-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs sowie ein Kraftfahrzeug.
-
Automatisierte Fahrfunktionen, die einen Fahrer beim Führen eines Fahrzeugs unterstützen beziehungsweise ihm sogar Fahraufgaben soweit abnehmen können, dass er den Fahrbetrieb nicht dauerhaft überwachen muss, gewinnen zunehmend an Relevanz. Bei hohen Automatisierungsgraden, bei denen keine dauerhafte Überwachung des Fahrbetriebs erforderlich ist, liegt die Verantwortung für die Fahrzeugführung bei einer fahrzeugseitigen Steuereinrichtung. Solche Automatisierungsgrade werden als bedingte Automation, hohe Automation beziehungsweise volle Automation bezeichnet. Diese Automatisierungsgrade unterscheiden sich primär darin, dass bei der bedingten Automation ein Fahrer stets auf Anfragen des Systems innerhalb einer angemessenen Zeit reagieren können muss. Bei einer hohen Automation kann stets ein sicherer Betriebszustand erreicht werden, auch wenn ein Fahrer nicht eingreift. Bei der Vollautomation ist prinzipiell auch ein Fahrbetrieb ohne menschlichen Fahrer möglich.
-
Konventionelle Ansätze zum Umsetzen von hohen Automatisierungsgraden gehen davon aus, dass ein Benutzer ausschließlich einen Zielort angibt und anschließend die vollständige Führung zum Zielort durch das Kraftfahrzeug selbst erfolgt. Während durch einen solchen Ansatz ein sehr hoher Komfort für den Nutzer erreicht wird, ist es teilweise jedoch auch gewünscht, Einfluss auf den Fahrbetrieb nehmen zu können, beispielsweise auf ähnliche Weise, wie es bei einer Taxifahrt erfolgen würde. Ein Verfahren, bei dem Benutzereingaben interpretiert werden, um eine Fahrstrategie bei einer automatisierten Fahrzeugführung anzupassen, ist aus der Druckschrift
DE 10 2017 219 065 A1 bekannt. Da jedoch die Verantwortung für den Fahrbetrieb beim Fahrzeugsystem liegt ist es typischerweise erforderlich, den Einflussmöglichkeiten durch den Fahrer enge Grenzen zu setzen.
-
Die Druckschrift
DE 10 2016 217 779 A1 schlägt vor, bei Erkennung eines medizinischen Notfalls, nach Freigabe durch eine Zentraleinrichtung, im Rahmen der Führung des Kraftfahrzeugs bestimmte Verkehrsregeln zu ignorieren beziehungsweise modifizierte Fassungen dieser Verkehrsregeln zu befolgen. Ein Einräumen entsprechender Sonderrechte ist jedoch im normalen Fahrbetrieb nicht möglich.
-
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Möglichkeit zur automatisierten Führung eines Kraftfahrzeugs anzugeben, bei der insbesondere Fahrerwünsche stärker berücksichtigt werden können.
-
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Fahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs gelöst, das die folgenden Schritte umfasst:
- - Ermitteln eines jeweiligen Sollwertes für wenigstens einen Automatisierungsparameter eines automatisierten Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit einer erfassten Bedieneingabe eines Fahrzeuginsassen und Ermitteln von das Umfeld des Kraftfahrzeugs betreffenden Umfelddaten,
- - Setzen des Automatisierungsparameters auf den jeweiligen Sollwert und automatisiertes Führen des Kraftfahrzeugs gemäß dem wenigstens einen Automatisierungsparameter bei Erfüllung einer Durchführungsbedingung, deren Erfüllung von den Umfelddaten und dem wenigstens einen Sollwert abhängt, und anderenfalls
- - Ausgabe eines Hinweises an den Fahrzeuginsassen und Auswerten einer Freigabebedingung, deren Erfüllung davon abhängt, ob eine Freigabeeingabe durch den Fahrzeuginsassen erfolgt, wobei der wenigstens eine Automatisierungsparameter bei Erfüllung der Freigabebedingung auf den jeweiligen Sollwert und bei Nichterfüllung der Freigabebedingung auf einen jeweiligen Vorgabewert gesetzt wird, wonach das Kraftfahrzeug gemäß dem wenigstens einen Automatisierungsparameter geführt wird.
-
Es wird somit ein zweistufiges Vorgehen vorgeschlagen. Ist die Durchführungsbedingung erfüllt, was insbesondere der Fall sein kann, wenn die fahrerseitig gewünschte Parametrisierung ohne Probleme umgesetzt werden kann, das heißt, wenn mit dieser Parametrisierung eine Führung unter Verantwortung des Fahrzeugsystems möglich ist, wird diese unmittelbar übernommen. Ist dies nicht der Fall, werden die Sollwerte der Automatisierungsparameter nur dann übernommen, wenn eine Freigabebedingung erfüllt ist. Insbesondere ist die Freigabebedingung nur dann erfüllt bzw. erfüllbar, wenn der Fahrzeuginsasse eine entsprechende Freigabeeingabe tätigt. Wie später noch erläutert wird, kann die Erfüllung der Freigabebedingung auch zusätzlich von der Erfüllung weiterer Anforderungen abhängen. Somit wird einem Fahrzeuginsassen, zumindest innerhalb gewisser Grenzen, die Möglichkeit gegeben, eine erweiterte Parametrisierung des automatisierten Fahrbetriebs vorzunehmen, soweit er dies explizit bestätigt und somit die Verantwortung für den entsprechend parametrisierten Fahrbetrieb übernimmt.
-
Die Vornahme der Freigabeeingabe kann, insbesondere manipulationssicher, fahrzeugintern oder durch Übertragung an eine fahrzeugexterne Einrichtung dokumentiert werden. Es können insbesondere nur Freigabeeingaben von autorisierten Fahrzeuginsassen, also beispielsweise von einem Fahrer oder Halter oder von durch diese explizit berechtigten Insassen akzeptiert werden. Beispielsweise kann ein Fahrzeuginsasse durch Gesichtserkennung, Stimmerkennung, einen Fahrzeugschlüssel oder eine andere Vorrichtung, mit der er sich Zugang zum Fahrzeug verschaffen kann, oder Ähnliches identifiziert und autorisiert werden. Im Rahmen der Freigabebedingung können auch Zusatzbedingungen geprüft werden, die durch einen Berechtigten, beispielsweise den Halter des Kraftfahrzeugs oder eine Leasing- oder Mietfirma, die das Kraftfahrzeug bereitstellt, vorgegeben werden. Beispielsweise können entsprechende Zusatzbedingungen zusätzlich Geschwindigkeitsbereiche, Bereiche einzuhaltender Abstände oder Ähnliches einschränken.
-
Die Durchführungsbedingung kann ein vorgegebenes Regelwerk prüfen. Dieses Regelwerk umfasst insbesondere im aktuellen Betriebsbereich des Kraftfahrzeugs gültige Verkehrsregeln. Es können auch weitere Regeln, beispielsweise bezüglich einzuhaltender Sicherheitsabstände, geprüft werden. Das Regelwerk ist typischerweise so gewählt, dass dem Fahrbetrieb relativ enge Grenzen gesetzt sind. Aufgrund der beim Fahrzeugsystem liegende Verantwortung für den Fahrbetrieb wird typischerweise ein Regelwerk genutzt, das erheblich geringere Risiken zulässt, als sie durch menschliche Fahrer unter Umständen eingegangen werden. Zudem kann das Regelwerk beispielsweise so gewählt sein, dass ein relativ geringer Kraftstoffverbrauch beziehungsweise ein geringer Verschleiß von Fahrzeugteilen resultiert. Gibt der Fahrzeuginsasse Anweisungen, die innerhalb dieses Regelwerks nicht ausgeführt werden können, kann er, innerhalb gewisser Grenzen, durch die Freigabeeingabe die Durchführung entsprechender Anweisungen, also die Übernahme der Sollwerte für die Automatisierungsparameter, dennoch unter eigener Verantwortung freigeben.
-
Im Folgenden werden rein beispielhaft einige der Regeln andiskutiert, die im Rahmen der Durchführungsbedingungen geprüft werden können beziehungsweise deren Erfüllung zusätzlich zur Erfüllung der Freigabebedingung erforderlich sein kann. Wie bereits erwähnt, können insbesondere gültige Verkehrsregeln geprüft werden. Beispielsweise kann eine Bedieneingabe, die eine Geschwindigkeitserhöhung anfordert, ignoriert werden, wenn das Fahrzeug bereits mit einer zulässigen Höchstgeschwindigkeit bewegt wird. Auch können Anweisungen zum Anhalten des Kraftfahrzeugs nicht berücksichtigt werden, wenn sich das Fahrzeug beispielsweise in einem Bereich mit absolutem Halteverbot befindet.
-
Berücksichtigte Regeln können auch von Eingaben weiterer Steuergeräte abhängen. Beispielsweise kann ein Überholassistent erkennen, dass sich auf der linken Fahrspur ein schnell näherndes Fahrzeug befindet. In diesem Fall können Anweisungen bezüglich eines Spurwechsels auf diese Spur zu einer Nichterfüllung der Durchführungsbedingung beziehungsweise Freigabebedingung führen.
-
Es können auch Gefahrenbewertungen, beispielsweise durch Simulation beziehungsweise mit Hilfe von Erfahrungswerten, vorgenommen werden. Beispielsweise kann ein erkanntes, vermutetes beziehungsweise prognostiziertes Glatteis dazu führen, dass eine niedrigere Grenzgeschwindigkeit bezüglich der Durchführungsbedingung und/oder der Freigabebedingung berücksichtigt wird. Ähnliches kann beispielsweise gelten, wenn spielende Kinder am Straßenrand erkannt werden.
-
Wie bereits erläutert, können auch Dritte zusätzliche Regeln bezüglich der Durchführungsbedingung beziehungsweise der Freigabebedingung hinterlegen. Beispielsweise können Eigentümer eines Fahrzeugs, also beispielsweise Eltern eines Nutzers oder ein Flottenbetreiber, Eingriffe in die Geschwindigkeitsregelung verbieten.
-
Die Ausgabe des Hinweises an den Fahrzeuginsassen kann beispielsweise durch eine Spracheingabe oder über ein Display erfolgen. Die Bedieneingabe, in deren Abhängigkeit der Sollwert ermittelt wird, beziehungsweise die Freigabeeingabe können vorzugsweise durch Spracherkennung, jedoch auch durch andere Bedienelemente, beispielsweise durch einen Dreh-Drück-Steller oder über einen Touchscreen, erfolgen.
-
Die Bedieneingaben können beispielsweise Sprachbefehle sein. Hierbei können beispielsweise Anweisungen gegeben werden, wie sie auch an einen Taxifahrer gegeben werden könnten. Beispielsweise können als Bedieneingaben die Befehle „halte an“, „überhole das Fahrzeug“, „fahr schneller“, „fahr langsamer“, „biege schon hier rechts ab“ oder Ähnliches gegeben werden. Durch einen entsprechenden Algorithmus werden diese Anweisungen ausgewertet, um entsprechende Sollwerte zur Parametrisierung des automatisierten Fahrbetriebs zu ermitteln.
-
Die Durchführungsbedingung ermittelt, ob die Anweisungen beziehungsweise die hieraus resultierenden Sollwerte innerhalb eines vorgegebenen Regelwerkes umsetzbar sind. Ist dies nicht der Fall, wird der Fahrzeuginsasse entsprechend informiert und kann, falls er möchte, einen entsprechenden Fahrbetrieb dennoch auf eigene Verantwortung freigeben. Hierbei kann dennoch ein Regelwerk berücksichtigt werden, so dass bestimmte, hochriskante Fahrmanöver auch unterbleiben können, selbst wenn sie explizit durch den Fahrzeuginsassen freigegeben werden.
-
Die Umfelddaten können die Straßensituation, also beispielsweise den Typ einer befahrenen Straße, eine Anzahl von Fahrspuren, eine Geschwindigkeitsbegrenzung, Witterungsbedingungen, beispielsweise Nässe beziehungsweise Glätte, Bereiche mit verstärktem Fußgängeraufkommen, beispielsweise Bereiche von Schulen, etc., und/oder die Verkehrssituation, insbesondere die Dichte der Fahrzeuge im Fahrzeugumfeld, ihre aktuellen Geschwindigkeiten, etc., betreffen. Umfelddaten können sensorisch über Sensoren des Kraftfahrzeugs erfasst und/oder über eine Kommunikationseinrichtung von fahrzeugexternen Einrichtungen, beispielsweise von Infrastruktureinrichtungen und/oder weiteren Kraftfahrzeugen, empfangen werden. Zusätzlich können im Rahmen der Durchführungs- beziehungsweise Freigabebedingungen auch Egodaten des Kraftfahrzeugs, beispielsweise die eigene Geschwindigkeit, der eigene Lenkwinkel, etc., berücksichtigt werden.
-
Der Vorgabewert kann insbesondere ein Wert des Automatisierungsparameters sein, der verwendet würde, wenn keine Bedieneingabe durch den Fahrzeuginsassen erfolgt. Beispielsweise kann es sich um einen vorgegebenen Parameter, beispielsweise im Rahmen der automatisierten Führung einzuhaltende Abstände, handeln. Es ist auch möglich, dass der Vorgabewert dynamisch im Rahmen der üblichen automatisierten Führung ermittelt wird. Beispielsweise kann der Vorgabewert eine befahrene Trajektorie, eine aktuelle oder zu erreichende Geschwindigkeit oder Ähnliches betreffen. Der Vorgabewert ist insbesondere so gewählt, dass die Durchführungsbedingung bei Verwendung des Vorgabewertes als Sollwert erfüllt wäre. Neben der obig erläuterten Nutzung des Wertes, der ohne Bedieneingabe genutzt würde, als Vorgabewert ist es auch möglich, dass ein Zwischenwert gewählt wird, der zwischen dem normalen Wert des Automatisierungsparameters und dem Sollwert liegt.
-
Wie später noch genauere erläutert werden wird, kann während der automatisierten Führung wiederholt geprüft werden, ob der Sollwert beziehungsweise der Vorgabewert weiterhin nutzbar ist, also insbesondere die Durchführungsbedingung beziehungsweise die Freigabebedingung erfüllt. Ist dies nicht der Fall, kann der Wert des Automatisierungsparameters automatisch geändert werden, wobei optional ein diesbezüglicher Hinweis an den Fahrzeuginsassen ausgegeben werden kann.
-
In einer Weiterbildung der Erfindung können beispielsweise auch nacheinander mehrere Bedieneingaben erfasst werden, die jeweils dazu führen, dass für jeweilige Automatisierungsparameter Sollwerte ermittelt werden. Beispielsweise kann durch eine erste Bedieneingabe wenigstens ein erster Automatisierungsparameter auf den jeweiligen Sollwert beziehungsweise Vorgabewert gesetzt werden und durch eine spätere zweite Bedieneingabe wenigstens ein weiterer Automatisierungsparameter auf einen jeweiligen Sollwert beziehungsweise Vorgabewert, während die Parametrisierung des ersten Automatisierungsparameters erhalten bleibt. Es ist auch möglich, dass spätere Bedieneingaben Werte von Automatisierungsparametern, die als Folge einer vorangehenden Bedieneingabe gesetzt wurden, überschreiben.
-
In Fällen, in denen eine Freigabeeingabe erfasst wird und/oder in denen der Automatisierungsparameter bei Nichterfüllung der Durchführungsbedingung aufgrund der Erfüllung der Freigabebedingung auf den Sollwert gesetzt wird, kann eine diesbezügliche Protokollinformation auf einem kraftfahrzeugseitigen Datenspeicher gespeichert werden und/oder an eine fahrzeugexterne Einrichtung übermittelt werden. Wie obig erläutert, kann ein Fahrzeuginsasse durch die Freigabeeingabe insbesondere zum Ausdruck bringen, dass er bereit ist, die Verantwortung für die automatisierte Führung des Kraftfahrzeugs gemäß den Sollparametern zu übernehmen. Es kann daher bezüglich der Zurechnung beziehungsweise auch für Haftungsfragen hochrelevant sein, ob eine Führung des Kraftfahrzeugs ohne Bedieneingabe des Fahrzeuginsassens zur Änderung der Parametrisierung beziehungsweise nur mit Änderungen, die die Durchführungsbedingung erfüllen, erfolgt ist, oder ob eine explizite Freigabe durch den Fahrzeuginsassen erfolgte, insbesondere weil die Durchführungsbedingungen für die entsprechenden Sollwerte der Automatisierungsparameter nicht erfüllt war.
-
Die Protokollinformation kann hierbei im einfachsten Fall ausschließlich die Information, dass eine entsprechende Freigabe erfolgte, insbesondere mit einem Zeitstempel, umfassen. Zusätzlich können beispielsweise auch Umfelddaten beziehungsweise den Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs betreffende Egodaten als Teil der Protokollinformation gespeichert werden. Wird die Protokollinformation auf einem kraftfahrzeugseitigen Datenspeicher gespeichert, kann es sich insbesondere um einen Datenspeicher handeln, dessen Inhalt nicht oder zumindest nicht ohne weiteres durch den Fahrzeuginsassen veränderbar ist. Ein solcher Datenspeicher wird auch als Blackbox bezeichnet. Beispielsweise kann der Datenspeicher ausschließlich ein Schreiben zulassen beziehungsweise ein Überschreiben oder Löschen von Daten kann nur nach einer Freigabe, beispielsweise mit Hilfe eines geheimen Schlüssels, möglich sein. Es kann auch ausreichend sein, die Speicherung der Protokollinformation derart durchzuführen, dass spätere Manipulationen erkennbar sind, beispielsweise indem jeglicher Schreibvorgang signiert wird, Schreibvorgänge durch einen Blockchain-Algorithmus nachverfolgt werden oder Ähnliches.
-
Die Erfüllung der Freigabebedingung kann zusätzlich von dem Sollwert und den Umfelddaten abhängen. Dies kann vorteilhaft sein, da in bestimmten Betriebssituationen des Kraftfahrzeugs bestimmte Sollwerte auch dann nicht zulässig sein können, wenn sie durch den Fahrzeuginsassen explizit freigegeben werden, beispielsweise wenn mit hoher Wahrscheinlichkeit eine Gefährdung von Dritten bei einer entsprechenden Parametrisierung erfolgt.
-
Insbesondere kann anhand der Umfelddaten erkannt werden, ob wenigstens ein Verkehrsteilnehmer im Fahrzeugumfeld des Kraftfahrzeugs vorhanden ist, und bei Vorhandensein des Verkehrsteilnehmers im Fahrzeugumfeld kann in Abhängigkeit des Sollparameters eine voraussichtliche zukünftige Bewegung des Kraftfahrzeugs prädiziert und einem Maß für die Relevanz des Verkehrsteilnehmers für die voraussichtliche zukünftige Bewegung ermittelt werden, wobei die Erfüllung der Freigabebedingung von diesem Maß abhängt. Das Maß für die Relevanz kann beispielsweise ein Maß für ein Kollisionsrisiko mit dem Verkehrsteilnehmer beziehungsweise eine Wahrscheinlichkeit für einen Überlapp der Trajektorie dieses Verkehrsteilnehmers und des Kraftfahrzeugs sein.
-
Nach Erfüllung der Durchführungsbedingung und/oder der Freigabebedingung können wiederholt aktualisierte Umfelddaten erfasst werden und eine von den aktualisierten Umfelddaten abhängige Rückstellbedingung ausgewertet werden. Bei Erfüllung der Rückstellbedingung kann der jeweilige Automatisierungsparameter auf den oder einen weiteren Vorgabewert gesetzt werden. Anders ausgedrückt wird der automatisierte Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs gemäß dem Sollwert oder der Sollwerte überwacht und überprüft, ob ein entsprechend parametrisierter Fahrbetrieb weiterhin möglich ist. Wurde der Sollwert aufgrund der Erfüllung der Durchführungsbedingung übernommen, kann die Rückstellbedingung hierbei der Durchführungsbedingung entsprechen. Bei einer Übernahme des Sollwertes aufgrund der Erfüllung der Freigabebedingung kann die Rückstellbedingung abgesehen von der Prüfung der Freigabeeingabe alle weiteren Bedingungen auswerten, von denen die Freigabebedingung abhängt.
-
Erfolgt ein Rückstellen, nachdem vorangehend die Durchführungsbedingung erfüllt war, kann die Rückstellung auch nur temporär erfolgen und es kann, ähnlich wie bei einer anfänglichen Nichterfüllung der Durchführungsbedingung, eine Rückfrage beim Fahrzeuginsassen erfolgen, wonach dieser die Weiterverwendung des Sollwertes explizit freigeben kann. Der Vorgabewert beziehungsweise der weitere Vorgabewert kann wie bereits eingangs erläutert insbesondere ein Wert sein, der normalerweise im Rahmen der automatisierten Führung genutzt würde, wenn diese nicht durch eine Bedieneingabe modifiziert wäre. Die Rückstellbedingung kann auch separat für mehrere verschiedene Automatisierungsparameter ausgewertet werden. Beispielsweise kann es in bestimmten Betriebssituationen nur erforderlich sein, einzelne Automatisierungsparameter auf Vorgabewerte zurückzusetzen.
-
In einzelnen Fällen kann es auch möglich sein, andere Automatisierungsparameter zu ändern, um vorgegebene Sollwerte für bestimmte Automatisierungsparameter beizubehalten. Erfolgte beispielsweise eine Bedieneingabe des Fahrzeuginsassen, die eine Führung des Fahrzeugs auf einem Gehsteig wünscht, beispielsweise um einem anderen Fahrzeug auszuweichen, und werden im Rahmen des Fahrbetriebs auf dem Gehsteig Fußgänger im Bereich des Gehsteigs erkannt, wäre es beispielsweise möglich, die Fahrt auf dem Gehsteig zu beenden, also wieder auf die Straße einzubiegen oder das Fahrzeug anzuhalten. Es kann jedoch auch möglich sein, das Fahrzeug mit einer reduzierten Geschwindigkeit weiter entlang des Gehsteigs zu bewegen. Beispielsweise kann bei einer Anwesenheit von Fußgängern eine Geschwindigkeit, mit der ein Gehsteig befahren wird, von z. B. 10 km/h auf 5 km/h oder eine noch tiefere Geschwindigkeit abgesenkt werden.
-
In einigen Fällen kann es auch möglich sein, dass ein Fahrzeuginsasse nur ermitteln möchte, ob eine bestimmte Änderung des Fahrbetriebs aktuell möglich wäre. Daher kann bei Erfassung einer weiteren Bedieneingabe des Fahrzeuginsassen in Abhängigkeit der weiteren Bedieneingabe ein jeweiliger Prüfwert für wenigstens einen Automatisierungsparameter ermittelt werden, wonach in Abhängigkeit der Umfelddaten und des wenigstens einen Prüfwertes ermittelt wird, ob bei Nutzung dieses Prüfwertes als Sollwert die Durchführungsbedingung erfüllt ist und/oder die Freigabebedingung erfüllbar ist und ein diesbezüglicher Hinweis an den Fahrzeuginsassen ausgegeben wird. Insbesondere erfolgt bei Erfassung der weiteren Bedieneingabe zunächst keine Änderung des wenigstens einen Automatisierungsparameters, selbst dann, wenn der Prüfwert als Sollwert die Durchführungsbedingung erfüllen würde. Beispielsweise kann ein Fahrer anfragen, ob es möglich wäre schneller zu fahren oder anzuhalten.
-
In Abhängigkeit des Sollwertes oder des Prüfwertes kann eine geplante Route oder eine voraussichtliche Fahrzeit zu oder eine voraussichtliche Ankunftszeit an einem vorgegebenen Zielort ermittelt werden und ein diesbezüglicher Hinweis kann an den Fahrzeuginsassen ausgegeben werden. Anders ausgedrückt kann in Abhängigkeit des Sollwertes beziehungsweise insbesondere in Abhängigkeit einer Änderung eines Automatisierungsparameters auf den Sollwert eine Fahrzeit beziehungsweise Route prognostiziert werden. Insbesondere kann der Hinweis, wie später noch erläutert wird, eine Veränderung der Route beziehungsweise Fahrzeit beziehungsweise Ankunftszeit bei Übernahme des Soll- beziehungsweise Prüfwertes als Automatisierungsparameter betreffen. Beispielsweise kann als Bedieneingabe beziehungsweise weitere Bedieneingabe eine Anweisung erfasst werden, im weiteren Fahrbetrieb bestimmte Straßen, beispielsweise Autobahnen, zu meiden, weniger Spurwechsel durchzuführen oder Ähnliches. Eine entsprechende Änderung mag zwar zulässig sein, das heißt beispielsweise die Durchführungsbedingung erfüllen, jedoch zu einer deutlichen Verlängerung der Route und/oder zu einer Fahrzeitverlängerung führen. In diesen Fällen kann es zweckmäßig sein, eine Rückfrage beim Fahrzeuginsassen durchzuführen.
-
Insbesondere kann ein Unterschied zwischen der Länge der geplanten Route und/oder der voraussichtlichen Fahrzeit und/oder der voraussichtlichen Ankunftszeit zwischen einer Verwendung des jeweiligen Sollwertes als jeweiligen Automatisierungsparameter und einer Verwendung des jeweiligen Vorgabewertes als jeweiligen Automatisierungsparameter ermittelt werden, wobei bei Erfüllung einer Rückfragebedingung, deren Erfüllung von dem ermittelten Unterschied abhängt, eine Rückfrage an den Fahrzeuginsassen ausgegeben wird und der jeweilige Sollwert nur dann als Automatisierungsparameter verwendet wird und/oder die Durchführungsbedingung und/oder die Freigabebedingung nur dann erfüllbar sind, wenn der Sollwert auf diese Rückfrage hin durch den Fahrzeuginsassen bestätigt wird. Ein ähnliches Vorgehen ist auch möglich, wenn wie obig erläutert durch eine weitere Bedieneingabe ein Prüfwert vorgegeben wird. Der hierbei ausgegebene Hinweis kann durch eine entsprechende Information bezüglich der Änderung der Fahrzeit beziehungsweise der Ankunftszeit beziehungsweise der Routenlänge ergänzt werden.
-
Der Vorgabewert kann durch einen Algorithmus vorgegeben werden, der mit Hilfe von Trainingsdatensätzen trainiert ist, die in vorangehenden Verfahrensdurchgängen für das gleiche Kraftfahrzeug oder für ein anderes Kraftfahrzeug ermittelte Sollwerte umfassen. Dies kann insbesondere dann zweckmäßig sein, wenn die Vorgabewerte stets dann verwendet werden, wenn die Automatisierungsparameter nicht durch eine Bedieneingabe des Fahrzeuginsassen verändert werden. Das Training kann allgemein für eine große Zahl von Kraftfahrzeugen erfolgen, es ist jedoch auch möglich, den Algorithmus spezifisch für ein bestimmtes Kraftfahrzeug beziehungsweise für einen bestimmten Fahrzeuginsassen zu trainieren, um Vorlieben einzelner Fahrzeuginsassen besser berücksichtigen zu können.
-
Der Trainingsdatensatz kann vorzugsweise zusätzliche Informationen zur Fahrsituation, beispielsweise Umfelddaten und Egodaten, umfassen. Hierbei können nur Trainingsdaten für Sollwerte generiert werden, für die die Durchführungsbedingungen erfüllt war. Anders ausgedrückt kann der Algorithmus so trainiert werden, dass die Vorgabewerte und somit der Fahrbetrieb ohne eine Bedieneingabe des Fahrzeuginsassen möglichst weit den Vorlieben des Fahrzeuginsassen entspricht, wobei hierbei die Durchführungsbedingung eingehalten werden soll. Mit zunehmendem Training werden somit zunehmend weniger Bedieneingaben des Fahrzeuginsassen notwendig. Das Fahrzeug verhält sich bereits in einem Großteil von Fahrsituationen gemäß seinen Wünschen, wobei er dennoch über Bedieneingaben Verhaltensänderungen auslösen kann, die unter Umständen, wenn sie die Durchführungsbedingungen nicht erfüllen, von ihm weiterhin freigegeben werden können.
-
Neben dem erfindungsgemäßen Verfahren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, das zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist. Insbesondere umfasst das Kraftfahrzeug eine Steuereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, eine Aktorik des Kraftfahrzeugs zur automatisierten Führung des Kraftfahrzeugs anzusteuern. Die Steuereinrichtung kann zur Durchführung der Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet sein. Vorzugsweise umfasst das Kraftfahrzeug zudem wenigstens eine Sensoreinrichtung und/oder eine Kommunikationseinrichtung zur Erfassung beziehungsweise zum Empfang der Umfelddaten.
-
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den folgenden Ausführungsbeispielen sowie den zugehörigen Zeichnungen. Hierbei zeigen schematisch:
- 1 eine Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens,
- 2 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, und
- 3 schematisch das Training eines Algorithmus, der im erfindungsgemäßen Verfahren zur Ermittlung des wenigstens einen Vorgabewertes nutzbar ist.
-
1 zeigt ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs. Hierbei werden zunächst in Schritt S1 das Umfeld des Kraftfahrzeugs betreffende Umfelddaten erfasst. Zusätzlich können den Betrieb des Kraftfahrzeugs selbst betreffende Egodaten erfasst werden. In Schritt S2 wird parallel hierzu oder alternativ auch vorangehend oder nachfolgend eine Bedieneingabe eines Fahrzeuginsassen, beispielsweise als Spracheingabe, erfasst. Diese betrifft Wünsche beziehungsweise Anforderungen an einen automatisierten Fahrbetrieb, die durch das Kraftfahrzeug umgesetzt werden sollen, und gibt somit einen jeweiligen Sollwert für wenigstens einen Automatisierungsparameter des Kraftfahrzeugs vor. Hierbei wird in Schritt S3 geprüft, ob eine solche Bedieneingabe erfolgte und anderenfalls das Verfahren mit Schritt S9 fortgesetzt wird, wodurch eine übliche automatisierte Führung erfolgt, wie später noch erläutert werden wird.
-
Wurde hingegen in Schritt S3 ermittelt, dass in Schritt S2 eine Bedieneingabe erfasst wurde, die eine Änderung wenigstens eines Automatisierungsparameters auslösen soll, beispielsweise eine Anweisung, die Fahrgeschwindigkeit zu ändern, ein Fahrzeug zu überholen oder anzuhalten, so wird in Schritt S4 geprüft, ob eine Durchführungsbedingung erfüllt ist, deren Erfüllung von den in Schritt S1 erfassten Umfelddaten und dem wenigstens einen Sollwert abhängt. Hierbei kann geprüft werden, ob die Anweisung beziehungsweise die geplante Änderung des Automatisierungsparameters bestimmte Regeln verletzt. Beispielsweise kann eine Einhaltung von Verkehrsregeln geprüft werden und ob vorgegebene Mindestabstände und Verhaltensregeln in bestimmten Fahrsituationen, beispielsweise im Bereich einer Schule, eingehalten werden.
-
Ist dies nicht der Fall, wird in Schritt S5 ein entsprechender Hinweis an den Fahrzeuginsassen ausgegeben, der insbesondere eine Begründung umfassen kann, warum ein gewünschtes Fahrverhalten nicht möglich ist. Weist ein Fahrzeuginsasse das Fahrzeug beispielsweise an, einen Gehsteig zu nutzen, um einem anderen Fahrzeug, beispielsweise einem Schwerlasttransporter, auszuweichen, kann er darauf hingewiesen werden, dass ein Befahren von Gehsteigen nicht zulässig ist. Wünscht der Fahrzeuginsasse beispielsweise ein Anhalten auf einer Autobahn oder einer Landstraße, kann auch ein entsprechender Hinweis erfolgen, dass dies nicht zulässig ist, da das eigene Fahrzeug ein Hindernis bilden kann, insbesondere wenn kein Standstreifen vorhanden ist.
-
Im Schritt S6 wird anschließend geprüft, ob eine Freigabebedingung erfüllt ist, deren Erfüllung davon abhängt, ob eine Freigabeeingabe durch den Fahrzeuginsassen erfolgt. Anders ausgedrückt, kann der Fahrzeuginsasse in Schritt S6 bestätigen, dass eine entsprechende Änderung des Automatisierungsparameters beziehungsweise Fahrbetriebs dennoch auf seine Verantwortung hin erfolgen soll. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn nur durch ein Befahren eines Gehsteigs oder eines aus anderen Gründen nicht zu befahrende Bereichs eine erhebliche Verkehrsbehinderung vermieden werden kann, ein Anhalten dringend erforderlich ist, beispielsweise weil eine Beschädigung des Fahrzeugs oder ein medizinischer Notfall erkannt wird, oder die automatisierte Führung offensichtlich fehlerbehaftet ist, beispielsweise wenn am Ende einer Baustelle ein Aufheben einer Geschwindigkeitsbegrenzung nicht korrekt erkannt wird. Abgesehen vom Vorliegen der Freigabeeingabe kann die Freiga-bebedingung auch von anderen Faktoren abhängen. Beispielsweise kann eine Änderung des Automatisierungsparameters blockiert werden, wenn dies dazu führen würde, dass Dritte gefährdet werden, Beschädigungen des Fahrzeugs zu befürchten sind, bestimmte Änderungen des Fahrverhaltens beispielsweise durch einen Inhaber des Kraftfahrzeugs ausgeschlossen wurden oder Ähnliches.
-
Wird die Freigabebedingung in Schritt S6 erfüllt, so wird eine entsprechende Protokollinformation in Schritt S7 auf einem fahrzeugseitigen Datenspeicher gespeichert und/oder an eine fahrzeugexterne Einrichtung übermittelt. Hierdurch wird protokolliert, dass der Fahrzeuginsasse explizit bestätigt hat, dass eine entsprechende Fahrzeugführung erfolgen soll und somit auch die Verantwortung hierfür übernimmt. Anschließend wird in Schritt S8 der jeweilige Automatisierungsparameter auf den jeweiligen Sollwert gesetzt.
-
Wird hingegen in Schritt S4 die Durchführungsbedingung erfüllt, so kann ohne Rückfrage beim Fahrzeuginsassen und entsprechende Protokollierung unmittelbar der jeweilige Automatisierungsparameter auf den jeweiligen Sollwert gesetzt werden.
-
Bei Nichterfüllung der Freigabebedingung wird in Schritt S9 zunächst in Abhängigkeit der in Schritt S1 erfassten Umfelddaten ein jeweiliger Vorgabewert für die Automatisierungsparameter ermittelt. Hierbei können für einige Automatisierungsparameter die Vorgabewerte fest vorgegeben sein. Insbesondere werden diese Werte jedoch beispielsweise in Abhängigkeit der Position zu anderen Verkehrsteilnehmern, des befahrenen Straßentyps etc. bestimmt. Der zur Verwendung der Vorgabeparameter genutzte Algorithmus kann im Wesentlichen dem Algorithmus entsprechen, der auch genutzt würde, wenn keine Beeinflussbarkeit des Fahrbetriebs durch Bedieneingaben des Fahrzeuginsassen möglich wäre. Entsprechend werden die entsprechenden Vorgabewerte auch dann genutzt, wenn in Schritt S3 erkannt wird, dass in Schritt S2 keine Bedieneingabe erfolgt ist, die dazu dient, einen Automatisierungsparameter auf einen Sollwert zu setzen.
-
In Schritt S10 werden die Automatisierungsparameter auf die in Schritt S9 ermittelten Vorgabewerte gesetzt.
-
In Schritt S11 erfolgt unabhängig davon, ob die Automatisierungsparameter in Schritt S8 auf die Sollwerte gesetzt wurden oder in Schritt S10 auf die Vorgabewerte eine automatisierte Führung des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit dieser Automatisierungsparameter. Hierbei können im Rahmen der automatisierten Führung wiederholt Umfelddaten und optional auch Egodaten des Kraftfahrzeugs erfasst werden und es kann geprüft werden, ob ein Fahrbetrieb weiterhin mit der gleichen Parametrisierung möglich ist oder ob neue Werte für die Automatisierungsparameter bestimmt werden müssen. Wurden die Automatisierungsparameter in Schritt S10 auf einen Vorgabewert gesetzt beziehungsweise war in Schritt S4 die Durchführungsbedingung erfüllt, so kann eine Änderung des Automatisierungsparameters insbesondere erforderlich sein, wenn die Durchführungsbedingung nicht länger erfüllt ist. Hierbei kann automatisiert eine Neubestimmung des Automatisierungsparameters erfolgen oder ein Fahrzeuginsasse kann beispielsweise informiert werden und es kann ihm die Möglichkeit gegeben werden, die bisherigen Werte des Fahrzeugparameters beizubehalten, wenn er eine entsprechende Freigabeeingabe tätigt.
-
Es ist auch möglich, dass Automatisierungsparameter, die aufgrund der Erfüllung der Freigabebedingung in Schritt S6 auf Sollwerte gesetzt werden, verändert werden. Ist beispielsweise wenigstens eine der Teilbedingungen der Freigabebedingung, die nicht von der Freigabeeingabe abhängt, nicht länger erfüllt, deutet dies darauf hin, dass der Sollwert nicht länger als Automatisierungsparameter verwendet werden sollte. Entsprechend kann auch in diesem Fall eine Neubestimmung des Automatisierungsparameters, beispielsweise wie zu Schritt S9 erläutert, folgen.
-
Die Nutzung des beschriebenen Verfahrens ist in einer Vielzahl von Anwendungssituationen zweckmäßig. Fährt das Fahrzeug beispielsweise auf einer Überlandstrecke oder über eine Autobahn ohne Standstreifen, ist es dennoch möglich, dass ein Fahrzeuginsasse ein zeitnahes Anhalten des Kraftfahrzeugs wünscht. Beispielsweise kann er in diesem Fall als Bedieneingabe in Schritt S2 den Satz „halte sofort an“ sprechen. Die als Teil der Durchführungsbedingung in Schritt S4 geprüften Regeln werden ein solches Anhalten typischerweise nicht zulassen, so dass beispielsweise in Schritt S5 die Sprachausgabe ausgegeben werden kann: „Dies ist nicht möglich, da wir uns auf einer Autobahn ohne Standstreifen befinden“. Diese Ablehnung kann der Fahrzeuginsasse jedoch in Schritt S6 durch eine Freigabeeingabe, die beispielsweise durch ein Schlüsselwort wie beispielsweise „Anweisung“ oder „Notfall“ gekennzeichnet ist, überstimmen. Beispielsweise kann er die Spracheingabe tätigen: „Dies ist ein Notfall, sofort anhalten“. Das Kraftfahrzeug kann dies bestätigen, beispielsweise ausgeben „Notfallmodus aktiviert, ich werde jetzt anhalten“, und in Schritt S7 protokollieren, dass dieses Anhalten nach einer expliziten Freigabe durch den Fahrzeuginsassen erfolgte.
-
Ein anderer Fall, in dem das beschriebene Vorgehen zweckmäßig sein kann, ist beispielsweise ein Befahren eines Gehsteigs oder eines Grünstreifens, beispielsweise um einem Schwertransporter oder einem Einsatzfahrzeug Platz zu machen. Die Freigabeeingabe kann auch dazu dienen, offensichtliche Fehler der automatisierten Führung zu kompensieren. Beispielsweise ist es möglich, dass eine die automatisierte Führung durchführende Steuereinrichtung des Kraftfahrzeugs ein Ende einer Geschwindigkeitsbegrenzung nach einer Baustelle nicht erkennt. Das Fahrzeug würde somit beispielsweise auch auf einer Autobahn mit einer relativ niedrigen Geschwindigkeit von beispielsweise 30 km/h oder 50 km/h weiterfahren. Weist der Fahrer nun in Schritt S2 eine Geschwindigkeitserhöhung an, so wird die Durchführungsbedingung in Schritt S4 nicht erfüllt, da das Fahrzeug weiterhin annimmt, dass die Geschwindigkeitsbegrenzung gilt. Durch eine entsprechende Freigabeeingabe kann der Fahrer das Kraftfahrzeug dennoch anweisen, schneller zu fahren, was im geschilderten Fall zu einer erheblichen Verbesserung der Fahrzeugführung führt, da das Fahrzeug nicht mehr mit unerwarteter niedriger Geschwindigkeit bewegt wird.
-
Das beschriebene Vorgehen kann durch zahlreiche Ergänzungen erweitert werden. So kann, wenn aufgrund der Bedieneingabe in Schritt S2 ein Sollwert ermittelt wird, zunächst geprüft werden, ob die Änderung eines Automatisierungsparameters auf diesen Sollwert zu einer erheblichen Verlängerung der Fahrzeit zu einem Zielort beziehungsweise einer Verlängerung der Route dorthin führt. Ist die Abweichung ausreichend groß, kann beispielsweise eine Rückfrage beim Fahrzeuginsassen erfolgen, ob diese Änderung tatsächlich gewünscht ist.
-
Es kann auch möglich sein, dass der Fahrer bestimmte Anweisungen zunächst prüfen lässt. Beispielsweise kann als Eingabe die Spracheingabe „ist ein schnelleres Fahren möglich“ erfolgen. Hiernach kann geprüft werden, ob für ein Prüfparameter, der sich aus dieser Anweisung ergibt, die Durchführbedingung erfüllt ist beziehungsweise die Freigabebedingung erfüllbar ist, wenn er als Sollwert verwendet würde. Eine entsprechende Information kann anschließend an den Fahrzeuginsassen ausgegeben werden. Hierbei kann ergänzend oder alternativ wie obig erläutert angegeben werden, ob sich beispielsweise eine Fahrroute beziehungsweise Fahrzeit aufgrund einer entsprechenden Anweisung deutlich verändern würde.
-
Sollwerte, für die die Durchführungsbedingung erfüllt ist, können, insbesondere mit den hierbei vorliegenden Umfelddaten und/oder Egodaten des Kraftfahrzeugs, gespeichert werden, um, wie später noch zu 3 erläutert werden wird, einen Algorithmus zur Ermittlung der Vorgabewerte zu trainieren. Somit kann ein entsprechender Algorithmus vorzugsweise so trainiert werden, dass das Verhalten des Kraftfahrzeugs in möglichst vielen Fahrsituationen bereits den Wünschen des Fahrzeuginsassen entspricht, so dass Bedieneingaben zur Veränderung des Fahrverhaltens in Schritt S2 nur noch ganz selten erforderlich sind.
-
2 zeigt ein Kraftfahrzeug 1, das zur Durchführung des vorangehend erläuterten Verfahrens eingerichtet ist. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst eine Steuereinrichtung 2, die dazu eingerichtet ist Umfelddaten die das Kraftfahrzeugumfeld betreffen über eine Sensorik 4 zu erfassen und/oder über eine Kommunikationseinrichtung 3 von anderen Kraftfahrzeugen beziehungsweise Infrastruktureinrichtungen zu empfangen. Während eines automatisierten Fahrbetriebs werden Automatisierungsparameter zunächst auf Vorgabewerte gesetzt, die insbesondere von den Umfelddaten beziehungsweise Egodaten des Kraftfahrzeugs abhängen können. Die Steuereinrichtung steuert eine Aktorik 5 des Kraftfahrzeugs an, um das Kraftfahrzeug gemäß der Automatisierungsparameter zu führen. Möchte ein Fahrzeuginsasse 9 das Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs 1 verändern, kann er hierzu eine Bedieneingabe über das Eingabemittel 7, beispielsweise ein Mikrofon oder ein Touchscreen, tätigen.
-
Wie obig erläutert wird diese Bedieneingabe durch die Steuereinrichtung 2 verarbeitet, um wenigstens einen Sollwert für einen jeweiligen Automatisierungsparameter zu berechnen und es erfolgt die obig erläuterte Prüfung der Durchführungsbedingung. Ist diese erfüllt, wird der automatisierte Fahrbetrieb entsprechend angepasst. Anderenfalls wird über ein Ausgabemittel 6, beispielsweise einen Bildschirm oder einen Lautsprecher, ein entsprechender Hinweis an den Fahrzeuginsassen 9 ausgegeben. Gibt dieser über die Eingabeeinrichtung 7 eine entsprechende Freigabeeingabe ein, ist, soweit wie obig erläutert andere Bedingungen erfüllt sind, die Freigabebedingung erfüllt und der Automatisierungsparameter kann entsprechend gewählt werden. Eine entsprechende insassenseitige Freigabe kann in dem Datenspeicher 8 protokolliert werden beziehungsweise eine entsprechende Protokollinformation kann über die Kommunikationseinrichtung 3 an eine fahrzeugexterne Einrichtung gesendet werden.
-
3 zeigt ein mögliches Trainingsverfahren zum Training des in 1 in Schritt S9 genutzten Algorithmus zur Ermittlung von Vorgabewerten für die Automatisierungsparameter. Hierbei werden eine Vielzahl von Trainingsdatensätzen 10 genutzt, die jeweils für eine bestimmte Situation, in der ein Sollwert die Durchführungsbedingung erfüllt hat, die Umfelddaten 11, das Kraftfahrzeug selbst, beispielsweise dessen Geschwindigkeit und Lenkwinkel, betreffende Egodaten 12 sowie den Sollwert 13 umfassen. Die Umgebungs- und Egodaten 11, 12 eines jeweiligen Trainingsdatensatzes werden durch den Algorithmus 14 verarbeitet, der durch eine Vielzahl von Parametern 15 parametrisiert ist. Die Parameter 15 können beispielsweise im Rahmen der Entwicklung des Algorithmus auf Vorgabewerte gesetzt werden, in vorangehenden Trainingsdurchläufen auf bestimmte Werte gesetzt worden sein oder zufällig bestimmt sein. Der Algorithmus 14 erzeugt somit in Abhängigkeit der Trainingsdaten und der Parameter 15 jeweils einen Vorgabewert 16.
-
Eine Kostenfunktion 17, die ein Maß für die Differenzen zwischen einem jeweiligen für einen Trainingsdatensatz 10 ermittelten Vorgabewert 16 und den Sollwert 13 für diesen Trainingsdatensatz 10 ist, wird durch Variation der Parameter 15 minimiert. Hierzu können beispielsweise aus dem Bereich des Maschinenlernens bekannte Algorithmen wie die Fehlerrückführung genutzt werden. Der Algorithmus 14 kann beispielsweise ein Neuronales Netz oder Ähnliches sein.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102017219065 A1 [0003]
- DE 102016217779 A1 [0004]
