DE102016214795A1

DE102016214795A1 - Verfahren zur Koordination von Fahrerassistenzfunktionen

Info

Publication number: DE102016214795A1
Application number: DE102016214795.1A
Authority: DE
Inventors: Dominik Grusemann; Nils Hübner; Marko Milojevic; Benjamin Reicherzer
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2016-08-09
Filing date: 2016-08-09
Publication date: 2018-02-15
Also published as: WO2018029052A1

Abstract

Bereitgestellt wird ein Verfahren zur Koordination von Fahrassistenzfunktionen in einem Fahrzeug, wobei wenn eine zu aktivierende Fahrassistenzfunktion oder Gruppe von Fahrassistenzfunktionen eine Aktvierungsanfrage an einen Fahrassistenzkoordinator sendet, dieser basierend auf einer vorgegebenen Übergangsmatrix, umfassend Informationen zu Übergangsmöglichkeiten zwischen aktiven und zu aktivierenden Fahrassistenzfunktionen oder Gruppen von Fahrassistenzfunktion, entscheidet, ob die Aktvierung der zu aktivierenden Fahrassistenzfunktion oder Gruppe von Fahrassistenzfunktionen erlaubt, eine Freigabe nur für ein Anzeigen, nicht für ein Regeln, erteilt oder die Aktivierung verweigert wird

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Koordination von Fahrerassistenzfunktionen in einem Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aktuelle Fahrzeuge weisen eine Vielzahl von Fahrassistenzfunktionen auf, z.B. Einparkhilfen, Funktionen zum Schutz vor Kollisionen, Funktionen zur Regelung von Geschwindigkeit und Abstand etc. Dabei erfolgt die Koordination dieser Funktionen zentral über einen Fahrassistenzkoordinator. Dieser Fahrassistenzkoordinator regelt das Zusammenspiel aller Funktionen, d.h. dort sind alle Informationen über jede Funktion abgespeichert, auch über Abhängigkeiten zu oder von anderen Funktionen etc. Der Fahrassistenzkoordinator bestimmt, wann welche Funktion aktiv werden soll und welche andere Funktion dafür überstimmt oder sogar abgeschaltet werden muss. Durch die sehr große Komplexität aufgrund der vielen Verknüpfungen, Abhängigkeiten und Wechselwirkungen der Funktionen untereinander wird es immer schwieriger, weitere Funktionen in das System einzubringen bzw. der Aufwand zur Implementierung steigt und wird damit immer zeitraubender und fehleranfälliger. Dies liegt daran, dass Übergänge zwischen Funktionen teilweise unterschiedlich definiert sind und kompliziert bzw. komplex geworden sind. Die Komplexität, weitere Funktionen in das System zu integrieren, also eine Änderung bzw. Erweiterung zu schaffen, steigt quadratisch mit der Anzahl der neuen Funktionen. Ferner können Probleme durch unterschiedliche Zykluszeiten bzw. Laufzeiten entstehen, so dass hier unnötige Wartezeiten für die Aktivierung oder Deaktivierung von Funktionen entstehen. Problematisch kann hier sein, dass der Koordinator durch unterschiedliche Zykluszeiten bzw. Laufzeiten zwischen Koordinator und Funktion nicht weiß, wann die Funktion auf eine Aufforderung des Koordinators reagiert. Ist der Koordinator darauf angewiesen, dass eine Funktion den Wunsch des Koordinators positiv oder negativ quittiert, kann dies zu Problemen führen. Die unterschiedlichen Antwortzeiten können z.B. auch dadurch verursacht werden, dass Funktionen auf unterschiedlichen Steuergeräten laufen und diese untereinander über ein Bus-System kommunizieren müssen.
Deshalb ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, das diese Nachteile überwindet, also ein Verfahren zur Verfügung stellt, das sowohl möglichst unabhängig von Zykluszeiten ist, als auch Übergänge zwischen einzelnen Funktionen vereinfacht und ein einfaches Hinzufügen weiterer Funktionen mit Abhängigkeiten und Wechselwirkungen ermöglicht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Koordination von Fahrassistenzfunktionen in einem Fahrzeug, wobei wenn eine zu aktivierende Fahrassistenzfunktion oder Gruppe von Fahrassistenzfunktionen eine Aktvierungsanfrage an einen Fahrassistenzkoordinator sendet, dieser basierend auf einer vorgegebenen Übergangsmatrix, umfassend Informationen zu Übergangsmöglichkeiten zwischen aktiven und zu aktivierenden Fahrassistenzfunktionen oder Gruppen von Fahrassistenzfunktion, entscheidet, ob die Aktvierung der zu aktivierenden Fahrassistenzfunktion oder Gruppe von Fahrassistenzfunktionen erlaubt, eine Freigabe nur für ein Anzeigen, nicht für ein Regeln, erteilt oder die Aktivierung verweigert wird.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Aktvierungsanfrage durch das System oder durch einen Nutzer erfolgen kann.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die aktive und die zu aktivierende Fahrassistenzfunktionen jeweils in zwei Zustände unterteilt sind, von denen ein erster Zustand ist, dass die Fahrassistenzfunktion regelt, und ein zweiter Zustand ist, dass eine Anzeige an den Fahrer ausgegeben wird.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Übergangsmöglichkeiten zwischen aktiver und zu aktivierender Fahrassistenzfunktionen jeweils abhängig von dem Zustand der jeweiligen Fahrassistenzfunktionen in die Übergänge unterteilt sind:

a) Übergang gleichzeitig möglich (0);
b) Übergang möglich, aktiven regelnden Fahrassistenzfunktionen wird die Freigabe entzogen (1);
c) Übergang nicht möglich (2);
d) Degradation der aktiven regelnden Fahrassistenzfunktionen in den Zustand, dass die Funktion nur noch die Anzeigen steuern darf (3).

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Zusammenfassung von Fahrassistenzfunktionen in Gruppen derart erfolgt, dass jede der Gruppe zugehörige Fahrerassistenzfunktion in Bezug auf alle anderen Fahrassistenzfunktionen oder Gruppen von Fahrerassistenzfunktionen dieselben Zustände und Übergangsmöglichkeiten aufweist.
Vorteilhafterweise umfassen Gruppen von Fahrerassistenzfunktionen: Frontschutz, Parkfunktion, Geschwindigkeitsregelung, Limiterfunktionen, Querführung, Ausweichassistent, Lateral Collision, Active Park Distance Control.
Ferner wird ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen, das dazu eingerichtet ist, einen Fahrassistenzkoordinator zu implementieren, der das vorher beschriebene Verfahren durchführt.
Ferner wird ein Steuergerät vorgeschlagen, umfassend zumindest ein vorher beschriebenes Computerprogrammprodukt nach Anspruch.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungsgemäße Einzelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
1 zeigt ein Ablaufdiagramm des Verfahrens gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt einen Ausschnitt einer Übergangsmatrix gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt wesentliche Komponenten in einem Fahrzeug zur Durchführung des Verfahrens gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
1 zeigt ein Ablaufdiagramm des Verfahrens gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung. 3 zeigt die entsprechenden benötigten Komponenten in einem Fahrzeug 1. In einem ersten Schritt S1 wird eine Aktvierungsanfrage von einer zu aktivierenden Fahrassistenzfunktion 200 oder Gruppe von Fahrassistenzfunktionen an einen Fahrassistenzkoordinator 100 gesendet.
Nachfolgend werden im Dokument verwendete häufige Abkürzungen beschrieben:

ACC: – Active Cruise Control – Fahrgeschwindigkeitsregelung mit Bremsfunktion und Abstandregelung
DCC: – Dynamic Cruise Control – Fahrgeschwindigkeitsregelung mit Bremsfunktion
XCC: – ACC oder DCC
SLD: – Speed Limiting Device – limitiert die Fahrzeuggeschwindigkeit
STA: – Stauassistent – steuert das Lenkrad, so dass das Fahrzeug in der eigenen Spur bleibt
PMA-LQ: – Parkfunktion, die Bremse, Antrieb und Lenkung steuert Frontschutz – Sicherheitsfunktionen, die in den Kollisionsgefahrsituationen den Fahrer warnen und/oder durch Anbremsen Kollisionsfolgen vermindern bzw. vermeiden

Die Aktivierungsanfrage kann durch das System selbst erfolgen, wenn sich z.B. eine oder mehrere Frontschutzfunktionen aktivieren wollen bzw. aufgrund eines entsprechenden Ereignisses müssen. Alternativ kann auch der Nutzer, also der Fahrer oder ein berechtigter Insasse, eine Aktivierungsanfrage anstoßen, z.B. ein Anschalten eines Tempomats. Letztendlich stellt die Funktion die Aktivierungsanfrage, entweder durch das System getriggert, was in der Regel lediglich bei sicherheitsrelevanten Situationen erfolgt, oder durch eine externe Einwirkung, also z.B. eine Fahrereinwirkung, was in der Regel bei der Aktivierung / Deaktivierung / Anpassung von Komfortfunktionen erfolgt.
Ein Beispiel für eine vom Fahrer getriggerte Aktivierungsanfrage ist, dass die SLD-Funktion aktiv ist, der Nutzer aber ab sofort ACC verwenden möchte und die Aktivierungstaste für ACC betätigt. Das ACC sendet die entsprechende Anfrage an den Fahrassistenzkoordinator 100. Der Fahrassistenzkoordinator 100 schaltet SLD ab und ACC ein. Im weiteren Verlauf gerät das Fahrzeug in einen Stau, der Nutzer schaltet per Tasterdruck den Stauassistent ein, der gleichzeitig zum ACC wirken kann. Der Fahrassistenzkoordinator 100 weiß dies aufgrund der später beschriebenen Übergangsmatrix und erteilt die Freigabe zum Regeln an ACC und Stauassistent.
Der Fahrassistenzkoordinator 100 wiederum umfasst eine Übergangsmatrix 101 oder kann Daten aus einer Übergangsmatrix von extern erhalten, die er weiterverarbeitet. Die Übergangsmatrix 101 enthält Informationen zu Übergangsmöglichkeiten zwischen aktiven und zu aktivierenden Fahrassistenzfunktionen 200 oder Gruppen von Fahrassistenzfunktionen. Welche Fahrassistenzfunktionen aktiv sind, ist beispielsweise durch den Fahrassistenzkoordinator 100 bekannt. Der Fahrassistenzkoordinator 100 entscheidet basierend auf den in der Übergangsmatrix 101 hinterlegten Daten, ob die Aktvierung der zu aktivierenden Fahrassistenzfunktion 200 oder Gruppe von Fahrassistenzfunktionen erlaubt S21, also sowohl Regeln als auch Anzeigen erlaubt werden, eine Freigabe nur für ein Anzeigen, nicht für ein Regeln, erteilt S22 oder die Aktivierung verweigert S23 wird. Die Freigabe nur für ein Anzeigen, nicht für ein Regeln S22 wird versendet, wenn unter Umständen, in der Übergangsmatrix die Werte 0, 1 oder 3 in dem entsprechenden Feld für den Übergang zwischen den Funktionen hinterlegt sind. Die Bedeutung der Werte wird nachfolgend konkretisiert.
Wesentlich bei der Erfindung ist, dass die Übergangsmatrix 101 jegliche Wechselwirkungen zwischen Fahrassistenzfunktion umfasst, d.h. auch jede Abhängigkeit. Diese wird mittels einer Kodierung dargestellt und somit kann einfach durch sogenanntes lookup in der Matrix auf einfache Weise und schnell entschieden werden, ob eine Fahrassistenzfunktion aktiviert werden darf, gleichzeitig zu der aktiven Fahrassistenzfunktion aktiviert werden darf ohne dass diese beeinträchtigt wird, nur aktiviert werden darf, wenn eine aktive Fahrassistenzfunktion deaktiviert oder degradiert wird, oder nicht aktiviert werden darf. Die Übergänge können wie folgt in der Matrix hinterlegt sein, wie in dem in 2 gezeigten Beispiel als Ausschnitt dargestellt. In der linken Spalte, d.h. in den Zeilen, sind die aktiven Fahrassistenzfunktionen, unterteilt in Einzelfunktionen oder Gruppen von Fahrassistenzfunktionen, dargestellt. In den Spalten sind zu Einzelfunktionen oder Gruppen von Fahrassistenzfunktionen dargestellt. Die Matrix umfasst Informationen darüber, ob eine Anzeige oder ein Regeln, welches auch ein Anzeigen umfassen kann, erfolgen kann, je nachdem welche Fahrassistenzfunktion aktiv ist und welche Fahrassistenzfunktion anfragt. Folgende Zustände sind möglich, können aber natürlich auch durch andere Parameter als verwendet, gekennzeichnet sein.
Der Parameter 0 (Null) kennzeichnet, dass ein Übergang gleichzeitig möglich ist, d.h. dass die zu aktivierende Fahrassistenzfunktion unabhängig von der oder den bereits aktiven Fahrassistenzfunktionen aktiviert werden kann. Dies ist möglich, wenn die Fahrassistenzfunktionen nicht konkurrieren, d.h. sich nicht gegenseitig beeinflussen oder behindern. Beispielsweise kann dies auftreten, wenn eine Funktion lediglich ein Anzeigen anfragt und die andere Funktion dadurch nicht beeinflusst wird, d.h. z.B. weder degradiert noch abgeschaltet werden muss. Wenn der Frontschutz allerdings nur eine Anfrage zum Anzeigen sendet, dann darf die XCC weiterregeln, wie aus der Übergangsmatrix in 2 zu sehen ist. Als anderes Beispiel kann das Aktivieren des Stauassistenten sein, wenn die ACC-Funktion aktiv ist. Beide Funktionen dürfen gleichzeitig Regeln und sich Anzeigen. Dabei steuert das ACC die Bremse und den Antrieb, der Stauassistent das Lenkrad. Ein anderes Beispiel kann auch das Aktivieren des Frontschutzes sein, wenn die SLD-Funktion aktiv ist. Da SLD ausschließlich das Antriebsmoment in Form einer Limitierung nach oben regelt, und der Frontschutz die Bremse steuert, kann sowohl ein regelnder Eingriff erfolgen als auch eine reine Anzeige.
Der Parameter 1 kennzeichnet, dass ein Übergang möglich ist, aber der oder den aktiven, regelnden Fahrassistenzfunktionen die Freigabe entzogen wird bzw. werden muss. Dies kann nur bei deaktivierbaren Fahrassistenzfunktionen erfolgen.
Als Beispiel kann hier die Aktivierungsanfrage des ACC sein, wenn die SLD-Funktion aktiv ist. Hier wird der SLD die Freigabe entzogen, da die beiden Fahrassistenzfunktionen nicht gleichzeitig aktiv sein können bzw. sich behindern würden. Ein anderes Beispiel ist, dass die Stauassistent-Funktion immer abgeschaltet sein muss, wenn sich eine Frontschutzfunktion aktiviert.
Grundsätzlich können für die Ausführung des Verfahrens weitere Vorbedingungen zu erfüllen sein. Beispielsweise kann es Fahrassistenzfunktionen geben, bei denen eine Deaktivierung z.B. aus Sicherheitsgründen oder gesetzlichen Vorgaben, nicht möglich ist. Diese Fahrassistenzfunktionen sind nicht unbedingt in der Matrix enthalten, wenn sie als Vorbedingung zuerst abgefragt werden und damit gegenüber der Übergangsmatrix priorisiert sind.
Der Parameter 2 kennzeichnet, dass ein Übergang nicht möglich ist. Als Beispiel kann hier die Aktivierungsanfrage der ACC, STA oder PMA-LQ sein, wenn eine Fronschutzfunktion regelt. Hier kann in keinem Zustand ein Übergang erfolgen.
Der Parameter 3 kennzeichnet, dass eine Degradation der aktiven, regelnden Fahrassistenzfunktionen in den Zustand erfolgt, dass lediglich eine Anzeige erfolgt. Als Beispiel kann hier die Aktivierungsanfrage des Frontschutzes zum Regeln sein, wenn die Funktion zur Geschwindigkeitsregelung (XCC) im regelnden Zustand ist. Hier wird die XCC lediglich degradiert, so dass sie noch im Anzeigemodus bleibt, aber nicht mehr aktiv regelt. Alle anderen Übergänge können gleichzeitig erfolgen.
Wenn mehrere Fahrassistenzfunktionen gleichzeitig Aktivierungsanfragen stellen, dann wird gemäß einer vorgegebenen Priorität abgearbeitet. Diese Priorisierung ist in der Matrix durch die Reihenfolge der Fahrassistenzfunktionen bzw. -funktionsgruppen dargestellt.
Fahrassistenzfunktionen können in Gruppen oder Cluster eingeteilt werden, wenn sie gegenüber anderen Fahrassistenzfunktionen bezüglich des Übergangs gleiche Eigenschaften aufweisen. Eine Gruppenbildung kann beispielsweise für Parkfunktionen, den Frontschutz, Geschwindigkeitsregelung etc. erfolgen. Beispielsweise umfasst die Geschwindigkeitsregelung die Fahrgeschwindigkeitsregelung mit Bremsfunktion (DCC – Dynamic Cruise Control) sowie Fahrgeschwindigkeitsregelung mit Bremsfunktion und Abstandregelung (ACC – Active Cruise Control), und kann weitere Funktionen umfassen, die in den Bereich der Geschwindigkeitsregelung einzuordnen sind. Dasselbe gilt für den Frontschutz. Hier können Fahrassistenzfunktionen wie Intelligent Brake (iBrake), präventiver Fußgängerschutz (pFGS) und Night Vision (NiVi) umfasst sein.
Die Übergangsmatrix wird vorab erstellt, indem jede Fahrassistenzfunktion in Bezug auf alle anderen vorhandenen Fahrassistenzfunktionen betrachtet wird und die Wechselwirkungen und Abhängigkeiten erfasst und bewertet werden. Somit kann im Vorfeld eine Einteilung bzw. Klassifizierung der Übergangsmöglichkeiten von einer Fahrassistenzfunktion in die andere Fahrassistenzfunktion ermittelt werden, so dass es nicht mehr nötig ist, dass der Fahrassistenzkoordinator 100 die Funktionslogik für alle Fahrassistenzfunktionen beinhaltet und verarbeitet werden. Vielmehr ist nun eine generische und parametrierbare Koordination aller Fahrassistenzfunktionen möglich. Die Übergangsmatrix kann dadurch auch in einfacher Weise erweitert werden, da keine Programmierung von weiteren Schnittstellen zwischen vorhandenen und neuen Fahrassistenzfunktionen erfolgen muss. Vielmehr ist nun – vereinfacht gesagt – lediglich ein Eingang in und ein Ausgang aus dem Fahrassistenzkoordinator nötig, um die Fahrassistenzfunktionen zu verwalten, d.h. dass die Schnittstellen nun generisch für alle Cluster sind. Somit, und auch durch das Bilden von Gruppen, wird die Komplexität vermindert und die Übersichtlichkeit erhöht. Zusätzlich ist das Problem der Zykluszeit- bzw. Laufzeitabhängigkeit behoben, da nun nicht mehr kurzzeitige Impulse gegeben werden können, sondern eine Freigabe für längere Zeit gehalten werden kann. Zusätzlich erhält jede Funktion entweder eine Zusage oder eine Verweigerung. Bei früheren Systemen wurde lediglich eine Aktivierungszusage gesendet, keine explizite Absage. Durch das vorgeschlagene Verfahren können nun Änderungen bezüglich des Zusammenspiels verschiedener Funktionen per Bedatung der Matrix ohne Software-Änderungen eingesteuert werden und sogar nach dem letzten Termin für die Software-Änderung, da die Bedatung grundsätzlich zu einem späteren Termin möglich ist.
Der Fahrassistenzkoordinator wird bevorzugt mittels einem Computerprogrammprodukt implementiert. Das Computerprogrammprodukt wiederum wird bevorzugt auf einem Steuergerät ausgeführt.

Claims

Verfahren zur Koordination von Fahrassistenzfunktionen in einem Fahrzeug, wobei wenn eine zu aktivierende Fahrassistenzfunktion oder Gruppe von Fahrassistenzfunktionen eine Aktvierungsanfrage an einen Fahrassistenzkoordinator sendet (S1), dieser basierend auf einer vorgegebenen Übergangsmatrix (S2), umfassend Informationen zu Übergangsmöglichkeiten zwischen aktiven und zu aktivierenden Fahrassistenzfunktionen oder Gruppen von Fahrassistenzfunktion, entscheidet, ob die Aktvierung der zu aktivierenden Fahrassistenzfunktion oder Gruppe von Fahrassistenzfunktionen erlaubt (S21), eine Freigabe nur für ein Anzeigen, nicht für ein Regeln, erteilt (S22) oder die Aktivierung verweigert (S23) wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Aktvierungsanfrage durch das System oder durch einen Nutzer erfolgen kann.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die aktive und die zu aktivierende Fahrassistenzfunktionen jeweils in zwei Zustände unterteilt sind, von denen ein erster Zustand ist, dass die Fahrassistenzfunktion regelt, und ein zweiter Zustand ist, dass eine Anzeige an den Fahrer ausgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Übergangsmöglichkeiten zwischen aktiver und zu aktivierender Fahrassistenzfunktionen jeweils abhängig von dem Zustand der jeweiligen Fahrassistenzfunktionen in die Übergänge unterteilt sind: a) Übergang gleichzeitig möglich (0); b) Übergang möglich, aktiven regelnden Fahrassistenzfunktionen wird die Freigabe entzogen (1); c) Übergang nicht möglich (2); d) Degradation der aktiven regelnden Fahrassistenzfunktionen in den Zustand, dass die Funktion nur noch die Anzeigen steuern darf (3).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zusammenfassung von Fahrassistenzfunktionen in Gruppen derart erfolgt, dass jede der Gruppe zugehörige Fahrerassistenzfunktion in Bezug auf alle anderen Fahrassistenzfunktionen oder Gruppen von Fahrerassistenzfunktionen dieselben Zustände und Übergangsmöglichkeiten aufweist.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei Gruppen von Fahrerassistenzfunktionen umfassen: Frontschutz, Parkfunktion, Geschwindigkeitsregelung, Limiterfunktionen, Querführung, Ausweichsassistent, Lateral Collision, Active Park Distance Control.
Computerprogrammprodukt, das dazu eingerichtet ist, einen Fahrassistenzkoordinator zu implementieren, der das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 durchführt.
Steuergerät, umfassend zumindest ein Computerprogrammprodukt nach Anspruch 7.