen Ad-Hoc-Netzwerkes können sie Daten wie beispielsweise Position, Fahrgeschwindigkeit und Fahrtrichtung austauschen, um entsprechende Hinweise oder Warnungen im jeweiligen Fahrzeug zu generieren und gegebenenfalls geeignete Aktionen in die Wege zu leiten. Da die Funkreichweite derartiger WLANs auf einige hundert Meter begrenzt ist, dient jeder Kommunikationsknoten in der Regel gleichzeitig als Router mit einem darin implementierten Routing-Algorithmus, um zu entscheiden, ob eingehende Daten an andere Kommunikationsknoten weiter geleitet werden sollen.
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Aus dem Stand der Technik sind Fahrerassistenzsysteme in Form von Start-Stopp-Systemen bekannt, die automatisiert den Motor eines Kraftfahrzeugs in der Stillstandphase beispielsweise an einer Ampel abstellen können. Hierbei werden als Entscheidungskriterien lediglich das Verhalten des Fahrzeugführers, z.B. ob sich das Getriebe im Leerlauf befindet oder ob die Kupplung getreten wird, und der aktuelle Zustand des Kraftfahrzeugs, z.B. die Innenraumklimatisierung oder die Motortemperatur, herangezogen. Dies führt jedoch häufig zu sehr kurzen Motorstoppphasen, beispielsweise mit einer Dauer von wenigen Sekunden, die zum einen zu einem unnötigen Verschleiß des Kraftfahrzeugs führen und somit zumindest indirekt die Umweltbelastung erhöhen und zum anderen das Fahrerlebnis negativ beeinträchtigt.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Fahrerassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug sowie ein verbessertes Verfahren zum Betreiben eines solchen Fahrerassistenzsystems bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung sowie der Figuren.
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Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein Fahrerassistenzsystem für ein von einem Motor angetriebenes bzw. antreibbares Kraftfahrzeug. Dabei umfasst das Fahrerassistenzsystem ein V2X-Kommunikationsmodul zum Empfangen von Kommunikationsdaten von einer Verkehrssignalanlage und einen Prozessor, der ausgebildet ist, in Reaktion auf ein Halten des Kraftfahrzeugs aufgrund eines Haltesignals der Verkehrssignalanlage auf der Grundlage der Kommunikationsdaten von der Verkehrssignalanlage zu entscheiden, den Motor des Kraftfahrzeugs auszuschalten oder laufen zu lassen.
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Gemäß einer Ausführungsform umfassen die Kommunikationsdaten von der Verkehrssignalanlage die verbleibende Laufzeit des Haltesignals, wobei der Prozessor ausgebildet ist, auf der Grundlage der verbleibenden Laufzeit des Haltesignals der Verkehrssignalanlage zu entscheiden, den Motor des Kraftfahrzeugs auszuschalten oder laufen zu lassen.
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Gemäß einer Ausführungsform umfassen die Kommunikationsdaten von der Verkehrssignalanlage Informationen über die Position der Verkehrssignalanlage.
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Gemäß einer Ausführungsform können die Informationen über die Position der Verkehrssignalanlage GPS-, Galileo-, GLONASS- oder Beidou-Koordinaten der Verkehrssignalanlage umfassen.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Fahrerassistenzsystem ferner ein Positionsbestimmungsmodul, das ausgebildet ist, die Position des Kraftfahrzeugs zu bestimmen.
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Gemäß einer Ausführungsform kann das Positionsbestimmungsmodul ausgebildet sein, mittels GPS-, Galileo-, GLONASS- und/oder Beidou-Koordinaten die Position des Kraftfahrzeugs zu bestimmen.
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Gemäß einer Ausführungsform kann es sich bei der Verkehrssignalanlage beispielsweise um eine Verkehrsampel oder eine Ampel an einem Bahnübergang handeln.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der Prozessor ferner ausgebildet, die Entscheidung, den Motor des Kraftfahrzeugs auszuschalten oder laufen zu lassen, auf der Grundlage der Position des Kraftfahrahrzeugs relativ zu der Position der Verkehrssignalanlage zu treffen.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der Prozessor ferner ausgebildet, eine verbleibende Wartezeit auf der Grundlage der verbleibenden Laufzeit des Haltesignals der Verkehrssignalanlage zu bestimmen, um zu entscheiden, den Motor des Kraftfahrzeugs auszuschalten oder laufen zu lassen. Gemäß einer Ausführungsform ist der Prozessor dazu ausgebildet, die verbleibende Wartezeit t
werte mittels der folgenden Formel zu bestimmen:
wobei t
Haltephase die verbleibende Laufzeit des Haltesignals der Verkehrssignalanlage, d
LSA den Abstand des Kraftfahrzeugs von der Verkehrssignalanlage, l
KFZ die Länge des oder eines Kraftfahrzeugs und t
anfahren eine mittlere Anfahrzeit bezeichnen. Alternativ kann der Quotient aus d
LSA und l
KFZ durch die Anzahl der vor dem eigenen Kraftfahrzeug stehenden Fahrzeuge bzw. Objekte ersetzt werden. Bspw. kann dies der Fall sein, wenn eine vielzahl der Fahrzeuge mit einem V2X-Kommunikationsmodul ausgestattet sind und sich gegenseitig ihre Position mitteilen. Gemäß einer Ausführungsform kann die mittlere Anfahrzeit zwischen 1 und 5 Sekunden betragen. Besonders bevorzugt ist eine Anfahrzeit von 2 Sekunden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das V2X-Kommunikationsmodul ausgebildet, die Kommunikationsdaten direkt von der Verkehrssignalanlage zu empfangen.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das V2X-Kommunikationsmodul ausgebildet, die Kommunikationsdaten über eine Basisstation eines Mobilfunknetzwerks oder eines WiFi-Netzwerkes von der Verkehrssignalanlage zu empfangen.
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Das V2X-Kommunikationsmodul kann dazu ausgestaltet sein, über eine Ad-Hoc-Netzwerk-Kommunikationstechnologie zu kommunizieren, insbesondere eine ITS-G5-Kommunikationstechnologie oder eine IEEE 802.11p basierte Kommunikationstechnologie. Das V2X-Kommunikationsmodul kann mit einem CAN-Bus oder einem Flexray-Bus oder einem MOST-Bus oder einem Ethernet-Bus des Kraftfahrzeugs verbunden sein.
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Gemäß einer Ausführungsform kann das Abschalten des Motors auch unterbleiben, wenn erkannt wird, dass ein liegengebliebenes Fahrzeug, Unfall oder eine sonstige Gefahrensituation erkannt wird.
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Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems für ein Kraftfahrzeug mit einem Schritt des Empfangens von Kommunikationsdaten von einer Verkehrssignalanlage und einem Schritt in Reaktion auf ein Halten des Kraftfahrzeugs aufgrund eines Haltesignals der Verkehrssignalanlage des Entscheidens auf der Grundlage der Kommunikationsdaten von der Verkehrssignalanlage, den Motor des Kraftfahrzeugs auszuschalten oder laufen zu lassen.
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Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung ein Computerprogramm mit einem Programmcode zum Ausführen des Verfahrens gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung, wenn das Computerprogramm auf einem Computer bzw. Prozessor ausgeführt wird.
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Das Computerprogramm kann durch das Fahrerassistenzsystem ausgeführt werden. Das Fahrerassistenzsystem kann hierfür programmtechnisch eingerichtet sein.
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Die Erfindung kann in Software und/oder in Hardware realisiert werden.
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BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Weitere Ausführungsbeispiele werden bezugnehmend auf die beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein schematisches Diagramm eines Fahrerassistenzsystems als Teil eines Kraftfahrzeuges gemäß einer Ausführungsform;
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2 ein schematisches Diagramm zur Funktionsweise des Fahrerassistenzsystems von 1 gemäß einer Ausführungsform; und
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3 ein Diagramm eines Verfahrens zum Betreiben des Fahrerassistenzsystems von 1 gemäß einer Ausführungsform.
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DETAILIERTE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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1 zeigt ein Diagramm eines Fahrerassistenzsystems 100 gemäß einer Ausführungsform, das in einem Kraftfahrzeug 110 implementiert ist. Das Kraftfahrzeug 110, beispielsweise ein PKW, wird von einem Motor 120 angetrieben. 2 zeigt ein beispielhaftes Verkehrsszenario mit einer Verkehrssignalanlage 200 in Form einer Verkehrsampel, bei dem das Fahrerassistenzsystem 100 von 1 als Teil des Kraftfahrzeugs 100 vorteilhaft zum Einsatz kommt.
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Das in 1 schematisch dargestellte Fahrerassistenzsystem 100 umfasst ein V2X-Kommunikationsmodul 101, das ausgebildet ist, Kommunikationsdaten von einer Verkehrssignalanlage zu empfangen, beispielsweise von der in 2 schematisch dargestellten Verkehrsampel 200.
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Ferner umfasst das in 1 schematisch dargestellte Fahrerassistenzsystem 100 einen Prozessor 103, der ausgebildet ist, in Reaktion auf ein Halten des Kraftfahrzeugs 110 aufgrund eines Haltesignals, insbesondere ein Rotsignal, der Verkehrsampel 200 auf der Grundlage der Kommunikationsdaten von der Verkehrsampel 200 zu entscheiden, den Motor 120 des Kraftfahrzeugs 110 auszuschalten oder laufen zu lassen.
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Gemäß einer Ausführungsform können die Kommunikationsdaten von der Verkehrsampel 200 die verbleibende Laufzeit des Rotsignals umfassen, beispielsweise 5 Sekunden. In dieser Ausführungsform ist der Prozessor 103 des Fahrerassistenzsystems 100 vorteilhafterweise ausgebildet, auf der Grundlage der verbleibenden Laufzeit des Rotsignals der Verkehrsampel 200 zu entscheiden, den Motor 120 des Kraftfahrzeugs 110 auszuschalten oder laufen zu lassen.
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Gemäß einer Ausführungsform können die Kommunikationsdaten von der Verkehrsampel ferner Informationen über die Position der Verkehrsampel 200 umfassen, beispielsweise in Form von GPS-, Galileo-, GLONASS- und/oder Beidou-Koordinaten der Verkehrsampel 200. Wie in 1 dargestellt, kann das Fahrerassistenzsystem 100 ferner ein Positionsbestimmungsmodul 105 umfassen, das ausgebildet ist, die Position des Fahrerassistenzsystems 100 bzw. des Kraftfahrzeugs 110 zu bestimmen. Dabei kann das Positionsbestimmungsmodul ausgebildet sein, beispielsweise mittels GPS-, Galileo-, GLONASS- und/oder Beidou-Koordinaten die Position des Kraftfahrzeugs 110 zu bestimmen.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der Prozessor 103 des Fahrerassistenzsystems 100 ferner ausgebildet, die Entscheidung, den Motor 120 des Kraftfahrzeugs 110 auszuschalten oder laufen zu lassen, auf der Grundlage der Position des Kraftfahrahrzeugs 110 relativ zu der Position der Verkehrsampel 200 zu treffen.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der Prozessor
103 ausgebildet, auf der Grundlage der verbleibenden Laufzeit des Haltesignals der Verkehrsampel
200 eine verbleibende Wartezeit zu bestimmen, um auf der Grundlage der so bestimmten verbleibenden Wartezeit zu entscheiden, den Motor
120 des Kraftfahrzeugs
110 auszuschalten oder laufen zu lassen. Gemäß einer Ausführungsform ist der Prozessor
103 dazu ausgebildet, die verbleibende Wartezeit t
werte mittels der folgenden Formel zu bestimmen:
wobei t
Haltephase die verbleibende Laufzeit des Haltesignals der Verkehrsampel
200, t
LSA den Abstand des Kraftfahrzeugs
110 von der Verkehrsampel
200, l
KFZ die Länge des Kraftfahrzeugs
110 und t
anfahren eine mittlere Anfahrzeit bezeichnen. Gemäß einer Ausführungsform kann man beispielsweise von einer durchschnittlichen Fahrzeuglänge von 4,5 Metern für die Länge des Kraftfahrzeugs
110 und einer mittleren Anfahrzeit von 2 Sekunden ausgehen. Das V2X-Kommunikationsmodul
101 des Fahrerassistenzsystems
100 kann dazu ausgestaltet sein, über eine Ad-Hoc-Netzwerk-Kommunikationstechnologie mit der Verkehrsampel
200 zu kommunizieren, insbesondere eine ITS-G5-Kommunikationstechnologie oder eine
IEEE 802.11p basierte Kommunikationstechnologie. Das V2X-Kommunikationsmodul
101 kann mit einem CAN-Bus oder einem Flexray-Bus oder einem MOST-Bus oder einem Ethernet-Bus des Kraftfahrzeugs
110 verbunden sein.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das V2X-Kommunikationsmodul 101 des Fahrerassistenzsystems 100 ausgebildet, die Kommunikationsdaten direkt von der Verkehrsampel 200 zu empfangen. Die Kommunikationsdaten können von der Verkehrsampel 200 beispielsweise in Form einer Broadcast-Nachricht ausgesendet werden.
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Alternativ kann das V2X-Kommunikationsmodul 101 ausgebildet sein, die Kommunikationsdaten über eine Basisstation eines Mobilfunknetzwerks oder eines WiFi-Netzwerkes von der Verkehrsampel 200 zu empfangen.
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Wie vorstehend bereits erwähnt, zeigt 2 ein beispielhaftes Verkehrsszenario mit einer Verkehrssignalanlage in Form einer Verkehrsampel 200, bei dem das Fahrerassistenzsystem 100 von 1 als Teil des Kraftfahrzeugs 100 vorteilhaft zum Einsatz kommt. Das Kraftfahrzeug 110 kommt hinter zwei weiteren Fahrzeugen, die aufgrund einer Rotphase vor der Verkehrsampel 200 warten, zum Stehen und empfängt in diesem Zusammenhang mittels des V2X-Kommunikationsmodul 101 des Fahrerassistenzsystems 100 Kommunikationsdaten von der Verkehrsampel 200, beispielsweise die Information, dass die Rotphase der Verkehrsampel 200 noch 15 Sekunden dauert. Wie vorstehend beschrieben, ist der Prozessor 103 des Fahrerassistenzsystems 100 ausgebildet, auf der Grundlage dieser Informationen zu entscheiden, den Motor 120 des Kraftfahrzeugs 110 auszuschalten oder laufen zu lassen. Selbstverständlich können auch die weiteren in 2 schematisch angedeuteten Kraftfahrzeuge ein Fahrerassistenzsystem 100 wie das Kraftfahrzeug 110 aufweisen.
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3 zeigt ein Diagramm eines Verfahrens 300 zum Betreiben des Fahrerassistenzsystems 100 des Kraftfahrzeugs 110. Dabei umfasst das Verfahren 300 einen Schritt 301 des Empfangens von Kommunikationsdaten von einer Verkehrssignalanlage 200, beispielsweise von der in 2 dargestellten Verkehrsampel 200, und in Reaktion auf das Halten des Kraftfahrzeugs 110 aufgrund eines Haltesignals der Verkehrssignalanlage 200 einen Schritt 303 des Entscheidens auf der Grundlage der Kommunikationsdaten von der Verkehrssignalanlage 200, den Motor 120 des Kraftfahrzeugs 110 auszuschalten oder laufen zu lassen.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Fahrerassistenzsystem
- 101
- V2X-Kommunikationsmodul
- 103
- Prozessor
- 105
- Positionsbestimmungsmodul
- 110
- Kraftfahrzeug
- 120
- Motor
- 200
- Verkehrssignalanlage
- 300
- Verfahren
- 301
- Empfangen von Kommunikationsdaten
- 303
- Entscheiden, den Motor auszuschalten oder laufen zu lassen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- IEEE 802.11p [0019]
- IEEE 802.11p [0035]
