DE102018200761A1

DE102018200761A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Anpassung einer Rückübernahme eines automatisch betriebenen Fahrzeugs durch den Fahrer

Info

Publication number: DE102018200761A1
Application number: DE102018200761.6A
Authority: DE
Inventors: Jochen STAACK; Marlon Ramon Ewert; Markus Becker
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-01-18
Filing date: 2018-01-18
Publication date: 2019-07-18

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anpassung (100) einer Rückübernahme einer manuellen Kontrolle über ein automatisch betriebenes Fahrzeug durch einen Fahrer. Hierbei wird zunächst ein Signal zur Rückübernahme der manuellen Kontrolle über das automatisch betriebene Fahrzeug erfasst (10). Daraufhin werden Betriebsgrößen des Fahrzeugs in Abhängigkeit von dem erfassten Signal zur Rückübernahme erfasst (20). Folgend wird ein Risiko einer Übersteuerung des Fahrzeugs bei der Rückübernahme der manuellen Kontrolle in Abhängigkeit von den erfassten Betriebsgrößen des Fahrzeugs ermittelt (80). Dann folgt die Anpassung (100) von die Rückübernahme der manuellen Kontrolle charakterisierenden Betriebsparametern des Fahrzeugs in Abhängigkeit des ermittelten Risikos einer Übersteuerung. Weiterhin betrifft die Erfindung auch eine Recheneinheit zur Durchführung des Verfahrens und ein Fahrzeug mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1. Weiterhin betrifft die Erfindung auch eine Recheneinheit zur Durchführung des Verfahrens und ein Fahrzeug mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Im Zusammenhang mit Parkmanövern ist aus dem Dokument DE 10 2010 031 672 A1 ein Verfahren bekannt, bei dem ein Fahrzeug ein Fahrmanöver automatisch ausführt. Um zu verhindern, dass der Fahrer des Fahrzeugs bei der Rückübernahme der Steuerung das Lenkrad beispielsweise zu ruckartig rumreißt und es damit zu einer Kollision mit einem anderen Fahrzeug kommt, ist hierbei vorgesehen, dass der Fahrer vor und/oder während der Rückübergabe Informationen über die Umgebung des Fahrzeugs und geeignete Lenkeinstellungen erhält.
Aus dem Dokument DE 10 2010 042 048 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem eine Steuerung eines automatisch betriebenen Fahrzeugs nur dann während eines Parkmanövers an einen Fahrer zurück übergeben wird, wenn sichergestellt werden kann, dass hierbei keine Gefährdung der Umgebung auftritt. So wird beispielsweise die Steuerung während des Parkmanövers nicht wieder an den Fahrer zurück übergeben, wenn festgestellt wird, dass sich durch das Treten des Gaspedals eine solche Beschleunigung des Fahrzeugs ergibt, dass das Fahrzeug hierbei auf ein anderes Fahrzeug auffahren würde.
Während der Fahrt eines Fahrzeugs beispielsweise auf einer Autobahn treten jedoch andere Längs- und/oder Querkräfte auf, als während eines oft im Schritttempo durchgeführten Parkmanövers.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Anpassung einer Rückübernahme einer manuellen Kontrolle über ein automatisch betriebenes Fahrzeug durch einen Fahrer zu entwickeln, welches auch diese unterschiedlichen Längs- und/oder Querkräfte mitberücksichtigt.
Offenbarung der Erfindung
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren gemäß des unabhängigen Anspruchs 1 vorgeschlagen. Außerdem werden eine Recheneinheit zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und ein Fahrzeug mit der erfindungsgemäßen Recheneinheit vorgeschlagen.
In einem ersten Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Signal zur Rückübernahme der manuellen Kontrolle über das automatisch betriebene Fahrzeug erfasst. Bei dem Signal kann es sich beispielsweise um ein Signal handeln, welches der Fahrer des Fahrzeugs beispielsweise mittels eines Eingabegeräts manuell erzeugt. Entsprechend wünscht sich der Fahrer hierbei eine Rückübernahme der Steuerung des aktuell noch automatisch betriebenen Fahrzeugs. Es kann sich aber auch beispielsweise um ein automatisch erzeugtes Signal handeln, welches zum Beispiel in bestimmten Zeitabständen automatisch erzeugt wird, um die Aufmerksamkeit des Fahrers auf das Fahrgeschehen weiterhin zu sichern. Der Fahrer wird also in diesem Fall in gewissen Zeitabständen immer wieder aufgefordert, die manuelle Kontrolle des Fahrzeugs zu übernehmen. In beiden Fällen kann es sein, dass der Fahrer bei Rückübernahme die vollständige Kontrolle des Fahrzeugs wieder übernehmen würde. Alternativ kann es aber auch beispielsweise möglich sein, dass der Fahrer nur eine teilweise Kontrolle über das Fahrzeug zurück übernimmt. In diesem Fall könnte der Fahrer beispielsweise nach der Rückübernahme nur die Quer- und/oder Längsführung wieder zurückübernehmen. In Abhängigkeit des erfassten Signals zur Rückübernahme werden in einem folgenden Verfahrensschritt Betriebsgrößen des Fahrzeugs erfasst. Betriebsgrößen bezeichnen in diesem Fall Größen, welche den aktuellen Betrieb des Fahrzeugs kennzeichnen. In Abhängigkeit der erfassten Betriebsgrößen des Fahrzeugs wird dann in einem folgenden Verfahrensschritt ein Risiko einer Übersteuerung des Fahrzeugs während der Rückübernahme der manuellen Kontrolle über das Fahrzeug durch den Fahrer ermittelt. Ein Übersteuern kennzeichnet hierbei das Verhalten eines Fahrzeugs, welches aufgrund der durch einen Lenkeinschlag erzeugten Längs- und Querkräfte droht, mit dem Heck auszubrechen. Daraufhin folgt die Anpassung von die Rückübernahme der manuellen Kontrolle charakterisierenden Betriebsparameter des Fahrzeugs in Abhängigkeit des ermittelten Risikos einer Übersteuerung. Mit den die Rückübernahme der manuellen Kontrolle charakterisierenden Betriebsparametern sind solche Parameter gemeint, welche bei der Rückübernahme der manuellen Kontrolle von dem Fahrer direkt eingestellt werden können. Kann der Fahrer beispielsweise nur die Längsführung des Fahrzeugs bei Rückübernahme der manuellen Kontrolle wieder kontrollieren, so kann mit dem Betriebsparameter beispielsweise die Geschwindigkeit des Fahrzeugs gemeint sein. Kann der Fahrer die Querführung des Fahrzeugs bei Rückübernahme der manuellen Kontrolle wieder kontrollieren, so kann mit dem Betriebsparameter beispielsweise der Lenkwinkel des Fahrzeugs gemeint sein.
Vorzugsweise wird zur Ermittlung des Risikos einer Übersteuerung des Fahrzeugs zusätzlich die Aufmerksamkeit des Fahrers bei der Rückübernahme des Fahrzeugs erfasst. Je größer die Aufmerksamkeit des Fahrers bei der Rückübernahme der manuellen Kontrolle über das automatisch betriebene Fahrzeug ist, desto geringer ist auch die Gefahr der Übersteuerung bei der Rückübernahme der manuellen Kontrolle. Bei hoher Aufmerksamkeit des Fahrers ist das Risiko geringer, dass der Fahrer beispielsweise das Lenkrad schreckhaft ruckartig herumreißt, sodass das Fahrzeug daraufhin übersteuert. Hierbei wäre es auch vorstellbar, dass die Aufmerksamkeit des Fahrers nur während einer definierte Zeit vor der Erfassung des in diesem Fall automatisch erzeugten Signals zur Rückübernahme der manuellen Kontrolle erfasst wird.
Vorzugsweise werden zusätzlich Bewegungsdaten von weiteren Fahrzeugen im Umfeld des automatisch betriebenen Fahrzeugs erfasst. Die empfangenen Bewegungsdaten repräsentieren hierbei eine Bewegung der weiteren Fahrzeuge relativ zu dem automatisch betriebenen Fahrzeug. Im Folgenden erfolgt das ermittelte Risiko einer Übersteuerung des Fahrzeugs bei der Rückübernahme der manuellen Kontrolle über das Fahrzeug zusätzlich in Abhängigkeit von den von den weiteren Fahrzeugen erfassten Bewegungsdaten. Ein weiteres Fahrzeug, welches sich beispielsweise direkt vor dem automatisch betriebenen Fahrzeug befindet und stark abbremsen muss, erzeugt beispielsweise ein hohes Risiko der Übersteuerung des Fahrzeugs, da der Fahrer hierbei das Lenkrad rumreißen wird, um dem abbremsenden Fahrzeug auszuweichen. Die Bewegungsdaten der weiteren Fahrzeuge können hierbei beispielsweise mittels Car-to-X Kommunikationsverbindung übertragen werden.
Bevorzugt ist weiterhin vorgesehen, dass eine Fahrt des automatisch betriebenen Fahrzeugs innerhalb einer Fahrzeugkolonne erkannt wird. Eine solche Kolonnenfahrt bedeutet, dass die Fahrzeuge innerhalb der Kolonne einem Leitfahrzeug bei geringem Abstand automatisch betrieben folgen und kann beispielsweise mittels einer Car-to-X Kommunikationsverbindung zu den weiteren in der Kolonne befindlichen, ebenfalls automatisch betriebenen Fahrzeugen erkannt werden. Das Risiko einer Übersteuerung des Fahrzeugs bei einer Rückübernahme der manuellen Kontrolle über das Fahrzeug durch den Fahrer kann folgend zusätzlich in Abhängigkeit der erkannten Kolonnenfahrt des automatisch betriebenen Fahrzeugs ermittelt werden. Dem Fahrer des Fahrzeugs kann der Abstand der Fahrzeuge innerhalbe der Kolonnen beispielsweise zu klein vorkommen, wodurch er das Lenkrad herumreißt, um das Fahrzeug aus der Kolonne zu bewegen. In dieser Situation kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Fahrer erst wieder das Fahrzeug manuell kontrollieren kann, wenn das automatisch betriebene Fahrzeug die Kolonne sicher verlassen hat. Eine plötzliche Richtungsänderung des Fahrzeugs infolge des Rumreißens des Lenkrads durch den Fahrer und ein folgendes mögliches Übersteuern des Fahrzeugs während einer Kolonnenfahrt kann somit verhindert werden. Bevorzugt werden zur Ermittlung des Risikos der Übersteuerung des Fahrzeugs zusätzlich die Geschwindigkeit des Fahrzeugs und ein Lenkwinkel des Fahrzeugs als Betriebsgrößen des Fahrzeugs erfasst. In Abhängigkeit der erfassten Geschwindigkeit und des Lenkwinkels wird daraufhin ein Ist-Schwimmwinkel, also der aktuell vorliegende Schwimmwinkel, des Fahrzeugs ermittelt. Der Schwimmwinkel bezeichnet hierbei den Winkel, der sich zwischen der Fahrzeugmittelebene und der Trajektorie des Fahrzeugs bildet. Er lässt sich beispielsweise über folgende Formel berechnen, wobei β dem Schwimmwinkel, v_x der Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs und v_y der Quergeschwindigkeit des Fahrzeugs entspricht: $β = a r c t a n \frac{v_{y}}{v_{x}}$
Zusätzlich zu dem Ist-Schwimmwinkel wird außerdem der Grenz-Schwimmwinkel in Abhängigkeit der erfassten Geschwindigkeit und des Lenkwinkels des Fahrzeugs ermittelt. Der Grenz-Schwimmwinkel bezeichnet den Schwimmwinkel, ab welchem das Fahrzeug beginnt zu übersteuern und das Heck des Fahrzeugs ausbricht. In diesem Zusammenhang kann beispielsweise auch die Fahrbahnbeschaffenheit eine Rolle spielen und erfasst werden. Der Ist-Schwimmwinkel wird in einem folgenden Verfahrensschritt mit dem Grenz-Schwimmwinkel verglichen. Wird hierbei beispielsweise festgestellt, dass der Ist-Schwimmwinkel annährend so groß ist wie der Grenz-Schwimmwinkel, so ist das daraus ermittelte Risiko der Übersteuerung des Fahrzeugs als relativ hoch anzusehen.
Bevorzugt wird zur Ermittlung des Grenz-Schwimmwinkels zusätzlich die aktuell vorliegende Bremskraft des Fahrzeugs als Betriebsgröße des Fahrzeugs erfasst. Je größer die vorliegende Bremskraft ist, desto kleiner wird der Grenz-Schwimmwinkel, da das Fahrzeug schon bei kleinen Schwimmwinkeln im Vergleich zu einer ungebremsten Fahrt übersteuern kann. Mit der Einbeziehung der Bremskraft wird die Beurteilung des Risikos der Übersteuerung des Fahrzeugs also noch genauer.
Vorzugsweise wird die Rückübernahme des Fahrzeugs durch den Fahrer derart angepasst, dass der Ist-Schwimmwinkel unterhalb des Grenz-Schwimmwinkels verbleibt. Somit kann immer sichergestellt werden, dass der Fahrer das Fahrzeug bei der Rückübernahme der manuellen Kontrolle nicht übersteuert. Alternativ wird die Rückübernahme des Fahrzeugs durch den Fahrer derart angepasst, dass das Verhältnis von Ist-Schwimmwinkel zu Grenz-Schwimmwinkel unterhalb eines ersten Schwellenwerts verbleibt. Dieser erste Schwellenwert kann beispielsweise einen Wert repräsentieren, oberhalb dessen das Risiko der Übersteuerung des Fahrzeugs exponentiell ansteigt. Die Sicherheit des Verfahrens wird somit erhöht.
Bevorzugt wird die Rückübernahme der manuellen Kontrolle über das automatisch betriebene Fahrzeug durch den Fahrer derart angepasst, dass ein manueller Eingriff verhindert wird. Bei dem manuellen Eingriff kann es sich beispielsweise um einen manuellen Lenkeingriff und/oder manuellen Bremseingriffs und/oder manuellen Geschwindigkeitseingriff handeln. Somit wird das Fahrzeug entsprechend weiterhin automatisch betrieben und eine manuelle Kontrolle bleibt dem Fahrer, zumindest für den Moment, untersagt. Es wird somit beispielsweise verhindert, dass der Fahrer bei der Rückübernahme schreckhaft zum Lenkrad greift und dieses herumreißt. Vorzugsweise ist in diesem Zusammenhang weiterhin vorgesehen, dass die Verfügbarkeit von am Fahrzeug angeordneten Sensoreinheiten geprüft wird und diese Überprüfung bei der Anpassung der manuellen Rückübernahme der manuellen Kontrolle berücksichtigt wird. Wird beispielweise festgestellt, wird, dass die Sensoreinheiten, deren erfasste Umfelddaten das autonome Fahren ermöglichen, derzeit eine hohe Verfügbarkeit aufweisen und entsprechend die Trajektorie des autonomen Fahrzeugs problemlos gefahren werden kann, wird dem Fahrer ein manueller Eingriff untersagt. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass dem Fahrer nur für eine Übergangszeit von beispielsweise 10 Sekunden die manuelle Kontrolle des Fahrzeugs untersagt bleibt. Anschließend kann der Fahrer die manuelle Kontrolle des Fahrzeugs wieder übernehmen. Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass bei der Rückübernahme der manuellen Kontrolle über das automatisch betriebene Fahrzeug durch den Fahrer eine Gaspedalkennlinie des Fahrzeugs und/oder eine Bremspedalkennlinie des Fahrzeugs und/oder eine Lenkwinkelkennlinie des Fahrzeugs in Abhängigkeit des ermittelten Übersteuerungsrisikos eingestellt wird. Somit wird erreicht, dass die Rückübernahme der manuellen Kontrolle durch den Fahrer nur innerhalb eines hinsichtlich einer Übersteuerung des Fahrzeugs nicht sicherheitskritischen Bereichs erzeugt wird. Es wird somit beispielsweise verhindert, dass der Fahrer durch ein plötzliches Herumreißen des Lenkrads das Fahrzeug zum Übersteuern bringt. Die steuerbaren Räder des Fahrzeugs würden in diesem Fall entsprechend der eingestellten Lenkwinkelkennlinie in einem relativ zu dem durch den Fahrer eingeschlagenen Lenkwinkel kleineren Winkel eingelegt. Auch kann beispielsweise verhindert werden, dass der Fahrer zu schnell beschleunigt oder zu stark abbremst.
Bevorzugt wird in einem zusätzlichen Verfahrensschritt eine Zeitdauer in Abhängigkeit des erfassten Signals zur Rückübernahme des automatisch betriebenen Fahrzeugs durch den Fahrer erfasst. In einem folgenden Verfahrensschritt folgt das Aufheben der Anpassung von die Rückübernahme der manuellen Kontrolle charakterisierenden Betriebsparameter des Fahrzeugs, falls die erfasste Zeit einen zweiten Schwellenwert überschreitet. Somit kann abgesichert werden, dass der Fahrer nach einer gewissen Übergangszeit wieder manuelle Kontrolle über das automatisch betriebene Fahrzeug hat. In diesem Zusammenhang ist vorzugsweise weiterhin vorgesehen, dass der Fahrer zeitlich vor der Erfassung eines Signals zur Rückübernahme der manuellen Kontrolle akustische Signale erhält, welche seine Aufmerksamkeit auf die Fahrsituation lenken. Die Aufmerksamkeit des Fahrers wird somit sichergestellt und der Fahrer könnte beispielsweise in einer kürzeren Übergangszeit das Fahrzeug wieder übernehmen.
Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass eine aktuelle Position des Fahrzeugs mit Kartendaten, insbesondere mit Daten einer digitalen Karte abgeglichen wird. Die Position des Fahrzeugs auf der Karte kann beispielsweise mittels GPS-Daten des Fahrzeugs ermittelt werden. Bei den Kartendaten kann es sich um Kartendaten eines Navigationssystems des Fahrzeugs handeln. Die Kartendaten können jedoch auch von einem externen Server zur Verfügung gestellt werden und mittels einer Empfangseinheit des Fahrzeugs empfangen werden. Die Ermittlung des Risikos der Übersteuerung des Fahrzeugs bei der Rückübernahme der manuellen Kontrolle über das Fahrzeug durch den Fahrer kann in Abhängigkeit der empfangenen Kartendaten ermittelt werden. Es kann somit beispielsweise ermittelt werden, ob das Signal zur Rückübernahme der manuellen Kontrolle zu einem Zeitpunkt erfasst wird, in der sich eine Kurve vor dem Fahrzeug befindet. In dieser Situation ist das Risiko hoch, dass der Fahrer bei Rückübernahme der manuellen Kontrolle das Lenkrad ruckartig herumreißt, sodass das Fahrzeug in der Kurve übersteuert.
Erfindungsgemäß wird weiterhin eine Recheneinheit zur Ausführung des zuvor beschriebenen Verfahrens vorgeschlagen. Außerdem wird ein Fahrzeug mit der erfindungsgemäßen Recheneinheit vorgeschlagen. Das Fahrzeug weist weiterhin eine Signalerfassungseinheit auf, welche dazu ausgebildet ist, ein Signal zur Rückübernahme der manuellen Kontrolle über das automatisch betriebene Fahrzeug zu erfassen. Zusätzlich weist das Fahrzeug wenigstens eine erste Sensoreinheit auf, welche dazu ausgebildet ist, Betriebsgrößen des Fahrzeugs in Abhängigkeit von dem mittels der Signalerfassungseinheit erfassten Signals zur Rückübernahme der manuellen Kontrolle zu erfassen. Bei der wenigstens einen ersten Sensoreinheit kann es sich beispielsweise um einen Lenkwinkelsensor und/oder einen Geschwindigkeitssensor und/oder einen Bremskraftsensor handeln. Die Recheneinheit ist in diesem Zusammenhang dazu ausgebildet, ein Risiko einer Übersteuerung des Fahrzeugs bei der Rückübernahme der manuellen Kontrolle über das Fahrzeug durch den Fahrer in Abhängigkeit von den mittels der wenigstens einen ersten Sensoreinheit erfassten Betriebsgrößen des Fahrzeugs zu ermitteln. Zusätzlich ist die Recheneinheit dazu ausgebildet, die die Rückübernahme der manuellen Kontrolle charakterisierenden Betriebsparameter des Fahrzeugs in Abhängigkeit des ermittelten Risikos einer Übersteuerung anzupassen.
Das Fahrzeug weist vorzugsweise weiterhin ein Gaspedal und/oder ein Bremspedal und/oder ein Lenkrad auf. In diesem Zusammenhang ist die Recheneinheit weiterhin dazu ausgebildet, eine Gaspedalkennlinie und/oder eine Bremspedalkennline und/oder eine Lenkwinkelkennlinie in Abhängigkeit des ermittelten Übersteuerungsrisikos einzustellen.
Bevorzugt weist das Fahrzeug weiterhin eine Uhr auf, welche dazu ausgebildet ist, eine Zeitdauer in Abhängigkeit des mittels der Signalerfassungseinheit erfassten Signals zur Rückübernahme des automatisch betriebenen Fahrzeugs durch den Fahrer zu erfassen. In diesem Zusammenhang ist die Recheneinheit weiterhin dazu ausgebildet die Anpassung von die Rückübernahme der manuellen Kontrolle charakterisierenden Betriebsparameter des Fahrzeugs zu stoppen, falls die erfasste Zeitdauer einen zweiten Schwellenwert überschreitet.
Weiterhin weist das Fahrzeug vorzugsweise eine Empfangseinheit auf, welche dazu ausgebildet, Kartendaten von einem externen Server zu empfangen. Die Recheneinheit ist in diesem Zusammenhang dazu ausgebildet, das Risiko der Übersteuerung des Fahrzeugs bei der Rückübernahme der manuellen Kontrolle über das Fahrzeug durch den Fahrer in Abhängigkeit von den erfassten Kartendaten zu ermitteln.
Weiterhin weist das Fahrzeug vorzugsweise einen Lautsprecher auf, welcher dazu ausgebildet ist, dem Fahrer zeitlich vor der Erfassung des Signals zur Rückübernahme der manuellen Kontrolle akustische Signale zu senden, welche seine Aufmerksamkeit auf die Fahrsituation lenken.
Figurenliste

1a zeigt eine erste Ausführungsform des Verfahrens zur Anpassung einer Rückübernahme einer manuellen Kontrolle über ein automatisch betriebenes Fahrzeug durch einen Fahrer.
1b zeigt eine zweite Ausführungsform des Verfahrens zur Anpassung einer Rückübernahme einer manuellen Kontrolle über ein automatisch betriebenes Fahrzeug durch einen Fahrer.
2 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Recheneinheit zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach Figur la.
3 zeigt schematisch ein Fahrzeug mit der erfindungsgemäßen Recheneinheit

Ausführungsbeispiele
Figur la stellt eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Anpassung einer Rückübernahme einer manuellen Kontrolle über ein automatisch betriebenes Fahrzeug durch einen Fahrer in Form eines Ablaufdiagramms dar.
Hierbei wird in einem ersten Verfahrensschritt 10 geprüft, ob ein Signal zur Rückübernahme der manuellen Kontrolle über das automatisch betriebene Fahrzeug erfasst werden kann. Wird hierbei kein Signal erfasst, wird das Verfahren von vorne gestartet oder alternativ beendet. Wird jedoch ein solches Signal erfasst, so werden in einem folgenden Verfahrensschritt 20 Betriebsgrößen des Fahrzeugs erfasst. Daraufhin wird in einem folgenden Verfahrensschritt 80 ein Risiko einer Übersteuerung des Fahrzeugs bei der Rückübernahme der manuellen Kontrolle über das Fahrzeug durch den Fahrer in Abhängigkeit von den erfassten Betriebsgrößen des Fahrzeugs ermittelt. In einem folgenden Verfahrensschritt 90 wird geprüft, ob das ermittelte Übersteuerungsrisiko einen bestimmten dritten Schwellenwert übersteigt. Wird der dritte Schwellenwert hierbei nicht überschritten, so deutet dies auf eine ungefährliche Situation bei der Rückübernahme hinsichtlich möglicher Übersteuerung des Fahrzeugs hin. Das Verfahren wird daraufhin von vorne gestartet oder alternativ beendet. Wird jedoch der dritte Schwellenwert hierbei überschritten, so deutet dies auf ein aktuell zu hohes Übersteuerungsrisiko hin. Es folgt daraufhin in einem Verfahrensschritt 100 die Anpassung von die Rückübernahme der manuellen Kontrolle charakterisierenden Betriebsparameter des Fahrzeugs. Daraufhin wird das Verfahren beendet.
Optional werden in einem Verfahrensschritt 25 Daten von weiteren Fahrzeugen, beispielsweise über eine Car-to-X Kommunikationsverbindung, erfasst. Die empfangenen Daten repräsentieren hierbei eine Bewegung der weiteren Fahrzeuge relativ zu dem automatisch betriebenen Fahrzeug. Im Folgenden erfolgt das ermittelte Risiko einer Übersteuerung des Fahrzeugs bei der Rückübernahme der manuellen Kontrolle über das Fahrzeug zusätzlich in Abhängigkeit von den von den weiteren Fahrzeugen erfassten Daten
Optional wird in einem Verfahrensschritt 30 zusätzlich die Aufmerksamkeit des Fahrers erfasst. Die erfasste Aufmerksamkeit wird folgend bei der Ermittlung des Übersteuerungsrisikos in Verfahrensschritt 80 mit berücksichtigt.
Weiterhin optional werden in Verfahrensschritt 20 als Betriebsgrößen die Geschwindigkeit und der Lenkwinkel des Fahrzeugs erfasst. Daraufhin wird in einem optionalen Verfahrensschritt 40 ein Ist-Schwimmwinkels des Fahrzeugs in Abhängigkeit der erfassten Geschwindigkeit und des Lenkwinkels erfasst. In einem folgenden Verfahrensschritt 50 wird ein Grenz-Schwimmwinkels des Fahrzeugs in Abhängigkeit der erfassten Geschwindigkeit und des Lenkwinkels ermittelt. In einem folgenden Verfahrensschritt 70 wird der Ist-Schwimmwinkel mit dem Grenz-Schwimmwinkel verglichen. Wird hierbei festgestellt, dass der Ist-Schwimmwinkel aktuell nicht zu groß ist, so wird das Verfahren von vorne gestartet oder alternativ beendet. Wird hierbei jedoch festgestellt, dass der Ist-Schwimmwinkel aktuell zu groß ist, kann daraus in Schritt 80 ein hohes Übersteuerungsrisiko abgeleitet werden. In diesem Zusammenhang kann in einem optionalen Verfahrensschritt 100 die Rückübernahme des Fahrzeugs durch den Fahrer derart angepasst werden, dass der Ist-Schwimmwinkel unterhalb des Grenz-Schwimmwinkels verbleibt. Alternativ kann in Verfahrensschritt 100 die Rückübernahme des Fahrzeugs durch den Fahrer derart angepasst werden, dass das Verhältnis von Ist-Schwimmwinkel zu Grenz-Schwimmwinkel unterhalb eines ersten Schwellenwerts verbleibt. In beiden Fällen kann in Verfahrensschritt 20 zusätzlich die Bremskraft des Fahrzeugs als Betriebsgröße des Fahrzeugs erfasst werden und diese bei der Ermittlung des Grenz-Schwimmwinkels in Verfahrensschritt 50 mit berücksichtigt werden.
Weiterhin optional wird in Verfahrensschritt 100 die Rückübernahme der manuellen Kontrolle über das automatisch betriebene Fahrzeug durch den Fahrer derart angepasst, dass ein manueller Eingriff verhindert wird, falls das Risiko der Übersteuerung des Fahrzeugs zu groß ist. Bei dem manuellen Eingriff kann es sich beispielsweise um einen manuellen Lenkeingriff und/oder manuellen Bremseingriffs und/oder manuellen Geschwindigkeitseingriff handeln. Alternativ kann optional in Verfahrensschritt 100 bei der Rückübernahme der manuellen Kontrolle über das automatisch betriebene Fahrzeug durch den Fahrer eine Gaspedalkennlinie des Fahrzeugs und/oder eine Bremspedalkennlinie des Fahrzeugs und/oder eine Lenkwinkelkennlinie des Fahrzeugs eingestellt werden, falls das Risiko der Übersteuerung des Fahrzeugs zu groß ist.
Optional wird weiterhin in einem auf den Verfahrensschritt 10 folgenden Verfahrensschritt 15 eine Zeitdauer erfasst, falls in Verfahrensschritt 10 ein erfasstes Signal zur Rückübernahme festgestellt wurde. In diesem Zusammenhang wird in einem auf den Verfahrensschritt 100 folgenden Verfahrensschritt 110 geprüft, ob eine Zeitschwelle überschritten wird. Wird die Zeitdauer hierbei nicht überschritten, so wird die Anpassung in Verfahrensschritt 100 fortgesetzt. Wird die Zeitdauer jedoch überschritten, so wird in einem Verfahrensschritt 120 die Anpassung von die Rückübernahme der manuellen Kontrolle charakterisierenden Betriebsparameter des Fahrzeugs aufgehoben.
1b stellt eine zweite Ausführungsform des Verfahrens zur Anpassung einer Rückübernahme einer manuellen Kontrolle über ein automatisch betriebenes Fahrzeug durch einen Fahrer in Form eines Ablaufdiagramms dar.
Hierbei wird im Unterschied zu der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem auf den Verfahrensschritt 20 folgenden Verfahrensschritt 35 geprüft, ob das Fahrzeug derzeit in einen sicheren Zustand versetzt wird. Das bedeutet beispielsweise, dass das Fahrzeug derzeit automatisch an eine sichere Position am Fahrbahnrand geleitet wird, wenn derzeit ein Betriebsproblem am Fahrzeug vorliegt. Ein solches Betriebsproblem liegt beispielsweise vor, wenn die Umfeldsensoren oder das VPMS des Fahrzeugs defekt sind. Falls das Fahrzeug derzeit nicht in einen sicheren Zustand versetzt wird, wird das Verfahren von vorne gestartet oder alternativ beendet. Wird jedoch in Verfahrensschritt 35 festgestellt, dass das Fahrzeug derzeit in einen sicheren Zustand versetzt wird, so erfolgt in Verfahrensschritt 105 eine Anpassung von die Rückübernahme der manuellen Kontrolle charakterisierenden Betriebsparameter des Fahrzeugs. Die Rückübernahme der manuellen Kontrolle über das automatisch betriebene Fahrzeug durch den Fahrer wird hierbei beispielsweise derart angepasst, dass ein manueller Eingriff, insbesondere manueller Lenkeingriff und/oder manueller Bremseingriffs und/oder manueller Geschwindigkeitseingriff, verhindert wird. So könnte verhindert werden, dass der Fahrer das Fahrzeug, an welchem ein Betriebsproblem vorliegt, weiterhin manuell steuert und somit eventuell ein Unfall herbeiführen würde. Daraufhin wird das Verfahren beendet.
In einem optionalen Verfahrensschritt 115 wird geprüft, ob das Fahrzeug den sicheren Zustand erreicht hat. Beispielsweise würde dieser sichere Zustand dem Erreichen der sicheren Position am Fahrbahnrand entsprechen. Ist dieser sichere Zustand noch nicht erreicht, wird die Anpassung in Verfahrensschritt 105 fortgesetzt. Ist das Fahrzeug jedoch mittlerweile in dem sicheren Zustand angekommen, so wird in einem optionalen Verfahrensschritt 125 die Anpassung aufgehoben, da das Fahrzeug in diesem Zustand kein Sicherheitsrisiko mehr für den Straßenverkehr darstellt. In einem folgenden optionalen Verfahrensschritt 135 wird die automatische Fahrfunktion ausgeschaltet. In einem darauf folgenden Verfahrensschritt 145 wird geprüft, ob die Hardwarekomponenten und/oder Softwarekomponenten des Fahrzeugs ein manuelles Kontrollieren des Fahrzeugs noch ermöglichen. Wird hierbei beispielsweise festgestellt, dass ein Softwarefehler vorliegt, welcher ein weiteres automatisches Kontrollieren des Fahrzeugs unmöglich macht, wird das Verfahren von vorne gestartet oder alternativ beendet. Wird festgestellt, dass ein weiteres manuelles Kontrollieren des Fahrzeugs noch möglich ist, wird dem Fahrer im folgenden Verfahrensschritt 155 die Weiterfahrt gestattet.
2 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Recheneinheit 200, welche dazu ausgebildet ist, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen, welches in Figur la dargestellt ist. Die Recheneinheit 200 ist hierbei dazu ausgebildet, ein Signal zur Rückübernahme der manuellen Kontrolle über das automatisch betriebene Fahrzeug von einer Signalerfassungseinheit 220 zu erfassen. Zudem ist die Recheneinheit 200 dazu ausgebildet, Betriebsgrößen des Fahrzeugs in Abhängigkeit von dem erfassten Signal zur Rückübernahme der manuellen Kontrolle von wenigstens einer ersten Sensoreinheit 210 zu erfassen. Die Recheneinheit 200 ist zusätzlich dazu ausgebildet, ein Risiko einer Übersteuerung des Fahrzeugs bei der Rückübernahme der manuellen Kontrolle über das Fahrzeug durch den Fahrer in Abhängigkeit von den erfassten Betriebsgrößen des Fahrzeugs zu ermitteln. Zudem dient die Recheneinheit 200 dazu, die die Rückübernahme der manuellen Kontrolle charakterisierenden Betriebsparameter des Fahrzeugs in Abhängigkeit des ermittelten Risikos einer Übersteuerung anzupassen.
Optional ist die Recheneinheit 200 dazu ausgebildet, ein Gaspedal 250 des Fahrzeugs anzusteuern und eine Gaspedalkennlinie in Abhängigkeit des ermittelten Übersteuerungsrisikos einzustellen. Alternativ ist die Recheneinheit 200 optional dazu ausgebildet, ein Bremspedal 260 des Fahrzeugs anzusteuern und eine Bremspedalkennlinie in Abhängigkeit des ermittelten Übersteuerungsrisikos einzustellen. Alternativ ist die Recheneinheit 200 optional dazu ausgebildet, ein Lenkrad 270 des Fahrzeugs anzusteuern und eine Lenkwinkelkennlinie in Abhängigkeit des ermittelten Übersteuerungsrisikos einzustellen.
Weiterhin optional ist die Recheneinheit 200 dazu ausgebildet, eine in Abhängigkeit des mittels der Signalerfassungseinheit erfassten Signals zur Rückübernahme des automatisch betriebenen Fahrzeugs durch den Fahrer erfasste Zeitdauer von einer Uhr 230 zu erfassen. Die Recheneinheit 200 ist in diesem Zusammenhang dazu ausgebildet, die Anpassung von die Rückübernahme der manuellen Kontrolle charakterisierenden Betriebsparameter des Fahrzeugs zu stoppen, falls die erfasste Zeitdauer einen zweiten Schwellenwert überschreitet.
Zusätzlich ist die Recheneinheit 200 dazu ausgebildet, zur Ermittlung des Risikos einer Übersteuerung des Fahrzeugs zusätzlich Daten von einer zweiten Sensoreinheit 240 zu erfassen, welche Rückschlüsse über die Aufmerksamkeit des Fahrers bei der Rückübernahme des Fahrzeugs geben. Bei der zweiten Sensoreinheit 240 kann es sich beispielsweise um einen optischen Sensor handeln.
Weiterhin optional ist die Recheneinheit 200 dazu ausgebildet, Bewegungsdaten von weiteren Fahrzeugen über eine Übertragungseinheit 245 zu empfangen. Die empfangenen Bewegungsdaten repräsentieren hierbei eine Bewegung der weiteren Fahrzeuge relativ zu dem automatisch betriebenen Fahrzeug. Die Recheneinheit 200 ist in diesem Zusammenhang dazu ausgebildet, das Risiko einer Übersteuerung des automatisch betriebenen Fahrzeugs bei der Rückübernahme der manuellen Kontrolle über das Fahrzeug durch den Fahrer zusätzlich in Abhängigkeit der empfangenen Bewegungsdaten zu ermitteln.
3 zeigt schematisch ein Fahrzeug 340, welches die erfindungsgemäße Recheneinheit 310 aufweist und automatisch betrieben werden kann. In dieser Ausführungsform ist die Signalerfassungseinheit 300, welche zur Erfassung eines Signals zur Rückübernahme der manuellen Kontrolle über das automatisch betriebene Fahrzeug ausgebildet ist, in der Recheneinheit 310 integriert. Es ist jedoch auch vorstellbar, dass diese separat am Fahrzeug 340 angeordnet ist. Zusätzlich weist das Fahrzeug 340 eine erste Sensoreinheit 320 auf, welche hierbei an der Front des Fahrzeugs 340 angeordnet ist. Diese erste Sensoreinheit 320 ist zur Erfassung von Betriebsgrößen des Fahrzeugs 340 in Abhängigkeit von dem mittels der Signalerfassungseinheit 300 erfassten Signals zur Rückübernahme der manuellen Kontrolle ausgebildet. In dieser Ausführungsform ist die erste Sensoreinheit 320 beispielsweise als Geschwindigkeitssensor ausgebildet. Zusätzlich weist das Fahrzeug 340 ein in dieser 3 nicht dargestelltes Gaspedal, Bremspedal und Lenkrad auf. Somit ist auch eine Rückübernahme einer manuellen Kontrolle über das automatisch betriebene Fahrzeug möglich. Das Fahrzeug weist zusätzlich eine Uhr 350 auf, welche dazu ausgebildet ist, eine Zeitdauer in Abhängigkeit des mittels der Signalerfassungseinheit 300 erfassten Signals zur Rückübernahme zu erfassen. Die Uhr 350 ist in dieser Ausführungsform in der Recheneinheit 310 integriert, kann jedoch auch separat am Fahrzeug angeordnet sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010031672 A1 [0002]
DE 102010042048 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur Anpassung (100) einer Rückübernahme einer manuellen Kontrolle über ein automatisch betriebenes Fahrzeug (340) durch einen Fahrer, wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte aufweist: - Erfassen (10) eines Signals zur Rückübernahme der manuellen Kontrolle über das automatisch betriebene Fahrzeug (340), und - Erfassen (20) von Betriebsgrößen des Fahrzeugs (340) in Abhängigkeit von dem erfassten Signal zur Rückübernahme der manuellen Kontrolle, - Ermitteln (80) eines Risikos einer Übersteuerung des Fahrzeugs (340) bei der Rückübernahme der manuellen Kontrolle über das Fahrzeug (340) durch den Fahrer in Abhängigkeit von den erfassten Betriebsgrößen des Fahrzeugs (340), und - Anpassen (100) von die Rückübernahme der manuellen Kontrolle charakterisierenden Betriebsparametern des Fahrzeugs (340) in Abhängigkeit des ermittelten Risikos einer Übersteuerung.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung (80) des Risikos einer Übersteuerung des Fahrzeugs (340) zusätzlich die Aufmerksamkeit des Fahrers bei der Rückübernahme des Fahrzeugs (340) erfasst (30) wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung (80) des Risikos der Übersteuerung des Fahrzeugs (340) folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden: - Erfassen (20) einer Geschwindigkeit und eines Lenkwinkels des Fahrzeugs (340) als Betriebsgrößen des Fahrzeugs (340), und zusätzlich - Ermitteln (40) eines Ist-Schwimmwinkels des Fahrzeugs (340) in Abhängigkeit der erfassten Geschwindigkeit und des Lenkwinkels und - Ermitteln (50) eines Grenz-Schwimmwinkels des Fahrzeugs (340) in Abhängigkeit der erfassten Geschwindigkeit und des Lenkwinkels und - Vergleichen (70) des Ist-Schwimmwinkels mit dem Grenz-Schwimmwinkel des Fahrzeugs (340).
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung (50) des Grenz-Schwimmwinkels zusätzlich die Bremskraft des Fahrzeugs (340) als Betriebsgröße des Fahrzeugs (340) erfasst (20) wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückübernahme des Fahrzeugs (340) durch den Fahrer derart angepasst (100) wird, dass der Ist-Schwimmwinkel unterhalb des Grenz-Schwimmwinkels verbleibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückübernahme des Fahrzeugs durch den Fahrer derart angepasst (100) wird, dass das Verhältnis von Ist-Schwimmwinkel zu Grenz-Schwimmwinkel unterhalb eines ersten Schwellenwerts verbleibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Rückübernahme der manuellen Kontrolle über das automatisch betriebene Fahrzeug (340) durch den Fahrer derart angepasst (100) wird, dass ein manueller Eingriff, insbesondere manueller Lenkeingriff und/oder manueller Bremseingriffs und/oder manueller Geschwindigkeitseingriff, in Abhängigkeit des ermittelten (80) Risikos der Übersteuerung des Fahrzeugs (340) verhindert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei bei der Rückübernahme der manuellen Kontrolle über das automatisch betriebene Fahrzeug (230) durch den Fahrer eine - Gaspedalkennlinie des Fahrzeugs (340), und/oder - Bremspedalkennlinie des Fahrzeugs (340), und/oder - Lenkwinkelkennlinie des Fahrzeugs (340) in Abhängigkeit des ermittelten (80) Übersteuerungsrisikos eingestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden zusätzlichen Verfahrensschritte aufweist: - Erfassen (15) einer Zeitdauer in Abhängigkeit des erfassten (10) Signals zur Rückübernahme des automatisch betriebenen Fahrzeugs (340) durch den Fahrer, und - Aufheben (120) der Anpassung von die Rückübernahme der manuellen Kontrolle charakterisierenden Betriebsparameter des Fahrzeugs (340), falls die erfasste Zeitdauer einen zweiten Schwellenwert überschreitet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei zur Ermittlung (80) des Risikos einer Übersteuerung des Fahrzeugs (340) zusätzlich Bewegungsdaten von weiteren Fahrzeugen in der Umgebung des automatisch betriebenen Fahrzeugs (340) erfasst werden.
Recheneinheit (200, 310) zur Ausführung eines Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Recheneinheit (200, 310) dazu ausgebildet ist - ein Signal zur Rückübernahme der manuellen Kontrolle über das automatisch betriebene Fahrzeug (340) zu erfassen, und - Betriebsgrößen des Fahrzeugs (340) in Abhängigkeit von dem erfassten Signal zur Rückübernahme der manuellen Kontrolle zu erfassen, - ein Risiko einer Übersteuerung des Fahrzeugs (230) bei der Rückübernahme der manuellen Kontrolle über das Fahrzeug (340) durch den Fahrer in Abhängigkeit von den erfassten Betriebsgrößen des Fahrzeugs (340) zu ermitteln, und - die Rückübernahme der manuellen Kontrolle charakterisierenden Betriebsparameter des Fahrzeugs (340) in Abhängigkeit des ermittelten Risikos einer Übersteuerung anzupassen.
Fahrzeug (230) mit - einer Recheneinheit (200, 310) nach Anspruch 11, und - einer Signalerfassungseinheit (220), ausgebildet zur Erfassung eines Signals zur Rückübernahme der manuellen Kontrolle über das automatisch betriebene Fahrzeug (340), und - wenigstens einer ersten Sensoreinheit (210), ausgebildet zur Erfassung von Betriebsgrößen des Fahrzeugs (340) in Abhängigkeit von dem mittels der Signalerfassungseinheit (220) erfassten Signals zur Rückübernahme der manuellen Kontrolle, wobei die Recheneinheit (200, 310) dazu ausgebildet ist, ein Risiko einer Übersteuerung des Fahrzeugs (340) bei der Rückübernahme der manuellen Kontrolle über das Fahrzeug (340) durch den Fahrer in Abhängigkeit von den mittels der wenigstens einen ersten Sensoreinheit (210) erfassten Betriebsgrößen des Fahrzeugs (340) zu ermitteln und die die Rückübernahme der manuellen Kontrolle charakterisierenden Betriebsparameter des Fahrzeugs (340) in Abhängigkeit des ermittelten Risikos einer Übersteuerung anzupassen.
Fahrzeug (340) nach Anspruch 12, wobei das Fahrzeug zusätzlich ein - Gaspedal (250) und/oder - Bremspedal (260) und/oder - Lenkrad (270) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (200, 310) dazu ausgebildet ist, eine Gaspedalkennlinie und/oder eine Bremspedalkennline und/oder eine Lenkwinkelkennlinie in Abhängigkeit des ermittelten Risikos einer Übersteuerung des Fahrzeugs (340) einzustellen.
Fahrzeug (340) nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (340) zusätzlich - eine Uhr (230), ausgebildet zur Erfassung einer Zeitdauer in Abhängigkeit des mittels der Signalerfassungseinheit (220) erfassten Signals zur Rückübernahme des automatisch betriebenen Fahrzeugs (340) durch den Fahrer, aufweist, wobei die Recheneinheit (200, 310) dazu ausgebildet ist, die Anpassung von die Rückübernahme der manuellen Kontrolle charakterisierenden Betriebsparameter des Fahrzeugs (340) zu stoppen, falls die erfasste Zeitdauer einen zweiten Schwellenwert überschreitet.