DE102020117887A1 - Motor vehicle control system, motor vehicle network and use of a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Bei einem Kraftfahrzeug werden mittels eines Kraftfahrzeugkontrollsystems anhand über einen Systemeingang zur Verfügung stehenden Umfeldinformationen eine Umgebungssituation für das eigene Kraftfahrzeug (1) abgeleitet, und über einen weiteren Systemeingang Fremdinformationen über Steuereingaben (SI) und Fahrerzustand (BR, AB, AO) eines benachbarten Kraftfahrzeugs (4) empfangen. Anhand der Umgebungssituation sowie unter zusätzlicher Nutzung der Fremdinformationen (SI, BR, AB, AO) werden Auswirkungen auf die Fahrsituation des eigenen Kraftfahrzeugs (1) abgeleitet. In Abhängigkeit von den abgeleiteten Auswirkungen wird eine kollisionsvermeidende Maßnahme ergriffen.In a motor vehicle, an environmental situation for one's own motor vehicle (1) is derived by means of a motor vehicle control system using environmental information available via a system input, and external information about control inputs (SI) and driver status (BR, AB, AO) of a neighboring motor vehicle ( 4) received. Effects on the driving situation of one's own motor vehicle (1) are derived on the basis of the environmental situation and the additional use of external information (SI, BR, AB, AO). Depending on the derived effects, a collision avoidance measure is taken.
Description
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeugkontrollsystem. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeugnetzwerk sowie die Verwendung eines Kraftfahrzeugs in einem solchen Kraftfahrzeugnetzwerk.The invention relates to a motor vehicle control system. Furthermore, the invention relates to a motor vehicle network and the use of a motor vehicle in such a motor vehicle network.
Kraftfahrzeugkontrollsysteme sind Systeme, die insbesondere in Form von „Assistenzsystemen“ dazu eingerichtet und vorgesehen sind, Fahrer von Kraftfahrzeugen - so z. B. von Personenkraftwagen, Lastwagen, Omnibussen und dergleichen - zu unterstützen, für diese fahrtbezogene Aufgaben zu übernehmen oder sogar die Führung des Kraftfahrzeugs teilweise oder vollständig zu übernehmen - in letzterem Fall tritt das Kraftfahrzeugkontrollsystem auch als „Kraftfahrzeugführungssystem“ auf. Die Übernahme von Aufgaben kann beispielsweise im Rahmen einer Beschleunigungs-, Geschwindigkeitsregelung und/oder Abstandsregelung erfolgen. Die Unterstützung erfolgt beispielsweise durch Erkennung und Anzeige von Geschwindigkeitsbegrenzungen, eine Spurhaltefunktion, eine Auffahrwarnfunktion und dergleichen. Bei einer (teil- oder auch voll-) autonomen Fahrzeugführung sind oftmals eine Vielzahl von solchen Funktionen gebündelt, um geeignete Trajektorien, d. h. zeitabhängige Kurven- oder Kursverläufe, insbesondere also Pfade, entlang derer eine Fahrzeuglängs- und querführung erfolgen kann und soll, ermitteln zu können.Motor vehicle control systems are systems that are set up and provided in particular in the form of "assistance systems" to drivers of motor vehicles - such. B. of passenger cars, trucks, buses and the like - to take over for these trip-related tasks or even to take over the guidance of the vehicle partially or completely - in the latter case the vehicle control system also occurs as a "vehicle guidance system". Tasks can be taken over, for example, as part of an acceleration, speed and/or distance control. Support is provided, for example, by recognizing and displaying speed limits, a lane keeping function, a collision warning function and the like. In the case of (partially or fully) autonomous vehicle guidance, a large number of such functions are often bundled in order to determine suitable trajectories, i. H. to be able to determine time-dependent curves or courses, in particular paths along which a vehicle can and should be guided longitudinally and laterally.
Die vorstehend beschriebene Auffahrwarnfunktion ist in einfacher Weiterbildung zu einer Kollisionsvermeidungsfunktion mit Bremseingriff ausgeweitet. In diesem Fall erfolgt also automatisch ein Bremseingriff, um eine Kollision zu vermeiden und/oder den Fahrer auf eine mögliche Kollisionsgefahr hinzuweisen. Ein weiterer Schritt ist ein automatischer Lenkeingriff, um eine Kollision mittels eines Ausweichmanövers zu vermeiden. Dazu werden üblicherweise von dem eigenen Kraftfahrzeug ausgehende Messungen zugrunde gelegt, so bspw. Radardaten und/oder Kameradaten über das Umfeld des eigenen Kraftfahrzeugs, insbesondere über andere Kraftfahrzeuge. Aus
Nachteilig an einer solchen Messung fremder Objekte, d. h. insbesondere des Fahrverhaltens anderer Kraftfahrzeuge ist, dass oftmals Reaktionen eines Kraftfahrzeugs auf eine Steuereingabe erst mit einer Verzögerung von häufig um 100 ms oder auch mehr, von extern feststellbar sind. Diese Verzögerung ergibt sich bspw. aufgrund einer Latenz zwischen einer Fahrereingabe und der Reaktion des Kraftfahrzeugs darauf sowie auch aufgrund von Messunschärfen. Aufgrund dieser Verzögerung ergibt sich aber wiederum eine Totzeit, die für eine mögliche Reaktion des eigenen Kraftfahrzeugs ungenutzt bleibt.A disadvantage of such a measurement of foreign objects, i. H. In particular, the driving behavior of other motor vehicles is that reactions of a motor vehicle to a control input can often only be determined from the outside with a delay of often 100 ms or more. This delay results, for example, from a latency between a driver's input and the motor vehicle's reaction to it, and also from measurement inaccuracies. Because of this delay, however, there is again a dead time that remains unused for a possible reaction of one's own motor vehicle.
Aus
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vermeidung einer Kollision bei Kraftfahrzeugen weiter zu verbessern.The invention is based on the object of further improving the avoidance of a collision in motor vehicles.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Kraftfahrzeugkontrollsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Des Weiteren wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch ein Kraftfahrzeugnetzwerk mit den Merkmalen des Anspruchs 8 sowie durch die Verwendung eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Vorteilhafte und teils für sich erfinderische Ausführungsformen und Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt.This object is achieved according to the invention by a motor vehicle control system having the features of claim 1. Furthermore, this object is achieved according to the invention by a motor vehicle network having the features of
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeugkontrollsystem ist für den Einsatz in einem vorzugsweise landgestützten - bspw. einem Personenkraftfahrzeug, einem Lastkraftwagen oder dergleichen - Kraftfahrzeug eingerichtet und vorgesehen. Das Kraftfahrzeugkontrollsystem weist dabei einen Controller (auch als Steuereinheit oder Steuergerät bezeichnet) auf, der wiederum eine Anzahl von Systemeingängen und Systemausgängen aufweist. Dieser Controller ist dazu eingerichtet, anhand über einen Systemeingang zur Verfügung stehenden Umfeldinformationen eine Umgebungssituation für das eigene Kraftfahrzeug abzuleiten, über einen weiteren Systemeingang Fremdinformationen über Steuereingaben und Fahrerzustand eines benachbarten Kraftfahrzeugs zu empfangen, sowie anhand der Umgebungssituation unter zusätzlicher Nutzung der Fremdinformationen Auswirkungen auf die Fahrsituation des eigenen Kraftfahrzeugs abzuleiten. Des Weiteren ist der Controller vorzugsweise auch dazu eingerichtet, über einen (insbesondere weiteren) Systemeingang auch „Eigeninformationen“ über den Fahrzustand des eigenen Kraftfahrzeugs zur erfassen und diese Eigeninformationen bei der Ableitung der Umgebungssituation - sowie optional auch bei der Ableitung der Auswirkungen auf die eigene Fahrsituation - zu berücksichtigen. Ferner ist der Controller dazu eingerichtet, in Abhängigkeit von den abgeleiteten Auswirkungen eine kollisionsvermeidende Maßnahme zu ergreifen.The motor vehicle control system according to the invention is designed and provided for use in a preferably land-based motor vehicle, for example a passenger car, a truck or the like. The motor vehicle control system has a controller (also referred to as a control unit or control device), which in turn has a number of system inputs and system outputs. This controller is set up to derive an environmental situation for one's own motor vehicle using environmental information available via a system input, to receive external information about control inputs and driver status of a neighboring motor vehicle via a further system input, and to use the environmental situation with additional use of the external information to affect the driving situation of your own motor vehicle. Furthermore, the controller is preferably also set up to record "own information" about the driving state of one's own motor vehicle via a (particularly additional) system input and to use this own information when deriving the environmental situation - and optionally also when deriving the effects on one's own driving situation - to be taken into account. Furthermore, the controller is set up to take a collision-avoiding measure depending on the derived effects.
Vorzugsweise ist der Controller auch dazu eingerichtet, für die Ableitung der Auswirkung auf die eigene Fahrsituation auch zu ermitteln, wie sich die Fremdinformationen, bspw. die Steuereingaben, auf die Fahrsituation des benachbarten Kraftfahrzeugs auswirken. Anders ausgedrückt ermittelt der Controller insbesondere zunächst, wie sich das benachbarte Kraftfahrzeug vorzugsweise aufgrund der getätigten Steuereingaben voraussichtlich bewegen wird und schätzt daraus die Auswirkungen auf die eigene Fahrsituation ab.The controller is preferably also set up to determine how the effect on one's own driving situation is derived the external information, for example the control inputs, affect the driving situation of the neighboring motor vehicle. In other words, the controller first determines in particular how the neighboring motor vehicle is likely to move on the basis of the control inputs made and uses this to estimate the effects on one's own driving situation.
Insbesondere ist der Controller also dazu eingerichtet, anhand der Umgebungssituation bspw. Hindernisse (stationäre oder bewegliche Hindernisse, wie z. B. andere Verkehrsteilnehmer) im Bereich einer eigenen geplanten (d. h. anhand der Eigeninformationen, bei denen es sich insbesondere um Messdaten - bspw. Roll- und Gierrate, Beschleunigung, Geschwindigkeit, und/oder aktuelle Steuereingaben, z. B. Lenkwinkel, Stellung des Gaspedals und dergleichen handelt, extrapolierten) Trajektorie zu ermitteln. Darüber hinaus ist der Controller dazu eingerichtet, die Fremdinformationen auszuwerten und daraus vorzugsweise ein verfeinertes Bild über die zukünftige Umgebungssituation abzuleiten. Auf Basis der (fremden) Steuereingaben kann bspw. die Entwicklung der Trajektorie, entlang derer sich ein anderes Kraftfahrzeug bewegt, präziser und frühzeitiger vorausberechnet werden, als wenn dies in Reaktion auf eine messbare Änderung der Bewegung des anderen (insbesondere benachbarten) Kraftfahrzeugs im Raum erfolgt. So ist bspw. bei Betätigung der Bremse, des Gaspedals oder des Lenkrads des anderen Kraftfahrzeugs eine Änderung in der Bewegung im Raum erst mit Verzögerung feststellbar. Auf Basis der erfassten Betätigung kann aber die voraussichtliche Änderung mit vergleichsweise geringer Verzögerung ermittelt, insbesondere vorausberechnet werden. Darüber hinaus lässt sich aus dem Fahrerzustand ein Faktor für die Bestimmung einer Wahrscheinlichkeit ableiten, dass eine unvorhergesehene, gegebenenfalls unzulässige Änderung der Trajektorie des benachbarten Kraftfahrzeugs bevorsteht.In particular, the controller is set up to use the environmental situation, for example. Obstacles (stationary or moving obstacles, such as other road users) in the area of its own planned (i.e. using its own information, which is in particular measurement data - e.g. roll - and yaw rate, acceleration, speed, and/or current control inputs, eg steering angle, position of the gas pedal and the like, is extrapolated) to determine trajectory. In addition, the controller is set up to evaluate the external information and preferably to derive a more refined picture of the future environmental situation from it. On the basis of the (external) control inputs, the development of the trajectory along which another motor vehicle is moving can be predicted more precisely and earlier than if this were done in response to a measurable change in the movement of the other (especially neighboring) motor vehicle in space . For example, when the brake, the gas pedal or the steering wheel of the other motor vehicle is actuated, a change in the movement in space can only be detected with a delay. On the basis of the detected actuation, however, the probable change can be determined with a comparatively small delay, in particular it can be precalculated. In addition, a factor for determining a probability that an unforeseen, possibly impermissible change in the trajectory of the neighboring motor vehicle is imminent can be derived from the driver's state.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugnetzwerks sind wenigstens zwei Kraftfahrzeuge vorhanden, die jeweils über das hier und im Folgenden beschriebene Kraftfahrzeugkontrollsystem verfügen. Darüber hinaus weisen diese Kraftfahrzeuge jeweils eine Umfeldsensorik auf, die auf einen Systemeingang des entsprechenden Kraftfahrzeugkontrollsystems aufgeschaltet ist, eine Sensorik zur Erfassung wenigstens einer Steuereingabe, eine Sensorik zur Erfassung eines Fahrerzustands, sowie ein Kommunikationsmodul zur Kommunikation mit dem jeweils anderen Kraftfahrzeug. Diese Kraftfahrzeuge sind also vorzugsweise dazu eingerichtet, die hier und im Folgenden näher beschriebenen Fremdinformationen zu erfassen und - insbesondere mittels des Kommunikationsmoduls - an das jeweils andere Kraftfahrzeug bereitzustellen.Within the framework of the motor vehicle network according to the invention, there are at least two motor vehicles, each of which has the motor vehicle control system described here and below. In addition, these motor vehicles each have an environment sensor that is connected to a system input of the corresponding motor vehicle control system, a sensor for detecting at least one control input, a sensor for detecting a driver status, and a communication module for communicating with the other motor vehicle. These motor vehicles are therefore preferably set up to record the external information described in more detail here and below and to make it available to the respective other motor vehicle--in particular by means of the communication module.
Somit weist das erfindungsgemäße Kraftfahrzeugnetzwerk die hier und im Folgenden mit Bezug auf das Kraftfahrzeugkontrollsystem beschriebenen Merkmale und Vorteile gleichermaßen auf.The motor vehicle network according to the invention thus has the features and advantages described here and below with reference to the motor vehicle control system in equal measure.
In einer bevorzugten Ausführung ist der Controller dazu eingerichtet, als Fremdinformationen über den Fahrerzustand Blickinformationen über den Fahrer des benachbarten Kraftahrzeugs zu verarbeiten. Aus den Blickinformationen wird in einer optionalen Weiterbildung ein Aufmerksamkeitszustand, bspw. Wachheit oder Müdigkeit, abgeleitet. Ein müder (und damit regelmäßig vergleichsweise unaufmerksamer) oder erschöpfter Fahrer neigt regelmäßig zu späten, oftmals vergleichsweise unvorhersehbaren und/oder überhasteten (und damit häufig übertriebenen, also in ihrer Intensität überhöhten) Reaktionen auf vorliegende Fahrsituationen. Aufgrund dieser Annahme erhöht der Controller bspw. die Wahrscheinlichkeit, dass ein unvorhergesehenes oder sogar unzulässiges Manöver des benachbarten Kraftfahrzeugs erfolgt.In a preferred embodiment, the controller is set up to process visual information about the driver of the neighboring motor vehicle as external information about the driver's condition. In an optional development, an alertness state, for example alertness or tiredness, is derived from the gaze information. A tired (and thus regularly comparatively inattentive) or exhausted driver regularly tends to react late, often comparatively unpredictably and/or hastily (and thus frequently exaggerated, ie with an excessive intensity) to existing driving situations. Based on this assumption, the controller increases, for example, the probability that an unforeseen or even impermissible maneuver will take place in the neighboring motor vehicle.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist der Controller dazu eingerichtet, als Blickinformationen (zusätzlich oder alternativ zum Aufmerksamkeitszustand) Informationen über eine Fahrerblickrichtung und/oder einen Augenöffnungszustand zu verarbeiten. Das jeweilige Kraftfahrzeug umfasst hierfür bspw. als Sensorik eine Kamera zur Überwachung des Fahrers, aus deren Bildern sich diese Informationen ableiten lassen und im Rahmen des Kraftfahrzeugnetzwerks auch abgeleitet werden. Zusätzlich oder alternativ kommt hierfür ein Radarsensor zum Einsatz. Aus der Fahrerblickrichtung lässt sich bspw. eine Wahrscheinlichkeit ablesen, dass - insbesondere bei vergleichsweise langer Ausrichtung des Blicks in eine Richtung - der Fahrer sein Kraftfahrzeug auch in diese Richtung steuern wird. Ebenso lässt sich daraus ablesen, ob der Fahrer den umliegenden Verkehr hinreichend „überwacht“ und damit eine Wahrscheinlichkeit für ein unzulässiges oder andere behinderndes Manöver vergleichsweise gering ist. Letzteres lässt sich insbesondere aus einer Kombination von Steuereingaben und der Blickinformation ablesen. So lässt sich eine erhöhte Wahrscheinlichkeit für einen (Dritte überraschenden) Spurwechsel knapp vor einem auffahrenden Kraftfahrzeug ableiten, wenn der Fahrer bereits Blinker gesetzt hat, in Richtung auf die benachbarte Spur tendiert, bspw. bereits leichte Lenkwinkeländerungen vorgenommen hat, aber anhand der Blickinformation sich keine Überwachung des nachfolgenden Verkehrs (bspw. mittels Blick in Seiten- und/oder Rückspiegel, Schulterblick etc.) ableiten lässt. Aus dem Augenöffnungszustand lässt sich - insbesondere bezogen auf die Stellung der Lider - bspw. die Müdigkeit oder auch - insbesondere anhand der Größe der Pupille - eine Fokuslage ableiten. Aus letzterer lässt sich bspw. ablesen, ob bei einem Überholmanöver potentieller Gegenverkehr überhaupt wahrgenommen werden konnte. Insbesondere lässt sich aus der Blickinformation somit auch ableiten, dass der Fahrer des anderen Kraftfahrzeugs zwar wach und aufmerksam sein mag, seine Aufmerksamkeit aber „falsch“ (insbesondere nicht auf den gegebenenfalls vollständigen, umliegenden Verkehr) fokussiert ist.In a preferred development, the controller is set up to process information about a driver's line of sight and/or an eye opening state as gaze information (in addition to or as an alternative to the state of alertness). For this purpose, the respective motor vehicle comprises, for example, a camera for monitoring the driver as a sensor system, from the images of which this information can be derived and is also derived within the framework of the motor vehicle network. Additionally or alternatively, a radar sensor is used for this purpose. From the driver's line of sight, for example, a probability can be read that—in particular when the gaze is directed in one direction for a comparatively long time—the driver will also steer his motor vehicle in this direction. It can also be seen from this whether the driver is adequately “monitoring” the surrounding traffic and the probability of an impermissible or other obstructive maneuver is therefore comparatively low. The latter can be read in particular from a combination of control inputs and the visual information. In this way, an increased probability of a (third party surprising) lane change just before an approaching motor vehicle can be derived if the driver has already activated the turn signal, tends towards the neighboring lane, e.g. has already made slight steering angle changes, but based on the visual information none monitoring of the following traffic (e.g. by looking in the side and/or rear-view mirror, looking over the shoulder, etc.). For example, tiredness or also—in particular based on the size of the pupil—a focus position can be derived from the state of the eye opening—in particular in relation to the position of the eyelids. Out the latter can be read, for example, whether potential oncoming traffic could be perceived at all during an overtaking maneuver. In particular, it can also be deduced from the visual information that the driver of the other motor vehicle may be awake and alert, but his attention is focused "wrongly" (in particular not on the possibly complete, surrounding traffic).
Im Rahmen der Erfindung ist es dabei möglich, dass die Blickinformation von dem benachbarten Kraftfahrzeug „unverarbeitet“, bspw. als Bilddaten, an das eigene Kraftfahrzeug übermittelt werden und der Controller somit dazu eingerichtet ist, anhand der unverarbeiteten Daten selbst die Fahrerblickrichtung, den Augenöffnungszustand und/oder den Aufmerksamkeitszustand abzuleiten. Ebenfalls ist es möglich, dass das andere Kraftfahrzeug bereits den Aufmerksamkeitszustand, die Fahrerblickrichtung und/oder den Augenöffnungszustand ermittelt hat und „nur“ das entsprechende Ergebnis übermittelt. Insbesondere hinsichtlich der Richtungsinformationen ist der Controller in diesem Fall dazu eingerichtet, diese Richtungsinformationen in das Kraftfahrzeugeigene Koordinatensystem zu transferieren.Within the scope of the invention, it is possible for the viewing information from the neighboring motor vehicle to be transmitted "unprocessed", e.g. as image data, to the driver's own motor vehicle and for the controller to be set up to use the unprocessed data itself to determine the driver's viewing direction, the state of eye opening and /or infer the state of attention. It is also possible that the other motor vehicle has already determined the state of alertness, the driver's line of sight and/or the state of the eye opening and "only" transmits the corresponding result. In particular with regard to the direction information, the controller is set up in this case to transfer this direction information into the motor vehicle's own coordinate system.
In einer zweckmäßigen Ausführung ist der Controller dazu eingerichtet, als Fremdinformationen über Steuereingaben des benachbarten Kraftfahrzeugs wenigstens eine Messgröße zu verarbeiten, die charakteristisch für einen Lenkeinschlag, eine Betätigung des Gaspedals und/oder eine Betätigung des Bremspedals ist. Bspw. ist das jeweilige Kraftfahrzeug dazu eingerichtet als entsprechende Messgröße den mittels des Lenkrads vorgegebenen Lenkwinkel bzw. die Stellung des Gas- bzw. Bremspedals zu erfassen und vorzugsweise an das andere Kraftfahrzeug im Kraftfahrzeugnetzwerk zu übermitteln. Diese Messgrößen geben Aufschluss über die aktuelle Trajektorie, insbesondere aber auch über aktuell vorgenommene Änderungen an der Trajektorie, die - wie vorstehend ausgeführt - potentiell von extern (zumindest) noch nicht erfassbar sind. Vorzugsweise ist der Controller auch dazu eingerichtet, die vorstehend genannten Messgrößen, insbesondere die Stellung des Gaspedals mit einem ebenfalls als Fremdinformation übermittelten Motorkennfeld und/oder einer aktuellen Fahrstufe (d. h. insbesondere dem aktuell eingelegten Gang) ins Verhältnis zu setzen. Dadurch wird eine genauere Berechnung ermöglicht, da erkanntermaßen ein vergleichsweise stark motorisiertes Kraftfahrzeug anders auf eine Veränderung der Gaspedalstellung reagiert als ein vergleichsweise schwach motorisiertes.In an expedient embodiment, the controller is set up to process at least one measured variable as external information about control inputs of the neighboring motor vehicle, which is characteristic of a steering angle, an actuation of the gas pedal and/or an actuation of the brake pedal. For example, the respective motor vehicle is set up to record the steering angle specified by means of the steering wheel or the position of the gas or brake pedal as a corresponding measured variable and preferably to transmit it to the other motor vehicle in the motor vehicle network. These measured variables provide information about the current trajectory, but in particular also about changes currently made to the trajectory, which—as explained above—potentially (at least) cannot yet be detected externally. The controller is preferably also set up to compare the aforementioned measured variables, in particular the position of the accelerator pedal, with an engine map also transmitted as external information and/or a current driving position (i.e. in particular the gear currently engaged). This enables a more precise calculation, since it has been recognized that a motor vehicle with a comparatively powerful motor reacts differently to a change in the accelerator pedal position than a motor vehicle with a comparatively weak motor.
In einer zweckmäßigen Ausführung ist der weitere Systemeingang des Kraftfahrzeugkontrollsystems im bestimmungsgemäßen Einsatzzustand mit einem Kommunikationsmodul des eigenen Kraftfahrzeugs zur drahtlosen Kommunikation mit dem benachbarten Kraftfahrzeug zumindest für den Empfang der Fremdinformationen verschaltet. Vorzugsweise ist dieses Kommunikationsmodul aber auch zur Übermittlung von Daten, insbesondere wie im Rahmen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugnetzwerks beschrieben, eingerichtet und vorgesehen.In an expedient embodiment, the further system input of the motor vehicle control system is connected to a communication module in the driver's own motor vehicle for wireless communication with the neighboring motor vehicle, at least for receiving the external information. However, this communication module is preferably also set up and provided for the transmission of data, in particular as described in the context of the motor vehicle network according to the invention.
In einer weiteren zweckmäßigen Ausführung ist der Controller dazu eingerichtet, anhand der Fremdinformationen als Auswirkungen auf die Fahrsituation des eigenen Kraftfahrzeugs eine Wahrscheinlichkeit dafür zu ermitteln, dass das benachbarte Kraftfahrzeug eine Trajektorie befahren wird, die sich mit der Trajektorie des eigenen Kraftfahrzeugs überschneidet. Vorzugsweise ist der Controller zusätzlich oder alternativ dazu eingerichtet, auch eine sogenannte Kollisionsrestzeit oder „time to collision“ und/oder weitere Kritikalitätsgrößen zu ermitteln, die einen Aufschluss darüber geben, wie wahrscheinlich und zeitlich nahe eine Kollision erfolgen kann und wieviel Zeit somit zur Vermeidung verbleibt. Anders ausgedrückt ermittelt der Controller insgesamt also vorzugsweise eine zeitbezogene Kollisionswahrscheinlichkeit.In a further expedient embodiment, the controller is set up to use the external information as effects on the driving situation of one's own motor vehicle to determine a probability that the neighboring motor vehicle will drive along a trajectory that overlaps the trajectory of one's own motor vehicle. Preferably, the controller is additionally or alternatively set up to also determine a so-called residual collision time or "time to collision" and/or other criticality variables that provide information about how likely and close in time a collision can occur and how much time is left to avoid it . In other words, the controller as a whole preferably determines a time-related collision probability.
Unter „Trajektorie“ wird hier und im Folgenden insbesondere ein zeitabhängige Kursverlauf verstanden, entlang dessen sich das jeweilige Kraftfahrzeug bewegt oder zur Bewegung gesteuert wird. Die Trajektorie umfasst dabei nicht nur einen exakt linienförmigen Kurs, sondern wird vorzugsweise zusätzlich durch einen Toleranz- und Sicherheitsbereich um eine „Kernlinie“ „aufgeweicht“, um geringfügige und im üblichen manuellen Fahrbetrieb übliche Lenkabweichungen und dergleichen mit abbilden zu können.Here and in the following, “trajectory” is understood to mean, in particular, a time-dependent course along which the respective motor vehicle moves or is controlled to move. The trajectory not only includes an exactly linear course, but is preferably additionally "softened" by a tolerance and safety range around a "core line" in order to be able to map minor steering deviations and the like that are common in normal manual driving.
In einer zweckmäßigen Ausführung ist der Controller dazu eingerichtet, in Abhängigkeit von der zeitbezogenen Kollisionswahrscheinlichkeit, insbesondere also der Wahrscheinlichkeit für die Überschneidung der jeweiligen Trajektorien bzw. der weiteren, vorstehend beschriebenen situationsbezogenen Kritikalitätsgrößen (bspw. der time to collision) als Maßnahme eine Warnung auszugeben und/oder einen Eingriff in die geplante Trajektorie des eigenen Kraftfahrzeugs zu veranlassen. In letzterem Fall erfolgt als Eingriff bspw. eine Bremsung und/oder ein Lenkeingriff, um ein Ausweichmanöver einzuleiten.In an expedient embodiment, the controller is set up to issue a warning as a measure depending on the time-related collision probability, in particular the probability of the respective trajectories overlapping or the other situation-related criticality variables described above (e.g. the time to collision) and /or to initiate an intervention in the planned trajectory of one's own motor vehicle. In the latter case, the intervention is, for example, braking and/or a steering intervention in order to initiate an evasive maneuver.
Die Warnung ist zweckmäßigerweise an den eigenen Fahrer gerichtet und erfolgt vorzugsweise mittels optischer und/oder akustischer Ausgaben. Zusätzlich oder alternativ erfolgt aber auch eine Warnung des Fahrers des benachbarten Kraftfahrzeugs, bspw. mittels akustischer Hupe, Lichthupe oder einer Kommunikation an das benachbarte Kraftfahrzeug, so dass dieses eine (akustische und/oder optische) Warnung an seinen Fahrer ausgeben kann.The warning is expediently directed at the driver's own vehicle and is preferably given by means of optical and/or acoustic outputs. Additionally or alternatively, the driver of the neighboring motor vehicle is also warned, e.g. by means of an acoustic horn, headlight flasher or communication to the neighboring motor vehicle, so that this can issue an (acoustic and/or visual) warning to its driver.
In einer bevorzugten Ausführung insbesondere des Kraftfahrzeugnetzwerks ist das Kommunikationsmodul des einen Kraftfahrzeugs dazu eingerichtet, mit dem Kommunikationsmodul des anderen Kraftfahrzeugs ein lokales Netzwerk, bspw. als Art peer-to-peer-Netzwerk, aufzubauen. Die Kommunikation zwischen den beiden Kraftfahrzeugen erfolgt in diesem Fall als sogenannte „car-to-car“ Kommunikation.In a preferred embodiment, in particular of the motor vehicle network, the communication module of one motor vehicle is set up to set up a local network, for example as a type of peer-to-peer network, with the communication module of the other motor vehicle. In this case, the communication between the two motor vehicles takes place as so-called “car-to-car” communication.
In einer alternativen Variante sind die jeweiligen Kraftfahrzeuge mittels der Kommunikationsmodule in ein zentralisiertes Netzwerk eingebunden, das von einem (gegebenenfalls dezentralisierten) Server, über den die einzelnen Datenströme geroutet werden, gesteuert wird.In an alternative variant, the respective motor vehicles are integrated into a centralized network by means of the communication modules, which is controlled by a (possibly decentralized) server via which the individual data streams are routed.
Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Kraftfahrzeug, das vorzugsweise die gleichen Merkmale eines der in das erfindungsgemäße Kraftfahrzeugnetzwerk eingebundenen Kraftfahrzeuge aufweist. Somit weist das Kraftfahrzeug das vorstehend beschriebene Kraftfahrzeugkontrollsystem auf. Des Weiteren umfasst das Kraftfahrzeug die vorstehend beschriebene Umfeldsensorik (bspw. eine Kamera, einen Radarsensor oder dergleichen), die auf den entsprechenden Systemeingang des Kraftfahrzeugkontrollsystems aufgeschaltet ist, die Sensorik zur Erfassung der wenigstens einen Steuereingabe, die Sensorik zur Erfassung des Fahrerzustands (bspw. wiederum eine Kamera), sowie das Kommunikationsmodul, das insbesondere zur Übermittlung der Steuereingabe sowie einer den Fahrerzustand charakterisierenden Information, insbesondere also der auf den Fahrerzustand bezogenen Fremdinformation, eingerichtet und vorgesehen ist.The invention also relates to a motor vehicle which preferably has the same features as one of the motor vehicles integrated into the motor vehicle network according to the invention. The motor vehicle thus has the motor vehicle control system described above. Furthermore, the motor vehicle includes the environment sensor system described above (e.g. a camera, a radar sensor or the like), which is connected to the corresponding system input of the motor vehicle control system, the sensor system for recording the at least one control input, the sensor system for recording the driver status (e.g. again a camera), as well as the communication module, which is set up and provided in particular for the transmission of the control input and information characterizing the driver's state, ie in particular the external information related to the driver's state.
Erfindungsgemäß wird dieses Kraftfahrzeug in einem Kraftfahrzeugnetzwerk der vorstehend beschriebenen Art verwendet.According to the invention, this motor vehicle is used in a motor vehicle network of the type described above.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
-
1 in einer schematischen Seitenansicht ein Kraftfahrzeug mit einem Kraftfahrzeugkontrollsystem, und -
2 in einer schematischen Draufsicht ein Anwendungsbeispiel aus dem Betrieb des Kraftfahrzeugkontrollsystems.
-
1 in a schematic side view, a motor vehicle with a motor vehicle control system, and -
2 in a schematic top view, an application example from the operation of the motor vehicle control system.
Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts and sizes are always provided with the same reference symbols in all figures.
In
Das Auto 1 weist verschiedene Sensorik auf, die mit Systemeingängen des FAS 2 verschaltet ist. Dabei handelt es sich um eine Umfeldsensorik 6, hier in Form eines Radarsensors, um Geschwindigkeits-, Beschleunigungs- und Drehratensensoren (nicht näher dargestellt), um einen mit einem Lenkrad 8 gekoppelten Lenkwinkelsensor (nicht näher dargestellt), um einen Bremspedalsensor und einen Gaspedalsensor (jeweils nicht näher dargestellt) sowie um Innenraumsensorik, hier konkret eine Kamera 10, zur Erfassung einer Blickrichtung BR und des Augenöffnungszustands AO des Fahrers. Das Auto 2 weist vergleichbare Sensorik auf.The car 1 has various sensors that are connected to the system inputs of the
Das FAS 2 ist nun dazu eingerichtet, anhand des Umfeldsensoriks 6 eine Umgebungssituation für das Auto 1 zu ermitteln. Dabei ermittelt das FAS 2 bspw. den Abstand zu anderen Kraftfahrzeugen, deren Geschwindigkeit und Fahrtrichtung, den Abstand zu sonstigen Hindernissen sowie situationsbezogene Kollisionswahrscheinlichkeiten und/oder weitere Kritikalitätsgrößen (bspw. eine time to collision). Dabei berücksichtigt das FAS 2 auch die eigene Fahrtgeschwindigkeit und -richtung (insbesondere anhand des Lenkwinkels und/oder der Geschwindigkeits-, Beschleunigungs- und Drehratensensoren) und ermittelt daraus eine sogenannte Trajektorie 12 (s.
Darüber hinaus kommuniziert das FAS 2 mittels eines nicht näher dargestellten Kommunikationsmoduls mit anderen, in der Umgebung befindlichen („benachbarten“) Kraftfahrzeugen, in
Das Auto 4 übermittelt außerdem eine Identifikationsinformation, anhand derer das FAS 2 des Autos 1 eine eindeutige Zuordnung der empfangenen Fremdinformationen zu dem Auto 4 durchführt. Bei dieser Identifikationsinformation handelt es sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel um die Position des Autos 4, so dass das Auto 1 weiß (oder zumindest ermitteln kann), welches „Objekt“ in seiner Umgebung die Fremdinformation übermittelt hat.The
Das FAS 2 des Autos 1 analysiert die Fremdinformationen des Autos 4 und nutzt diese, um die Wahrscheinlichkeit für eine Kollision des Autos 1 mit dem Auto 4 zu präzisieren. So nutzt das FAS 2 den Lenkwinkel und die Pedalstellung in Verbindung mit der Blickrichtung BR, um eine voraussichtliche Trajektorie 14 für das Auto 4 zu ermitteln (im Fall gemäß
In diesem Fall würde sich die Trajektorie 14 auch zeitlich mit der Trajektorie 12 überschneiden, so dass eine Kollision vergleichsweise wahrscheinlich ist. Das FAS 2 ist nun dazu eingerichtet, wenn noch eine ausreichend große (bspw. größer als 1 Sekunde) Zeitlücke bis zu Einmündung (oder eine hinreichend lange time to collision mit dem Auto 4) vorliegt, zunächst eine Warnung auszugeben, bspw. mittels optischer Hinweise auf das von rechts kommende Auto 4. Bei kleinerer Zeitlücke bzw. time to collsision leitet das FAS 2 zusätzlich eine Bremsung und/oder ein Ausweichmanöver (letzteres falls die benachbarte Fahrbahn frei ist) ein.In this case, the
Der Gegenstand der Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr können weitere Ausführungsformen der Erfindung von dem Fachmann aus der vorstehenden Beschreibung abgeleitet werden.The subject of the invention is not limited to the embodiment described above. Rather, further embodiments of the invention can be derived by the person skilled in the art from the above description.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Autoautomobile
- 22
- FASFAS
- 44
- Autoautomobile
- 66
- Umfeldsensorikenvironmental sensors
- 88th
- Lenkradsteering wheel
- 1010
- Kameracamera
- 1212
- Trajektorietrajectory
- 1414
- Trajektorie trajectory
- ABAWAY
- Aufmerksamkeitsbereicharea of attention
- AOoh
- Augenöffnungszustandeye opening state
- BRBR
- Blickrichtungline of sight
- SIS.I
- Steuereingabecontrol input
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
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- EP 3457382 A1 [0005]EP 3457382 A1 [0005]
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-
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