DE102017130239A1

DE102017130239A1 - Systeme und verfahren zur steuerung von fahrzeugbremsung mit lenkradmontiertem bremsaktivierungsmechanismus

Info

Publication number: DE102017130239A1
Application number: DE102017130239.5A
Authority: DE
Inventors: Peggy Wang; Chengwu Duan; Jimmy Qi; Xiaowen Dai
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2016-12-16
Filing date: 2017-12-15
Publication date: 2018-06-21
Also published as: US20180170326A1; CN108202728A

Abstract

Verfahren und Systeme zur Steuerung einer Fahrzeugbremsung unter Verwendung eines lenkradmontierten Bremsaktivierungsmechanismus sind hierin offenbart. In einer exemplarischen Ausführungsform beinhaltet ein Verfahren zum Bremsen eines Fahrzeugs das Versehen des Fahrzeugs mit einem Lenksystem, das ein Lenkrad mit einem Bremsaktivierungsmechanismus, ein Bremssystem und eine Steuerung in elektronischer Verbindung mit dem Bremssystem und dem Bremsaktivierungsmechanismus beinhaltet, das Empfangen einer Benutzereingabe von dem Bremsaktivierungsmechanismus, Berechnen einer basierend auf der Benutzereingabe anzuwendende Bremskraft des Fahrzeugs, und automatisches Steuern des Fahrzeugbremssystems basierend auf der berechneten Bremskraft des Fahrzeugs.

Description

EINLEITUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet der Fahrzeugbremsung und insbesondere auf Verfahren und Systeme zum Anwenden von Fahrzeugbremsen basierend auf einer Kraft, die an einen lenkradmontierten Bremsaktivierungsmechanismus angelegt wird.
Viele Fahrzeuge sind mit autonomen und/oder halbautonomen Fahrsystemen, Anwendungen und/oder Merkmalen ausgestattet. Autonome und halbautonome Fahrsysteme können automatisierte Fahrsteuerungen bereitstellen, die die zum Betrieb des Fahrzeugs erforderliche Fahreraktion reduzieren.
Bei dem Entwurf autonomer und/oder halbautonomer Fahrsysteme können Sicherheitsaspekte berücksichtigt werden. Um den Sicherheitsanforderungen zu entsprechen, können die autonomen und/oder halbautonomen Fahrsysteme vom Fahrer übersteuert werden. Insbesondere kann es in einigen Situationen wünschenswert sein, dass ein Fahrer das automatische Bremssystem des autonomen und/oder halbautonomen Fahrsystems außer Kraft setzt. Dementsprechend ist es wünschenswert, eine verbesserte Bestimmung zu haben, wann ein Fahrer solche Systeme außer Kraft setzen möchte. Zusätzlich ist es wünschenswert, ein verbessertes Verfahren und System zum außer Kraft setzen eines automatischen Fahrzeugsteuersystems, insbesondere des Fahrzeugbremssystems, bereitzustellen.
ZUSAMMENFASSUNG
Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung bieten eine Reihe von Vorteilen. Zum Beispiel ermöglichen Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung eine Aktivierung des Fahrzeugbremssystems über einen lenkradmontierten Bremsaktivierungsmechanismus. Der durch den Griff des Bedieners auf das Lenkrad aufgebrachte Druck wird gemessen und analysiert. Wenn ein abnormaler Druck erfasst wird, wird das Fahrzeugbremssystem aktiviert, um das Fahrzeug zu verlangsamen oder anzuhalten. Der lenkradmontierte Bremsaktivierungsmechanismus kann als Teil eines autonomen oder halbautonomen Fahrmodus verwendet werden oder kann als ein zusätzlicher Bremsaktivierungsmechanismus verwendet werden, wenn das Fahrzeug in einem nichtautomatisierten Fahrmodus unter voller Kontrolle des Fahrers fährt.
In einem Aspekt beinhaltet ein Verfahren zum Bremsen eines Fahrzeugs das Versehen des Fahrzeugs mit einem Lenksystem, das ein Lenkrad mit einem lenkradmontierten Bremsaktivierungsmechanismus, ein Bremssystem und eine Steuerung in elektronischer Verbindung mit dem Bremssystem und dem Bremsaktivierungsmechanismus umfasst; das Empfangen einer Benutzereingabe von dem Bremsaktivierungsmechanismus durch die Steuerung; Berechnen, durch die Steuerung, einer Stärke der Fahrzeugbremsung, der basierend auf der Benutzereingabe anzuwenden ist; und das automatische Steuern des Fahrzeugbremssystems durch die Steuerung basierend auf der berechneten Bremskraft des Fahrzeugs.
In einigen Aspekten beinhaltet das Verfahren ferner das Versehen des Fahrzeugs mit einem Stellglied, das dazu konfiguriert ist, das Fahrzeugbremssystem zu steuern, wobei das Stellglied in elektronischer Verbindung mit der Steuerung steht; und in Reaktion auf die Benutzereingabe das Erzeugen eines Steuersignals durch die Steuerung, um das Stellglied zu steuern, um einen von dem Fahrzeugbremssystem bereitgestellten Bremsgrad zu ändern. In einigen Aspekten beinhaltet das Verfahren ferner das Überwachen der Benutzereingabe durch die Steuerung und das Erzeugen eines Benutzerprofils durch die Steuerung, basierend auf der Benutzereingabe durch die Steuerung.
In einigen Aspekten ist die Benutzereingabe eine Lenkradgreifkraft.
In einigen Aspekten beinhaltet das Verfahren ferner das Versehen des Fahrzeugs mit einem Erfassungssystem, das einen oder mehrere Fahrzeugsensoren umfasst, wobei der eine oder die mehreren Fahrzeugsensoren dazu konfiguriert sind, Sensordaten zu erzeugen, die einer oder mehreren Eigenschaften einer Umgebung des Fahrzeugs entsprechen, und die automatische Steuerung des Lenksystems und des Bremssystems, basierend auf den Sensordaten, durch die Steuerung. In einigen Aspekten beinhaltet das Verfahren ferner das Überwachen der Sensordaten und der Benutzereingabe durch die Steuerung und das Korrelieren der Sensordaten mit der Benutzereingabe durch die Steuerung, um eine Hinderniserfassungsfähigkeit des Erfassungssystems zu verbessern.
In einem anderen Aspekt beinhaltet ein Kraftfahrzeug ein Bremssystem; ein Stellglied, das dazu konfiguriert ist, das Bremssystem zu steuern; eine Benutzerschnittstelle, die an einem Fahrzeuglenkrad montiert ist; und eine Steuerung in elektronischer Kommunikation mit dem Stellglied und der Benutzerschnittstelle, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, eine Benutzereingabe von der Benutzerschnittstelle zu empfangen; eine Stärke einer Fahrzeugbremsung, die basierend auf der Benutzereingabe anzuwenden ist, zu berechnen; und das Stellglied automatisch zu steuern, um die berechnete Bremskraft des Fahrzeugs anzuwenden.
In einigen Aspekten umfasst die Benutzerschnittstelle einen oder mehrere Drucksensoren, die an dem Fahrzeuglenkrad angebracht sind. In einigen Aspekten ist die Benutzereingabe eine oder mehrere Lenkradgreifkraftdaten, Griffintensitätsdaten und Grifffrequenzdaten. In einigen Aspekten ist die Steuerung ferner konfiguriert, um die Benutzereingabe zu überwachen und ein Benutzerprofil basierend auf der Benutzereingabe zu erzeugen. In einigen Aspekten beinhaltet das Benutzerprofil eine oder mehrere Lenkradgreifkraftdaten, Griffintensitätsdaten und Grifffrequenzdaten, die während des Betriebs des Kraftfahrzeugs gesammelt werden.
In einigen Aspekten beinhaltet das Kraftfahrzeug ferner ein Lenksystem, ein Drosselsystem und ein Erfassungssystem mit einem oder mehreren Fahrzeugsensoren, wobei die Fahrzeugsensoren konfiguriert sind, Sensordaten zu erzeugen, die einer oder mehreren Eigenschaften einer Umgebung des Fahrzeugs entsprechen, und wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, das Lenksystem, das Bremssystem und das Drosselsystem basierend auf den Sensordaten zu steuern.
In einigen Aspekten ist die Steuerung ferner konfiguriert, um die Sensordaten und die Benutzereingabe zu überwachen und die Sensordaten mit der Benutzereingabe zu korrelieren, um eine Hinderniserfassungsfähigkeit des Erfassungssystems zu verbessern.
In noch einem anderen Aspekt beinhaltet ein System zum automatischen Steuern der Fahrzeugbremsung eine Benutzerschnittstelle, die an einem Fahrzeuglenkrad montiert ist; ein Stellglied, das dazu konfiguriert ist, ein Fahrzeugbremssystem zu steuern; und eine Steuerung in elektronischer Kommunikation mit der Benutzerschnittstelle und dem Stellglied, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, eine Benutzereingabe von der Benutzerschnittstelle zu empfangen, eine Bremskraft des Fahrzeugs basierend auf der Benutzereingabe zu berechnen und das Stellglied automatisch zu steuern, um die berechnete Bremskraft des Fahrzeugs anzuwenden.
In einigen Aspekten beinhaltet die Benutzerschnittstelle einen oder mehrere Sensoren, die dazu konfiguriert sind, eine oder mehrere Benutzergriffcharakteristiken zu messen, einschließlich einer oder mehrerer einer Griffstärke, einer Grifffrequenz und einer Griffdauer eines Griffs eines Benutzers am Fahrzeuglenkrad. In einigen Aspekten beinhalten der eine oder die mehreren Sensoren einen oder mehrere Drucksensoren. In einigen Aspekten beinhalten der eine oder die mehreren Drucksensoren einen oder mehrere piezoresistive Kraftsensoren.
In einigen Aspekten ist die Steuerung ferner konfiguriert, um die eine oder die mehreren Benutzergriffcharakteristiken zu analysieren und ein Benutzerprofil basierend auf den analysierten Griffcharakteristiken zu erzeugen.
In einigen Aspekten beinhaltet das System ferner ein Lenksystem, ein Drosselsystem und ein Erfassungssystem mit einem oder mehreren Fahrzeugsensoren, wobei die Fahrzeugsensoren konfiguriert sind, Sensordaten zu erzeugen, die einer oder mehreren Eigenschaften einer Umgebung des Fahrzeugs entsprechen, und wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, das Lenksystem, das Bremssystem und das Drosselsystem basierend auf den Sensordaten zu steuern. In einigen Aspekten ist die Steuerung ferner konfiguriert, um die Sensordaten und die Benutzereingabe zu überwachen und die Sensordaten mit der Benutzereingabe zu korrelieren, um eine Hinderniserfassungsfähigkeit des Erfassungssystems zu verbessern.
Figurenliste
Die vorliegende Offenbarung wird hierin in Verbindung mit den nachfolgenden Figuren beschrieben, wobei gleiche Zahlen für gleiche Elemente stehen.

1 ist ein schematisches Diagramm eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform.
2 ist ein schematisches Diagramm eines Lenkrads mit einem Bremsaktivierungsmechanismus gemäß einer Ausführungsform.
3 ist ein schematisches Diagramm eines Lenkrads mit einem Bremsaktivierungsmechanismus gemäß einer anderen Ausführungsform.
4 ist ein schematisches Blockdiagramm eines automatisierten Fahrassistenzsystems (ADS) für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform.
5 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Aktivieren eines Fahrzeugbremssystems aufgrund eines Drucks an einem lenkradmontierten Bremsaktivierungsmechanismus gemäß einer Ausführungsform.

Die vorstehenden und anderen Merkmale der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden Beschreibung und den hinzugefügten Ansprüchen in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen deutlicher. Mit Verständnis dafür, dass diese Zeichnungen nur einige Ausführungsformen gemäß der Offenbarung darstellen und nicht als Einschränkung ihres Umfangs zu betrachten sind, wird die Offenbarung mit zusätzlicher Spezifizität und ausführlich durch die Verwendung der zugehörigen Zeichnungen beschrieben. Alle Abmessungen, die in den Zeichnungen oder an anderer Stelle hierin offenbart sind, dienen lediglich der Veranschaulichung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden hierin beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgerecht; einige Merkmale können größer oder kleiner dargestellt sein, um die Einzelheiten bestimmter Komponenten zu veranschaulichen. Folglich sind die hierin offenbarten aufbau- und funktionsspezifischen Details nicht als einschränkend zu verstehen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage, um den Fachleuten die verschiedenen Arten und Weisen der Nutzung der vorliegenden Erfindung zu vermitteln. Wie Fachleute verstehen, können verschiedene Merkmale, die mit Bezug auf beliebige der Figuren dargestellt und beschrieben werden, mit Merkmalen kombiniert werden, die in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellt sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht explizit dargestellt oder beschrieben sind. Die dargestellten Kombinationen von Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Beliebige Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung übereinstimmen, könnten jedoch für bestimmte Anwendungen und Implementierungen erwünscht sein.
Eine bestimmte Terminologie kann in der nachfolgenden Beschreibung auch lediglich zum Zwecke der Referenz verwendet werden und soll folglich nicht einschränkend sein. Begriffe, wie „oberhalb“ und „unterhalb“, beziehen sich beispielsweise auf Richtungen in den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. Begriffe, wie „vorn“, „hinten“, „links“, „rechts“, „Heck“ und „Seite“, beschreiben die Ausrichtung und/oder die Örtlichkeit von Teilen der Komponenten oder Elementen innerhalb eines konsistenten, aber beliebigen Rahmens, welche durch Bezugnahmen auf den Text und die zugehörigen Zeichnungen bei der Beschreibung der zu erörternden Komponenten oder Elementen verdeutlicht werden. Darüber hinaus können Begriffe, wie „erste/r“, „zweite/r“, „dritte/r“ und so weiter, verwendet werden, um separate Komponenten zu beschreiben. Solche Terminologie kann die oben ausdrücklich erwähnten Wörter beinhalten sowie Ableitungen davon und Wörter von vergleichbarer Bedeutung.
Viele Fahrzeuge sind mit autonomen und/oder halbautonomen Fahrsystemen, Anwendungen und/oder Merkmalen ausgestattet, wie beispielsweise automatisierten Lenk-, Brems-, Drossel- und Schaltsystemen. Autonome und halbautonome Fahrsysteme können automatisierte Fahrsteuerungen bereitstellen, die die zum Betrieb des Fahrzeugs erforderliche Fahreraktion reduzieren. Eine Steuerung empfängt Informationen bezüglich Fahrzeugcharakteristika und Umgebungsbedingungen von einem Fahrzeugerfassungssystem, das eine Vielzahl von Sensoren beinhaltet, und erzeugt basierend auf der Information ein oder mehrere Steuersignale, einschließlich in einigen Ausführungsformen ein Bremssteuersignal. In einigen Szenarien kann das Erfassungssystem jedoch bestimmte Bedingungen, die eine Fahrzeugbremsung erfordern, nicht erkennen oder keine Maßnahmen ergreifen. In einigen Szenarien kann der Fahrer ein bevorstehendes Hindernis oder eine Gefahr erkennen, bevor das Erfassungssystem das Hindernis oder die Gefahr erkennt. Darüber hinaus kann der Fahrer in einigen Fahrzeugen, die mit einer Geschwindigkeitsregelungsfunktion ausgestattet sind, seinen oder ihren Fuß von dem Bremspedal entfernt platziert haben und kann daher möglicherweise nicht schnell genug auf ein bevorstehendes Hindernis oder eine Gefahr reagieren, was typischerweise zu einem Panikstopp führt.
Die hierin erörterten Verfahren und Systeme ermöglichen es einem Fahrzeug, eine Lenkradgreifkraft zu erlernen. Basierend auf der Kraft, die durch einen lenkradmontierten Bremsaktivierungsmechanismus, wie beispielsweise einen Drucksensor, gemessen wird, kann eine Steuerung des Fahrzeugs ermitteln, ob die Kraft der während normaler autonomer, halbautonomer oder vollständiger Bedienersteuerung des Fahrzeugs gemessenen und verfolgten Greifkraft entspricht oder ob die Greifkraft eine stärkere „Panik“-Greifkraft anzeigt, die auftreten kann, wenn ein Fahrer ein bevorstehendes Hindernis oder eine Gefahr erkennt. Wenn die Steuerung bestimmt, dass die erfasste Greifkraft stärker als ein erwarteter oder gelernter Schwellenwert ist, erzeugt die Steuerung ein Steuersignal, um eine Fahrzeugbremsung zu aktivieren. In der gesamten folgenden Offenbarung wird der Begriff „normal“ verwendet, um den Betrieb des Fahrzeugs anzuzeigen, wenn keine Gefahren oder Hindernisse erfasst werden.
Zusätzlich ermöglichen die hierin erörterten Verfahren und Systeme Fahrzeugen, die ein automatisiertes Fahrassistenzsystem oder ADAS aufweisen, eine Verbesserung der Fähigkeit des Fahrzeugerfassungssystems, Hindernisse oder Gefahren entlang des Bewegungsweges zu erfassen. Die Information, die durch das lenkradmontierte Bremsaktivierungssystem bereitgestellt wird, kann verwendet werden, um die Erkennungsgenauigkeit des Fahrzeugerfassungssystems einschließlich einer Gefahrenerkennung zu verbessern. Zum Beispiel kann eine Greifkraft, die „abnormal“ ist oder außerhalb des erwarteten Bereichs liegt, wie durch periodische Überwachung der Greifkraft des Bedieners bestimmt, von der Steuerung als ein Gefahrenerfassungsereignis gespeichert und mit Daten von dem Fahrzeugerfassungssystem verglichen werden, wie z. B. RADAR- oder LIDAR-Bilder, optische Bilder oder andere Sensorinformationen zum Bestätigen eines erkannten Hindernisses und/oder zum Verbessern der Erfassungsgenauigkeit des Erfassungssystems.
1 veranschaulicht schematisch ein Kraftfahrzeug 10 gemäß der vorliegenden Offenbarung. Das Fahrzeug 10 beinhaltet im Allgemeinen eine Karosserie 11, ein Fahrgestell 12 und Räder 15. Die Karosserie 11 ist auf dem Fahrgestell 12 angeordnet und umhüllt im Wesentlichen die anderen Komponenten des Fahrzeugs 10. Die Karosserie 11 und das Fahrgestell 12 können gemeinsam einen Rahmen bilden. Die Räder 15 sind jeweils mit dem Fahrgestell 12 in der Nähe einer jeweiligen Ecke der Karosserie 11 drehbar gekoppelt. Das Fahrzeug 10 ist in der dargestellten Ausführungsform als Pkw dargestellt, es sollte jedoch beachtet werden, dass auch jedes andere Fahrzeug, einschließlich Motorräder, Lastwagen, Sportfahrzeuge (SUVs) oder Freizeitfahrzeuge (RVs) usw. verwendet werden können.
Das Fahrzeug 10 beinhaltet ein Antriebssystem 13, das in verschiedenen Ausführungsformen einen Verbrennungsmotor, einen Elektromotor, wie beispielsweise einen Traktionsmotor und/oder ein Brennstoffzellenantriebssystem, beinhalten kann. Das Fahrzeug 10 beinhaltet zudem ein Getriebe 14, das so konfiguriert ist, dass es Leistung vom Antriebssystem 13 auf die Mehrzahl von Fahrzeugrädern 15 gemäß wählbaren Drehzahlverhältnissen überträgt. Nach verschiedenen Ausführungsformen kann das Getriebe 14 ein Stufenverhältnis-Automatikgetriebe, ein stufenlos verstellbares Getriebe oder ein anderes geeignetes Getriebe beinhalten. Das Fahrzeug 10 beinhaltet zusätzlich Radbremsen 17, die so konfiguriert sind, dass sie ein Bremsmoment an die Fahrzeugräder 15 liefern. Die Radbremsen 17 können in verschiedenen Ausführungsformen Reibungsbremsen, ein regeneratives Bremssystem, wie z. B. eine Elektromaschine und/oder andere geeignete Bremssysteme, beinhalten.
Das Fahrzeug 10 beinhaltet zusätzlich ein Lenksystem 16, das einen lenkradmontierten Bremsaktivierungsmechanismus enthält, der nachstehend erläutert wird. In verschiedenen Ausführungsformen enthält das Fahrzeug 10 auch ein drahtloses Kommunikationssystem 28. In einigen Ausführungsformen beinhaltet das drahtlose Kommunikationssystem 28 ein Navigationssystem, das dazu konfiguriert ist, Standortinformationen in Form von GPS-Koordinaten (Längengrad, Breitengrad und Höhe/Erhebung) für eine Steuerung 22 bereitzustellen. In einigen Ausführungsformen kann das drahtlose Kommunikationssystem 28 ein Globales Navigationssatellitensystem (GNSS) sein, das dazu konfiguriert ist, mit globalen Navigationssatelliten zu kommunizieren, um eine autonome geo-räumliche Positionierung des Fahrzeugs 10 zu ermöglichen. In der veranschaulichten Ausführungsform beinhaltet das drahtlose Kommunikationssystem 28 eine Antenne, die elektrisch mit einem Empfänger verbunden ist.
Unter weiterer Bezugnahme auf 1 gezeigt, umfasst das Fahrzeug 10 auch ein Erfassungssystem mit einer Vielzahl von Sensoren 26 die dazu konfiguriert sind, Daten von einem oder mehreren Fahrzeugmerkmalen zu messen und zu erfassen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Fahrzeuggeschwindigkeit, Fahrzeugkurs und eine Lenkradgreifkraft. In der veranschaulichten Ausführungsform beinhalten die Sensoren 26, ohne darauf beschränkt zu sein, einen Beschleunigungsmesser, einen Geschwindigkeitssensor, einen Fahrtrichtungssensor, einen oder mehrere an dem Lenkrad 16 montierte Drucksensoren oder andere Sensoren, die beobachtbare Zustände des Fahrzeugs oder der Umgebung des Fahrzeugs erfassen, und können RADAR, LIDAR, optische Kameras, thermische Kameras, Ultraschallsensoren und/oder zusätzliche Sensoren beinhalten. Das Fahrzeug 10 beinhaltet auch eine Vielzahl von Stellgliedern 30, die dazu konfiguriert sind, Steuerbefehle zu empfangen, um Lenk-, Schalt-, Drossel-, Brems- oder andere Aspekte des Fahrzeugs 10 zu steuern, wie nachstehend ausführlicher erörtert wird.
Wie gezeigt, beinhaltet das Fahrzeug 10 wenigstens eine Steuerung 22. Obgleich zu Veranschaulichungszwecken als eine einzige Einheit dargestellt, kann die Steuereinheit 22 zusätzlich eine oder mehrere andere „Steuereinheiten“ beinhalten. Die Steuerung 22 kann einen Mikroprozessor oder eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) oder Grafikverarbeitungseinheit (GPU) beinhalten, die mit verschiedenen Arten von computerlesbaren Speichergeräten oder Medien in Verbindung steht. Computerlesbare Speichergeräte oder Medien können flüchtige und nicht-flüchtige Speicher in einem Nur-Lese-Speicher (ROM), einem Speicher mit direktem Zugriff (RAM) und einem Aufrechterhaltungsspeicher („Keep-Alive-Memory, KAM“) beinhalten. KAM ist ein persistenter oder nichtflüchtiger Speicher, der verwendet werden kann, um verschiedene Betriebsvariablen zu speichern, während die CPU ausgeschaltet ist. Computerlesbare Speichergeräte oder Medien können unter Verwendung einer beliebigen Anzahl an bekannten Speichergeräten, wie beispielsweise PROMs (programmierbarer Nur-Lese-Speicher), EPROMs (elektrische PROM), EEPROMs (elektrisch löschbarer PROM), Flash-Speicher oder beliebigen anderen elektrischen, magnetischen, optischen oder kombinierten Speichergeräten implementiert sein, die Daten speichern können, von denen einige ausführbare Anweisungen darstellen, die von der Steuereinheit 22 beim Steuern des Fahrzeugs verwendet werden.
In einigen Implementierungen beinhaltet die Steuerung 22 ein automatisiertes Fahrassistenzsystem (ADS) 24 zum automatischen Steuern verschiedener Stellglieder in dem Fahrzeug. In einer exemplarischen Ausführungsform ist das ADAS 24 ein sogenanntes Level-Drei, Level-Vier oder Level-Fünf Automatisierungssystem. Ein Level-Drei-System zeigt eine eingeschränkte selbstfahrende Automatisierung an, die sich auf die Fahrmodus-spezifische Leistung eines automatisierten Fahrsystems aller Fahrfunktionen unter bestimmten Verkehrs- oder Umgebungsbedingungen bezieht, während erwartet wird, dass der Fahrer für eine gelegentliche Steuerung verfügbar ist. Ein Level-Vier-System zeigt eine „hohe Automatisierung“ unter Bezugnahme auf die Fahrmodus-spezifische Leistung durch ein automatisiertes Fahrsystem aller Aspekte der dynamischen Fahraufgabe an, selbst wenn ein menschlicher Fahrer nicht angemessen auf eine Anforderung einzugreifen, reagiert. Ein Level-Fünf-System zeigt eine „Vollautomatisierung“ an und verweist auf die Vollzeitleistung eines automatisierten Fahrsystems aller Aspekte der dynamischen Fahraufgabe unter allen Fahrbahn- und Umgebungsbedingungen, die von einem menschlichen Fahrer verwaltet werden können. In einer exemplarischen Ausführungsform ist das ADS 24 so konfiguriert, dass es das Antriebssystem 13, das Getriebe 14, das Lenksystem 16 und die Radbremsen 17 steuert, um die Fahrzeugbeschleunigung, das Lenken und das Bremsen mit oder ohne menschliches Eingreifen über die Vielzahl von Stellgliedern 30 in Reaktion auf Eingaben von einer Vielzahl von Sensoren 26, wie beispielsweise GPS, RADAR, LIDAR, optischen Kameras, Wärmebildkameras, Ultraschallsensoren, Drucksensoren und/oder entsprechenden zusätzlichen Sensoren, zu steuern.
2 veranschaulicht eine Ausführungsform eines Lenksystems 16 mit einem Lenkrad 162, das mit einem Bremsaktivierungsmechanismus ausgestattet ist. In einigen Ausführungsformen ist der Bremsaktivierungsmechanismus eine Benutzerschnittstelle, die einen oder mehrere Drucksensoren 164A, 164B beinhaltet, die elektrisch mit der Steuerung 22 verbunden sind. Das Lenkrad 162 beinhaltet einen Außenring 163 und eine oder mehrere Speichen 165, die den Außenring 163 mit einer Lenkradnabe 167 verbinden. Der eine oder die mehreren Drucksensoren 164A, 164B sind ein Typ von Sensor 26, der Informationen an die Steuerung 22 liefert, wie oben erörtert. In einigen Ausführungsformen sind der eine oder die mehreren Drucksensoren 164A, 164B piezoelektrische Sensoren oder piezoresistive Kraftsensoren. In einigen Ausführungsformen bilden die Drucksensoren 164A, 164B mehr als einen Ring entlang des Außenrings 163 des Lenkrads 162, einschließlich, aber nicht beschränkt auf 2 oder 4 Ringe. Die Drucksensoren 164A, 164B erfassen in periodischen Intervallen während des Betriebs des Fahrzeugs Benutzereingabedaten über die Griffstärke des Bedieners an dem Außenring 163. Das Erfassen von Griffstärkedaten zu unterschiedlichen Zeiten und das Übertragen dieser Daten an die Steuerung 22 liefert der Steuerung 22 Daten zur Bestimmung einer „normalen“ Betätigungskraft zum Vergleich mit einer „Paniksituation“-Greifkraft, die eine abnormale Benutzerübernahmesituation und einen gewünschten Bremsbefehl anzeigt. Die Steuerung 22 verarbeitet und analysiert die Daten von den Drucksensoren 164A, 164B, um ein erlerntes Benutzerprofil der Griffstärke des Bedieners auf dem Außenring 163 zu erzeugen, um die Genauigkeit der Gefahrenerfassung zu verbessern und eine auf das Fahrzeug anzuwendende Bremskraft oder einen Fahrzeugbremsgrad zu berechnen, der basierend auf der Griffstärke von dem Fahrzeugbremssystem bereitgestellt wird.
3 veranschaulicht eine vergrößerte Ansicht einer Speiche einer Ausführungsform eines Lenkrads 162. In dieser Ausführungsform enthält die Speiche 165 einen Bremsaktivierungsmechanismus. Der Bremsaktivierungsmechanismus beinhaltet einen Drucksensor 164 entlang zumindest eines Teils eines äußeren Umfangs der Speiche 165. 3 veranschaulicht eine Speiche 165; in anderen Ausführungsformen könnte jedoch das in 3 gezeigte Lenkrad 162 zwei oder mehr Speichen 165 enthalten und jede Speiche 165 kann einen Drucksensor 164 beinhalten.
Ähnlich wie die Drucksensoren 164A, 164B, die auf dem Außenring 163 in 2 platziert sind, erfasst der an einer oder mehreren der Speichen 165 angeordnete Drucksensor 164 zu unterschiedlichen Zeiten während des Betriebs des Fahrzeugs Daten über die Griffstärke oder die Druckstärke des Bedieners an der Speiche 165. Zum Beispiel können die Hände eines Bedieners leicht auf den Speichen 165 des Lenkrads 162 platziert werden, während das Fahrzeug in einem Tempomat- oder einem Konstantmodus (wie Level-Drei, Level-Vier oder Level-Fünf) arbeitet, da diese Handposition für den Bediener angenehmer sein kann. Der Sensor 164 misst während dieser Betriebsperiode eine Griffstärke und misst auch die Griffstärke, wenn der Bediener ein Hindernis oder eine Gefahr erkennt und das Lenkrad 162 kraftvoller an den Speichen 165 ergreift. Die Steuerung 22 verarbeitet und analysiert die Daten von den Drucksensoren 164, um ein erlerntes Benutzerprofil der Griffstärke des Bedieners an den Speichen 165 zu erzeugen, um abnormale Verkehrsereignisse, wie durch eine erfasste abnormale Greifstärke oder einen Druck angezeigt, zu erfassen und eine anzuwendende Fahrzeugbremskraft oder ein Fahrzeugbremsgrad, die/der basierend auf der Griffstärke durch das Fahrzeugbremssystem bereitgestellt wird.
Wie in 4 gezeigt, beinhaltet eine Ausführungsform des ADAS 24 mehrere verschiedene Steuersysteme, um die Beschleunigungs-, Brems- und Drosselsysteme des Fahrzeugs 10 autonom und halbautonom zu steuern. In einigen Ausführungsformen beinhaltet das ADAS 24 ein Sensorfusions- und Vorverarbeitungsmodul 32, das Sensordaten 27 von der Vielzahl von Sensoren 26 einschließlich der Drucksensoren 164 verarbeitet und synthetisiert. Das Sensorfusions- und Vorverarbeitungsmodul 32 führt eine Kalibrierung der Sensordaten 27 durch, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, eine Drucksensordatenvorverarbeitung und -kalibrierung. Das Sensofusions- und Vorverarbeitungsmodul 32 gibt vorverarbeitete Sensorausgaben 33 aus. Die Sensorausgabe 33 beinhaltet verschiedene berechnete Parameter, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, ob die Hand oder die Hände des Bedieners am Lenkrad sind, eine Greifkraft an einem Lenkradaußenrand oder einer Lenkradspeiche, Informationen bezüglich erfasster Objekte, eine Position eines erfassten Hindernisses in Bezug auf das Fahrzeug, einen vorhergesagten Kurs des erfassten Hindernisses relativ zu dem Fahrzeug und eine Position und Orientierung von Fahrspuren relativ zu dem Fahrzeug.
Unter weiterer Bezugnahme auf 4 enthält das ADAS 24 auch ein Lern- und Berechnungsmodul 34 zum Analysieren der Drucksensordaten und zum Ermitteln, ob die Daten eine erfasste Gefahr auf der Grundlage des Verstärkungslernens anzeigen. Das Lern- und Berechnungsmodul 34 erzeugt eine Lernausgabe 35. Unter Verwendung des Verstärkungslernens verfolgt und lernt das Lern- und Berechnungsmodul 34 Merkmale des Griffs des Bedieners am Lenkradaußenrand oder den Speichen durch Analysieren der Benutzereingabe einschließlich einer oder mehrerer von Greifkraft, Intensität und Frequenz, wenn der Bediener das Lenkrad hält, um ein anomales Übernahmeszenario zu erkennen. Ein anormales Übernahmeszenario ist eines, in dem der Bediener ein Hindernis erfasst, das nicht von dem ADAS 24 erfasst wird, und/oder der Bediener Maßnahmen ergreift, um ein erkanntes Hindernis zu vermeiden, bevor das Fahrzeug eine Maßnahme einleitet. Eine abnormale Übernahme wird angezeigt, wenn der Bediener das Lenkrad greift und ein „abnormales“ oder erhöhtes Drucksignal erzeugt, das anzeigt, dass eine Fahrzeugbremsung angewendet werden sollte. In einigen Ausführungsformen empfängt das Lern- und Berechnungsmodul 34 die Sensorausgabe 33, einschließlich Daten über die Greifkraft des Bedieners an dem Außenrand oder der Speiche des Lenkrads und analysiert die Daten gegen einen vorbestimmten Schwellenwert. In einigen Ausführungsformen ist der vorbestimmte Schwellenwert eine vorbestimmte Greifkraft. In einigen Ausführungsformen wird die Schwellenwertgreifkraft aus periodischen Daten gelernt, die durch das Lern- und Berechnungsmodul 34 verarbeitet und analysiert werden. Wenn die durch den einen oder die mehreren Drucksensoren 164 gemessene Greifkraft größer ist als die vorbestimmte Greifkraft oder die gelernte Schwellenwertgreifkraft oder sich signifikant von diesen unterscheidet, ermittelt das ADAS 24, dass eine Gefahr erkannt wurde und erzeugt ein Steuersignal, das an das Fahrzeugbremssystem übermittelt wird. Die Druckdaten, die erhalten werden, wenn der Bediener das Lenkrad hält oder ergreift, wenn er die Steuerung des Fahrzeugs während eines autonomen Betriebsmodus übernimmt, werden durch das Lern- und Berechnungsmodul 34 verfolgt und analysiert. Wenn das Fahrzeug nicht unter Automatisierung arbeitet, verfolgt und analysiert das Lern- und Berechnungsmodul 34 zusätzlich die Druckdaten, um die Eigenschaften des Griffs des Bedieners am Lenkrad während eines Nicht-Automatisierungsbetriebsmodus zu lernen.
In einigen Ausführungsformen empfängt das Lern- und Berechnungsmodul 34 die Sensorausgabe 33, einschließlich der Greifkraftdaten von dem einen oder den mehreren Drucksensoren 164 in periodischen Zeitintervallen. Die periodischen Zeitintervalle können vorbestimmt sein und in einigen Ausführungsformen liegt das Abtastintervall zwischen ungefähr 10 Hz und 50 Hz. Das Lern- und Berechnungsmodul 34 empfängt die periodischen Greifkraftdaten und analysiert die Daten, um die Differenz zwischen einer „normalen“ Greifkraft und einer „anomalen“ oder „panischen“ Greifkraft zu lernen. Eine „normale“ Greifkraft sind Druckkraftdaten, die während des Betriebs des Fahrzeugs erfasst und verfolgt werden, ohne dass durch das Fahrzeugerfassungssystem, einschließlich der Sensoren 26, irgendwelche Gefahren erfasst werden oder wenn das Fahrzeug unter voller Bedienungssteuerung arbeitet und der Bediener keine Gefahren oder Hindernisse erfasst hat. Eine „anomale“ Greifkraft sind Druckkraftdaten, die anzeigen, dass der Bediener eine Gefahr oder ein Hindernis erfasst hat, die von den Fahrzeugsensoren 26 erfasst wurden oder nicht. Daten, die eine höhere Greifkraft als die normale Greifkraft anzeigen, können eine „abnormale“ Greifkraft anzeigen. Die Differenz zwischen der „normalen“ Greifkraft und der „abnormalen“ Greifkraft kann als eine Differenz gemessen werden, die größer als eine vorbestimmte Größe ist, wie zum Beispiel und ohne Beschränkung etwa 8 psi. In einigen Ausführungsformen ist die „abnormale“ Greifkraft eine Greifkraft, die wesentlich höher ist als die „normale“ Greifkraft und kann ungefähr 8 psi oder ungefähr 10 psi über der gemessenen „normalen“ Greifkraft liegen. In einigen Ausführungsformen wird eine „abnormale“ Greifkraft bestimmt, indem die Daten mit Daten verglichen werden, die während eines Fahrzeugbetriebs ohne Automatisierungs-, mit Halbautomatisierungs- oder in Vollautomatisierungsbetrieb gesammelt wurden. Da der Druck oder die Kraft des Bedieners am Lenkrad abhängig davon, ob das Fahrzeug ausschließlich unter der Steuerung des Bedieners (keine Automatisierung) oder unter Halb- oder Vollautomatisierung betrieben wird variieren kann, kann in einigen Ausführungsformen die Betriebsart während derer die Druckdaten erhalten werden auch durch das Lern- und Berechnungsmodul 34 der Steuerung 22 verfolgt und analysiert werden, um ein vollständigeres Profil der „normalen“ Greifkraft oder -stärke des Bedieners in verschiedenen Fahrzeugbetriebsmodi bereitzustellen.
Das Lern- und Berechnungsmodul 34 analysiert und zeichnet die Greifkraftdaten auf, um zu lernen, wann ein abnormales Übernahmeszenario auftritt, um die Genauigkeit der Gefahrenerfassung zu verbessern und die Anzahl der falschen positiven Ergebnisse (d. h. die falsche Erkennung von Gefahren oder Hindernissen) zu verringern. Das Lern- und Berechnungsmodul 34 verfolgt und lernt Merkmale des Griffs des Bedieners an dem Außenrand oder den Speichen des Lenkrads, indem es beispielsweise und ohne Einschränkung die Greifkraft, Intensität und Frequenz analysiert, während der Bediener das Lenkrad während verschiedener Betriebsmodi hält. Eine abnormale Übernahme tritt auf, wenn die Steuerung 22 über den einen oder die mehreren Drucksensoren 164 erfasst, dass der Bediener das Lenkrad in einer Weise hält, die sich von Sensordaten unterscheidet, die erfasst werden, wenn der Bediener das Lenkrad während des normalen Betriebs des Fahrzeugs 10 hält. Die Charakteristika der Handhabung des Lenkrads durch den Bediener während des autonomen gegenüber des nicht-autonomen Betriebs des Fahrzeugs 10 können variieren, und, wie weiter unten erörtert, verarbeitet und analysiert das Lern- und Berechnungsmodul 34 die Sensordaten, um diese Unterscheidungen zu identifizieren.
Unter Verwendung des Verstärkungslernens analysiert das Lern- und Berechnungsmodul 34 Daten von dem einen oder den mehreren Drucksensoren 164, um die Griffmuster eines einzelnen Bedieners während autonomer Fahrbetriebsmodi und während nicht-autonomer Fahrbetriebsmodi zu lernen. Während autonomer Fahrbetriebsmodi werden Aspekte des Fahrzeugs 10, wie Lenkung, Bremsung, Drosselklappe usw., automatisch durch die verschiedenen Module des ADAS 24 gesteuert. In einigen Ausführungsformen umfassen autonome Fahrmodi unter anderem Merkmale, wie Totwinkelüberwachung, aktive Geschwindigkeitsüberwachung mit Bremsassistent. Nicht-autonome Fahrbetriebsarten beinhalten ein herkömmliches, durch den Bediener gesteuertes Fahren, bei dem der Bediener das Lenken und Bremsen direkt steuert, ohne eine durch das ADAS 24 bereitgestellte autonome Steuerung. Der Bediener kann in jedem Fahrmodus unterschiedlich mit dem Lenkrad interagieren. Zum Beispiel kann der Bediener während eines autonomen Fahrmodus das Lenkrad nur leicht ergreifen oder halten oder kann seine/ihre Hände für eine gewisse Zeit vollständig von dem Lenkrad entfernen. Während eines nicht-autonomen Fahrmodus kann der Bediener das Lenkrad fester ergreifen als wenn das Fahrzeug in einem autonomen oder halbautonomen Modus betrieben wird.
Durch Analysieren der von den Drucksensoren 164 empfangenen Digitalsignale kann das Lern- und Berechnungsmodul 34 lernen, Muster des Bedienergriffs und der Handhabung während nicht-autonomer Fahrmodi und autonomer oder halbautonomer Fahrmodi zu erkennen. Zusätzlich zu digitalen Signalmustern liefern die Daten von den Drucksensoren 164 auch Informationen über die individuellen Griffeigenschaften oder Gewohnheiten des Bedieners, wie zum Beispiel und ohne Einschränkung Druckkraft, Dauer des Griffs, Reaktionszeit wenn ein Hindernis durch das ADAS 24 erfasst wird, usw. Das Lern- und Berechnungsmodul 34 verwendet diese zusätzliche Information, um ein persönliches Profil oder ein Modell des Bedieners zu erzeugen, das verwendet wird, um eine abnormale Maßnahme zu klassifizieren, wie eine Griffstärke mit größerer Kraft oder von längerer Dauer, die ein abnormales Übernahmeereignis anzeigt.
Zusätzlich protokolliert und überprüft das Lern- und Berechnungsmodul 34 kontinuierlich die von den Drucksensoren 164 empfangenen Daten und überwacht die von den anderen Sensoren 26 empfangenen Daten, die den Status des Fahrzeugs und die äußere Umgebung des Fahrzeugs anzeigen, einschließlich erkannter Hindernisse. Die Sensordaten in Verbindung mit falschen Positiven, d. h. das Anlegen der Bremsen in Szenarien, in denen die Betätigung durch den Bediener nicht beabsichtigt war, werden protokolliert und verwendet, um das Lernmodell zu verbessern, indem die Daten mit den tatsächlichen Bremsaktivierungsereignissen verglichen werden, die durch eine abnormale Maßnahme, wie eine stärkere Greifkraft oder eine Griffposition außerhalb eines normalen, definierten Griffbereichs, angezeigt werden. Wie oben erörtert, verfolgt und überwacht das Lern- und Berechnungsmodul 34 die Daten, die mit einem abnormalen Greifdruck verbunden sind. Da ein abnormaler Griffdruck anzeigen kann, dass der Bediener eine Gefahr oder ein Hindernis erkannt hat, kann die Steuerung 22 die Drucksensordaten mit Daten von den anderen Sensoren 26 korrelieren, um eine Gefahren- oder Hinderniserfassung zu verbessern. In einigen Szenarien kann der Bediener eine Gefahr oder ein Hindernis erfassen, bevor die Gefahr oder das Hindernis von den Sensoren 26 erfasst wird. Ein Vergleich der Drucksensordaten mit den von den anderen Sensoren 26 erhaltenen Daten kann die Reaktion des ADAS 24 auf die erkannte Gefahr oder das erkannte Hindernis verbessern.
Wie in 4 gezeigt, beinhaltet das ADAS 24 auch ein Wegplanungsmodul 42 zum Ermitteln eines zu folgenden Fahrzeugweges, um das Fahrzeug auf dem gewünschten Kurs zu halten, während Verkehrsregeln befolgt und jegliche erkannten Hindernisse vermieden werden. Das Wegplanungsmodul 42 nutzt einen ersten Hindernisumgehungsalgorithmus, der dazu konfiguriert ist, erfasste Hindernisse in der Nähe des Fahrzeugs zu umgehen, einen ersten Fahrspurhaltungsalgorithmus, um das Fahrzeug in einer aktuellen Fahrspur zu halten, und einen ersten Routenhaltealgorithmus, der dazu konfiguriert ist, das Fahrzeug auf der gewünschten Route zu halten. Das Wegplanungsmodul 42 ist konfiguriert, um die Sensorausgabe 33 zu empfangen. Das Wegplanungsmodul 42 verarbeitet und synthetisiert die Sensorausgabe 33 und erzeugt eine Wegplanungsausgabe 43. Der Wegplanungsausgabe 43 beinhaltet einen vorgegebenen Fahrzeugweg auf der Grundlage der Route, eine Fahrzeugposition relativ zu der Route, Position und Ausrichtung der Fahrspuren und das Vorhandensein und den Weg erfasster Hindernisse.
Das ADAS 24 beinhaltet des Weiteren ein Fahrzeugsteuermodul 46 zum Ausgeben von Steuerbefehlen an Fahrzeugstellglieder 30. Das Fahrzeugsteuermodul 46 verwendet einen ersten Wegalgorithmus zur Berechnung eines Fahrzeugweges. Das Fahrzeugsteuermodul 46 ist konfiguriert, um die Wegplanungsausgabe 43 und die Lernausgabe 35 zu empfangen. Das Fahrzeugsteuermodul 46 verarbeitet die Wegplanungsausgabe 43 und die Lernausgabe 35 und erzeugt eine Fahrzeugsteuerausgabe 47. Die Fahrzeugsteuerausgabe 47 beinhaltet einen Satz Stellgliedbefehle, um den befohlenen Weg vom Fahrzeugsteuermodul 46 zu erreichen, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf einen Lenkbefehl, einen Schaltbefehl, einen Drosselbefehl und einen Bremsbefehl.
Die Fahrzeugsteuerausgabe 47 wird an die Stellglieder 30 übermittelt. In einer exemplarischen Ausführungsform beinhalten die Stellglieder 30 eine Lenksteuerung, eine Schaltsteuerung, eine Drosselsteuerung und eine Bremssteuerung. Die Lenksteuerung kann beispielsweise ein Lenksystem 16 steuern, wie in 1 veranschaulicht. Die Gangschaltsteuerung kann beispielsweise ein Getriebe 14 steuern, wie in 1 veranschaulicht. Die Drosselklappensteuerung kann beispielsweise ein Antriebssystem 13 steuern, wie in 1 veranschaulicht. Die Bremssteuerung kann beispielsweise die Radbremsen 17 steuern, wie in 1 veranschaulicht.
Das Fahrzeug 10 ist oben mit den verschiedenen Modulen des ADAS 24 beschrieben. In einigen Ausführungsformen beinhaltet das Fahrzeug 10 kein ADAS 24. In einigen Ausführungsformen kann das ADAS 24 des Fahrzeugs 10 mehr oder weniger Module als die oben erörterten beinhalten.
Wie oben erörtert, werden von den Drucksensoren 164 erhaltene Daten, einschließlich, als Beispiel und ohne Einschränkung, Griffintensität, -ort und -frequenz gemessen und verfolgt, um ein abnormales Greifereignis zu ermitteln, das ein abnormales Übernahmeszenario angibt, in dem die Fahrzeugbremsen werden angewendet, um ein erkanntes Hindernis zu vermeiden. 5 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens 500, das das Verstärkungslernen und die Bestimmung eines abnormalen Übernahmeszenarios unter Verwendung der von einem oder mehreren Drucksensoren am Fahrzeuglenkrad gemessenen Greifkraft veranschaulicht. Das Verfahren 500 kann in Verbindung mit dem Fahrzeug 10, der Steuerung 22, den verschiedenen Modulen des ADAS 24 und den Stellgliedern 30 gemäß exemplarischen Ausführungsformen verwendet werden. Die Abfolge der Vorgänge innerhalb des Verfahrens 500 ist nicht auf die in 5 gezeigte sequenzielle Abarbeitung beschränkt, sondern kann, soweit zutreffend, in einer oder mehreren unterschiedlichen Reihenfolge(n) gemäß der vorliegenden Offenbarung durchgeführt werden.
Beginnend bei 502, wie in 5 dargestellt, geht das Verfahren 500 zu Schritt 504 über. Bei 504 wird das ADAS 24 der Steuerung 22 eingerückt, um verschiedene Aspekte des Fahrzeugs 10, wie etwa Lenkung, Bremsung und Drosselklappe, zu steuern. In einigen Ausführungsformen wird das Fahrzeug 10 in einem vollständig autonomen oder halbautonomen Modus betrieben, wie oben erörtert. In einigen Ausführungsformen wird das Fahrzeug 10 jedoch in einem nicht-autonomen Modus betrieben und in diesem Betriebsszenario schreitet das Verfahren direkt zu 506 fort. Als Nächstes wird bei 506 der Bremsaktivierungsmechanismus an dem Lenkrad aktiviert, das heißt, jegliche abnormalen Drucksensordaten von dem lenkradmontierten Bremsaktivierungsmechanismus oder Daten, die ein abnormales Übernahmeereignis anzeigen, führen zu einer Anwendung der Radbremsen 17.
Bei 508 ermittelt die Steuerung 22, ob der Bediener das Lenkrad 162 hält oder greift. Wie oben erörtert wird diese Bestimmung durch Verarbeiten der Sensordaten durchgeführt, die durch den einen oder die mehreren Drucksensoren 164 des Bremsaktivierungsmechanismus an dem Lenkrad 162 erhalten werden. Wenn die Sensordaten nicht anzeigen, dass der Bediener das Lenkrad hält oder greift, fährt die Steuerung 22 fort, die Sensordaten zu überwachen, bis die Daten anzeigen, dass der Bediener das Lenkrad hält.
Sobald die Steuerung 22 bestimmt, dass der Bediener das Lenkrad hält, fährt das Verfahren 500 mit 510 fort. Bei 510 initiiert das Lern- und Berechnungsmodul 34 das Protokollieren und Analysieren der Sensordaten von den Sensoren 164, um Charakteristika der Handhabung des Lenkrads durch den Bediener während des Betriebs im autonomen Modus zu erlernen, einschließlich Eigenschaften, wie beispielsweise und ohne Einschränkung die Handkraft des Bedieners, Griffposition, Intensität und Dauer des Griffs. Die Sensordatenprotokollierung und -analyse wird während der gesamten Dauer des Verfahrens 500 fortgesetzt.
Als Nächstes ermittelt die Steuerung 22 bei 512, ob ein abnormales Übernahmeereignis aufgetreten ist. Wie oben erläutert, wird ein abnormales Übernahmeereignis signalisiert, wenn das Lern- und Berechnungsmodul 34 bestimmt, dass die von dem einen oder den mehreren Drucksensoren 164 empfangenen Daten von den Sensordaten abweichen, die während eines autonomen oder halbautonomen Fahrzeugbetriebs erwartet werden. Wie oben erörtert, könnten die Drucksensordaten eine Abweichung von der erlernten oder vorbestimmten Greifkraft für einen autonomen, halbautonomen oder nicht-autonomen Fahrzeugbetrieb in Abhängigkeit von dem Fahrzeugbetriebsmodus anzeigen. Zum Beispiel und ohne Einschränkung könnte die Abweichung eine höher als erwartete Griffkraft, einen Griff von längerer Dauer usw. anzeigen. Wenn die Steuerung feststellt, dass es keine abnormale Übernahme gegeben hat, während der Bediener das Lenkrad ergreift oder hält, geht das Verfahren 500 zu 514 über und ein oder mehrere autonome Fahrmerkmale werden auf der Grundlage des Arbeitsschemas des Automatisierungsmerkmals, wie zum Beispiel und ohne Einschränkung auf ein Fahrtmerkmal, deaktiviert, wenn das Fahrzeug in einem autonomen oder halbautonomen Modus arbeitet. Das Verfahren 500 fährt anschließend mit Schritt 522 fort und endet.
Wenn jedoch die Steuerung 22 bestimmt, dass die Sensordaten ein abnormales Übernahmeereignis anzeigen, geht das Verfahren zu 516 weiter, und die Steuerung 22 aktiviert die kabelgebundene Bremsung des Fahrzeugs 10 unter Verwendung des Bremsaktivierungsmechanismus, der an dem Fahrzeuglenkrad montiert ist. Wie oben erörtert beinhaltet der Bremsaktivierungsmechanismus einen oder mehrere Drucksensoren 164. Als Nächstes erzeugt das Steuermodul 46 bei 518 ein Steuersignal 47, um das Fahrzeugbremssystem einschließlich der Radbremsen 17 zu steuern. Das Steuersignal 47 wird basierend auf dem gelernten Profil der Griffcharakteristiken des Bedieners und einem vorbestimmten Bremsschema erzeugt. So kann beispielsweise das on dem Steuermodul 46 erzeugte Steuersignal 47 auf dem Druck des Bedienergriffs basieren, verglichen mit dem Griffdruck, der gemessen wird, wenn das Fahrzeug 10 während normaler oder autonomer Fahrmodi betrieben wird. Wenn zum Beispiel der Griff des Bedieners am Lenkrad durch die Drucksensoren 164 als plötzlich und intensiv gemessen wird, können die Radbremsen 17 stärker angewendet werden als bei einem abnormalen Griff, bei dem die Griffstärke zwischen eine plötzliche und intensive Messung und eine normale Messung fällt. Verschiedene Bremsstärkeschwellenwerte können basierend auf allgemeinen Griffcharakteristika definiert werden und können neu definiert werden, wenn das Lern- und Berechnungsmodul 34 ein Profil der Griffstärke des individuellen Bedieners während des Verstärkungslernprozesses entwickelt. Die Bremsstärken werden auch abhängig von den Wetterbedingungen variieren. So wird beispielsweise bei ungünstigen Wetterbedingungen, wie Regen oder Schnee, die Bremsung sanfter und mit einer allmählicheren Verzögerung durchgeführt.
Das Verfahren 500 fährt dann mit 520 fort, und das Szenario, das die angewendete Bremskraft und die gemessene Griffstärke des Bedieners einschließt, wird von der Steuerung 22 als zusätzlicher Datenpunkt protokolliert, um das Verstärkungslernen des Lern- und Berechnungsmoduls 34 zu verbessern. Das Verfahren 500 fährt anschließend mit Schritt 522 fort und endet.
Das Verfahren 500 ist oben im Zusammenhang mit autonomen oder halbautonomen Fahrbetriebsarten erörtert worden. Die Verwendung des lenkradmontierten Bremsaktivierungsmechanismus ist jedoch nicht auf Fahrzeuge beschränkt, die in autonomen oder halbautonomen Modi arbeiten. In anderen Ausführungsformen könnten Aspekte des Verfahrens 500, einschließlich des lenkradmontierten Bremsaktivierungsmechanismus, während eines nicht-autonomen Fahrzeugbetriebs als ein zusätzlicher Bremsaktivierungsmechanismus (das heißt ein Brake-by-Wire-Aktivierungsmechanismus) während plötzlicher oder „Panik“-Stoppsituationen verwendet werden.
Es sollte betont werden, dass viele Variationen und Modifikationen an den hierin beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden können, deren Elemente als unter anderen akzeptablen Beispielen befindlich zu verstehen sind. Alle derartigen Modifikationen und Variationen sollen hierin in den Umfang dieser Offenbarung eingeschlossen und durch die folgenden Patentansprüche geschützt werden. Darüber hinaus kann jeder der hierin beschriebenen Schritte gleichzeitig oder in einer Reihenfolge durchgeführt werden, die sich von den hierin beschriebenen Schritten unterscheidet. Darüber hinaus können, wie es offensichtlich sein sollte, die Merkmale und Attribute der hierin offenbarten spezifischen Ausführungsformen auf unterschiedliche Weise kombiniert werden, um zusätzliche Ausführungsformen zu bilden, die alle in den Umfang der vorliegenden Offenbarung fallen.
Hierin verwendete bedingte Sprache, wie z. B. „kann“, „könnte“, „z. B.“ und dergleichen, sind generell, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben oder anderweitig im verwendeten Kontext verstanden, so zu verstehen, dass bestimmte Ausführungsformen bestimmte Merkmale, Elemente und/oder Zustände umfassen, während anderer Ausführungsformen dies nicht tun. Somit bedeutet diese Bedingungssprache im Allgemeinen nicht, dass Merkmale, Elemente und/oder Zustände in irgendeiner Weise für eine oder mehrere Ausführungsformen erforderlich sind, oder dass eine oder mehrere Ausführungsformen notwendigerweise zum Entscheiden eine Logik, ob mit oder ohne Autor-Eingabe oder -Aufforderung, enthalten, ob diese Merkmale, Elemente und/oder Zustände in irgendeiner besonderen Ausführungsform enthalten sind oder durchgeführt werden sollen.
Darüber hinaus kann die folgende Terminologie hierin verwendet worden sein. Die Singularformen „ein“, „eine“, „die“ und „der“ schließen Referenzen im Plural mit ein, sofern der Zusammenhang nicht eindeutig etwas anderes vorschreibt. Somit beinhaltet beispielsweise der Bezug auf ein Element den Bezug auf eines oder mehrere Elemente. Die Begriffe „diejenigen“ und „solche“ beziehen sich auf ein, zwei oder mehr und gelten allgemein für die Auswahl einiger oder aller Mengen. Der Begriff „Vielzahl“ bezieht sich auf zwei oder mehr eines Elements. Der Begriff „etwa“ oder „annähernd“ bedeutet, dass Mengen, Abmessungen, Größen, Formulierungen, Parameter, Formen und andere Merkmale nicht exakt sein müssen, sondern je nach Wunsch angenähert und/oder größer oder kleiner sein können, was akzeptable Toleranzen, Umrechnungsfaktoren, Abrunden, Messfehler und dergleichen und andere Faktoren, die Fachleuten auf dem Gebiet bekannt sind, widerspiegelt. Der Begriff „im Wesentlichen“ bedeutet, dass die genannte Eigenschaft, der Parameter oder der Wert nicht genau erreicht werden müssen, sondern dass Abweichungen oder Variationen, wie beispielsweise Toleranzen, Messfehler, Messgenauigkeitsbeschränkungen und andere Faktoren, die Fachleuten auf dem Gebiet bekannt ist, in Mengen auftreten können, die den Effekt den die Eigenschaft zur Verfügung stellen soll, nicht ausschließt.
Nummerische Daten können hierin in einem Bereichsformat ausgedrückt oder dargestellt werden. Es versteht sich, dass ein solches Bereichsformat lediglich zwecks Komfort und Kürze verwendet wird, und somit flexibel interpretiert werden sollte, um nicht nur die nummerischen Werte explizit einzuschließen, die ausdrücklich als die Grenzen des Bereichs aufgeführt sind, sondern auch um so interpretiert zu werden, dass alle einzelnen nummerischen Werte oder Teilbereiche innerhalb dieses Bereichs beinhaltet sind, als ob jeder nummerische Wert und Teilbereich ausdrücklich aufgeführt ist. Als Veranschaulichung sollte ein nummerischer Bereich von etwa 1 bis 5 so interpretiert werden, dass er nicht nur die explizit rezitierten Werte von etwa 1 bis etwa 5 einschließt, sondern sollte auch so interpretiert werden, dass er auch einzelne Werte und Unterbereiche innerhalb des angegebenen Bereichs enthält. Daher sind in diesem nummerischen Bereich einzelne Werte, wie 2, 3 und 4, sowie Teilbereiche, wie z. B. „etwa 1 bis etwa 3“, „etwa 2 bis etwa 4“ und „etwa 3 bis etwa 5“, „1 bis 3“, „2 bis 4“, „3 bis 5“ usw., beinhaltet. Das gleiche Prinzip gilt für Bereiche, die nur einen nummerischen Wert aufführen (z. B. „größer als etwa 1“) und sollten unabhängig von der Breite des Bereichs oder der beschriebenen Merkmale gelten. Eine Vielzahl von Begriffen kann in einer gemeinsamen Liste zwecks Komfort vorgelegt werden. Allerdings sollten diese Listen so ausgelegt werden, dass jedes Element der Liste einzeln als separates und einzigartiges Element identifiziert wird. Somit sollte kein einzelnes Element einer solchen Liste als De-facto-Entsprechung eines anderen Elements der gleichen Liste ausschließlich basierend auf ihrer Darstellung in einer gemeinsamen Gruppe angesehen werden, außer wenn das Gegenteil angegeben ist. Weiterhin können die „und“ und „oder“ in Verbindung mit einer Liste von Gegenständen verwendet werden, die weit auszulegen sind, da einer oder mehrere der aufgeführten Gegenstände allein oder in Kombination mit anderen aufgeführten Gegenständen verwendet werden können. Der Begriff „alternativ“ bezieht sich auf die Auswahl einer von zwei oder mehr Alternativen, und soll die Auswahl nur der aufgeführten Alternativen oder nur einer der aufgeführten Alternativen auf einmal nicht beschränken, es sei denn, der Kontext gibt klar etwas anderes an.
Die hierin offenbarten Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können von einer Verarbeitungsvorrichtung, einer Steuereinheit oder einem Computer, der eine beliebige vorhandene programmierbare elektronische Steuereinheit oder eine dedizierte elektronische Steuereinheit beinhalten kann, bereitgestellt und/oder implementiert werden. Desgleichen können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen als Daten oder ausführbare Anweisungen durch eine Steuerung oder einen Computer in vielfältiger Weise gespeichert werden, darunter ohne Einschränkung die dauerhafte Speicherung auf nicht beschreibbaren Speichermedien, wie einem ROM, und als änderbare Information auf beschreibbaren Speichermedien, wie Disketten, Magnetbändern, CDs, RAM sowie anderen magnetischen und optischen Medien. Die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können auch in einem softwareausführbaren Objekt implementiert werden. Alternativ können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen ganz oder teilweise mit geeigneten Hardwarekomponenten, wie beispielsweise anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASICs), feldprogrammierbaren Gate Arrays (FPGAs), Zustandsmaschinen, Steuerungen oder anderen Hardwarekomponenten oder Vorrichtungen oder einer Kombination von Hardware, Software und Firmwarekomponenten, verkörpert werden. Die besagten exemplarischen Vorrichtungen können sich als Teil eines Fahrzeugcomputersystems On-Bord oder Off-Board befinden und eine Fernkommunikation mit Vorrichtungen an einem oder mehreren Fahrzeugen durchführen.
Während vorstehend exemplarische Ausführungsformen beschrieben sind, ist es nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen beschreiben, die von den Ansprüchen herbeigeführt werden. Vielmehr dienen die in der Spezifikation verwendeten Worte der Beschreibung und nicht der Beschränkung und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Wie zuvor beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere exemplarische Aspekte der vorliegenden Offenbarung auszubilden, die nicht explizit beschrieben oder veranschaulicht werden. Während verschiedene Ausführungsformen beschrieben worden sein könnten, um Vorteile zu bieten oder gegenüber anderen Ausführungsformen oder Implementierungen des Standes der Technik in Bezug auf eine oder mehrere gewünschte Merkmale bevorzugt zu sein, werden Fachleute auf dem Gebiet erkennen, dass ein oder mehrere oder Eigenschaften beeinträchtigt werden können, um gewünschte Gesamtsystemattribute zu erreichen, die von der spezifischen Anwendung und Implementierung abhängen. Diese Eigenschaften können beinhalten, sind aber nicht beschränkt auf Kosten, Festigkeit, Haltbarkeit, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Aussehen, Verpackung, Größe, Gebrauchstauglichkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Montagefreundlichkeit, usw. Als solches liegen Ausführungsformen, die als weniger wünschenswert im Vergleich zu anderen Ausführungsformen oder Implementierungen des Standes der Technik in Bezug auf eine oder mehrere Merkmale beschrieben sind, nicht außerhalb des Umfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.

Claims

System zur automatischen Steuerung der Fahrzeugbremsung, umfassend: eine Benutzerschnittstelle, die an einem Fahrzeuglenkrad montiert ist; ein Stellglied, das dazu konfiguriert ist, ein Fahrzeugbremssystem zu steuern; und eine Steuerung in elektronischer Kommunikation mit dem Stellglied und der Benutzerschnittstelle, worin die Steuerung dazu konfiguriert ist, eine Benutzereingabe von der Benutzerschnittstelle zu empfangen; eine Stärke einer Fahrzeugbremsung, die basierend auf der Benutzereingabe anzuwenden ist, zu berechnen; und das Stellglied automatisch zu steuern, um die berechnete Bremskraft des Fahrzeugs anzuwenden.
System nach Anspruch 1, worin die Benutzerschnittstelle einen oder mehrere Sensoren beinhaltet, die dazu konfiguriert sind, eine oder mehrere Benutzergriffcharakteristiken zu messen, einschließlich einer oder mehrerer einer Griffstärke, einer Grifffrequenz und einer Griffdauer eines Griffs eines Benutzers am Fahrzeuglenkrad.
System nach Anspruch 2, worin der eine oder die mehreren Sensoren einen oder mehrere Drucksensoren beinhalten.
System nach Anspruch 3, worin der eine oder die mehreren Drucksensoren einen oder mehrere piezoresistive Kraftsensoren beinhalten.
System nach Anspruch 3, worin die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, die eine oder die mehreren Benutzergriffcharakteristiken zu analysieren und ein Benutzerprofil basierend auf den analysierten Griffcharakteristiken zu erzeugen.
System nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Lenksystem, ein Drosselsystem und ein Erfassungssystem, das einen oder mehrere Fahrzeugsensoren umfasst, wobei die Fahrzeugsensoren konfiguriert sind, Sensordaten zu erzeugen, die einer oder mehreren Eigenschaften einer Umgebung des Fahrzeugs entsprechen, und wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, das Lenksystem, das Bremssystem und das Drosselsystem basierend auf den Sensordaten zu steuern.
System nach Anspruch 6, worin die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, die Sensordaten und die Benutzereingabe zu überwachen und die Sensordaten mit der Benutzereingabe zu korrelieren, um eine Hinderniserfassungsfähigkeit des Erfassungssystems zu verbessern.