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Die Erfindung betrifft ein Bremssystem für eine wenigstens teilautomatisierte Verzögerung eines Fahrzeuges gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, und ein Verfahren zur Steuerung einer wenigstens teilautomatisierten Verzögerung eines Fahrzeuges gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 5.
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Teilautomatisierte Bremssysteme basieren herkömmlich auf einer Frontkamera des Fahrzeuges. Mit der Frontkamera werden Objekte, beispielsweise andere Fahrzeuge, in der Umgebung des Fahrzeuges erfasst und ein Abstand des Fahrzeuges zu den erfassten Objekten/Fremdfahrzeugen wird berechnet und zur Ansteuerung einer Bremseinrichtung verwendet. Ein solches nur auf einer Frontkamera basierendes teilautomatisiertes oder vollautomatisiertes Bremssystem kann bei beschränkter Sicht, beispielsweise durch Dämmerung, Regen, Nebel usw., nur begrenzt arbeiten bzw. zur Verfügung stehen. Bei schlechter Sicht muss das System dann in der Regel ausgeschaltet werden.
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Zusätzlich zur Erfassung des Abstands mit einer Frontkamera, also zusätzlich zu einer optischen Erfassung, können Radarsensoren im Fahrzeug verbaut werden, die elektromagnetische Wellen aussenden und entsprechend von Objekten reflektierte Echos als Signal empfangen, um daraus den Abstand des Fahrzeuges zum jeweiligen Objekt zu bestimmen.
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DE 10 2018 100 112 A1 offenbart ein Verfahren und ein System zur Fahrzeugsteuerung, bei dem lokale Daten aus einer Objekterkennung des Fahrzeuges, die beispielsweise mit Kamera oder Radar arbeitet und benachbarte Fremdfahrzeuge nachverfolgt, und Ferndaten aus einer fahrzeugexternen Recheneinheit, beispielsweise aus einer Cloud, berücksichtigt werden. Die lokalen Daten, die neben Daten aus einer Objekterkennungseinheit auch GPS-Daten umfassen können, werden in die Cloud hochgeladen und ein Cloud-Server berechnet aus diesen Daten verschiedener Fahrzeuge den aktuellen Straßenzustand. Eine Bremssteuereinheit im Fahrzeug kann dann lokale Daten des Fahrzeuges und Ferndaten, wie beispielsweise Daten zu einem Stau, zum aktuellen Wetter und zum aktuellen Fahrbahnzustand, verarbeiten.
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Somit stehen gemäß
DE 10 2018 100 112 A1 lokale Daten zur Nachverfolgung benachbarter Fahrzeuge, Infrastruktur und Fußgänger und darüber hinaus Daten zur Bewegung des Fahrzeuges zur Verfügung, sowie Ferndaten, die sich auf Straßen- und andere entfernte Fahrzeuginformationen beziehen, woraus auf den allgemeinen Zustand der Straße geschlossen wird. Wenn jedoch die an Bord des Fahrzeuges befindliche Objekterkennungseinheit beispielsweise aufgrund von schlechten Sichtbedingungen nicht zur Verfügung steht, so fehlen die Daten zur Nachverfolgung benachbarter Fahrzeuge und Objekte und eine wenigstens teilautomatisierte Verzögerung des Fahrzeuges kann nicht mehr durchgeführt werden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bremssystem für eine wenigstens teilautomatisierte Verzögerung eines Fahrzeuges anzugeben, wobei das Bremssystem auch bei beschränkter Sicht verfügbar ist und die Fahrsicherheit erhöht.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein Bremssystem mit den Merkmalen von Anspruch 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 5 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Das erfindungsgemäße Bremssystem für eine wenigstens teilautomatisierte Verzögerung eines Fahrzeuges umfasst eine Erfassungseinrichtung, die am Fahrzeug angeordnet ist und die zur Erfassung eines Abstandes des Fahrzeuges zu wenigstens einem weiteren Verkehrsteilnehmer in einer Umgebung des Fahrzeuges eingerichtet ist. Ferner ist eine Schnittstelle zu einer fahrzeugexternen Recheneinheit vorgesehen, die Daten zu anderen Verkehrsteilnehmern in der Umgebung des Fahrzeuges aufweist. Mit anderen Worten liegen an der Schnittstelle Daten anderer Verkehrsteilnehmer an, die sich in der Umgebung des Fahrzeuges befinden, wobei die betreffende Umgebung zum Beispiel, jedoch nicht zwingend zumindest im Wesentlichen deckungsgleich mit der von der Erfassungseinrichtung überwachten Umgebung ist.
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Erfindungsgemäß ist eine Bremssteuereinheit vorgesehen, die eingerichtet ist, eine Fahrzeugbremse in Abhängigkeit eines aus Daten der Erfassungseinrichtung und aus Daten der Schnittstelle bestimmten Abstandes des Fahrzeuges zu wenigstens einem weiteren Verkehrsteilnehmer in der Umgebung des Fahrzeuges anzusteuern, um das Fahrzeug zu verzögern. Der Abstand des Fahrzeuges zu wenigstens einem weiteren Verkehrsteilnehmer in der Umgebung des Fahrzeuges kann somit sowohl aus Daten der Erfassungseinrichtung als auch aus Daten der Schnittstelle, also aus Daten der anderen Verkehrsteilnehmer in der Umgebung des Fahrzeuges, bestimmt werden.
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Vorteilhaft bestimmt die Bremssteuereinheit des Fahrzeuges, wobei die Bremssteuereinheit in Form eines einzelnen Steuergerätes ausgeführt sein kann oder durch eine Kombination verschiedener Steuergeräte oder Teile von diesen gebildet werden kann, die Position des Fahrzeuges mit Hilfe eines an Bord des Fahrzeuges befindlichen Positionsempfängers eines satellitengestützten Positioniersystems, beispielsweise eines GPS-Empfängers, und ruft aus der fahrzeugexternen Recheneinheit, beispielsweise einer Daten-Cloud, Koordinaten einer Fahrzeugkontur, beispielsweise die Eckpositionen der anderen Verkehrsteilnehmer, insbesondere von in Vorausrichtung des Fahrzeuges befindlichen Fremdfahrzeugen ab, sodass aus den eigenen Positionsdaten und den Positionsdaten der Fremdfahrzeuge der Abstand bestimmt werden kann. Vorteilhaft können auch Fahrzeugkonturdaten des Fahrzeuges (auch EGO-Fahrzeug zur Unterscheidung von den Fremdfahrzeugen genannt) bei der Abstandsbestimmung herangezogen werden. So kann ein Montageort eines fahrzeuginternen Positionssensors, insbesondere GPS-Empfängers, bestimmt werden und Koordinaten der Fahrzeugkontur können relativ zu dem Montageort im Fahrzeug, beispielsweise der Bremssteuereinheit oder einer anderen Steuereinheit, hinterlegt sein. Damit können Absolutkoordinaten der aktuellen Fahrzeugkontur bestimmt werden und mit den Koordinaten einer Fahrzeugkontur wenigstens eines Fremdfahrzeuges, das heißt des Fahrzeuges eines anderen Verkehrsteilnehmers in der Umgebung des EGO-Fahrzeuges, verglichen werden, um den Abstand der Fahrzeuge zu bestimmen. Auch vom EGO-Fahrzeug können beispielsweise die Koordinaten von Fahrzeugecken zur Bestimmung des Abstandes herangezogen werden.
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Die Koordinaten der Fahrzeugkontur des EGO-Fahrzeuges können kontinuierlich oder in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen über die genannte Schnittstelle oder eine zusätzliche Schnittstelle zu der fahrzeugexternen Recheneinheit gesendet werden und dort abgespeichert bzw. regelmäßig aktualisiert werden.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Bremssystem wenigstens eine Bewertungseinheit, die eingerichtet ist, eine Qualität der Daten aus der Erfassungseinrichtung zu bewerten und in Abhängigkeit der Bewertung festzulegen, inwieweit die Daten aus der Erfassungseinrichtung oder aus der Schnittstelle zur Bestimmung des Abstandes herangezogen werden.
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Die Erfassungseinrichtung umfasst beispielsweise eine optische Kamera, insbesondere Frontkamera, und die Qualität der aktuellen Daten beinhalten die aktuellen Sichtbedingungen in einem von der Kamera erfassten Bereich.
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Insbesondere kann ein Frontradarsensor eingespart werden, wie er herkömmlich zusätzlich zu einer Frontkamera zur Abstandserfassung verwendet wird. Dadurch kann das System kostengünstiger und robuster ausgeführt werden.
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Bei beschränkter Sicht im von der Kamera erfassten Umgebungsbereich des Fahrzeuges bewertet die Bewertungseinheit die Qualität der Daten aus der Erfassungseinrichtung, das heißt aus der Kamera, als ungünstig. Bei guter Sicht hingegen wird die Datenqualität als günstig bewertet. Bei einer Bewertung der Daten als ungünstig, können vorwiegend oder ausschließlich die an der Schnittstelle zu der fahrzeugexternen Recheneinheit anliegenden Daten zur Bestimmung des Abstandes des Fahrzeuges zu wenigstens einem weiteren Verkehrsteilnehmer in der Umgebung des Fahrzeuges herangezogen werden. Um das Risiko einer Fehlverzögerung zu reduzieren, kann vorgesehen sein, dass solange die Daten aus der Erfassungseinrichtung als ungünstig bewertet werden, noch keine durch die Bremssteuereinheit angesteuerte Verzögerung des Fahrzeuges erfolgt, sondern dass zunächst ein fahrzeuginternes Warnsignal emittiert wird und erst wenn der Abstand des Fahrzeuges zu dem wenigstens einen anderen Verkehrsteilnehmer so gering ist, dass der andere Verkehrsteilnehmer auch von der an Bord des Fahrzeuges befindlichen Erfassungseinrichtung zuverlässig erkannt wird, betätigt die Bremssteuereinheit die Fahrzeugbremse bzw. steuert diese entsprechend an.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird bei guten Sichtbedingungen im Erfassungsbereich der Erfassungseinrichtung, das heißt bei einer Bewertung der Daten aus der Erfassungseinrichtung als günstig, ein Abgleich des aus den Daten der Erfassungseinrichtung ermittelten Abstandes zu dem wenigstens einen anderen Verkehrsteilnehmer mit dem aus den an der Schnittstelle anliegenden Daten ermittelten Abstand durchgeführt. Damit kann eine Kalibrierung des Systems erreicht werden.
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Je schlechter die Sichtbedingungen sind, desto mehr kann die Bremssteuereinheit auf die an der Schnittstelle anliegenden Daten zurückgreifen, um den Abstand zu bestimmen.
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Der Umgebungsbereich, zu welchem die Daten anderer Verkehrsteilnehmer an der Schnittstelle zur Verfügung gestellt werden, kann geschwindigkeitsabhängig festgelegt werden. Insbesondere wird bei vergleichsweise höheren Geschwindigkeiten des Fahrzeuges ein größerer Umgebungsbereich berücksichtigt als bei vergleichsweise kleineren Geschwindigkeiten. Dies hilft, die an der Schnittstelle anliegenden Daten auf das notwendige Minimum zu reduzieren.
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Entsprechend kann die Umgebung, über welche Daten anderer Verkehrsteilnehmer an die Schnittstelle übermittelt werden, auf den Umfangsabschnitt des Fahrzeuges beschränkt sein, der auch von der Erfassungseinrichtung überwacht wird.
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Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Abstand eines Fahrzeuges zu wenigstens einem weiteren Verkehrsteilnehmer in der Umgebung des Fahrzeuges mittels Daten aus einer Erfassungseinrichtung an Bord des Fahrzeuges und aus Daten einer Schnittstelle ermittelt, die von einer fahrzeugexternen Recheneinheit an die Schnittstelle gesendet werden, das heißt aus an der Schnittstelle anliegenden Daten. Entsprechend wird über eine Bremssteuereinheit eine Fahrzeugbremse in Abhängigkeit des aus den Daten der Schnittstelle bestimmten Abstandes des Fahrzeuges zu wenigstens einem weiteren Verkehrsteilnehmer und in Abhängigkeit des aus Daten der Erfassungseinrichtung bestimmten Abstandes angesteuert.
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Wenn eine Bewertungseinheit vorgesehen ist, welche die Qualität der Daten der Erfassungseinrichtung bewertet und in Abhängigkeit der Bewertung festlegt, inwieweit die Daten aus der Erfassungseinrichtung oder aus der Schnittstelle zur Bestimmung des Abstandes herangezogen werden sollen, so kann diese Gewichtung der Daten die Fahrsicherheit erhöhen. Zugleich arbeitet das System zuverlässig und mit robusten Komponenten, weil beispielsweise ein Frontradarsensor eingespart werden kann.
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Zur Bestimmung der Qualität der Daten der Erfassungseinrichtung können verschiedene Messgrößen herangezogen werden, die entweder von der Erfassungseinrichtung selbst geliefert werden oder durch andere fahrzeuginterne Sensoren, wie beispielsweise Temperatur- und/oder Feuchtigkeitssensoren, zur Verfügung gestellt werden, oder die aus einer externen Datenquelle, wie beispielsweise einem Wetterbericht, stammen. Hieraus können insbesondere die jeweils aktuellen Sichtverhältnisse in der von der Erfassungseinrichtung erfassten Umgebung des Fahrzeuges bestimmt werden.
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Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und der einzigen Figur exemplarisch erläutert werden.
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In der Figur ist ein Fahrzeug 1 (EGO-Fahrzeug) mit einem Bremssystem 5 dargestellt, das eine Erfassungseinrichtung 17 aufweist, die eine Frontkamera 17.1 umfasst. Das Bremssystem 5 weist ferner einen GPS-Empfänger 9 auf, der aktuelle Positionsdaten des Fahrzeuges 1 zur Verfügung stellt. Der Abstand des GPS-Empfängers 9 zu einer Fahrzeugkontur 1.1 ist im Bremssystem 5 hinterlegt, sodass aus den Positionsdaten des GPS-Empfängers 9 Koordinaten der Fahrzeugkontur 1.1 bestimmt werden können.
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Mit der Erfassungseinrichtung 17 wird der Abstand des Fahrzeuges 1 zu wenigstens einem anderen Verkehrsteilnehmer 3 erfasst. Im Einzelnen erfasst die Frontkamera 17.1 die Kontur 1.1 des vorausfahrenden Fahrzeuges und ist daher insbesondere als Stereokamera ausgeführt. Aus den von der Frontkamera 17.1 aufgenommenen Daten und unter Berücksichtigung der Fahrzeugkontur 1.1 des Fahrzeuges 1 lässt sich der minimale Abstand zwischen dem Fahrzeug 1 und dem Fahrzeug, das den anderen Verkehrsteilnehmers 3 darstellt, unmittelbar bestimmen.
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Zusätzlich zu dieser Abstandsbestimmung wird der Abstand zwischen dem Fahrzeug 1 und dem anderen Verkehrsteilnehmers 3 aus Daten bestimmt, die an einer Schnittstelle 11 des Bremssystems 5 des Fahrzeuges 1 anliegen und aus einer fahrzeugexternen Recheneinheit 7, beispielsweise einem Cloud-Speicher 7.1, zur Verfügung gestellt werden, Hierfür weist auch der Verkehrsteilnehmer 3 bzw. das den Verkehrsteilnehmer 3 darstellende Fremdfahrzeug einen GPS-Empfänger 9 oder sonstigen Positionssensor auf, der die aktuelle Position des Verkehrsteilnehmers 3 ermittelt. Insbesondere kann unter Berücksichtigung des Montageorts des GPS-Empfängers 9 des Verkehrsteilnehmers 3 und der aktuellen vom GPS-Empfänger 9 erfassten Position die Fahrzeugkontur 1.1 des Verkehrsteilnehmers 3 bestimmt werden und Koordinaten dieser Fahrzeugkontur 1.1, beispielsweise Eckpunkte des Fahrzeugs, an die Recheneinheit 7 übermittelt werden, die dann von der Recheneinheit 7 an die Schnittstelle 11 im EGO-Fahrzeug 1 gesendet werden.
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Somit kann eine Bremssteuereinheit 13 im Fahrzeug 1 (EGO-Fahrzeug) eine Fahrzeugbremse in Abhängigkeit eines aus Daten der Erfassungseinrichtung 17 und aus Daten der Schnittstelle 11 bestimmten Abstandes des Fahrzeuges 1 zu dem wenigstens einen weiteren Verkehrsteilnehmer 3 in der Umgebung des Fahrzeuges 1 zur Verzögerung des Fahrzeuges 1 ansteuern.
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Das Bremssystem 5 des Fahrzeuges 1 weist ferner eine Bewertungseinheit 15 auf, welche in Abhängigkeit aktueller Sichtbedingungen bewertet, inwieweit die Daten aus der Erfassungseinrichtung 17 oder aus der Schnittstelle 11 zur Bestimmung des Abstandes herangezogen werden, da bei schlechten Sichtbedingungen die Frontkamera 17.1 nur sehr begrenzt den Abstand zu dem anderen Verkehrsteilnehmer 3 ermitteln kann, sodass die Bremssteuereinheit 13 zunehmend auf Abstandsinformationen aus der fahrzeugexternen Recheneinheit 7 zurückgreift. Um das Risiko von Falschbremsungen zu reduzieren, wird bei relevanten Abstandsinformationen aus der Recheneinheit 7 zu anderen Verkehrsteilnehmern 3 in der Vorausrichtung des Fahrzeuges 1, die nicht oder nur sehr schlecht von der Frontkamera 17.1 des Fahrzeuges 1 erkannt werden, vorteilhaft nur gewarnt, und das Fahrzeug 1 wird erst dann teil- oder vollautomatisch gebremst, wenn der wenigstens eine andere Verkehrsteilnehmer 3 dem Fahrzeug 1 nahe genug ist, sodass er von der Frontkamera 17.1 erkannt werden kann und der Abstand zuverlässig mit der Frontkamera 17.1 bestimmt werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102018100112 A1 [0004, 0005]
