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EINLEITUNG
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf automatisierte Fahrsysteme für Kraftfahrzeuge.
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Automatisierte Fahrsysteme für Kraftfahrzeuge versuchen normalerweise, das Kraftfahrzeug so zu steuern, dass es entlang einer erfassten und künstlich geschaffenen Mitte einer Fahrbahn fährt. Während des automatisierten Fahrbetriebs haben verschiedene Fahrer, im Folgenden Bediener genannt, unterschiedliche Vorstellungen vom Fahren in der Mitte der Fahrbahn. In einigen Fahrszenarien würden die Bediener es vorziehen, dass das automatisierte Fahrsystem einem absichtlichen Versatz weg von der Fahrbahnmitte folgt und würden versuchen, eine Versatzanforderung einzugeben.
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Die derzeitige Versatzfunktion des automatisierten Fahrsystems ist auf erkannte seitliche Objekte beschränkt und deckt keine vom Bediener wahrgenommenen und von den Sensoren übersehenen Fälle ab. Bekannte automatisierte Fahrsysteme haben derzeit keine Schnittstelle, um eine Versatzanforderung des Bedieners zu bestätigen. Diese fehlende Versatzfunktionalität für den Bediener kann dazu führen, dass der Bediener mit der Fortsetzung des Betriebs mit der automatisierten Fahrfunktion unzufrieden ist und die automatisierte Fahrfunktion möglicherweise ausschaltet.
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Während also die derzeitigen automatisierten Fahrsysteme für Kraftfahrzeuge ihren Zweck erfüllen, besteht ein Bedarf an einem neuen und verbesserten System und Verfahren, mit dem ein Bediener Versätze von einer automatisierten Fahrspur anfordern kann, denen ein automatisiertes Fahrsystem folgt.
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BESCHREIBUNG
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Gemäß mehreren Aspekten umfasst eine Bediener-Versatzanforderung für ein automatisches Spurfolgesystem eines Kraftfahrzeugs eine Bediener-Versatzanforderung, die einen seitlichen Versatzabstand weg von einer ersten Fahrlinie eines Kraftfahrzeugs in einem Verschiebungspfad definiert, bis eine zweite Fahrlinie des Kraftfahrzeugs erreicht ist. Ein Bedienereingabe-Einstellsystem erzeugt bei Betätigung ein Initiierungssignal, das an eine Steuerung zur Eingabe der Bediener-Versatzanforderung weitergeleitet wird. Das Bedienereingabe-Einstellsystem kommuniziert auch einen Status einer Fahrspurzentrierung mit Versatz an den Bediener durch eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) Kommunikation.
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In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst das System ein Lenkrad mit einem taktilen Sensor. Das Bedienereingabe-Einstellsystem wird betätigt, wenn eine erste Hand des Bedieners eine erste Oberfläche des Lenkrads mit einer Klopfkraft auf der ersten Oberfläche berührt.
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In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Versatzabstand durch eine manuelle Drehung des Lenkrads in eine ausgewählte Richtung des Versatzfahrens nach dem Drücken des Schalters erreicht; zu einer voreingestellten Zentrierposition des Lenkrads wird nach Erreichen des Versatzabstands wieder zurückgekehrt; und eine zweite Betätigung des Schalters erzeugt ein zweites Signal, das den Versatzabstand speichert.
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In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung definiert der taktile Sensor einen von einem Drucksensor, einem Berührungssensor und einem Kapazitätssensor.
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In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst das System ferner ein Lenkrad und einen Schalter des Bedienereingabe-Einstellsystems, der von einem Fahrzeugführer gedrückt wird, um das Initiierungssignal zu erzeugen.
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In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Erreichungssignal erzeugt, um zu signalisieren, dass die vom Bediener gewählte Versatzposition für den Versatzabstand erreicht ist; ein Verschiebungssignal ändert einen aktuellen Fahrzeugweg oder eine aktuelle Fahrzeugposition in einen ausgewählten Fahrpfad; und ein Ausführungsmodus wird ausgeführt, um zu identifizieren, dass sich das Kraftfahrzeug seitlich von der ersten Fahrlinie um den ersten seitlichen Versatzabstand im Verschiebungsweg wegbewegt hat, bis die zweite Fahrlinie erreicht ist.
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In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Blinkerarm in der BedienereingabeEinstellung enthalten, wobei das Bedienereingabe-Einstellsystem durch Verschieben des Blinkerarms betätigt wird; und eine Verarbeitungssteuerungsnetzwerk (Controller Area Network - CAN)-Nachricht wird durch Verschieben des Blinkerarms erzeugt und an die Steuerung weitergeleitet. Die Steuerung definiert einen Bordcomputer mit einer Hardware, die eine gedruckte Leiterplatte enthält, die mit Software kodiert ist, die den Betrieb des Kraftfahrzeugs steuert.
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In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung definiert ein Situationsbewusstsein ein Signal, das anzeigt, dass keine seitliche Bedrohung auf einer Seite des Kraftfahrzeugs empfangen wird; eine Benachrichtigung leuchtet auf, die dem Bediener anzeigt, dass ein aktiver Versatzzustand vorliegt; und ein Ausführungsmodus wird ausgeführt, um zu erkennen, dass sich das Kraftfahrzeug seitlich von der ersten Fahrlinie im Verschiebungspfad wegbewegt, bis die zweite Fahrlinie erreicht ist.
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In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein zweiter seitlicher Versatzabstand größer als der erste seitliche Versatzabstand, wobei sich das Kraftfahrzeug bei Auswahl des zweiten seitlichen Versatzabstandes in einem zweiten Verschiebepfad bewegt, bis eine dritte Fahrlinie außerhalb der zweiten Fahrlinie erreicht ist.
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In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung definiert die erste Fahrlinie eine projizierte Fahrbahnmittellinie.
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In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung definiert die HMI-Kommunikation einen Lichtbalken, der an einem Lenkrad positioniert ist.
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Gemäß mehreren Aspekten umfasst eine Bediener-Versatzanforderung für ein automatisches Spurfolgesystem eines Kraftfahrzeugs eine Bediener-Versatzanforderung, die einen seitlichen Versatzabstand weg von einer ersten Fahrlinie eines Kraftfahrzeugs in einem Verschiebungspfad definiert, das bewegt wird, bis eine zweite Fahrlinie des Kraftfahrzeugs erreicht ist. Ein Bedienereingabe-Einstellsystem erzeugt bei Betätigung ein Initiierungssignal, das an eine Steuerung weitergeleitet wird, um die Bediener-Versatzanforderung einzugeben. Ein Erreichungssignal wird erzeugt, um zu signalisieren, dass eine von einem Fahrzeugbediener gewählte Versatzposition für den Versatzabstand erreicht ist. Ein Fahrzeugrückfahrpfad wird vom Fahrzeugbediener gewählt, um das Kraftfahrzeug von der zweiten Fahrlinie durch einen Rückverschiebungspfad, der dem Verschiebungspfad entgegengesetzt ist, auf die erste Fahrlinie zurückzukehren.
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In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst das Bedienereingabe-Einstellsystem: ein Lenkrad; und einen ersten taktilen Sensor, der in das Lenkrad eingebaut ist, wobei der erste taktile Sensor bei Berührung durch den Fahrzeugführer das Initiierungssignal erzeugt.
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In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein zweiter taktiler Sensor in das Lenkrad eingebaut, wobei der erste taktile Sensor und der zweite taktile Sensor bei Berührung durch den Fahrzeugführer ein zweites Signal erzeugen, um den Rückfahrpfad des Fahrzeugs einzuleiten.
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In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst das Bedienereingabe-Einstellsystem einen Blinkerarm. Das Bedienereingabe-Einstellsystem wird durch Verschieben des Blinkerarms betätigt.
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In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst das Bedienereingabe-Einstellsystem einen Schalter, der vom Fahrzeugbediener gedrückt wird, um das Initiierungssignal zu erzeugen.
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In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Mensch-Maschine-Schnittstellen-(HMI)-Kommunikation enthalten, wobei das Bedienereingabe-Einstellsystem dem Bediener über die Mensch-Maschine-Schnittstellen-(HMI)-Kommunikation auch einen Status einer Fahrspurzentrierung mit Versatz kommuniziert.
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Gemäß mehreren Aspekten umfasst ein Verfahren zum Anwenden von Bediener-Versatzanforderungen für automatisches Spurfolgen in einem Kraftfahrzeug: Schnittstellenbildung mit einem Fahrzeugbediener und Empfangen eines vom Bediener gewählten Abstandsversatzes für automatisches Spurfolgen; Eingeben von Bedienereingaben in mehrere Aktivierungszonen; Erzeugen von Signalen durch taktile Sensoren in den Aktivierungszonen, die durch den Fahrzeugbediener kontaktiert werden, um an einen Bestimmungsblock weitergeleiten zu werden; Ausführen einen Bediener-Versatz-Bestimmungsschrittes in dem Bestimmungsblock, der eine beliebige von vier optionalen Funktionen bereitstellt, einschließlich einer maximalen Versatzeinstellung, einer vom Bediener gesteuerten Versatzrampeneinstellung, einer aktuellen Versatzeinstellung des Fahrzeugs und einem Zurücksetzen auf die Standardeinstellung; Auswählen einer Ausgabe aus dem Bestimmungsblock; Weiterleiten der Ausgabe an einen Missionsplaner; und Erzeugen eines Signals zum Anpassen des Fahrspurversatzes gemäß der vom Fahrzeugbediener im Bestimmungsblock ausgewählten Ausgabe.
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In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst das Verfahren ferner die Weiterleitung des Signals zum Anpassen des Fahrspurversatzes an eine Steuerung und die Erzeugung eines seitlichen Steuersignals, um das Kraftfahrzeug von einer ersten Fahrlinie wegzubewegen.
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In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst das Verfahren ferner das Bewegen des Kraftfahrzeugs entlang eines ersten Verschiebungspfads, der einen ersten Verschiebungsversatz definiert, eines zweiten Verschiebungspfads, der einen maximalen Verschiebungsversatz definiert, oder eines Rückverschiebungspfads, der das Kraftfahrzeug zur ersten Fahrlinie zurückführt.
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Weitere Anwendungsgebiete werden aus der hier vorliegenden Beschreibung ersichtlich. Es versteht sich, dass die Beschreibung und die spezifischen Beispiele lediglich der Veranschaulichung dienen und nicht dazu gedacht sind, den Umfang der vorliegenden Offenbarung einzuschränken.
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Figurenliste
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Die hier beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich der Veranschaulichung und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise einschränken.
- 1 ist eine Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug, das eine Fahrbahn überquert und eine Bediener-Versatzanforderung für ein automatisches Spurfolgesystem verwendet, gemäß einem beispielhaften Aspekt;
- 2 ist eine nach vorne gerichtete Rückansicht eines Fahrzeuglenkrads, das in dem System von 1 verwendet wird,
- 3 ist eine Draufsicht ähnlich wie in 1, die zusätzlich einen maximalen Versatzabstand zeigt;
- 4 ist eine Rückansicht ähnlich wie 1, die abgewandelt ist, um eine weitere Bediener-Befehlsbewegung zu zeigen;
- 5 ist eine von 3 abgewandelte Draufsicht, die ferner einen Fahrzeugrückkehrpfad von dem maximalen Versatzabstand zeigt;
- 6 ist eine Rückansicht ähnlich wie 1, die abgewandelt ist, um eine weitere Bediener-Befehlsbewegung zu zeigen;
- 7 ist eine schematische Darstellung des Systems von 1;
- 8 ist ein Diagramm, das einen beispielhaften Fahrpfad eines Kraftfahrzeugs unter Verwendung des Systems von 1 darstellt;
- 9 ist eine schematische Darstellung einer Steuerung, die in dem System von 1 verwendet wird,
- 10 ist eine schematische Darstellung eines alternativen Aspekts zur Steuerung des Betriebs des Systems von 1; und
- 11 ist eine schematische Darstellung eines weiteren alternativen Aspekts zur Steuerung des Betriebs des Systems von 1.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhaft und soll die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder Verwendungen nicht einschränken.
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Bezugnehmend auf 1 ist eine Bediener-Versatzanforderung für ein automatisches Spurfolgesystem 10 und ein Verfahren zum Betrieb in einem Kraftfahrzeug 12 vorgesehen. Das Kraftfahrzeug 12 kann in einer Vorwärtsrichtung 14 auf einer Fahrbahn 16 unter automatisiertem, „freihändigem“ Fahrbetrieb unter Verwendung eines automatisierten Fahrsteuerungssystems unterwegs sein. In einem Anfangszustand fährt das Kraftfahrzeug 12 in Vorwärtsrichtung 14 und folgt dabei einer künstlich erzeugten oder projizierten ersten Fahrlinie 18 der Fahrbahn 16, wie z.B. einer Fahrbahnmittellinie. Es wird davon ausgegangen, dass der Bediener ein erstes Objekt 20, wie z. B. ein anderes Fahrzeug, einen Großraumanhänger, einen Fußgänger, ein Hindernis, ein Schlagloch, ein Baustellenelement, wie z. B. einen Kegel oder ein Schild o. ä., wahrnimmt und die seitliche Position des Kraftfahrzeugs 12 ändern möchte, um dem ersten Objekt 20 auszuweichen.
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Bei Betätigung durch den Bediener, wenn vorbestimmte Bedingungen erfüllt sind, veranlasst die Bediener-Versatzanforderung für das automatische Spurfolgesystem 10 das Kraftfahrzeug 12, sich seitlich von der ersten Fahrlinie 18 um einen ersten seitlichen Versatzabstand 22 zu entfernen, der von dem Kraftfahrzeug 12 in einem ersten Verschiebungspfad 24 gefolgt wird, bis eine neue oder zweite Fahrlinie 26 erreicht ist, die es dem Kraftfahrzeug 12 ermöglicht, dem ersten Objekt 20 auszuweichen. Es wird angemerkt, dass der erste seitliche Versatzabstand 22, zu dem sich das Kraftfahrzeug 12 in dem ersten Verschiebungspfad 24 bewegt, ein beispielhafter Verschiebungsabstand ist, der in eine Richtung einer linken Seite des Bedieners gerichtet ist. Es wird deutlich, dass ein gleicher, aber entgegengesetzter rechtsseitiger Verschiebungsabstand und eine Bewegung auch für den ersten seitlichen Versatzabstand sowie einen maximalen Versatzabstand, der unter Bezugnahme auf 5 beschrieben ist, sowie einen beliebig gewählten Versatzabstand zwischen der ersten Fahrlinie 18 und dem maximalen Versatzabstand verfügbar sind.
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Unter Bezugnahme auf 2 und erneut auf 1 kann der Bediener die Bediener-Versatzanforderung für das automatische Spurfolgesystem 10 durch einen oder mehrere manuelle Vorgänge wie folgt betätigen. In einem ersten Beispiel wird ein Bedienereingabe-Einstellsystem 27 betätigt, wenn eine linke Hand 28 des Bedieners eine linksseitige Oberfläche 30 eines Lenkrads 32 mit einer Druck- oder Klopfkraft 34 berührt, die senkrecht zur oder auf die linksseitige Oberfläche 30 wirkt. Eine von der linken Hand 28 ausgeübte Kraft, ein Druck oder eine Kapazität wird von einem taktilen Sensor 36 wie z. B. einem Drucksensor, einem Berührungssensor, einem Kapazitätssensor oder ähnlichem erfasst, der an der linksseitigen Oberfläche 30 vorgesehen ist. Vom taktilen Sensor 36 wird ein Initiierungssignal erzeugt, das an eine Steuerung weitergeleitet wird, die unter Bezugnahme auf 9 näher beschrieben wird, um die Bediener-Versatzanforderung auszulösen.
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Unter Bezugnahme auf 3 und erneut auf die 1 und 2, wenn nach der Einschätzung des Bedieners der erste seitliche Versatzabstand 22 das erste Objekt 20 nicht umgehen kann, oder wenn ein zweites Objekt 38, das größer als das erste Objekt 20 ist, im Pfad des Kraftfahrzeugs 12 identifiziert wird, sieht die Bediener-Versatzanforderung für das automatische Spurfolgesystem 10 einen maximalen zweiten seitlichen Versatzabstand 40 vor, der größer als der erste seitliche Versatzabstand 22 ist. Wenn der zweite seitliche Versatzabstand 40 gewählt wird, bewegt sich das Kraftfahrzeug 12 auf einem zweiten Verschiebungspfad 42, bis eine neue oder dritte Fahrlinie 44 außerhalb der zweiten Fahrlinie 26 erreicht wird, die es dem Kraftfahrzeug 12 ermöglicht, dem zweiten Objekt 38 auszuweichen und dabei innerhalb der Grenzen der Fahrbahn 16 zu bleiben.
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Unter Bezugnahme auf 4 und erneut auf die 2 und 3 tippt oder drückt der Bediener zur Auswahl des maximalen zweiten seitlichen Versatzabstands 40 zweimal auf die linksseitige Oberfläche 30 des Lenkrads 30 wie folgt. Der Bediener berührt die linksseitige Oberfläche 30 des Lenkrads 32 mit der Klopf- oder Tippkraft 34 der mit 28a bezeichneten linken Hand des Bedieners, die normal zur oder auf die linksseitige Oberfläche 30 wirkt. Das oben identifizierte Initiierungssignal wird durch den taktilen Sensor 36 erzeugt, der an die unter Bezugnahme auf 7 näher beschriebene Steuerung weitergeleitet wird. Der Bediener wiederholt dann den Kontakt mit der linksseitigen Oberfläche 30 des Lenkrads 32 mit einem zweiten Druck oder einer zweiten Klopfkraft 46 der mit 28b bezeichneten linken Hand des Bedieners, die senkrecht zur oder auf die linksseitige Oberfläche 30 wirken kann. Das Zeitintervall zwischen dem ersten Kontakt und dem zweiten Kontakt mit dem Lenkrad 32 kann variieren und von ca. 0,1 ms bis zu ca. 1 Sekunde reichen, was einen vorgegebenen Zeitintervallbereich darstellt. Die zweite Berührung erzeugt ein zweites Initiierungssignal durch den taktilen Sensor 36, das ebenfalls an die unter Bezugnahme auf die 7 und 9 näher beschriebene Steuerung weitergeleitet wird. Der zweite Kontakt, der innerhalb des vorbestimmten Zeitintervallbereichs des ersten Kontakts auftritt, löst das Bediener-Versatzanforderungssignal aus.
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Unter Bezugnahme auf 5 und erneut auf die 1 bis 4 sieht die Bediener-Versatzanforderung für das automatische Spurfolgesystem 10 vor, dass der Fahrpfad des Fahrzeugs entweder von der gezeigten dritten Fahrlinie 44 oder von der in Bezug auf 1 gezeigten zweiten Fahrlinie 26 auf die erste Fahrlinie 18 zurückgeführt wird. In dem in 5 dargestellten Beispiel erfolgt die Rückfahrt über einen dritten seitlichen Versatzabstand 48, der dem maximalen zweiten seitlichen Versatzabstand 40 entgegengesetzt ist. Die Rückfahrt erfolgt über einen dritten Verschiebungspfad 50, der dem zweiten Verschiebungspfad 42 entgegengesetzt ist.
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Unter Bezugnahme auf 6 und erneut auf die 1 bis 5 kann das folgende Verfahren verwendet werden, um den Fahrpfad des Fahrzeugs entweder von der dritten gezeigten Fahrlinie 44 oder von der zweiten in Bezug auf 1 gezeigten Fahrlinie 26 auf die erste Fahrlinie 18 zurückzuführen. Der Bediener tippt das Lenkrad 32 mit der linken Hand 28 und der rechten Hand 52 des Bedieners ungefähr zur gleichen Zeit oder innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls an. Die Tippkraft 34 wird dabei auf die linksseitige Oberfläche 30 aufgebracht, die den taktilen Sensor 36 berührt, und die rechte Hand 52 berührt eine rechtsseitige Oberfläche 54 des Lenkrads 32 mit einer Tippkraft 56, die gleich der Tippkraft 34 sein kann. Die Berührung der rechten Hand wird von einem zweiten taktilen Sensor 58 des Lenkrads 32 erfasst, ähnlich wie die vom taktilen Sensor 36 erfasste Tippkraft. Das Lenkrad 32 kann auch einen Lichtbalken 60 enthalten, der aufleuchtet, um eine Vielzahl von Bedienerinformationen visuell anzuzeigen, einschließlich während des Betriebs der Bediener-Versatzanforderung für das automatische Spurfolgesystem 10.
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Unter Bezugnahme auf 7 und erneut auf die 1 bis 6 umfasst die Bediener-Versatzanforderung für das automatische Spurfolgesystem 10 ein Verfahren 62, um eine Schnittstelle mit einem Kraftfahrzeugbediener herzustellen und vom Bediener ausgewählte Versatz-Anweisungen zu empfangen, um der Fahrbahn 16 automatisch zu folgen. Das Verfahren umfasst die Eingabe von Bedienereingaben 64 in mehrere Aktivierungszonen 66. Die Aktivierungszonen 66 umfassen mindestens eine erste Berührungserfassungszone 68, die als eine nach vorne gerichtete Seite des Lenkrads 32 definiert ist, die am weitesten vom Bediener entfernt ist und am nächsten zu einer Vorderseite des Kraftfahrzeugs 12 liegt. Die Aktivierungszonen 66 umfassen auch mindestens eine zweite Berührungserfassungszone 70, die als die linksseitige Oberfläche 30 definiert ist, die eine hintere oder dem Bediener zugewandte Seite des Lenkrads 32 umfasst, die sich im Uhrzeigersinn von einer 6-Uhr-Position bis zum Lichtbalken 60 auf dem Lenkrad 32 erstreckt, die der ersten Berührungserfassungszone 68 gegenüberliegt und am weitesten von der Vorderseite des Kraftfahrzeugs 12 entfernt ist. Die Aktivierungszonen 66 umfassen auch mindestens eine dritte Berührungserfassungszone 72, die als die rechtsseitige Oberfläche 54 definiert ist, die eine hintere oder dem Bediener zugewandte Seite des Lenkrads 32 umfasst, die sich entgegen dem Uhrzeigersinn von einer 6-Uhr-Position bis zum Lichtbalken 60 am Lenkrad 32 erstreckt und am weitesten von der Vorderseite des Kraftfahrzeugs 12 entfernt ist. Gemäß mehreren Aspekten können die erste Berührungserfassungszone 68, die zweite Berührungserfassungszone 70 und die dritte Berührungserfassungszone 72 einen Berührungs- oder taktilen Sensor wie den taktilen Sensor 36 und den zweiten taktilen Sensor 58 umfassen, die zuvor unter Bezugnahme auf die 2 und 6 beschrieben wurden.
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Signale, die von einem der taktilen Sensoren der ersten Berührungserfassungszone 68, der zweiten Berührungserfassungszone 70 und der dritten Berührungserfassungszone 72 erzeugt werden, werden an einen Bestimmungsblock 74 zur Durchführung eines Bediener-Versatz-Bestimmungsschritts weitergeleitet, der eine beliebige von vier optionalen Funktionen bereitstellt, einschließlich einer maximalen Versatz-Einstellung 76, einer vom Bediener gesteuerten Versatz-Rampeneinstellung 78, einer aktuellen Fahrzeug-Versatz-Einstellung 80 und einem Zurücksetzen auf die Standardeinstellung 82.
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Die Ausgabe des Bestimmungsblocks 74, wie sie vom Bediener im Bediener-Versatz-Bestimmungsblock 74 ausgewählt wurde, wird an einen Missionsplaner 84 weitergeleitet. Entsprechend der vom Bediener im Bestimmungsblock 74 getroffenen Auswahl wird vom Missionsplaner 84 ein Signal 86 zur Änderung des Fahrspurversatzes erzeugt.
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Das Signal 86 zur Änderung des Fahrspurversatzes wird an eine vereinheitlichte Quersteuerung 88 weitergeleitet, die ein Quersteuerungssignal 90 erzeugt, das geeignet ist, eines der Manöver des ersten Verschiebungspfads 24, des zweiten Verschiebungspfads 42 oder des dritten Verschiebungspfads 50 durchzuführen.
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Das Quersteuerungssignal 90 variiert, um einen Fahrspurfolge-Drehmomentbefehl 92 zu erzeugen, um den Übergang des Kraftfahrzeugs 12 zu einer der zweiten Fahrspur 26, der dritten Fahrspur 44 oder zur Rückkehr zur ersten Fahrspur 18 abzuschließen.
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Unter Bezugnahme auf 8 und erneut auf die 1 bis 7 identifiziert ein Diagramm 94 einen beispielhaften Fahrpfad des Kraftfahrzeugs 12, der den dritten Verschiebungspfad 50 enthält, der an einer Zusammenführungsstelle 96 mit der ursprünglichen projizierten ersten Fahrlinie 18 der Fahrbahn 16 überblendet wird und einen Blaulinien-Datenpfad definiert. Die erste Fahrlinie 18 wird unter Verwendung eines Zielpfades 98 verlängert, der so generiert wird, dass er in einen sich erweiternden Kartenpfad 100 übergeht, der z. B. unter Verwendung von Kartendaten oder GPS (Global Positioning System)-Daten verfügbar ist.
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Bezugnehmend auf 9 und wieder auf die 1 bis 8 umfasst eine Steuerung 102, die die Bediener-Versatzanforderung für das automatische Spurfolgesystem 10 betreibt, eine Positions- und Kurssteuereinheit 104, die mit einer Krümmungssteuereinheit 106 kommuniziert. Die Krümmungssteuereinheit 106 kommuniziert mit einer Lenkwinkel- und Drehmomentsteuereinheit 108. Die Positions- und Kurssteuereinheit 104 empfängt ein Fahrzeugpositionssignal 110, einen Fahrzeugkurs 112 und eine Fahrzeugwegkrümmung 114 und integriert diese mit vorbestimmten Sicherheitseinschränkungen 116 und einem Fahrzeuggeschwindigkeits- und Pfadsignal 118, um ein Krümmungsbefehlssignal 120 zu erzeugen, das an die Krümmungssteuereinheit 106 übermittelt wird.
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Die Krümmungssteuereinheit 106 empfängt das Krümmungsbefehlssignal 120 sowie ein gemessenes Fahrzeugkrümmungssignal 122. Die Krümmungssteuereinheit 106 verknüpft diese Signale mit den vorgegebenen Sicherheitsbedingungen 116 und dem Fahrzeuggeschwindigkeits- und - Pfadsignal 118, um ein Lenkwinkelbefehlssignal 124 zu erzeugen.
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Das Lenkwinkel- und Drehmomentsteuereinheit 108 empfängt das Lenkwinkelbefehlssignal 124 sowie ein Lenkwinkel- und Ratensignal 126 und ein vom Fahrer aufgebrachtes Drehmomentsignal 128. Die Lenkwinkel- und Drehmomentsteuereinheit 108 verknüpft diese Signale mit dem Fahrzeuggeschwindigkeits- und -Pfadsignal 118 und einem Sicherheits- und Gefühlsbedingungssignal 130, um ein Lenkmomentbefehlssignal 132 zu erzeugen.
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Unter Bezugnahme auf 10 und erneut auf die 1 bis 9 kann gemäß weiteren Aspekten die Bediener-Versatzanforderung für das automatische Spurfolgesystem 10 durch Betätigung eines Bedienereingabe-Einstellsystems 134 eingeleitet werden, das mindestens einen und gemäß mehreren Aspekten mehrere Schalter umfasst, die vom Fahrzeugführer anstelle von taktilen Sensoren selektiv gedrückt werden. Die Schalter des Bedienereingabe-Einstellsystems 134 können einen Betätigungsschalter 136, einen ersten Richtungswahlschalter 138, der z.B. betätigt wird, um einen linksseitigen Fahrzeugpositionswechsel auszuwählen, und einen zweiten Richtungswahlschalter 140, der z.B. betätigt wird, um einen rechtsseitigen Fahrzeugpositionswechsel auszuwählen, umfassen. Gemäß mehreren Aspekten kann der Bediener das Bedienereingabe-Einstellsystem 134 auch durch Drücken des Betätigungsschalters 136, gefolgt von einer manuellen Drehung des Lenkrads 32, auslösen, um das Kraftfahrzeug 12 in eine vom Bediener ausgewählte Richtung zu lenken. Gemäß mehreren Aspekten kann sich das Bedienereingabe-Einstellsystem 134 auf einer dem Bediener zugewandten Oberfläche des Lenkrads 32 befinden oder auf einer Armaturenbrettfläche des Kraftfahrzeugs positioniert sein.
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Nach Erhalt eines Eingabebefehls des Bedieners wird eine von mehreren Befehlsinterpretationen 144 durchgeführt. Danach wählt das System einen von mehreren Steuerungsmodi 146. Anschließend wird einer von mehreren Ausführungsmodi 148 ausgeführt.
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In einem beispielhaften Betrieb initiiert der Bediener das Bedienereingabe-Einstellsystem 134 durch einmaliges Drücken des Betätigungsschalters 136. Die Befehlsinterpretation 144 der ersten Betätigung des Betätigungsschalters 136 ist eine Freigabe 150 für den Bediener zur Einstellung des Versatz-Abstandes. Im Steuerungsmodus 146 für diesen Befehl wird ein Freigabesignal 152 der Bedienersteuerung erzeugt, das eingeschränkt werden kann, um ein Steuermoment anzuwenden, um die Anforderung zu übersteuern, wenn eine Fahrspurüberquerung als unmittelbar bevorstehend erachtet wird.
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Der Bediener dreht dann das Lenkrad 32 manuell in eine ausgewählte Richtung der Versatzfahrt, zum Beispiel in die gezeigte Richtung 153 gegen den Uhrzeigersinn. Wenn der vom Bediener gewählte Versatzabstand erreicht ist, wird das Lenkrad 32 in die vorgegebene Zentrierstellung zurückgebracht und der Bediener betätigt erneut einmalig den Betätigungsschalter 136. Die Befehlsinterpretation 144 dieses Vorgangs ist die Erzeugung eines Erreichungssignals 154, das anzeigt, dass die vom Bediener gewählte Versatzposition für einen Linksversatzabstand erreicht ist. Das Ergebnis im Steuerungsmodus 146 für diesen Befehl ist die Erzeugung eines Verschiebungssignals 156, um den aktuellen Fahrzeugpfad oder die aktuelle Fahrzeugposition auf den gewählten Fahrpfad zu ändern. In einem der Ausführungsmodi 148 wird dann beispielsweise erkannt, dass sich das Kraftfahrzeug 12 um den ersten seitlichen Versatzabstand 22 im ersten Verschiebungspfad 24 von der ersten Fahrlinie 18 seitlich wegbewegt hat, bis die neue oder zweite Fahrlinie 26 erreicht ist.
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Wenn der Bediener die Versatzfahrt abbrechen und zur ersten Fahrlinie 18 zurückkehren möchte, drückt er den Betätigungsschalter 136 zweimal. Die Befehlsinterpretation 144 des doppelten Drückens des Betätigungsschalters 136 ist, dass der Bediener einen Rückkehrversatz 158 zum Standardfahrpfad der ersten Fahrlinie 18 anfordert. Die Wahl, die im Steuerungsmodus 146 für diesen Befehl getroffen wird, ist ein Anwendungsbefehlssignal 160 zum Aufbringen des Hilfsmoments. Einer der Ausführungsmodi 148 wird dann beispielsweise ausgeführt, um das Kraftfahrzeug 12 anzuweisen, sich seitlich von der zweiten Fahrlinie 26 um einen seitlichen Versatzabstand wegzubewegen, um das Kraftfahrzeug 12 in dem beispielhaften dritten Verschiebungspfad 50 zu bewegen, bis die erste Fahrlinie 18 erreicht ist.
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Bezugnehmend auf 11 und wieder auf die 1 bis 10 kann gemäß weiteren Aspekten zusätzlich zu dem Bedienereingabe-Einstellsystem 27 und dem Bedienereingabe-Einstellsystem 134 die Bediener-Versatzanforderung für das automatische Spurfolgesystem 10 durch Betätigung eines Bedienereingabe-Einstellsystems 162 ausgelöst werden, das die Verschiebung eines Blinkerarms 164 verwenden kann, um Signale zu erzeugen, die die Auswahl eines Versatzabstands durch den Bediener anzeigen.
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In einem beispielhaften Betrieb des Blinkerarms 164 löst der Bediener in einem Eingabevorgang 166 das Bedienereingabe-Einstellsystem 134 durch eine Tippeingabe 168 aus, die den Blinkerarm 164 z.B. in eine Abwärtsrichtung 170 verschiebt. In einem Eingabeverarbeitungsschritt 172 wird eine Verarbeitungssteuerungsnetzwerk (CAN)-Nachricht 174 an die Steuerung 102 weitergeleitet, die einen Bordcomputer definiert, der eine Hardware, beispielsweise eine Leiterplatte, aufweist, die mit einer Software kodiert ist, die den Betrieb des Kraftfahrzeugs 12 anweist. Eine Befehlsinterpretation 176 des anfänglichen Drückens des Betätigungsschalters 136 ist ein Versatzbefehl 178 zum Einstellen eines Versatzabstandes, zum Beispiel eines linksseitigen Fahrzeugversatzabstandes.
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Es wird ein Situationsbewusstsein 180 angefordert, z. B. ein Signal 182, das anzeigt, dass keine seitliche Bedrohung auf der linken Seite des Kraftfahrzeugs 12 empfangen wird. Wenn das Situationsbewusstsein 180 anzeigt, dass sich das Kraftfahrzeug 12 nach links bewegen kann, wird eine Nachricht über das Vorhandensein einer aktiven Linksversatzbedingung 186 ausgegeben. Einer von mehreren Ausführungsmodi 184, die den Ausführungsmodi 148 ähnlich sind, wird dann beispielsweise ausgeführt, um zu erkennen, dass sich das Kraftfahrzeug 12 seitlich von der ersten Fahrlinie 18 im ersten Verschiebungspfad 24 wegbewegt, bis die neue oder zweite Fahrlinie 26 erreicht ist.
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Wenn der Bediener die Versatzfahrt abbrechen und zur ersten Fahrlinie 18 zurückkehren möchte, drückt er den Blinkerarm 164 zweimal in eine Aufwärtsrichtung 188 entgegengesetzt zur Abwärtsrichtung 170. Die Befehlsinterpretation des zweimaligen Drückens des Blinkerarms 164 ist ein Versatzrückkehrbefehl für die Rückkehr zum Standardfahrpfad der ersten Fahrlinie 18. Die im Steuerungsmodus 146 getroffene Wahl für diesen Befehl ist ein Anwendungsbefehl zum Aufbringen eines Hilfsmoments. Einer der Ausführungsmodi 184 wird dann beispielsweise ausgeführt, um das Kraftfahrzeug 12 anzuweisen, sich seitlich von der zweiten Fahrlinie 26 um einen seitlichen Versatzabstand wegzubewegen, um das Kraftfahrzeug 12 im dritten Verschiebungspfad 50 zu bewegen, bis der erste Fahrpfad 18 erreicht ist.
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Die Bedienereingabe-Einstellsysteme 27, 134, 162 der Bediener-Versatzanforderung für das automatische Spurfolgesystem 10 speichern und halten vorübergehend einen vom Bediener identifizierten oder ausgewählten Versatzabstand, während die automatischen Spurzentrierungsfunktionen gesteuert werden. Die Bedienereingabe-Einstellsysteme passen den Versatzabstand auch als Reaktion auf Bedieneranforderungen an, während die automatischen Spurenzentrierungsfunktionen gesteuert werden. Die Bedienereingabe-Einstellsysteme geben den ausgewählten Versatzabstand auch an die Steuerung des Steuerungssystems weiter und kommunizieren dem Bediener den Status der Spurzentrierung mit Versatz über die Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI).
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Eine Bediener-Versatzanforderung für das automatische Spurfolgesystem 10 und das Verfahren zum Betrieb der vorliegenden Offenbarung bietet mehrere Vorteile. Dazu gehört die Bereitstellung einer intuitiven Schnittstelle, die es einem Fahrzeugbediener ermöglicht, einen Fahrzeugversatz für automatisierte Fahranwendungen einzustellen und zurückzusetzen. Ein Algorithmus verarbeitet die Eingaben des Bedieners und ermöglicht eine asymptotisch unendliche Anzahl von Versätzen innerhalb von Betriebsrandbedingungen. Das vorliegende System und Verfahren bietet eine Schnittstelle mit dem Bediener durch Lenkradberührung, manuelle Schalter, Blinkerarm und andere Mechanismen, um den vom Bediener angeforderten Versatz für das automatisierte Fahren zu empfangen. Das vorliegende System und Verfahren interpretiert, führt aus und kommuniziert den beabsichtigten Versatz und kommuniziert den Status der vom Bediener angeforderten VersatzFunktionalität durch Mensch-Maschine-Schnittstellen-Benachrichtigungen.
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Die Beschreibung der vorliegenden Offenbarung hat lediglich beispielhaften Charakter, und Variationen, die nicht vom Kern der vorliegenden Offenbarung abweichen, sind als im Rahmen der vorliegenden Offenbarung liegend zu betrachten. Solche Variationen sind nicht als Abweichung vom Kern und Umfang der vorliegenden Offenbarung zu betrachten.
