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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Adaptierung einer Assistenzfunktion eines Fahrerassistenzsystems an vorhandene Sensorkanäle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein adaptives Fahrerassistenzsystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.
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Fahrzeugregler, wie beispielsweise das ESP, sowie Fahrerassistenzsysteme, wie beispielsweise das ACC (Adaptive Cruise Control), greifen in besonderen Fahrsituationen automatisch in den Fahrbetrieb ein, um das Fahrzeug zu stabilisieren bzw. den Fahrer zu unterstützen. So wird in dem Fall des ESP ein Ausgleichs-Giermoment um die Hochachse des Fahrzeugs erzeugt, welches der Gierbewegung des Fahrzeugs entgegenwirkt und das Fahrzeug wieder stabilisiert.
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Zum Betreiben von Assistenzsystemen sind Daten von Sensoren notwendig, die über Sensorkanäle an das Fahrerassistenzsystem geleitet werden. Ein Sensorkanal ist dabei ein eindeutiges Signal, welches am Beispiel einer elektrischen Lenkung den Lenkwinkel vom Sensor direkt zur Weiterverarbeitung an das Steuergerät sendet. Da manche dieser Daten oder Signale einen sicherheitskritischen Einfluss auf das Systemverhalten haben können, sind diese Sensorkanäle teilweise redundant bzw. mehrfach redundant ausgelegt.
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Der Ausfall eines Sensorkanals kann folglich die Deaktivierung einer bestimmten Funktionalität oder der gesamten Funktionalität des Fahrassistenzsystems bewirken, obwohl die Funktionalität gegebenenfalls noch mit den verbleibenden Sensorkanälen bei bestimmten Fahrsituationen darstellbar wäre. Es tritt daher die Frage auf, wie eine Teil- oder Gesamtfunktionalität einer Assistenzfunktion aufrechterhalten werden kann, wenn Sensorkanäle, die notwendige Daten für den Betrieb des Assistenzsystems ermitteln und an dieses weiterleiten, teilweise oder ganz ausfallen.
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Die Druckschrift
DE 10 2007 005 062 A1 betrifft ein Verfahren zur Datenübertragung zwischen zumindest einem Sensor und einer Zentraleinheit eines Fahrzeugsteuergeräts, wobei
- – zwischen dem zumindest einen Sensor und der Zentraleinheit zumindest zwei zueinander parallele Datenübertragungskanäle vorgesehen sind,
- – im Normalbetrieb über den ersten Datenübertragungskanal Daten erster Art und über den zweiten Datenübertragungskanal Daten zweiter Art übertragen werden, und
- – bei Ausfall eines Kanals die Daten erster und zweiter Art über den noch intakten Kanal übertragen werden.
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Die Druckschrift
DE 10 2010 049 431 A1 betrifft ein Verfahren zur Diagnose einer elektromechanischen Lenkung, wobei die Funktionsfähigkeit einer Sensoreinheit in einem erstem Intervall von Sensorwerten mittels eines Verfahrens zur aktiven Diagnose überprüft wird. Dabei erfasst die Sensoreinheit in mindestens einem Betriebszustand ein Messsignal, welches aus mindestens einem aktiv erzeugten Anregungssignal resultiert. Es erfolgt ein Vergleich des aktiven Anregungssignals mit dem erzeugten Sensorsignal wobei auf einen Defekt der Sensoreinheit geschlossen wird, falls mindestens ein vorbestimmtes Defektkriterium des Verfahrens zur aktiven Diagnose erfüllt ist. Ferner wird die Funktionsfähigkeit der Sensoreinheit mit dem ersten und/oder mindestens einem weiteren Intervall von Sensorwerten mittels mindestens eines weiteren Verfahrens zur Diagnose überprüft, wobei ein Defekt der Sensoreinheit festgestellt wird, falls mindestens ein vorbestimmtes Defektkriterium des mindestens einen weiteren Verfahrens erfüllt ist und wobei das mindestens eine weitere Verfahren zur Diagnose von dem Verfahren zu aktiven Diagnose verschieden ist.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Adaptierung einer Fahrerassistenzfunktion an die aktuelle Situation der Sensorik zur Aufrechterhaltung einer maximalen Funktionalität der Assistenzfunktion zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein adaptives Fahrerassistenzsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Adaption des Funktionsumfangs einer aktiven Assistenzfunktion eines Fahrerassistenzsystems eines in Betrieb befindlichen Kraftfahrzeugs, wobei das Fahrerassistenzsystem mit Daten einer Sensorik beaufschlagt wird, die über eine vorgegebene Anzahl von Sensorkanälen an das Fahrerassistenzsystem übertragen werden, weist die folgenden Schritte auf:
- – Bestimmung der funktionsfähigen Sensorkanäle,
- – Bestimmung der aktuellen Fahrsituation des Kraftfahrzeugs, und
- – Bestimmung des Funktionsumfangs der aktiven Assistenzfunktion als Funktion der funktionsfähigen Sensorkanäle und der aktuellen Fahrsituation.
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So ist es möglich, dass anhand der aktuellen Fahrsituation beispielweise in einer hinterlegten Tabelle die Mindestanzahl von nötigen Sensorkanälen ermittelt werden kann, die zum Betrieb der Assistenzfunktion gegebenenfalls mit einer niedrigeren Systemperformance notwendig ist. Befindet sich der Fahrer beim Ausfall beispielsweise eines Sensorkanals in einer Fahrsituation, die die Verfügbarkeit einer Assistenzfunktion mit weniger Kanälen zulässt, muss die Assistenzfunktion nicht beendet werden und die Unterstützung des Fahrers bleibt gegebenenfalls eingeschränkt erhalten.
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Je mehr Fahrsituationen des Kraftfahrzeugs klassifiziert werden können bzw. umso mehr Eingangskriterien für die Klassifizierung zur Verfügung stehen, desto genauer kann eine Adaption der Assistenzfunktion erfolgen. Beispielsweise kann beim Fahren auf einer breiten Landstraße mit niedrigeren Geschwindigkeiten ein größerer Funktionsumfang der Assistenzfunktion zulässig sein, während beim Fahren auf einer engen Landstraße bei höheren Geschwindigkeiten dies nicht zutrifft.
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Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere für sicherheitskritische Systeme, die mit einer entsprechenden ASIL-Einstufung (ASIL = Automotive Safety Integrity Level) versehen sein können, wie die Lenkung, die Bremsanlage, ferner Systeme zum autonomen Fahren und Fahrerassistenzsysteme, die eine Beeinflussung der Fahrtrajektorie bewirken können, wie beispielsweise Spurhalteassistent, Stauassistent mit einer Längs- und/oder Querführung, Notfallassistent mit Notbremsfunktion und/oder Ausweichfunktion, Parklenkassistent und ACC-Anfahrassistent. Allen diesen Systemen ist gemeinsam, dass deren Aktuatoren selbstständig in den Fahrbetrieb eingreifen können.
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Ein Teil der Sicherheitsintegrität in Bezug auf das Stichwort ASIL ist die Einbeziehung des zu erwartenden Schadens als Folge einer nicht ordnungsgemäß funktionierenden Assistenzfunktion, beispielsweise wegen eines Ausfalls eines oder mehrerer Sensorkanäle.
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Ist kein Schaden zu erwarten, kann die Assistenzfunktion auch entsprechend mit weniger Sensorkanälen zur Verfügung gestellt werden. Ein weiterer Gesichtspunkt bei Systemen mit einer ASIL-Einstufung ist die Kontrollierbarkeit des Fahrzeugs. Ist das Fahrzeug auch bei einer Fehlfunktion, beispielsweise bei einem Ausfall eines Sensorkanals, weiterhin beherrschbar, so kann man auch mit weniger Kanälen eine Assistenzfunktion zur Verfügung stellen.
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Dabei erfolgt die Bestimmung bzw. Klassifizierung der aktuellen Fahrsituation eines in Betrieb befindlichen Kraftfahrzeugs vorzugsweise durch die folgenden Schritte:
- – Bestimmen einer Mehrzahl von für die aktuelle Fahrsituation spezifischen Parametern,
- – Abbilden jedes Parameters auf eine dimensionslose Bewertungsgröße,
- – Verknüpfen der Bewertungsgrößen zu einer die aktuelle Fahrsituation wiedergebenden Fahrsituationsbewertungsgröße, und
- – Klassifizierung der aktuellen Fahrsituation basierend auf der Fahrsituationsbewertungsgröße.
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Mit diesem Verfahren ist es möglich aus einer Kombinatorik aus verschiedenen Parametern zu einer Klassifizierung der aktuellen Fahrsituation zu gelangen. Dabei werden mehrere Parameter der aktuellen Fahrsituation bewertet, d.h. auf eine entsprechende Bewertungsgröße abgebildet, und miteinander zu einer für die Fahrsituation aussagekräftigen Fahrsituationsbewertungsgröße verknüpft, aus der eine Klassifikation der Fahrsituation erfolgt. Die so durch die Klassifikation ermittelte aktuelle Fahrsituation kann dann als Eingangsgröße für Assistenzsysteme dienen oder zur Veränderung voreingestellter funktionaler Parameter genutzt werden.
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Als für die aktuelle Fahrsituation spezifischen, als Eingangsgrößen zu verwendenden Parameter kommen beispielsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit, der Lenkwinkel und die Fahrbahnbreite in Frage. Ferner können beispielsweise die weiteren Größen bei der Klassifizierung der aktuellen Fahrsituation berücksichtigt werden: die Ableitung der Fahrzeuggeschwindigkeit, die Ableitung des Lenkwinkels, die Fahrbahnkrümmung und/oder die Fahrbahnneigung, prädiktive Streckendaten, kinematische Eingangsgrößen des Fahrzeugs, Lenkübersetzung, Fahrwerkinformationen sowie Reifeninformationen, wobei die Aufzählung nicht vollständig ist.
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Weiter bevorzugt wird jeder Parameter zur Bildung der Bewertungsgrößen auf ein Bewertungsintervall abgebildet, wobei als Abbildungsfunktion insbesondere eine Gewichtsfunktion zur Anwendung gelangt. Es wird jeder einzelne Parameter einer Wahrscheinlichkeitsbetrachtung, beispielsweise mittels einer Gewichtung, unterzogen, indem jedem Parameter eine Wahrscheinlichkeit im Vertrauensintervall von 0 bis 1 zugeordnet wird. Mit der ermittelten Parameterwahrscheinlichkeit als Gewichtsfunktion kann anschließend der Parameter auf das für alle Parameter gleiche Bewertungsintervall zum Erhalt der Bewertungsgröße abgebildet werden. Mit anderen Worten, der jeweilige Parameter wird anhand der Gewichtung auf ein Bewertungsintervall abgebildet, so dass sich die Bewertungsgrößen als dimensionslose Größen darstellen. Auf diese Weise ist eine Verknüpfung der unterschiedlichen Bewertungsgrößen möglich. Ebenfalls denkbar ist eine Gewichtung durch das In- oder Dekrementieren eines Zählwertes als Funktion beispielsweise des ermittelten Parameterwertes in der aktuellen Fahrsituation.
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Vorzugsweise erfolgt die Verknüpfung der ermittelten Bewertungsgrößen zu einer Fahrsituationsbewertungsgröße durch Summenbildung. Dabei ist die Summenbildung der dimensionslosen Bewertungsgrößen nur eine Möglichkeit der Verknüpfung. Es können auch komplexere Verknüpfungen zum Einsatz gelangen, beispielsweise eine Summation der Bewertungsgrößen über eine vorgegebene Zeitdauer, d.h. eine Integration.
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Weiter bevorzugt erfolgt die Klassifizierung der Fahrsituation durch einen Vergleich der Fahrsituationsbewertungsgröße mit vorgegebenen Schwellwerten. Mit anderen Worten, die sich für die aktuelle Fahrsituation ergebende Fahrsituationsbewertungsgröße wird mit vorgegebenen Schwellwerten verglichen. Ist also beispielsweise die Fahrsituationsbewertungsgröße größer als ein die Fahrsituation "Autobahn" beschreibender Schwellwert, so wird die aktuelle Fahrsituation als eine Autobahnfahrt klassifiziert. Liegt die Fahrsituationsbewertungsgröße unterhalb des gerade genannten, eine Autobahnfahrt beschreibenden Schwellwerts und oberhalb eines, ein Landstraßenszenario beschreibenden Schwellwerts, so wird die aktuelle Fahrsituation als Landstraßenfahrt klassifiziert. Durch entsprechende Wahl der Schwellwerte ist eine Verfeinerung der Klassifikation möglich, beispielsweise Fahrt auf einer engen oder einer ausgebauten Landstraße, etc..
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Das erfindungsgemäße adaptive Fahrerassistenzsystem eines Kraftfahrzeugs mit mindestens einer Assistenzfunktion, welches zur Durchführung des im Vorangegangenen erläuterten Verfahrens ausgelegt und eingerichtet ist, umfasst
- – eine Steuereinrichtung und eine Aktorik zur Durchführung der Assistenzfunktion, wobei die Steuereinrichtung mittels einer vorgegebenen Anzahl von Sensorkanälen mit einer Sensorik zur Ermittlung von für die Durchführung der Assistenzfunktion notwendigen Informationen verbunden ist,
- – eine Einrichtung zur Überwachung der Sensorkanäle,
- – eine Einrichtung zur Bestimmung der aktuellen Fahrsituation basierend auf von einer Sensorik bestimmten Parametern, und
- – eine Adaptierungseinrichtung zur Adaptierung des Funktionsumfangs der Assistenzfunktion als Funktion der aktuellen Fahrsituation und der von der Überwachungseinrichtung bestimmten funktionsfähigen Sensorkanäle.
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Dabei umfasst die Einrichtung zur Bestimmung bzw. Klassifizierung der aktuellen Fahrsituation des adaptiven Fahrerassistenzsystems eines in Betrieb befindlichen Kraftfahrzeugs vorzugsweise
- – Sensoriken zu Bestimmung von für die aktuelle Fahrsituation spezifischen Parametern aus Signaldaten,
- – eine Einrichtung zum Abbilden jedes Parameters auf eine dimensionslose Bewertungsgröße,
- – eine Einrichtung zum Verknüpfen der Bewertungsgrößen zu einer die aktuelle Fahrsituation wiedergebenden Fahrsituationsbewertungsgröße, und
- – eine Einrichtung zur Klassifizierung der aktuellen Fahrsituation basierend auf der Fahrsituationsbewertungsgröße.
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Weiter bevorzugt weist das Fahrerassistenzsystem weiter auf
- – eine Einrichtung zur Aufbereitung der Signaldaten der Sensoriken, und
- – eine Einrichtung zur Filterung der aufbereiteten Signaldaten.
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Diese Einrichtungen dienen im Wesentlichen zur Aufbereitung der Signaldaten der Sensoriken, um die für die aktuelle Fahrsituation spezifischen Parametern in einer Form vorliegen zu haben, die für die weiteren Verarbeitungsschritte geeignet ist.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert. Dabei zeigt
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1 eine schematische Darstellung eines adaptierbaren Fahrerassistenzsystems,
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2 eine schematische Darstellung des Verfahrens zur Adaptierung des Funktionsumfangs einer Fahrerassistenzfunktion, und
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3 die Vorrichtung zur Klassifizierung der Fahrsituation eines Kraftfahrzeugs in schematischer Darstellung.
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1 zeigt ein Beispiel eines adaptierbaren Fahrerassistenzsystems 1 in schematischer Darstellung zur Adaptierung des Funktionsumfangs einer Fahrerassistenzfunktion an den aktuellen Zustand der zum Betrieb des Fahrerassistenzsystems 1 notwendigen Sensorik 3. Das Fahrerassistenzsystem 1 umfasst eine Steuereinrichtung 2, die über Kanäle K1 bis Kn mit der Sensorik 3 verbunden ist und über diese Kanäle K1, K2 bis Kn Sensordaten erhält, die für den Betrieb des durch die Steuereinrichtung 2 realisierten Fahrassistenzsystems 1 notwendig sind. Beispielsweise könnte die Sensorik 3 ein dreikanaliger Lenkwinkelsensor sein, der eine aktive Lenkradrückstellung einer assistierten Querführung mit den notwendigen Lenkwinkeldaten versorgt. Die Steuereinrichtung 2 wirkt aufgrund der aus den Sensordaten abgeleiteten Maßnahmen auf eine Aktorik 4, welche die gewünschte Assistenzfunktion, wie hier im Beispiel einen Lenkeingriff zur aktiven Lenkradrückstellung, bewirkt. Ferner ist die Steuereinrichtung 2 mit einer Anzeigevorrichtung 5 verbunden, auf welcher der Fahrer Informationen über das Fahrerassistenzsystem 1 erhält, wie beispielsweise über die Aktivität oder den Zustand der aktuell aktiven Assistenzfunktion.
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Weiter umfasst das adaptierbare Fahrerassistenzsystem 1 ein Einrichtung 6 zur Überwachung der Sensorkanäle K1 bis Kn, welche die Funktionsfähigkeit dieser Sensorkanäle K1 bis Kn ermittelt. Mit anderen Worten, die Überwachungseinrichtung 6 überprüft, ob ein Sensorkanal K1, K1, ..., Kn ausgefallen ist oder ob er funktionsgemäß Daten überträgt. Ferner ist der Überwachungseinrichtung 6 bekannt, welche Fahrerassistenzfunktion des Fahrerassistenzsystems 1 aktuell aktiv ist. Dabei ist die Überwachungseinrichtung 6 in 1 Bestandteil der Steuereinrichtung 2, wobei es ist jedoch auch möglich ist die Überwachungseinrichtung 6 als eigenständige Einrichtung auszulegen.
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Das adaptierbare Fahrerassistenzsystem 1 umfasst weiter eine Einrichtung 7 zur Bestimmung der aktuellen Fahrsituation, in der sich das Fahrzeug gerade befindet, wobei zur Bestimmung der aktuellen Fahrsituation die Einrichtung 7 Zugriff auf eine entsprechende Sensorik 8 hat, die im vorliegenden Beispiel die Parameter Fahrzeuggeschwindigkeit P1, den Lenkwinkel P2 und die Fahrbahnbreite P3 an die Fahrsituationsbestimmungseinrichtung 7 übergibt. Mittels der beispielhaft genannten Parameter führt die Einrichtung 7 eine Bestimmung der Fahrsituation durch. Weitere Parameter können eine differenzierte Bestimmung der aktuellen Fahrsituation ermöglichen.
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Die von der Einrichtung 7 bestimmte aktuelle Fahrsituation wird einer Adaptierungseinheit 9 zugeführt. Ferner wird der Adaptierungseinheit 9 von der Überwachungseinrichtung 6 Informationen über die Funktionsfähigkeit der Sensorkanäle K1 bis Kn und von der Steuereinrichtung 2 Informationen über die aktuell aktiven Fahrerassistenzfunktionen des Fahrerassistenzsystems 1 übermittelt. Anhand der aktuellen Fahrsituation, der Funktionsfähigkeit der Sensorkanäle des Fahrerassistenzsystems 1 und der aktuell aktiven Assistenzfunktion bestimmt die Adaptierungseinheit 9 den Funktionsumfang der aktiven Assistenzfunktion oder der aktiven Assistenzfunktionen, falls mehrere Assistenzfunktionen gleichzeitig aktiv sind.
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Die Adaptierungseinheit 9 legt den zulässigen Funktionsumfangs der aktuellen Assistenzfunktion fest und übermittelt dies der Steuereinrichtung 2. Mit anderen Worten, die Adaptierungseinheit 9 bestimmt den Funktionsumfang der von der Steuereinrichtung 2 ausgeführten Assistenzfunktion als Funktion der aktuellen Fahrsituation und der Funktionsfähigkeit der Sensorik des Assistenzsystems 1.
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Die Funktionsfähigkeit soll im Folgenden näher erläutert werden. Im Beispiel wird die Assistenzsensorik 3 durch einen dreikanaligen Lenkwinkelsensor gebildet und im Fahrerassistenzsystem 1 sind die Funktionen "aktive Lenkradrückstellung" und "assistierte Querführung" aktiv.
- – Fällt nun ein Sensorkanal aus, so stehen noch zwei der drei Kanäle zur Verfügung, wie dies von der Überwachungseinrichtung 6 erkannt wird.
- – Die von der Fahrsituationsbestimmungseinrichtung 7 erkannte Situation ist die Fahrt auf der Autobahn bei Geschwindigkeiten kleiner 10km/h, was einer Stausituation entspricht. Ferner werden keine Kollisionsobjekte erkannt.
- – Eine Tabelle in der Adaptierungseinrichtung 9 zeigt, dass die Funktion "aktive Rückstellung des Lankrads" immer mit mindestens zwei Kanälen betrieben werden darf, die Funktion bleibt also vollständig aktiv.
- – Des Weiteren ergibt sich aus der Tabelle in der Adaptierungseinrichtung 9, dass die Funktion "assistierte Querführung" in dieser Stausituation weiterhin erlaubt ist, da es weder zu einer Gefährdung noch zu einem Schaden kommen kann bzw. ein Schaden durch eine Auffahren gering ist und nur einen Blechschaden hervorruft. Dieses Scenario könnte durch eine Warnung an den Fahrers ergänzt werden, dass das Fahrzeug demnächst übernommen werden muss. Fährt das Fahrzeug dann wieder schneller als ein definierter Schwellwert, so kann die Funktion "assistierte Querführung" bei dem Ausfall eines Sensorkanals nicht mehr dargestellt werden.
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2 zeigt beispielhaft das Verfahren zur Klassifizierung der Fahrsituation und die daraus resultierende Adaption des Funktionsumfangs einer Assistenzfunktion in schematischer Darstellung. Dabei ist vorgesehen, dass eine Kombinatorik aus verschiedenen Parametern zu einer Klassifizierung einer aktuellen Fahrsituation führt. Mehrere extrahierte Parameter werden anhand der vorliegenden Fahrsituation bewertet und/oder gewichtet. Beim Erreichen eines definierten Wertes berechnet aus den einzelnen Bewertungsgrößen oder Gewichtungen wird entsprechend eine Aktion ausgelöst, nämlich eine Adaption oder Festlegung des Funktionsumfangs einer Fahrerassistenzfunktion als Funktion der vorhandenen Sensorkanäle und der Fahrsituation.
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Im ersten Schritt S1 erfolgt die Bestimmung bzw. Ermittlung der in den 1 und 3 dargestellten Parameter P1, P2, P3, die für die aktuelle Fahrsituation spezifisch sind. Dies sind in diesem Beispiel zumindest die aktuelle Geschwindigkeit P1 des Fahrzeugs, der aktuelle Lenkwinkel P2 und die Fahrspurbreite P3.
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Im zweiten Schritt S2 des Verfahrens werden die im ersten Schritt S1 ermittelten Parameter, die eine Information über die aktuelle Fahraktivität enthalten, auf dimensionslose Bewertungsgrößen abgebildet, um die unterschiedlichen Parameter untereinander vergleichbar zu machen. Die Abbildung der Parameter auf Bewertungsgrößen erfolgt, indem ein für alle Parameter geltendes Werteintervall definiert wird, auf das der aktuelle Parameter mittels einer Gewichtungsfunktion abgebildet wird, wie dies aus dem später erläuterten Beispiel ersichtlich wird. Dabei kann die parameterspezifische Gewichtungsfunktion beispielsweise aus einem vorgegebenem Vertrauensintervall, beispielsweise das Intervall von 0 bis 1, ermittelt werden.
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Beträgt beispielsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit 130 km/h, so kann es sich um eine Autobahnfahrt oder um eine schnelle Landstraßenfahrt handeln. Die Geschwindigkeit wird daher beispielsweise über eine Lookup-Tabelle auf eine Wahrscheinlichkeitsverteilung abgebildet, indem dem Wert 130 Km/h die Wahrscheinlichkeit 0,8 zugeordnet wird, dass es sich um eine Autobahnfahrt handelt. Folglich beträgt die Wahrscheinlichkeit 0,2, dass die Fahrt auf einer Landstraße stattfindet. Mit anderen Worten, für eine Geschwindigkeit von 130 km/h wird dem Merkmal "Autobahnfahrt" das Gewicht "0,8", dem Merkmal "Landstraßenfahrt" das Gewicht "0,2" und dem Merkmal "Stadtfahrt" das Gewicht "0" zugeordnet.
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Ähnliche Wahrscheinlichkeitszuordnungen, die als Gewichtsfunktion dienen, sind für die weiteren Parameter definiert. Ebenfalls möglich ist eine geeignete Inkrementierung oder Dekrementierung eines vorgegebenen Zählerwertes.
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Im Schritt S3 werden die dimensionslosen Bewertungsgrößen, welche die aktuelle Fahrsituation wiederspiegeln, summiert und das Ergebnis ist die Fahrsituationsbewegungsgröße, die zur Klassifizierung der aktuellen Fahrsituation dient. Andere mathematische Operationen, um die einzelnen Bewertungsgrößen zu einer gemeinsamen Fahrsituationsbewegungsgröße zusammenzuführen, sind möglich.
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Im Schritt S4 erfolgt die Klassifizierung der aktuellen Fahrsituation anhand der ermittelten Fahrsituationsbewegungsgröße. Dies kann erfolgen, indem der Zahlenwert der Fahrsituationsbewegungsgröße mit unterschiedlichen, vorgegebenen Schwellwerten verglichen wird. Ist beispielsweise die Fahrsituationsbewegungsgröße größer als eine erste vorgegebene Schwelle, so wird die aktuelle Fahrsituation als Autobahnfahrt klassifiziert. Ist die Fahrsituationsbewegungsgröße kleiner oder gleich der ersten Schwelle und größer als eine zweite Schwelle, so wird die Fahrsituation als Landstraßenfahrt eingeschätzt. Ist schließlich die Fahrsituationsbewegungsgröße kleiner oder gleich der zweiten Schwelle, so wird die Fahrsituation als Stadtfahrt klassifiziert. Es ist offensichtlich, dass durch die Verwendung weiterer Schwellwerte eine Differenzierung der Fahrsituationen erreicht werden kann, so dass die Fahrsituation "Staufahrt auf eines Autobahn" erkannt werden kann.
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Im Schritt S5 erfolgt die Adaptierung des Funktionsumfangs der aktiven Fahrerassistenzfunktion bzw. der aktiven Fahrerassistenzfunktionen als Funktion der ermittelten Fahrsituation. Je mehr Fahrsituationen klassifiziert werden können bzw. umso mehr Eingangskriterien für die Klassifizierung zur Verfügung stehen, desto genauer kann die Adaption des Funktionsumfangs erfolgen. Beispielsweise kann beim Fahren auf einer breiten Landstraße oder Autobahn mit niedrigeren Geschwindigkeiten ein größerer Umfang einer Fahrerassistenzfunktion zulässig sein im Vergleich zum Fahren auf einer engen Landstraße oder Autobahn bei höheren Geschwindigkeiten.
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3 zeigt die Vorrichtung 1 zur Klassifizierung der Fahrsituation eines Kraftfahrzeugs in schematischer Darstellung für drei Eingangsparameter P1, P2, P3, wobei der Eingangsparameter P1 die Fahrzeuggeschwindigkeit, der Parameter P2 den Lenkwinkel und der Parameter P3 die Fahrbahnbreite bedeutet.
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Diese als Beispiel genannten Eingangsgrößen P1, P2 und P3 können von vorhandenen verbauten Sensoren bereitgestellt bzw. aus deren Messwerten oder aus der Kombination verschiedener Roh- und vorverarbeiteter Sensorwerte abgeleitet werden. Eingangsgrößen oder Parameter, die zur Verfügung stehen, sind, wie bereits genannt, die Fahrzeuggeschwindigkeit und der Lenkwinkel. Weitere Parameter können beispielsweise die Lenkwinkelgeschwindigkeit bzw. das Handlenkmoment oder deren Ableitungen sein. Auch weitere passive und aktive Sensoren, wie ein Bildsensor mit oder ohne nachgeschalteter Bildverarbeitung können genauso wie kapazitive Sensoren, Informationen über die Fahrbahnbreite oder die Position des Fahrzeuges auf einer Spur oder den Abstand des Fahrzeuges zu einem stehenden oder fahrenden Objekt geben und über entsprechende Parameter in die Klassifikation der Fahrsituation einfließen.
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Weiterhin können folgenden Größen bei der Klassifizierung der aktuellen Fahrsituation berücksichtigt werden: Fahrbahnkrümmung und/oder Fahrbahnneigung, Fahrzeuggeschwindigkeit, prädiktive Streckendaten, kinematische Eingangsgrößen des Fahrzeugs, Lenkübersetzung, Fahrwerkinformationen sowie Reifeninformationen.
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Die genannten Parameter Fahrzeuggeschwindigkeit P1, Lenkwinkel P2 und Fahrbahnbreite P3 werden aus Signaldaten entsprechender Sensoren 10, 11 und 12 der Sensorik 8 bereitgestellt, d.h. ein Sensor 10 zur Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit P1, ein Sensor 11 zur Bestimmung des Lenkwinkels P2 und ein Sensor 12 zur Bestimmung der Fahrbahnbreite P3.
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Die Signaldaten P1, P2, P3 der Sensoren 10, 11, 12 werden der Einrichtung 7 zur Bestimmung der Fahrsituation zugeführt und einer Signaldatenaufbereitung 13 unterzogen. Die Signaldatenaufbereitung 13 umfasst beispielsweise eine Aufarbeitung, wie die Aufbereitung von Rohdaten in physikalische Signale, als auch das Ableiten von verschiedenen Signalen. Anschließend werden die aufbereiteten Signaldaten P1, P2, P3 in einer Filterungseinrichtung 14 gefiltert, beispielsweise um unerwünschte Signalanteile zu entfernen.
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Für die aufbereiteten und gefilterten Parameter P1, P2 und P3 werden in einer Bewertungseinrichtung 15 die Gewichtsfunktionen der jeweiligen Parameter P1, P2, P3 bestimmt und auf diese angewendet, um die Bewertungsgrößen der einzelnen Parameter zu ermitteln.
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In einer nachfolgenden Verknüpfungseinrichtung 16 werden die in der Bewertungseinrichtung 15 bestimmten Bewertungsgrößen miteinander verknüpft, wobei im Beispiel der bevorzugten Ausführungsform eine Summenbildung der Bewertungsgrößen zum Einsatz kommt, um als Ergebnis die Fahrsituationsbewertungsgröße zu erhalten.
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In der Klassifizierungseinrichtung 17 erfolgt eine Klassifizierung der aktuellen Fahrsituation anhand der in der Bewertungseinrichtung 15 ermittelten Fahrsituationsbewertungsgröße. Dies erfolgt durch Vergleiche der Fahrsituationsbewertungsgröße mit vorgegebenen Schwellwerten, um die aktuelle Fahrsituation festlegen zu können, wie dies im nachfolgenden Beispiel deutlich werden wird. Der Vergleich kann mit einer Wertetabelle erfolgen und eine eindeutige Klassifizierung kann ausgegeben werden. Dabei können die Schwellwerte der Wertetabelle unter anderem in Abhängigkeit der zur Verfügung stehenden Eingangsparameter angepasst werden.
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Als Funktion der in der Klassifizierungseinrichtung 17 ermittelten aktuellen Fahrsituation kann nachfolgend eine Adaption des Funktionsumfangs der Assistenzfunktion in der Adaptionseinrichtung 9 vorgenommen werden, die anhand der 1 erläutert ist. Mit anderen Worten, aus der in der Klassifizierungseinrichtung 17 klassifizierten Fahrsituation können Funktionsumfänge von Assistenzfunktionen bestimmt werden.
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Für den Fall, dass beispielsweise für die Erkennung des Selbstlenkers die Information Autobahn, Landstraße oder Stadt von besonderer Wichtigkeit ist, wird im Folgenden ein Beispiel anhand von drei Eingangssignalen P1, P2 und P3 der 3 gegeben:
Jedem betrachteten Eingangsparametern P1, P2, P3 kann ein definiert gewichteter Wert zugeordnet werden, wobei feste Werte-Schwellen festgelegt werden. In diesem Beispiel bedeuten Summen kleiner 30 eine Stadtfahrt, Summen größer/gleich 30 und kleiner 60 eine Fahrt auf der Landstraße und Summen größer/gleich 60 eine Autobahnfahrt.
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Jedem Parameter P1, P2 und P3 wird in diesem Beispiel ein spezifisches Werteintervall wie folgt zugewiesen:
- – Der Fahrzeuggeschwindigkeit P1 wird ein Wertebereich von 0 bis 30 zugewiesen,
- – die anhand des Lenkwinkels P2 ermittelte Fahrbahnkrümmung bekommt einen Wertebereich von 0 bis 20 zugewiesen, und
- – der Straßen- oder Fahrbahnbreite P3 wird ein Wertebereich von 0 bis 20 zugewiesen.
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Es wird weiter angenommen, dass ein Kraftfahrzeug mit 130 km/h auf einer 3,5 m breiten Straße bei mittlerer Fahrbahnkrümmung fährt.
- – Die Geschwindigkeit spricht eher für die Autobahn, es könnte aber auch ein schneller Landstraßenfahrer sein. Die Gewichtung wird daher mit 0,8 gewählt, so dass zur weiteren Berechnung ein Wert von 24 für die Fahrzeuggeschwindigkeit P3 ergibt.
- – Die Straßenbreite spricht mit höherer Wahrscheinlichkeit für eine Autobahn. Dies führt im Schritt S3 zu einer Gewichtung von 0,8, so dass die Straßenbreite P2 in den dimensionslosen Wert 16 eingeht.
- – Allerdings entspricht die Fahrbahnkrümmung P3 nicht der normalen Autobahn. Dies führt im Schritt S3 zu einer Gewichtung von 0,3, so dass die Fahrbahnkrümmung durch den dimensionslosen Wert 6 wiedergegeben wird.
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Die Summe der so erhaltenen Werte (24 + 16 + 6) im Schritt S4 ergibt den Wert 46. Der Wert entspricht im Klassifizierungsschritt S5 einer Landstraßenfahrt. Mit dieser Information könnte die Ausführung einer vorgegebenen Assistenzfunktion bei einem Ausfall eines Sensorkanals zulässig oder eingeschränkt zulässig sein, was jedoch für eine Autobahnfahrt mit hoher Geschwindigkeit nicht mehr zulässig wäre.
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Dieses Beispiel ist beliebig komplexer zu gestalten in Abhängigkeit der Eingangsgrößen, der Anzahl der Eingangsgrößen, je nachdem welche Information aus der Bewertung gezogen werden soll.
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Das beschriebene Verfahren eignet sich insbesondere für den Einsatz in sicherheitskritischen Systemen, die mit einer entsprechenden ASIL-Einstufung versehen sind, wie beispielsweise Lenkung, Bremse, Systeme zum Ermöglichen des autonomen Fahrens oder auch separate Fahrerassistenzsysteme, wie dem Spurhalteassistent, Stauassistent, insbesondere mit einer Längs- und/oder Querführung, Assistenzsystem zum automatischen Ausweichen in einer Gefahrensituation, Parklenkassistent, ACC-Anfahrüberwachung. Bei sämtlichen erwähnten Systemen kann das Verfahren angewendet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- adaptierbares Fahrerassistenzsystem
- 2
- Steuereinrichtung Assistenzsystem
- 3
- Sensorik Assistenzsystem
- 4
- Aktorik
- 5
- Anzeigeeinrichtung
- 6
- Einrichtung zur Überwachung der Sensorkanäle
- 7
- Einrichtung zur Bestimmung der Fahrsituation
- 8
- Sensorik zur Fahrsituationsbestimmung
- 9
- Adaptierungseinrichtung
- 10
- Sensor Fahrzeuggeschwindigkeit
- 11
- Sensor Lenkwinkel
- 12
- Sensor Fahrbahnbreite
- 13
- Einrichtung Signaldatenaufbereitung
- 14
- Einrichtung Filterung
- 15
- Abbildungs-/Bewertungseinrichtung
- 16
- Verknüpfungseinrichtung
- 17
- Klassifizierung der Fahrsituation
- K1
- Sensorkanal 1
- K2
- Sensorkanal 2
- Kn
- Sensorkanal n
- P1
- Fahrzeuggeschwindigkeit
- P2
- Lenkwinkel
- P3
- Fahrbahnbreite
- S1
- Parameterbestimmung
- S2
- Abbilden der Parameter auf Bewertungsgrößen
- S3
- Summierung der Bewertungsgrößen
- S4
- Klassifikation der Fahrsituation
- S5
- Adaptierung des Funktionsumfangs der Assistenzfunktion
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007005062 A1 [0005]
- DE 102010049431 A1 [0006]
