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Die Erfindung betrifft ein System zum automatisierten Fahren eines Fahrzeugs.
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Ein System zum automatisierten Fahren eines Fahrzeugs wertet eine Vielzahl von Daten aus, um eine Entscheidung zur Steuerung des Fahrzeugs zu treffen. Diese Daten enthalten eine Vielzahl von verschiedenen Informationen, die von dem System verarbeitet werden müssen. Insbesondere werden Daten aus dem zu steuernden Fahrzeug, Daten aus anderen Fahrzeugen in der Peripherie des zu steuernden Fahrzeugs und/oder Daten aus der sonstigen Infrastruktur von dem System zum automatisierten Fahren empfangen und ausgewertet. Anhand der empfangenen Parameter wird die jeweilige Verkehrssituation beurteilt und eine Fahrstrategie vom System festgelegt. Aufgrund der Vielzahl der zu verarbeitenden Daten und aufgrund der Notwendigkeit in jeder Situation immer das sicherste Fahrverhalten zu wählen, um auf jeden Fall einen möglichen Unfall zu vermeiden, kommen automatisiert fahrende Fahrzeuge daher im Vergleich zu einem Fahrzeug, das von einem menschlichen Fahrer gesteuert wird, in vielen Fällen vergleichsweise langsam voran.
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Wie oben erwähnt, wird beim automatisierten Fahren höchste Priorität auf die Sicherheit gelegt. Die Aktionen eines Systems zum automatisierten Fahren müssen gefahrlos erfolgen und dürfen nicht unzulässig sein. Es werden im realen Straßenverkehr allerdings immer wieder Situationen auftreten, die sowohl von einem menschlichen Fahrer als auch von einem System zum automatisierten Fahren nicht völlig gefahr- und risikolos durchgeführt werden können. In vielen alltäglichen Fahrsituationen sind die zur Verfügung stehenden Informationen, die ein System zum automatisierten Fahren von den Fahrzeugsensoren des eigenen Fahrzeugs oder aus dem Umfeld erhält, nicht ausreichend, um eine Situation im Straßenverkehr komplett gefahrlos zu meistern. Dies kann einerseits daran liegen, dass die gegebenen Parameter nicht eindeutig oder beispielsweise gar nicht verfügbar sind. Auch treten im realen Straßenverkehr immer wieder Situationen auf, in denen ein kooperatives Verhalten anderer Verkehrsteilnehmer erforderlich ist, um eine Verkehrssituation zu bewältigen.
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Falls beispielsweise ein stehendes Fahrzeugs die Sicht für eine Fahrzeugkamera versperrt, kann ein System zum automatisierten Fahren in der Regel nicht an dem stehenden Fahrzeug vorbeifahren, da die Informationen über möglichen Gegenverkehr fehlen. Ein menschlicher Fahrer würde diese Verkehrssituation üblicherweise durch langsames Vortasten in den Verkehr hinein lösen. Im Gegensatz zu einer im Fahrzeug fest verbauten Sensorik, beispielweise einer Kamera, hat ein Fahrer in einer solchen Situation die Möglichkeit, gegebenenfalls seine Sitzposition im Fahrzeug zu verändern, um die Sicht auf die Verkehrssituation zu verbessern.
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Weitere Beispiele für kritische Verkehrssituationen, die das automatisierte Fahren erschweren, sind beispielsweise teilweise auf der Fahrbahn parkende Fahrzeuge, durch die eine Fahrbahn verengt wird oder ein in einer schmalen Straße vorausfahrender Fahrradfahrer, der überholt werden soll. Wird davon ausgegangen, dass das Vorbeifahren an den parkenden Fahrzeugen beziehungsweise das Überholen des Fahrradfahrers in einem Mindestabstand, beispielsweise einem Abstand von 1 m, erfolgen soll, so ist insbesondere bei einer geringen Fahrbahnbreite die Weiterfahrt nur dann möglich, wenn angenommen wird, dass der Gegenverkehr beim Vorbeifahren des eigenen Fahrzeugs an den parkenden Fahrzeugen beziehungsweise an dem vorausfahrenden Fahrradfahrer nach rechts ausweichen wird. Ein menschlicher Fahrer wird in einer solchen Situation die ihm entgegenkommenden Fahrzeuge beobachten und kann somit den Gegenverkehr einschätzen. Nachdem er erkennt, dass der Abstand zu einem entgegenkommenden Fahrzeug ausreichend ist, wird er ein vor ihm parkendes Fahrzeug beziehungsweise einen vor ihm fahrenden Radfahrer überholen.
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Ein System zum automatisierten Fahren, das das Verhalten anderer Verkehrsteilnehmer beziehungsweise des Gegenverkehrs im Vergleich zu einem menschlichen Fahrer nicht einschätzen kann, wird in den oben angegebenen Beispielen ein notwendiges Fahrmanöver, beispielsweise ein Vorbeifahren oder ein Überholen, nicht sofort durchführen. Letztendlich kann es vorkommen, dass das System zum automatisierten Fahren das Fahrzeug erst dann weitersteuert, wenn sich die Verkehrssituation verbessert hat. Im Falle eines parkenden Fahrzeugs auf der Fahrbahn kann dies zur Folge haben, dass die Fahrt von dem System zum automatisierten Fahren erst dann fortgesetzt wird, wenn das parkende/blockierende Fahrzeug entfernt worden ist. Es kann daher eine deutliche Verzögerung beziehungsweise Verlängerung der Fahrtzeit auftreten, was wiederum Unzufriedenheit und Unverständnis bei den Fahrzeuginsassen hervorruft. Die Verkehrssituation kann oftmals nur dadurch in annehmbarer Zeit bewältigt werden, indem ein Fahrer das Fahren des Fahrzeugs selbst übernimmt.
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Ein Anliegen der vorliegenden Erfindung ist es, ein System zum automatisierten Fahren eines Fahrzeugs anzugeben, das Verkehrssituationen einerseits möglichst sicher bewältigen kann und das andererseits ein Fahrmanöver in einer möglichst geringen Zeit durchführt. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Fahrzeug zum automatisierten Fahren anzugeben, das eine Verkehrssituation möglichst sicher bewältigen kann und andererseits ein Fahrmanöver in einer möglichst geringen Zeit durchführen kann.
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Ein System zum automatisierten Fahren eines Fahrzeugs, das eine Verkehrssituation in einer akzeptablen, möglichst geringen Zeit und dennoch sicher und gefahrlos meistern kann, ist im Patentanspruch 1 angegeben.
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Das System umfasst eine Steuereinrichtung zum Steuern des Fahrzeugs beim automatisierten Fahren und eine Sensoreinrichtung zum Erfassen eines Zustands einer Umgebung an einer ersten Position, an der sich das Fahrzeug befindet. Die Steuereinrichtung ist dazu ausgebildet, ein erstes oder mindestens ein zweites Fahrverhalten zur automatisierten Steuerung des Fahrzeugs auszuwählen, wenn von der Sensoreinrichtung der Zustand der Umgebung an der ersten Position festgestellt worden ist. Die Steuereinrichtung ist dazu ausgebildet, das Fahrzeug beim automatisierten Fahren von der ersten Position zur zweiten Position zur Durchführung eines Fahrmanövers an der ersten Position gemäß dem ausgewählten ersten oder mindestens zweiten Fahrverhalten zu steuern.
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Ein Fahrzeug zum automatisierten Fahren ist im Patentanspruch 15 angegeben und umfasst das oben angegebene System zum automatisierten Fahren.
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Gemäß einer möglichen Ausführungsform verfügt das System zum automatisierten Fahren über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle/HMI (Human Machine Interface) zur Kommunikation mit der Steuereinrichtung des Systems zum automatisierten Fahren. Die Mensch-Maschine-Schnittstelle kann zum Einstellen einer Fahrweise des Fahrzeugs beim automatisierten Fahren ausgebildet sein. Die Steuereinrichtung steuert das Fahrverhalten des Fahrzeugs beim automatisierten Fahren in Abhängigkeit von der an der Mensch-Maschine-Schnittstelle eingestellten Fahrweise. Der Insasse eines autonom fahrenden Fahrzeugs kann durch entsprechende Eingabe der Fahrweise des Fahrzeugs beim automatisierten Fahren darüber entscheiden, in welchem Fahrstil er seine Fahrt durchführen möchte. Das automatisiert fahrende Fahrzeug fährt dann entsprechend dieser Vorgabe und zieht dabei unterschiedliche Parametereinstellungen für seine Entscheidungen heran.
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Für das System zum automatisierten Fahren kann zunächst eine Grundeinstellung der Fahrweise beziehungsweise des Fahrverhaltens eingestellt sein. In dieser Grundeinstellung wird von dem System ein Fahrstil mit optimal berechneten Abständen und Geschwindigkeiten gewählt. Dies entspricht einer möglichst energiesparenden Fahrweise mit einem hohen Komfort für die Fahrzeuginsassen, da beispielsweise auf abrupte Lenkmanöver beziehungsweise Geschwindigkeitswechsel verzichtet wird.
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Durch entsprechende Einstellungen der Fahrweise können Parameter, die das Fahrverhalten kennzeichnen, in Zwischenstufen verändert werden, sodass das autonome Fahren mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Fahrstilen erfolgen kann. Während die Grundeinstellung einer sicherst möglichen Fahrweise/einem sicherst möglichen Fahrverhalten mit optimal berechneten Abständen und Geschwindigkeiten entsprechen kann, kann die Fahrweise derart verändert werden, dass andere Verkehrsteilnehmer, beispielsweise durch Bremsen oder Ausweichen, gegebenenfalls reagieren müssen. Dadurch können zum Beispiel kleine Lücken beim Gegenverkehr zum Überholen genutzt werden.
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Unabhängig von der an der Mensch-Maschine-Schnittstelle eingestellten Fahrweise durch den Insassen fährt das Fahrzeug weiterhin autonom, allerdings in Abhängigkeit von der eingestellten Fahrweise mit entsprechend angepassten das Fahrverhalten kennzeichnenden Parametern, die ein schnelleres Bewältigen von bestimmten kritischen Fahrsituationen ermöglichen. Die Variierung der Fahrweise/des Fahrverhaltens kann stufenlos oder abgestuft erfolgen. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, dass ein Fahrzeuginsasse bestimmte Fahrmuster/Regeln auswählt, gemäß denen das System in bestimmten Verkehrssituationen das Fahrverhalten des Fahrzeugs steuert.
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Das System ermöglicht, die Funktion des automatisierten Fahrens variabel zu gestalten, indem das Fahrzeug zwar autonom fährt, aber der Mensch die Möglichkeit erhält, einen Teil der Verantwortung durch seine (temporäre) Situationsbewertung zu übernehmen. Wenn ein Fahrer erkennt, dass das System eine Verkehrssituation mit der eingestellten Fahrweise nicht oder zumindest nicht in einer bestimmten Zeit bewältigen kann, kann der Fahrer zum Beispiel eine solche temporäre Situationsbewertung vornehmen und das System zur Bewältigung der Verkehrssituation unterstützen, wobei das System weiterhin jedoch autonom fährt. Der Fahrer kann allerdings durch eine entsprechende Eingabe in die Mensch-Maschine-Schnittstelle ein Fahrmanöver anregen.
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Wenn das System beispielsweise an einem auf der Fahrbahn parkenden Fahrzeug nicht vorbeifahren kann, da das parkende Fahrzeug die Sicht für die Fahrzeugsensorik, beispielsweise für eine Fahrzeugkamera, des autonom fahrenden Fahrzeugs versperrt, kann der Fahrer dem System durch eine entsprechende Eingabe in die Mensch-Maschine-Schnittstelle eine Freigabe für ein Fahrmanöver erteilen. Die Steuereinrichtung kann über die Mensch-Maschine Schnittstelle zum Beispiel ausgeben, dass die vorliegende Verkehrssituation von dem System nicht gemeistert werden kann, da auf der rechten Fahrbahn ein geparktes Auto steht, und der mögliche Gegenverkehr nicht eingeschätzt werden kann, da die Sicht für die Fahrzeugkamera nach vorne durch das parkende Auto versperrt ist.
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Im Gegensatz zu der fest verbauten Fahrzeugsensorik kann der Fahrer durch das Verändern seiner Sitzposition, seines Blickwinkels etc. die Situation vor dem parkenden Auto besser erfassen als das System zum automatisierten Fahren. Im vorliegenden Beispiel kann der Fahrer dem System eine Freigabe für das Vorbeifahren an dem parkenden Fahrzeug erteilen, wenn der Fahrer die Verkehrssituation derart bewertet, dass er das Vorbeifahren an dem parkenden Fahrzeug als sicher ansieht. Nach Erhalt der Freigabe steuert die Steuereinrichtung das Fahrzeug dann autonom an dem Hindernis vorbei. Hierzu wechselt die Steuereinrichtung gegebenenfalls von dem eingestellten Fahrverhalten in einen anderen Modus des Fahrverhaltens, beispielsweise in einen Fahrmodus mit kleineren Sicherheitsabständen, und fährt vorsichtig weiter. Zum Zwecke des Nachweises, dass ein Fahrer ein Fahrmanöver freigegeben hat, kann eine solche Anweisung gespeichert werden.
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Gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform kann das Fahrverhalten des Fahrzeugs von der Steuereinrichtung selbst verändert werden. Das System kann das autonom fahrende Fahrzeug beispielsweise zu Beginn einer Fahrt mit der Grundeinstellung, zum Beispiel einer Einstellung mit großen Sicherheitsabständen, steuern. Wenn eine bestimmte Verkehrssituation jedoch nach einer definierten Zeit nicht bewältigt werden kann, schaltet die Steuerschaltung automatisch in ein anderes Fahrverhalten um, bei dem beispielsweise kleinere Lücken beim Gegenverkehr zum Überholen genutzt werden, um die Verkehrssituation in einer akzeptablen Zeit zu bewältigen.
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Durch die Änderung des Fahrverhaltens des Fahrzeugs kann das automatisierte Fahren realitätsnah gestaltet werden. Das Umschalten von einem energiesparenden/komfortablen Fahrverhalten zu einem mehr sportlichen Fahrverhalten führt beispielsweise zu einem schnelleren Einleiten eines Überholvorgangs und damit zu einem schnelleren Ankommen an einem Ziel. Dadurch können Verspätungen vermieden und die Zufriedenheit bei den Fahrzeuginsassen erhöht werden.
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Gemäß einer möglichen Ausführungsform weist das System eine Speichereinrichtung zum Speichern von Regeln, nach denen die Steuereinrichtung das Fahrzeug autonom steuert, auf. In der Grundeinstellung steuert die Steuereinrichtung das Fahrzeug beim automatisierten Fahren regelkonform. Es besteht allerdings auch die Möglichkeit, dass ein Fahrzeuginsasse Regeln bewusst deaktiviert kann. In der Grundeinstellung kann in der Speichereinrichtung zum Beispiel hinterlegt sein, dass durchgezogene Linien grundsätzlich nicht überfahren werden dürfen. Es besteht nun allerdings auch die Möglichkeit durch entsprechende Eingabe in die Mensch-Maschine-Schnittstelle, bestimmte Informationen/Regeln nicht zu berücksichtigen beziehungsweise außer Kraft zu setzen. Der Fahrer kann die Steuereinrichtung durch Eingabe in die Mensch-Maschine-Schnittstelle zum Beispiel anweisen, dass ein Standstreifen überfahren werden darf, wenn dieser beispielsweise im Bereich einer Baustelle zum Befahren freigegeben ist. Das Außerkraftsetzen von voreingestellten Regeln zum automatisierten Fahren durch einen Fahrzeuginsassen kann zum Zweck des Nachweises in der Speichereinrichtung durch Speichern entsprechender Parameter dokumentiert werden.
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Ausführungsformen eines Systems 10 zum automatisierten Fahren beziehungsweise eines Fahrzeugs 1 zum automatisierten Fahren, in dem ein derartiges System 10 zum automatisierten Fahren eingebaut ist, das ein möglichst sicheres autonomes Fahren und gleichzeitig das Fahren mit einem geringen oder zumindest vertretbaren Zeitaufwand ermöglicht, sind in den 1 und 2 dargestellt. Dabei zeigt
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1 eine Außenansicht eines Fahrzeugs mit einem System zum automatisierten Fahren; und
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2 eine Innenansicht eines Fahrzeugs mit einem System zum automatisierten Fahren.
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Das System 10 umfasst eine Steuereinrichtung 11 zum Steuern des Fahrzeugs 1 beim automatisierten Fahren und eine Sensoreinrichtung 12 zum Erfassen eines Zustands einer Umgebung an einer ersten Position, an der sich das Fahrzeug 1 befindet. Die Steuereinrichtung 11 ist dazu ausgebildet, ein erstes oder mindestens ein zweites Fahrverhalten zur automatisierten Steuerung des Fahrzeugs 1 auszuwählen, wenn von der Sensoreinrichtung 12 der Zustand der Umgebung an der ersten Position festgestellt worden ist. Die Steuereinrichtung 11 ist weiter dazu ausgebildet, das Fahrzeug 1 beim automatisierten Fahren von der ersten Position zu einer zweiten Position zur Durchführung eines Fahrmanövers an der ersten Position gemäß dem ausgewählten ersten oder mindestens zweiten Fahrverhalten zu steuern.
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Dies bedeutet, dass die Steuereinrichtung 11 bei ein und demselben Zustand der Umgebung zur Steuerung des Fahrzeugs das erste Fahrverhalten oder das mindestens zweite Fahrverhalten auswählen kann und das Fahrzeug dementsprechend steuert. Wenn das Fahrzeug beispielsweise als Zustand der Umgebung an einer Position des Fahrzeugs spielende Kinder auf einer Fahrbahn feststellt, kann die Steuereinrichtung 11 das Fahrzeug zum Weiterfahren gemäß dem ersten Fahrverhalten oder dem zweiten Fahrverhalten steuern.
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Das erste Fahrverhalten kann als Grundeinstellung voreingestellt sein. Ein solches Fahrverhalten entspricht zum Beispiel einem Fahren mit großen, optimal berechneten Sicherheitsabständen und der Durchführung eines Fahrmanövers mit langsamen Geschwindigkeitswechseln. Dies ist gleichbedeutend mit einer komfortablen Fahrweise, bei der der Fahrer eventuell sogar schlafen kann und nicht damit zu rechnen braucht, durch abrupte Brems- oder Beschleunigungswechsel aufgeschreckt zu werden. Wenn die Steuereinrichtung 11 das erste Fahrverhalten auswählt, wird das Fahrzeug 1 beispielsweise zunächst längere Zeit in einem ausreichenden Abstand von den spielenden Kindern warten, bis sich der aktuelle Zustand der Umgebung des Fahrzeugs geändert hat, beispielsweise sich die spielenden Kinder von der Fahrbahn entfernt haben. Erst dann wird das System das autonome Fahren fortsetzen.
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Wenn hingegen die Steuereinrichtung 11 das zweite Fahrverhalten zum autonomen Fahren auswählt, wird die Fahrt beispielsweise bereits dann fortgesetzt, wenn sich die Kinder nur auf einer Fahrbahnhälfte befinden und auf der Gegenfahrbahn kein Gegenverkehr kommt. In diesem Fall fährt das Fahrzeug unter Ausnutzung der Gegenfahrbahn langsam an den Kindern vorbei, ohne zu warten, bis sich die Kinder gänzlich von der Fahrbahn entfernt haben. Das zweite Fahrverhalten entspricht daher einem zeitoptimierten beziehungsweise zeitsparenden, aber möglichweise weniger komfortablen Fahrverhalten für die Fahrzeuginsassen, da bei der Vorbeifahrt an den Kindern mit einem plötzlichen Stopp gerechnet werden muss.
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Gemäß einer möglichen Ausführungsform umfasst das System 10 zum automatisierten Fahren eine Mensch-Maschine-Schnittstelle/HMI (Human-Maschine-Interface) 13 zur Kommunikation zwischen der Steuereinrichtung 11 und einem Fahrzeuginsassen. Die Mensch-Maschine-Schnittstelle kann zum Beispiel eine Bildschirmeinheit 15, insbesondere ein berührungsempfindlicher Bildschirm, oder ein Schalter/Drehschalter/Schieberegler 17 oder ein Lautsprecher/Mikrofon 18 sein.
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Die Mensch-Maschine-Schnittstelle 13 ist dazu ausgebildet, eine Fahrweise des Fahrzeugs einzustellen. Ein Fahrzeuginsasse kann über die Mensch-Maschine-Schnittstelle 13 beispielsweise eine erste und mindestens eine zweite Fahrweise des Fahrzeugs beim automatisierten Fahren einstellen. Die Steuereinrichtung 11 ist dazu ausgebildet, das Fahrzeug 1 beim automatisierten Fahren zur Durchführung des Fahrmanövers an der ersten Position gemäß dem ersten Fahrverhalten zu steuern, wenn von der Sensoreinrichtung 12 der Zustand der Umgebung an der ersten Position festgestellt worden ist und die erste Fahrweise eingestellt ist. Des Weiteren ist die Steuereinrichtung 11 dazu ausgebildet, das Fahrzeug 1 beim automatisierten Fahren zur Durchführung des Fahrmanövers an der ersten Position gemäß dem zweiten Fahrverhalten zu steuern, wenn von der Sensoreinrichtung 12 der Zustand der Umgebung an der ersten Position festgestellt worden ist und die zweite Fahrweise an der Mensch-Maschine-Schnittstelle 13 eingestellt ist.
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Die Steuereinrichtung 11 passt somit das Fahrverhalten für ein Fahrmanöver an die eingestellte Fahrweise an. In Abhängigkeit von der eingestellten Fahrweise wird die gleiche Verkehrssituation durch ein unterschiedliches Fahrverhalten, das heißt durch ein erstes oder mindestens ein zweites mögliches Fahrverhalten des Fahrzeugs, bewältigt.
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Gemäß einer möglichen Ausführungsform kann für eine bestimmte Verkehrssituation eine konkrete Fahrweise durch entsprechende Eingabe in die Mensch-Maschine-Schnittstelle 13 vorgegeben werden. Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass unabhängig von einer bestimmten Verkehrssituation, beispielsweise während der gesamten Fahrt eines Fahrzeugs, eine bestimmte Fahrweise durch entsprechende Eingabe in die Mensch-Maschine-Schnittstelle 13 von einem Insassen des Fahrzeugs vorgegeben wird.
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Beispielsweise kann ein Fahrzeuginsasse eine Fahrweise wählen, bei der das autonome Fahren mit großen, optimal berechneten Sicherheitsabständen erfolgt, oder eine Fahrweise einstellen, bei der zum Beispiel kleinere Lücken im Gegenverkehr für Überholmanöver genutzt werden können, schnellere Geschwindigkeitswechsel oder abrupte Bremsmanöver erlaubt sind. Die erste Fahrweise entspricht einem eher komfortablen Fahrverhalten, während die zweite Fahrweise einem weniger komfortablen Fahrverhalten entspricht, bei dem ein Fahrzeuginsasse zum Beispiel nicht schlafen kann, ohne möglicherweise aufgeschreckt zu werden. Die Fahrweise kann stufenlos oder abgestuft oder nach zu definierenden Fahrtmustern variiert werden.
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Gemäß einer möglichen Ausführungsform umfasst das System zum automatisierten Fahren eine Speichereinrichtung 14 zur Speicherung mindestens eines Parameters, der eine Einstellung des Systems zum automatisierten Fahren angibt.
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Gemäß einer möglichen Ausgestaltungsform ist die Mensch-Maschine-Schnittstelle 13 zur Eingabe eines Freigabesignals zur Durchführung des Fahrmanövers mittels des automatisierten Fahrens ausgebildet. Die Steuereinrichtung 11 ist insbesondere dazu ausgebildet, zur Durchführung des Fahrmanövers an der ersten Position das zweite Fahrverhalten auszuwählen, wenn von der Sensoreinrichtung 12 der Zustand der Umgebung an der ersten Position festgestellt worden ist und die Steuereinrichtung 11 das automatisierte Fahren zunächst gemäß dem ersten Fahrverhalten steuert und die Steuereinrichtung 11 das Freigabesignal von der Mensch-Maschine-Schnittstelle 13 empfängt und die Steuereinrichtung 11 feststellt, dass das Fahrmanöver gemäß dem ersten Fahrverhalten nicht durchführbar ist.
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Die oben angegebene Ausführungsform soll anhand möglicher Situationen näher erläutert werden.
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Beim automatisierten Fahren kann der Fall auftreten, dass die Steuereinrichtung 11 feststellt, dass eine Verkehrssituation mit der eingestellten Fahrweise/dem eingestellten Fahrverhalten, beispielsweise mit einer ersten Fahrweise/einem ersten Fahrverhalten bewältigt werden kann. Die erste Fahrweise/das erste Fahrverhalten kann als Grundeinstellung voreingestellt sein. Bei der eingestellten ersten Fahrweise erfolgt das automatisierte Fahren zum Beispiel mit großen, optimal berechneten Sicherheitsabständen, und ein Fahrmanöver wird mit langsamen Geschwindigkeitswechseln durchgeführt. Die Steuereinrichtung 11 steuert in diesem Fall das Fahrzeug zur Durchführung eines Fahrmanövers autonom gemäß dem ersten Fahrverhalten. Der empfundene Fahrkomfort ist hoch und die Verantwortung für das autonome Fahren liegt bei dem System.
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In einem zweiten Fall stellt die Steuereinrichtung fest, dass eine Verkehrssituation zwar autonom bewältigt werden kann, allerdings nicht mit dem ausgewählten (ersten) Fahrverhalten. Stattdessen kann die Situation mittels des zweiten Fahrverhaltens gemeistert werden. Die Steuereinrichtung kann ihre Einschätzung einem Fahrer über die Mensch-Maschine-Schnittstelle 13 mitteilen. Der Fahrer erteilt dem System durch Eingabe des Freigabesignals die Erlaubnis zur Durchführung des Fahrmanövers. Die Steuereinrichtung 11 wechselt daraufhin das Fahrverhalten und wählt das zweite Fahrverhalten aus. Das Fahrmanöver wird mittels des zweiten Fahrverhaltens ausgeführt. Bei dem zweiten Fahrverhalten sind beispielsweise geringere Sicherheitsabstände sowie plötzliche Bremsmanöver zugelassen, was einer Fahrweise mit einem geringeren Komfort für die Fahrzeuginsassen entspricht. Die Verantwortung für das autonome Fahren liegt teils bei dem System und teils bei dem Fahrer.
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In einer dritten Situation stellt die Steuereinrichtung 11 fest, dass eine Verkehrssituation vorliegt, bei der das autonome Fahren nicht empfehlenswert ist. Durch entsprechende Ausgabe an der Mensch-Maschine-Schnittstelle 13 kann diese Einschätzung dem Fahrer mitgeteilt werden. Der Fahrer, der die vorherrschende Verkehrssituation besser einschätzen kann, da er zum Beispiel die Gegenfahrbahn einsehen kann, die für die Sensoren des Fahrzeugs aufgrund eines Hindernisses eventuell nicht “sichtbar“ ist, kann an der Mensch-Maschine-Schnittstelle 13 das Freigabesignal eingeben. Die Steuereinrichtung 11 führt nach Empfang des Freigabesignals das Fahrmanöver mittels des automatisierten Fahrens mit dem zweiten Fahrverhalten (niedriger Komfort) durch, wobei Fahrerassistenzsysteme, wie Notbremsassistent, Spurhalteassistent usw., aktiv sind. In diesem Fall liegt die Verantwortung für die autonome Durchführung des Fahrmanövers beim Menschen, der das Freigabesignal erteilt hat.
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Zur Dokumentation, dass der Fahrer ein Fahrmanöver für das autonome Fahren freigegeben hat, obwohl dies von der Steuereinrichtung 11 nicht empfohlen worden ist und die Verantwortung zur Durchführung des Fahrmanövers daher bei dem Fahrer liegt, kann die Steuereinrichtung 11 dazu ausgebildet sein, in der Speichereinrichtung 14 mindestens einen ersten Parameter zu speichern, der angibt, dass eine Eingabe des Freigabesignal zur Durchführung des Fahrmanövers in die Mensch-Maschine-Schnittstelle 13 erfolgt ist.
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Ein weiterer Fall tritt auf, wenn die Steuereinrichtung feststellt, dass eine Situation vorliegt, die von dem System zum automatisierten Fahren auf keinen Fall gemeistert werden kann. In diesem Fall wird die Steuereinrichtung 11 an der Mensch-Maschine Schnittstelle 13 ein Signal ausgeben, das zur Übernahme des Fahrzeugs zur Durchführung des Fahrmanövers durch den Menschen auffordert.
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Gemäß einer möglichen Ausführungsform ist die Steuereinrichtung 11 dazu ausgebildet, das Brems- und/oder Beschleunigungsverhalten und/oder die Geschwindigkeit und/oder das Lenkverhalten des Fahrzeugs 1 zur Durchführung des Fahrmanövers in Abhängigkeit von dem ausgewählten Fahrverhalten des Fahrzeugs 1 zu steuern. Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Systems zum automatisierten Fahren ist die Steuereinrichtung 11 dazu ausgebildet, den Zeitpunkt des Anfahrens des Fahrzeugs 1 an der ersten Position zur Durchführung des Fahrmanövers in Abhängigkeit von dem ausgewählten ersten oder mindestens zweiten Fahrverhalten zu wählen.
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Je nach eingestellter Fahrweise werden beispielsweise Überholvorgänge schneller oder langsamer eingeleitet. Des Weiteren erfolgen Beschleunigungs- und/oder Bremsmanöver ungleichmäßiger oder gleichmäßiger. Darüber hinaus erfolgen Lenkradbewegungen in Abhängigkeit von der eingestellten Fahrweise schneller, das heißt mit größerem Ausschlag in einer bestimmten Zeit, oder langsamer. Darüber hinaus kann der Zeitpunkt des Anfahrens an der ersten Position zum Einleiten eines Fahrmanövers bei einer eingestellten zweiten Fahrweise beispielsweise vor dem Zeitpunkt des Anfahrens des Fahrzeugs bei einer eingestellten ersten Fahrweise liegen.
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Im Folgenden werden Beispiele angegeben, wie in Abhängigkeit von dem ausgewählten Fahrverhalten bestimmte Verkehrssituationen von dem System zum automatisierten Fahren unterschiedlich bewältigt werden.
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Ein erstes Beispiel ist das Ausparken aus einem Parkplatz. Dabei tritt die Situation auf, dass das ausparkende Fahrzeug in eine Straße einfahren muss. Das Ausparken erfolgt beim automatisierten Fahren wie auch bei der Steuerung des Fahrzeugs durch einen Fahrer auf den ersten Metern zunächst mit geringer Geschwindigkeit, wobei sich das Fahrzeug in den womöglich fließenden Verkehr einfädeln muss. Beim automatisierten Fahren geschieht das gleiche Fahrmanöver mit Hilfe von Informationen, die den Zustand der Umgebung des Fahrzeugs angeben und mal mehr oder weniger ausreichend verfügbar sind. Über eine entsprechende Eingabe in die Mensch-Maschine-Schnittstelle kann ein Fahrzeuginsasse entscheiden, ob sein automatisiert ausparkendes Fahrzeug diese Situation in Abhängigkeit von der eingestellten Fahrweise schneller oder langsamer meistern soll. Das Einfädeln in den Verkehr benötigt eine bestimmte Lücke. Je nach ausgewähltem Fahrverhalten darf diese Lücke größer oder kleiner sein. Ist von der Steuereinrichtung 11 ein Fahrverhalten ausgewählt worden, bei dem auch kleinere Lücken zum Einfädeln in den Verkehr zugelassen sind, muss das Fahrzeug unter Umständen heftig beschleunigen, was zwar keinem komfortablen Fahrstil entspricht, aber schneller ist, da erstens eine geringere Lücke ausgenutzt wird und zweitens der reine Vorgang schneller vonstatten geht.
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Als eine weitere Verkehrssituation wird ein Zustand der Umgebung eines Fahrzeugs betrachtet, bei der ein Lastkraftwagen vor einer Kreuzung steht, eine Fahrbahnseite blockiert und die Sicht nach vorne versperrt ist. Wenn hinter dem Lastkraftwagen ein automatisiert fahrendes Fahrzeug ankommt, können die Kameras und sonstigen Sensoren des Fahrzeugs nicht am Lastwagen "vorbeisehen", sodass die Situation vor dem Lastwagen von dem System zum automatisierten Fahren nicht eindeutig erfasst werden kann. Weiterhin sei angenommen, dass weitergehende Informationen aus der Peripherie des Fahrzeugs nicht oder nur unzureichend verfügbar sind. Der Fahrer, der eventuell die Gegenfahrbahn einsehen kann, kann in diesem Fall an der Mensch-Maschine-Schnittstelle 13 das Freigabesignal zum Vorbeifahren an dem Lastwagen durch automatisiertes Fahren eingeben, wenn der Fahrer die Situation als ausreichend sicher einstuft. Dabei muss in der Regel die Gegenfahrbahn benutzt werden. In dieser Situation bleibt das Fahrzeug permanent bremsbereit, und dem Fahrer muss bewusst sein, dass es zu einem abrupten Abstoppen kommen kann.
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Als weiteres Beispiel wird ein am Straßenrand geparktes Fahrzeug betrachtet, das zum Teil in die Fahrspur hineinragt. Falls ein derartiges Hindernis am rechten Straßenrand auftaucht und die ursprüngliche Fahrspur blockiert, muss von dem System zum automatisierten Fahren entschieden werden, ob ein kompletter Fahrspurwechsel durchgeführt werden soll oder ob es ausreichend ist, die Fahrspur nur teilweise zu verlassen. Ohne Gegenverkehr wird das System einen Wechsel auf die Gegenfahrbahn zulassen. In Abhängigkeit von der eingestellten Fahrweise beziehungsweise dem ausgewählten Fahrverhalten wird bei Gegenverkehr das System einmal warten und im anderen Fall vorbeifahren, auch wenn dazu ein Teil der Gegenfahrbahn benutzt wird. Die Auswahl dieser beiden Varianten des Fahrverhaltens ist auch auf mehrspurige Fahrbahnen anwendbar sowie auf Überholvorgänge auf Straßen mit Gegenverkehr.
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Eine ähnliche Situation entsteht, wenn ein Zweirad eine einspurige Straße befährt und somit die nutzbare Fahrbahnbreite für das durchfahrende, automatisiert fahrende Fahrzeug schmälert. Dies kann in beiden Richtungen auftreten, da in Städten oftmals Einbahnstraßen auch in Gegenrichtung befahren werden dürfen. Falls beide Fahrzeuge, das heißt das automatisiert fahrende Fahrzeug sowie das Zweirad, in der gleichen Richtung unterwegs sind, ist ein Überholvorgang nicht zwingend nötig, da das automatisiert fahrende Fahrzeug dem Radfahrer langsam gefahrlos nachfahren kann. Falls der Radfahrer jedoch in der Einbahnstraße entgegenkommt, muss das automatisiert fahrende Fahrzeug zum Beispiel durch Anhalten oder Ausweichen reagieren. Ein schneller Radfahrer beispielsweise, der zu spät von dem System erkannt wird, würde eine abrupte Notbremsung verursachen, die den nachfolgenden Verkehr gefährdet. Bei einer derartigen Situation kann durch entsprechende Einstellung der Fahrweise des Fahrzeugs entschieden werden, wie schnell, mit welchem Abstand beziehungsweise nach welcher Wartezeit der Zweiradfahrer passiert werden soll.
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Gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform umfasst das System 10 zum automatisierten Fahren eine Navigationseinrichtung 16 zur Eingabe einer Fahrtzeit zur Fahrt von der ersten zu der zweiten Position. Die Steuereinrichtung 11 kann dazu ausgebildet sein, das Fahrzeug zur Durchführung des Fahrmanövers in Abhängigkeit von der eingegebenen Fahrtzeit gemäß dem ersten oder dem zweiten Fahrverhalten zu steuern. Wenn beispielsweise die gewünschte Fahrtzeit kurz eingestellt wird, wählt die Steuereinrichtung 11 automatisch ein Fahrverhalten aus, bei dem Fahrmanöver schneller, das heißt zum Beispiel unter Ausnutzung kleinerer Lücken/Sicherheitsabstände für einen Überholvorgang, durchgeführt werden. Wenn hingegen die gewünschte Fahrtzeit länger sein darf, wird von der Steuereinrichtung 11 ein eher komfortables Fahrverhalten mit wenigeren Beschleunigungsvorgängen, wenigeren Überholmanövern etc. zum automatisierten Fahren ausgewählt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Systems 10 zum automatisierten Fahren ist die Steuereinrichtung 11 dazu ausgebildet, zur Durchführung des Fahrmanövers an der ersten Position das erste Fahrverhalten auszuwählen, wenn von der Sensoreinrichtung 12 der Zustand der Umgebung an der ersten Position festgestellt worden ist und die Steuereinrichtung 11 feststellt, dass das Fahrmanöver in einer vorgegebenen Zeit gemäß der ersten Fahrweise durchführbar ist. Weiterhin ist die Steuereinrichtung 11 dazu ausgebildet, zur Durchführung des Fahrmanövers an der ersten Position das zweite Fahrverhalten auszuwählen, wenn von der Sensoreinrichtung 12 der Zustand der Umgebung an der ersten Position festgestellt worden ist und die Steuereinrichtung 11 feststellt, dass das Fahrmanöver in einer vorgegebenen Zeit gemäß der ersten Fahrweise nicht durchführbar ist beziehungsweise gemäß der zweiten Fahrweise durchführbar ist.
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Bei dieser Ausführungsform passt das System 10 das Fahrverhalten in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Wartezeit, die abgewartet wird, um eine bestimmte Verkehrssituation mittels des ersten Fahrverhaltens zu meistern, automatisch an. Wenn die Steuereinrichtung 11 beispielsweise feststellt, dass nach dem Ablauf der Wartezeit eine Verkehrssituation nicht mit Hilfe des ersten Fahrverhaltens gemeistert werden kann, wählt sie automatisch das zweite Fahrverhalten, beispielsweise ein eher sportlicheres Fahrverhalten, aus, um die Verkehrssituation zu bewältigen.
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Gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform ist die Speichereinrichtung 14 zum Speichern von Regeln, die von der Steuereinrichtung 11 zum automatisierten Fahren zu beachten sind, ausgebildet. Des Weiteren ist die Mensch-Maschine-Schnittstelle 13 zum Aktivieren und Deaktivieren einer Beachtung der Regeln durch das System zum automatisierten Fahren ausgebildet. Die Mensch-Maschine-Schnittstelle 13 steht in einer Kommunikationsverbindung mit der Steuereinrichtung 11, um der Steuereinrichtung 11 anzuzeigen, ob die Beachtung der Regeln aktiviert ist oder die Beachtung von mindestens einer der Regeln deaktiviert worden ist. Die Deaktivierung kann durch einen Fahrzeuginsassen vorgenommen worden sein.
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Die Steuereinrichtung 11 ist dazu ausgebildet, das Fahrmanöver unabhängig von dem ausgewählten Fahrverhalten regelkonform gemäß den gespeicherten Regeln durchführen, wenn die Beachtung der Regeln aktiviert ist. Die Steuereinrichtung 11 ist des weiteren dazu ausgebildet, das Fahrmanöver unter Umgehung der mindestens einen Regel durchzuführen, wenn die Beachtung der mindestens einen Regel deaktiviert ist.
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Um zu dokumentieren, dass ein Fahrzeuginsasse bewusst eine Regel außer Kraft gesetzt hat, kann in der Speichereinrichtung 14 ein entsprechender Parameter gespeichert werden, der anzeigt, dass eine der Regeln von einem Fahrzeuginsassen deaktiviert worden ist. Dadurch lässt sich nachweisen, dass ein Fahrzeuginsasse die Beachtung einer Regel durch das System zum automatisierten Fahren bewusst verhindert hat und das System die Regel nicht beispielsweise aufgrund eines Systemfehlers missachtet hat.
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Gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform kann die Steuereinrichtung 11 dazu ausgebildet sein, das automatisierte Fahren des Fahrzeugs 1 zu unterbrechen, wenn die Steuereinrichtung 11 feststellt, dass die Durchführung eines Fahrmanövers mittels des automatisierten Fahrens aufgrund des Zustands der Umgebung an der ersten Position des Fahrzeugs und aufgrund des ausgewählten Fahrverhaltens des Fahrzeugs unzulässig ist. Die Steuereinrichtung 11 ist dazu ausgebildet, ein Signal an der Mensch-Maschine-Schnittstelle 13 auszugeben, das den Fahrer zur nicht-automatisierten Durchführung des Fahrmanövers auffordert, wenn die Steuereinrichtung 11 feststellt, dass die Durchführung des Fahrmanövers mittels des Systems zum automatisierten Fahren unzulässig ist.
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Gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform des Systems zum automatisierten Fahren ist die Steuereinrichtung 11 dazu ausgebildet, zu prüfen, ob ein Fahrmanöver zumindest zu einem Teil nicht-regelkonform durchzuführen ist. Die Steuereinrichtung 11 ist dazu ausgebildet, ein Signal an der Mensch-Maschine-Schnittstelle 13 auszugeben, das den Fahrer zur nicht-automatisierten Durchführung zumindest des Teils des Fahrmanövers, der nicht-regelkonform durchführbar ist, auffordert.
