DE102021104692A1 - Driver assistance system and method for operating a driver assistance system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem (1) für ein Kraftfahrzeug (3), wobei das Fahrerassistenzsystem einen Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs (3) bei einem ersten Automatisierungsgrad und bei einem zweiten Automatisierungsgrad unterstützt. Bei dem ersten Automatisierungsgrad ist vorgesehen, dass ein Fahrzeuginsasse des Kraftfahrzeugs (3) durch Betätigung eines Bedienelements (11, 12) in die Längs- und/oder Querführung des Kraftfahrzeugs (3) eingreift oder kurzfristig eingreifen kann. Bei dem zweiten Automatisierungsgrad ist die Längs- und/oder Querführung ohne Eingriffe des Fahrzeuginsassen mittels des Bedienelements (11. 12) automatisiert ausführbar. Das Fahrerassistenzsystem (1) ist eingerichtet, das Bedienelement (11, 12) von der Längs- und/oder Querführung zu entkoppeln, wenn das Kraftfahrzeug (3) bei dem zweiten Automatisierungsgrad betrieben wird; und bei einem Übergang von dem ersten Automatisierungsgrad zu dem zweiten Automatisierungsgrad während einer ersten Übergangsphase, in welcher das Bedienelement (11, 12) bereits von der Längs- und/oder Querführung entkoppelt ist, mittels des Bedienelements (11, 12) ein haptisches Feedback zu erzeugen, welches dem Fahrzeuginsassen das Gefühl vermittelt, noch mittels des Bedienelements (11, 12) auf die Längs- und/oder Querführung einwirken zu können.The invention relates to a driver assistance system (1) for a motor vehicle (3), the driver assistance system supporting driving operation of the motor vehicle (3) with a first degree of automation and with a second degree of automation. In the first degree of automation, a vehicle occupant of the motor vehicle (3) intervenes or can briefly intervene in the longitudinal and/or lateral guidance of the motor vehicle (3) by operating an operating element (11, 12). In the second degree of automation, the longitudinal and/or lateral guidance can be carried out automatically without intervention by the vehicle occupant using the operating element (11, 12). The driver assistance system (1) is set up to decouple the operating element (11, 12) from the longitudinal and/or transverse guidance when the motor vehicle (3) is operated with the second degree of automation; and during a transition from the first degree of automation to the second degree of automation during a first transition phase, in which the operating element (11, 12) is already decoupled from the longitudinal and/or transverse guidance, using the operating element (11, 12) to provide haptic feedback produce, which gives the vehicle occupant the feeling of still being able to act on the longitudinal and/or transverse guidance by means of the operating element (11, 12).
Description
Die Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems für ein Kraftfahrzeug. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Computerprogramm sowie ein computerlesbares Medium, welche ein solches Fahrerassistenzsystem bzw. ein solches Verfahren unterstützen.The invention relates to a driver assistance system for a motor vehicle and a method for operating a driver assistance system for a motor vehicle. Furthermore, the invention relates to a computer program and a computer-readable medium that support such a driver assistance system or such a method.
Die Erfindung kann insbesondere im Rahmen eines Fahrerassistenzsystems (FAS) eingesetzt werden, welches ein wenigstens teilweise automatisiertes Fahren, bevorzugt bis hin zum vollautomatisierten Fahren (VAF), des Fahrzeugs ermöglicht.The invention can be used in particular in the context of a driver assistance system (FAS), which enables at least partially automated driving, preferably up to fully automated driving (VAF), of the vehicle.
Unter dem Begriff „automatisiertes Fahren“ kann im Rahmen dieses Dokuments ein Fahren mit automatisierter Längs- oder Querführung oder ein autonomes Fahren mit automatisierter Längs- und Querführung verstanden werden. Der Begriff „automatisiertes Fahren“, wie er in diesem Dokument verwendet wird, umfasst ein automatisiertes Fahren mit einem beliebigen Automatisierungsgrad. Beispielhafte Automatisierungsgrade sind ein assistiertes, teilautomatisiertes, hochautomatisiertes oder vollautomatisiertes Fahren. Diese Automatisierungsgrade wurden von der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) definiert (siehe BASt-Publikation „Forschung kompakt“, Ausgabe 11/2012).In the context of this document, the term "automated driving" can be understood as driving with automated longitudinal or lateral guidance or autonomous driving with automated longitudinal and lateral guidance. The term "automated driving" as used in this document includes automated driving with any degree of automation. Exemplary degrees of automation are assisted, partially automated, highly automated or fully automated driving. These degrees of automation were defined by the Federal Highway Research Institute (BASt) (see BASt publication "Research compact",
Beim assistierten Fahren führt der Fahrer dauerhaft die Längs- oder Querführung aus, während das System die jeweils andere Funktion in gewissen Grenzen übernimmt. Beim teilautomatisierten Fahren (TAF) übernimmt das System die Längs- und Querführung für einen gewissen Zeitraum und/oder in spezifischen Situationen, wobei der Fahrer das System wie beim assistierten Fahren dauerhaft überwachen muss. Beim hochautomatisierten Fahren (HAF) übernimmt das System die Längs- und Querführung für einen gewissen Zeitraum, ohne dass der Fahrer das System dauerhaft überwachen muss; der Fahrer muss aber in einer gewissen Zeit in der Lage sein, die Fahrzeugführung zu übernehmen. Beim vollautomatisierten Fahren (VAF) kann das System für einen spezifischen Anwendungsfall das Fahren in allen Situationen automatisch bewältigen; für diesen Anwendungsfall ist kein Fahrer mehr erforderlich.With assisted driving, the driver constantly performs longitudinal or lateral guidance, while the system takes over the other function within certain limits. With semi-automated driving (TAF), the system takes over longitudinal and lateral guidance for a certain period of time and/or in specific situations, whereby the driver has to constantly monitor the system, as with assisted driving. With highly automated driving (HAD), the system takes over longitudinal and lateral guidance for a certain period of time without the driver having to constantly monitor the system; however, the driver must be able to take control of the vehicle within a certain period of time. With fully automated driving (VAF), the system can automatically handle driving in all situations for a specific application; a driver is no longer required for this application.
Die vorstehend genannten vier Automatisierungsgrade gemäß der Definition der BASt entsprechen den SAE-Leveln 1 bis 4 der Norm SAE J3016 (SAE - Society of Automotive Engineering). Beispielsweise entspricht das hochautomatisierte Fahren (HAF) gemäß der BASt dem Level 3 der Norm SAE J3016. Ferner ist in der SAE J3016 noch der SAE-Level 5 als höchster Automatisierungsgrad vorgesehen, der in der Definition der BASt nicht enthalten ist. Der SAE-Level 5 entspricht einem fahrerlosen Fahren, bei dem das System während der ganzen Fahrt alle Situationen wie ein menschlicher Fahrer automatisch bewältigen kann; ein Fahrer ist generell nicht mehr erforderlich.The four levels of automation mentioned above, as defined by BASt, correspond to
Bei Fahrzeugen, die mit automatisierten Fahrerassistenzfunktionen bis Level 4 (vollautomatisiertes Fahren - VAF) ausgestattet sind, werden bei aktiviertem VAF das Fahrpedal, das Bremspedal sowie das Lenkrad nicht benötigt. In diesem Fall muss der Fahrer nicht mehr die Fahraufgabe überwachen und somit auch nicht mehr in das Fahrgeschehen eingreifen.In vehicles that are equipped with automated driver assistance functions up to level 4 (fully automated driving - VAF), the accelerator pedal, brake pedal and steering wheel are not required when VAF is activated. In this case, the driver no longer has to monitor the driving task and therefore no longer has to intervene in the driving process.
In heutigen mit Fahrerassistenzsystemen ausgestatteten Fahrzeugen sind das Fahrpedal, Bremspedal und das Lenkrad üblicherweise so verbaut, dass sie sich fest in einer Position bezogen auf den Fahrer befinden. Da bei allen heutigen Fahrerassistenzsystemen bis einschließlich Level 3 der Fahrer immer die Fahraufgabe überwachen muss und gegebenenfalls eingreifen muss, darf sich an der grundsätzlichen Position der Pedale und des Lenkrads nichts ändern.In today's vehicles equipped with driver assistance systems, the accelerator pedal, brake pedal and steering wheel are usually installed in such a way that they are in a fixed position relative to the driver. With all of today's driver assistance systems up to and including
Bei Fahrerassistenzfunktionen mit Level 4 und höher, z.B. VAF, ist dies jedoch nicht mehr notwendig. Hier wird die Fahraufgabe komplett von dem FAS übernommen, d.h. der Fahrer muss die Fahrzeugführung nicht mehr überwachen.However, this is no longer necessary for driver assistance functions with
Um dem Fahrer bei aktiviertem VAF mehr Komfort und Bewegungsfreiheit zu bieten, können in diesem Fall die Pedale weggeklappt und das Lenkrad eingefahren werden. Ermöglicht oder jedenfalls erleichtert wird ein Ein- und Ausfahren bzw. Wegklappen von Lenkrad und/oder Pedalen im Allgemeinen durch den Einsatz von sogenannten X-by-Wire-Systemen (z.B. Steer-by-Wire im Fall des Lenkrads), die ohne einen mechanischen Übertragungsstrang (wie etwa in Form einer mechanischen Lenksäule) für die Steuersignale, auskommen.In order to offer the driver more comfort and freedom of movement when the VAF is activated, the pedals can be folded away and the steering wheel retracted. In general, it is possible or at least easier to move the steering wheel and/or pedals in and out or to fold them away by using so-called x-by-wire systems (e.g. steer-by-wire in the case of the steering wheel), which work without a mechanical Transmission line (such as in the form of a mechanical steering column) for the control signals, get by.
Vor diesen Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrerassistenzsystem bzw. ein Verfahren anzugeben, welche einen Übergang zwischen zwei unterschiedlichen Automatisierungsgraden, insbesondere zwischen manuellem oder teilautomatisiertem Fahren einerseits und vollautomatisiertem Fahren andererseits, möglichst sicher und komfortabel gestalten.Against this background, it is an object of the present invention to specify a driver assistance system or a method that makes a transition between two different degrees of automation, in particular between manual or partially automated driving on the one hand and fully automated driving on the other, as safe and comfortable as possible.
Die Aufgabe wird durch ein Fahrerassistenzsystem bzw. durch ein Verfahren gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Patentanspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung erläuterte technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.The task is solved by a driver assistance system or by a method according to the independent patent claims. Advantageous embodiments are specified in the dependent claims. It is pointed out that additional features of a claim dependent on an independent claim without the features of the independent patent claim or only in combination with a subset of the features of the independent patent claim can form a separate invention independent of the combination of all features of the independent patent claim, which can be made the subject of an independent patent claim, a divisional application or a subsequent application. This applies equally to the technical teachings explained in the description, which can form an invention independent of the features of the independent patent claims.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem (FAS) für ein Kraftfahrzeug.A first aspect of the invention relates to a driver assistance system (FAS) for a motor vehicle.
Unter dem Begriff Kraftfahrzeug kann im Rahmen der vorliegenden Anmeldung insbesondere ein Landfahrzeug, das durch Maschinenkraft bewegt wird, ohne an Bahngleise gebunden zu sein, verstanden werden. Ein Kraftfahrzeug in diesem Sinne kann z.B. als Kraftwagen, Kraftrad oder Zugmaschine ausgebildet sein.In the context of the present application, the term motor vehicle can in particular be understood to mean a land vehicle that is moved by machine power without being tied to railroad tracks. A motor vehicle in this sense can, for example, be designed as a motor vehicle, motorcycle or tractor.
Das FAS ist eingerichtet, einen Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs bei einem ersten Automatisierungsgrad und bei einem zweiten Automatisierungsgrad zu unterstützen (i.S.v. zu ermöglichen).The ADAS is set up to support (in the sense of enabling) driving operation of the motor vehicle with a first degree of automation and with a second degree of automation.
Dabei ist bei dem ersten Automatisierungsgrad vorgesehen (und ggf. erforderlich), dass ein Fahrzeuginsasse des Kraftfahrzeugs durch Betätigung eines Bedienelements in die Längs- und/oder Querführung des Kraftfahrzeugs eingreift oder kurzfristig eingreifen kann. Insbesondere kann bei dem ersten Automatisierungsgrad vorgesehen sein, dass der Fahrzeuginsasse sich zumindest bereithalten muss, bei Bedarf (und ggf. nach Aufforderung durch das FAS) mittels des Bedienelements innerhalb eines gewissen Zeitintervalls in die Längs- und/oder Querführung einzugreifen, um z.B. in Fahrsituationen, die das FAS bei dem ersten Automatisierungsgrad nicht mit hinreichender Zuverlässigkeit bewältigen kann, das Fahrzeug geeignet zu führen. Der erste Automatisierungsrad kann z.B. ein rein manueller oder ein lediglich assistierter Fahrbetrieb sein. Der erste Automatisierungsgrad kann aber auch bis hinauf zum Level 3, d.h. zu einem hochautomatisierten Fahrbetrieb (HAF), reichen.In the first degree of automation, it is provided (and possibly required) that a vehicle occupant of the motor vehicle intervenes or can intervene briefly in the longitudinal and/or lateral guidance of the motor vehicle by operating an operating element. In particular, with the first degree of automation, it can be provided that the vehicle occupant must at least be ready to intervene in the longitudinal and/or lateral guidance using the control element within a certain time interval if necessary (and possibly upon request by the ADAS), e.g. in driving situations , which the ADAS cannot manage with sufficient reliability in the first degree of automation to guide the vehicle appropriately. The first automation wheel can, for example, be purely manual or merely assisted driving. However, the first degree of automation can also extend up to
Das vorstehend erwähnte Bedienelement kann z. B. ein Element aus der folgenden Aufzählung sein: Ein Lenkrad; ein Pedal (z.B. für Gas, Bremse oder Kupplung); ein Steuerknüppel (z.B. nach Art eines Joysticks). Es können auch mehrere derartige Bedienelemente, die in der hier beschriebenen Weise mit einem erfindungsgemäßen FAS zusammenwirken, vorgesehen sein.The control element mentioned above can e.g. B. be an element from the following list: a steering wheel; a pedal (e.g. for gas, brake or clutch); a control stick (e.g. in the manner of a joystick). It is also possible for several such operating elements to be provided, which interact with an ADAS according to the invention in the manner described here.
Bei dem zweiten Automatisierungsgrad ist die Längs- und/oder Querführung ohne Eingriffe des Fahrzeuginsassen mittels des Bedienelements automatisiert ausführbar. Mit anderen Worten handelt es sich bei dem zweiten Automatisierungsgrad um einen Automatisierungsgrad ab Level 4 (VAF) aufwärts.In the second degree of automation, the longitudinal and/or transverse guidance can be carried out automatically without intervention by the vehicle occupant using the operating element. In other words, the second level of automation is a level of automation from level 4 (VAF) upwards.
Das FAS ist eingerichtet, das Bedienelement von der Längs- und/oder Querführung zu entkoppeln, wenn das Kraftfahrzeug bei dem zweiten Automatisierungsgrad betrieben wird.The ADAS is set up to decouple the operating element from the longitudinal and/or lateral guidance when the motor vehicle is operated with the second degree of automation.
Weiter ist das FAS eingerichtet, bei einem Übergang von dem ersten Automatisierungsgrad zu dem zweiten Automatisierungsgrad während einer ersten Übergangsphase, in welcher das Bedienelement (tatsächlich) bereits von der Längs- und oder Querführung entkoppelt ist, mittels des Bedienelements ein haptisches Feedback zu erzeugen, welches dem Fahrzeuginsassen das Gefühl vermittelt, noch mittels des Bedienelements auf die Längs- und/oder Querführung einwirken zu können.The ADAS is also set up to use the control element to generate haptic feedback during a transition from the first degree of automation to the second degree of automation during a first transitional phase in which the control element is (actually) already decoupled from the longitudinal and/or lateral guidance conveys the feeling to the vehicle occupants that they can still act on the longitudinal and/or lateral guidance by means of the operating element.
Unter einem mittels des Bedienelements erzeugten haptischen Feedback soll im Rahmen des vorliegenden Dokument verstanden werden, dass das Bedienelement eingerichtet ist, dem Fahrzeuginsassen, wenn er das Bedienelement betätigt, durch eine Kraft- und/oder Momentrückkopplung das Gefühl zu vermitteln, dass das Bedienelement mit der Quer- und/oder Längsführung des Kraftfahrzeugs gekoppelt ist, auch wenn dies tatsächlich (wie z.B. während der ersten Übergangsphase und im Anschluss daran) nicht der Fall ist. Das Konzept eines haptischen Feedbacks ist an sich z.B. im Bereich des Gamings oder der Fly-by-Wire-Steuerungen in der Luftfahrt auch unter dem Begriff „Force Feedback“ bekannt. Beispielsweise findet Force Feedback im Bereich des Gamings verbreitet Anwendung, um etwa ein möglichst realistisches Fahrerlebnis bei einer Rennsimulation zu erzielen.In the context of the present document, haptic feedback generated by means of the operating element should be understood to mean that the operating element is set up to give the vehicle occupant, when he/she actuates the operating element, the feeling through force and/or torque feedback that the operating element is lateral and/or longitudinal guidance of the motor vehicle, even if this is actually not the case (e.g. during the first transitional phase and thereafter). The concept of haptic feedback is also known under the term "force feedback" in the field of gaming or fly-by-wire controls in aviation, for example. For example, force feedback is widely used in gaming to achieve a driving experience that is as realistic as possible in a racing simulation.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass der Fahrer des Kraftfahrzeugs zu Beginn des Übergangs vom ersten Automatisierungsrad zum zweiten Automatisierungsgrad (z.B. im ersten Moment nachdem er ausgehend von einem manuellen, assistierten, TAF- oder HAF-Fahrbetrieb einen VAF-Fahrbetrieb aktiviert hat) häufig seine Hände noch am Lenkrad hat und/oder mit seinen Füßen in Kontakt mit einem oder mehreren Pedalen ist. Für den Fahrer würde es sich dabei unangenehm und ggf. unsicher anfühlen, wenn z.B. sofort, nachdem er einen Knopf zur Aktivierung des VAF-Fahrbetriebs gedrückt hat, das Lenkrad schlagartig und wahrnehmbar keinen Durchgriff auf die Straße mehr hätte. Damit sich der Übergang für den Fahrer komfortabler und vertrauenserweckender darstellt, sollte der Übergang also in der Wahrnehmung des Fahrers nicht ruckartig geschehen (auch wenn zumindest unterlagert die VAF-Funktion sofort aktiviert ist und tatsächlich die Fahrzeugführung übernimmt), sondern vielmehr sanft realisiert werden. Dies wird durch das erfindungsgemäße vorgesehene haptische Feedback an dem Bedienelement ermöglicht.The invention is based on the finding that the driver of the motor vehicle at the beginning of the transition from the first automation wheel to the second degree of automation (e.g. in the first moment after he has activated a VAF driving mode starting from a manual, assisted, TAF or HAF driving mode) frequently has his hands on the steering wheel and/or his feet in contact with one or more pedals. It would feel uncomfortable and possibly unsafe for the driver if, for example, immediately after he had pressed a button to activate VAF driving mode, the steering wheel suddenly and noticeably no longer had any grip on the road. In order for the transition to be more comfortable and more confidence-inspiring for the driver, the transition should therefore be perceived by the driver not happen suddenly (even if the VAF function is activated immediately at least subordinately and actually takes over the vehicle guidance), but rather be implemented gently. This is made possible by the haptic feedback provided according to the invention on the operating element.
Dabei kann beispielsweise auch vorgesehen sein, dass eine Intensität des haptischen Feedbacks während der ersten Übergangsphase mit der Zeit (z.B. linear) abnimmt. Hierdurch lässt sich ein von dem Fahrzeuginsassen als besonders sanft wahrgenommener Übergang zu dem zweiten Automatisierungsgrad realisieren.It can also be provided, for example, that an intensity of the haptic feedback decreases over time (e.g. linearly) during the first transition phase. As a result, a transition to the second degree of automation, which the vehicle occupant perceives to be particularly smooth, can be implemented.
Zur Erzeugung des haptischen Feedbacks können ein oder mehrere, z.B. elektromechanische, Aktuatoren (wie etwa Elektromotoren) vorgesehen sein, welche mit dem Bedienelemente in einer mechanischen Wirkverbindung stehen. Dem Fachmann sind Mechanismen zum Erzeugen eines haptischen Feedbacks (Force Feedbacks) an Bedienelementen, wie z.B. Lenkrädern, Pedalen oder Joysticks, an sich bekannt. Umsetzungsdetails zur Realisierung des erfindungsgemäß vorgesehenen haptischen Feedbacks an dem Bedienelement werden daher in dem vorliegenden Dokument nicht ausführlich beschrieben.To generate the haptic feedback, one or more, e.g. electromechanical, actuators (such as electric motors) can be provided, which are in a mechanical operative connection with the operating element. Mechanisms for generating haptic feedback (force feedback) on control elements, such as steering wheels, pedals or joysticks, are known per se to those skilled in the art. Implementation details for realizing the haptic feedback provided according to the invention on the operating element are therefore not described in detail in the present document.
Es wird aber beispielhaft darauf hingewiesen, dass in dem Fall, dass das Bedienelement ein Lenkrad mit einer Steer-by-Wire-Funktion ist, üblicherweise ohnehin ein oder mehrere Elektromotoren vorhanden sind. Diese können gemäß einer hier vorgeschlagenen Ausführungsform dann auch für die Erzeugung des haptischen Feedbacks an dem Lenkrad eingesetzt werden.However, it is pointed out by way of example that if the operating element is a steering wheel with a steer-by-wire function, one or more electric motors are usually present anyway. According to an embodiment proposed here, these can then also be used to generate the haptic feedback on the steering wheel.
Beispielsweise kann während der ersten Übergangsphase, in der der Fahrzeuginsasse durch Betätigung des Lenkrads tatsächlich bereits keine Lenkwirkung mehr auf die Straße bringen kann, das Fahrverhalten anhand der Bewegung der Räder sensorisch erfasst werden. Mittels des haptischen Feedbacks an dem Lenkrad kann dem Fahrer dann ein entsprechendes Lenkgefühl vermittelt werden, welches ihm suggeriert, dass das Lenkrad immer noch mit der Straße gekoppelt ist.For example, during the first transitional phase, in which the vehicle occupant can actually no longer exert any steering effect on the road by operating the steering wheel, the driving behavior can be detected by sensors based on the movement of the wheels. Using the haptic feedback on the steering wheel, the driver can then be given a corresponding steering feel, which suggests that the steering wheel is still coupled to the road.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Fahrerassistenzsystem einen Mechanismus, der eingerichtet ist, das Bedienelement beim Übergang von dem ersten Automatisierungsgrad zu dem zweiten Automatisierungsgrad automatisch von einer Gebrauchsposition in eine Bereitschaftsposition zu überführen, um dem Fahrerzeuginsassen bei aktiviertem zweitem Automatisierungsgrad mehr Komfort und/oder Bewegungsfreiheit zu bieten. Beispielsweise kann durch das Überführen des Bedienelements aus der Gebrauchsposition in die Bereitschaftsposition der dem Fahrzeuginsassen zur Verfügung stehende Raum in der Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs vergrößert werden, indem das Bedienelement aus der Fahrgastzelle heraus oder in einen peripheren Bereich der Fahrgastzelle hinein eingefahren oder weggeklappt wird.According to one specific embodiment, the driver assistance system includes a mechanism that is set up to automatically transfer the control element from a use position to a ready position during the transition from the first degree of automation to the second degree of automation, in order to offer the driver's vehicle occupant more comfort and/or freedom of movement when the second degree of automation is activated . For example, the space available to the vehicle occupant in the passenger compartment of the motor vehicle can be increased by moving the control element from the use position to the ready position, by retracting or folding the control element out of the passenger compartment or into a peripheral area of the passenger compartment.
Der Mechanismus kann z.B. ein elektromechanischer Mechanismus sein und ggf. auch elektronische Komponenten umfassen.For example, the mechanism may be an electromechanical mechanism and may also include electronic components.
Das Überführen des Bedienelements aus der Gebrauchsposition in die Bereitschaftsposition mittels des Mechanismus kann insbesondere nach dem Ende der ersten Übergangsphase und (und bevorzugt nach einer anschließenden Prüfung auf Momentenfreiheit o.Ä., wie nachfolgend beschrieben) erfolgen.The transfer of the operating element from the usage position to the ready position by means of the mechanism can take place in particular after the end of the first transition phase and (and preferably after a subsequent check for freedom from moments or the like, as described below).
Gemäß einer Weiterbildung ist das Fahrerassistenzsystem (mittels geeigneter Sensorik und Auswertelogik) dazu eingerichtet, zu prüfen, ob der Fahrzeuginsasse (physisch, d.h. z.B. manuell und/oder mit den Füßen) auf das Bedienelement einwirkt und das Überführen des Bedienelements in die Bereitschaftsposition nur unter der Bedingung einzuleiten, dass der Fahrzeuginsasse nicht (insbesondere nicht mehr) auf das Bedienelement einwirkt. Diese Überprüfung kann beispielsweise in einer ersten Prüfphase stattfinden, die sich zeitlich zwischen der ersten Übergangsphase und dem Überführen des Bedienelements aus der Gebrauchsposition in die Bereitschaftsposition einordnet.According to a further development, the driver assistance system (by means of suitable sensors and evaluation logic) is set up to check whether the vehicle occupant (physically, i.e. e.g. manually and/or with his feet) acts on the control element and the transfer of the control element into the ready position only under the condition initiate that the vehicle occupant does not (in particular no longer) acts on the control element. This check can take place, for example, in a first test phase, which takes place between the first transition phase and the transfer of the operating element from the use position to the ready position.
Falls das Bedienelement ein Lenkrad ist oder ein Lenkrad umfasst, kann in der ersten Prüfphase z.B. durch eine Prüfung auf Momentenfreiheit festgestellt werden, ob der Fahrzeuginsasse das Lenkrad anfasst oder es anderweitig berührt. Wenn dies der Fall ist, wird der Fahrzeuginsasse nämlich im Allgemeinen - willkürlich oder unwillkürlich - das Lenkrad mit (ggf. sehr kleinen) Lenkmomenten beaufschlagen, die sensorisch erfasst werden können.If the operating element is a steering wheel or includes a steering wheel, it can be determined in the first test phase, e.g. by checking for freedom from torque, whether the vehicle occupant is gripping the steering wheel or touching it in some other way. If this is the case, the vehicle occupant will generally—voluntarily or involuntarily—act on the steering wheel with (possibly very small) steering torques that can be detected by sensors.
Alternativ oder zusätzlich zu einer Prüfung auf Momentfreiheit kann z.B. eine Prüfung auf Positionsänderungen des Lenkrads und/oder auf Lenkgeschwindigkeiten bzw. Lenkgeschwindigkeitsänderungen hin erfolgen, um festzustellen, ob der Fahrzeuginsasse seine Hände am Lenkrad hat. Dadurch, dass das Überführen des Lenkrads aus der Gebrauchsposition in die Bereitschaftsposition erst dann erfolgt, wenn festgestellt wurde, dass der Fahrzeuginsasse seine Hände nicht (mehr) am Lenkrad hat, kann z.B. verhindert werden, dass seine Hände beim Überführen des Lenkrads in die Bereitschaftsposition eingeklemmt werden o.Ä.As an alternative or in addition to a check for freedom from torque, a check for changes in the position of the steering wheel and/or steering speeds or changes in steering speed can be carried out, for example, in order to determine whether the vehicle occupant has his hands on the steering wheel. Because the steering wheel is only moved from the use position to the ready position when it has been determined that the vehicle occupant is not (or no longer) holding his/her hands on the steering wheel, it is possible, for example, to prevent his/her hands from being trapped when the steering wheel is moved to the ready position become or similar
Falls das Bedienelement ein Pedal ist oder ein Pedal umfasst (wie z.B. Gas-, Brems- oder Kupplungspedal), kann in der ersten Prüfphase beispielsweise sensorisch erfasst werden, ob der Fahrzeuginsasse das Pedal mit einem Fuß betätigt, mit dem Fuß auf dem Pedal steht oder das Pedal anderweitig berührt. Zu diesem Zweck können z.B. sensorisch erfasste Positionsänderungen des Pedals herangezogen werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das Pedal beim Überführen von der Gebrauchsposition in die Bereitschaftsposition in Richtung des Fahrzeugbodens weggeklappt wird. In diesem Fall kann dadurch, dass das Wegklappen des Pedals erst dann ausgeführt wird, wenn festgestellt wurde, dass der Fahrzeuginsasse nicht (mehr) in Kontakt mit dem Pedal ist, verhindert werden, dass z.B. ein Fuß des Fahrzeuginsassen beim Überführen in die Bereitschaftsposition unter dem Pedal eingeklemmt wird.If the control is or includes a pedal (such as an accelerator, brake, or clutch ment pedal), in the first test phase it can be detected by sensors, for example, whether the vehicle occupant presses the pedal with one foot, stands with his foot on the pedal or touches the pedal in some other way. For this purpose, for example, position changes of the pedal detected by sensors can be used. For example, it can be provided that the pedal is folded away in the direction of the vehicle floor when transferring from the use position to the ready position. In this case, the fact that the folding away of the pedal is only carried out when it has been determined that the vehicle occupant is no longer in contact with the pedal can be prevented, for example, that a foot of the vehicle occupant when transferring to the ready position under the pedal is jammed.
Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, dass das Bedienelement (bevorzugt, nachdem eine Prüfung ergeben hat, dass der Fahrzeuginsasse nicht auf das Bedienelement einwirkt, wie vorstehend beschrieben) zunächst automatisch in eine geeignete Zwischenposition überführt wird, aus der heraus sodann der Übergang in die Bereitschaftsstellung erfolgt. So kann z.B. im Falle eines Lenkrads vorgesehen sein, dass das Lenkrad zunächst gerade gestellt wird, bevor es in seine Bereitschaftsstellung gefahren wird.It is also within the scope of the invention that the control element (preferably after a check has shown that the vehicle occupant is not acting on the control element, as described above) is first automatically transferred to a suitable intermediate position, from which the transition to the stand-by position takes place. In the case of a steering wheel, for example, it can be provided that the steering wheel is first straightened before it is moved to its ready position.
Bei einer Ausführungsform ist der Mechanismus eingerichtet, das Bedienelement bei einem Übergang von dem zweiten Automatisierungsgrad zu dem ersten Automatisierungsgrad automatisch von der Bereitschaftsposition in die Gebrauchsposition zu überführen. Mit anderen Worten kann das Bedienelemente also auch automatisch in umgekehrter Richtung verstellt werden, um z.B. bei einem Übergang vom vollautomatisierten Fahren zum teilautomatisierten oder manuellen Fahren dem Fahrzeuginsassen wieder ein Eingreifen in die Fahrzeugführung mittels des Bedienelements zu ermöglichen.In one embodiment, the mechanism is set up to automatically transfer the operating element from the ready position to the use position when there is a transition from the second degree of automation to the first degree of automation. In other words, the control element can also be automatically adjusted in the opposite direction, e.g. in order to enable the vehicle occupant to intervene in the vehicle guidance using the control element again when changing from fully automated driving to partially automated or manual driving.
Bevorzugt ist dabei, dass das Fahrerassistenzsystem eingerichtet ist, das Bedienelement bei dem Übergang von dem zweiten Automatisierungsgrad zu dem ersten Automatisierungsgrad zunächst mit einem aktuellen Längs- und/oder Querführungszustand des Kraftfahrzeugs zu synchronisieren, bevor das Bedienelement (wieder) mit der Längs- und/oder Querführung des Kraftfahrzeugs gekoppelt wird (d.h. bevor der Fahrzeuginsasse mittels des Bedienelements auf die Längs- und/oder Querführung einwirken kann). Beispielsweise kann in dem Fall, dass das Bedienelement ein Lenkrad ist oder ein Lenkrad umfasst, die Lenkradstellung mit einer aktuellen Radstellung synchronisiert werden, bevor das Lenkrad mit der Querführung des Kraftfahrzeugs (d.h. mit den Rädern) gekoppelt wird.It is preferred that the driver assistance system is set up to initially synchronize the control element with a current longitudinal and/or lateral guidance state of the motor vehicle during the transition from the second degree of automation to the first degree of automation, before the control element (again) with the longitudinal and/or or lateral guidance of the motor vehicle is coupled (i.e. before the vehicle occupant can act on the longitudinal and/or lateral guidance using the operating element). For example, in the case that the operating element is or comprises a steering wheel, the steering wheel position can be synchronized with a current wheel position before the steering wheel is coupled to the lateral control of the motor vehicle (i.e. to the wheels).
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems vorgeschlagen.According to a second aspect of the invention, a method for operating a driver assistance system is proposed.
Das Verfahren gemäß dem zweiten Erfindungsaspekt kann insbesondere mittels eines FAS gemäß dem ersten Erfindungsaspekt ausgeführt werden. Daher können Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens den vorstehend und nachfolgend beschriebenen vorteilhaften Ausführungsformen des erfindungsgemäßen FAS entsprechen und umgekehrt.The method according to the second aspect of the invention can be carried out in particular by means of an ADAS according to the first aspect of the invention. Therefore, embodiments of the method according to the invention can correspond to the advantageous embodiments of the ADAS according to the invention described above and below and vice versa.
Im Einklang damit umfasst das Verfahren ein (z.B. in Reaktion auf Bedienhandlung des Fahrzeuginsassen ausgelöstes) Überführen eines Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs von einem ersten Automatisierungsgrad, bei dem vorgesehen ist, dass ein Fahrzeuginsasse des Kraftfahrzeugs durch Betätigung eines Bedienelements in die Längs- und/oder Querführung des Kraftfahrzeugs eingreift oder kurzfristig eingreifen kann, zu einem zweiten Automatisierungsgrad, bei dem die Längs- und/oder Querführung automatisiert ausführbar ist, ohne dass der Fahrzeuginsasse Eingriffe mittels des Bedienelements vornimmt, und bei dem das Bedienelement von der Längs- und/oder Querführung entkoppelt ist. Dabei wird während einer ersten Übergangsphase, in welcher das Bedienelement bereits von der Längs- und/oder Querführung entkoppelt ist, mittels des Bedienelements ein haptisches Feedback erzeugt, welches dem Fahrzeuginsassen das Gefühl vermittelt, noch mittels des Bedienelements auf die Längs- und/oder Querführung einwirken zu können.In accordance with this, the method includes a transfer (e.g. triggered in response to an operator action by the vehicle occupant) of driving operation of the motor vehicle from a first degree of automation, in which it is provided that a vehicle occupant of the motor vehicle can be activated by actuating an operating element in the longitudinal and / or lateral guidance of the motor vehicle intervenes or can intervene at short notice, to a second degree of automation, in which the longitudinal and/or lateral guidance can be carried out automatically without the vehicle occupant interfering with the operating element, and in which the operating element is decoupled from the longitudinal and/or lateral guidance . During a first transitional phase, in which the control element is already decoupled from the longitudinal and/or transverse guide, the control element generates haptic feedback, which gives the vehicle occupant the feeling of still using the control element on the longitudinal and/or transverse guide to be able to influence.
Gemäß einer Ausführungsform wird das Bedienelement beim Übergang von dem ersten Automatisierungsgrad zu dem zweiten Automatisierungsgrad automatisch von einer Gebrauchsposition in eine Bereitschaftsposition überführt, um dem Fahrer bei aktiviertem zweitem Automatisierungsgrad mehr Komfort und/oder Bewegungsfreiheit zu bieten.According to one embodiment, the operating element is automatically transferred from a use position to a ready position during the transition from the first degree of automation to the second degree of automation in order to offer the driver more comfort and/or freedom of movement when the second degree of automation is activated.
Das Überführen des Bedienelements von der Gebrauchsposition in die Bereitschaftsposition (und ggf. auch umgekehrt) kann beispielsweise mittels eines geeigneten elektromechanischen Mechanismus erfolgen, wie weiter oben mit Bezug auf das erfindungsgemäße FAS beschrieben wurde. Hinsichtlich möglicher Eigenschaften der Gebrauchsposition sowie der Bereitschaftsposition wird ebenfalls auf die vorstehenden Ausführungen zum FAS gemäß dem ersten Erfindungsaspekt hingewiesen.The operating element can be moved from the use position to the ready position (and possibly also vice versa) by means of a suitable electromechanical mechanism, for example, as described above with reference to the ADAS according to the invention. With regard to possible properties of the use position and the standby position, reference is also made to the above statements on the ADAS according to the first aspect of the invention.
Bevorzugt wird in einer ersten Prüfphase vor dem Überführen des Bedienelements in die Bereitschaftsposition geprüft, ob der Fahrzeuginsasse auf das Bedienelement einwirkt. Das Überführen des Bedienelements in die Bereitschaftsposition wird dann nur unter der Bedingung eingeleitet wird, dass der Fahrzeuginsasse nicht auf das Bedienelement einwirkt.In a first test phase, before the operating element is moved into the ready position, it is preferably checked whether the vehicle occupant is acting on the operating element. The transfer of the operating element to the ready position is then only initiated under the condition that the vehicle occupant does not act on the control element.
Gemäß einer Weiterbildung umfasst das Verfahren ferner ein Überführen des Fahrbetriebs von dem zweiten Automatisierungsgrad zu dem ersten Automatisierungsgrad, wobei das Bedienelement beim Übergang von dem zweiten Automatisierungsgrad zu dem ersten Automatisierungsgrad automatisch von der Bereitschaftsposition in die Gebrauchsposition überführt wird.According to a development, the method also includes a transfer of the driving operation from the second degree of automation to the first degree of automation, wherein the control element is automatically transferred from the standby position to the use position during the transition from the second degree of automation to the first degree of automation.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist weiter vorgesehen, dass das Bedienelement beim Übergang von dem zweiten Automatisierungsgrad zu dem ersten Automatisierungsgrad zunächst mit einem aktuellen Längs- und/oder Querführungszustand (z.B. mit einer aktuellen Radstellung, falls das Bedienelement ein Lenkrad ist) des Kraftfahrzeugs synchronisiert wird, bevor das Bedienelement mit der Längs- und/oder Querführung des Kraftfahrzeugs gekoppelt wird.In an advantageous embodiment, it is further provided that the operating element is initially synchronized with a current longitudinal and/or lateral guidance state (e.g. with a current wheel position if the operating element is a steering wheel) of the motor vehicle during the transition from the second degree of automation to the first degree of automation. before the operating element is coupled to the longitudinal and/or transverse guide of the motor vehicle.
Ein dritter Erfindungsaspekt ist ein Computerprogramm, das Befehle umfasst, die bewirken, dass ein FAS gemäß dem ersten Erfindungsaspekt die Verfahrensschritte gemäß dem zweiten Erfindungsaspekt ausführt. Dabei kann das Computerprogramm gemäß einigen Ausführungsformen auch mehrere Teile umfassen, die jeweils auf verschiedenen Rechenvorrichtungen (wie z.B. mehreren Steuergeräten) des FAS ausgeführt werden können. A third aspect of the invention is a computer program comprising instructions that cause an ADAS according to the first aspect of the invention to carry out the method steps according to the second aspect of the invention. According to some embodiments, the computer program can also include multiple parts that can each be executed on different computing devices (such as multiple control units) of the ADAS.
Beispielsweise kann das FAS gemäß dem ersten Erfindungsaspekt eine oder mehrere Rechenvorrichtungen, insbesondere Steuergeräte, zum Ausführen des Computerprogramms gemäß dem dritten Erfindungsaspekt, zum Erzeugen entsprechender Steuersignale und zum Ausgeben der Steuersignale an geeignete Aktoren umfassen, um die Verfahrensschritte gemäß dem zweiten Erfindungsaspekt auszuführen.For example, according to the first aspect of the invention, the ADAS can include one or more computing devices, in particular control units, for executing the computer program according to the third aspect of the invention, for generating corresponding control signals and for outputting the control signals to suitable actuators in order to carry out the method steps according to the second aspect of the invention.
Ein vierter Erfindungsaspekt ist ein computerlesbares Medium, auf dem ein Computerprogramm gemäß dem dritten Erfindungsaspekt gespeichert ist.A fourth aspect of the invention is a computer-readable medium storing a computer program according to the third aspect of the invention.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei sind die vorstehend oder nachfolgend in der Beschreibung genannten und/oder in den Zeichnungen alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise können solche Aspekte und Merkmale, die den Übergang vom zweiten Automatisierungsgrad zum ersten Automatisierungsgrad betreffen (wie z.B. die zweite Übergangsphase), auch unabhängig von Aspekten und Merkmalen, die den Übergang vom ersten Automatisierungsgrad zum zweiten Automatisierungsgrad betreffen, eigenständige Erfindungsaspekte bilden.
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1 zeigt schematisch ein FAS mit beispielhaften Bedienelementen in einer jeweiligen Gebrauchsposition. -
2 zeigtdas FAS aus 1 , wobei die Bedienelemente eine jeweilige Bereitschaftsposition einnehmen. -
3 verdeutlicht beispielhaft und schematisch einen zeitlichen Ablauf in mehreren Phasen bei einem Übergang vom manuellen Fahren zum vollautomatisierten Fahren. -
4 zeigt beispielhaft und schematisch den Austausch von Steuernachrichten zwischen mehreren Steuergeräten eines FAS bei einem Wechsel vom manuellen Fahren zum vollautomatisierten Fahren. -
5 verdeutlicht beispielhaft und schematisch einen zeitlichen Ablauf in mehreren Phasen bei einem Übergang vom vollautomatisierten Fahren zum manuellen Fahren. -
6 zeigt beispielhaft und schematisch den Austausch von Steuernachrichten zwischen mehreren Steuergeräten eines FAS bei einem Wechsel vom vollautomatisierten Fahren zum manuellen Fahren.
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1 shows a schematic of an ADAS with exemplary operating elements in a respective position of use. -
2 shows theFAS 1 , wherein the controls assume a respective standby position. -
3 illustrates, by way of example and schematically, a chronological sequence in several phases during a transition from manual driving to fully automated driving. -
4 shows an example and a schematic of the exchange of control messages between several control units of an ADAS when changing from manual driving to fully automated driving. -
5 illustrates, by way of example and schematically, a chronological sequence in several phases during a transition from fully automated driving to manual driving. -
6 shows an example and a schematic of the exchange of control messages between several control units of an ADAS when changing from fully automated driving to manual driving.
Die
Bei dem ersten Automatisierungsgrad, welcher in
Während des Fahrbetriebs bei dem ersten Automatisierungsgrad ist es erforderlich, dass der Fahrer durch Betätigung eines oder mehrerer Bedienelemente - hier repräsentiert durch ein Lenkrad 11 und ein oder mehrere Pedale 12 - in die Längs- und/oder Querführung des Kraftfahrzeugs 3 eingreift oder zumindest für einen solchen Eingriff kurzfristig bereit sein muss.During driving with the first degree of automation, it is necessary for the driver to intervene in the longitudinal and/or lateral guidance of the
Bei dem in
Um dem Fahrzeuginsassen während des Fahrbetriebs bei dem zweiten Automatisierungsgrad (nachfolgend beispielhaft: VAF) mehr Komfort und Bewegungsfreiheit zu bieten, können in diesem Fall die Pedale weggeklappt und das Lenkrad eingefahren werden, wie in
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf
In
In einer ersten dargestellten Phase „1.“ ist das Kraftfahrzeug 3 in einem manuellen Fahrbetrieb. Alternativ zum rein manuellen Fahren, von dem hier nur beispielhaft ausgegangen wird, kann in dieser Phase auch ein anderer erster Automatisierungsgrad bis hinauf zu Level 3 aktiviert sein.In a first illustrated phase “1.” the
Während der Phase „1.“, die bis zum Zeitpunkt „2.“ andauert, ist der Fahrer ist für die Längs- und Querführung des Kraftfahrzeugs 3 verantwortlich und ist sich dessen bewusst. Dies wird in
Im Zeitpunkt „2.“ wird eine Aktivierung des zweiten Automatisierungsgrads (VAF) eingeleitet. Dies kann z.B. durch eine Betätigungshandlung (wie das Drücken eines Knopfs) des Fahrers ausgelöst werden. Allgemein müssen für die Aktivierung von VAF bestimmte Bedingungen erfüllt sein, wie z.B. das Fahren in einem bestimmten Geschwindigkeitsbereich, innerhalb eines bestimmten Beschleunigungsbands und/oder innerhalb Krümmungsbands. Dies stellt nur eine beispielhafte Auswahl von möglichen an sich bekannten Aktivierungsbedingungen für VAF dar, die für sich genommen nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind und daher an dieser Stelle nicht in größerem Detail beschrieben werden.At time “2.” activation of the second degree of automation (VAF) is initiated. This can be triggered, for example, by an actuation action (such as pressing a button) by the driver. In general, certain conditions must be met for activation of VAF, such as driving within a certain speed range, within a certain acceleration band and/or within a curvature band. This represents only an exemplary selection of possible activation conditions for VAF, which are known per se and which are not the subject of the present invention and are therefore not described in greater detail at this point.
Ab dem Zeitpunkt „2.“ ist unverzüglich zumindest unterlagert die VAF-Funktion des FAS 1 aktiv. Diese übernimmt sofort die Führung des Kraftfahrzeugs 3 und ist insoweit ab dem Zeitpunkt „2.“ voll verantwortlich. Die Bedienelemente 11, 12 sind ab dem Zeitpunkt „2.“, von dem ab das Kraftfahrzeug 3 bei dem zweiten Automatisierungsgrad (VAF) betrieben wird, von der Längs- und/oder Querführung entkoppelt.From time "2.", the VAF function of
Für den Fahrer würde es sich jedoch unangenehm anfühlen, wenn sofort ab dem Zeitpunkt „2.“ das Lenkrad 11 unvermittelt keinen (gefühlten) Durchgriff auf die Straße mehr hätte bzw. wenn die Pedale 12 (wahrnehmbar) schlagartig von der Längsführung des Kraftfahrzeugs 3 entkoppelt würden. Das FAS 1 ist daher eingerichtet, bei einem Übergang von dem ersten Automatisierungsgrad (hier: manuell) zu dem zweiten Automatisierungsgrad (hier: VAF) während einer ersten Übergangsphase „3.“, in welcher die Bedienelemente 11, 12 tatsächlich bereits von der Längs- und oder Querführung entkoppelt sind, an den Bedienelementen 11, 12 ein haptisches Feedback zu erzeugen, welches dem Fahrer das Gefühl vermittelt, mittels der jeweiligen Bedienelemente 11, 12 auf die Längs- bzw. Querführung einwirken zu können.However, it would feel uncomfortable for the driver if the
Während der ersten Übergangsphase „3.“ hat der Fahrer also z.B. noch seine Hände am Lenkrad 12, während die VAF-Funktion schon regelt und ggf. gegen die Lenkbewegung des Fahrers arbeitet. Dabei kann der Fahrer bereits keinerlei Lenkwirkung mehr auf die Straße bringen und auch nicht mehr mit den Pedalen auf den Antriebsstrang einwirken. Durch das haptische Feedback kann dem Fahrer aber übergangsweise das Gefühl gegeben werden, dass er noch mit Straße bzw. mit dem Antriebsstrang gekoppelt ist.During the first transitional phase “3.”, the driver still has his hands on the
Zur Erzeugung des haptischen Feedbacks können ein oder mehrere, z.B. elektromechanische, Aktuatoren (wie etwa Elektromotoren) vorgesehen sein, welche mit dem jeweiligen Bedienelement 11, 12 in einer mechanischen Wirkverbindung stehen. Beispielsweise sind in dem Fall, dass das Lenkrad 12 eine Steer-by-Wire-Funktion hat, ohnehin ein oder mehrere Elektromotoren vorhanden sind, die für die Erzeugung des haptischen Feedbacks an dem Lenkrad 12 eingesetzt werden können.To generate the haptic feedback, one or more, e.g. electromechanical, actuators (such as electric motors) can be provided, which are in a mechanical operative connection with the
Beispielsweise kann während der ersten Übergangsphase „3.“, in der der Fahrzeuginsasse durch Betätigung des Lenkrads 12 de facto bereits keine Lenkwirkung mehr auf die Straße bringen kann, das Fahrverhalten anhand der Bewegung der Fahrzeugräder sensorisch erfasst werden. Mittels des haptischen Feedbacks an dem Lenkrad 12 kann dem Fahrer sodann ein entsprechendes Lenkgefühl vermittelt werden, welches ihm suggeriert, dass das Lenkrad 12 immer noch mit der Straße gekoppelt ist.For example, during the first transitional phase “3.”, in which the vehicle occupant can de facto no longer exert any steering effect on the road by operating the
Die durch den Fahrer wahrnehmbare vermeintliche Kopplung zwischen Lenkrad 12 und Rädern/Straße, welche durch das haptische Feedback vermittelt wird, kann dabei mit der Zeit (z.B. rampenförmig bis auf Null) zurückgefahren werden. Mit anderen Worten kann eine Intensität des haptischen Feedbacks während der ersten Übergangsphase „3.“ mit der Zeit abnehmen. Gleiches gilt analog für die durch den Fahrer wahrnehmbare Kopplung der Pedale an den Antriebsstrang bzw. an die Fahrzeuglängsführung. Der Fahrer kann sich während der ersten Übergangsphase „3.“ Phase allmählich an den „Kontrollverlust“ hinsichtlich der Fahrzeugführung gewöhnen. Am Ende der ersten Übergangsphase kann der Fahrer z.B. das Lenkrad 11 im Wesentlichen ohne Widerstand durchdrehen und spürte dabei keine Rückmeldung von der Straße mehr. In dem Diagramm in
Beispielsweise kann für die erste Übergangsphase „3.“ eine Dauer von wenigstens 100 ms, insbesondere wenigstens 200 ms vorgesehen sein. Beispielsweise kann für die erste Übergangsphase „3.“ eine Dauer im Bereich von 100 ms bis 2000 ms vorgesehen sein.For example, a duration of at least 100 ms, in particular at least 200 ms, can be provided for the first transitional phase “3rd”. For example, a duration in the range from 100 ms to 2000 ms can be provided for the first transition phase “3rd”.
Bevorzugt schließt sich an die erste Übergangsphase „3.“ Zunächst eine erste Prüfphase „4.“ an, bevor sodann das jeweilige Bedienelement 11, 12 tatsächlich von seiner Gebrauchsposition in seine Bereitschaftsposition überführt wird. In der ersten Prüfphase „4.“ prüft das FAS 1 mittels geeigneter Sensorik und Auswertelogik, ob der Fahrer physisch, d.h. z.B. manuell bzw. mit den Füßen, auf das jeweilige Bedienelement 11, 12 einwirkt. Für das Überführen eines Bedienelements 11, 12 in die Bereitschaftsposition ist dabei Voraussetzung, dass in der Prüfphase „4.“ festgestellt wird, dass der Fahrer nicht (mehr) auf das betreffende Bedienelement 11, 12 einwirkt, dass er also z.B. seine Hände vom Lenkrad 11 genommen hat.The first transitional phase “3rd” is preferably followed by a first test phase “4th” before the
Beispielsweise kann dabei durch eine Prüfung auf Momentenfreiheit festgestellt werden, ob der Fahrer das Lenkrad 11 anfasst oder es anderweitig berührt; wenn dies der Fall ist, wird der Fahrer nämlich im Allgemeinen - willkürlich oder unwillkürlich - das Lenkrad 11 mit (ggf. sehr kleinen) Lenkmomenten beaufschlagen, die sensorisch erfasst werden können. Alternativ oder zusätzlich zu einer Prüfung auf Momentfreiheit kann z.B. eine Prüfung auf Positionsänderungen des Lenkrads 11 und/oder auf Lenkgeschwindigkeiten bzw. Lenkgeschwindigkeitsänderungen hin erfolgen, um festzustellen, ob der Fahrer seine Hände am Lenkrad 11 hat. Durch eine solche Prüfung kann gewährleistet werden, dass der Fahrer sich beim anschließenden Einziehen des Lenkrads 11 nicht verletzt.For example, it can be determined by checking whether there are no moments, whether the driver is touching the
Alternativ oder zusätzlich kann in der ersten Prüfphase „4.“ beispielsweise sensorisch erfasst werden, ob der Fahrer das Pedal 12 mit einem Fuß betätigt, mit dem Fuß auf dem Pedal 12 steht oder das Pedal 12 anderweitig berührt. Zu diesem Zweck können z.B. sensorisch erfasste Positionsänderungen des Pedals 12 herangezogen werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das Pedal 12 beim Überführen von der Gebrauchsposition in die Bereitschaftsposition in Richtung des Fahrzeugbodens weggeklappt wird. In diesem Fall kann dadurch, dass das Wegklappen des Pedals 12 erst dann ausgeführt wird, wenn festgestellt wurde, dass der Fahrer nicht (mehr) in Kontakt mit dem Pedal 12 ist, verhindert werden, dass z.B. ein Fuß des Fahrers beim Überführen des Pedals 12 in die Bereitschaftsposition unter dem Pedal 12 eingeklemmt wird.Alternatively or additionally, in the first test phase “4.” it can be detected by sensors, for example, whether the driver actuates the pedal 12 with one foot, stands on the pedal 12 with his foot or touches the pedal 12 in some other way. Sensor-detected changes in the position of the pedal 12, for example, can be used for this purpose. For example, it can be provided that the
Nach der ersten Prüfungsphase „4.“ (und insbesondere wenn die Prüfung ergeben hat, dass der Fahrer nicht auf das betreffende Bedienelement 11, 12 einwirkt, wie vorstehend beschrieben) können die Bedienelemente 11, 12 in einer Phase „5.“ schließlich in ihre jeweilige Bereitschaftsstellung gebracht werden. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass eines oder mehrere der Bedienelemente 11, 12 zunächst automatisch in eine geeignete Zwischenposition überführt wird, aus der heraus sodann der Übergang in die Bereitschaftsstellung erfolgt. So kann z.B. das Lenkrad 11 zunächst gerade gestellt werden, bevor es in seine Bereitschaftsstellung gefahren wird.After the first test phase "4." (and in particular if the test has shown that the driver does not act on the
Gemäß einer Ausführungsvariante ist auch denkbar, dass ein solches Geradestellen des Lenkrads 11 bereits in der ersten Übergangsphase „3.“, wie z.B. sofort ab dem Zeitpunkt „2.“, vorgenommen wird, sodass eine entsprechende Lenkbewegung beim Geradestellen des Lenkrads 11 leicht gegen eventuell noch ausgeführte Lenkradbetätigungen des Fahrers ausgeführt wird.According to one embodiment variant, it is also conceivable that such a straightening of the
Die
Im oberen Bereich der
Es ist bevorzugt, dass die in den oberen linken vier Kästchen genannten Teilfunktionen auf einem Lenkungs-Steuergerät EPS partitioniert sind, wie in
Die in den oberen rechten beiden Kästchen genannten Teilfunktionen (Längs-/Querregelung und VAF) können auf einem oder mehreren beliebigen Steuergeräten mit entsprechenden Rechen- und Speicherressourcen partitioniert sein, wobei hier nur beispielhaft eine Aufteilung auf ein „Steuergerät 1“ und ein „Steuergerät 2“ gezeigt ist. Es ist ebenfalls denkbar, dass diese Teilfunktionen auf ein und demselben Steuergerät ausgeführt werden.The sub-functions (longitudinal/transverse control and VAF) mentioned in the top right two boxes can be partitioned on one or more arbitrary control units with corresponding computing and storage resources, whereby a division into a "
Allgemein ist die in
Die
Der Ablauf beginnt oben rechts mit einem Aktivierungssignal, das z.B. in Folge einer Knopfbetätigung durch den Fahrer an die Funktion VAF auf dem Steuergerät 1 ausgegeben wird. Anschließend werden mittels einer Kaskade von Aktivierungssignalen sukzessive die anderen Teilfunktionen, die am Übergang von manuellem Fahren zum VAF beteiligt sind. Aktiviert.The process begins at the top right with an activation signal that is output to the VAF function on
Dabei kann es mit Blick auf die Funktionssicherheit vorteilhaft sein, wenn jeweils bestätigende Rückmeldungen („fertig“) durch die betreffende Teilfunktion an vorgelagerte Teilfunktionen erfolgen, wie in
Aus der
Gemäß einigen Ausführungsvarianten kann aber grundsätzlich auch auf Rückmeldungen der Art „Momentenfreiheit“ und/oder „Lenkrad eingezogen“ verzichtet werden.According to some embodiment variants, however, feedback of the type “free moment” and/or “steering wheel retracted” can also be dispensed with in principle.
Im Folgenden wird anhand der
Wie bereits mit Bezug auf
In der anfänglichen Phase „6.“ wird das Kraftfahrzeug 3 durch das FAS 1 im Level-4-Fahrbetrieb (VAF) vollautomatisiert gesteuert. Dabei sind Lenkrad 11 und Pedale 22 in ihrer Bereitschaftsposition, sodass der Fahrer in der Fahrgastzelle maximale Bewegungsfreiheit hat (vgl.
Im Zeitpunkt „7.“ wird eine Deaktivierung des zweiten Automatisierungsgrads (VAF) eingeleitet. Dies kann z.B. durch eine Betätigungshandlung (wie das Drücken eines Knopfs) des Fahrers ausgelöst werden. Allgemein müssen für die Deaktivierung der VAF-Funktion bestimmte Bedingungen erfüllt sein, wie z.B. das Fahren in einem bestimmten Geschwindigkeitsbereich, innerhalb eines bestimmten Beschleunigungsbands und/oder innerhalb Krümmungsbands. Dies ist nur eine beispielhafte Auswahl von möglichen an sich bekannten Deaktivierungsbedingungen dar, die für sich genommen nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind und daher an dieser Stelle nicht in größerem Detail beschrieben werden.At time "7.", a deactivation of the second degree of automation (VAF) is initiated. This can be triggered, for example, by an actuation action (such as pressing a button) by the driver. In general, certain conditions must be met for the deactivation of the VAF function, such as driving within a certain speed range, within a certain acceleration band and/or within a curvature band. This is only an exemplary selection of possible deactivation conditions which are known per se and which are not the subject of the present invention and are therefore not described in greater detail at this point.
Zwischen den Zeitpunkten „7.“ und „8.“ werden die Bedienelemente 11, 12 automatisch von ihrer jeweiligen Bereitschaftsposition (vgl.
Bevor das Lenkrad 11 im Zeitpunkt „8“ mit der Querführung des Kraftfahrzeugs 3 (d.h. mit den Rädern) gekoppelt wird, synchronisiert das FAS 1 das Lenkrad 11 mit einem aktuellen Querführungszustand des Kraftfahrzeugs 3. Dabei wird die Lenkradstellung und -bewegung mit einer aktuellen Radstellung bzw. mit deren Änderung synchronisiert.Before the
Spätestens ab dem Zeitpunkt „8.“ bewegt sich das Lenkrad 11 synchron mit den (noch durch die vollautomatisierte Querführung gesteuerten) Rädern mit. Eine virtuelle Lenksäule ist somit (wieder) hergestellt. Der Fahrer hat nun Gelegenheit, das Lenkrad 11 zu ergreifen, um die Querführung zu übernehmen. Das FAS 1 wartet in der sich an den Zeitpunkt „8.“ anschließenden Phase „9.“ mit anderen Worten darauf, dass der Fahrer das Lenkrad 11 ergreift.At the latest from time “8.”, the
Das Ergreifen des Lenkrads 11 durch den Fahrer wird dann durch das FAS 1 sensorisch erkannt, z.B. mittels einer Prüfung auf Momente oder ähnliche Größen, wie bereits weiter oben im Zusammenhang mit der Phase „4.“ in
Da nicht a priori feststeht, wann der Fahrer das Lenkrad 11 ergreift, kann die Phase „9“ eine variable Dauer haben, die jeweils im Einzelfall durch den Zeitpunkt bestimmt wird, wann der Fahrer das Lenkrad 11 ergreift. Falls der Fahrer z.B. bereits während des Herausfahrens des Lenkrads 11 zugreift, kann die Phase „9“ gänzlich entfallen (d.h. eine Länge von 0 Sekunden aufweisen).Since it is not certain a priori when the driver takes hold of the
Gemäß einer Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass das FAS 1 in dem VAF-Fahrbetrieb verbleibt und das Lenkrad 11 wieder zurück in seine Bereitschaftsposition einfährt, falls der Fahrer das Lenkrad 11 nicht innerhalb einer vorbestimmten Maximaldauer (z.B. 10 Sekunden) der Phase „9.“ ergreift.According to one embodiment variant, it is provided that the
Wie erwähnt, hat der Fahrer bereits ab Beginn Phase „10.“, die auch als eine zweite Übergangsphase bezeichnet werden kann, wieder die volle Verantwortung für die Fahrzeugführung inne.As mentioned, the driver has full responsibility for driving the vehicle again from the beginning of phase "10.", which can also be described as a second transitional phase.
Allgemein ist (sowohl vom Übergang vom zweiten Automatisierungsgrad auf den ersten Automatisierungsgrad also auch umgekehrt) wichtig, dass dem Fahrer zu jedem Zeitpunkt eindeutig klar ist, ob er oder das FAS 1 die Verantwortung für die Fahrzeugführung hat. Daher ist bevorzugt, dass der Fahrer durch wenige eindeutige Bedienhandlungen (wie z.B. das Drücken eines Knopfes und das Ergreifen oder Loslassen des Lenkrads) den jeweiligen Übergang zwischen den Automatisierungsraden mitgestaltet.In general, it is important (both from the transition from the second degree of automation to the first degree of automation and vice versa) that the driver is clearly clear at all times as to whether he or
Jedoch kann der Übergang vom VAF zum manuellen Fahrer dem Fahrer dadurch erleichtert werden, dass das FAS 1 zunächst noch eine Level-2-Funktion nach Art eines Lenk- und Spurführungsassistenten (LSA) bereitstellt und dementsprechend steuert oder mitsteuert (ggf. in abnehmender, insbesondere linear abnehmender, Intensität, wie durch die Rampe in
Hinsichtlich ihrer Dauer kann die zweite Übergangsphase „10.“ z.B. ähnlich wie die weiter oben beschriebene erste Übergangsphase „3.“ beim Übergang vom ersten Automatisierungsgrad zum zweiten Automatisierungsgrad ausgestaltet sein. Es wird insoweit auf die vorstehenden Erläuterungen hingewiesen. So kann beispielsweise für die zweite Übergangsphase „10.“ eine Dauer von wenigstens 100 ms, insbesondere wenigstens 200 ms, vorgesehen sein. Beispielsweise kann für die zweite Übergangsphase „10.“ eine Dauer im Bereich von 100 ms bis 2000 ms vorgesehen sein. Es ist beispielsweise davon auszugehen, dass eine zweite Übergangsphase „10.“, welche 100 ms oder länger, insbesondere 200 ms oder länger, andauert, vom Fahrer bemerkbar ist und dementsprechend eine vorteilhafte Wirkung entfalten kann.With regard to its duration, the second transitional phase "10th" can be designed, for example, similarly to the first transitional phase "3rd" described above for the transition from the first degree of automation to the second degree of automation. In this respect, reference is made to the above explanations. For example, a duration of at least 100 ms, in particular at least 200 ms, can be provided for the second transitional phase “10th”. For example, a duration in the range from 100 ms to 2000 ms can be provided for the second transition phase “10th”. It can be assumed, for example, that a second transitional phase “10th”, which lasts 100 ms or longer, in particular 200 ms or longer, can be noticed by the driver and can accordingly develop an advantageous effect.
An die erste Übergangsphase „10.“ schließt sich bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß
Die
Zusammengefasst werden Deaktivierungswünsche und entsprechende Rückmeldungen durch die verschiedenen Teilfunktionsblöcke durchgereicht, wobei bei dem vorliegenden Beispiel die Funktion „Längs-/Querregelung“ als Master fungiert und den gesamten Ablauf wesentlich steuert.In summary, deactivation requests and corresponding feedback are passed through the various sub-function blocks, with the "longitudinal/transverse control" function acting as the master in the present example and essentially controlling the entire process.
Das Message Sequence Diagram gemäß
Claims (12)
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- 2021-02-26 DE DE102021104692.0A patent/DE102021104692A1/en active Pending
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