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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren in einem Fahrzeug, das in einem autonomen bzw. hochautomatisierten Fahrbetrieb ohne Eingriff des Fahrers oder in einem manuellen Fahrbetrieb durch den Fahrer des Fahrzeugs gesteuert wird, wobei die Vorrichtung Daten auswertet und speichert, und die Vorrichtung eine Speichereinrichtung aufweist, in der Daten aufgezeichnet werden, die zumindest Informationen umfassen, ob zu einem Kollisionszeitpunkt oder bis kurz vor dem Kollisionszeitpunkt der autonome bzw. hochautomatische Fahrbetrieb aktiv war oder der manuelle Fahrbetrieb aktiv war. Dabei werden Sensorsignale von fahrerbetätigbaren Bedienelementen sowie von Kollisionserkennungseinrichtungen ausgewertet.
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Stand der Technik
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Aus der
DE 100 46 696 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufzeichnen von Daten, die mittels Sensoren in einem Fahrzeug erfasste Parameter wiedergeben, insbesondere zur Rekonstruktion von Unfällen, bekannt, sowie eine Speichereinrichtung und eine Vorrichtung zum Aufzeichnen solcher Daten. Dabei werden alle relevanten Daten kontinuierlich bei geringem Speichervolumen aufgezeichnet und in einer kurzen Zeitspanne fest abgespeichert. Hierzu werden die Parameterwerte und/oder aus diesen berechneten Daten mit zunehmendem, zeitlichen Abstand zum momentanen Erfassungszeitpunkt mit abnehmender Dichte aufgezeichnet.
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Kern und Vorteile der Erfindung
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Der Kern der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung für Fahrzeuge anzugeben, die in einem hochautomatisierten oder autonomen Fahrbetrieb fahren können und eine Speichereinrichtung umfassen, in der abgelegt ist, ob zu einem Kollisionszeitpunkt des Fahrzeugs oder kurz vor diesem Kollisionszeitpunkt der hochautomatisierte oder autonome Fahrbetrieb aktiv war oder das Fahrzeug zu diesem Zeitpunkt durch den Fahrer manuell gesteuert wurde. Erfindungsgemäß wird dieses durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Unter einem hochautomatisierten Fahrbetrieb oder einem autonomen Fahrbetrieb wird verstanden, dass der Fahrer das Fahrzeug selbstständig durch das Verkehrsgeschehen fahren lässt und der Fahrer nicht direkt in die Fahrzeugsteuerung eingreift, um das Fahrzeug zu steuern. Lediglich im Fall des hochautomatisierten Fahrbetriebes übernimmt der Fahrer eine Kontrollfunktion und steht für Systemübernahmen zur Verfügung, falls die Fahrzeugsteuerung mit der momentan bevorstehenden Fahrsituation nicht zurechtkommt. Im Fall eines autonom gesteuerten Fahrzeugs kann selbst diese Kontrollfunktion durch den Fahrer entfallen, so dass das Fahrzeug völlig selbsttätig fährt. Eine derartige Unterscheidung ist beispielsweise auch als SAE-Level 4 bzw. SAE-Level 5 bekannt. Ein manueller Fahrbetrieb liegt hingegeben vor, wenn der Fahrer selbst das Fahrzeug steuert oder lediglich ein Fahrerassistenzsystem aktiviert hat, das zwar Fahraufgaben abnimmt, jedoch den Fahrer nicht von seiner Überwachungs- und Kontrollfunktion entlastet. Fahrerassistenzsysteme sind häufig auch derart ausgeprägt, dass nur Teile der Fahraufgabe durch das Fahrerassistenzsystem übernommen werden und die restlichen Aufgaben der Fahrzeugführung nach wie vor durch den Fahrer selbst erfüllt werden müssen.
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Vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass die Sensoren, deren Sensorsignale zugeführt werden, und erkennen können, ob der Fahrer fahrerbetätigbare Bedienelemente des Fahrzeugs betätigt, ein Lenkradsensor, ein Fahrpedalsensor, ein Bremspedalsensor, ein Kupplungssensor oder eine beliebige Kombination dieser Sensoren ist. Mittels einem oder mehrerer dieser Sensoren werden die Bedienelemente des Fahrzeugs überwacht, die unmittelbar für eine manuelle Fahrzeugführung notwendig sind. Werden diese Bedienelemente durch den Fahrer betätigt, so kann daraus geschlossen werden, dass ein manueller Fahrbetrieb vorliegt bzw. der Fahrer den autonomen bzw. hochautomatisierten Fahrbetrieb beendet und durch manuelle Steuerung übernimmt. Werden diese Bedienelemente durch den Fahrer über einen längeren Zeitraum nicht betätigt und ist stattdessen ein autonomer oder hochautomatisierter Fahrbetrieb aktiviert, so kann darauf geschlossen werden, dass der Fahrer die direkte manuelle Fahraufgabe nicht übernehmen möchte.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die der Vorrichtung zugeführten Kollisionserkennungssignale, mittels denen erkannt wird, ob ein Unfall des Fahrzeugs stattgefunden hat oder kurz bevorsteht, entweder Signale von einem Airbagsteuergerät sind, die bei Auslösung oder teilweisem Auslösen eines Airbags ein Einfrieren der momentanen Daten in der Speichereinrichtung veranlassen oder Signale von einer Umfeldsensorik mit Kollisionserkennung sind, die bei Erkennen einer nicht mehr vermeidbaren Kollisionssituation ein Einfrieren der momentanen Daten in der Speichereinrichtung veranlassen oder eine Kombination aus diesen beiden Möglichkeiten ist.
Alternativ oder in Kombination zur Auswertung der Airbagauslösesignale kann das Fahrzeug Daten von mindestens einer Umfeldsensorik auswerten. Derartige Umfeldsensoriken sind beispielsweise Radar-, Lidar-, Video- oder Ultraschallsensoren und können eine Annäherung des eigenen Fahrzeugs an andere Objekte auswerten, wobei festgestellt werden kann, ob diese Annäherung an Objekte zu einer kritischen Verkehrssituation führen, die sogar eine nicht mehr vermeidbare Kollision zur Folge haben. Verfügt das Fahrzeug über eine derartige Umfeldsensorik und eine derartige Auswertefunktion, so kann bei Erkennung einer kritischen Fahrsituation oder einer nicht mehr vermeidbaren Kollisionssituation bereits vor dem Kollisionszeitpunkt ein Einfrieren der Daten stattfinden.
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Werden die Airbags des Fahrzeugs ausgelöst, so hat bereits eine Kollision stattgefunden, so dass die momentan vorliegenden Daten für eine spätere Unfallauswertung abzuspeichern sind. Dabei hat das Abspeichern der Daten so zu geschehen, dass eine nachträgliche Manipulation dieser Daten nicht mehr möglich ist. Ein derartiges Sichern der Daten gegen ein Löschen, Überschreiben oder Verändern wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Einfrieren der Daten bezeichnet.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die Speichereinrichtung als Ringspeicher ausgeführt ist. Ein Ringspeicher ist hierbei eine Speichereinrichtung, in der die Daten kontinuierlich in den Speicher geschrieben werden. Ist der Speicherinhalt komplett befüllt, so werden die ältesten, abgespeicherten Daten wieder mit aktuellen Daten überschrieben. Hierdurch werden immer die aktuellsten Daten bereitgehalten, und automatisch ältere, nicht mehr benötigte Daten automatisch überschrieben.
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Vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass die Auswerteeinrichtung, die Sensoren, die Kollisionserkennungseinrichtung, der Speicher, oder Teile dieser Komponenten mittels eines Kommunikationsbusses untereinander verbunden sind. Heutige Fahrzeuge verfügen über mehrere unterschiedliche Kommunikationsbusse, die unterschiedliche Fahrzeugkomponenten und Steuergerät miteinander verbinden. Die Verwendung derartiger Kommunikationsbusse zur Realisierung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann dabei vorteilhaft sein, da der Aufwand zur Realisierung der Vorrichtung verringert werden kann. Dabei kann es auch vorteilhaft sein, die erfindungsgemäße Vorrichtung in mehreren unterschiedlichen Fahrzeugkomponenten zu realisieren, um im Falle einer Fahrzeugkollision, bei der Fahrzeugkomponenten zerstört werden, dennoch funktionsfähig zu halten.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die Zeitgeber in der Auswerteeinrichtung, in den Sensoren, in der Kollisionserkennungseinrichtung und in dem Speicher über den Kommunikationsbus miteinander synchronisiert werden. In elektronischen Geräten, die untereinander kommunizieren, sind heutzutage ausnahmslos Taktgeber ausgestattet oder interne Uhren verbaut. Im Fall der Verwendung interner Uhren können die übermittelte Daten auch mit einem Zeitstempel versehen werden. Beim Betrieb eines Bussystems mit mehreren Komponenten ist es vorteilhaft, wenn die daran angeschlossenen Komponenten mit einem synchronisierten Takt arbeiten oder im Falle interner Uhren, diese Uhren aufeinander synchronisiert werden. Insbesondere bei der Realisierung der Erfindung in mehreren Steuergeräten und elektronischen Komponenten ist es vorteilhaft, die Taktgeber und/oder internen Uhren zu synchronisieren, um eine spätere Unfallrekonstruktion zu verbessern.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die in der Speichereinrichtung abgespeicherten Daten mit einem Zeitstempel abgespeichert werden. Hierdurch ist es möglich, eine Unfallrekonstruktion mit sehr präziser Zeitachse vornehmen zu können.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die Sensoren, die erkennen, ob der Fahrer fahrerbetätigbare Bedienelemente des Fahrzeugs betätigt, als ein Lenkradsensor, als ein Fahrpedalsensor, als ein Bremspedalsensor, als ein Kupplungssensor oder als eine beliebige Kombination dieser Sensoren ausgeführt sind.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die in der Speichereinrichtung gespeicherte Informationen, die angeben, ob zu einem Kollisionszeitpunkt oder bis kurz vor einem Kollisionszeitpunkt der autonome bzw. hochautomatische Fahrbetrieb aktiv war oder der manuelle Fahrbetrieb aktiv war, als Statusbit abgebildet wird. Die Information, ob das Fahrzeug selbsttätig gefahren ist oder der Fahrer das Fahrzeug steuerte, kann beispielsweise mittels eines speziellen Statusbits in der Speichereinrichtung hinterlegt werden. Durch die Verwendung eines Statusbits ist es möglich, diese Information mit möglichst wenig Speicherbedarf umzusetzen. Wird dieses Statusbit mit einer hohen zeitlichen Auflösung im Ringspeicher abgelegt, eventuell unter Hinzunahme eines Zeitstempelsignals, so kann bei einer Unfallrekonstruktion nach erfolgter Kollision sehr genau festgelegt werden, zu welchem Zeitpunkt der Fahrer die Fahrzeugkontrolle übernommen hat und zu welchem Zeitpunkt das hochautomatische Steuerungssystem des Fahrzeugs die Fahrerübernahme angefordert hat. Umso weniger Speicherbedarf diese Information in Anspruch nimmt, desto häufiger kann diese Information abgespeichert werden und desto hochauflösender wird die zeitliche Rekonstruktion im Falle eines Auslesens. Die Verwendung eines Statusbits hat sich hierbei als besonders effektiv herausgestellt.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, dass zumindest das Statusbit und der Zeitstempel abgespeichert werden, wenn der autonome bzw. hochautomatisierte Fahrbetrieb gestartet wird und/oder der autonome bzw. hochautomatisierte Fahrbetrieb beendet wird und/oder das Fahrzeug während dem autonomen bzw. hochautomatisierten Fahrbetrieb dem Fahrer die Meldung ausgibt, dass der Fahrer die Kontrolle über das Fahrzeug übernehmen soll und/oder der Fahrer ein oder mehrere fahrerbetätigbare Bedienelemente des Fahrzeugs betätigt und/oder ein Kollisionserkennungssignal erkannt wird, dass ein Unfall des Fahrzeugs stattgefunden hat oder ein Unfall des Fahrzeugs kurz bevorsteht und/oder bei einer beliebigen Kombination der aufgeführten Ereignisse.
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Von besonderer Bedeutung ist die Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Form eines Steuerelements, das für ein Steuergerät einer hochautomatischen Fahrzeugführung oder einer autonomen Fahrzeugführung eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist. Dabei ist auf dem Steuerelement ein Programm gespeichert, das auf einem Rechengerät, insbesondere auf einem Mikroprozessor oder Signalprozessor, ablauffähig und zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. In diesem Fall wird also die Erfindung durch ein auf dem Steuerelement abgespeichertes Programm realisiert, so dass dieses mit dem Programm versehene Steuerelement in gleicher Weise die Erfindung darstellt, wie das Verfahren, zu dessen Ausführung das Programm geeignet ist.
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Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in den Zeichnungen.
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Figurenliste
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigen
- 1 ein schematisches Blockschaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
- 2 ein schematisches Blockschaltbild der Auswerteeinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
- 3 eine Darstellung eines Zeitstrahls, der eine beispielhafte Fahrsituation wiedergibt und
- 4 ein schematisches Ablaufdiagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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In 1 ist am unteren Ende durch den waagerechten Balken ein Kommunikationsbus 1 dargestellt, der mehrere Komponenten miteinander verbindet. Dieser Kommunikationsbus 1 kann beispielsweise als CAN-Bus ausgeführt sein. An diesen CAN-Bus ist ein Steuergerät 2 für die Sensorauswertung angeschlossen, in dem beispielhaft das erfindungsgemäße Verfahren abläuft. Weiterhin sind an den Kommunikationsbus 1 unterschiedliche Sensoren angeschlossen. So ist beispielhaft ein Lenkradsensor 3, ein Fahrpedalsensor 4, ein Bremspedalsensor 5 sowie ein Kupplungssensor 6 angegeben. Diese Sensoren sind ebenfalls mit dem Kommunikationsbus 1 verbunden. Im Fall, dass das Fahrzeug ein Automatikgetriebe aufweist, kann der Kupplungssensor entfallen. Alternativ können die Sensoren 3 bis 6 auch direkt mit dem Steuergerät 2 für die Sensorauswertung verbunden sein. Weiterhin ist in 1 ein weiteres Steuergerät 7 dargestellt, das optional vorgesehen sein kann und daher strichliert in 7 dargestellt ist und als Airbagsteuergerät ausgeführt sein kann. Kommt es zu einer Kollision, so wird mittels Beschleunigungssensoren eine Airbagauslösung ermittelt. Durch die Auswertung dieses Verzögerungssignals oder des Aufprallsignals kann die Kollisionserkennungseinrichtung 7 eine erfolgte Kollision detektieren und dieses Erkennungssignal über den Kommunikationsbus 1 an das Steuergerät 2 zur Sensorauswertung weiterleiten. Alternativ ist es auch möglich, dass die Kollisionserkennungseinrichtung 7 eine Umfeldsensorik ist, die das Fahrzeugumfeld erfasst und eine kritische Annäherung eines Objektes an das eigene Fahrzeug erkennt. In diesem Fall wäre die Kollisionserkennungseinrichtung als Bestandteil des Steuergeräts 8 für autonomes bzw. hochautomatisiertes Fahren ausgeführt. Dieses Steuergerät 8 für autonomes bzw. hochautomatisiertes Fahren erhält Informationen von der Umfeldsensorik des Fahrzeugs und kann eine drohende und eventuell unausweichbare Kollisionssituation erkennen das optional vorgesehene AirbagSteuergerät 7 ersetzen, da dann die Kollisionserkennungseinrichtung 7 als integraler Bestandteil des Steuergeräts 8 ausgeführt ist. Durch eine derartige Auswertung von Umfelderfassungsmitteln ist es möglich, bereits vor einer erfolgten Kollision zu erkennen, dass eine unausweichbare Kollision bevorsteht. Im Falle, dass eine derartige kritische Annäherung erkannt wird oder dass eine unausweichbare Kollision bevorsteht, kann von dem Auswertegerät der Umfeldsensorik, das in diesem Fall das Steuergerät 8 für autonomes bzw. hochautomatisiertes Fahren ist und die Funktion der Kollisionserkennungseinrichtung 7 übernimmt, ebenfalls ein Signal über den Kommunikationsbus 1 an das Steuergerät 2 für die Sensorauswertung übertragen werden.
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Weiterhin ist das bereits erwähnte Steuergerät 8 für autonomes Fahren oder hochautomatisiertes Fahren dargestellt. Im Fall, dass dieses Steuergerät 8 für hochautomatisiertes bzw. autonomes Fahren an den Kommunikationsbus 1 angeschlossen ist, kann die Auswertung der Umfeldsensorik durch die Kollisionserkennungseinrichtung 7 entfallen und stattdessen durch das als Head-Unit ausgeführte Steuergerät für autonomes Fahren ausgeführt sein. Mittels des Lenkradsensors 3 kann nun erfasst werden, ob der Fahrer seine Hände am Lenkrad hat oder eine Lenkaktivität des Fahrers vorliegt. Mittels des Fahrpedalsensors 4 kann erfasst werden, ob der Fahrer das Fahrpedal betätigt. Mittels des Bremspedalsensors 5 kann erfasst werden, ob der Fahrer das Bremspedal betätigt und dadurch den autonomen bzw. hochautomatisierten Fahrbetrieb beenden möchte und die Fahrzeugsteuerung wieder manuell übernehmen möchte. Mittels des optionalen Kupplungssensors 6 kann erkannt werden, ob der Fahrer das Kupplungspedal betätigt und damit einen autonomen Fahrbetrieb oder hochautomatisierten Fahrbetrieb beenden möchte, um selbst die Fahrzeugsteuerung manuell weiterzuführen. Das Steuergerät 2 ist direkt oder über einen Kommunikationsbus 1 mit den Sensoren 3, 4, 5, 6 verbunden.
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Das Steuergerät 2 verarbeitet die Sensorsignale und leitet daraus ab, ob der Fahrer in das Fahrgeschehen eingreift, indem er entweder das Lenkrad oder ein Pedal betätigt. Diese Information kann beispielsweise auf ein Statusbit abgebildet werden, das abgespeichert wird und repräsentiert, ob der Fahrer in das Fahrgeschehen eingreift. Neben dieser Information ist der Zeitpunkt des Eingriffs ebenfalls genau zu dokumentieren. Dabei ist es vorteilhaft, wenn zum einen erfasst wird, ob der Fahrer in das Fahrgeschehen eingreift oder nicht, sowie zu welchem Zeitpunkt A der Fahrer gegebenenfalls in das Fahrgeschehen eingreift. Diese Informationen werden in einer Speichereinrichtung, insbesondere einem Ringspeicher, abgelegt, der beispielsweise als Teil des Steuergeräts 2 für die Sensorauswertung ausgeführt sein kann. Diese Speichereinrichtung kann alternativ auch an anderer Stelle im Fahrzeug verbaut sein und über den Kommunikationsbus 2 verbunden sein. Weiterhin ist es denkbar, dass diese Speichereinrichtung außerhalb des Fahrzeugs angeordnet ist und die abzuspeichernden Daten von dem Steuergerät 2 über den Kommunikationsbus 1 an eine Funkschnittstelle übertragen werden, von wo aus diese abzuspeichernden Signale in eine außerhalb des Fahrzeugs vorgesehene Daten-Cloud gesendet werden.
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Das Steuergerät 2 empfängt über den Kommunikationsbus 1 von dem für das autonome Fahren bzw. das hochautomatisierte Fahren zuständigen Steuergerät 8 die Information, ob das Fahrzeug momentan durch die automatische Fahrzeugsteuerung gesteuert wird. Dazu soll neben dem Statusbit, das repräsentiert, ob momentan autonom bzw. hochautomatisiert gefahren wird oder nicht, auch die Zeitdauer erfasst werden, seit wann das Fahrzeug von der autonomen Fahrzeugsteuerung bzw. der hochautomatisierten Fahrzeugsteuerung gesteuert wird. Diese beiden Informationen können als Datenpaar in der Speichereinrichtung des Steuergeräts 2 abgelegt werden. Neben dem Beginn des autonomen bzw. hochautomatisierten Fahrens kann ebenfalls der Zeitpunkt des Endes des autonomen bzw. hochautomatisierten Fahrens abgelegt werden. Weiterhin empfiehlt es sich ebenfalls, die Information zu speichern, zu welchem Zeitpunkt die autonome bzw. hochautomatische Fahrzeugsteuerung dem Fahrer des Fahrzeugs ein Signal ausgibt, das die automatische Fahrzeugsteuerung nicht mehr in der Lage ist, die vorausliegende Fahrsituation zu verarbeiten und der Fahrer die Kontrolle über das Fahrzeug übernehmen muss. Eine derartige Übernahmeaufforderung an den Fahrer hat rechtzeitig zu erfolgen und der Fahrer hat auf diese Übernahmeaufforderung die Fahrzeugkontrolle innerhalb einer maximal erlaubten Zeitspanne zu übernehmen. Es ist daher wichtig, den genauen Zeitpunkt der Ausgabe der Übernahmeaufforderung an den Fahrer abzuspeichern sowie den Zeitpunkt zu speichern, zu dem der Fahrer der Aufforderung nachkommt und die Kontrolle über das Fahrzeug wieder manuell übernimmt. Diese Informationen sind in der Speichereinrichtung abzulegen.
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In 2 ist eine beispielhafte Ausführung des Steuergeräts 2 für die Sensorauswertung dargestellt. Die Steuereinrichtung 2 verfügt über eine Eingangsschaltung 11, mittels der dem Steuergerät 2 Eingangsgrößen zuführbar sind. Als eine mögliche Eingangsgröße werden Signale von fahrerbetätigbaren Bedienelementen 9 erfasst und der Eingangsschaltung 11 zugeführt. Diese fahrerbetätigbaren Bedienelemente können beispielsweise die in 1 dargestellten Sensoren wie Lenkradsensor 3, Fahrpedalsensor 4, Bremspedalsensor 5 und/oder Kupplungssensor 6 sein. Mittels dieser Signale kann das Steuergerät 2 erkennen, ob der Fahrer die Fahrzeugsteuerung übernehmen möchte und, falls eine Übernahmeaufforderung ausgegeben wurde, zu welchem Zeitpunkt der Fahrer die Fahrzeugkontrolle übernimmt.
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Als weitere Eingangsgröße wird der Eingangsschaltung 11 das Ausgangssignal einer Kollisionserkennungseinrichtung 7 zugeführt. Diese kann wie bezüglich 1 beschrieben, als Airbagsteuergerät ausgeführt sein, das eine stattgefundene Kollision erkennt oder aber als eine Auswerteeinrichtung einer Umfelderfassungseinrichtung ausgeführt sein, die Objekte im Fahrzeugumfeld erkennt und deren Relativgeschwindigkeit und Bewegungsrichtung auswertet und damit kritische Fahrsituationen oder bereits unausweichbare Kollisionssituationen erkennt und damit vor dem Kollisionszeitpunkt ein Kollisionserkennungssignal in Form eines Warnsignals an den Fahrer ausgeben kann.
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Weiterhin ist es möglich, weitere Eingangsgrößen 10 der Eingangsschaltung 11 zuzuführen. Die der Eingangsschaltung 11 zugeführten Signale von fahrerbetätigbaren Bedienelementen 9 werden über eine interne Datenaustauscheinrichtung 12 einer Berechnungseinrichtung 13 zugeführt, die beispielsweise als Mikroprozessor oder Mikrocontroller ausgeführt sein kann. In dieser Berechnungseinrichtung 13 kann ermittelt werden, ob der Fahrer momentan ein fahrerbetätigbares Bedienelement betätigt, sowie ob er die Fahrzeugsteuerung selbst übernommen hat. Weiterhin werden die Eingangsdaten der fahrerbetätigbaren Bedienelemente 9 über das interne Datenaustauschsystem an die Speichereinrichtung 14, die insbesondre als Ringspeicher ausgeführt ist, weitergeleitet und dort abgespeichert. Erfasst die Steuereinrichtung 2 ein Signal der Kollisionserkennungseinrichtung 7, dass eine Kollision des Fahrzeugs stattgefunden hat oder eine Kollision des Fahrzeugs mit einem Objekt im Umfeld demnächst stattfinden wird, so können die in der Speichereinrichtung 14 abgelegten Daten eingefroren werden, wodurch nachträgliche Veränderungen sowie ein Löschen oder ein Überschreiben der Daten verhindert wird.
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In 3 ist ein Zeitstrahl 15 einer beispielhaften Kollisionssituation dargestellt. Zum Zeitpunkt 16 ist ein Ereignis A dargestellt, zu dem die Fahrzeugsteuerung, die das Fahrzeug autonom bzw. hochautomatisch führt, eine Übernahmeanforderung der Fahrzeugsteuerung durch den Fahrer (Übernahmeaufforderung) ausgegeben hat. Im weiteren Zeitablauf wird zum Zeitpunkt 17 das Ereignis B dargestellt, zu dem der Fahrer die Fahrzeugkontrolle durch seinen manuellen Eingriff übernommen hat. Diese Zeitdauer, die zwischen dem Ereignis A und dem Ereignis B benötigt wurde, kann als Übernahmezeitdauer 19 bezeichnet werden und ist im Fall einer Unfallrekonstruktion von besonderem Interesse, da die Übernahmeaufforderung rechtzeitig vor einem möglichen Kollisionszeitpunkt ausgegeben werden muss und der Fahrer innerhalb einer maximalen Zeitdauer auch die Kontrolle übernommen haben muss. Zum Zeitpunkt 18 ist das Ereignis C dargestellt, das die Kollisionserkennung durch Auslösung eines Insassenschutzsystems repräsentiert. Um eine genaue Rekonstruktion dieser Daten zu ermöglichen ist es notwendig, dass die Zeitdaten der verschiedenen Steuergeräte 2, 7, 8 eine gemeinsame Zeitbasis haben. Hierzu müssen die Zeitgeber dieser Steuergeräte 2, 7, 8 synchronisiert werden, beispielsweise indem ein Zeitsignal auf dem Kommunikationsbus 1 vorhanden ist, das als Synchronisationsbasis dient.
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Alternativ ist es auch möglich, dass beispielsweise das Steuergerät 2 zur Sensorauswertung sein Zeitsignal auf den Kommunikationsbus ausgibt und sich die anderen Steuergeräte 7, 8 an diesem Zeitsignal synchronisieren.
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Bei der Unfallrekonstruktion ist zu klären, ob der Fahrer oder das automatische Fahrzeugführungssystem die Kontrolle über das Fahrzeug hatte, wobei hierzu die drei Ereigniszeitpunkte A, B und C auszuwerten sind. Hierzu ist es notwendig, dass das Übernahmesignal der automatischen Fahrzeugsteuerung an den Fahrer nicht zu spät ausgegeben wurde. Beispielsweise muss die Zeitdauer zwischen Ereignis A 16 und Ereignis C 18 mindestens zwei Sekunden betragen. Ist diese Zeitdauer zwischen Ereignis A und Ereignis C zu lang, so kommt die Übernahmeaufforderung zu früh, wodurch die Akzeptanz der automatischen Fahrzeugführung durch den Fahrer abnimmt. Weiterhin muss die Übernahme der Fahrzeugsteuerung durch den Fahrer rechtzeitig erfolgen, da ansonsten der Fahrer eine Kollision nicht mehr vermeiden kann. Dabei sollte die Zeitdauer zwischen dem Ereignis B und dem Ereignis C mindestens zwei Sekunden betragen. Erfolgt die Fahrerübernahme zu kurz vor der Kollisionserkennung, so kann der Fahrer nicht mehr reagieren und der Fahrer dadurch nicht mehr für einen entstandenen Schaden haftbar gemacht werden. Wenn die Zeitdauer zwischen Ereignis A und Ereignis C mehr als 2 Sekunden beträgt und gleichzeitig die Zeitdauer zwischen Ereignis B und Ereignis C ebenfalls größer 2 Sekunden beträgt, dann kommt die Übernahmeaufforderung zum Zeitpunkt A durch die automatische Fahrzeugsteuerung ausreichend früh und der Fahrer übernimmt die Fahrzeugkontrolle rechtzeitig.
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Wird durch die Kollisionserkennungseinrichtung 7 eine Kollision gemäß Ereignis C erkannt, so werden die im Ringspeicher abgelegten Daten eingefroren, so dass diese nicht mehr überschrieben werden können. Weiterhin können zu den gesammelten Informationen in der Speichereinrichtung 14 eine Sequenz von Bildern einer möglicherweise vorhandenen Frontkamera des Fahrzeugs gespeichert werden. Ebenfalls ist es möglich, weitere Daten aus anderen Sensoren, die für das autonome Fahren bzw. das hochautomatisierte Fahren verwendet werden, oder die die Kollisionssituation beschreiben, abzuspeichern. Weiterhin möglich ist es, die letzten Befehle an relevante Komponenten des autonom fahrenden Fahrzeugs oder des hochautomatisiert fahrenden Fahrzeugs wie Signale an die Motorsteuerung, die Bremsanlage oder die Lenkeinrichtungen in der Speichereinrichtung 14 abzuspeichern und einzufrieren.
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Alternativ kann die Steuereinrichtung 2 auch eine Teilfunktion des Steuergeräts 7 der Kollisionserkennungseinrichtung sein oder im Steuergerät 8, die beispielsweise als Head-Unit oder Zentralrechner eines automatisierten Fahrzeugführungssystems ausgeführt sein kann, realisiert sein.
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In 4 ist ein beispielhaftes Ablaufdiagramm dargestellt, das in Schritt 20 beginnt. Dabei kann dieser Startschritt 20 ausgeführt werden, wenn beispielsweise ein automatisches Fahrzeugführungssystem für eine hochautomatisierte Fahrzeugführung oder eine autonome Fahrzeugführung aktiviert wird. Alternativ ist auch möglich, diesen Startschritt 20 auszuführen, wenn das Fahrzeug gestartet wird.
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Im anschließenden Schritt 21 wird der Status des Fahrbetriebs erfasst, indem festgestellt wird, ob das Fahrzeug momentan in einem autonomen Fahrbetrieb bzw. einem hochautomatisierten Fahrbetrieb oder einem manuellen Fahrbetrieb betrieben wird.
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Diese Information kann beispielsweise als Statusbit repräsentiert werden. Im darauffolgenden Schritt 22 werden Sensorsignale erfasst, mittels denen eine Fahreraktivität erkennbar ist. So können hierzu ein Lenkradsensor 3, ein Fahrpedalsensor 4, ein Bremspedalsensor 5 oder ein Kupplungssensor 6 ausgewertet werden und dabei festgestellt werden, ob der Fahrer momentan das Fahrzeug führt oder die Fahrzeugführung übernehmen möchte.
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Im darauffolgenden Schritt 23 wird das Eingangssignal aus einer Kollisionserkennungseinrichtung ausgewertet, mittels der festgestellt wird, ob eine Kollision stattgefunden hat oder eine unausweichbare Kollision bevorsteht.
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Im folgenden Schritt 24 wird werden die Daten kontinuierlich in den Ringspeicher geschrieben. Ist der Speicher des Ringspeichers voll, so werden die ältesten, abgelegten Daten mit neuen Daten überschrieben, so dass immer die aktuellesten Daten in der Speichereinrichtung 14 abgelegt sind.
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Im Schritt 25 wird das Eingangssignal der Kollisionserkennungseinrichtung oder das Kollisionserkennungssignal einer Umfeldsensorik ausgewertet und bei Vorliegen einer Kollision oder einer bevorstehenden Kollision verzweigt Schritt 25 nach ja und wird in Schritt 26 fortgeführt. Ist keine Kollision erfolgt oder ist keine Kollision bevorstehend, so verzweigt Schritt 24 nach nein und das Verfahren wird in Schritt 21 weitergeführt, indem der Status des Fahrbetriebs erneut erfasst wird.
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Wird in Schritt 25 eine Kollision oder eine bevorstehende Kollision erkannt, so werden im folgenden Schritt 26 die momentan im Ringspeicher befindlichen Daten eingefroren, so dass diese gegen Aktualisierung, Löschen oder Veränderung gesichert sind. Alternativ ist es auch möglich, dass die kontinuierlich abzuspeichernden Daten in Schritt 24 in einen flüchtigen Speicher, beispielsweise auch einen Ringspeicher, geschrieben werden und falls in Schritt 25 eine Kollision erkannt wurde oder eine bevorstehende Kollisionssituation erkannt wurde, die Daten des flüchtigen Speichers in einen nicht-flüchtigen Speicher geschrieben werden und damit ebenfalls gegen Veränderung wie Löschen, Überschreiben oder Verändern geschützt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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