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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Regelung einer Geschwindigkeit und/oder einer Beschleunigung eines Kraftfahrzeugs unter Berücksichtigung einer Vorgabe eines Fahrers des Kraftfahrzeugs als eine erste Eingangsgröße für die Regelung und, im Falle eines sich auf einer Fahrbahn des Kraftfahrzeugs befindlichen und dem Kraftfahrzeug vorausfahrenden anderen Fahrzeugs, unter Berücksichtigung eines Abstands zu dem vorausfahrenden Fahrzeug als eine zweite Eingangsgröße. Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zum Regeln einer Geschwindigkeit und/oder einer Beschleunigung, ein Fahrerassistenzsystem mit einer Vorrichtung sowie ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem.
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Fahrerassistenzsysteme, welche einen Fahrer des Kraftfahrzeugs bei einer Längsführung des Kraftfahrzeugs, also beim Bremsen und/oder Beschleunigen des Kraftfahrzeugs, unterstützen, sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt. Diese Fahrerassistenzsysteme umfassen beispielsweise Geschwindigkeitsregelanlagen, welche eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs regeln und bei der Regelung zusätzlich einen Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug einbeziehen. Diese Geschwindigkeitsregelanlangen werden auch als Abstandsregeltempomaten beziehungsweise adaptive Geschwindigkeitsregelanlagen (ACC – Adaptive Criuse Control) bezeichnet. Bei diesen Abstandsregeltempomaten wird durch Motor- und Bremseingriffe die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs so eingestellt, dass eine von dem Fahrer vorgegebene Wunschgeschwindigkeit nicht überschritten wird und gleichzeitig ein Mindestabstand des Kraftfahrzeugs zu einem vorausfahrenden Fahrzeug nicht unterschritten wird.
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In der
EP 1 603 766 B1 sind hierzu ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bereitstellen von Stellgrößen für die Führung eines Fahrzeugs beschrieben. Dort wird aus einem Satz von zumindest zwei Eingangsgrößen, beispielsweise aus einer Relativgeschwindigkeit und aus einem Abstand eines Objektes, eine einzige Bewertungsgröße gebildet, welche die Verkehrssituation kennzeichnet. Anhand der Bewertungsgröße kann beispielsweise die Gefährlichkeit der Verkehrssituation bewertet werden. In der
DE 10 2004 019 337 A1 ist beschrieben, dass Einstellungen des Abstandsregeltempomaten auch für andere Assistenzsysteme, beispielsweise für einen Überholassistenten oder einen Rechts-vor-Links-Assistenten, berücksichtigt werden können.
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Dabei kann es vorkommen, dass die Eingriffe, welche der Abstandsregeltempomat zum Anpassen der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs vornimmt, falsch oder unintuitiv für den Fahrer des Kraftfahrzeugs erscheinen. Dies bedeutet, dass die Eingriffe durch den Abstandsregeltempomaten oft nicht nachvollziehbar für den Fahrer sind und beispielsweise einem Fahrverhalten des Fahrers widersprechen. Dies kann zur Folge haben, dass der Fahrer, beispielsweise durch Betätigen des Bremspedals oder des Gaspedals, eingreift und damit den Abstandsregeltempomaten deaktiviert. Dies kann sich negativ auf eine Akzeptanz des Abstandsregeltempomaten seitens des Fahrers auswirken, sodass dieser von dem Fahrer nicht genutzt wird und dadurch ein Fahrkomfort für den Fahrer reduziert wird.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung bereitzustellen, wie ein Fahrer eines Kraftfahrzeugs auf besonders zuverlässige und für den Fahrer intuitive Weise beim Führen des Kraftfahrzeugs unterstützt werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, eine Vorrichtung, ein Fahrerassistenzsystem sowie ein Kraftfahrzeug gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung sowie der Figuren.
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In einer Ausführungsform der Erfindung wird bei einem Verfahren zur automatische Regelung einer Geschwindigkeit und/oder einer Beschleunigung eines Kraftfahrzeugs die Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung des Kraftfahrzeugs insbesondere unter Berücksichtigung einer Vorgabe eines Fahrers des Kraftfahrzeugs als eine erste Eingangsgröße für die Regelung geregelt und, im Falle eines sich auf einer Fahrbahn des Kraftfahrzeugs befindlichen und dem Kraftfahrzeug vorausfahrenden anderen Fahrzeugs, insbesondere unter Berücksichtigung eines Abstands zu dem vorausfahrenden Fahrzeug als eine zweite Eingangsgröße geregelt. Darüber hinaus wird die Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung des Kraftfahrzeugs insbesondere zusätzlich unter Berücksichtigung einer auf der Fahrbahn des Kraftfahrzeugs geltenden Geschwindigkeitsbegrenzung als eine dritte Eingangsgröße, einer Geometrie der Fahrbahn als eine vierte Eingangsgröße und zumindest einer, in einem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs herrschenden Umgebungsbedingung als zumindest eine fünfte Eingangsgröße geregelt.
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Bevorzugt wird bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur automatischen Regelung einer Geschwindigkeit und/oder einer Beschleunigung eines Kraftfahrzeugs die Geschwindigkeit und/oder die Beschleunigung unter Berücksichtigung einer Vorgabe eines Fahrers des Kraftfahrzeugs als eine erste Eingangsgröße für die Regelung geregelt, und, im Falle eines sich auf einer Fahrbahn des Kraftfahrzeugs befindlichen und dem Kraftfahrzeug vorausfahrenden anderen Fahrzeugs, unter Berücksichtigung eines Abstands zu dem vorausfahrenden Fahrzeug als eine zweite Eingangsgröße geregelt. Darüber hinaus wird die Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung des Kraftfahrzeugs zusätzlich unter Berücksichtigung einer auf der Fahrbahn des Kraftfahrzeugs geltenden Geschwindigkeitsbegrenzung als eine dritte Eingangsgröße, einer Geometrie der Fahrbahn als eine vierte Eingangsgröße und zumindest einer, in einem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs herrschenden Umgebungsbedingung als zumindest eine fünfte Eingangsgröße geregelt.
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Mittels des Verfahrens kann ein Fahrerassistenzsystem realisiert werden, welches den Fahrer beim Führen des Kraftfahrzeugs unterstützt. Insbesondere wird der Fahrer des Kraftfahrzeugs bei der Längsführung des Kraftfahrzeugs, also beim Bremsen und/oder Beschleunigen des Kraftfahrzeugs, unterstützt. Dazu wird die Geschwindigkeit und/oder die Beschleunigung in Abhängigkeit von zumindest fünf Eingangsgrößen geregelt. Dazu können die fünf Eingangsgrößen beispielweise einer Regelungsvorrichtung des Fahrerassistenzsystems bereitgestellt werden, welche unter Berücksichtigung der fünf Eingangsgrößen die Geschwindigkeit und/oder die Beschleunigung durch Eingriffe in ein Antriebssystem und/oder ein Bremssystem regelt beziehungsweise einstellt.
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Insbesondere wird unter Berücksichtigung der Eingangsgrößen ein Sollwert für die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, also eine Soll-Geschwindigkeit, bestimmt. Auf diesen Sollwert soll die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs eingestellt werden. Der Sollwert wird mit einem Istwert für die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, also einer Ist-Geschwindigkeit, verglichen. Der Istwert entspricht einer aktuellen Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs. Bei einer Abweichung des Istwerts von dem Sollwert wird insbesondere ein Sollwert für die Beschleunigung des Kraftfahrzeugs, also eine Soll-Beschleunigung, in Abhängigkeit von zumindest einer der Eingangsgrößen bestimmt. Durch Vorgeben der Soll-Beschleunigung kann eine Zeitdauer vorgegeben werden, in welcher die Soll-Geschwindigkeit erreicht werden soll, also nach welcher sich das Kraftfahrzeug mit der Soll-Geschwindigkeit bewegen soll. Wenn der Istwert und der Sollwert für die Geschwindigkeit in etwa gleich sind, so kann das Kraftfahrzeug auf der Geschwindigkeit gehalten werden und der Sollwert für die Beschleunigung mit 0 m/s2 vorgegeben werden. Wenn die Ist-Geschwindigkeit geringer ist als die Soll-Geschwindigkeit, so wird das Kraftfahrzeug zum Erreichen der vorbestimmten Soll-Geschwindigkeit beschleunigt. Für den Beschleunigungsvorgang kann dazu ein positiver, in Abhängigkeit von zumindest einer der Eingangsgrößen bestimmter Sollwert für die Beschleunigung vorgegeben werden. Wenn die Ist-Geschwindigkeit größer ist als die Soll-Geschwindigkeit, so wird das Kraftfahrzeug zum Erreichen der vorbestimmten Soll-Geschwindigkeit abgebremst. Für den Abbremsvorgang kann dazu ein negativer, in Abhängigkeit von zumindest einer der Eingangsgrößen bestimmter Sollwert für die Beschleunigung vorgegeben werden.
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Als die erste Eingangsgröße wird dabei eine fahrerseitige Vorgabe beziehungsweise Eingabegröße bereitgestellt, durch welche eine Fahrdynamik für das Kraftfahrzeug beziehungsweise ein Verhalten des Kraftfahrzeugs während der Fahrt des Kraftfahrzeugs vorgegeben wird. Besonders bevorzugt umfasst die Vorgabe des Fahrers eine von dem Fahrer vorgegebene Wunschgeschwindigkeit für das Kraftfahrzeug. Die Fahrdynamik kann also durch die Vorgabe der Wunschgeschwindigkeit des Fahrers bestimmt werden. Die Wunschgeschwindigkeit ist insbesondere eine durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs vorgegebene Maximalgeschwindigkeit, mit welcher sich das Kraftfahrzeug auf der Fahrbahn bewegen soll. Dabei kann beispielsweise diejenige Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs als die Wunschgeschwindigkeit vorgegeben werden, mit welcher sich das Kraftfahrzeug beim der fahrerinitiierten Aktivierung der automatischen Regelung der Geschwindigkeit und/oder der Beschleunigung auf der Fahrbahn bewegt hat. Die Wunschgeschwindigkeit kann aber beispielsweise auch durch Auswählen oder Eingeben eines Wertes für die Wunschgeschwindigkeit seitens des Fahrers in eine fahrzeugseitige Eingabeeinrichtung vorgegeben werden.
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Falls auf der Fahrbahn des Kraftfahrzeugs das andere Fahrzeug vorhanden ist und dem Kraftfahrzeug vorausfährt, so wird zusätzlich der Abstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug als die zweite Eingangsgröße berücksichtigt. Die Beschleunigung und/oder die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs wird dabei derart eingestellt, dass ein vorbestimmter Minimalabstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug nicht unterschritten wird. Der Minimalabstand kann beispielsweise von dem Fahrer vorgegeben werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Minimalabstand so vorgegeben werden, dass ein vorbestimmter Sicherheitsabstand nicht unterschritten wird.
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Darüber hinaus wird zusätzlich eine auf der Fahrbahn geltende Geschwindigkeitsbegrenzung beziehungsweise ein Tempolimit als die dritte Eingangsgröße berücksichtigt. Die Geschwindigkeit und/oder die Beschleunigung wird also so vorgegeben, dass das auf der Fahrbahn geltende Tempolimit beziehungsweise eine auf der Fahrbahn zulässige Höchstgeschwindigkeit nicht überschritten wird. Wenn beispielsweise die Wunschgeschwindigkeit von dem Fahrer höher ist als das aktuelle Tempolimit, so wird das Kraftfahrzeug auf das aktuelle Tempolimit abgebremst. So kann in vorteilhafter Weise verhindert werden, dass der Fahrer einen Geschwindigkeitsverstoß begeht.
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Außerdem wird eine Geometrie der Fahrbahn als die vierte Eingangsgröße für die Regelung berücksichtigt. Eine solche Fahrbahngeometrie kann beispielsweise Kurven, Steigungen, Gefälle, Bremsschwellen oder Bodenunebenheiten in der Fahrbahn umfassen. Der Erfindung liegt hierbei die Erkenntnis zugrunde, dass die Geometrie der Fahrbahn ein Verhalten des Kraftfahrzeugs während der Fahrt beeinflussen kann. So kann beispielsweise vor einer Kurve eine verringerte Soll-Geschwindigkeit vorgegeben werden und die Geschwindigkeit so angepasst werden, dass eine sichere Kurvenfahrt für das Kraftfahrzeug bereitgestellt werden kann. Darüber hinaus kann während der Kurvenfahrt eine verringerte Soll-Beschleunigung vorgegeben werden, sodass das Kraftfahrzeug beispielsweise beim Abbremsen in der Kurve nicht ausbricht.
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Darüber hinaus wird zusätzlich eine in dem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs herrschende Umgebungsbedingung als die zumindest eine fünfte Eingangsgröße berücksichtigt. Die in dem Umgebungsbereich herrschende Umgebungsbedingung betrifft insbesondere sich dynamisch verändernde Bedingungen. Solche sich dynamisch verändernde Bedingungen können beispielweise eine wetterbedingte Beschaffenheit der Fahrbahn, beispielsweise Glätte und Nässe auf der Fahrbahn, und/oder ein Verkehrsaufkommen, beispielsweise bei einem Unfall oder bei Stau, auf der Fahrbahn sein. So kann beispielsweise bei Glätte auf der Fahrbahn eine geringere Soll-Geschwindigkeit vorgegeben werden als bei einer trockenen Fahrbahn. Auch kann bei Glätte auf der Fahrbahn eine geringere Soll-Beschleunigung vorgegeben werden, um das Durchdrehen der Reifen des Kraftfahrzeugs zu verhindern.
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Insbesondere wird für jede der zumindest fünf Eingangsgrößen ein Wert für die Soll-Geschwindigkeit bestimmt. Beispielsweise kann die Wunschgeschwindigkeit des Fahrers als ein erster Wert, eine Geschwindigkeit für das Kraftfahrzeug zum Einhalten des Minimalabstands als ein zweiter Wert, die zulässige Höchstgeschwindigkeit als ein dritter Wert, eine für eine sicherer Kurvenfahrt maximale Geschwindigkeit als ein vierter Wert und eine unter Berücksichtigung der Umgebungsbedingungen bestimmte Höchstgeschwindigkeit als ein fünfter Wert für die Soll-Geschwindigkeit bestimmt werden. Dabei wird der geringste der fünf Werte als die Soll-Geschwindigkeit vorgegeben. Basierend auf zumindest einer der fünf Eingangsgrößen, beispielsweise basierend auf der Fahrbahngeometrie und/oder der Umgebungsbedingung, wird dann der Wert für eine Soll-Beschleunigung bestimmt, welcher unter Berücksichtigung einer aktuellen Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs zum Bereitstellen der Soll-Geschwindigkeit vorgegeben wird.
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Durch die Kombination beziehungsweise Berücksichtigung dieser zumindest fünf Eingangsgrößen kann eine verbesserte Assistenzfunktion für den Fahrer des Kraftfahrzeugs bereitgestellt werden, da die Geschwindigkeit und/oder die Beschleunigung des Kraftfahrzeugs an die Umgebung des Kraftfahrzeugs und an den Fahrer angepasst wird. Somit wird eine Notwendigkeit für Fahreingriffe durch den Fahrer reduziert und eine Akzeptanz des Fahrers für die automatische Regelung kann gesteigert werden.
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Bevorzugt wird als die Vorgabe des Fahrers ein fahrerspezifisches Fahrprofil vorgegeben, und die Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung des Kraftfahrzeugs unter Berücksichtigung des fahrerspezifischen Fahrprofils geregelt. Das Fahrprofil charakterisiert ebenfalls eine bestimmte, von dem Fahrer gewünschte Fahrdynamik des Kraftfahrzeugs. Durch das Fahrprofil kann also ein spezifisches Fahrverhalten beziehungsweise ein Fahrstil des Fahrers nachgebildet beziehungsweise bereitgestellt werden. In einem solchen Fahrprofil können beispielsweise ein Beschleunigungsverhalten und ein Bremsverhalten des Kraftfahrzeugs festgelegt sein. Basierend auf dem Fahrprofil wird insbesondere zusätzlich zu der von dem Fahrer vorgegebenen Wunschgeschwindigkeit das Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs als die erste Eingangsgröße beeinflusst. Basierend auf dem fahrerspezifischen Fahrprofil kann insbesondere eine Soll-Beschleunigung bestimmt werden, welche beispielsweise beim Einstellen der Soll-Geschwindigkeit, beispielsweise der Wunschgeschwindigkeit des Fahrers, vorgegeben wird. Durch die automatische Regelung der Geschwindigkeit und/oder der Beschleunigung in Abhängigkeit von dem fahrerspezifischen Fahrprofil erhält der Fahrer während der automatischen Regelung der Beschleunigung und/oder Geschwindigkeit den Eindruck, als würde er das Kraftfahrzeug selbst steuern. Brems- und Motoreingriffe durch die Regelvorrichtung erscheinen also intuitiver und natürlicher für den Fahrer, sodass ein Deaktivieren der automatischen Regelung verhindert wird.
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In einer Ausführungsform der Erfindung wird als ein solches Fahrerprofil ein von einem Fahrer aus einer Liste aus vorbestimmten Fahrmodi ausgewählter Fahrmodus vorgegeben. Solche Fahrmodi können beispielsweise in einer fahrzeugseitigen Speichereinrichtung hinterlegt sein und beispielsweise ein Sportmodus oder ein Eco-Modus sein. Der Sportmodus stellt insbesondere eine sportliche Fahrweise bereit und umfasst beispielsweise starke Beschleunigungs- und Bremsvorgänge. Bei dem Eco-Modus wird die Fahrdynamik des Kraftfahrzeugs insbesondere an das Fahrverhalten eines umweltbewussten, Sprit sparenden Fahrers angepasst. Einer dieser vorbestimmten Fahrmodi kann beispielsweise über ein Bedienelement und/oder eine fahrzeugseitige Eingabeeinrichtung, beispielsweise über einen Touchscreen, von dem Fahrer ausgewählt werden. Der von dem Fahrer ausgewählte Fahrmodus wird dann als das fahrerspezifische Fahrprofil bereitgestellt. Durch das Vorgeben vorbestimmter Fahrmodi, welche von dem Fahrer ausgewählt werden können, kann die Fahrdynamik des Kraftfahrzeugs besonders einfach an das Fahrverhalten des Fahrers angepasst werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird basierend auf einem, von einer fahrzeugseitigen Erfassungseinrichtung während einer manuellen, durch den Fahrer durchgeführten Regelung der Beschleunigung und/oder Geschwindigkeit erfassten Fahrverhalten des Fahrers das fahrerspezifische Fahrprofil bestimmt. Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass das Fahrverhalten des Fahrers erlernt wird, während die automatische Regelung der Geschwindigkeit und/oder der Beschleunigung nicht in Betrieb ist. Während dieser Zeit regelt der Fahrer die Geschwindigkeit sowie die Beschleunigung durch Betätigen des Gaspedals und des Bremspedals des Kraftfahrzeugs selbst. Anhand von Bremsvorgängen und Beschleunigungsvorgängen, welche der Fahrer während der manuellen Steuerung des Kraftfahrzeugs vornimmt, kann von der Regelvorrichtung das Fahrverhalten beziehungsweise der Fahrstil des Fahrers erlernt werden und basierend auf dem erfassten Fahrverhalten das fahrerspezifische Fahrprofil bestimmt werden. Dieses fahrerspezifische Fahrprofil kann in einer fahrzeugseitigen Speichereinrichtung hinterlegt werden und beispielsweise bereitgestellt werden, wenn der Fahrer die automatische Regelung der Beschleunigung und/oder der Geschwindigkeit aktiviert. Außerdem kann dieses Fahrprofil immer dann modifiziert beziehungsweise angepasst werden, wenn der Fahrer die Geschwindigkeit und/oder die Beschleunigung manuell regelt. Somit kann für den Fahrer eine besonders intuitive Fahrdynamik des Kraftfahrzeugs während der automatischen Regelung der Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung bereitgestellt werden.
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Auch kann vorgesehen sein, dass die Geschwindigkeit und/oder die Beschleunigung des Kraftfahrzeugs während der automatischen Regelung der Geschwindigkeit und/oder der Beschleunigung in Abhängigkeit von einer fahrerseitigen Bedieneingabe, insbesondere einer Spracheingabe des Fahrers, angepasst wird. Gemäß dieser Ausführungsform kann der Fahrer durch seine Bedieneingabe die aktuelle, auf den Sollwert eingestellte Geschwindigkeit und/oder die aktuelle auf den Sollwert eingestellte Beschleunigung verändern, insbesondere ohne dass die automatische Regelung zuvor deaktiviert wird. So kann der Fahrer beispielsweise durch den Sprachbefehl „schneller“ eine Beschleunigung des Kraftfahrzeugs veranlassen und durch den Sprachbefehl „langsamer“ ein Abbremsen des Kraftfahrzeugs veranlassen. Auch kann der Fahrer als die Bedieneingabe beispielsweise das Gaspedal und/oder das Bremspedal antippen. Durch Antippen des Gaspedals kann der Fahrer eine Beschleunigung des Kraftfahrzeugs veranlassen und durch Antippen des Bremspedals ein Abbremsen des Kraftfahrzeugs veranlassen. Somit ist das Verfahren besonders komfortabel für den Fahrer des Kraftfahrzeugs gestaltet, da der Fahrer zu jederzeit die Regelung der Geschwindigkeit und/oder der Beschleunigung beeinflussen kann. Durch die fahrerseitige Anpassung der Geschwindigkeit und/oder der Beschleunigung bekommt der Fahrer also den Eindruck, dass sich das Kraftfahrzeug nach seinen Wünschen verhält.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung wird, im Falle des vorausfahrenden Fahrzeugs, der Abstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug basierend auf von zumindest zwei, auf unterschiedlichen Messprinzipien basierenden Sensoreinrichtungen erfassten Sensordaten bestimmt. Vorzugsweise wird der Abstand basierend auf zumindest zwei der folgenden Sensordaten bestimmt: Radarsensordaten, Laserscannerdaten, LiDAR-Sensordaten, Kameradaten, Ultraschallsensordaten. Insbesondere wird anhand der Sensordaten zusätzlich eine Relativgeschwindigkeit des anderen Fahrzeugs und/oder eine Zeit bis zu einer Kollision mit dem anderen Fahrzeug bestimmt. (TTC – Time-To-Collision). Die Sensordaten werden dabei von zwei verschiedenen fahrzeugseitigen Sensoreinrichtungen erfasst, welche den Abstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug mittels unterschiedlicher Messprinzipien erfassen. Diese von den zwei Sensoreinrichtungen erfassten Sensordaten werden dann fusioniert beziehungsweise kombiniert. Insbesondere ist eine der Sensoreinrichtungen dabei ein Radarsensor und eine zweite Sensoreinrichtung ein Laserscanner und/oder ein LiDAR-Sensor und/oder eine Kamera und/oder ein Ultraschallsensor. Durch Kombination der Sensordaten kann eine hohe Redundanz beim Erfassen des anderen Fahrzeugs erreicht werden. Durch die aufgrund der Kombination der Sensordaten erhaltene, besonders aussagekräftige Information über das andere Fahrzeug können Falscherfassungen, beispielsweise die Erfassung von Leitplanken als Kraftfahrzeuge, verhindert werden.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die auf der Fahrbahn geltende Geschwindigkeitsbegrenzung basierend auf Daten von zumindest zwei geschwindigkeitsbegrenzende Informationen bereitstellenden Quellen bestimmt. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass die auf der Fahrbahn zulässige Höchstgeschwindigkeit beziehungsweise das Tempolimit anhand der Daten der zwei unterschiedlichen Quellen bestimmt wird. Diese Daten können wiederum kombiniert beziehungsweise fusioniert werden und somit eine Redundanz bei der Erfassung der Geschwindigkeitsbegrenzung erreicht werden. Vorzugsweise wird die auf der Fahrbahn geltende Geschwindigkeitsbegrenzung basierend auf zumindest zwei der folgenden Daten bestimmt: Sensordaten eines fahrzeugseitigen, geschwindigkeitsbegrenzende Verkehrszeichen erfassenden Sensors; kartenbasierte Daten; an das Kraftfahrzeug übermittelte Geschwindigkeitsdaten eines anderen, mit dem Kraftfahrzeug kommunizierenden Fahrzeugs; Geschwindigkeitsdaten einer fahrbahnseitigen Kommunikationseinrichtung.
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Zum Bestimmen der zulässigen Höchstgeschwindigkeit können beispielweise die geschwindigkeitsbegrenzenden Verkehrszeichen erfasst werden. Solche geschwindigkeitsbegrenzende Verkehrszeichen können beispielsweise Verkehrsschilder und/oder Wechselverkehrszeichen sein. Die Verkehrszeichen können dabei die Höchstgeschwindigkeit als einen Zahlenwert direkt anzeigen. Die Verkehrszeichen können aber auch Verkehrszeichen sein, durch welche indirekt eine Höchstgeschwindigkeit vorgegeben ist. Ein solches Verkehrszeichen kann beispielsweise ein Ortsschild sein, durch welches eine zulässige Höchstgeschwindigkeit von beispielsweise 50 km/h vorgegeben sein kann. Die geschwindigkeitsbegrenzenden Verkehrszeichen werden insbesondere mittels einer fahrzeugseitigen Kamera erfasst. Basierend auf den von der Kamera erfassten Bildern können die Verkehrszeichen erkannt werden und aus den Verkehrszeichen die geschwindigkeitsbegrenzende Information extrahiert werden.
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Auch können die Daten aus einer den Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs beschreibenden Karte extrahiert werden. Eine solche Karte kann beispielsweise eine in einer fahrzeugseitigen Speichereinrichtung hinterlegte und/oder eine internetbasierte Karte für ein Navigationssystem des Kraftfahrzeugs sein. Das Kraftfahrzeug kann in dieser Karte lokalisiert werden und damit die an einer Position des Kraftfahrzeugs in der Karte hinterlegte Geschwindigkeitsbegrenzung bestimmt werden. Des Weiteren können beispielsweise Geschwindigkeitsinformationen von einem anderen Fahrzeug erfasst werden, und als Daten, beispielsweise per Drahtloskommunikation, an das Kraftfahrzeug übertragen werden. Dies wird auch als Car-2-Car-Kommunikation bezeichnet. Auch können Geschwindigkeitsinformationen als Daten von einer fahrzeugexternen, fahrbahnseitigen Kommunikationseinrichtung an das Kraftfahrzeug kommuniziert werden. Eine solche fahrzeugexterne Kommunikationseinrichtung kann beispielsweise ein Infrastrukturobjekt, beispielsweise ein Verkehrszeichen, sein, welches mit dem Kraftfahrzeug, beispielsweise per Drahtloskommunikation, kommunizieren kann. Dies wird auch als Car-2-Infrastructure-Kommunikation bezeichnet.
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Durch die Benutzung von zumindest zwei unabhängigen Quellen zum Erfassen des Tempolimits kann das Tempolimit mit einer besonders geringen Fehlerrate bestimmt werden. Dabei kann die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs besonders zuverlässig auch an wechselnde Tempolimits automatisch angepasst werden, insbesondere ohne, dass der Fahrer diese kennen und eingreifen muss. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass der Fahrer, beispielsweise durch Spracheingabe, die Geschwindigkeit verändert und damit die basierend auf der geltenden Geschwindigkeitsbegrenzung basierende Regelung übersteuert.
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Es erweist sich als vorteilhaft, wenn die Geometrie der Fahrbahn anhand von Sensordaten von zumindest einer fahrzeugseitigen, Verkehrszeichen erfassenden Sensoreinrichtung und/oder anhand von Sensordaten von zumindest einer fahrzeugseitigen, die Fahrbahn erfassenden Sensoreinrichtung und/oder anhand von Informationen eines anderen, mit dem Kraftfahrzeug kommunizierenden Fahrzeugs und/oder anhand von an das Kraftfahrzeug übermittelten Informationen einer fahrbahnseitigen Kommunikationseinrichtung und/oder anhand von kartenbasierten Daten und/oder anhand von Sensordaten von zumindest einer fahrzeugseitigen, ein Fahrverhalten des dem Kraftfahrzeug vorausfahrenden Fahrzeugs erfassenden Sensoreinrichtung bestimmt wird.
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Die Geometrie der Fahrbahn, insbesondere Kurven in der Fahrbahn, wird also anhand von Daten von zumindest einer Quelle erfasst. Dabei können als die Daten wiederum Sensordaten einer Sensoreinrichtung, insbesondere einer Kamera, bereitgestellt werden, welche Verkehrszeichen erfasst. Auch können Informationen über die Fahrbahngeometrie über Car-2-Infrastructure-Kommunikation und/oder über Car-2-Car-Kommunikation erfasst werden. Alternativ oder zusätzlich können die Geometrie der Fahrbahn betreffende Informationen, beispielsweise ein Fahrbahnverlauf, aus der Umgebungskarte ausgelesen werden. Auch kann es vorgesehen sein, dass zumindest ein fahrzeugseitiger Sensor Objekte in dem Umgebungsbereich erfasst und die Fahrbahngeometrie anhand der Objekte bestimmt. Solche Objekte können beispielsweise Fahrbahnmarkierungen, Bordsteine, Schienen oder andere Infrastrukturobjekte sein. Alternativ oder zusätzlich kann zur Bestimmung der Fahrbahngeometrie auch das Fahrverhalten des vorausfahrenden Fahrzeugs erfasst werden. Falls beispielsweise erfasst wurde, dass das vorausfahrende Fahrzeug eine Kurve fährt, so kann die Kurve in der Fahrbahn erfasst werden. Auch können Bremslichter oder ein Bremsvorgang des vorausfahrenden Fahrzeugs erfasst werden, durch welche oder welchen ein Bremsgrund auf der Fahrbahn, beispielsweise eine Bodenwelle, signalisiert wird.
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In einer Weiterbildung der Erfindung wird die zumindest eine in dem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs herrschende Umgebungsbedingung anhand von zumindest einer Wetterinformation bestimmt. Eine solche Wetterinformation kann beispielsweise anhand von internetbasierten Wetterdiensten, anhand von einem Regensensor, anhand eines Betriebs von Scheibenwischern des Kraftfahrzeugs, oder anhand eines erfassten Reibwerts der Fahrbahn detektiert werden. Durch diese Wetterbendingungen kann die Beschaffenheit der Fahrbahn verändert werden. Auch kann ein Zustand der Fahrbahn erfasst werden, indem beispielsweise Schlaglöcher oder Geröll auf der Fahrbahn erfasst werden. Der Zustand der Fahrbahn kann beispielsweise von einer fahrzeugseitigen Sensoreinrichtung, insbesondere einer Kamera, und/oder über Car-2-Car-Kommunikation und/oder kartenbasiert erfasst werden.
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Alternativ oder zusätzlich wird die zumindest eine in dem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs herrschende Umgebungsbedingung anhand von einer Verkehrsinformation, insbesondere einer Verkehrsflussinformation, bestimmt. Dazu wird beispielsweise die Verkehrflussinformation, insbesondere ein Stau und/oder ein Unfall auf der Fahrbahn, erfasst. Der Stau und/oder der Unfall kann beispielsweise anhand von Verkehrszeichen oder anhand von Informationen, welche beispielsweise über Car-2-Car-Kommunikation und/oder Car-2-Infrastructure-Kommunikation übertragen wurden, erfasst werden.
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Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zur automatischen Regelung einer Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung eines Kraftfahrzeugs, welche dazu ausgelegt ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen. Außerdem ist die Vorrichtung dazu ausgelegt, zum Regeln der Geschwindigkeit und/oder der Beschleunigung des Kraftfahrzeugs in ein Antriebssystem und ein Bremssystem des Kraftfahrzeugs einzugreifen.
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Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Fahrerassistenzsystem zum Unterstützen eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs beim Führen des Kraftfahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Das Fahrerassistenzsystem weist insbesondere zumindest eine Sensoreinrichtung zum Erfassen von Objekten in dem Umgebungsbereich auf. Insbesondere weist das Fahrerassistenzsystem außerdem eine Kommunikationseinrichtung zum Kommunizieren mit anderen Fahrzeugen und/oder mit fahrbahnseitigen Kommunikationseinrichtungen auf.
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Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst eine erfindungsgemäße Vorrichtung. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als ein Personenkraftwagen ausgebildet.
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Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Vorrichtung, für das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem und für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungen, als offenbart anzusehen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder abweichen.
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Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Vorrichtung zum Regeln einer Geschwindigkeit und/oder einer Beschleunigung eines Kraftfahrzeugs; und
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2 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung beim Regeln der Geschwindigkeit.
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In den Figuren sind gleiche sowie funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine Vorrichtung 1 für ein Fahrerassistenzsystem F eines Kraftfahrzeugs 3 (siehe 2) zum Regeln einer Geschwindigkeit und/oder einer Beschleunigung des Kraftfahrzeugs 3. Das Fahrerassistenzsystem F dient dazu, einen Fahrer des Kraftfahrzeugs 3 bei der Längsführung des Kraftfahrzeugs 3 zu unterstützen. Dazu kann die Vorrichtung 1 einen fahrzeugseitigen Aktor 2 zum Beeinflussen einer aktuellen Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung des Kraftfahrzeugs 3 ansteuern. Der Aktor 2 kann beispielsweise ein Bremssystem und/oder Antriebssystem des Kraftfahrzeugs 3 sein. Die Vorrichtung 1 empfängt zumindest fünf Eingangsgrößen E1, E2, E3, E4, E5, wobei die Vorrichtung 1 unter Berücksichtigung der zumindest fünf Eingangsgrößen E1, E2, E3, E4, E5 die Geschwindigkeit und/oder die Beschleunigung des Kraftfahrzeugs 3 regelt. Insbesondere bestimmt die Vorrichtung 1 unter Berücksichtigung der zumindest fünf Eingangsgrößen E1, E2, E3, E4, E5 einen Sollwert für die Geschwindigkeit und/oder die Beschleunigung des Kraftfahrzeugs 1 und steuert den Aktor 2 zum Einstellen der Beschleunigung und/oder der Geschwindigkeit auf den bestimmten Sollwert an.
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Dabei wird eine erste Eingangsgröße E1 basierend auf Daten D1, D2 bestimmt. Die Daten D1 sind dabei obligatorische Daten, während hingegen die Daten D2 optionale Daten sind. Eine zweite Eingangsgröße E2 wird dabei insbesondere basierend auf zwei obligatorischen Daten D3, D4 bestimmt. Eine dritte Eingangsgröße E3 wird insbesondere auch basierend auf zwei obligatorischen Daten D5, D6 bestimmt. Eine vierte Eingangsgröße E4 wird hier wiederum basierend auf obligatorischen Daten D7 sowie optionalen Daten D8 bestimmt. Auch eine fünfte Eingangsgröße E5 wird hier basierend auf optionalen Daten D9 und obligatorischen Daten D10 bestimmt. Die optionalen Daten D2, D8, D9 sind in 1 durch gestrichelte Pfeile gekennzeichnet, während die obligatorischen Daten D1, D3, D4, D5, D6, D7, D10 durch durchgezogene Pfeile gekennzeichnet sind.
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Als die erste Eingangsgröße E1 wird beispielsweise eine Vorgabe des Fahrers des Kraftfahrzeugs bestimmt, durch welche ein Verhalten des Kraftfahrzeugs 3 während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs 3 vorgegeben ist. Das Verhalten des Kraftfahrzeugs 3 kann beispielsweise basierend auf einer durch den Fahrer vorgegebenen Wunschgeschwindigkeit bestimmt werden, welche als die obligatorischen Daten D1 an die Vorrichtung 1 übermittelt wird. Mit dieser Wunschgeschwindigkeit soll sich das Kraftfahrzeug 3 nach Wunsch des Fahrers auf einer Fahrbahn 4 bewegen. Zusätzlich kann als die optionalen Daten D2 beispielsweise ein fahrerspezifisches Fahrprofil an die Vorrichtung 1 übermittelt werden, durch welches ein Fahrverhalten beziehungsweise ein Fahrstil des Fahrers charakterisiert wird. Das fahrerspezifische Fahrprofil kann beispielsweise ein Fahrmodus sein, welchen der Fahrer aus einer für das Kraftfahrzeug 3 hinterlegten Liste mit vorbestimmten Fahrmodi auswählt. Ein solcher Fahrmodus kann beispielsweise ein Sportmodus oder ein Eco-Modus sein. Auch kann das fahrerspezifische Fahrprofil von der Vorrichtung 1 basierend auf einem Fahrverhalten des Fahrers während der manuellen Regelung der Geschwindigkeit und/oder der Beschleunigung bestimmt werden.
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Als die zweite Eingangsgröße E2 wird beispielweise ein Abstand a zu einem, sich auf einer Fahrbahn 4 des Kraftfahrzeugs 3 befindlichen und dem Kraftfahrzeug 3 vorausfahrenden Fahrzeug 5 bestimmt (siehe 2). Der Abstand a wird dabei insbesondere anhand von Sensordaten zweier verschiedener Sensoreinrichtungen 6, 7 des Fahrerassistenzsystems F des Kraftfahrzeugs 3 erfasst. Diese Sensordaten können als die obligatorischen Daten D3, D4 an die Vorrichtung 1 übermittelt werden, sodass der Abstand a zu dem vorausfahrenden Fahrzeug 5 redundant bestimmt werden kann. Zusätzlich kann anhand der Sensordaten der Sensoreinrichtungen 6, 7 eine Relativgeschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs 5 zu dem Kraftfahrzeug 3 und/oder eine Zeit bis zu einer Kollision mit dem Fahrzeug 5 bestimmt werden. Eine erste Sensoreinrichtung 6 ist dabei insbesondere ein Radarsensor. Eine zweite Sensoreinrichtung 7 ist beispielsweise eine Kamera und/oder ein Ultraschallsensor und/oder ein LiDAR-Sensor und/oder ein Laserscanner.
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Als die dritte Eingangsgröße E3 wird beispielsweise eine auf der Fahrbahn 4 geltende Geschwindigkeitsbegrenzung 8 erfasst. Zum Erfassen der Geschwindigkeitsbegrenzung 8 beziehungsweise einer zulässigen Höchstgeschwindigkeit wird hier beispielsweise von einer Kamera 9 des Kraftfahrzeugs 3 ein Verkehrsschild 10 erfasst, welches die Geschwindigkeitsbegrenzung 8 direkt als Zahlenwert aufweist. Die von der Kamera 9 erfassten, das Verkehrsschild 10 zeigenden Bilder können als Daten D5 der Vorrichtung 1 übermittelt werden, welche aus den Bildern die Informationen über die Geschwindigkeitsbegrenzung 8 extrahieren kann. Darüber hinaus kann die Geschwindigkeitsbegrenzung 8 auch beispielsweise von dem anderen Fahrzeug 5 erfasst werden und als Daten D6 an die Vorrichtung 1 über Drahtloskommunikation 11 übermittelt werden. Dies wird auch als Car-2-Car-Kommunikation bezeichnet. Auch kann ein fahrbahnseitiges Kommunikationselement 12, beispielsweise ein kommunikationsfähiges Verkehrszeichen, die Geschwindigkeitsbegrenzung 8 als die Daten D6 an das Kraftfahrzeug 3 über Drahtloskommunikation 11 übermitteln. Dies wird auch als Car-2-Infrastructure-Kommunikation bezeichnet. Alternativ oder zusätzlich kann die Vorrichtung 1 die Geschwindigkeitsbegrenzung 8 aus einer Karte extrahieren, welche beispielsweise für ein Navigationssystem des Kraftfahrzeugs 3 in einem fahrzeugseitigen Speicher hinterlegt ist und/oder aus dem Internet abrufbar ist.
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Als die vierte Eingangsgröße E4 wird beispielsweise eine Geometrie 13 der Fahrbahn 4 erfasst. Als die Geometrie 13 kann ein Fahrbahnverlauf, beispielsweise eine Kurve in der Fahrbahn 4, erfasst werden. Die Geometrie 13 der Fahrbahn 4 wird hier von der Kamera 9 anhand eines Verkehrschildes 14 erfasst, welches den Fahrer des Kraftfahrzeugs 3 auf die Kurve hinweist. Zum Erfassen der Fahrbahngeometrie 13 können die von der Kamera 9 erfassten Bilder als die Daten D7 an die Vorrichtung 1 übermittelt werden. Darüber hinaus kann die Geometrie 13 auch von dem anderen Fahrzeug 5 erfasst werden und als die Daten D8 an die Vorrichtung übermittelt werden. Alternativ oder zusätzlich kann das fahrbahnseitige Kommunikationselement 12 die Information über die Geometrie 13 als die Daten D8 an das Kraftfahrzeug 3 über Drahtloskommunikation 11 an die Vorrichtung 1 übermitteln. Auch kann die Vorrichtung 1 die Geometrie 13 wiederum aus der Karte für das Navigationssystem extrahieren. Weiterhin kann die Geometrie 13 beispielsweise auch mittels der Sensoreinrichtungen 6, 7 erfasst werden. Diese können beispielsweise Infrastrukturobjekte, wie Bordsteine oder Fahrbahnmarkierungen, und/oder ein Fahrverhalten des vorausfahrenden Fahrzeugs 5 erfassen. Die Sensordaten können beispielsweise als die Daten D8 an die Vorrichtung 1 übermittelt werden, welche daraufhin die Geometrie 13 basierend auf den Daten D8 bestimmt.
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Als die fünfte Eingangsgröße E5 wird zumindest eine Umgebungsbedingung in einem Umgebungsbereich 15 des Kraftfahrzeugs 3 bestimmt. Solche Umgebungsbedingungen sind insbesondere dynamisch veränderliche Umgebungsbedingungen, beispielsweise Wettereinflüsse beziehungsweise Wetterbedingungen, welche eine Beschaffenheit der Fahrbahn 4 verändern können. Solche Wetterbedingungen können beispielsweise von einem fahrzeugseitigen Regensensor und/oder anhand einer Stellung von Scheibenwischern des Kraftfahrzeugs 3 erfasst werden. Auch kann die Kamera 9 beispielsweise einen Reibwert der Fahrbahn 4 erfassen und dadurch beispielsweise eine glatte Fahrbahn 4 erkennen. Die erfassten Wetterbedingungen können als die Daten D9 an die Vorrichtung 1 übermittelt werden. Alternativ oder zusätzlich kann das fahrbahnseitige Kommunikationselement 12 beispielsweise Stauinformationen und/oder Informationen über einen Unfall auf der Fahrbahn 4 als die Daten D10 über Drahtloskommunikation 11 an die Vorrichtung 1 übermitteln.
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Basierend auf diesen fünf Eingangsgrößen E1, E2, E3, E4, E5 kann die Vorrichtung 1 durch Ansteuern des Aktors 2 die Geschwindigkeit und/oder die Beschleunigung des Kraftfahrzeugs 3 automatisch so einstellen, dass sich für den Fahrer des Kraftfahrzeugs 3 ein besonders intuitives Fahrgefühl ergibt. Anders ausgedrückt wird dem Fahrer während der automatischen Regelung der Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung des Kraftfahrzeugs 3 den Eindruck, als würde er das Kraftfahrzeug 3 selbst beziehungsweise manuell steuern.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1603766 B1 [0003]
- DE 102004019337 A1 [0003]