DE102020114366A1

DE102020114366A1 - System und verfahren zum steuern des betriebs eines autonomen fahrzeugs

Info

Publication number: DE102020114366A1
Application number: DE102020114366.4A
Authority: DE
Inventors: In-Su Kim
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2019-12-16
Filing date: 2020-05-28
Publication date: 2021-06-17
Also published as: KR20210077052A; US11332139B2; US20210179111A1

Abstract

Ein System und ein Verfahren zum Steuern eines Betriebs eines autonomen Fahrzeugs sind bereitgestellt. Das Verfahren weist auf: Empfangen, durch das autonome Fahrzeug, von Informationen bezüglich benachbarter Fahrzeuge, und Ermitteln, durch die Steuereinrichtung (204), einer Fahrstreifenwechselabsicht eines ersten Fahrzeugs der benachbarten Fahrzeuge, welche sich in einem Nebenfahrstreifen in einer vorderen Richtung des autonomen Fahrzeugs befinden, aus den eingegebenen Informationen (S401). Es wird ermittelt, ob es dem ersten Fahrzeug in dem Nebenfahrstreifen in der vorderen Richtung unter Berücksichtigung einer Beschleunigung und Verzögerung des autonomen Fahrzeugs und davon, ob ein Sicherheitsabstand zwischen dem autonomen Fahrzeug und den benachbarten Fahrzeugen gewährleistet ist, gestattet wird, einen Fahrstreifen zu wechseln. Ein Beschleunigungs-/Verzögerungs-Steuersignal zum Anpassen einer Fahrgeschwindigkeit des autonomen Fahrzeugs wird erzeugt, und regenerative Bremskraft und Reibungsbremskraft des autonomen Fahrzeugs werden basierend auf dem Beschleunigungs-/Verzögerungs-Steuersignal verteilt, um Bremsen durchzuführen (S405, S407, S411, S416).

Description

Hintergrund
Gebiet der Offenbarung
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein System und ein Verfahren zum Steuern eines Betriebs eines autonomen Fahrzeugs und insbesondere ein System und ein Verfahren, welche präventiv eine Bremserfordernis-Zeit zum Sicherstellen eines Sicherheitsabstands zwischen Fahrzeugen, wenn ein Fahrzeug einen Fahrstreifen wechselt, basierend auf Informationen hinsichtlich benachbarter Fahrzeuge eines fahrenden Fahrzeugs prognostizieren, wodurch eine Steuerung derart durchgeführt wird, dass regeneratives Bremsen maximiert wird und Reibungsbremsen minimiert wird.
Beschreibung der bezogenen Technik
Ein autonomes Fahrzeug bezieht sich auf ein Fahrzeug, welches autonom zu einem eingestellten Zielort fahren kann, indem externe Informationen gesammelt werden, eine Umgebungsverkehrsbedingung ermittelt wird und ein Fahrplan ohne einen Eingriff eines Fahrers erstellt wird. Das autonome Fahrzeug ist eine Beförderungsvorrichtung, in welcher die fortschrittlichsten Technologien, wie zum Beispiel High-Tech-Sensoren, welche dazu eingerichtet sind, Objekte zu erfassen, während das Fahrzeug gefahren wird, Netzwerkkommunikation, welche zum Senden von Informationen eingerichtet ist, ein Steuerungssystem mit künstlicher Intelligenz, welches dazu eingerichtet ist, diverse gesammelte Daten zu empfangen und die empfangenen diversen Daten in Echtzeit zu verarbeiten und zu ermitteln, vereint sind. Das autonome Fahrzeug ist dazu eingerichtet, Informationen, wie zum Beispiel Verkehrsinformationen, Straßenbauarbeiten, Verkehrsunfallinformationen sowie Karteninformationen, welche auf einer Straße zu einem Fahrtziel entstehen, in Echtzeit zu empfangen und zu verarbeiten. Eine Technologie in einer Art des wechselseitigen Sendens/Empfangens von Informationen an/von umliegenden Fahrzeugen wurde ferner entwickelt. Wenn die Informationen genutzt werden, kann ein Fahrer das Fahrzeug präventiv eine Gefährdung des Fahrzeugs erkennen, bevor gefahren wird, und sicher fahren.
So wie jüngst einheimische und ausländische Unternehmen aktiv Technologien entwickeln, steigt ein Interesse an autonome Fahrzeuge betreffenden Technologien. Das autonome Fahrzeug muss eine geeignete Handlung durch das Erkennen und das Ermitteln von diversen Fahrsituationen vornehmen, und ein Wechsel eines Fahrstreifens unter den diversen Fahrsituationen ist eine der häufigsten und wichtigsten Fahrsituationen, welche direkt mit der Sicherheit des Fahrzeugs in Verbindung stehen. Dementsprechend ist es wichtig, das autonome Fahrzeug derart umzusetzen, dass es die Sicherheit garantiert, wenn benachbarte Fahrzeuge des autonomen Fahrzeugs Fahrstreifen wechseln, und es gibt einen Bedarf nach einem Verfahren zum Verringern von Verkehrsunfällen durch die Umsetzung.
Eine entwickelte Technik steuert indessen eine Fahrzeuggeschwindigkeit zum Verbessern der Kraftstoffeffizienz und steuert insbesondere eine Fahrzeuggeschwindigkeit zum Verbessern der Kraftstoffeffizienz, wobei eine Fahrgeschwindigkeit zur Kraftstoffeffizienz auf Grundlage eines Verkehrslichtsignal-Informationszustands (z.B. rotes/gelbes/grünes Signal) und einer Zeit, wann eine Verkehrsampel auf Rot basierend auf Informationen bezüglich eines Abstands eines vorausfahrenden Fahrzeugs umgeschaltet wird, und dergleichen ermittelt wird, ein Starten bzw. Anlassen (z.B. der Betriebszustand des Motors) zur Verbesserung der Kraftstoffeffizienz ausgeschaltet wird und regenerative Brems- und Reibungsbremsvorgänge ermittelt werden.
Eine weitere entwickelte Technik stellt ein Bremsverfahren eines autonomen Fahrzeugs und insbesondere ein Bremsverfahren eines autonomen Fahrzeugs bereit, welches ein Fahrzeug mit einer komfortablen Verzögerung in einer Anfangsphase gemäß der Verkehrslichtsignal-Information (z.B. rotes Signal) steuert und das Fahrzeug mit einer Automatische-Notbremsung-Verzögerung betreibt, wenn zusätzliches Bremsen erforderlich ist, und eine Verkehrslichtsignal-Information und eine Bildinformation einer Signalkamera vergleicht, um die Zuverlässigkeit prüfen.
Noch eine weitere entwickelte Technik stellt ein Verfahren zum Anwenden einer Optimalverzögerung unter Verwendung von regenerativem Bremsen und insbesondere ein Verfahren zum Anwenden einer Optimalverzögerung unter Verwendung von regenerativem Bremsen, welches ein Fahrzeug mit einer Verzögerung, bei welcher das Fahrzeug ohne Reibungsbremsen verzögert werden kann, und einer Fahrzeuggeschwindigkeit betreibt, indem das regenerative Bremsen ausgehend von einer Fahrzeuggeschwindigkeit eines vorausfahrenden Fahrzeugs und einer Distanzinformation maximal betrieben wird.
Gemäß den entwickelten Techniken wird ein regeneratives Bremsen angepasst, um eine maximale Kraftstoffeffizienz aufzuweisen, basierend auf einem Zustand einer Verkehrsampel (z.B. rot/gelb/grün), einer Geschwindigkeit eines vorausfahrenden Fahrzeugs und einem Abstand zwischen einem Subjektfahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug, um die Verzögerung durchzuführen. Mit anderen Worten wird eine Bremszeit basierend auf einem Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug eines fahrenden Fahrzeugs, einer Verkehrsampelfarbe (z.B. rot/gelb/grün) und einer Zeit, wann die Verkehrsampelfarbe gewechselt wird, ermittelt.
Außerdem werden in den entwickelten Techniken nur die Informationen bezüglich des Fahrzeugs vor dem Subjektfahrzeug (d.h. des ersten vorausfahrenden Fahrzeugs) genutzt, weshalb daher das Subjektfahrzeug mit einer hohen Geschwindigkeit fahren kann, wenn ein erheblicher Abstand zwischen dem Subjektfahrzeug und dem ersten vorausfahrenden Fahrzeug vorhanden ist. Wenn jedoch ein Fahrzeug in dem Fahrstreifen neben dem Subjektfahrzeug einen Fahrstreifen vor dem Subjektfahrzeug so wechselt, dass dessen Kurs blockiert wird, muss das Subjektfahrzeug gleichzeitig das regenerative Bremsen und das Reibungsbremsen betreiben, um einen Sicherheitsabstand vom blockierenden Fahrzeug einzuhalten.
Insbesondere muss das Reibungsbremsen zu dieser Zeit betrieben werden und folglich wird eine Kraftstoffeffizienzverbesserung minimiert, und schlagartiges Abbremsen verursacht eine gefährliche Situation für einen Fahrer, der über die Fahrsituation in Unkenntnis ist, oder eine Situation, welche eine Kinetose (Bewegungskrankheit) aufgrund des Fahrzeugverhaltens bewirkt. In dem autonomen Fahrzeug können Passagiere frei lesen, schlafen, Filme ansehen oder stehen, ohne nach vorne oder in die Fahrtrichtung des Fahrzeugs zu blicken, und daher bewirkt schlagartiges Abbremsen eine Gefährdung der Passagiere, und folglich muss das Risiko durch präventives Bremsen so weit wie möglich verringert werden.
Dementsprechend gibt es ein Bedürfnis nach einem Verfahren des Verbesserns einer Kraftstoffeffizienz bzw. Energieeffizienz und des gleichzeitigen Beibehaltens eines Sicherheitsabstands mit einem blockierenden Fahrzeug, indem ein Signal, welches einen Fahrstreifenwechsel durch Fahrzeuge in den nebenan liegenden Fahrstreifen, Lenkradbetätigungssignale der Fahrzeuge, welche in dem nebenan liegenden Fahrstreifen fahren, und dergleichen auf Grundlage von Fahrzeug-zu-Fahrzeug-(V2V-)Kommunikation mitteilt, empfangen wird, bevor die in dem bezogen auf das Subjektfahrzeug nebenan liegenden Fahrstreifen fahrenden Fahrzeuge die Fahrt des Subjektfahrzeugs durch den Fahrstreifenwechsel blockieren, und präventiv durch das Subjektfahrzeug eine Verzögerung nur mittels regenerativen Bremsens durchgeführt wird.
Erläuterung
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung bzw. Erfindung (nachfolgend kurz: Offenbarung) ist es ein Ziel der vorliegenden Offenbarung, einen Sicherheitsabstand zwischen Fahrzeugen zu gewährleisten und die Kraftstoffeffizienz bzw. Energieeffizienz zu verbessern durch Minimieren von Reibungsbremsen (z.B. schlagartiges Abbremsen) und Maximieren von regenerativen Bremsen, indem das regenerative Bremsen präventiv durchgeführt wird, bevor Fahrzeuge in dem Nebenfahrstreifen (auch Nebenspur, z.B. in einem Fahrstreifen neben dem Fahrstreifen des Subjektfahrzeugs) einscheren, basierend auf Informationen bezüglich des in dem Nebenfahrstreifen fahrenden Fahrzeugs eines Subjektfahrzeugs zusätzlich zu Informationen bezüglich einer Verkehrsampel und eines vorausfahrenden bzw. vorderen Fahrzeugs (nachfolgend kurz: vorausfahrendes Fahrzeug) des Subjektfahrzeugs. Die vorliegende Offenbarung ist eine Technologie des defensiven Fahrens, welche eine Kollision vermeidet, indem im Voraus bzw. präventiv eine Bremserfordernis-Zeit, wenn ein Fahrzeug in einem Nebenfahrstreifen einschert, prognostiziert wird und ein Bremsen nur mittels regenerativen Bremsens durchführt, um eine Gefahr eines Unfalls eines autonomen Fahrzeugs zu verringern.
Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung stellt ein System zum Steuern eines Betriebs eines autonomen Fahrzeugs bereit, welches aufweisen kann: eine Informationseingabeeinheit, welche dazu eingerichtet ist, Informationen bezüglich benachbarter Fahrzeuge (z.B. umliegender Fahrzeuge) eines fahrenden Fahrzeugs (z.B. des autonomen Fahrzeugs bzw. des Subjektfahrzeugs) zu empfangen, eine Autonomes-Fahren-Steuereinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, eine Fahrstreifenwechselabsicht eines Fahrzeugs in einem Nebenfahrstreifen in einer vorderen Richtung (z.B. Vorwärtsrichtung) des fahrenden Fahrzeugs aus einem Signal, welches von der Informationseingabeeinheit aus empfangen wird, zu ermitteln (z.B. zu schätzen), zu ermitteln, ob es dem Fahrzeug in dem Nebenfahrstreifen in der vorderen Richtung basierend auf einer Beschleunigung/Verzögerung des fahrenden Fahrzeugs und darauf, ob ein Sicherheitsabstand zwischen dem fahrenden Fahrzeug und den benachbarten Fahrzeugen gewährleistet ist, gestattet ist/wird, einen Fahrstreifen zu wechseln, und ein Beschleunigungs-/Verzögerungs-Steuersignal zum Anpassen einer Fahrgeschwindigkeit des fahrenden Fahrzeugs zu erzeugen, eine Bremseinheit, welche dazu eingerichtet ist, regenerative Bremskraft (z.B. Regeneratives-Bremsen-Kraft bzw. Bremskraft eines regenerativen bzw. rekuperativen Bremsens) und Reibungsbremskraft (z.B. Reibungsbremsen-Kraft bzw. Bremskraft eines Bremsens mittels Reibungsbremse) des fahrenden Fahrzeugs gemäß dem von der Autonomes-Fahren-Steuereinrichtung empfangenen Beschleunigungs-/Verzögerungs-Steuersignal zu verteilen werden, um ein Bremsen durchzuführen.
Die Informationseingabeeinheit kann dazu eingerichtet sein, Informationen unter Verwendung von einem oder mehreren von dem Internet der Dinge (IOT - Englisch „Internet Of Things“), Fahrzeug-zu-Fahrzeug-(V2V-)Kommunikation, einem Radar-Sensor, einem Lidar-Sensor, einem Ultraschallsensor, einer Kamera und einem Navigationssystem zu empfangen. Die Autonomes-Fahren-Steuereinrichtung kann dazu eingerichtet sein, ein Fahrstreifenwechselerlaubnis- oder Fahrstreifenwechselverbot-Signal an das Fahrzeug in dem Nebenfahrstreifen in der vorderen Richtung basierend auf dem Gestatten/Nicht-Gestatten des Fahrstreifenwechselns des Fahrzeugs in dem Nebenfahrstreifen in der vorderen Richtung auszugeben.
Wenn die Fahrstreifenwechselabsicht des Fahrzeugs in dem Nebenfahrstreifen in der vorderen Richtung ermittelt wird, sogar obwohl das Fahrstreifenwechselverbot-Signal an das Fahrzeug in dem Nebenfahrstreifen in der vorderen Richtung ausgegeben wird, kann die Autonomes-Fahren-Steuereinrichtung dazu eingerichtet sein, ein Verzögerungssteuersignal zum maximalen Durchführen eines regenerativen Bremsens zu erzeugen, wobei jedoch Reibungsbremsen gleichzeitig bei Bedarf durchgeführt wird. Die Bremseinheit kann dazu eingerichtet sein, eine Verzögerung basierend auf einer Fahrzeuggeschwindigkeit des fahrenden Fahrzeugs unter Berücksichtigung einer Gesamtbremskraft aus regenerativer Bremskraft und Reibungsbremskraft zu berechnen und die regenerative Bremskraft und die Reibungsbremskraft des fahrenden Fahrzeugs zu verteilen.
Eine weitere beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung stellt ein Verfahren zum Steuern eines Betriebs eines autonomen Fahrzeugs bereit, welches aufweisen kann: Empfangen, durch ein autonomes Fahrzeug, von Informationen bezüglich benachbarter Fahrzeuge eines fahrenden Fahrzeugs, Ermitteln (z.B. Schätzen) einer Fahrstreifenwechselabsicht eines Fahrzeugs in einem Nebenfahrstreifen in einer vorderen Richtung des fahrenden Fahrzeugs aus den eingegebenen Informationen, Ermitteln, ob es dem Fahrzeug in dem Nebenfahrstreifen in der vorderen Richtung basierend auf einer Beschleunigung/Verzögerung des fahrenden Fahrzeugs und darauf, ob ein Sicherheitsabstand zwischen dem fahrenden Fahrzeug und den benachbarten Fahrzeugen gewährleistet ist, gestattet ist/wird, einen Fahrstreifen zu wechseln, und Erzeugen eines Beschleunigungs-/VerzögerungsSteuersignal zum Anpassen einer Fahrgeschwindigkeit des fahrenden Fahrzeugs, und Verteilen von regenerativer Bremskraft und Reibungsbremskraft des fahrenden Fahrzeugs basierend auf dem Beschleunigungs-/Verzögerungs-Steuersignal, um Bremsen durchzuführen.
Das Empfangen der Informationen kann aufweisen Empfangen von Informationen unter Verwendung von einem oder mehreren von dem Internet der Dinge (IOT), Fahrzeug-zu-Fahrzeug-(V2V-)Kommunikation, einem Radar-Sensor, einem Lidar-Sensor, einem Ultraschallsensor, einer Kamera und einem Navigationssystem des autonomen Fahrzeugs. Ein Fahrstreifenwechselerlaubnis- oder Fahrstreifenwechselverbot-Signal kann an das Fahrzeug in dem Nebenfahrstreifen in der vorderen Richtung basierend auf dem Gestatten/Nicht-Gestatten des Fahrstreifenwechselns des Fahrzeugs in dem Nebenfahrstreifen in der vorderen Richtung ausgegeben werden.
Wenn die Fahrstreifenwechselabsicht des Fahrzeugs in dem Nebenfahrstreifen in der vorderen Richtung ermittelt wird, sogar obwohl das Fahrstreifenwechselverbot-Signal an das Fahrzeug in dem Nebenfahrstreifen in der vorderen Richtung ausgegeben wird, kann das Erzeugen des Beschleunigungs-/Verzögerungs-Steuersignals aufweisen: Erzeugen eines Verzögerungssteuersignals zum maximalen Durchführen des regenerativen Bremsens, wobei jedoch Reibungsbremsen gleichzeitig bei Bedarf durchgeführt wird. Das Durchführen des Bremsens kann aufweisen: Berechnen einer Verzögerung gemäß der maximalen Fahrzeuggeschwindigkeit des fahrenden Fahrzeugs auf Grundlage einer Gesamtbremskraft aus regenerativer Bremskraft und Reibungsbremskraft, und Verteilen der regenerativen Bremskraft und der Reibungsbremskraft des fahrenden Fahrzeugs.
Die vorliegende Offenbarung, welche die vorstehende Ausgestaltung aufweist, hat die nachstehendbeschriebenen Vorteile.
Erstens kann ein Fahrzeug präventiv (z.B. im Voraus, vorbeugend) in einem Regeneratives-Bremsen-Bereich verzögern, d.h. regeneratives Bremsen kann maximiert werden und Reibungsbremsen (z.B. schlagartiges Abbremsen) kann minimiert werden, indem eine Fahrstreifenwechselabsicht des Fahrzeugs, welches in einem Nebenfahrstreifen eines Subjektfahrzeugs fährt, im Voraus erkannt wird, wodurch die Kraftstoffeffizienz bzw. Energieeffizienz verbessert werden kann.
Zweitens kann es möglich sein, eine Kollision zu verhindern, indem ein Fahrzeug sicher ohne schlagartiges Abbremsen gebremst wird, und kann es dem Fahrzeug ermöglicht werden, sicher zu fahren, indem ein Fahrstreifenwechsel eines Fahrzeugs in einem Nebenfahrstreifen im Voraus verboten wird, während das Subjektfahrzeug beschleunigt.
Figurenliste
Die obigen und weitere Ziele, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung deutlicher verstanden, wenn diese in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen genommen wird, wobei:

1 ist ein Diagramm, welches einen Gesamtsystemaufbau, einschließlich eines autonomen Fahrzeugs und benachbarter Fahrzeuge, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt,
2 ist eine schematische Darstellung, welche eine Systemarchitektur des autonomen Fahrzeugs gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt,
3 ist ein Strukturdiagramm zum Definieren eines Fahrstreifenwechselvorgangs eines Fahrzeugs, welches in einem Nebenfahrstreifen des autonomen Fahrzeugs fährt, in Abhängigkeit von jeder Phase gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung,
4 ist ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren des Steuerns eines autonomen Fahrbetriebs des Subjektfahrzeugs, wenn ein Fahrzeug in einem Nebenfahrstreifen des Subjektfahrzeugs beabsichtigt, einen Fahrstreifen zu wechseln, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt, und
5 ist ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren des Steuerns eines autonomen Fahrbetriebs des Subjektfahrzeugs, wenn das Subjektfahrzeug beabsichtigt, einen Fahrstreifen zu wechseln, gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.

Detaillierte Beschreibung
Es versteht sich, dass der Begriff „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug-...“ oder irgendein ähnlicher Begriff, welcher hier verwendet wird, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen, wie z.B. Personenkraftfahrzeuge, einschließlich sogenannter Sportnutzfahrzeuge (SUV), Busse, Lastwagen, zahlreiche kommerzielle Fahrzeuge, Wasserfahrzeuge, einschließlich einer Vielzahl an Booten und Schiffen, Flugzeuge und dergleichen einschließt und Hybridfahrzeuge, elektrische Fahrzeuge, Plug-in-Hybridelektrofahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge für alternative Treibstoffe (z.B. Treibstoffe, welche aus anderen Ressourcen als Erdöl hergestellt werden) einschließt.
Obwohl eine beispielhafte Ausführungsform als eine Mehrzahl von Einheiten zum Durchführen des beispielhaften Vorgangs nutzend beschrieben wird, ist es zu verstehen, dass die beispielhaften Vorgänge auch durch ein einziges Modul oder eine Mehrzahl von Modulen durchgeführt werden können. Es ist zusätzlich zu verstehen, dass sich der Begriff Steuereinrichtung / Steuereinheit auf eine Hardware-Vorrichtung bezieht, welche einen Speicher und einen Prozessor aufweist. Der Speicher ist dazu eingerichtet, die Module zu speichern, und der Prozessor ist speziell dazu eingerichtet, die Module auszuführen, um einen oder mehr Vorgänge, welche weiter unten beschrieben werden, durchzuführen.
Ferner kann eine Steuerlogik der vorliegenden Erfindung als nichtflüchtige, computerlesbare Medien auf einem computerlesbaren Medium (z.B. Datenträger) ausgeführt sein, welches ausführbare Programminstruktionen enthält, die mittels eines Prozessors, einer Steuereinrichtung / Steuereinheit oder dergleichen ausgeführt werden. Beispiele des computerlesbaren Mediums weisen auf, sind aber nicht beschränkt auf, Nur-Lese-Speicher (Englisch „Read Only Memory“, kurz: ROM), Speicher mit wahlfreiem Zugriff (Englisch „Random Access Memory“, kurz: RAM), Compact-Disk-(CD)-ROMs, Magnetbänder, Disketten, Flash-Speicher, Chipkarten (z.B. Smartcards, Speicherkarten) und optische Datenspeichervorrichtungen. Das computerlesbare Aufzeichnungsmedium kann auch in netzwerkverbundenen Computersystemen verteilt werden, so dass die computerlesbaren Medien auf eine verteilte Art gespeichert und ausgeführt werden, z.B. mittels eines Telematikservers oder eines Steuereinrichtungsbereich-Netzwerks (auch Steuergerätenetzwerk oder „Controller Area Network“ genannt, kurz CAN).
Die hierin verwendete Terminologie dient lediglich dem Zweck des Beschreibens von bestimmten Ausführungsformen und ist nicht dazu gedacht, die Erfindung zu beschränken. Die wie hierin verwendeten Singular-Formen „ein“, „eine“, „eines“ und „der“, „die“, „das“ sind dazu gedacht, auch die Mehrzahlformen einzuschließen, außer der Kontext weist eindeutig auf etwas Anderes hin. Ferner ist zu verstehen, dass die Begriffe „aufweisen“ und/oder „aufweisend“ bei Verwendung in dieser Beschreibung das Vorliegen von genannten Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Vorgängen, Elementen und/oder Bauteilen spezifizieren, jedoch nicht die Anwesenheit oder das Hinzufügen von einem oder mehreren weiteren Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Vorgängen, Elementen, Bauteilen und/oder Gruppen davon ausschließen. Wie hierin verwendet, weist der Begriff „und/oder“ jede sowie alle Kombinationen von einem oder mehreren der dazugehörig aufgezählten Gegenstände auf.
Wenn nicht besonders erwähnt oder aus dem Kontext naheliegend (z.B. nichts Gegenteiliges besonders erwähnt oder aus dem Kontext naheliegend ist), ist der hierin verwendete Begriff „etwa“ (bzw. „ungefähr“) als innerhalb einer normalen Toleranz in der Technik, z.B. innerhalb 2 Standardabweichungen vom Mittelwert, zu verstehen. „Etwa“ (bzw. „ungefähr“) kann als innerhalb von 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, 0,1%, 0,05% oder 0,01 % vom genannten Wert verstanden werden. Wenn nichts Gegenteiliges aus dem Kontext deutlich ist, sind alle hierin bereitgestellten Zahlenwerte durch den Begriff „etwa“ modifiziert.
Nachstehend wird die vorliegende Offenbarung im Detail unter Bezugnahme auf die in den beigefügten Zeichnungen offenbarten Inhalte beschrieben. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht durch die beispielhaften Ausführungsformen beschränkt oder limitiert. Gleiche oder gleichartige Bezugszeichen, welche in jeder Zeichnung dargestellt sind, beziehen sich auf Elemente, welche im Wesentlichen die gleichen Funktionen ausüben.
Ziele und Effekte der vorliegenden Offenbarung können selbstverständlich verstanden werden oder durch die folgende Beschreibung deutlicher werden, und die Ziele und Effekte der vorliegenden Offenbarung sind nicht durch die folgende Offenbarung nicht beschränkt. Ferner kann beim Beschreiben der vorliegenden Offenbarung eine detaillierte Beschreibung von bekannten Technologien, welche mit der vorliegenden Offenbarung zusammenhängen, weggelassen werden, wenn erachtet wird, dass eine solche detaillierte Beschreibung den Gegenstand der vorliegenden Offenbarung unnötigerweise undeutlicher macht.
Die vorliegende Offenbarung schlägt ein Verfahren zum Verbessern der Kraftstoffeffizienz bzw. Energieeffizienz durch Minimieren von Reibungsbremsen (z.B. Bremsens mittels einer Reibungsbremse) und maximales Nutzen eines regenerativen Bremsens (auch rekuperatives Bremsen oder energierückgewinnendes Bremsen genannt) mittels Empfangens eines Lenkungsveränderungssignals eines Fahrzeugs in einem Nebenfahrstreifen und dergleichen, wenn das Fahrzeug im Nebenfahrstreifen eines Subjektfahrzeugs vor dem Subjektfahrzeug einschert (z.B. in den Fahrstreifen des Subjektfahrzeugs mit einem unsicheren Abstand hinein wechselt) oder ein vorausfahrendes Fahrzeug eine Fahrzeuggeschwindigkeit zum Wechseln eines Fahrstreifens verringert, vor. Ferner schlägt die vorliegende Offenbarung auch ein Verfahren des Bereitstellens einer Warnung, so dass benachbarte Fahrzeuge defensives Fahren durchführen, mittels Mitteilens eines Beschleunigens eines Subjektfahrzeugs an die benachbarten Fahrzeuge vor.
1 ist ein Diagramm, welches einen Gesamtsystemaufbau, einschließlich eines autonomen Fahrzeugs und benachbarter Fahrzeuge, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt. Wie in 1 dargestellt, nutzt ein autonomes Fahrzeug (Subjektfahrzeug, kann auch z.B. als gegenständliches Fahrzeug oder fahrendes Fahrzeug bezeichnet sein) IOT/V2V (z.B. eine Kommunikationstechnologie zwischen Fahrzeugen) 100, eine Kamera 101 (oder eine andere Bildaufnahmevorrichtung), ein Navigationssystem 102, einen Radar-/Lidar-Sensor 103, einen Ultraschallsensor und dergleichen dazu, Informationen über zahlreiche benachbarte Fahrzeuge (z.B. umliegende Fahrzeuge, wie beispielsweise vorausfahrende Fahrzeuge, Fahrzeuge auf der linken Seite, Fahrzeuge auf der rechten Seite und dergleichen) zu sammeln. Eine Autonomes-Fahren-Steuereinrichtung 105 des autonomen Fahrzeugs (z.B. Subjektfahrzeugs) ermöglicht es dem autonomen Fahrzeug (z.B. Subjektfahrzeug), präventiv zu bremsen, um einen Sicherheitsabstand zwischen den Fahrzeugen (z.B. dem Subjektfahrzeug und den umliegenden Fahrzeugen) zu gewährleisten, basierend auf Bewegungen zahlreicher Fahrzeuge (z.B. der Fahrzeuge auf der linken Seite, der Fahrzeuge auf der rechten Seite und dergleichen) in dem daneben angeordneten oder benachbarten Fahrstreifen (hierin auch als Nebenfahrstreifen oder Nebenspur bezeichnet) aus den in Echtzeit gesammelten Informationen, einer Veränderung einer Fahrzeuggeschwindigkeit des Subjektfahrzeugs zum Wechseln eines Fahrstreifens und dergleichen. Zudem kann eine elektronische Bremssteuereinrichtung (ECU) 104 des autonomen Fahrzeugs (Subjektfahrzeugs) dazu eingerichtet sein, ein Bremsen durch Verteilen von regenerativer Bremskraft und Reibungsbremskraft basierend auf einem Bremszeitpunkt und einer Bremserfordernis-Verzögerung (z.B. erforderliche Höhe einer durch das Bremsen zu erzielenden Verzögerung) durchzuführen.
2 ist eine schematische Darstellung, welche eine Systemarchitektur des autonomen Fahrzeugs gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt. Bezugnehmend auf 2 kann das autonome Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung aufweisen eine Informationseingabeeinheit, welche einen Radar-/Lidar-/Ultraschall-Sensor (z.B. einen Radar- und/oder einen Lidar- und/oder einen Ultraschall-Sensor) 200, eine Kamera 201, ein Navigationssystem 202 und eine IOT-/V2V-Vorrichtung 203 umfasst, eine Bremseinheit, welche eine Autonomes-Fahren-Steuereinrichtung 204, eine Bremssteuereinrichtung 206 und eine Bremse 208 umfasst, und eine Antriebseinheit, welche eine Antriebssteuereinrichtung 205 und einen Elektromotor/Verbrennungsmotor (z.B. einen Elektroantriebsmotor und/oder einen Verbrennungsantriebsmotor) 207 umfasst.
Die Informationseingabeeinheiten 200, 201 und 203 können dazu eingerichtet sein, Informationen hinsichtlich der benachbarten Fahrzeuge eines fahrenden Fahrzeugs zu empfangen und diverse Informationen auf Grundlage einer Kommunikation mit der Umwelt unter Verwendung von Netzwerkkommunikation, an dem Fahrzeug angebrachten Sensoren, etc. zu senden, während das Subjektfahrzeug gefahren wird. Die IOT-/V2V-Vorrichtung 203, welche die Informationseingabeeinheit ist, kann dazu eingerichtet sein, Karteninformationen, Verkehrsinformationen (z.B. über eine Verkehrsampel, Straßenbauarbeiten, einen Verkehrsunfall und dergleichen) bis zu einem Fahrtzielort, Informationen über benachbarte Fahrzeuge (z.B. Positionen, Fahrzeuggeschwindigkeiten, Bremsen/Beschleunigen, Beschleunigung/Verzögerung und dergleichen von umliegenden Fahrzeugen) unter Verwendung eines Drahtlosnetzwerks zu empfangen. Diesbezüglich kann ein vernetztes Fahrzeug dazu eingerichtet sein, zahlreiche Informationen nach außerhalb zu senden und von außerhalb zu empfangen, wobei es bidirektional über das Drahtlosnetzwerk innerhalb/außerhalb des Fahrzeugs unter Verwendung von IOT, V2V und dergleichen vernetzt ist, während das Fahrzeug gefahren wird, und das vernetzte Fahrzeug, auf welches eine Informationstechnologie (IT) angewendet wird, ist kann gesteuert werden, während es zahlreiche Daten mit mehreren Fahrzeugen austauscht (z.B. sendet und empfängt).
Verkehrsinformationen in Abhängigkeit von einem Fahrstreifen, ein prognostiziertes Verkehrsaufkommen für einen jeweiligen Zeitbereich, eine optimale Route, ein Standort des Fahrzeugs, ein Standort eines bezogenen Fahrzeugs, ein Zielort und dergleichen können in Echtzeit durch die Daten geteilt werden, und zahlreiche Informationen, wie zum Beispiel eine Fahrzeugwarnleuchte (z.B. der Ein/Aus-Zustand einer Fahrzeugwarnleuchte), ein Fahrzeugzustand und ein Verkehrsleitsystem, können ebenso geteilt werden. Die Technologie des vernetzten Fahrzeugs ist bereits kommerziell verfügbar, und die vorliegende Offenbarung ermöglicht das Übertragen und Empfangen von notwendigen Daten zwischen Fahrzeugen, wenn jedes Fahrzeug mit dem Netzwerk durch diese Technologie verbunden ist.
Der Fahrzeugsensor, welcher eine weitere Informationseingabeeinheit ist, kann zahlreiche Sensoren, zum Beispiel den Radar-/Lidar-/Ultraschall-Sensor 200 und die Kamera 201, welche an dem Subjektfahrzeug angebracht sind und dazu eingerichtet sind, Objekte zu erkennen, umfassen und das Fahrzeug kann dazu eingerichtet sein, Positionen von benachbarten Fahrzeugen, eine Geschwindigkeit und eine Beschleunigung/Verzögerung und eine Verkehrsampelfarbe (z.B. grün/gelb/rot) unter Verwendung der Sensoren zu erfassen. Der Radar-/Lidar-/Ultraschall-Sensor 200 kann dazu eingerichtet sein, die Informationen über die benachbarten Fahrzeuge, wie zum Beispiel Positionen, zu erfassen und die erfassten Informationen über die benachbarten Fahrzeuge an die Autonomes-Fahren-Steuereinrichtung 204 zu übertragen, und die Kamera 201 kann dazu eingerichtet sein, Bildinformationen, wie zum Beispiel benachbarte Fahrzeuge und eine Verkehrsampel, zu erfassen und die erkannten Bildinformationen an die Autonomes-Fahren-Steuereinrichtung 204 zu übertragen.
Die Autonomes-Fahren-Steuereinrichtung 204 kann dazu eingerichtet sein, einen Verkehrsfluss der benachbarten Fahrzeuge zu ermitteln (z.B. zu schätzen) und zu ermitteln, ob es möglich ist, einen Sicherheitsabstand zwischen dem Subjektfahrzeug und den benachbarten Fahrzeugen nur mittels regenerativen Bremsens sicherzustellen, und eine Fahrstreifenwechselabsicht des Fahrzeugs im Nebenfahrstreifen in einer vorderen Richtung (z.B. Vorwärtsrichtung) des Subjektfahrzeugs durch von den Informationseingabeeinheiten 200, 201, 202 und 203 eingegebenen Signalen zu ermitteln (z.B. abschätzen) und zu ermitteln, ob es dem Fahrzeug im Nebenfahrstreifen in einer vorderen Richtung des Subjektfahrzeugs basierend auf der Beschleunigung/Verzögerung des Subjektfahrzeugs und darauf, ob der Sicherheitsabstand zwischen dem Subjektfahrzeug und den benachbarten Fahrzeugen gewährleistet werden kann, gestattet ist/wird, den Fahrstreifen (z.B. in den Fahrstreifen des Subjektfahrzeugs hinein) zu wechseln,.
Der Sicherheitsabstand kann hierbei der Abstand in einer Fahrstreifenrichtung sein und bezieht sich auf einen Abstand zwischen dem Fahrzeug, welches einen Fahrstreifenwechsel anstrebt, und einem vorausfahrenden Fahrzeug in einem Zielfahrstreifen und einem Abstand zwischen dem Fahrzeug und einem hinteren Fahrzeug im Zielfahrstreifen. Die Autonomes-Fahren-Steuereinrichtung 204 kann dazu eingerichtet sein, in Abhängigkeit von der Ermittlung eine Fahrgeschwindigkeit anzupassen, und insbesondere kann die Autonomes-Fahren-Steuereinrichtung 204 dazu eingerichtet sein, einen Bremskraft-(z.B. Verzögerungs-)Steuerbefehl an die Bremseinheiten 206 und 208 zu übertragen und einen Antriebskraft-(z.B. Beschleunigungs-)Steuerbefehl an die Antriebseinheiten 205 und 207 zu übertragen.
Die Bremseinheiten 206 und 208 können dazu eingerichtet sein, das Bremsen basierend auf einer Verteilungsstrategie der regenerativen Bremskraft und der Reibungsbremskraft des gegenwärtigen Fahrzeugs durchzuführen, und die Bremssteuereinrichtung (z.B. Bremsen-ECU) 206, welche die Bremseinheit ist, kann dazu eingerichtet sein, eine Betätigungssteigung der Reibungsbremskraft (z.B. eine Steigung einer Betätigungs- bzw. Bremskraftkurve in einem Kennfeld für die Reibungsbremse) auf Grundlage einer maximalen regenerativen Bremskraft und einem momentane Bremsenzustand (z.B. Leistungsverschlechterung eines Betätigers und dergleichen) basierend auf einem Batterieladezustand und dergleichen zu prognostizieren. Ferner kann die Bremssteuereinrichtung 206 dazu eingerichtet sein, eine maximale Fahrzeuggeschwindigkeit und eine Verzögerung (z.B. Abbremsung) basierend auf einer Gesamtbremskraft aus der regenerativen Bremskraft und der Reibungsbremskraft zu berechnen und eine maximale Fahrzeuggeschwindigkeit und eine Verzögerung, mit welcher das Fahrzeug nur mittels der regenerativen Bremskraft fahren kann, zu berechnen und die berechnete maximale Fahrzeuggeschwindigkeit und Verzögerung an die Autonomes-Fahren-Steuereinrichtung 204 zu übertragen.
3 ist ein ist ein Strukturdiagramm zum Definieren eines Fahrstreifenwechselvorgangs eines Fahrzeugs, welches in einem Nebenfahrstreifen des autonomen Fahrzeugs fährt, in Abhängigkeit von jeder Phase gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Wie in 3 dargestellt, wird eine Phase, in welcher eine Fahrstreifenwechselabsicht eines Fahrzeugs 301, welches in einem Fahrstreifen neben einem Subjektfahrzeug 300 fährt, überprüft wird, als eine „erste Phase“ bezeichnet, wird eine Phase, in welcher ein Fahrzeug 302 in einem Nebenfahrstreifen sich einem durch das Subjektfahrzeug 300 befahrenen Fahrstreifen näher, als eine „zweite Phase“ bezeichnet und wird eine Phase, in welcher ein Fahrzeug 303 in einem Nebenfahrstreifen in den durch das Subjektfahrzeug 300 befahrenen Fahrstreifen einschert, als eine „dritte Phase“ bezeichnet.
In der ersten Phase kann eine Fahrstreifenwechselabsicht des Fahrzeugs 301 im Nebenfahrstreifen des Subjektfahrzeugs 300 (z.B. Fahrstreifen links oder rechts neben dem Fahrstreifen des Subjektfahrzeugs) unter Verwendung von IOT-Informationen, eines Fahrtrichtungsanzeiger-Signals und einer Lenkradbetätigung überwacht werden, kann ein Fahrstreifenwechselerlaubnis- oder Fahrstreifenwechselverbot-Signal an das Fahrzeug 301 in dem Nebenfahrstreifen auf Grundlage eines Abstands zwischen dem Subjektfahrzeug 300 und dem Fahrzeug 301 im Nebenfahrstreifen gesendet werden und kann ermittelt werden, ob regeneratives Bremsen des Subjektfahrzeugs 300 betrieben wird.
In der zweiten Phase kann eine Annäherung des Fahrzeugs 302 in dem Nebenfahrstreifen des Subjektfahrzeugs 300 hin zum Fahrstreifen des Subjektfahrzeugs aus Kamerainformationen detektiert werden, und regeneratives Bremsen (z.B. niedrige Verzögerung) kann betrieben werden, wenn ein Vorwärtsrichtungsabstand zwischen dem Subjektfahrzeug 300 und dem Fahrzeug 302 im Nebenfahrstreifen innerhalb eines vorbestimmten Abstands liegt, und Reibungsbremsen kann gleichzeitig zum Beibehalten des Zwischenabstands zwischen den Fahrzeugen betrieben werden, wenn ein Zwischenabstand zwischen dem Subjektfahrzeug 300 und dem Fahrzeug 302 im Nebenfahrstreifen kleiner als der vorbestimmte Abstand ist oder das Fahrzeug 302 im Nebenfahrstreifen verzögert bzw. abbremst.
In der dritten Phase kann der Umstand, dass das Fahrzeug 303 im Nebenfahrstreifen des Subjektfahrzeugs 300 in den Fahrstreifen des Subjektfahrzeugs 300 einschert, aus/von den Kamerainformationen, Verzögerung/Beschleunigung, einer momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit, IOT-Informationen, einem Radar-/Lidar-Sensor und dergleichen detektiert werden, und das Subjektfahrzeug 300 kann dazu eingerichtet sein, unter Verwendung des existierenden Bremsverfahrens des autonomen Fahrens oder demselben Verfahren wie dem der zweiten Phase zu arbeiten.
4 ist ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren des Steuerns eines autonomen Fahrbetriebs des Subjektfahrzeugs, wenn ein Fahrzeug in einem Nebenfahrstreifen des Subjektfahrzeugs beabsichtigt, einen Fahrstreifen zu wechseln, gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt, und eine Steuerungslogik gemäß dem Flussdiagramm wird nachstehend schematisch beschrieben. Anzumerken ist, dass das hierin nachstehend beschriebene Verfahren durch eine Steuereinrichtung ausgeführt werden kann.
Zuerst können Informationen bezüglich Fahrzeugen, welche in dem Nebenfahrstreifen des Subjektfahrzeugs fahren, durch eingegebene Informationen mittels IOT und dergleichen gesammelt werden, und das Subjektfahrzeug kann, wenn ein Sicherheitsabstand zwischen dem Subjektfahrzeug und dem Fahrzeug in dem Nebenfahrstreifen nicht gewährleistet ist, falls das Fahrzeug im Nebenfahrstreifen in einer vorderen Richtung des Subjektfahrzeugs einen Fahrstreifenwechsel beabsichtigt, dazu eingerichtet sein, ein regeneratives Bremsen zu betreiben und zur gleichen Zeit ein Signal, welches ein Fahrstreifenwechselverbot an das Fahrzeug im Nebenfahrstreifen anfragt bzw. davon anfordert, zu senden. Insbesondere wenn das Subjektfahrzeug beschleunigt, kann das Subjektfahrzeug dazu eingerichtet sein, während des Beschleunigens das Fahrstreifenwechselverbot an das Fahrzeug im Nebenfahrstreifen anzufragen.
Wenn das Subjektfahrzeug jedoch durch das regenerative Bremsen verzögert und ein Sicherheitsabstand gewährleistet ist, kann das Subjektfahrzeug dazu eingerichtet sein, ein Fahrstreifenwechselerlaubnis-Signal an das Fahrzeug im Nebenfahrstreifen zu senden. Das Subjektfahrzeug kann insbesondere dazu eingerichtet sein, wenn das Fahrzeug im Nebenfahrstreifen den Fahrstreifen ohne Befolgen des Fahrstreifenwechselverbot-Signals wechselt, das regenerative Bremsen und das Reibungsbremsen zur gleichen Zeit zu betreiben, wenn das Fahrzeug im Nebenfahrstreifen sich dem Fahrstreifen (des Subjektfahrzeugs) nähert.
Das Fahrzeug im Nebenfahrstreifen wechselt indessen den Fahrstreifen gemäß dem Fahrstreifenwechselerlaubnis-Signal, und, wenn Räder des Fahrzeugs im Nebenfahrstreifen sich der Fahrstreifenseite vom Zentrum des befahrenen Fahrstreifens aus nähern, kann die Verzögerung des Subjektfahrzeugs basierend auf einem Zwischenabstand zwischen dem Subjektfahrzeug und dem Fahrzeug im Nebenfahrstreifen, einer Verzögerung und einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs im Nebenfahrstreifen und dergleichen ermittelt werden, um das regenerative Bremsen und das Reibungsbremsen gemäß einer Bremsbetriebsstrategie zu ermitteln. Das Subjektfahrzeug kann ferner dazu eingerichtet sein, wenn das Fahrzeug im Nebenfahrstreifen den Fahrstreifen wechselt und in den Fahrstreifen in der Fahrtrichtung des Subjektfahrzeugs einfährt, ein Bremsen gemäß einer bestehenden intelligenten Geschwindigkeitsregelung (SSC) und dergleichen zu betreiben, um einen Sicherheitsabstand zwischen den Fahrzeugen sicherzustellen.
Wie vorstehend beschrieben, kann das Subjektfahrzeug dazu eingerichtet sein, das Bremsen durchzuführen, bevor das Fahrzeug im Nebenfahrstreifen den Fahrstreifen wechselt, und einen sicheren Betrieb durchzuführen, während die IOT-Kommunikation mit dem Fahrzeug im Nebenfahrstreifen aufgebaut wird/ist, und das Subjektfahrzeug kann dazu eingerichtet sein, eine Geschwindigkeit zu verringern, indem das Bremsen nur mittels regenerativen Bremsens im Voraus durchgeführt wird, wodurch das Reibungsbremsen (z.B. Einsatz der Reibungsbremse) minimiert wird und die Kraftstoffeffizienz bzw. Energieeffizienz verbessert wird. Nachstehend wird jeder Vorgang im Flussdiagramm von 4 im Detail beschrieben.
Zuerst kann, wenn das Subjektfahrzeug und ein Fahrzeug in einem Nebenfahrstreifen innerhalb eines vorbestimmten Abstands liegen, in Vorgang 401 unter Verwendung des Radar-/Lidar-/Ultraschall-Sensors, der Kamera, des Navigationssystems, von IOTA/2V und dergleichen ermittelt werden, ob das Fahrzeug im Nebenfahrstreifen des Subjektfahrzeugs eine Fahrstreifenwechselabsicht hat. Insbesondere können Informationen hinsichtlich mehrerer benachbarter Fahrzeuge sowie eines Fahrzeugs vor dem Subjektfahrzeug aus den Informationen, welche in die Informationseingabeeinheit, wie zum Beispiel den Radar-/Lidar-/Ultraschall-Sensor, die Kamera, das Navigationssystem und IOT/V2V, eingehen, gesammelt werden, um Bewegungen der benachbarten Fahrzeuge zu berücksichtigen und zu überwachen. Zum Beispiel können ein Verlauf einer Straße, auf welcher das Subjektfahrzeug gefahren wird, und die benachbarten Fahrzeuge unter Verwendung der Navigationsinformationen erfasst werden, und der befahrene Fahrstreifen des Subjektfahrzeugs kann unter Verwendung der an dem Subjektfahrzeug angebrachten Kamera überwacht werden.
Eine Fahrstreifenwechselabsicht des Fahrzeugs, welches im Nebenfahrstreifen fährt, kann in Vorgang S401 anhand von Informationen, wie zum Beispiel IOT-Informationen, einem Fahrtrichtungsanzeiger-Signal und einem Lenkungssignal, überprüft werden, und als Reaktion auf das Ermitteln, dass das Fahrzeug im Nebenfahrstreifen die Fahrstreifenwechselabsicht hat, kann ein vorderer Abstand zwischen dem Subjektfahrzeug und dem Fahrzeug im Nebenfahrstreifen in Vorgang S402 berechnet werden.
Zudem kann in Vorgang S403 ermittelt werden, ob das Subjektfahrzeug verzögert (z.B. abbremst), und als Reaktion auf das Ermitteln, dass das Subjektfahrzeug mit einer konstanten Geschwindigkeit oder einer Beschleunigung ohne Verzögern fährt, kann in Vorgang S408 überprüft werden, ob ein Sicherheitsabstand zwischen den Fahrzeugen gewährleistet ist. Insbesondere wenn ein Zwischenabstand zwischen den Fahrzeugen unzureichend ist (z.B. kleiner als ein vorbestimmter Abstand), was bewirkt, dass der Sicherheitsabstand nicht gewährleistet ist, kann das Subjektfahrzeug dazu eingerichtet sein, dann in Vorgang S409 ein Fahrstreifenwechselverbot-Signal an das Fahrzeug im Nebenfahrstreifen auszugeben. Dann kann unter Verwendung der Kamera des Subjektfahrzeugs und dergleichen in Vorgang S410 ermittelt werden, ob das Fahrzeug im Nebenfahrstreifen sich dem Fahrstreifen nähert, und das Subjektfahrzeug kann dazu eingerichtet sein, als Reaktion auf das Ermitteln, dass das Fahrzeug im Nebenfahrstreifen sich dem Fahrstreifen nähert, das regenerative Bremsen maximal zu betreiben, da das Fahrzeug im Nebenfahrstreifen den Fahrstreifen in dem Zustand, in welchem der Sicherheitsabstand zwischen dem Subjektfahrzeug und dem Fahrzeug im Nebenfahrstreifen nicht gewährleistet ist, wechselt.
Wenn die geforderte Verzögerung nicht erzielt wird, kann die geforderte Verzögerung insbesondere durch gleichzeitiges Durchführen eines Reibungsbremsens in Vorgang S411 erzielt werden. Sogar falls beispielsweise ein Fahrzeug vor dem Subjektfahrzeug in einem anderen Fahrstreifen oder auf einer anderen Route fährt oder das Subjektfahrzeug aufgrund des Passierens eines Fußgängerüberwegs beschleunigt, kann ferner das Subjektfahrzeug dazu eingerichtet sein, ein Fahrstreifenwechselerlaubnis-Signal in Vorgang S413 auszugeben, wenn in Vorgang S408 der Abstand zwischen den Fahrzeugen ausreichend ist und ermittelt wird, dass der Sicherheitsabstand zum Wechseln des Fahrstreifens durch das Fahrzeug im Nebenfahrstreifen gewährleistet ist.
Als Reaktion auf das Ermitteln in Vorgang S403, dass das Subjektfahrzeug verzögert, kann indessen in Vorgang S404 ermittelt werden, ob ein Abstand zwischen dem Subjektfahrzeug und dem Fahrzeug im Nebenfahrstreifen in der vorderen Richtung innerhalb eines vorbestimmten Abstands liegt. Das Subjektfahrzeug kann dazu eingerichtet sein, als Reaktion auf das Ermitteln, dass der Zwischenabstand zwischen den Fahrzeugen ausreichend ist und der Sicherheitsabstand gewährleistet ist, das Fahrstreifenwechselerlaubnis-Signal in Vorgang S413 auszugeben. Wenn jedoch der Zwischenabstand zwischen den Fahrzeugen unzureichend ist und der Sicherheitsabstand nicht gewährleistet ist, kann das Subjektfahrzeug dazu eingerichtet sein, in Vorgang S405 regeneratives Bremsen zu betreiben, um den Sicherheitsabstand zu gewährleisten, und zugleich ein Fahrstreifenwechselverbot-Signal an das Fahrzeug im Nebenfahrstreifen ausgeben.
In Vorgang S406 kann dann unter Verwendung der Kamera des Subjektfahrzeugs und dergleichen ermittelt werden, ob sich das Fahrzeug im Nebenfahrstreifen dem Fahrstreifen nähert, und das Subjektfahrzeug kann dazu eingerichtet sein, als Reaktion auf das Ermitteln, dass sich das Fahrzeug im Nebenfahrstreifen dem Fahrstreifen nähert, das regenerative Bremsen maximal zu betreiben, da das Fahrzeug im Nebenfahrstreifen den Fahrstreifen in dem Zustand, bei welchem der Sicherheitsabstand zwischen dem Subjektfahrzeug und dem Fahrzeug im Nebenfahrstreifen nicht gewährleistet ist, wechselt, und, wenn eine geforderte Verzögerung (z.B. nur durch regeneratives Bremsen allein) nicht erzielt wird, kann das Subjektfahrzeug dazu eingerichtet sein, in Vorgang S407 zur selben Zeit das Reibungsbremsen durchzuführen, um die geforderte Verzögerung zu erzielen.
Jedoch kann als Reaktion auf das Ermitteln in Vorgang S406, dass sich das Fahrzeug im Nebenfahrstreifen nicht dem Fahrstreifen nähert, der Vorgang S412 durchgeführt werden, und als Reaktion auf das Ermitteln in Vorgang S412, dass der Abstand zwischen den Fahrzeugen in der vorderen Richtung kleiner als der vorbestimmte Abstand ist, kann das Subjektfahrzeug dazu eingerichtet sein, in Vorgang S405 das regenerative Bremsen zu betreiben und zugleich das Fahrstreifenwechselverbot-Signal an das Fahrzeug im Nebenfahrstreifen auszugeben. Das Subjektfahrzeug kann dazu eingerichtet sein, als Reaktion auf das Ermitteln, dass der Abstand zwischen den Fahrzeugen in der vorderen Richtung der vorbestimmte Abstand oder größer ist, das Fahrstreifenwechselerlaubnis-Signal in Vorgang S413 auszugeben.
Nachdem das Subjektfahrzeug in Vorgang S407 und S411 verzögert und das Subjektfahrzeug das Fahrstreifenwechselerlaubnis-Signal in Vorgang S413 ausgibt, kann in Vorgang S414 ermittelt werden, ob das Fahrzeug im Nebenfahrstreifen in den durch das Subjektfahrzeug befahrenen Fahrstreifen einfährt. Insbesondere kann als Reaktion auf das Ermitteln, dass das Fahrzeug im Nebenfahrstreifen in den durch das Subjektfahrzeug befahrenen Fahrstreifen einfährt, in Vorgang S415 ermittelt werden, ob ein Abstand zwischen den Fahrzeugen in der vorderen Richtung ein vorbestimmter Abstand oder größer ist. Das Subjektfahrzeug kann dazu eingerichtet sein, als Reaktion auf das Ermitteln, dass der Abstand zwischen den Fahrzeugen in der vorderen Richtung kleiner als der vorbestimmte Abstand ist, in Vorgang S416 das regenerative Bremsen durchzuführen und zu verzögern und bei Bedarf das Reibungsbremsen gleichzeitig durchzuführen. Als Reaktion auf das Ermitteln in Vorgang S415, dass der Abstand zwischen den Fahrzeugen in der vorderen Richtung größer oder gleich dem vorbestimmten Abstand ist, d.h. wenn der Sicherheitsabstand gewährleistet ist, führt das Subjektfahrzeug kein Bremsen durch.
5 ist ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren des Steuerns eines autonomen Fahrbetriebs des Subjektfahrzeugs, wenn das Subjektfahrzeug beabsichtigt, einen Fahrstreifen zu wechseln, gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt, und nachstehend wird jeder Vorgang einer Steuerungslogik in dem Flussdiagramm von 5 im Detail beschrieben.
Zuerst kann als Reaktion auf das Ermitteln in Vorgang S501, dass das Subjektfahrzeug einen Fahrstreifenwechsel verlangt, in Vorgang S502 aus Informationen, welche in den Radar-/Lidar-/Ultraschall-Sensors, die Kamera, das Navigationssystem, das IOT/V2V und dergleichen eingegeben werden, ermittelt werden, ob Abstände zwischen dem Subjektfahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug und einem hinteren Fahrzeug in einem Nebenfahrstreifen (z.B. der Abstand vom Subjektfahrzeug zum vorausfahrenden Fahrzeug in einem Nebenfahrstreifen und der Abstand vom Subjektfahrzeug zum hinteren Fahrzeug in einem Nebenfahrstreifen) innerhalb eines vorbestimmten Abstands liegen. Die Abstände zwischen dem Subjektfahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug sowie dem hinteren Fahrzeug in einem Nebenfahrstreifen beziehen sich hier auf die Abstände in einer Fahrstreifenrichtung. Als Reaktion auf das Ermitteln in Vorgang S502, dass die Abstände zwischen dem Subjektfahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug und einem hinteren Fahrzeug in einem Nebenfahrstreifen nicht innerhalb des vorbestimmten Abstands liegen, so dass ein Sicherheitsabstand sicherzustellen ist, kann in Vorgang S503 ermittelt werden, ob das Fahrzeug im Nebenfahrstreifen beschleunigt.
Wenn als ein Ergebnis der Ermittlung in Vorgang S503 das Fahrzeug im Nebenfahrstreifen nicht beschleunigt, dann nähert sich das Subjektfahrzeug in Vorgang S513 dem Nebenfahrstreifen, und, wenn das Fahrzeug im Nebenfahrstreifen beschleunigt, dann kann in Vorgang S504 ermittelt werden, ob eine Kollisionsgefahr besteht, d.h. ob ein Sicherheitsabstand zwischen dem Subjektfahrzeug und dem Fahrzeug im Nebenfahrstreifen gewährleistet ist, während das Subjektfahrzeug den Fahrstreifen wechselt. Als Reaktion auf das Ermitteln in Vorgang S504, dass der Sicherheitsabstand gewährleistet ist und es keine Kollisionsgefahr gibt, nähert sich das Subjektfahrzeug dem Nebenfahrstreifen in Vorgang S513, und als Reaktion auf das Ermitteln, dass eine Kollisionsgefahr besteht, kann das Subjektfahrzeug dazu eingerichtet sein, im Vorgang S505 ein Fahrstreifenwechselabsicht-Signal an das Fahrzeug im Nebenfahrstreifen zu senden.
Nach Vorgang S505 kann in Vorgang S506 ermittelt werden, ob das Fahrzeug im Nebenfahrstreifen ein Fahrstreifenwechselerlaubnis-Signal sendet, d.h. ob das Fahrzeug im Nebenfahrstreifen verzögert, und als Reaktion auf das Ermitteln, dass das Fahrzeug im Nebenfahrstreifen mit einer konstanten Geschwindigkeit fährt oder beschleunigt, nähert sich das Subjektfahrzeug dem Nebenfahrstreifen in Vorgang S507 an und kann dann erneut in Vorgang S508 ermittelt werden, ob das Fahrzeug im Nebenfahrstreifen den Fahrstreifenwechsel erlaubt. Wenn als ein Ergebnis der Ermittlung in Vorgang S508 das Fahrzeug im Nebenfahrstreifen nicht verzögert, kann das Subjektfahrzeug dazu eingerichtet sein, in Vorgang S509 den Fahrstreifen beizubehalten, und kann, wenn (in Vorgang S508) das Fahrzeug im Nebenfahrstreifen verzögert, in Vorgang S510 ermittelt werden, ob die Abstände zwischen dem Subjektfahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem hinteren Fahrzeug im Nebenfahrstreifen innerhalb eines vorbestimmten Abstands liegen. Ferner kann auch als Reaktion auf das Ermitteln in Vorgang S506, dass das Fahrzeug im Nebenfahrstreifen verzögert, in Vorgang S510 ermittelt werden, ob die Abstände zwischen dem Subjektfahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem hinteren Fahrzeug im Nebenfahrstreifen innerhalb eines vorbestimmten Abstands liegen.
Als Reaktion auf das Ermitteln in Vorgang S510, dass die Abstände zwischen dem Subjektfahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem hinteren Fahrzeug im Nebenfahrstreifen nicht innerhalb eines vorbestimmten Abstands liegen, nähert sich das Subjektfahrzeug in Vorgang S513 dem Nebenfahrstreifen an. Das Subjektfahrzeug kann dazu eingerichtet sein, als Reaktion auf das Ermitteln in Vorgang S510, dass die Abstände zwischen dem Subjektfahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem hinteren Fahrzeug im Nebenfahrstreifen innerhalb eines vorbestimmten Abstands liegen, in Vorgang S511 ein Fahrstreifenwechselabsicht-Signal und ein Sicherheitsabstandsicherstellung-Anforderungssignal zu senden.
Nach dem Vorgang S511 kann in Vorgang S512 ermittelt werden, ob ein Sicherheitsabstand gewährleistet ist, und, wenn der Sicherheitsabstand nicht gewährleistet ist, kann das Subjektfahrzeug dazu eingerichtet sein, erneut das Fahrstreifenwechselabsicht-Signal und das Sicherheitsabstandsicherstellung-Anforderungssignal in Vorgang S511 zu senden, und, wenn der Sicherheitsabstand gewährleistet ist, nähert sich das Subjektfahrzeug in Vorgang S513 dem Nebenfahrstreifen an. Nach der Annäherung an den Nebenfahrstreifen kann in Vorgang S514 erneut ermittelt werden, ob der Sicherheitsabstand gewährleistet ist. Wenn der Sicherheitsabstand nicht gewährleistet ist, kann das Subjektfahrzeug dazu eingerichtet sein, in Vorgang S517 den Fahrstreifen beizubehalten und erneut das Fahrstreifenwechselabsicht-Signal und das Sicherheitsabstandsicherstellung-Anforderungssignal in Vorgang S511 zu senden, und, wenn der Sicherheitsabstand gewährleistet ist, kann das Subjektfahrzeug dazu eingerichtet sein, in Vorgang S515 den Fahrstreifen zu wechseln.
In der vorstehenden Beschreibung wurde die vorliegende Offenbarung bzw. Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf eine repräsentative beispielhafte Ausführungsform beschrieben, wobei jedoch die Fachleute in der Technik verstehen können, dass die beispielhafte Ausführungsform auf zahlreiche Weisen modifiziert werden kann, ohne dabei vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Folglich soll der Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht unter Beschränkung auf die vorgenannte beispielhafte Ausführungsform definiert werden, sondern soll anhand aller Abwandlungen oder modifizierten Ausgestaltungen, welche aus den zu den Ansprüchen äquivalenten Konzepten hergeleitet werden können, sowie anhand der nachstehend beschriebenen Ansprüche definiert werden.

Claims

System zum Steuern eines Betriebs eines autonomen Fahrzeugs, aufweisend: eine Informationseingabeeinheit, welche dazu eingerichtet ist, Informationen bezüglich benachbarter Fahrzeuge des autonomen Fahrzeugs zu empfangen, eine Autonomes-Fahren-Steuereinrichtung (204), welche dazu eingerichtet ist: eine Fahrstreifenwechselabsicht eines ersten Fahrzeugs der benachbarten Fahrzeuge, welche sich in einem Nebenfahrstreifen in einer vorderen Richtung des autonomen Fahrzeugs befinden, aus einem Signal, welches von der Informationseingabeeinheit aus empfangen wird, zu ermitteln, zu ermitteln, ob es dem ersten Fahrzeug in dem Nebenfahrstreifen in der vorderen Richtung basierend auf einer Beschleunigung und Verzögerung des autonomen Fahrzeugs und darauf, ob ein Sicherheitsabstand zwischen dem autonomen Fahrzeug und den benachbarten Fahrzeugen gewährleistet ist, gestattet ist, einen Fahrstreifen zu wechseln, und ein Beschleunigungs-/Verzögerungs-Steuersignal zum Anpassen einer Fahrgeschwindigkeit des autonomen Fahrzeugs zu erzeugen, und eine Bremseinheit, welche dazu eingerichtet ist, regenerative Bremskraft und Reibungsbremskraft des autonomen Fahrzeugs gemäß dem von der Autonomes-Fahren-Steuereinrichtung (204) empfangenen Beschleunigungs-/VerzögerungsSteuersignal zu verteilen werden, um ein Bremsen durchzuführen.
System nach Anspruch 1, wobei die Informationseingabeeinheit dazu eingerichtet ist, Informationen unter Verwendung von einem oder mehreren von dem Internet der Dinge (IOT, 203), einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-(V2V-)Kommunikation (203), einem Radar-Sensor (200), einem Lidar-Sensor (200), einem Ultraschallsensor (200), einer Kamera (201) und einem Navigationssystem (202) zu empfangen.
System nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Autonomes-Fahren-Steuereinrichtung (204) dazu eingerichtet ist, ein Fahrstreifenwechselerlaubnis- oder Fahrstreifenwechselverbot-Signal an das erste Fahrzeug, welches sich in dem Nebenfahrstreifen in der vorderen Richtung befindet, basierend auf dem Gestatten/Nicht-Gestatten des Fahrstreifenwechselns des ersten Fahrzeugs in dem Nebenfahrstreifen in der vorderen Richtung auszugeben.
System nach Anspruch 3, wobei, wenn die Fahrstreifenwechselabsicht des ersten Fahrzeugs in dem Nebenfahrstreifen in der vorderen Richtung ermittelt wird, sogar obwohl das Fahrstreifenwechselverbot-Signal an das erste Fahrzeug in dem Nebenfahrstreifen in der vorderen Richtung ausgegeben wird, die Autonomes-Fahren-Steuereinrichtung (204) dazu eingerichtet ist, ein Verzögerungssteuersignal zum maximalen Durchführen eines regenerativen Bremsens zu erzeugen, wobei Reibungsbremsen gleichzeitig bei Bedarf durchgeführt wird.
System nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Bremseinheit dazu eingerichtet ist, eine Verzögerung basierend auf einer Fahrzeuggeschwindigkeit des autonomen Fahrzeugs unter Berücksichtigung einer Gesamtbremskraft aus regenerativer Bremskraft und Reibungsbremskraft zu berechnen und die regenerative Bremskraft und die Reibungsbremskraft des autonomen Fahrzeugs zu verteilen.
Verfahren zum Steuern eines Betriebs eines autonomen Fahrzeugs, aufweisend: Empfangen, durch eine Steuereinrichtung (204) eines autonomen Fahrzeugs, von Informationen bezüglich benachbarter Fahrzeuge, Ermitteln, durch die Steuereinrichtung (204), einer Fahrstreifenwechselabsicht eines ersten Fahrzeugs der benachbarten Fahrzeuge, welche sich in einem Nebenfahrstreifen in einer vorderen Richtung des autonomen Fahrzeugs befinden, aus den eingegebenen Informationen (S401), Ermitteln, ob es dem ersten Fahrzeug in dem Nebenfahrstreifen in der vorderen Richtung basierend auf einer Beschleunigung und Verzögerung des autonomen Fahrzeugs und darauf, ob ein Sicherheitsabstand zwischen dem autonomen Fahrzeug und den benachbarten Fahrzeugen gewährleistet ist, gestattet wird, einen Fahrstreifen zu wechseln, und Erzeugen eines Beschleunigungs-/Verzögerungs-Steuersignal zum Anpassen einer Fahrgeschwindigkeit des autonomen Fahrzeugs, und Verteilen, durch die Steuereinrichtung (204), von regenerativer Bremskraft und Reibungsbremskraft des autonomen Fahrzeugs basierend auf dem Beschleunigungs-/Verzögerungs-Steuersignal, um Bremsen durchzuführen (S405, S407, S411, S416).
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Empfangen der Informationen aufweist: Empfangen von Informationen unter Verwendung von einem oder mehreren von dem Internet der Dinge (IOT, 203), einem Fahrzeug-zu-Fahrzeug-(V2V-)Kommunikation (203), einem Radar-Sensor (200), einem Lidar-Sensor (200), einem Ultraschallsensor (200), einer Kamera (201) und einem Navigationssystem (202) des autonomen Fahrzeugs.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei ein Fahrstreifenwechselerlaubnis-(S413) oder Fahrstreifenwechselverbot-Signal (S409) an das erste Fahrzeug in dem Nebenfahrstreifen in der vorderen Richtung basierend auf dem Gestatten/Nicht-Gestatten des Fahrstreifenwechselns des ersten Fahrzeugs in dem Nebenfahrstreifen in der vorderen Richtung ausgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei, wenn die Fahrstreifenwechselabsicht des ersten Fahrzeugs in dem Nebenfahrstreifen in der vorderen Richtung ermittelt wird, sogar obwohl das Fahrstreifenwechselverbot-Signal an das erste Fahrzeug in dem Nebenfahrstreifen in der vorderen Richtung ausgegeben wird, das Erzeugen des Beschleunigungs-/Verzögerungs-Steuersignals (S411) aufweist: Erzeugen eines Verzögerungssteuersignals zum maximalen Durchführen des regenerativen Bremsens, wobei Reibungsbremsen gleichzeitig bei Bedarf durchgeführt wird.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 6 bis 9, wobei das Durchführen des Bremsens aufweist: Berechnen einer Verzögerung gemäß der maximalen Fahrzeuggeschwindigkeit des autonomen Fahrzeugs auf Grundlage einer Gesamtbremskraft aus regenerativer Bremskraft und Reibungsbremskraft, und Verteilen der regenerativen Bremskraft und der Reibungsbremskraft des autonomen Fahrzeugs.