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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum autonomen oder teilautonomen Betreiben eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Steuereinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10 sowie ein Computerprogrammprodukt nach Anspruch 15.
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Grundsätzlich besteht das bekannte Problem, dass Fußgänger und Radfahrer am Fahrbahnrand von vorbeifahrenden Kraftfahrzeugen durch Spritzwasser und Spritzmatsch durchnässt und verschmutzt werden, wenn ein Kraftfahrzeug durch Wasseransammlungen auf der Fahrbahn fährt. Aus solchen Situationen können Schadensansprüche auch gegen Hersteller von teilautonom oder autonom fahrenden Kraftfahrzeugen entstehen, wenn das Kraftfahrzeug dabei mithilfe eines Fahrerassistenzsystems oder autonom betrieben wurde.
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Aus der
DE 10 2016 005 618 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem in einem Fahrbetrieb vor dem Fahrzeug befindende Wasseransammlungen erfasst werden und ferner Personen erfasst werden, die sich in der Fahrzeugumgebung befinden. Mithilfe von prognostizierten Trajektorien für das Fahrzeug und die Person wird ermittelt, ob das Fahrzeug eine Pfütze durchfährt, und ob sich die Person zum Zeitpunkt des Durchfahrens in unmittelbarer Nähe zu der Pfütze befindet. Ist beides der Fall, dann wird eine Warnmeldung an den Fahrer ausgegeben. Nach der Warnmeldung kann das Fahrzeug gemäß der
DE 10 2016 005 618 A1 auch automatisch abgebremst werden, sodass das Fahrzeug die Pfütze vergleichsweise langsam durchfährt und dadurch die Spritzwirkung wesentlich verringert wird.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum autonomen oder teilautonomen Betreiben eines Kraftfahrzeugs anzugeben, das gegenüber dem Stand der Technik insbesondere im Hinblick auf Schadensvermeidung bei möglichst energiesparendem Fahrbetrieb verbessert ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Steuereinrichtung nach Anspruch 10 und durch ein Computerprogrammprodukt nach Anspruch 15. Vorteilhafte Ausführungen sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Demnach wird ein Verfahren zum autonomen oder teilautonomen Betreiben eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, bei dem eine Wasseransammlung auf der Fahrbahn erfasst wird und bei dem eine Person in der Fahrzeugumgebung erfasst wird. Dies ist so zu verstehen, dass erfasst wird, ob sich zumindest eine Person, beispielsweise ein Fußgänger oder ein Radfahrer, in der Fahrzeugumgebung befindet.
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Erfindungsgemäß wird weiter ermittelt, ob eine Mindestfahrstabilität bei einer Durchfahrt der Wasseransammlung vorliegt oder erreichbar ist. Mit anderen Worten wird also zwischen einer gefahrlos befahrbaren Wasseransammlung und einer die Fahrstabilität gefährdenden Wasseransammlung unterschieden. Davon abhängig wird entschieden, ob Brems- und/oder Ausweichmanöver eingeleitet werden. Auf diese Weise ist es möglich unnötige Brems- und Ausweichmanöver zu vermeiden und trotzdem zu gewährleisten, dass keine Schäden bei Personen im Umfeld des Kraftfahrzeugs durch Spritzwasser entstehen. Insbesondere bei starkem Regen mit vielen Wasseransammlungen auf der Fahrbahn würde ein automatisiert jeder Wasseransammlung ausweichendes Kraftfahrzeug nahezu dauernd Brems- und/oder Ausweichmanöver fahren. Ein Nachteil von herkömmlichen Verfahren ist deshalb, dass in vielen Fällen unnötige Brems- und/oder Ausweichmanöver durchgeführt werden, weil viele Pfützen schadlos und gefahrlos durchfahren werden könnten. Die häufigen Ausweichmanöver verursachen dabei einen erhöhten Zeit- und Energieaufwand. Ein solcher erhöhter Aufwand kann mit der Erfindung bei gleichzeitigem Schutz von tatsächlich anwesenden Passanten vor Verschmutzung und Durchnässung vermieden werden.
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Unter Wasseransammlungen werden insbesondere Pfützen verstanden. Es kann sich jedoch auch um Schneematsch oder Wasseransammlungen mit festen Bestandteilen wie Eis, Sand, Steine oder anderem Schmutz handeln. Dementsprechend kann das Schadensrisiko durch Verletzung und Verschmutzung von Personen höher sein, als bei reinen Wasseransammlungen.
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Die Mindestfahrstabilität umfasst insbesondere Aspekte wie Traktionserhalt und Traktionskontrolle, um kritische Fahrsituationen zu verhindern. Die Mindestfahrstabilität erfordert somit die Gewährleistung, dass eine geplante Trajektorie nachgefahren werden kann, ohne wesentlich von dieser Trajektorie abzuweichen. Dies erfordert zumindest einen teilweisen Traktionserhalt des Fahrzeugs auf der Fahrbahn auch bei der Durchfahrt durch die Wasseransammlung. Die Mindestfahrstabilität kann beispielsweise vorliegen, wenn ein Reifen des Kraftfahrzeugs während der Durchfahrt durch die Wasseransammlung keine Traktion auf der Fahrbahn mehr hat, wenn aber zur gleichen Zeit drei weitere Reifen des Kraftfahrzeugs eine ausreichende Traktion für das gesamte Kraftfahrzeug sicherstellen können. Beispielsweise können damit Effekte wie Schleudern und Aquaplaning verhindert werden. Die Sicherheit für Fahrzeuginsassen und andere Verkehrsteilnehmer kann dadurch gewährleistet werden.
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Die Mindestfahrstabilität ist insbesondere abhängig von einer Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, weshalb die Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs bei dieser Ermittlung berücksichtigt werden kann. Ferner hängt die Mindestfahrstabilität von den Abmessungen der Wasseransammlung ab. Daher können auch die Abmessungen der Wasseransammlung berücksichtigt werden bei der Ermittlung, ob eine Mindestfahrstabilität bei einer Durchfahrt der Wasseransammlung vorliegt, das heißt, ob eine Durchfahrt der Wasseransammlung unter Erhalt der Mindestfahrstabilität möglich ist. Die Abmessungen der Wasseransammlung können von einer ersten Sensoreinheit beim Erfassen der Wasseransammlung mit erfasst werden. Insbesondere die Größe der Oberfläche einer Wasseransammlung kann so erfasst und berücksichtigt werden. Ferner kann auch eine Tiefe der Wasseransammlung, insbesondere eine Maximaltiefe erfasst und berücksichtigt werden.
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Die Mindestfahrstabilität kann in einer Steuereinrichtung beispielsweise in Form eines Grenzwertes festgelegt werden. Die Mindestfahrstabilität liegt vor, wenn dieser Grenzwert eingehalten wird, das heißt, wenn der Grenzwert von einem berechneten Fahrstabilitätswert nicht unter- bzw. überschritten wird. Der Fahrstabilitätswert kann vorzugsweise aus den Parametern Fahrgeschwindigkeit und Abmessungen der Wasseransammlung berechnet werden.
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Zusätzlich können bei der Ermittlung des Fahrstabilitätswerts weitere Parameter berücksichtigt werden, beispielsweise ein Reifenzustand, die Masse und/oder ein Beladungszustand des Kraftfahrzeugs. Es sind Systeme zur Überwachung von Reifenzuständen bekannt, bei denen beispielsweise eine Profiltiefe oder ein Luftdruck in den Reifen eines Kraftfahrzeugs regelmäßig ermittelt wird. Die dabei ermittelten Daten zum Reifenzustand können bei der Berechnung des Fahrstabilitätswerts berücksichtigt werden. Des Weiteren kann dabei auch eine Temperatur, beispielsweise Lufttemperatur, Reifentemperatur, Wassertemperatur berücksichtigt werden. Dementsprechend kann die erste Sensoreinheit eine Mehrzahl verschiedenartiger Sensoren umfassen, beispielsweise Radar-, Lidar-, Kamera-, Ultraschall- und/oder Temperatursensoren. Die jeweiligen Werte der zur Berechnung des Fahrstabilitätswerts berücksichtigten Parameter können jedoch zumindest teilweise auch aus einem Datenspeicher oder von externen Datenquellen zur Verfügung gestellt werden.
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Vorzugsweise kann auf Brems- und Ausweichmanöver verzichtet werden, wenn die Mindestfahrstabilität bei der Durchfahrt der Wasseransammlung vorliegt, und wenn sich keine Person in der Fahrzeugumgebung befindet. Das heißt, dass das Kraftfahrzeug seine ursprünglich geplante Fahrtroute unverändert fortsetzen kann. Dadurch entstehen kein weiterer Energiebedarf und kein Steuerungsaufwand für Brems- oder Ausweichmanöver. Gleichzeitig wird durch die Ermittlung und Feststellung, dass sich keine Person in der Fahrzeugumgebung befindet sichergestellt, dass keine Schäden bei Personen im Umfeld des Kraftfahrzeugs entstehen.
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Ist eine unveränderte Weiterfahrt durch die Wasseransammlung nicht möglich, ohne die Mindestfahrstabilität zu gefährden, dann ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Kraftfahrzeug nur soweit abgebremst wird, dass die Mindestfahrstabilität bei einer Durchfahrt der Wasseransammlung erreicht wird, wenn sich keine Person in der Fahrzeugumgebung befindet. Dazu kann eine Steuereinrichtung in das Bremssystem des Kraftfahrzeugs eingreifen und den erforderlichen Bremsvorgang aktivieren und steuern. Auf diese Weise können der Energieaufwand und der Steuerungsaufwand für die sichere Durchfahrt der Wasseransammlung auf ein Minimum begrenzt werden. Das Vorliegen der Mindestfahrstabilität bei einer Durchfahrt der Wasseransammlung beinhaltet, dass die Mindestfahrstabilität während der gesamten Durchfahrt der Wasseransammlung aufrechterhalten bleibt.
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Wenn ermittelt worden ist, dass sich eine Person in der Fahrzeugumgebung befindet, soll zumindest eine Ausweichtrajektorie geplant und ein Ausweichmanöver durchgeführt werden. Die Durchführung des Ausweichmanövers umfasst einen Eingriff in das Lenksystem des Kraftfahrzeugs durch die Steuereinrichtung. Die Lenkung wird dabei so aktiviert, dass das Kraftfahrzeug entlang der Ausweichtrajektorje um die Wasseransammlung herum geführt wird. Die Person erleidet so keinen Schaden durch Spritzwasser oder Spritzmatsch. Schadensersatzansprüche aufgrund von Verschmutzung und/oder Verletzung der genannten Person durch das Spritzwasser können vermieden werden. Sofern in der vorliegenden Schrift eine Person erwähnt wird, gilt das jeweils Entsprechende auch für mehrere einzelne Personen oder eine Personengruppe, soweit anwendbar.
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Bei der Planung und ggf. Auswahl der Ausweichtrajektorie können auch weitere Verkehrsteilnehmer berücksichtigt werden. Insbesondere sollte sichergestellt werden, dass durch das Umfahren der Wasseransammlung auch keine weiteren Personen und Fahrzeuge auf der Fahrbahn gefährdet werden. Beispielsweise soll bei Gegenverkehr selbstverständlich nicht auf eine Gegenfahrbahn ausgewichen werden.
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In bestimmten Situationen können auch kombinierte Brems- und Ausweichmanöver durchgeführt werden, um die Sicherheit und Schadensfreiheit aller beteiligten Personen bei geringstmöglichem Aufwand zu gewährleisten.
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Vorzugsweise wird nach der Erfassung einer Wasseransammlung ermittelt, ob bei unveränderter Fahrplanung zumindest ein Reifen des Kraftfahrzeugs durch die Wasseransammlung fährt. Mit anderen Worten kann ermittelt werden, ob die prognostizierte Trajektorie für jeden Reifen des Fahrzeugs durch die Wasseroberfläche führt. Wenn dies nicht der Fall ist, kann die Wasseransammlung mit der prognostizierten Trajektorie ohne Änderung durchfahren werden, weil dann keine Schäden durch Spritzwasser zu erwarten sind.
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Das vorgeschlagene Verfahren kann weiter verbessert werden, wenn im Rahmen des Verfahrens ein Spritzbereich ermittelt wird, und wenn zusätzlich ermittelt wird, ob sich eine Person in dem Spritzbereich befindet, wobei davon abhängig entschieden wird, ob Brems- und/oder Ausweichmanöver eingeleitet werden. Der Spritzbereich entspricht einer Fläche, innerhalb derer Personen oder deren Kleidung in Bezug auf die Spritzwirkung beim Durchfahren der Wasseransammlung gefährdet werden. Der Spritzbereich ist also im Wesentlichen die Fläche, über die Spritzwasser verteilt wird, insbesondere in Richtung der Fahrbahnränder. Der Spritzbereich umfasst demnach nur einen Teil der Fahrzeugumgebung. In einer einfachen Anwendung kann der Spritzbereich als Fläche bestimmt werden, die sich ausgehend von der Wasseransammlung über deren Länge und über eine bestimmte Breite in Richtung eines Fahrbahnrandes oder in Richtung beider Fahrbahnränder erstreckt. Für eine höhere Präzision kann der Spritzbereich auch abhängig von erfassten Abmessungen der Wasseransammlung und von einer Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs berechnet werden.
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Brems- und/oder Ausweichmanöver werden nur dann durchgeführt, wenn eine Mindestfahrstabilität bei der Durchfahrt der Wasseransammlung nicht vorliegt oder wenn sich während der Durchfahrt der Wasseransammlung eine Person in dem ermittelten Spritzbereich befindet. Das heißt, dass bei dieser Ausführungsform keine Brems- oder Ausweichmanöver eingeleitet oder durchgeführt werden, wenn die Mindestfahrstabilität bei der Durchfahrt der Wasseransammlung vorliegt, und wenn sich eine Person zwar in der Fahrzeugumgebung jedoch außerhalb des Spritzbereichs befindet. Dadurch lassen sich die Anzahl und der Aufwand der durchgeführten Ausweichmanöver weiter verringern.
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Die Ermittlung, ob sich eine Person in einem ermittelten Spritzbereich befindet, kann vorzugsweise eine Sensordatenfusion der Sensordaten von zumindest einer ersten Sensoreinheit und einer zweiten Sensoreinheit umfassen. Bei der Sensordatenfusion werden die Sensordaten der ersten Sensoreinheit, der zweiten Sensoreinheit und gegebenenfalls von weiteren Sensoreinheiten miteinander verknüpft, um die oben genannten Voraussetzungen mit einer hohen Zuverlässigkeit ermitteln zu können.
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Als technische Mittel zum Erfassen der Wasseransammlung, zur Ermittlung, ob eine Mindestfahrstabilität bei einer Durchfahrt der Wasseransammlung vorliegt und zur Ermittlung, ob sich eine Person in dem ermittelten Spritzbereich befindet, können insbesondere Sensoreinheiten und Steuereinheiten genutzt werden, die an dem Kraftfahrzeug ohnehin vorhanden sind. Solche technischen Mittel können in dem Kraftfahrzeug beispielsweise vorgesehen sein als Teil eines Fahrerassistenzsystems, einer Fahrdynamikregelung oder eines Systems zum autonomen Fahren. Insbesondere mit dem Ziel des autonomen Fahrens ist in den letzten Jahren eine Vielzahl an technischen Lösungen bekannt geworden, um derartige Funktionen umzusetzen.
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Das vorgeschlagene Verfahren kann beispielsweise durchgeführt werden, indem eine Wasseransammlung mithilfe einer ersten Sensoreinheit erfasst und lokalisiert wird. Danach kann von einer Steuereinrichtung der Spritzbereich ermittelt werden, indem eine Fläche neben der Wasseransammlung, insbesondere in Richtung des Fahrbahnrands, als Spritzbereich bestimmt oder berechnet wird. Die Größe der Fläche kann dabei insbesondere in Abhängigkeit von den Abmessungen der erfassten Wasseransammlung und von der Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs bestimmt werden. Eine zweite Sensoreinheit kann Personen im Umfeld des Kraftfahrzeugs erfassen und mithilfe der Steuereinrichtung kann dann ausgehend von dem berechneten Spritzbereich ermittelt werden, ob sich eine Person in diesem Spritzbereich befindet während das Kraftfahrzeug die Wasseransammlung durchfährt. Dabei kann auch eine Geschwindigkeit und eine Bewegungsrichtung der Person erfasst und berücksichtigt werden, um präzise zu ermitteln, an welcher Stelle sich die Person befindet, während das Kraftfahrzeug die Wasseransammlung durchfährt. Insbesondere Fußgänger und Radfahrer können so vor Schäden geschützt werden.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, dass zum Erreichen und zum Erhalten der Mindestfahrstabilität bei der Durchfahrt der Wasseransammlung ein aktives Dämpfungssystem betätigt wird. Das aktive Dämpfungssystem kann sowohl zum sicheren Durchfahren, als auch zu Ausweichen der Wasseransammlung vorteilhaft eingesetzt werden. Bei einem aktiven Dämpfungssystem kann die Dämpfkraft in Echtzeit während der Fahrt verändert werden. Beispielsweise von einer weichen komfortablen zu einer harten sportlichen Einstellung. Dies geschieht beispielsweise mithilfe von elektrisch ansteuerbaren Ventilen in den Stoßdämpfern eines Kraftfahrzeugs. In einer Steuereinrichtung können über Sensoren verschiedene Daten, wie zum Beispiel aktuelle Fahrsituation (Beschleunigen, Bremsen, Kurvenfahrt, usw.) und die aktuelle Fahrgeschwindigkeit gesammelt und berücksichtigt werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann ein solches aktives Dämpfungssystem dazu eingesetzt werden die Mindestfahrstabilität zu erreichen und zu erhalten. Damit kann der Fahrkomfort und die Sicherheit für die Fahrzeuginsassen insbesondere beim Durchfahren und beim Ausweichen der Wasseransammlung erhöht werden. Mit demselben Ziel kann das vorgeschlagene Verfahren auch auf Funktionen und Daten von anderen Fahrdynamiksystemen zurückgreifen.
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Eine entsprechende Steuereinrichtung umfasst eine erste Sensoreinheit zum Erfassen erster Sensordaten, die geeignet sind zur Erfassung einer Wasseransammlung auf einer Fahrbahn. Die Steuereinrichtung ist ferner dazu eingerichtet, mithilfe der ersten Sensordaten zu ermitteln, ob die Mindestfahrstabilität bei der Durchfahrt der Wasseransammlung vorliegt. Dazu kann die Steuereinrichtung auch weitere Informationen und Daten nutzen, die gegebenenfalls auch von anderen Steuereinrichtungen des Kraftfahrzeugs bereitgestellt werden. Insbesondere kann die Steuereinrichtung Daten zu einer Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs verwenden, um zu ermitteln, ob die Mindestfahrstabilität bei der Durchfahrt der Wasseransammlung vorliegt. Bei der Fahrgeschwindigkeit kann eine aktuelle Fahrgeschwindigkeit oder ein prognostizierte Fahrgeschwindigkeit beim Durchfahren der Wasseransammlung verwendet werden. Die aktuelle Fahrgeschwindigkeit kann an dieser Stelle verwendet werden, wenn diese nur unwesentlich von der prognostizierten Fahrgeschwindigkeit beim Durchfahren der Wasseransammlung abweicht.
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Eine dazu geeignete Steuereinrichtung umfasst zumindest einen Prozessor und einen Speicherbereich, in dem beispielsweise Daten zur Trajektorienplanung und früher erfasste Daten zur Fahrbahnbeschaffenheit gespeichert sein können. Auf solche Daten kann bei dem vorgeschlagenen Verfahren zurückgegriffen werden. In einem Speicherbereich können Programme und Algorithmen zur Ermittlung der gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren erforderlichen Informationen abgelegt sein. Auch Daten, die zur Veranlassung von Ausweichmanövern und Bremsmanövern erforderlich sind, können in einem Speicherbereich der Steuereinrichtung abgelegt sein.
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Die Komponenten der Steuereinrichtung können beispielsweise über ein Bussystem, insbesondere ein CAN-Bus, miteinander verbunden sein. Einzelne oder auch alle Komponenten können auch kabellos miteinander verbunden sein, sodass der erforderliche Datenaustausch stattfinden kann. Vorteilhaft umfasst die Steuereinrichtung auch zumindest eine Schnittstelle zu externen Datenquellen oder Datenspeichern, sodass Informationen von außerhalb des Kraftfahrzeugs bei der Steuerung mit berücksichtigt werden können. Insbesondere können so aktuelle Daten zu Wetter- und Verkehr auf der geplanten Fahrstrecke berücksichtigt werden. Auch ein Datenaustausch mit anderen Verkehrsteilnehmern ist auf diese Weise möglich. So kann beispielsweise ein vorausfahrendes Kraftfahrzeug einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung eines nachfolgenden Kraftfahrzeugs Daten über die Fahrbahnbeschaffenheit, insbesondere Daten zu Wasseransammlungen auf der Fahrbahn, zur Verfügung stellen.
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Ferner ist die Steuereinrichtung bevorzugt dazu eingerichtet zu ermitteln, bei welcher Maximalgeschwindigkeit die Mindestfahrstabilität bei der Durchfahrt der Wasseransammlung vorliegt. So kann entschieden werden, ob ein Durchfahren oder ein Umfahren der Wasseransammlung vorteilhaft ist. Bei Abwesenheit von Personen im Spritzbereich kann das Durchfahren der Wasseransammlung vorteilhaft sein, um unnötige Ausweichmanöver zu vermeiden wie oben erläutert. Ein Ausweichmanöver kann auch vermieden werden, wenn das Kraftfahrzeug mithilfe eines Bremsmanövers soweit abgebremst werden kann, dass die Mindestfahrstabilität bei der Durchfahrt der Wasseransammlung vorliegt. Dementsprechend ist bevorzugt vorgesehen, dass die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist zumindest eine Bremse des Kraftfahrzeugs so zu aktivieren, dass die Wasseransammlung höchstens mit der genannten Maximalgeschwindigkeit durchfahren wird.
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Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung ferner dazu eingerichtet einen Spritzbereich zu ermitteln, in welchem Spritzwasser bei der Durchfahrt des Kraftfahrzeugs verteilt wird. Zusätzlich kann die Steuereinrichtung eine zweite Sensoreinheit zum Erfassen zweiter Sensordaten umfassen, wobei die zweiten Sensordaten geeignet sind zur Ermittlung einer Anwesenheit einer Person in dem Spritzbereich.
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Geeignete Sensoren für die erste und zweite Sensoreinheit können beispielsweise optische Sensoren (Kamera), Laser, Lidar, Radar, Infrarotsensoren oder Ultraschallsensoren umfassen. Es können Sensoren verwendet werden, die ohnehin für andere Funktionen des autonomen Fahrens erforderlich sind. Beispielsweise kann ein Sensor der genannten zweiten Sensoreinheit zur Erfassung von Passanten gleichzeitig für eine Brems- und Anhaltefunktion am Zebrastreifen oder für eine Notbremsfunktion genutzt werden, wenn sich Personen auf der Fahrbahn befinden.
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Eine derartige Steuereinrichtung soll insbesondere dazu eingerichtet sein, das oben beschriebene Verfahren gegebenenfalls mit den bevorzugten Verfahrensmerkmalen zu steuern.
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Ein Computerprogrammprodukt umfasst Befehle, die bewirken, dass die Steuereinrichtung, die in der vorherigen Beschreibung beschrieben wurde, die Verfahrensschritte des Verfahrens ausführt, das in der vorherigen Beschreibung beschrieben wurde. Das Computerprogrammprodukt kann in einem computerlesbaren Medium verkörpert sein. Unter dem Begriff „computerlesbares Medium“ sind z. B. Festplatten und/oder Server und/oder Memorysticks und/oder Flash-Speicher und/oder DVDs und/oder Bluerays und/oder CDs und/oder ein herunterladbarer Datenstrom zu verstehen.
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Im Folgenden wird die Erfindung näher erläutert anhand der in den nachfolgenden Figuren abgebildeten Ausführungsbeispiele.
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Dabei zeigen die
- 1 ein erfindungsgemäßes Verfahren in schematischer Darstellung und
- 2 eine erfindungsgemäße Steuereinrichtung in schematischer Darstellung.
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Das erfindungsgemäße Verfahren 100 zum autonomen oder teilautonomen Betreiben eines Kraftfahrzeugs kann entsprechend der 1 ablaufen. Mit dem Start 101 eines autonomen oder teilautonomen Fahrbetriebs werden die Fahrbahn und deren Beschaffenheit zumindest entlang einer prognostizierten Trajektorie kontinuierlich oder zumindest in sehr kurzen Zeitabständen von zumindest einer ersten Sensoreinheit erfasst. Dabei werden unter anderem Wasseransammlungen erfasst.
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Von einer zweiten Sensoreinheit wird während des autonomen oder teilautonomen Betriebs kontinuierlich oder zumindest in sehr kurzen Zeitabständen erfasst, ob sich eine Person in der Fahrzeugumgebung befindet. Geeignete Sensoreinheiten für die beiden genannten Funktionen sind in der Regel ohnehin im Einsatz, um eine ausreichende Sicherheit für alle Verkehrsteilnehmer während eines autonomen oder teilautonomen Betriebs eines Kraftfahrzeugs zu gewährleisten. Daher kann das vorgeschlagene Verfahren mit keinem oder mit nur geringem Mehraufwand an Hardware umgesetzt werden.
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Die beschriebenen Verfahrensschritte können durch entsprechende Computerprogrammprodukte und Datenerfassung und -bearbeitung in einer ohnehin erforderlichen elektronischen Steuereinrichtung umgesetzt werden. Unter autonomem und teilautonomem Betreiben eines Kraftfahrzeugs wird jeder Fahrbetrieb verstanden, bei dem zumindest die Fahrgeschwindigkeit und die Fahrtrichtung eines Kraftfahrzeugs zumindest zeitweise von einer Steuereinrichtung ohne Eingriff eines Fahrers gesteuert werden.
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Gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren wird in einem ersten Verfahrensschritt 102 von der ersten Sensoreinheit zunächst eine Wasseransammlung auf der Fahrbahn erfasst. Die Erfassung von Wasseransammlungen auf der Fahrbahn erfolgt möglichst kontinuierlich bzw. in sehr kurzen Zeitabständen, um eine zuverlässige Erfassung der Wasseransammlungen zu gewährleisten. Die Erfassung kann sowohl die Existenz einer Wasseransammlung, als auch deren Abmessungen und Lokalisierung umfassen.
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Ferner wird in einem zweiten Verfahrensschritt 103 durch eine zweite Sensoreinheit erfasst, ob sich eine Person in dem ermittelten Spritzbereich befindet. Befindet sich eine Person in dem Spritzbereich, dann wird zumindest ein Ausweichmanöver geplant und durchgeführt im Verfahrensschritt 106. Die erforderlichen Informationen zur Anwesenheit von Personen in der Fahrzeugumgebung können gegebenenfalls auch von anderen Steuereinheiten des Kraftfahrzeugs bereitgestellt werden, wodurch der Aufwand für die Realisierung der vorliegenden Erfindung weiter verringert wird.
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Befindet sich keine Person in dem Spritzbereich, dann wird in einem weiteren Verfahrensschritt 104 ermittelt, ob eine Mindestfahrstabilität bei der Durchfahrt der Wasseransammlung vorliegt oder erreichbar ist. Ist die Mindestfahrstabilität nicht vorliegend und nicht erreichbar, beispielsweise durch ein Bremsmanöver, dann wird ebenfalls ein Ausweichmanöver im Verfahrensschritt 106 geplant und eingeleitet.
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Die Mindestfahrstabilität bei der Durchfahrt der Wasseransammlung kann bereits ohne Bremsmanöver vorliegen oder nur mit bzw. nach einem solchen Bremsmanöver erreichbar sein. Diese Unterscheidung wird im Verfahrensschritt 105 geprüft und vorgenommen. Ist eine sichere Durchfahrt der Wasseransammlung ohne Bremsmanöver möglich, so wird die Wasseransammlung also ohne Brems- und Ausweichmanöver durchfahren. Ist eine sichere Durchfahrt der Wasseransammlung mit Bremsmanöver möglich, so wird ein solches Bremsmanöver im Verfahrensschritt 107 geplant und durchgeführt. Dabei wird das Kraftfahrzeug nur soweit abgebremst wie es erforderlich ist, um eine sichere Durchfahrt durch die Wasseransammlung zu gewährleisten.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können die Verfahrensschritte auch in einer anderen Reihenfolge ablaufen und weitere Verfahrensschritte können hinzugefügt werden. Beispielsweise können die Verfahrensschritte 102 und 103 nicht wie dargestellt in Reihe hintereinander ablaufen, sondern stattdessen parallel und gleichzeitig. Nur in dem Fall, dass sowohl eine Wasseransammlung als auch eine Person in der Fahrzeugumgebung erfasst worden sind, wird ein Ausweichmanöver geplant und durchgeführt.
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Gemäß einer weiteren Variante des Verfahrens kann in einem zusätzlichen Verfahrensschritt noch die Ermittlung eines Spritzbereichs erfolgen und es wird geprüft, ob sich eine Person in diesem Spritzbereich befindet.
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Die in der 2 dargestellte Steuereinrichtung 1 umfasst eine erste Sensoreinheit 2 zum Erfassen erster Sensordaten, die geeignet sind zur Erfassung einer Wasseransammlung auf einer Fahrbahn. Darüber hinaus umfasst die Steuereinrichtung 1 eine zweite Sensoreinheit 3 zum Erfassen zweiter Sensordaten, die geeignet sind zur Ermittlung einer Anwesenheit einer Person in einer Fahrzeugumgebung oder in einem Spritzbereich. Ferner umfasst die hier dargestellte Steuereinrichtung 1 noch eine weitere Sensoreinheit 4, welche beispielsweise einen Temperatursensor umfassen kann. Die erste Sensoreinheit 2, die zweite Sensoreinheit 3 und die weitere Sensoreinheit 4 sind jeweils mit einer Steuereinheit 5 verbunden, sodass erfasste Sensordaten zu der Steuereinheit 5 übertragen werden können.
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Die Steuereinheit 5 ist vorliegend als ein Steuergerät ausgebildet und umfasst neben einem Prozessor, der das vorgeschlagene Verfahren steuert, mehrere Speicherbereiche, in denen Daten und Programme abrufbar gespeichert sind. Die Steuereinheit 5 kann ein separates Steuergerät oder Teil eines zentralen Fahrzeugsteuergeräts oder eines Steuergeräts eines Fahrerassistenzsystems sein.
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Mithilfe der gespeicherten Daten und Programme, sowie mithilfe der ersten Sensordaten und erforderlichenfalls mit externen Daten ist die Steuereinrichtung 1 in der Lage zu ermitteln, ob eine Mindestfahrstabilität bei der Durchfahrt der Wasseransammlung vorliegt. Die ersten Sensordaten umfassen dazu Informationen zu den Abmessungen der Wasseransammlung. Mithilfe der zweiten Sensordaten kann von der Steuereinheit 5 die Anwesenheit einer Person in der Fahrzeugumgebung und/oder in einem Spritzbereich ermittelt werden.
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Neben den genannten Sensordaten sind für bestimmte Ermittlungen bzw. Berechnungen in der Steuereinheit 5 weitere externe Daten erforderlich, die von externen Datenquellen 10 bereitgestellt und an die Steuereinheit 5 übertragen werden. Dies sind beispielsweise Daten zum Wetter oder zur aktuellen Verkehrssituation oder Fahrbahnbeschaffenheit sein. Dazu ist die Steuereinheit 5 über entsprechende Schnittstellen auch mit externen Datenquellen 10 verbunden.
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Darüber hinaus werden der Steuereinheit 5 weitere Daten von weiteren Steuereinrichtungen 9 des Kraftfahrzeugs bereitgestellt. Dies sind beispielsweise Daten zu der aktuellen Fahrgeschwindigkeit, die von einem Motorsteuergerät des Kraftfahrzeugs bereitgestellt werden. Dazu ist die Steuereinheit 5 mit zumindest einer weiteren Steuereinrichtung 9 des Kraftfahrzeugs verbunden, beispielsweise mit einem Motorsteuergerät oder mit einem zentralen Fahrzeugsteuergerät.
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Die Steuereinrichtung 1 ist ferner dazu eingerichtet zu ermitteln, bei welcher Maximalgeschwindigkeit eine Mindestfahrstabilität bei der Durchfahrt der Wasseransammlung vorliegt. Nachfolgend kann die Steuereinrichtung 1 zumindest eine Bremse des Kraftfahrzeugs so aktivieren, dass eine Wasseransammlung höchstens mit der ermittelten Maximalgeschwindigkeit durchfahren wird. Dazu ist die Steuereinheit 5 mit der Bremse bzw. mit einem Aktuator der Bremse verbunden. Die Steuereinrichtung 1 kann auf diese Weise Bremsmanöver veranlassen.
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Zur Durchführung von Ausweichmanövern ist die Steuereinheit 5 außerdem mit der Lenkung bzw. mit zumindest einem Lenkungsaktuator verbunden. Des Weiteren ist die Steuereinheit 5 signalübertragend mit aktiven Dämpfern des Kraftfahrzeugs verbunden, wodurch zum Erreichen der Mindestfahrstabilität ein aktives Dämpfungssystem bedarfsweise betätigt werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Steuereinrichtung
- 2
- erste Sensoreinheit
- 3
- zweite Sensoreinheit
- 4
- weitere Sensoreinheit
- 5
- Steuereinheit
- 6
- Bremse
- 7
- Lenkung
- 8
- weitere Komponenten
- 9
- weitere Steuereinrichtung
- 10
- externe Datenquelle
- 100
- Verfahren
- 101 - 107
- Verfahrensschritte
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016005618 A1 [0003]
