DE102016124708B4

DE102016124708B4 - Entscheidungssystem und Verfahren zur kombinierten automatischen Fahrerassistenz

Info

Publication number: DE102016124708B4
Application number: DE102016124708.1A
Authority: DE
Inventors: Po-Kai TSENG; Shun-Hung CHEN
Original assignee: Automotive Research and Testing Center
Current assignee: Automotive Research and Testing Center
Priority date: 2016-04-11
Filing date: 2016-12-16
Publication date: 2020-04-16
Anticipated expiration: 2036-12-17
Also published as: TWI597197B; DE102016124708A1; TW201736164A

Abstract

Entscheidungssystem zur kombinierten automatischen Fahrerassistenz (1), das in einem Fahrzeug für automatische Fahrerassistenz installiert ist, wobei das Entscheidungssystem zur kombinierten automatischen Fahrerassistenz (1) Folgendes umfasst:eine Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Längsregelung (10), die zur Steuerung der Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs dient;eine Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Querregelung (12), die zur Steuerung des Fahrzeugdrehwinkels dient;eine Sensoreinrichtung (14), die zur Erfassung des Fahrzeugzustands und des Umgebungszustands dient, um mindestens ein Erfassungssignal zu erzeugen, wobei das Erfassungssignal ein Geschwindigkeitssignal ein Drehwinkelsignal und ein Verzögerungssignal umfasst; undeine Steuerung (16), die elektrisch mit der obigen Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Längsregelung (10), der Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Querregelung (12) und der Sensoreinrichtung (14) verbunden ist,wobei die Steuerung (16) bestimmen kann, ob das Drehwinkelsignal größer als der vorgegebene Winkel ist, um entsprechend ein Stoppsignal für die Geschwindigkeit zu erzeugen, wodurch die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Längsregelung (10) mit der Steuerung der Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs aufhört, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassungssignal ein Abstandssignal umfasst, wobei die Steuerung (16) ein Erfassungssignal empfangen und anhand des Abstandssignals und des Geschwindigkeitssignals eine Kollisionszeit berechnen kann, womit die Steuerung (16) bestimmen kann, ob die Kollisionszeit kürzer als die vorgegebene Kollisionszeit ist, wobei durch die Steuerung (16), wenn gleichzeitig das Verzögerungssignal größer als die vorgegebene Verzögerung ist, ein Stoppsignal für das Abbiegen erzeugt wird und dieses an die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Querregelung (12) übertragen wird, um die Steuerung des Fahrzeugdrehwinkels zu stoppen, und dass die Steuerung (16) bestimmt, ob die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Längsregelung (10) oder ob die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Querregelung (12) ausgeschaltet werden soll, und dazu bestimmt, ob die Kollisionszeit kürzer als die vorgegebene Kollisionszeit ist und gleichzeitig ob das Verzögerungssignal größer als die vorgegebene Verzögerung ist:wenn „JA“, wird ein Stoppsignal für das Abbiegen erzeugt und an die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Querregelung (12) übertragen, wodurch die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Querregelung (12) mit der Steuerung des Fahrzeugdrehwinkels aufhört; wobei die Steuerung (16), wenn die Kollisionszeit kürzer als die vorgegebene Kollisionszeit ist, anschließend bestimmt, ob das Verzögerungssignal größer als die vorgegebene Verzögerung ist:wenn „JA“, wird ein Stoppsignal für das Abbiegen erzeugt und an die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Querregelung (12) übertragen, wodurch die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Querregelung (12) mit der Steuerung des Fahrzeugdrehwinkels aufhört.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet einer automatischen Fahrerassistenz und insbesondere ein Entscheidungssystem und Verfahren zur kombinierten automatischen Fahrerassistenz, durch das die erforderliche automatische Fahrerassistenz entsprechend der Umgebung umgeschaltet werden kann.
Stand der Technik
Bei automatischen Fahrerassistenzsystemen können die Informationen der Außenumgebung des Fahrzeugs mittels Sensoreinrichtungen wie Abstandssensoren oder Bildsensoren erfasst und diese dann einem Prozessor zur Bestimmung eines Steuersignals für den Fahrzeugkörper bereitgestellt werden, um den Fahrzustand eines Fahrzeugkörpers zu steuern. Dadurch können automatische Fahrerassistenzsysteme den Fahrer beim Steuern des Fahrzeugs unterstützen. Hierdurch können die Fahr- und Verkehrssicherheit verbessert werden. Zugleich lässt sich bei langen Fahrten die Arbeitsbelastung reduzieren.
Die US-Bundesbehörde für Straßen- und Fahrzeugsicherheit (NHTSA) des Verkehrsministeriums der Vereinigten Staaten (DOT) hat die Fahrzeugautomatisierung differenziert in fünf Stufen unterteilt: In Stufe 0 sind elektronische Hilfsmittel insgesamt nicht vorgesehen. In Stufe 1, ist eine Ausstattung mit einem oder mehreren spezifischen elektronischen Steuerungsfunktionen vorgesehen. In Stufe 2, ist eine Ausstattung mit mehr als zwei automatischen Steuerungsfunktionen, die im Einklang arbeiten, vorgesehen. In Stufe 3 sind die Fahrzeuge über die meiste Zeit selbstfahrend, nichtsdestotrotz ist die Anwesenheit einer Person zur Überwachung notwendig. In Stufe 4 ist ein vollständiger Autopilot realisiert.
Die bestehenden automatischen Fahrerassistenzsysteme erreichen allerdings meist nur Stufe 1, sodass beim Fahrzeug in der Regel nur ein einziges Fahrerassistenzsystem zur Steuerung des Fahrzeugkörpers verwendet wird und nur ein Fahrerassistenzsystem mit automatischer Längsregelung oder Querregelung eingerichtet ist. Das Fahrerassistenzsystem mit automatischer Längsregelung dient zur Steuerung der Längsbeschleunigung, der Längsverzögerung, der Geschwindigkeit, der Relativgeschwindigkeit, der Relativbeschleunigung, der Relativverzögerung usw. des Fahrzeugs. Beispielsweise wird beim autonomen Notbremssystem (autonomous emergency braking system, AEB) mittels präziser Sensoren und Elektronikgeräte erfasst, ob sich ein Objekt vor dem Fahrzeug befindet. Wenn das System eine potentiell drohende Kollision ermittelt, wird eine automatische Notbremsung eingeleitet. Das Fahrerassistenzsystem mit automatischer Querregelung dient zur Steuerung des Lenkradwinkels, des Azimutwinkels, des Schräglaufwinkels, der Querbeschleunigung, der Quergeschwindigkeit, der Lenkradwinkelgeschwindigkeit usw. des Fahrzeugs. Das Spurhaltesystem (lane keeping system, LKS) ist Bestandteil des Fahrerassistenzsystems mit automatischer Querregelung. Bei Spurhalteeinrichtungen wird die Kamera eines an der Vorderseite des Fahrzeugs angebrachten ladungsgekoppelten Bauteils (charge-coupled device, CCD) zum Erfassen der Fahrbahnlinien verwendet, um die Abweichung des Fahrzeugs zu berechnen. Wenn der Fahrer von der eigentlichen Fahrspur abweicht, gibt das System eine Warnung aus und greift in die Lenksteuerung ein, um sicherzustellen, dass der Fahrer innerhalb der richtigen Fahrspur fährt.
Wenn jedoch bei einem Fahrzeug nur ein automatisches Fahrerassistenzsystem eingerichtet ist und falls der Fahrer in Bezug auf Lenkrad, Gas oder Bremse in eins davon eingreift, wird das automatische Fahrerassistenzsystem deaktiviert. In Zukunft geht die Entwicklung des automatischen Fahrerassistenzsystems hin zu Stufe 3, d. h. es beginnt die Kombination mehrerer automatischer Fahrerassistenzsysteme. Wenn mehrere automatische Fahrerassistenzsysteme in einem Fahrzeug vorhanden sind, ist die Situation nicht so einfach. Wenn in einem Fahrzeug gleichzeitig das Fahrerassistenzsystem mit automatischer Längsregelung und das Fahrerassistenzsystem mit automatischer Querregelung vorhanden sind, aber der Umschaltmechanismus für das Fahrerassistenzsystem mit Quer- und Längsregelung nicht exakt genug ausgestaltet ist, kann es mit dem nachfolgenden Risiko konfrontiert werden. Wenn ein Fahrzeug unter der Betätigung des Fahrerassistenzsystems mit automatischer Querregelung eine Kurve fährt und gleichzeitig das Fahrerassistenzsystem mit automatischer Längsregelung aktiviert wird, kann es dazu führen, dass das Fahrzeug ausbricht oder aus der Fahrspur gerät und somit erhebliche Schäden verursacht. Damit das Fahrerassistenzsystem mit automatischer Längsregelung und das Fahrerassistenzsystem mit automatischer Querregelung nebeneinander bestehen können, ist es sehr wichtig, die Grenzbedingungen für die Umschaltung der beiden automatischen Fahrerassistenzsysteme zu bestimmen.
Angesichts dieser Tatsache stellt die vorliegende Erfindung ein Entscheidungssystem und ein Verfahren zur kombinierten automatischen Fahrerassistenz bereit, um die Mängel der herkömmlichen Technik zu überwinden.
Aus der Patentanmeldungsveröffentlichung DE 10 2013 003 187 A1 sind die Merkmale der Oberbegriffe der Ansprüche 1 und 8 bekannt. Weitere Fahrerassistenzsysteme sind in der Patentanmeldungsveröffentlichung DE 10 2012 215 057 A1 und dem „Handbuch Fahrerassistenzsysteme“, H. Winner et al., 3. Auflage, Springer-Vieweg, ISBN: 978-3-658-05733-6, beschrieben.
Aufgabe der Erfindung
Das Hauptziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Entscheidungssystems und eines Verfahrens zur kombinierten automatischen Fahrerassistenz, durch das die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Längsregelung und die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Querregelung nebeneinander bestehen können und die Grenzbedingungen für die Umschaltung zwischen den zwei unterschiedlichen automatischen Fahrerassistenzsystemen effektiv bestimmt werden können, um entsprechend dem Fahrzeugzustand und dem Umgebungszustand zu bestimmen, ob nun die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Längsregelung oder die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Querregelung ausgeschaltet werden muss, um die Sicherheit des Autopiloten zu verbessern.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Entscheidungssystems und eines Verfahrens zur kombinierten automatischen Fahrerassistenz, bei dem die automatische Fahrerassistenz entsprechend dem Wunsch des Fahrers ein- oder ausgeschaltet werden kann, um die Entscheidungsgewalt über die Fahrzeugführung zu steuern und somit die Fahrsicherheit zu erhöhen.
Zur Erreichung des obigen Ziels stellt die vorliegende Erfindung ein Entscheidungssystem zur kombinierten automatischen Fahrerassistenz mit den Merkmalen des Anspruches 1 bereit, das in einem Fahrzeug für automatische Fahrerassistenz installiert ist. Das Entscheidungssystem zur kombinierten automatischen Fahrerassistenz umfasst eine Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Längsregelung, die zur Steuerung der Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs dient; eine Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Querregelung, die zur Steuerung des Fahrzeugdrehwinkels dient; eine Sensoreinrichtung, die zur Erfassung des Fahrzeugzustands dient, um ein Erfassungssignal zu erzeugen, wobei das Erfassungssignal ein Abstandssignal, ein Geschwindigkeitssignal, ein Drehwinkelsignal und ein Verzögerungssignal umfasst; und eine Steuerung, die elektrisch mit der obigen Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Längsregelung, der Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Querregelung und der Sensoreinrichtung verbunden ist, wobei die Steuerung ein Erfassungssignal empfangen und aus dem Erfassungssignal anhand des Abstandssignals und des Geschwindigkeitssignals eine Kollisionszeit berechnen kann, um diese der Steuerung bereitzustellen, womit die Steuerung bestimmen kann, ob die Kollisionszeit kürzer als die vorgegebene Kollisionszeit ist. Wenn gleichzeitig das Verzögerungssignal größer als die vorgegebene Verzögerung ist, wird durch die Steuerung ein Stoppsignal für die Querregelung erzeugt und dieses an die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Querregelung übertragen, um die Steuerung des Fahrzeugdrehwinkels zu stoppen. Ferner kann die Steuerung gleichzeitig bestimmen, ob das Drehwinkelsignal größer als der vorgegebene Winkel ist, um entsprechend ein Stoppsignal für die Geschwindigkeit zu erzeugen, wodurch die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Längsregelung mit der Steuerung der Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs aufhört.
Hierbei ist die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Längsregelung ein autonomes Notbremssystem (autonomous emergency braking system, AEB) oder ein Abstandsregeltempomat (adaptive cruise control, ACC). Die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Querregelung ist ein Spurhaltesystem (lane keeping system, LKS) oder eine Fahrspurfolgesteuerung (lane following control, LFC).
Hierbei umfasst die Sensoreinrichtung ferner einen Geschwindigkeitssensor, einen Drehwinkelsensor und einen Abstandssensor. Der Geschwindigkeitssensor dient zur Erfassung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs, um Geschwindigkeitssignale und Verzögerungssignale zu erzeugen und diese der Steuerung bereitzustellen. Der Drehwinkelsensor dient zur Erfassung des Fahrzeugdrehwinkels, um Drehwinkelsignale zu erzeugen und diese der Steuerung bereitzustellen. Der Abstandssensor dient zur Erfassung des Abstands zu vorderen Hindernissen, um Abstandssignale zu erzeugen und diese der Steuerung bereitzustellen, wodurch die Steuerung anhand der Abstandssignale und der Geschwindigkeitssignale die Kollisionszeit mit dem voranfahrenden Fahrzeug berechnen kann.
Ferner stellt die vorliegende Erfindung zugleich ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 8 zur kombinierten automatischen Fahrerassistenz bereit. Der Prozess geht als erstes zu Schritt (A), um eine Fahrerassistenz mit automatischer Längsregelung und eine Fahrerassistenz mit automatischer Querregelung einzuschalten und somit das Fahrzeug auf Autopilot zu stellen; anschließend geht der Prozess zu Schritt (B), um den Fahrzeugzustand zu erfassen und ein Erfassungssignal zu erzeugen, wobei das Erfassungssignal Abstandssignal, Geschwindigkeitssignal, Drehwinkelsignal und Verzögerungssignal umfasst, wobei aus dem Erfassungssignal anhand des Abstandssignals und des Geschwindigkeitssignals die Kollisionszeit berechnet werden kann. Schließlich geht der Prozess zu Schritt (C), um zu bestimmen, ob die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Längsregelung oder ob die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Querregelung ausgeschaltet werden soll. Der Schritt (C1) umfasst den Schritt (C12), um zu bestimmen, ob die Kollisionszeit kürzer als die vorgegebene Kollisionszeit ist, wenn „NEIN“, geht der Prozess zurück zu Schritt (B), wenn „JA“, muss bestimmt werden, ob das Verzögerungssignal größer als die vorgegebene Verzögerung ist, wenn „JA“, wird ein Stoppsignal für das Abbiegen erzeugt und an die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Querregelung übertragen, wodurch die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Querregelung mit der Steuerung des Fahrzeugdrehwinkels aufhört, wenn „NEIN“, ist das Verzögerungssignal kleiner als die vorgegebene Verzögerung und der Prozess geht zurück zu Schritt (B); beim Übergehen zu Schritt (C1) erfolgt gleichzeitig der Übergang zu Schritt (C2), um zu bestimmen, ob das Drehwinkelsignal größer als der vorgegebene Winkel ist, wenn „JA“, wird ein Stoppsignal für die Geschwindigkeit erzeugt, wodurch die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Längsregelung mit der Steuerung der Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs aufhört, wenn „NEIN“, geht der Prozess zurück zu Schritt (B).
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Figuren detailliert beschrieben, um die obigen Ziele, Aufbauten und Merkmale der vorliegenden Erfindung vollständig verständlich zu machen.
Figurenliste

1 zeigt ein Systemblockdiagramm gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 zeigt ein schematisches Flussdiagramm gemäß der vorliegenden Erfindung;
3 und 4 zeigen schematische Darstellungen der Umschaltung der Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Längsregelung und der Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Querregelung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Detaillierte Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Siehe 1. Wie hier dargestellt ist, ist das Entscheidungssystem zur kombinierten automatischen Fahrerassistenz 1 an einem Fahrzeug zur automatischen Fahrerassistenz angeordnet. Das Entscheidungssystem zur kombinierten automatischen Fahrerassistenz 1 umfasst eine Steuerung 16, die elektrisch mit einer Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Längsregelung 10, einer Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Querregelung 12, einer Sensoreinrichtung 14, einer Warneinrichtung 18 und einer Benutzerschnittstelle 20 verbunden ist. Die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Längsregelung 10 dient zur Steuerung der Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs, wobei die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Längsregelung 10 ein autonomes Notbremssystem (autonomous emergency braking system, AEB) oder ein Abstandsregeltempomat (adaptive cruise control, ACC) sein kann, um die Längsbeschleunigung, die Längsverzögerung, die Geschwindigkeit, die Relativgeschwindigkeit, die Relativbeschleunigung, die Relativverzögerung usw. des Fahrzeugs zu steuern. Die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Querregelung 12 dient zur Steuerung des Fahrzeugdrehwinkels, wobei die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Querregelung 12 ein Spurhaltesystem (lane keeping system, LKS) oder eine Fahrspurfolgesteuerung (lane following control, LFC) sein kann, um den Lenkradwinkel, den Azimutwinkel, den Schräglaufwinkel, die Querbeschleunigung, die Quergeschwindigkeit, die Lenkradwinkelgeschwindigkeit usw. des Fahrzeugs zu steuern.
Die Sensoreinrichtung 14 dient zur Erfassung des Fahrzeugzustands und des Umgebungszustands, die mindestens ein Erfassungssignal erfassen kann, wobei das Erfassungssignal ein Abstandssignal, ein Geschwindigkeitssignal, ein Drehwinkelsignal und ein Verzögerungssignal umfasst. Die Sensoreinrichtung 14 umfasst einen Geschwindigkeitssensor 142, einen Drehwinkelsensor 144 und einen Abstandssensor 146, wobei alle elektrisch mit der Steuerung 16 verbunden sind, wobei der Geschwindigkeitssensor 142 zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit dient, um Geschwindigkeitssignale und Verzögerungssignale zu erzeugen, wobei der Drehwinkelsensor 144 zur Erfassung des Drehwinkels des Fahrzeuglenkrads dient, um Drehwinkelsignale zu erzeugen, wobei der Abstandssensor 146 ein Radarsignal ausgeben kann und zur Erfassung des Abstands zu vorderen Hindernissen dient, um Abstandssignale zu erzeugen.
Die Steuerung 16 empfängt das Erfassungssignal der Sensoreinrichtung 14 und berechnet anhand des vom Abstandssensor 146 erzeugten Abstandssignals und des vom Geschwindigkeitssensor 142 erzeugten Geschwindigkeitssignals in der Sensoreinrichtung 14 die Kollisionszeit, womit die Steuerung 16 bestimmen kann, ob die Kollisionszeit kürzer als die vorgegebene Kollisionszeit ist. Gleichzeitig bestimmt die Steuerung 16, ob das vom Geschwindigkeitssensor 142 erzeugte Verzögerungssignal größer als die vorgegebene Verzögerung ist. Wenn die Kollisionszeit kürzer als die vorgegebene Kollisionszeit und das Verzögerungssignal größer als die vorgegebene Verzögerung ist, erzeugt die Steuerung 16 ein Stoppsignal für das Abbiegen und überträgt dieses an die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Querregelung 12, um die Steuerung des Fahrzeugdrehwinkels zu stoppen. Wenn die Steuerung 16 gleichzeitig bestimmt, dass die Kollisionszeit kürzer als die vorgegebene Kollisionszeit ist, wird ein Warnsignal erzeugt und an die Warneinrichtung 18 übertragen, um den Fahrer darauf aufmerksam zu machen. Wenn die Kollisionszeit kürzer als die Kollisionswarnzeit ist, kann die Steuerung 16 ferner ein Warnsignal zum Stoppen des Abbiegens erzeugen und dieses an die Warneinrichtung 18 übertragen, um den Fahrer darauf aufmerksam zu machen, dass die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Querregelung 12 bald ausgeschaltet wird und der Fahrer zu jeder Zeit darauf achtgeben muss.
Darüber hinaus kann die Steuerung 16 ferner gleichzeitig bestimmen, ob das Drehwinkelsignal größer als der vorgegebene Winkel ist. Wenn das Drehwinkelsignal größer als der vorgegebene Winkel ist, erzeugt die Steuerung 16 ein Stoppsignal für die Geschwindigkeit und überträgt dieses an die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Längsregelung 10, wodurch die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Längsregelung 10 mit der Steuerung der Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs aufhört. Während die Steuerung 16 das Stoppsignal für die Geschwindigkeit erzeugt, wird ein Warnsignal zum Stoppen der Geschwindigkeit erzeugt und an die Warneinrichtung 18 übertragen, um den Fahrer darauf aufmerksam zu machen, dass er die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Längsregelung 10 ausschaltet.
Hierbei dient die Benutzerschnittstelle 20 zur Bereitstellung eines Deaktivierungssignals zur automatischen Steuerung für die Steuerung. Die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Längsregelung 10 oder die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Querregelung 12 wird gestoppt, sodass der Fahrer zu jeder Zeit eingreifen kann, um die automatische Fahrerassistenz zu deaktivieren und die Entscheidungsgewalt über die Fahrzeugführung zu übernehmen. Wenn die Fahrerassistenzvorrichtung versagt, kann das Fahrzeug wieder von einer Person gefahren werden. Dies dient als Sicherheitsmechanismus.
Nach der Beschreibung des erfindungsgemäßen Systems und des Aufbaus wird im Folgenden das Flussdiagramm des Systems erläutert. Bezugnehmend auf die 1 und 2 ist ersichtlich, dass der Prozess als erstes zu Schritt S10 geht, um eine Fahrerassistenz mit automatischer Längsregelung 10 und eine Fahrerassistenz mit automatischer Querregelung 12 einzuschalten und somit das Fahrzeug auf Autopilot zu stellen. Anschließend geht der Prozess zu Schritt S12, um mittels der Sensoreinrichtung 14 den Fahrzeugzustand und den Umgebungszustand zu erfassen und mindestens ein Erfassungssignal zu erzeugen, wobei das Erfassungssignal Geschwindigkeitssignal, Drehwinkelsignal, Abstandssignal und Verzögerungssignal umfasst, wobei die Steuerung 16 anhand des Abstandssignals und des Geschwindigkeitssignals eine Kollisionszeit berechnet, anschließend geht der Prozess zu Schritt S14, um zu bestimmen, ob die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Längsregelung 10 oder ob die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Querregelung 12 ausgeschaltet werden soll. Zunächst wird der Schritt S140 unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. Die Steuerung 16 bestimmt, ob die Kollisionszeit kürzer als die vorgegebene Kollisionszeit ist. Beispielsweise beträgt die vorgegebene Kollisionszeit im vorliegenden Ausführungsbeispiel 2 bis 1,8 Sekunden, wobei sie vorzugsweise 1,8 Sekunde beträgt, jedoch nicht darauf beschränkt ist. Die Steuerung 16 bestimmt, ob die Kollisionszeit kürzer als die vorgegebene Kollisionszeit ist, wenn „NEIN“, geht der Prozess sodann zurück zu Schritt S12, wenn „JA“, ist die Kollisionszeit kürzer als die vorgegebene Kollisionszeit und der Prozess geht zu Schritt S142, wobei die Steuerung 16 ein Warnsignal erzeugt und dieses an die Warneinrichtung 18 überträgt, um eine Warnung auszugeben und die Aufmerksamkeit des Fahrers zu erregen. Anschließend geht der Prozess zu Schritt S143, wobei hier die Steuerung 16 bestimmt, ob die Kollisionszeit kürzer als die vorgegebene Kollisionswarnzeit ist. Beispielsweise beträgt die vorgegebene Kollisionswarnzeit im vorliegenden Ausführungsbeispiel 1,2 bis 1 Sekunde, wobei sie vorzugsweise 1 Sekunde beträgt. Wenn „NEIN“, geht der Prozess zu Schritt S12, wenn „JA“, geht der Prozess zu Schritt S144, wobei ein Warnsignal zum Stoppen des Abbiegens erzeugt und an die Warneinrichtung 18 übertragen wird, um den Fahrer darauf aufmerksam zu machen, dass die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Querregelung 12 bald ausgeschaltet wird. Anschließend geht der Prozess zu Schritt S145 und die Steuerung bestimmt 16, ob das Verzögerungssignal größer als die vorgegebene Verzögerung ist. Beispielsweise beträgt die vorgegebene Verzögerung 2 bis 4 m/Sek., wobei sie im vorliegenden Ausführungsbeispiel 3 m/Sek. beträgt, jedoch nicht darauf beschränkt ist. Wenn das Verzögerungssignal größer als die vorgegebene Verzögerung ist, geht der Prozess zu Schritt S146, wobei die Steuerung 16 ein Stoppsignal für das Abbiegen erzeugt und dieses an die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Querregelung 12 überträgt, wenn „NEIN“, ist das Verzögerungssignal kleiner als die vorgegebene Verzögerung und der Prozess geht zurück zu Schritt S12.
Als nächstes wird der Schritt S148 beschrieben (siehe Schritt S148 und 4). Die Steuerung 16 bestimmt, ob das Drehwinkelsignal größer als der vorgegebene Winkel ist. Der vorgegebene Winkelbereich reicht etwa von 15 bis 20 Grad. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt der vorgegebene Winkel 15 Grad, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Wenn der Schritt S148 mit „JA“ bestimmt wird, ist das Drehwinkelsignal größer als der vorgegebene Winkel und der Prozess geht zu Schritt 149, wobei die Steuerung 16 ein Stoppsignal für die Geschwindigkeit erzeugt und dieses an die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Längsregelung 10 überträgt, wodurch die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Längsregelung 10 mit der Steuerung der Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs aufhört. Gleichzeitig erzeugt die Steuerung 16 ein Warnsignal zum Stoppen der Geschwindigkeit und überträgt dieses an die Warneinrichtung 18, um eine Warnung auszugeben und den Fahrer darauf aufmerksam zu machen, dass er die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Längsregelung 10 ausschaltet. Wenn „NEIN“, ist das Drehwinkelsignal kleiner als der vorgegebene Winkel und der Prozess geht zurück zu Schritt S12, wobei der Fahrzeugzustand erneut erfasst wird.
Nach dem Empfangen der von der Warneinrichtung 18 ausgegebenen Signale, wie z. B. Warnsignal, Warnsignal zum Stoppen der Geschwindigkeit und Warnsignal zum Stoppen des Abbiegens, kann ferner über die Benutzerschnittstelle 20 ein Deaktivierungssignal zur automatischen Steuerung eingegeben werden, um ein Stoppsignal für die Geschwindigkeit oder ein Stoppsignal für das Abbiegen zu erzeugen und somit die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Längsregelung 10 oder die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Querregelung 12 zu stoppen, um die automatische Fahrerassistenz zu deaktivieren und die Entscheidungsgewalt über die Fahrzeugführung zu übernehmen. Dies dient als Sicherheitsmechanismus. Selbstverständlich kann der Fahrer das Deaktivierungssignal zur automatischen Steuerung zu jedem anderen Zeitpunkt über die Benutzerschnittstelle 20 eingeben, um die automatische Fahrerassistenz zu deaktivieren, sodass der Fahrer zu jeder Zeit die Entscheidungsgewalt über die Fahrzeugführung übernehmen kann.
Zusammenfassend ermöglicht die vorliegende Erfindung, dass die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Längsregelung und die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Querregelung nebeneinander bestehen können und die Grenzbedingungen für die Umschaltung zwischen den zwei unterschiedlichen automatischen Fahrerassistenzsystemen effektiv bestimmt werden können, um die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Längsregelung oder die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Querregelung zur Erhöhung der Sicherheit des Autopiloten entsprechend dem Fahrzeugzustand und dem Umgebungszustand zu deaktivieren. In der vorliegenden Erfindung kann die automatische Fahrerassistenz entsprechend dem Wunsch des Fahrers ein- oder ausgeschaltet werden. Wenn der Fahrer der Meinung ist, dass die Bestimmung der automatischen Fahrerassistenz falsch ist und die automatische Fahrerassistenz mögliche Gefahren verursachen könnte, kann er die Entscheidungsgewalt über die Fahrzeugführung übernehmen, womit die Fahrsicherheit verbessert werden kann.
Die vorstehende Beschreibung stellt nur ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dar und soll nicht die Schutzansprüche beschränken. Alle gleichwertigen Änderungen und Modifikationen, die gemäß der Beschreibung und den Zeichnungen der Erfindung von einem Fachmann auf diesem Gebiet vorgenommen werden können, fallen in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung. Der Schutzumfang der Erfindung wird durch die beigefügten Ansprüche bestimmt.
Bezugszeichenliste

1: Entscheidungssystem zur kombinierten automatischen Fahrerassistenz
10: Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Längsregelung
12: Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Querregelung
14: Sensoreinrichtung
142: Geschwindigkeitssensor
144: Drehwinkelsensor
146: Abstandssensor
16: Steuerung
18: Warneinrichtung
20: Benutzerschnittstelle

Claims

Entscheidungssystem zur kombinierten automatischen Fahrerassistenz (1), das in einem Fahrzeug für automatische Fahrerassistenz installiert ist, wobei das Entscheidungssystem zur kombinierten automatischen Fahrerassistenz (1) Folgendes umfasst: eine Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Längsregelung (10), die zur Steuerung der Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs dient; eine Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Querregelung (12), die zur Steuerung des Fahrzeugdrehwinkels dient; eine Sensoreinrichtung (14), die zur Erfassung des Fahrzeugzustands und des Umgebungszustands dient, um mindestens ein Erfassungssignal zu erzeugen, wobei das Erfassungssignal ein Geschwindigkeitssignal ein Drehwinkelsignal und ein Verzögerungssignal umfasst; und eine Steuerung (16), die elektrisch mit der obigen Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Längsregelung (10), der Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Querregelung (12) und der Sensoreinrichtung (14) verbunden ist, wobei die Steuerung (16) bestimmen kann, ob das Drehwinkelsignal größer als der vorgegebene Winkel ist, um entsprechend ein Stoppsignal für die Geschwindigkeit zu erzeugen, wodurch die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Längsregelung (10) mit der Steuerung der Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs aufhört, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassungssignal ein Abstandssignal umfasst, wobei die Steuerung (16) ein Erfassungssignal empfangen und anhand des Abstandssignals und des Geschwindigkeitssignals eine Kollisionszeit berechnen kann, womit die Steuerung (16) bestimmen kann, ob die Kollisionszeit kürzer als die vorgegebene Kollisionszeit ist, wobei durch die Steuerung (16), wenn gleichzeitig das Verzögerungssignal größer als die vorgegebene Verzögerung ist, ein Stoppsignal für das Abbiegen erzeugt wird und dieses an die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Querregelung (12) übertragen wird, um die Steuerung des Fahrzeugdrehwinkels zu stoppen, und dass die Steuerung (16) bestimmt, ob die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Längsregelung (10) oder ob die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Querregelung (12) ausgeschaltet werden soll, und dazu bestimmt, ob die Kollisionszeit kürzer als die vorgegebene Kollisionszeit ist und gleichzeitig ob das Verzögerungssignal größer als die vorgegebene Verzögerung ist: wenn „JA“, wird ein Stoppsignal für das Abbiegen erzeugt und an die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Querregelung (12) übertragen, wodurch die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Querregelung (12) mit der Steuerung des Fahrzeugdrehwinkels aufhört; wobei die Steuerung (16), wenn die Kollisionszeit kürzer als die vorgegebene Kollisionszeit ist, anschließend bestimmt, ob das Verzögerungssignal größer als die vorgegebene Verzögerung ist: wenn „JA“, wird ein Stoppsignal für das Abbiegen erzeugt und an die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Querregelung (12) übertragen, wodurch die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Querregelung (12) mit der Steuerung des Fahrzeugdrehwinkels aufhört.
Entscheidungssystem zur kombinierten automatischen Fahrerassistenz (1) nach Anspruch 1, bei welchem die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Längsregelung (10) ein autonomes Notbremssystem oder ein Abstandsregeltempomat ist.
Entscheidungssystem zur kombinierten automatischen Fahrerassistenz (1) nach Anspruch 1, bei welchem die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Querregelung (12) ein Spurhaltesystem oder eine Fahrspurfolgesteuerung ist.
Entscheidungssystem zur kombinierten automatischen Fahrerassistenz (1) nach Anspruch 1, bei welchem die Sensoreinrichtung (14) ferner Folgendes umfasst: einen Geschwindigkeitssensor, der zur Erfassung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs dient, um Geschwindigkeitssignale und Verzögerungssignale zu erzeugen und diese der Steuerung (16) bereitzustellen; einen Drehwinkelsensor (144), der zur Erfassung des Fahrzeugdrehwinkels dient, um Drehwinkelsignale zu erzeugen und diese der Steuerung (16) bereitzustellen; und einen Abstandssensor (146), der zur Erfassung des Abstands zu vorderen Hindernissen dient, um Abstandssignale zu erzeugen und diese der Steuerung (16) bereitzustellen.
Entscheidungssystem zur kombinierten automatischen Fahrerassistenz (1) nach Anspruch 1, bei welchem ein Warnsignal erzeugt wird, wenn die Steuerung (16) bestimmt, dass die Kollisionszeit kürzer als die vorgegebene Kollisionszeit ist, wobei die Steuerung (16), wenn die Kollisionszeit kürzer als die Kollisionswarnzeit ist, ein Warnsignal zum Stoppen des Abbiegens erzeugen kann, um den Fahrer darauf aufmerksam zu machen, dass die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Querregelung (12) bald ausgeschaltet wird, wobei ein Warnsignal zum Stoppen der Geschwindigkeit erzeugt wird, während die Steuerung das Stoppsignal für die Geschwindigkeit erzeugt, um den Fahrer darauf aufmerksam zu machen, dass er die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Längsregelung (10) ausschaltet.
Entscheidungssystem zur kombinierten automatischen Fahrerassistenz (1) nach Anspruch 5, bei welchem dieses ferner eine Warneinrichtung umfasst, die elektrisch mit der Steuerung (16) verbunden ist und das Warnsignal, das Warnsignal zum Stoppen des Abbiegens und das Warnsignal zum Stoppen der Geschwindigkeit empfängt und anhand des Warnsignals, des Warnsignals zum Stoppen des Abbiegens und des Warnsignals zum Stoppen der Geschwindigkeit entsprechende Warnungen ausgibt.
Entscheidungssystem zur kombinierten automatischen Fahrerassistenz (1) nach Anspruch 1, bei welchem dieses ferner eine Benutzerschnittstelle umfasst, die elektrisch mit der Steuerung (16) verbunden ist, wobei über die Benutzerschnittstelle ein Deaktivierungssignal zur automatischen Steuerung eingegeben werden kann, um dieses der Steuerung (16) zum Erzeugen eines Stoppsignals für die Geschwindigkeit oder eines Stoppsignals für das Abbiegen bereitzustellen und somit die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Längsregelung (10) oder die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Querregelung (12) zu stoppen.
Verfahren zur kombinierten automatischen Fahrerassistenz, das folgende Schritte umfasst: Schritt (A), um eine Fahrerassistenz mit automatischer Längsregelung (10) und eine Fahrerassistenz mit automatischer Querregelung (12) einzuschalten und somit das Fahrzeug auf Autopilot zu stellen; Schritt (B), um den Fahrzeugzustand und den Umgebungszustand zu erfassen und mindestens ein Erfassungssignal zu erzeugen, wobei das Erfassungssignal ein Geschwindigkeitssignal, ein Drehwinkelsignal und ein Verzögerungssignal umfasst; Schritt (C), um zu bestimmen, ob die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Längsregelung (10) oder ob die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Querregelung (12) ausgeschaltet werden soll: Schritt (C1), um zu bestimmen, ob die Kollisionszeit kürzer als die vorgegebene Kollisionszeit ist und gleichzeitig ob das Verzögerungssignal größer als die vorgegebene Verzögerung ist: wenn „JA“, wird ein Stoppsignal für das Abbiegen erzeugt und an die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Querregelung (12) übertragen, wodurch die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Querregelung (12) mit der Steuerung des Fahrzeugdrehwinkels aufhört; und wenn „NEIN“, geht der Prozess zurück zu Schritt (B); Schritt (C2), um zu bestimmen, ob das Drehwinkelsignal größer als der vorgegebene Winkel ist: wenn „JA“, wird ein Stoppsignal für die Geschwindigkeit erzeugt und an die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Längsregelung (10) übertragen, wodurch die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Längsregelung (10) mit der Steuerung der Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs aufhört; und wenn „NEIN“, geht der Prozess zurück zu Schritt (B) dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassungssignal ein Abstandssignal umfasst, wobei aus dem Erfassungssignal anhand des Abstandssignals und des Geschwindigkeitssignals die Kollisionszeit berechnet werden kann, und dass der Schritt (C1) den Schritt (C12) umfasst, um zu bestimmen, ob die Kollisionszeit kürzer als die vorgegebene Kollisionszeit ist, wenn „NEIN“, geht der Prozess zurück zu Schritt (B); und wenn „JA“, muss anschließend bestimmt werden, ob das Verzögerungssignal größer als die vorgegebene Verzögerung ist; wenn „JA“, wird ein Stoppsignal für das Abbiegen erzeugt und an die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Querregelung (12) übertragen, wodurch die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Querregelung (12) mit der Steuerung des Fahrzeugdrehwinkels aufhört; und wenn „NEIN“, geht der Prozess zurück zu Schritt (B).
Verfahren zur kombinierten automatischen Fahrerassistenz nach Anspruch 8, bei welchem die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Längsregelung (10) ein autonomes Notbremssystem oder ein Abstandsregeltempomat ist.
Verfahren zur kombinierten automatischen Fahrerassistenz nach Anspruch 8, wobei die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Querregelung (12) ein Spurhaltesystem oder eine Fahrspurfolgesteuerung ist.
Verfahren zur kombinierten automatischen Fahrerassistenz nach Anspruch 8, bei welchem im Schritt (C12) bestimmt wird, ob die Kollisionszeit kürzer als die vorgegebene Kollisionszeit ist, wobei ferner ein Warnsignal erzeugt wird, wenn die Kollisionszeit kürzer als die vorgegebene Kollisionszeit ist.
Verfahren zur kombinierten automatischen Fahrerassistenz nach Anspruch 11, bei welchem im Schritt (C12) bestimmt wird, ob die Kollisionszeit kürzer als die vorgegebene Kollisionszeit ist, wobei ein Warnsignal zum Stoppen des Abbiegens erzeugt wird, wenn die Kollisionszeit kürzer als die Kollisionswarnzeit ist, um den Fahrer darauf aufmerksam zu machen, dass die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Querregelung (12) bald ausgeschaltet wird.
Verfahren zur kombinierten automatischen Fahrerassistenz nach Anspruch 8, bei welchem während des Erzeugens des Stoppsignals für die Geschwindigkeit im Schritt (C2) ferner ein Warnsignal zum Stoppen der Geschwindigkeit erzeugt werden kann, um den Fahrer darauf aufmerksam zu machen, dass er die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Längsregelung (10) ausschaltet.
Verfahren zur kombinierten automatischen Fahrerassistenz nach Anspruch 11, bei welchem nach dem Erzeugen des Warnsignals im Schritt (C1) ferner ein Deaktivierungssignal zur automatischen Steuerung eingegeben werden kann, um ein Stoppsignal für die Geschwindigkeit oder ein Stoppsignal für das Abbiegen zu erzeugen und somit die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Längsregelung (10) oder die Fahrerassistenzeinrichtung mit automatischer Querregelung (12) zu stoppen.