DE102021104977B3 - Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs und Kraftfahrzeug - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs (1), wobei eine Steuereinrichtung (2) des Kraftfahrzeugs (1)
- in einem ersten Betriebsmodus (12) eine ausgewählte Fahr- und/oder Assistenzfunktion (17, 28) durchführt, indem sie in Abhängigkeit von an die Steuereinrichtung (2) bereitgestellten Eingangsdaten (15, 23) wenigstens eine Fahrzeugeinrichtung (3 - 6) zur Ausgabe von Informationen an einen Fahrzeuginsassen (41) und/oder zur Durchführung von Fahreingriffen ansteuert,
- während des Betriebs im ersten Betriebsmodus (12) eine von den Eingangsdaten (15, 23) abhängige Freigabebedingung (18) prüft,
- ausschließlich bei Erfüllung der Freigabebedingung (18) in einen zweiten Betriebsmodus (13) wechselt, in dem die ausgewählte Fahr- und/oder Assistenzfunktion (17, 28) beendet ist, und
- in dem zweiten Betriebsmodus (13) oder in einem dritten Betriebsmodus (14), in den die Steuereinrichtung (2) nach Erfüllung einer Prüfbedingung (22) während des Betriebs in dem zweiten Betriebsmodus (13) wechselt, bei Erfüllung einer von den Eingangsdaten (15, 23) abhängigen Wechselbedingung (27) in Abhängigkeit der Eingangsdaten (15, 23) aus mehreren verschiedenen Fahr- und/oder Assistenzfunktionen (24, 25, 26) eine Fahr- und/oder Assistenzfunktion (15, 28) auswählt und in den ersten Betriebsmodus (12) wechselt und dort diese ausgewählte Fahr- und/oder Assistenzfunktion (15, 28) durchführt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs, wobei eine Steuereinrichtung des Kraftfahrzeugs in einem ersten Betriebsmodus eine ausgewählte Fahr- und/oder Assistenzfunktion durchführt, indem sie in Abhängigkeit von an die Steuereinrichtung bereitgestellten Eingangsdaten wenigstens eine Fahrzeugeinrichtung zur Ausgabe von Informationen an einen Fahrzeuginsassen und/oder zur Durchführung von Fahreingriffen ansteuert. Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug.
  • In Kraftfahrzeugen werden zunehmend Fahr- und Assistenzfunktionen bereitgestellt, die aufwendige Berechnungen durchführen und das somit hohe Rechenleistung benötigen. Dies gilt insbesondere für Funktionen mit höheren Automatisierungsgraden, also für zumindest teilautomatisierte Fahrfunktionen wie ein automatisches Einparken oder eine kombinierte Längs- und Querführung, beispielsweise im Rahmen eines Stauassistenten. Zudem können selbst bei einer prinzipiell manuellen Führung im Hintergrund relativ aufwendige Funktionen bereitgestellt werden, beispielsweise um einen Fahrer vor potenziellen Gefahrstellen zu warnen, ihn bei der Durchführung eines Überholvorgangs zu unterstützen oder um, beispielsweise zur Unfallfolgenreduzierung oder Unfallvermeidung, selektiv automatisiert in den normalen Fahrbetrieb einzugreifen.
  • Da entsprechende Funktionen hochgradig robust umgesetzt werden sollen und zudem hohe Erfordernisse an die Echtzeitfähigkeit bestehen, werden verschiedene Assistenzsysteme typischerweise separat entwickelt und es wird auch separate Hardware genutzt, um die entsprechenden Funktionen bereitzustellen. Diese führt zu hohen Kosten sowie hohem Ressourcen- und Bauraumverbrauch zur Bereitstellung entsprechender Funktionalitäten. Zudem ist ein Nachrüsten neuer Funktionalität oder einer Aktualisierung bestehende Funktionalität typischerweise nur mit erheblichem Aufwand möglich.
  • Um eine Aktualisierung entsprechender Assistenzfunktionen zu ermöglichen, schlägt die Druckschrift DE 10 2018 222 086 A1 vor, eine Konfigurationsvorgabe, die auch vorgeben kann, welche Softwareapplikationen von einzelnen Steuerkomponenten ausgeführt werden, drahtlos an ein Kraftfahrzeug zu übermitteln, wobei fahrzeugseitig situationsabhängig zwischen verschiedenen vorgegebenen Konfigurationen ausgewählt werden kann. In Fällen, in denen eine solche Auswahl im laufenden Fahrbetrieb erfolgen soll, müssen die verschiedenen möglichen Konfiguration hierbei jedoch derart aufeinander abgestimmt werden, dass eine reibungslose Funktionsübernahme zwischen den verschiedenen Fahrzeugfunktionen bzw. Konfigurationen erfolgt. Dies kann die Flexibilität bei der Entwicklung neuer Konfigurationen einschränken bzw. unter Umständen erfordern, dass eine Aktualisierung einer der möglichen Konfigurationen auch Änderungen der anderen möglichen Konfigurationen bedingt, um weiterhin einen reibungslosen Übergang zwischen Konfigurationen zu ermöglichen. Hierdurch steigt der Aufwand zur Implementierung und insbesondere zur Validierung rasch mit der Anzahl der möglichen Konfigurationen.
  • Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit anzugeben, vorhandene Hardware im Kraftfahrzeug bedarfsgerecht für verschiedene Funktionen nutzen zu können, wobei es möglich sein soll, die verschiedenen Funktionen bzw. insbesondere diese Funktionen implementierende Software weitgehend unabhängig für die verschiedenen Funktionen zu entwickeln und zu validieren, sodass beispielsweise ein Hinzufügen von vollständig neuen Funktionen oder eine weitgehende Umgestaltungen von Funktionen ohne Modifikation der anderen Funktionen möglich sein kann.
  • Die Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, wobei die Steuereinrichtung zusätzlich
    • - während des Betriebs im ersten Betriebsmodus eine von den Eingangsdaten abhängige Freigabebedingung prüft,
    • - ausschließlich bei Erfüllung der Freigabebedingung in einen zweiten Betriebsmodus wechselt, in dem die erste Fahr- und/oder Assistenzfunktion beendet ist, und
    • - in dem zweiten Betriebsmodus oder in einem dritten Betriebsmodus, in den die Steuereinrichtung nach Erfüllung einer Prüfbedingung während des Betriebs in dem zweiten Betriebsmodus wechselt, bei Erfüllung einer von den Eingangsdaten abhängigen Wechselbedingung in Abhängigkeit der Eingangsdaten aus mehreren verschiedenen Fahr- und/oder Assistenzfunktionen eine Fahr- und/oder Assistenzfunktion auswählt und in den ersten Betriebsmodus wechselt und dort diese ausgewählte Fahr- und/oder Assistenzfunktion durchführt.
  • Durch die Prüfung der Freigabebedingung im ersten Betriebsmodus wird erreicht, dass ein Wechsel der ausgewählten Fahr- und/oder Assistenzfunktion im ersten Betriebsmodus blockiert werden kann und erst dann ermöglicht wird, wenn zumindest sichergestellt ist, dass die zuvor ausgewählte Fahr- und/oder Assistenzfunktion beendet ist. Bereits hierdurch sind die verschiedenen nutzbaren Fahr- und/oder Assistenzfunktionen weitgehend voneinander entkoppelt.
  • Wie später noch erläutert werden wird, kann insbesondere ein zumindest weitgehendes Rücksetzen der Steuereinrichtung vor einer Initialisierung der neu ausgewählten Fahr- und/oder Assistenzfunktionen und der Durchführung von dieser im ersten Betriebsmodus erfolgen, wodurch die verschiedenen Fahr- und/oder Assistenzfunktionen im Wesentlichen vollständig unabhängig voneinander entwickelt, getestet und validiert werden können. Hierdurch kann der Entwicklungsaufwand für die einzelnen Fahr- und/oder Assistenzfunktionen deutlich reduziert werden, da nur eine robuste Funktion der Fahr- und/oder Assistenzfunktion selbst sichergestellt sein muss und Auswirkungen anderer, möglicherweise vorangehend oder nachfolgend genutzter Fahr- und Assistenzfunktionen nicht berücksichtigt werden müssen.
  • Anders ausgedrückt kann die Steuereinrichtung wenigstens eine Datenverarbeitungseinrichtung sein oder umfassen, die im ersten Betriebsmodus eine abgeschlossene Softwarekomponente oder Gruppe von Softwarekomponenten ausführt, die die Fahr- und/oder Assistenzfunktion selbst sowie die Prüfung der Freigabebedingung implementiert. Durch diese Kapselung der einzelnen Fahr- und/oder Assistenzfunktion wird insbesondere erreicht, dass diese im ersten Betriebsmodus deterministisch ablaufen kann bzw. zumindest eine deterministisch vorgegebene maximale Laufzeit aufweist, womit hohe Echtzeitanforderungen, sogar ein hartes Echtzeiterfordernis, mit geringerem Aufwand erfüllt werden können. Beispielsweise kann eine die ausgewählte Fahr- und/oder Assistenzfunktion und die Prüfung der Freigabebedingungen implementierende Softwarekomponente im ersten Betriebsmodus periodisch ausgeführt werden, wobei die maximale Laufzeit kleiner als diese Periode ist. Wie später noch erläutert werden wird, kann es vorteilhaft sein, im ersten Betriebsmodus mehrere Softwarekomponenten zu nutzen, die jedoch wiederum in der fester zeitlicher Abfolge, insbesondere mit festen Zeitabständen, aufgerufen werden können, um ein definiertes Echtzeitverhalten zu erreichen.
  • Zur Umsetzung des beschriebenen Verfahrens ist prinzipiell die Implementierung des ersten und zweiten Betriebsmodus ausreichend. Es kann jedoch vorteilhaft sein, zusätzlich einen dritten Betriebsmodus zu nutzen, um beispielsweise im zweiten Betriebsmodus zunächst einen definierten Zustand der Steuereinrichtung und/oder von weiteren genutzten Komponenten, beispielsweise von Sensoren, herzustellen, und erst nach Prüfung des Erreichens dieses Zustands bzw. allgemein des Vorliegens eines gewünschten Zustands der Steuereinrichtung in den dritten Betriebsmodus zu wechseln, in dem die Auswahl der Fahr- und/oder Assistenzfunktion und die Konfiguration der Steuereinrichtung zur Durchführung dieser Fahr- und/oder Assistenzfunktion erfolgen kann. Hierdurch kann robust sichergestellt werden, dass die im dritten Betriebsmodus durchgeführten Verfahrensschritte von einem definierten Zustand der Steuereinrichtung ausgehen und somit von den Eigenschaften der vorangehend ausgeführten Fahr- und/oder Assistenzfunktion unabhängig sind. Dies kann zur weiteren Entkopplung verschiedener genutzten Softwarekomponenten führen und somit die Implementierung und Validierung dieser Softwarekomponenten weiter vereinfachen.
  • Die Steuereinrichtung kann sich nach dem Starten des Kraftfahrzeugs zunächst im zweiten Betriebsmodus befinden. Nach einem Herstellen und Validieren eines definierten Zustandes kann, insbesondere nach einem Wechsel in den dritten Betriebsmodus, unmittelbar oder erst nach einer entsprechenden Benutzereingabe und/oder einem Erreichen einer entsprechenden Fahrsituation eine Fahr- und/oder Assistenzfunktion gewählt werden und zur Durchführung hiervon in den ersten Betriebsmodus gewechselt werden. Von dort kann wie erläutert weiter verfahren werden.
  • Aufgrund der zwei bzw. drei genannten Betriebszustände kann die Steuereinrichtung als Zustandsmaschine betrachtet bzw. modelliert werden. Der erste Betriebsmodus ist hierbei ein Funktionszustand, in dem die Ausgewählte Fahr- und/oder Assistenzfunktion bereitgestellt wird. Der zweite Betriebsmodus kann einem Anfangszustand entsprechen, und der dritte Betriebsmodus kann als Prüf- bzw. Auswahlzustand betrachtet werden, in dem ermittelt werden kann, welche Fahr- und/oder Assistenzfunktionen im Fahrzeug und insbesondere in der aktuellen Fahrsituation verfügbar sind und ob eine diese Fahr- und/oder Assistenzfunktion aktiviert werden soll, beispielsweise ob ein Nutzer eine entsprechende Aktivierung wünscht.
  • Die Freigabebedingung kann insbesondere prüfen, ob ein sicheres und komfortables Beenden der ausgewählten Fahr- und/oder Assistenzfunktion möglich ist. Beispielsweise kann in höheren Automatisierungsstufen während der Durchführungen der Fahr- und/oder Assistenzfunktion keine dauerhafte Überwachung des Fahrbetriebs durch einen Fahrer erforderlich sein bzw. es können bestimmte Nebentätigkeiten, beispielsweise ein telefonieren mit einem Mobiltelefon, zulässig sein, die im normalen Fahrbetrieb nicht zulässig sind. In diesen Fällen kann im Rahmen der Freigabebedingung geprüft werden, ob ein Fahrerverhalten ein Beenden eines Betriebs auf der entsprechenden Autonomiestufe zulässt.
  • Für Kollisionsvermeidungs- bzw. Kollisionsfolgenminderungssysteme kann im Rahmen der Freigabebedingung hingegen beispielsweise geprüft werden, ob Abstände und Relativgeschwindigkeiten zur weiteren Verkehrsteilnehmern eine ausreichend geringe Kollisionswahrscheinlichkeit indizieren, sodass zumindest eine vorübergehende Unterbrechung einer solchen Fahr- und/oder Assistenzfunktion problemlos möglich ist.
  • Auch bei Assistenzsystemen, die ausschließliche Informationen an Fahrzeuginsassen ausgeben, können geeignete Zeitpunkte für eine zumindest vorübergehende Unterbrechung bzw. Beendigung abgewartet werden. So kann die Freigabebedingung nur dann erfüllt sein, wenn beispielsweise Navigationsfunktionen, eine Überholassistenz, Kollisionswarnsysteme oder Ähnliches aufgrund der erkannten Verkehrssituation voraussichtlich zumindest vorübergehend nicht relevant sind oder wenn zumindest laufende Ausgaben, beispielsweise eine aktuelle Sprachausgabe, nicht unterbrochen werden.
  • Die Steuereinrichtung kann auch ein verteiltes System sein, das heißt, auch mehrere Komponenten, die optional an verschiedenen Positionen im Kraftfahrzeug angeordnet sein können, umfassen. Bei den Komponenten der Steuereinrichtung kann es sich um baugleiche Komponenten oder auch um unterschiedliche Komponenten handeln. Beispielsweise können als Datenverarbeitungseinrichtungen mehrere CPUs, GPUs, DSPs und/oder Systems-on-a-Chip verwendet werden. Ergänzend kann die Steuereinrichtung kommunikationsbausteine, separat ausgebildete Speichermodule, ASICs bzw. feste Schaltungen, beispielsweise zur Implementierung eines Watchdog-Timers, usw. umfassen.
  • Nach dem Beenden des ersten Fahr- und/oder Assistenzsystems kann das System sich wieder in einen Ausgangszustand begeben, der dem Zustand nach dem Starten des Kraftfahrzeugs bzw. der Steuereinrichtung entsprechen kann und der insbesondere fest vorgegeben ist oder abgesehen vom Erhalt einer vorgegebenen Anzahl von weiterhin gespeicherten Steuergrö-ßen fest vorgegeben ist. Wie im folgenden noch erläutert, kann die Prüfbedingung unter anderem dazu dienen, das erreichen dieses Zustands zu validieren. Das Versetzen der Steuereinrichtung bzw. des Gesamtsystems in diesen Zustand vor Wahl einer anderen Fahr- und/oder Assistenzfunktion ermöglicht die voneinander unabhängige Entwicklung und Validierung der verschiedenen Fahr- und/oder Assistenzfunktionen.
  • In Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, in denen die Wechselbedingung in dem dritten Betriebsmodus ausgewertet wird, kann in dem zweiten Betriebsmodus die Steuereinrichtung in einen fest vorgegebenen Anfangszustand oder in einen Rücksetzzustand, der Abgesehen vom Erhalt einer vorgegebenen Anzahl von weiterhin gespeicherten Speichergrößen dem vorgegebenen Anfangszustand entspricht, versetzt werden, wobei die Prüfbedingung ausschließlich nach Erreichen des Anfangszustandes oder des Rücksetzzustandes erfüllt wird oder erfüllbar ist. Der Anfangszustand kann insbesondere jenem Zustand entsprechen, der nach einer ersten Initialisierung der Steuereinrichtung bei einem Starten des Kraftfahrzeugs vorliegt. Beibehaltene Speichergrößen, die beispielsweise in einem bestimmten Speicherbereich abgelegt sein können, der im Rahmen des Zurücksetzens unverändert bleibt, können den Kontext, in dem sich das Kraftfahrzeug bewegt, beispielsweise ein Umfeldmodell, beschreiben, und können von zumindest Teilen der verschiedenen Fahr- und/oder Assistenzfunktionen weiter verwendet werden.
  • Im zweiten Betriebsmodus können insbesondere alle Ressourcen, optional abgesehen von dem Speicher für die Speichergrößen, freigegeben werden, die vorangehend durch die ausgewählte Fahr- und/oder Assistenzfunktion genutzt wurden.
  • Zusätzlich oder alternativ zum Prüfen des erfolgten Rücksetzens kann die Prüfbedingung die korrekte Funktion von einzelnen Komponenten der Steuereinrichtung, beispielsweise einzelnen Datenverarbeitungseinrichtungen und/oder einem Kommunikationsmodul bzw. einer Kommunikationsverbindung, oder von externen Komponenten, beispielsweise von Sensoren, prüfen. Es kann jedoch auch möglich sein, eine solche Prüfung erst im Rahmen der Auswertung der Wechselbedingungen bzw. der Wahl der Fahr- und/oder Assistenzfunktion durchzuführen. Beispielsweise können bestimmte Sensoren nur für bestimmte Fahr- und/oder Assistenzfunktionen erforderlich sein, so dass eine unzureichende Funktion eines entsprechenden Sensors weithin die Ausführungen der anderen Fahr- und/oder Assistenzfunktionen zulassen kann.
  • Im zweiten bzw. dritten Betriebsmodus kann zunächst geprüft werden, welche Fahr- und/oder Assistenzfunktionen überhaupt im Kraftfahrzeug verfügbar sind, also beispielsweise für welche der Fahr- und/oder Assistenzfunktionen entsprechende Softwarekomponenten vorhanden bzw. freigeschaltet sind bzw. für welche der Fahr- und/oder Assistenzfunktionen eine entsprechende Sensorik und/oder Aktorik und ausreichend Rechenleistung vorhanden ist. Dies kann als „Scannen“ der verfügbaren Funktionen betrachtet werden.
  • Ergänzend oder alternativ kann in Abhängigkeit der Eingangsdaten für die einzelnen Fahr- und/oder Assistenzfunktionen geprüft werden, ob diese für die Nutzung in der aktuellen Betriebssituation des Kraftfahrzeugs geeignet sind. Beispielsweise können bestimmte Fahr- und/oder Assistenzfunktionen nur innerhalb gewisser Geschwindigkeitsgrenzen oder auf bestimmten Stra-ßentypen bereitstehen.
  • Es ist prinzipiell möglich, dass die Wechselbedingung stets dann erfüllt ist, wenn für wenigstens eine der verschiedenen Fahr- und/oder Assistenzfunktionen eine Eignung für die aktuelle Betriebssituation ermittelt wurde, wobei dann beispielsweise aufgrund von vorgegebenen oder benutzerseitig festlegbaren Prioritätslisten gewählt werden kann, welche der Fahr- und/oder Assistenzfunktionen genutzt wird. Es ist jedoch auch möglich, dass die Wechselbedingung nur dann erfüllt ist oder nur dann erfüllbar ist, wenn eine Fahr- und/oder Assistenzfunktion aktiv vom Fahrer oder einem anderen Fahrzeuginsassen ausgewählt oder freigegeben wird. Die Abhängigkeit der Wahl von Eingangsdaten kann hierbei darin bestehen, dass hierdurch die angebotenen Wahlmöglichkeiten eingeschränkt sind.
  • Die Fahr- und/oder Assistenzfunktion kann in Abhängigkeit von einer Klassifizierung des aktuellen Fahrzustands und/oder eines Fahrzeugumfelds auf Basis der Eingangsdaten ausgewählt werden. Insbesondere kann auch die Erfüllung der Wechselbedingung von dieser Klassifizierung abhängen. Die Auswahl kann unmittelbar auf Basis dieser Klassifizierung erfolgen oder auf Basis der Klassifizierung können Wahlmöglichkeiten für einen Nutzer eingeschränkt werden.
  • Bezüglich der Klassifizierung des Fahrzustandes kann insbesondere zwischen einer Parksituation und einem normalen Fahrbetrieb unterschieden werden. Zusätzlich oder alternativ kann der Fahrzustand als kombinierter Fahrzustand klassifiziert werden, in dem z.B. während des Fahrbetriebs nach Parklücken oder z.B. QR-Codes, die auf Parkmöglichkeiten hinweisen, gesucht wird. Hierbei können beispielsweise Fahr- und/oder Assistenzfunktionen für ein urbanes Fahren und eine Parkplatzsuche gleichzeitig bereitgestellt werden. Ergänzend oder alternativ können bezüglich der Fahrsituation Zulässigkeiten unterschiedlicher Automatisierungsgrade geprüft werden. Beispielsweise können auf bestimmten Straßentypen oder in bestimmten, beispielsweise einer digitalen Karte entnommenen, Gebieten nur bestimmte Automatisierungsgrade zulässig sein.
  • Im Rahmen der Klassifizierung der Fahrsituation bzw. der Auswertung der Wechselbedingung bzw. der Auswahl der Fahr- und/oder Assistenzfunktion kann beispielsweise zwischen einem Aufenthalt des Fahrzeugs auf einer Straße und einer Parkfläche unterschieden werden. Hierbei kann auch eine feinere Klassifizierung, beispielsweise eine Unterscheidung zwischen einer Autobahn, einer Landstraße, einer Straße innerorts oder einer Offroadfahrt einerseits und einem Parkplatz oder einem Parkhaus andererseits, erfolgen. Hierbei kann beispielsweise eine Positionserkennung des Kraftfahrzeugs, beispielsweise über GPS, gemeinsam mit einer digitalen Karte genutzt werden. Es ist jedoch auch möglich, Straßenschilder, im Fahrzeugumfeld befindliche QR-Codes oder Strichcodes oder Ähnliches auszuwerten, um Straßen- bzw. Parkflächen zu klassifizieren.
  • Die Funktion einer Datenverarbeitungseinrichtung der Steuereinrichtung kann zumindest in dem ersten Betriebsmodus durch eine Überwachungskomponente der Steuereinrichtung überwacht werden, die widerholt prüft, ob innerhalb eines jeweiligen vorgegebenen Zeitfensters eine bestimmte Nachricht von der Datenverarbeitungseinrichtung empfangen wird und die, falls dies nicht der Falls ist, eine Fehlerbehandlung einleitet, wobei die Überwachungskomponente im zweiten und/oder dritten Betriebsmodus deaktiviert wird oder wobei im zweiten und/oder dritten Betriebsmodus ein Zentfenster genutzt wird, dessen länge sich von dem in dem ersten Betriebsmodus genutzten Zeitfenster unterschiedet. Die Datenverarbeitungseinrichtung kann beispielsweise dazu dienen, als Eingangsdaten zugeführte Sensordaten zu verarbeiten oder zu fusionieren und/oder auf Basis der Eingangsdaten bzw. eines Zwischenergebnisses, das beispielsweise durch eine weitere Datenverarbeitungseinrichtung der Steuereinrichtung bereitgestellt werden kann, Ansteuerdaten für die Fahrzeugeinrichtung zu bestimmen.
  • Eine Überwachung von Einrichtungen dadurch, dass geprüft wird, ob bestimmte Nachrichten innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters empfangen werden, ist an sich wohl bekannt und wird allgemein als Watchdog bzw. Watchdog-Timer bezeichnet. Im einfachsten Fall können fest vorgegebene Nachrichten oder feste Sequenz von Nachrichten genutzt werden und das Zeitfenster kann jeweils mit dem Empfang der vorrangehenden Nachricht beginnen. Es sind jedoch auch Einschränkungen bezüglich des Anfangs des Zeitfensters möglich, die Nachricht kann auf Basis eines Challenge-Response-Verfahrens generiert werden oder Ähnliches.
  • Es sind zudem diverse Ansätze zur Fehlerbehandlungen in Datenverarbeitungseinrichtungen bekannt. Beispielsweise kann auf redundante Einrichtungen zurückgriffen werden, es könne Verarbeitungsprozesse abgebrochen werden, es kann beispielsweise bei einer Durchführung eines zumindest teilautomatisierten Fahrbetriebs auf eine möglichst zeitnahe Rückübernahme der Fahraufgaben durch den Fahrer hingewirkt werden usw.
  • Wie bereits obig erläutert können für die Fahr- und/oder Assistenzfunktion hohe Echtzeitanforderungen erfüllt werden. Es kann insbesondere eine deterministische maximale Ausführungszeit bekannt sein. Diese ermöglicht es relativ kurze Zeitfenster für die Überwachung der Datenverarbeitungseinrichtung zu nutzen und somit potenzielle Fehlfunktionen schnell zu erkennen, was insbesondere bei sicherheitsrelevanten Fahr- und/oder Assistenzfunktionen hochrelevant ist. Würde im zweiten bzw. dritten Betriebsmodus das gleiche Zeitfenster für die Überwachung genutzt, wie im ersten Betriebsmodus, so würden relativ hohe Echtzeitanforderungen für diese Modi resultieren, obwohl in diesen Modi die Fahr- und/oder Assistenzfunktion ohnehin nicht aktiv ist, womit eine sehr schnelle Erkennung von Fehlfunktionen deutlich weniger relevant ist. Im einfachsten Fall kann daher auf eine entsprechende Überwachung in diesen Modi vollständig verzichtet werden.
  • Andererseits kann eine weitere Überwachung mit relativ langen Zeitfenstern auch in diesen Modi vorteilhaft sein, da die sich hieraus ergebenden geringen Echtzeitanforderungen typischerweise auch im Rahmen der Funktionsänderungen im zweiten bzw. dritten Betriebsmodus leicht erfüllt werden können und eine solche Überwachung somit auch Fehler in diesen Betriebsmodi erkennen kann.
  • Ergänzend oder alternativ kann auch im ersten Betriebsmodus ein Zeitfenster genutzt werden, dessen Position und/oder Länge von der ausgewählten Fahr- und/oder Assistenzfunktion abhängt. Beispielsweise können besonders kurze Zeitfenster bzw. kurze Abstände zwischen den Zeitfenstern genutzt werden, um eine besonders schnelle Fehlererkennung zu ermöglichen oder es können längere Zeitabstände zwischen den Zeitfenstern bzw. längere Zeitfenster genutzt werden, wenn aufgrund von hohen Rechenanforderungen der Fahr- und/oder Assistenzfunktion die jeweilige Datenverarbeitungseinrichtung sehr stark ausgelastet ist, sodass weniger Rechenzeit zur Sendung der bestimmten Nachrichten verbleibt.
  • Alternativ zu den oben beschriebenen Änderungen der Konfiguration der Überwachungskomponente im zweiten bzw. dritten Betriebsmodus ist es auch möglich, im zweiten oder dritten Betriebsmodus eine weitere Komponente zu nutzten, um entsprechende Nachrichten an die Überwachungseinrichtung zu senden, sodass die Datenverarbeitungseinrichtung im zweiten bzw. dritten Betriebsmodus von dieser Aufgabe entlastet ist.
  • Die Steuereinrichtung kann die oder eine Datenverarbeitungseinrichtung sein oder die oder wenigstens eine Datenverarbeitungseinrichtung umfassen, wobei eine durch die Datenverarbeitungseinrichtung oder durch wenigstens eine der Datenverarbeitungseinrichtungen ausgeführte Software mehrere Softwarekomponenten umfasst, wobei den verschiedenen Fahr- und/oder Assistenzfunktionen jeweils eine nicht alle diese Softwarekomponenten umfassende Untergruppe dieser Softwarekomponenten zugeordnet ist, wobei im ersten Betriebsmodus ausschließlich jene Softwarekomponenten ausgeführt werden, die der ausgewählten Fahr- und/oder Assistenzfunktion zugeordnet sind. Im einfachsten Fall kann jeder der Fahr- und/oder Assistenzfunktionen genau eine Softwarekomponente zugeordnet sein, die dann im ersten Betriebsmodus ausschließlich ausgeführt wird. Vorzugsweise sind jedoch wenigstens einer der Fahr- und/oder Assistenzfunktionen mehrere Softwarekomponenten zugeordnet, wobei es insbesondere möglich ist, dass einige der Softwarekomponenten von verschiedenen der Fahr- und/oder Assistenzfunktionen genutzt werden. Beispielsweise könne verschiedene Fahr- und/oder Assistenzfunktionen die gleiche Softwarekomponente nutzen, um Sensordaten auszuwerten bzw. zu fusionieren.
  • Insbesondere kann die Steuereinrichtung mehrere der Datenverarbeitungseinrichtungen umfassen, die im ersten Betriebsmodus für wenigstens eine der Fahr- und/oder Assistenzfunktionen jeweils wenigstens eine der Softwarekomponenten ausführen. Hierbei können die verschiedenen Datenverarbeitungseinrichtungen unterschiedliche Aufgaben ausführen, wobei beispielsweise eine der Datenverarbeitungseinrichtungen Zwischenergebnisse für eine der anderen Datenverarbeitungseinrichtungen bereitstellen kann. In einigen Fällen kann es sich jedoch auch vorteilhaft sein, Teile der Datenverarbeitung parallel und/oder redundant auf verschiedenen der Datenverarbeitungseinrichtungen durchzuführen.
  • Vorzugsweise wird die Freigabebedingungen jeweils durch die Softwarekomponente oder eine der Softwarekomponenten geprüft, die der ausgewählten Fahr- und/oder Assistenzfunktion zugeordnet ist oder sind. Insbesondere kann bei einer Zuordnung mehrerer Softwarekomponenten zu der jeweiligen fahr- und/oder Assistenzfunktion eine diese Softwarekomponenten ausschließlich oder primär zur Prüfung der Freigabebedingung dienen und die Hauptfunktionalität zur Umsetzung der Fahr- und/oder Assistenzfunktion kann durch die verbleibende Softwarekomponente oder die verbleibenden Softwarekomponenten implementiert werden.
  • Wenigstens einer der Fahr- und/oder Assistenzfunktionen können mehrere Softwarekomponenten zugeordnet sein, die nach einer Auswahl dieser Fahr- und/oder Assistenzfunktion als ausgewählte Fahr- und/oder Assistenzfunktion in dem ersten Betriebsmodus in einer durch die Auswahl der Fahr- und/oder Assistenzfunktion fest vorgegebenen zeitlichen Abfolge ausgeführt werden. Dies kann prinzipiell dadurch realisiert werden, dass eine jeweilige Softwarekomponente eine jeweilige zeitlich darauf folgende Softwarekomponente direkt aufruft. Besonders bevorzugt werden die einzelnen Softwarekomponenten jedoch zu vorgegebenen Zeiten durch ein Prozesssteuerprogramm, das häufig auch als Prozess-Scheduler bezeichnet wird, aufgerufen.
  • Werden mehrere Datenverarbeitungseinrichtungen der Steuereinrichtung genutzt, können die auf den verschiedenen Datenverarbeitungseinrichtungen ablaufenden Softwarekomponenten beispielsweise dadurch synchronisiert werden, dass ein gemeinsamer Takt genutzt wird und/oder dass eine Resynchronisation zur definierten Zeiten erfolgt. Werden Softwarekomponenten mit nicht allzu langen Laufzeiten genutzt, kann es zur zeitlichen Synchronisation ausreichend sein, dass die Prozesssteuerung, die die Durchführung der einzelnen Softwarekomponenten auslöst, dies zu einer definierten Zeiten tut.
  • Die Software kann mehrere, insbesondere alle der folgenden Softwarekomponenten umfassen:
    • - wenigstens eine Softwarekomponente zur Bestimmung des Betriebszustandes, die in Abhängigkeit der Eingangsdaten für wenigstens eine der Fahr- und/oder Assistenzfunktionen ermittelt, ob sie als ausgewählte Fahr- und/oder Assistenzfunktion auswählbar ist, und/oder die ermittelt, ob die ausgewählte Fahr- und/oder Assistenzfunktion beendet ist,
    • - eine Softwarekomponente zur Prozesssteuerung, die weitere Softwarekomponenten zu definierten Zeitpunkten ausführt,
    • - wenigstens eine Softwarekomponente zur Systemkonfiguration, die definierte Zeitpunkte für die Prozesssteuerung und/oder Zeitfenster für die Überwachungskomponente in Abhängigkeit des Betriebsmodus und/oder der ausgewählten Fahr- und/oder Assistenzfunktion vorgibt,
    • - wenigstens eine jeweilige Softwarekomponente zur Ansteuerung der Fahrzeugeinrichtung für das jeweilige Fahr- und/oder Assistenzsystem und/oder zur Ermittlung von die Ansteuerung betreffenden Verarbeitungsdaten,
    • - wenigstens eine Softwarekomponente zur Verarbeitung von Sensordaten und/oder zur Sensordatenfusion.
  • Die genannten Komponenten können jeweils spezifisch für die einzelnen Fahr- und/oder Assistenzfunktionen sein. Vorzugsweise werden jedoch zumindest einige der genannten Komponenten für alle oder zumindest mehrere der Fahr- und/oder Assistenzfunktionen genutzt. Die Softwarekomponente zur Bestimmung des Betriebszustandes kann einerseits dazu dienen, im Rahmen des Wechsels in den zweiten Betriebsmodus sicherzustellen, dass die zuvor genutzte ausgewählte Fahr- und/oder Assistenzfunktion tatsächlich beendet ist, insbesondere dass alle Softwarekomponenten beendet sind.
  • Dies kann insbesondere relevant sein, wenn mehrere Datenverarbeitungseinrichtungen genutzt werden, um sicherzustellen, dass die Verarbeitung in allen Datenverarbeitungseinrichtungen abgeschlossen ist. Andererseits kann die oder eine weitere Softwarekomponente zur Bestimmung des Betriebszustandes im Rahmen der Wechselbedingung bzw. der Auswahl der Fahr- und/oder Assistenzfunktion genutzt werden, um beispielsweise zu ermitteln, ob zur Nutzung einer bestimmten Fahr- und/oder Assistenzfunktion erforderliche Ressourcen verfügbar sind und/oder eine zu Nutzung dieser Fahr- und/oder Assistenzfunktion erforderliche Fahrsituation gegeben ist. Es kann eine separate Softwarekomponente zur Bestimmung des Betriebszustandes für jede der Fahr- und/oder Assistenzfunktionen vorgesehen sein, um diese Funktionen möglichst weitgehend zu entkoppeln.
  • Die Softwarekomponente zur Prozesssteuerung kann eine an sich bekannte Prozesssteuerung implementieren, die insbesondere die weiteren Softwarekomponenten zu festen Zeiten aufruft. Es kann hierbei unabhängig von der genutzten Fahr- und/oder Assistenzfunktion die gleiche Prozesssteuerung genutzt werden, die jeweils konfiguriert wird, um die dieser Fahr- und/oder Assistenzfunktion zugeordneten Softwarekomponenten in entsprechender zeitliche Reihenfolge aufzurufen.
  • Die Softwarekomponente zur Systemkonfiguration kann insbesondere separat für jede der Fahr- und/oder Assistenzfunktionen bereitgestellt werden oder es kann eine jeweilige Konfigurationsinformation vorgegeben werden, die durch eine gemeinsame Softwarekomponente zur Systemkonfiguration verarbeitet wird. Neben den bereits obig genannten Funktionen kann durch die Softwarekomponente zur Systemkonfiguration oder eine weitere Softwarekomponente auch eine Konfiguration von externen Einrichtungen, beispielsweise von Sensoren und Ähnlichem erfolgen, um diese für die gewählte Fahr- und/oder Assistenzfunktion optimal zu konfigurieren. Ergänzend oder alternativ kann die Softwarekomponente zur Systemkonfiguration zur Vorgabe der jeweiligen weiteren im ersten Betriebsmodus genutzten Softwarekomponenten dienen, beispielsweise indem entsprechende Pointer oder andere Verweise auf diese Softwarekomponenten an die Softwarekomponente zur Prozesssteuerung übergeben werden. Die Softwarekomponente zur Systemkonfiguration kann insbesondere ausschließlich im zweiten oder dritten Betriebsmodus ausgeführt werden und den Betrieb im ersten Betriebsmodus zur Durchführung der ausgewählten Fahr- und/oder Assistenzfunktion vorbereiten.
  • In der Regel ist es vorteilhaft, für die einzelnen Fahr- und/oder Assistenzfunktionen separate Softwarekomponenten zur Ansteuerung der Fahrzeugeinrichtung bzw. zur Ermittlung von der die Ansteuerung betreffenden Verarbeitungsdaten bereitzustellen. Es kann jedoch auch möglich sein, für ähnliche Fahr- und/oder Assistenzfunktionen die gleiche Softwarekomponente zu nutzen, die lediglich unterschiedlich konfiguriert wird. Softwarekomponenten zur Verarbeitung von Sensordaten und/oder zur Sensordatenfusion können typischerweise für mehrere Fahr- und/oder Assistenzfunktionen gemeinsam genutzt werden, da typische Aufgaben, beispielsweise eine Erkennung von Objekten in Fahrzeugumfeld, in einer Vielzahl von Fahr- und/oder Assistenzfunktionen zu lösen sind.
  • Werden einzelne Softwarekomponenten für mehrere der Fahr- und/oder Assistenzfunktionen genutzt, kann es zweckmäßig sein, dies bei dem Wechseln vom ersten in den zweiten Betriebsmodus in einem Passivmodus zu versetzen, in dem sie nicht weit ausgeführt werden, jedoch nach einem Rückwechsel in den ersten Betriebsmodus durch ein Trägersignal, einen Handshake oder eine andere Synchronisation in die neu gewählte Fahr- und/oder Assistenzfunktion eingebunden werden können.
  • Zumindest einer der Fahr- und/oder Assistenzfunktionen kann eine Softwarekomponente zugeordnet sein, die eine Endbedingung auswertet, die von den Eingangsdaten und/oder von Verarbeitungsdaten, die durch wenigstens eine weitere der Fahr- und/oder Assistenzfunktion zugeordnete Softwarekomponente ermittelt werden, abhängt, wobei bei Erfüllung der Endbedingung die Fahrzeugeinrichtung oder wenigstens eine der Fahrzeugeinrichtungen und/oder eine weitere Fahrzeugeinrichtung zur Ausgabe von Informationen an den Fahrzeuginsassen und/oder zur Durchführung von Fahreingriffen auf eine Weise angesteuert wird, die von der Ansteuerung vor der Erfüllung der Endbedingung abweicht.
  • Die Endbedingung kann insbesondere erfüllt sein, wenn aufgrund einer erkannten Fahrsituation und/oder Benutzereingabe ein Wechsel der Fahr- und/oder Assistenzfunktion erfolgen soll. Die Ansteuerung nach Erfüllung der Endbedingung kann darauf abstellen, die Fahr- und/oder Assistenzfunktion sicher zu beenden, also beispielsweise eine manuelle Übernahme des Fahrbetriebs durch den Fahrer herbeizuführen, beispielsweise durch eine entsprechende Hinweisgabe, das Fahrzeug an eine sichere Abstellposition zu bewegen und/oder das Fahrzeug in einen bestimmten Bereich zu bewegen, der beispielsweise für einen im Folgen zu nutzenden Automatisierungsgrad zugelassen ist.
  • Durch ein Kommunikationsmodul der Steuereinrichtung kann sowohl im ersten als auch im zweiten und/oder im dritten Betriebsmodus die Kommunikation mit wenigstens einer weiteren Komponente des Kraftfahrzeugs aufrechterhalten werden. Das Kommunikationsmodul kann ein Softwaremodul oder eine Hardwarekomponente sein. In einigen Fahrzeugnetzen bzw. -bussen kann beispielsweise eine Anmeldung von Kommunikationsteilnehmern nur zu bestimmten Zeitpunkten erfolgen, sodass im laufenden Betrieb des Kraftfahrzeugs stets eine Kommunikation aufrechterhalten werden muss. Dies kann dadurch erreicht werden, dass das Kommunikationsmodul selbstständig, also auch dann, wenn die ausgewählte Fahr- und/oder Assistenzfunktion beendet ist, die grundsätzliche Kommunikation aufrechterhält und optional beispielsweise eingehende Nachrichten puffern kann, bis diese von einer neuen ausgewählten Fahr- und/oder Assistenzfunktion verarbeitet oder verworfen werden können.
  • Die Eingangsdaten können das Fahrzeugumfeld betreffende Umfeldsensordaten und/oder Kommunikationsdaten und/oder den Fahrzeugzustand betreffende Fahrzeugsensordaten und/oder einen Insassen betreffende Insassensensordaten und/oder Bedieneingaben des Fahrzeuginsassen betreffende Bediendaten umfassen.
  • Beispielsweise können Umfeldsensoren, insbesondere bildgebende Sensoren, und/oder eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation bzw. eine Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation genutzt werden, um Informationen für die ausgewählte Fahr- und/oder Assistenzfunktion bereitzustellen. Entsprechende Informationen können beispielsweise auch genutzt werden, um einen aktuellen Fahrzustand bzw. ein aktuelles Fahrzeugumfeld auf Basis dieser Eingangsdaten zu klassifizieren. Beispielsweise kann eine Parkhausumgebung auf Basis eines erkannten QR-Codes erkannt werden, es kann das Vorhandensein von Fahrspurmarkierungen, Fahrbahnbegrenzungen und/oder Schildern ausgewertet werden, um ein zum Parken geeignetes Umfeld oder einen bestimmten Straßentypen zu erkennen und Ähnliches.
  • Fahrzeugsensordaten können ausgewertet werden, um beispielsweise eine Fahrgeschwindigkeit und/oder einen Lenkwinkel zu ermitteln, wobei diese Größen einerseits für bestimmte Fahr- und/oder Assistenzfunktion hochrelevant sind, beispielsweise für eine Prädiktion eines voraussichtlichen Fahrweges im Rahmen einer Erkennung von drohenden Kollisionen. Andererseits können diese Größen die Zulässigkeit bestimmter Fahr- und/oder Assistenzfunktion einschränken. Beispielsweise können Stauassistenten typischerweise nur bis zu einer bestimmten Maximalgeschwindigkeit zulässig genutzt werden.
  • Durch eine Auswertung von Bedieneingaben können im Rahmen von Fahr- und/oder Assistenzfunktionen Nutzerwünsche berücksichtigt werden. Beispielsweise kann ein Fahrziel oder ein gewünschter Parkplatz gewählt werden. Bediendaten können auch ausgewertet werden, um zu ermitteln, ob eine ausgewählte Fahr- und/oder Assistenzfunktion beendet werden soll, ob überhaupt eine Fahr- und/oder Assistenzfunktion ausgehend vom zweiten bzw. dritten Betriebsmodus aktiviert werden sollen bzw. welche Fahr- und/oder Assistenzfunktion ausgewählt werden soll. Beispielsweise mag es in einer aktuellen Fahrsituation zwar zulässig sein, eine bedingte Automation oder sogar einen noch höheren Automationsgrad als Fahr- und/oder Assistenzfunktion zu nutzen, also eine automatisierte Führung durchzuführen, bei der der Fahrer den Fahrbetrieb nicht dauerhaft überwachen muss. Dennoch kann ein Fahrer innerhalb solchen Fahrsituation wünschen, dass nur eine Teilautomation oder eine reine Fahrassistenz, also beispielsweise ausschließlich eine Längs- oder Querführung erfolgt oder das überhaupt keine Automation genutzt wird.
  • Als verschiedene Fahr- und/oder Assistenzfunktionen können mehrere der folgenden Funktionen bereitgestellt werden: Ein teilautomatisiertes Fahren, ein bedingt automatisiertes Fahren, ein teilautomatisiertes Parken, ein bedingt automatisiertes Parken, ein hochautomatisiertes Parken, eine Unfallvermeidungs- und/oder Unfallfolgenverminderungsfunktion, eine Notbremsfunktion, eine Fahrerzustandsüberwachung.
  • Insbesondere können alle oder Teile der im „European New Car Assessment Programme“ berücksichtigten Assistenzfunktionen oder auch nur Teile hiervon implementiert sein. Eine jeweilige Fahr- und/oder Assistenzfunktion kann genau eine der genannten Funktionen oder auch Gruppen mehrerer dieser Funktionen, also beispielsweise eine Notbremsfunktion und eine Fahrerzustandsüberwachung, gemeinsam implementieren. Da die einzelnen Fahr- und/oder Assistenzfunktionen, wie obig erläutert, weitgehend unabhängig voneinander implementiert werden können, wobei dennoch bestimmte Softwarekomponenten, beispielsweise zur Sensordatenauswertung bzw. Sensordatenfusion für verschiedene Fahr- und/oder Assistenzfunktionen wiederverwendet werden können, kann mit geringerem technischen Aufwand eine relativ große Zahl unterschiedlicher Fahr- und/oder Assistenzfunktionen implementiert werden.
  • Neben dem erfindungsgemäßen Verfahren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, das eine Steuereinrichtung umfasst, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist.
  • Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Umsetzung verschiedener Fahr- und/oder Assistenzfunktionen durch eine gemeinsame Steuereinrichtung kann eine Vielzahl verschiedener Funktionen mit geringem technischen Aufwand umgesetzt werden. Gegenüber der separaten Implementierung dieser Funktionen durch separate Bauteile resultiert eine deutliche Reduzierung der Kosten, des Gewichts und des Bauraumverbrauchs. Zudem kann der Energieverbrauchs reduziert und somit insbesondere bei elektronischen Fahrzeugen die Reichweite erhöht werden.
  • Durch die Wiederverwertung von Verarbeitungseinrichtungen für verschiedene Aufgaben kann zudem vermieden werden, dass für die einzelnen Fahr- und/oder Assistenzfunktionen separate Systems-on-a-Chip bzw. allgemein Verarbeitungseinrichtungen bereitgestellt werden müssen, denen ansonsten jeweils die gleichen Eingangsdaten, also beispielsweise Sensordaten, zugeführt werden müssten. Somit trägt die Erfindung auch dazu bei, den Kommunikationsaufwand innerhalb des Fahrzeugs zu reduzieren und somit beispielsweise auf PCIe-Switches bzw. Ethernet-Switches verzichten zu können, wodurch die Kosten, der Energieverbrauch, das Gewicht und der Bauraumverbrauch weiter reduziert werden können.
  • Wenn mehrere Steuereinrichtungen genutzt werden bzw. die Steuereinrichtung mehrere Verarbeitungseinrichtungen aufweist, kann das beschriebene Verfahren separat auf den einzelnen Steuereinrichtungen bzw. auch auf Untergruppen der Verarbeitungseinrichtungen durchgeführt werden, sodass mehrere ausgewählte Fahr- und/oder Assistenzfunktionen parallel betrieben werden können bzw. Betriebszeiten von Funktionen überlappen können, womit zumindest eine teilweise Kontinuität bestimmter Funktionen erreicht werden kann, während eine andere Steuereinrichtung bzw. ein andere Gruppe von Verarbeitungseinrichtung umkonfiguriert wird.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den folgenden Ausführungsbeispielen sowie den zugehörigen Zeichnungen. Hierbei zeigen schematisch:
    • 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs,
    • 2 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens, und
    • 3 das Zusammenwirken verschiedener Softwarekomponenten, die in dem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens nutzbar sind.
  • 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 mit einer Steuereinrichtung 2, die dazu eingerichtet ist, in einem ersten Betriebsmodus eine aus mehreren Fahr- und/oder Assistenzfunktionen ausgewählte Fahr- und/oder Assistenzfunktion auszuführen. Die Steuereinrichtung 2 ist derart eingerichtet, dass ein Wechsel der genutzten Fahr- und/oder Assistenzfunktion bedarfsgerecht auch im laufenden Fahrbetrieb möglich ist, wobei durch das später noch mit Bezug auf 2 erläuterte Verfahren zum Betrieb des Kraftfahrzeugs 1 bzw. der Steuereinrichtung 2 erreicht wird, dass die verschiedenen wählbaren Fahr- und/oder Assistenzfunktionen im Wesentlichen unabhängig voneinander implementiert werden können und bei der Implementierung dieser einzelnen Funktionen keine Wechselwirkungen zwischen den Funktionen berücksichtigt werden müssen, wodurch insbesondere bei einer Nutzung von relativ vielen verschiedenen Fahr- und/oder Assistenzfunktionen die anfängliche Implementierung sowie auch Änderungen bzw. Updates der einzelnen Funktionen mit erheblich verringertem Aufwand möglich sind.
  • In einem ersten Betriebsmodus der Steuereinrichtung 2 führt diese die ausgewählte Fahr- und/oder Assistenzfunktion durch, indem sie in Abhängigkeit von an die Steuereinrichtung 2 bereitgestellten Eingangsdaten wenigstens eine Fahrzeugeinrichtung 3-6 ansteuert. Je nach ausgewählter Fahr- und/oder Assistenzfunktion können hierbei auch unterschiedliche Fahrzeugeinrichtungen 3-6 angesteuert werden.
  • Im gezeigten Beispiel ist die Fahrzeugeinrichtung 3 ein Display, das zur Ausgabe von Informationen an den Fahrzeuginsassen 41 angesteuert werden kann. Alternativ oder ergänzend können zur Ausgabe von Informationen auch Sprachausgaben oder die Ansteuerung anderer Anzeigeelemente, beispielsweise von Signalleuchten, genutzt werden. Die Informationsausgabe kann der Hauptzweck der ausgewählten Fahr- und/oder Assistenzfunktion sein. Beispielsweise können bei einer Fahrerzustandsüberwachung Hinweise an den Fahrer gegeben werden, dass dieser eine Pause einlegen soll, ein Überholassistent kann auf mögliche Überholvorgänge hinweisen, es kann ein Hinweis auf Gefahren im Fahrzeugumfeld erfolgen oder Ähnliches. Die Ansteuerung der Fahrzeugeinrichtung 3 zur Ausgabe von Informationen an den Fahrzeuginsassen 41 kann jedoch auch in wenigstens einer der nutzbaren Fahr- und/oder Assistenzfunktionen ergänzend zur Durchführung von Fahreingriffen durch Ansteuerung der weiteren Fahrzeugeinrichtungen 4-6 erfolgen.
  • Im gezeigten Beispiel können zur Durchführung von Fahreingriffen als Fahrzeugeinrichtung 4 ein Antriebsmotor, als Fahrzeugeinrichtung 5 Bremsen und/oder als Fahrzeugeinrichtung 6 ein Aktor zur Querführung bzw. zur Beaufschlagung von Lenkmomenten angesteuert werden. Eine jeweilige Fahr- und/oder Assistenzfunktion kann hierbei beispielsweise Funktionen zum zumindest teilautomatisierten Fahren und/oder Parken, eine Unfallvermeidungs- und/oder Unfallfolgenverminderungsfunktion und/oder eine Notfallbremsfunktion implementieren.
  • Da die im ersten Betriebsmodus ausgewählte und genutzte Fahr- und/oder Assistenzfunktion bedarfsgerecht austauschbar ist, müssen in der Steuereinrichtung nur ausreichend Ressourcen vorhanden sein, um die jeweils ausgewählte Fahr- und/oder Assistenzfunktion ausführen zu können, so dass gegenüber einer gleichzeitigen Implementierung aller im Kraftfahrzeug 1 bedarfsgerecht verfügten Fahr- und/oder Assistenzfunktionen eine erheblich geringere technische Komplexität erforderlich ist und insbesondere weniger Rechenleistung bereitgestellt werden muss.
  • Die Ausgabe von Informationen bzw. die Durchführung von Fahreingriffen durch die jeweilige Fahr- und/oder Assistenzfunktion erfolgt in Abhängigkeit von Eingangsdaten, die im gezeigten Beispiel durch die Sensoren 7-10, ein Bedienmittel 11 und eine Kommunikationseinrichtung 40 bereitgestellt werden. Der Sensor 7 ist eine Kamera zur Überwachung des Fahrzeugumfelds, der Sensor 8 ist eine Kamera zur Überwachung des Fahrzeuginnenraums, die insbesondere zur Überwachung des Fahrerzustandes bzw. zur Ermittlung, ob dieser beispielsweise zur Übernahme von Fahraufgaben bereit ist, dient, der Sensor 9 ist ein Lenkwinkelsensor und der Sensor 10 ist ein Fahrpedalsensor. Die gezeigten Sensoren sind rein beispielhaft. Im Stand der Technik sind eine Vielzahl von Sensoren bekannt, die dazu geeignet sind, das Fahrzeugumfeld, den Innenraum und/oder einen Fahrerzustand zu überwachen und die somit im Kraftfahrzeug 1 bzw. im erläuterten Verfahren genutzt werden können, um Eingangsdaten bereitzustellen.
  • Die Kommunikationseinrichtung 40 kann insbesondere dazu dienen, Informationen über das Fahrzeugumfeld zu gewinnen, beispielsweise durch eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation bzw. eine Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation. Durch das Bedienmittel 11 kann der Fahrzeuginsasse 41 in den Betrieb der ausgewählten Fahr- und/oder Assistenzfunktion eingreifen, beispielsweise um Ziele für einen zumindest teilautomatisierten Fahrbetrieb vorgeben, einen solchen Fahrbetrieb zu parametrisieren, einen Parkplatz für ein automatisches Einparken zu wählen, usw.
  • Wie später noch genauer erläutert werden wird, werden die Eingangsdaten oder zumindest Teile dieser Eingangsdaten auch ausgewertet, um einen bedarfsgerechten Wechsel zwischen ausgewählten Fahr- und/oder Assistenzfunktionen zu ermöglichen.
  • Die Steuereinrichtung 2 kann im einfachsten Fall durch eine einzige Datenverarbeitungseinrichtung, also beispielsweise eine CPU oder einen Microcontroller, implementiert sein. Es kann jedoch vorteilhaft sein, wie im gezeigten Beispiel, die Steuereinrichtung durch mehrere Komponenten zu bilden, beispielsweise durch zwei Datenverarbeitungseinrichtungen 29, 30, ein Kommunikationsmodul 31 und eine Überwachungskomponente 32. Diese Komponenten können beispielsweise gemeinsam als „System-on-a-chip“ bereitgestellt werden oder auch separat bereitgestellt und beispielsweise verteilt im Kraftfahrzeug angeordnet werden.
  • Das Kommunikationsmodul 31 kann insbesondere dazu dienen, die Kommunikation der Steuereinrichtung 2 mit weiteren Komponenten des Kraftfahrzeugs, also insbesondere mit den angesteuerten Fahrzeugeinrichtungen 3-6, den Sensoren 7-10, dem Bedienmittel 11 und/oder der Kommunikationseinrichtung 40, auch zu Zeiten aufrecht zu erhalten, zu denen die Datenverarbeitungseinrichtungen 29, 30 zur Bereitstellung einer anderen Fahr- und/oder Assistenzfunktion umkonfiguriert werden, also insbesondere in dem zweiten bzw. dritten Betriebsmodus der Steuereinrichtung, die später noch genauer erläutert werden.
  • Die Überwachungskomponente 32 kann dazu dienen, zumindest im ersten Betriebsmodus der Steuereinrichtung 2 wiederholt zu prüfen, ob innerhalb eines jeweiligen vorgegebenen Zeitfensters eine bestimmte Nachricht von den Datenverarbeitungseinrichtungen 29, 30 empfangen wird. Ist dies nicht der Fall, kann ein Fehlerzustand ausgelöst werden, wobei beispielsweise auf redundante Datenverarbeitungseinrichtungen umgeschaltet wird, die Fahr- und/oder Assistenzfunktion vorübergehend mit geringerer Leistung bereitgestellt wird, das Fahrzeug sicher abgestellt wird oder ähnliches. Entsprechende Watchdogs bzw. Watchdog-Timer sind an sich bekannt.
  • Das zum Betrieb des Kraftfahrzeugs 1 bzw. der Steuereinrichtung 2 genutzte Verfahren, das einen Wechsel zwischen verschiedenen Fahr- und/oder Assistenzfunktionen 17, 24, 25, 26, 28 ermöglicht, wird im Folgenden mit Bezug auf das in 2 dargestellte Ablaufdiagramm erläutert. Hierbei kann die Steuereinrichtung 2 als Zustandsmaschine betrachtet werden, die drei Betriebsmodi 12, 13, 14 aufweist. Im ersten Betriebsmodus 12 wird, wie bereits obig erläutert, die ausgewählte Fahr- und/oder Assistenzfunktion durchgeführt.
  • Im zweiten Betriebsmodus 13 wird ein definierter Anfangs- bzw. Rücksetzzustand 19, 20 der Steuereinrichtung 2 erreicht, der insbesondere auch unmittelbar nach dem Starten des Kraftfahrzeugs 1 eingenommen werden kann. Durch Überführen der Steuereinrichtung 2 in einen definierten Anfangs- bzw. Rücksetzzustand 19, 20 nach dem Beenden einer vorangehend genutzten, ausgewählten Fahr- und/oder Assistenzfunktion 17 kann sichergestellt werden, dass eine anschließend neu ausgewählte Fahr- und/oder Assistenzfunktion 28 unabhängig von der zuvor ausgewählten Fahr- und/oder Assistenzfunktion 17 operieren kann, was den Implementierungsaufwand erheblich senkt.
  • Nach Erfüllung einer Prüfbedingung 22 kann in den dritten Betriebsmodus 14 gewechselt werden, in dem nach Erfüllung einer von den Eingangsdaten 15, 23 abhängigen Wechselbedingung 27 in Abhängigkeit von den Eingangsdaten 15, 23 eine von mehreren verschiedenen Fahr- und/oder Assistenzfunktionen 24, 25, 26 ausgewählt wird, um sie nach einem anschließenden Rückwechsel in den ersten Betriebsmodus 12 als ausgewählte Fahr- und/oder Assistenzfunktion 17, 28 durchzuführen.
  • In einer nicht dargestellten einfacheren Ausgestaltung des Verfahrens könnte auf die Auswertung der Prüfbedingungen 22 verzichtet werden und die Auswahl der Fahr- und/oder Assistenzfunktion 17, 28 könnte unmittelbar im zweiten Betriebsmodus 13 erfolgen. Die Nutzung des zweiten und dritten Betriebsmodus 13, 14 ermöglicht es jedoch, den Systemzustand zu validieren, bevor eine neue Fahr- und/oder Assistenzfunktion 17, 28 ausgewählt wird, also insbesondere zu prüfen, ob tatsächlich alle erforderlichen Ressourcen freigegeben sind und relevante Komponenten, also beispielsweise die Datenverarbeitungseinrichtungen 29, 30 und/oder die Sensoren 6-10, wie erwartet funktionieren, robuste Kommunikationsverbindungen bestehen usw.
  • Wie bereits erläutert, kann sich die Steuereinrichtung 2 nach dem Starten des Kraftfahrzeugs 1 zunächst im zweiten Betriebsmodus 13 befinden. Da für das Verständnis des erläuterten Verfahrens jedoch insbesondere der Wechsel von einer bereits genutzten ausgewählten Fahr- und/oder Assistenzfunktion 17 zu einer anderen ausgewählten Fahr- und/oder Assistenzfunktion 28 relevant ist, beginnt das in 2 gezeigte Ablaufdiagramm zu einem Zeitpunkt, zu dem die Steuereinrichtung 2 bereits im ersten Betriebsmodus 12 betrieben wird, um die ausgewählte Fahr- und/oder Assistenzfunktion 17 durchzuführen.
  • Hierbei erfolgt in Schrift S1 zunächst die bereits obig erläuterte Erfassung von Eingangsdaten 15. Im Schritt S2 wird zunächst eine Endbedingung 16 ausgewertet, die die Eingangsdaten 15 bzw. aus diesen ermittelte Verarbeitungsdaten auswertet. Ist die Endbedingung 16 nicht erfüllt, so wird in Schritt S3 die ausgewählte Fahr- und/oder Assistenzfunktion 17 normal ausgeführt. Ist die Endbedingung 16 hingegen erfüllt, so erfolgt in Schritt S4 eine modifizierte Ausführung dieser Fahr- und /oder Assistenzfunktion 17, wobei beispielsweise zusätzliche Informationen über die Fahrzeugeinrichtung 3 an den Fahrzeuginsassen 41 ausgegeben werden, ein geplantes Fahrziel für einen zumindest teilautomatisierten Fahrbetrieb und/oder eine Geschwindigkeit angepasst wird oder Ähnliches.
  • Unabhängig davon, ob die ausgewählte Fahr- und/oder Assistenzfunktion 17 in Schritt S3 normal oder in Schritt S4 verändert parametrisiert durchgeführt wurde, wird in Schritt S5 eine von den Eingangsdaten 15 abhängige Prüfbedingung 18 ausgewertet, bei deren Erfüllung in den zweiten Betriebsmodus 13 gewechselt wird, in dem die ausgewählte Fahr- und/oder Assistenzfunktion 17 beendet ist, und bei deren Nichterfüllung das Verfahren ab Schritt S1 wiederholt wird, womit die Steuereinrichtung 2 im ersten Betriebsmodus 12 verbleibt.
  • Die Freigabebedingung 18 ist insbesondere nur dann erfüllt bzw. erfüllbar, wenn anhand der Eingangsdaten 15 ermittelt wird, dass die momentan ausgewählte Fahr- und/oder Assistenzfunktion 17 sicher und ohne unzumutbare Komforteinbußen für den Fahrzeuginsassen 41 beendet werden kann. So kann es in höheren Automatisierungsgraden beispielsweise zulässig sein, dass der Fahrer seine Aufmerksamkeit vorübergehend vom Fahrgeschehen abwendet. Soll eine Fahr- und/oder Assistenzfunktion 17 beendet werden, die dies ermöglicht, kann die Prüfbedingung beispielsweise auswerten, ob der Fahrer für eine Rückübernahme des Fahrbetriebs bereit ist, also beispielsweise keine anderen Tätigkeiten durchführt, an ein Lenkrad angreift und seinen Blick in Richtung der Fahrzeugfront gewendet hat. Dient die ausgewählte Fahr- und/oder Assistenzfunktion beispielsweise der Kollisionsvermeidung bzw. Kollisionsfolgenminderung, kann die Prüfbedingung 18 beispielsweise nur dann erfüllt sein, wenn die Auswertung der Eingangsdaten 15 indiziert, dass für ein bestimmtes Zeitintervall keine Kollisionen drohen.
  • Selbst in Fällen, in denen die ausgewählte Fahr- und/oder Assistenzfunktion 17 ausschließlich zur Ausgabe von Informationen dient, kann es zweckmäßig sein, eine solche Prüfbedingung 18 vor dem Beenden auszuwerten, beispielsweise wenn die Informationen Kollisionswarnungen betreffen oder um zu verhindern, dass eine Navigationsunterstützung unmittelbar vor einem bevorstehenden Abbiegevorgang abgebrochen wird oder um eine Unterbrechung von laufenden Sprachausgaben zu verhindern oder Ähnliches.
  • Die obig erläuterte Prüfung der Endbedingung 16 ist optional und muss nicht bzw. muss nicht für jeder der möglichen Fahr- und/oder Assistenzfunktionen 17, 24, 25, 26, 28 durchgeführt werden. In einigen Fällen kann es ausreichend sein, im Rahmen der Freigabebedingung 18 selbst zu prüfen, ob die ausgewählte Fahr- und/oder Assistenzfunktion 17 überhaupt beendet werden soll, beispielsweise weil der Fahrer über das Bedienmittel 11 eine entsprechende Beendigung wünscht oder weil auf Basis der Eingangsdaten erkannt wird, dass eine andere Fahr- und/oder Assistenzfunktion genutzt werden soll.
  • Falls ein problemloses Beenden der Fahr- und/oder Assistenzfunktion 17 jedoch nur in bestimmten Fahrsituationen bzw. bei bestimmtem Fahrerverhalten möglich ist, ist es zweckmäßig, zusätzlich die Endbedingung 16 auszuwerten, um bei Erfüllung der Endbedingung 16 in Schritt S4 auf ein entsprechendes Fahrerverhalten bzw. auf ein Erreichen einer entsprechenden Fahrsituation hinzuwirken.
  • Nach dem Beenden der Fahr- und/oder Assistenzfunktion 17 wird im zweiten Betriebsmodus 13 ein definierter Zustand der Steuereinrichtung 2 und von zumindest Teilen der weiteren relevanten Komponenten, also beispielsweise der Sensoren 7-10, hergestellt. Hierzu wird in Schritt S6 die Steuereinrichtung 2 in einen Rücksetzzustand 19 versetzt, der im einfachsten Fall einem fest vorgegebenen Anfangszustand 20 entsprechen könnte, den die Steuereinrichtung beispielsweise nach einem anfänglichen Starten des Kraftfahrzeugs 2 einnimmt. Da es jedoch vorteilhaft sein kann, gewisse Kontextinformationen, also beispielsweise eine Liste der zuletzt im Fahrzeugumfeld erfassten Objekte, weiterhin vorzuhalten und zudem beispielsweise auch durch das Kommunikationsmodul 31 empfangene Nachrichten, die noch nicht verarbeitet wurden, nicht gelöscht werden sollten, kann es vorteilhaft sein, eine vorgegebene Anzahl weiterhin gespeicherter Speichergrößen unverändert zu lassen, indem beispielsweise gewisse Speicherbereiche unverändert beibehalten werden. In Schritt S7 kann zudem eine Freigabe bzw. Rücksetzung weiterer relevanter Komponenten, beispielsweise der Sensoren 6-10 erfolgen.
  • In Schritt S8 wird anschließend die Prüfbedingung 22 ausgewertet, die im einfachsten Fall bereits mit Erreichen des Rücksetzzustandes 19 erfüllt sein kann. Zweckmäßig hängt die Prüfbedingung 22 jedoch von weiteren Größen ab, beispielsweise davon, ob alle relevanten Komponenten erfolgreich freigegeben wurden bzw. ihren definierten Zustand erreicht haben. Alternativ oder ergänzend kann auch ein Selbsttest erfolgen, also beispielsweise die Funktion einzelner Datenverarbeitungseinrichtungen und/oder von Kommunikationsverbindungen geprüft werden und die Prüfbedingung 22 kann erst nach einem erfolgreichen Selbsttest erfüllt bzw. erfüllbar sein.
  • Nach Erfüllung der Prüfbedingung 22 kann in den dritten Betriebsmodus 14 gewechselt werden, in dem aus den verschiedenen verfügbaren Fahr- und/oder Assistenzfunktionen 24, 25, 26 eine neue ausgewählte Fahr- und/oder Assistenzfunktion 28 ausgewählt wird, die anschließend nach einem Rückwechseln in den ersten Betriebsmodus 12 statt der bisherigen ausgewählten Fahr- und/oder Assistenzfunktion 17 durchgeführt wird. Hierbei ist es prinzipiell auch möglich, erneut die bereits zuvor ausgeführte Fahr- und/oder Assistenzfunktion 17 als neue Fahr- und/oder Assistenzfunktion 28 zu wählen.
  • In dem dritten Betriebsmodus 14 erfolgt zunächst in Schritt S9 eine Erfassung von aktuellen Eingangsdaten 23, wobei zur Erfassung der Eingangsdaten 23 die gleichen Datenquellen genutzt werden können, wie in Schritt S1. Alternativ wäre es möglich, die in Schritt S1 erfassten Eingangsdaten 15 bzw. von diesen abhängige Verarbeitungsdaten zumindest teilweise als Speichergrößen 21 aufzubewahren und im Rahmen des dritten Betriebsmodus statt der neu erfassten Eingangsdaten 23 zu nutzen. Dies kann ausreichend sein, wenn das Verfahren derart implementiert ist, dass typischerweise die Steuereinrichtung 2 nur für kurze Zeiten im zweiten und dritten Betriebsmodus 13, 14 betrieben wird. Ist es jedoch möglich, dass die Steuereinrichtung 2 über längere Zeiten im dritten Betriebsmodus 14 verbleibt, da beispielsweise in gewissen Fahrzuständen keine der verfügbaren Fahr- und/oder Assistenzfunktionen 24, 25, 26 genutzt werden soll, ist es jedoch zweckmäßig, während des Betriebs im dritten Betriebsmodus 14, insbesondere periodisch, aktuelle Eingangsdaten 23 zu erfassen.
  • Ergänzend kann im Schritt S9 eine Klassifizierung 39 des aktuellen Fahrzustands und/oder des Fahrzeugumfelds auf Basis der Eingangsdaten 23 erfolgen. Dies ermöglicht es beispielsweise, dass in den folgenden Verarbeitungsschritten keine Verarbeitung von komplexen Sensordaten, beispielsweise von Bild- bzw. Videodaten, mehr erforderlich ist, so dass zumindest ein Großteil der Eingangsdaten durch eine einfache Klassifizierung abgebildet und berücksichtigt werden kann. Bezüglich der Fahrsituation kann beispielsweise zwischen einem voraussichtlich gewünschten Parken und einem normalen Fahrbetrieb unterschieden werden. Bezüglich des Fahrzeugumfelds kann beispielsweise zwischen dem Befahren einer Straße und einer Parkfläche unterschieden werden, wobei beispielsweise auch die befahrenen Straßentypen bzw. Parkflächen weiter ausdifferenziert werden können.
  • In den Schritten S10 bis S12 wird für die verschiedenen prinzipiell bereitstehenden Fahr- und/oder Assistenzfunktionen 24, 25, 26 auf Basis der Eingangsdaten 23, insbesondere auf Basis der Klassifizierung 39, geprüft, ob die jeweilige Fahr- und/oder Assistenzfunktion 24, 25, 26 im aktuellen Fahrzustand bzw. Fahrzeugumfeld nutzbar ist. Aus Übersichtlichkeitsgründen sind in 2 nur drei zur Auswahl stehende Fahr- und/oder Assistenzfunktionen 24, 25, 26 und somit auch nur die drei Schritte S10 bis S12 dargestellt. Vorzugsweise kann eine größere Zahl von möglichen Fahr- und/oder Assistenzfunktionen 24, 25, 26 genutzt werden. Beispielsweise kann die Nutzung bestimmter Automatisierungsgrade nur in hierfür freigegebenen Bereichen möglich sein oder nur auf bestimmten Straßentypen, beispielsweis auf Straßen mit baulich getrennten Fahrtrichtungen. Die Nutzbarkeit der einzelnen Fahr- und/oder Assistenzfunktionen 24, 25, 26 kann beispielsweise auch von der Fahrgeschwindigkeit, der Witterungslage oder Ähnlichem abhängen. Fahr- und/oder Assistenzfunktionen, die ein Parken unterstützen, können beispielsweise nur auf dedizierten Parkflächen, also beispielsweise auf Parkplätzen oder in Parkhäusern, und/oder nach einem Erkennen eines verfügbaren Parkplatzes bereitstehen.
  • In Schritt S13 wird geprüft, ob eine Wechselbedingung 27 erfüllt ist. Im einfachsten Fall kann die Wechselbedingung 27 stets erfüllt sein, wenn in den vorangehenden Schritten S10 bis S12 für wenigstens eine der zur Verfügung stehenden Fahr- und/oder Assistenzfunktionen 24, 25, 26 ermittelt wurde, dass diese tatsächlich nutzbar ist. Es kann jedoch vorteilhaft sein, wenn die Wechselbedingung 28 ausschließlich erfüllbar ist, nachdem ein Fahrer oder allgemein ein Fahrzeuginsasse 41 eine der tatsächlich zur Verfügung stehenden Funktionen 24, 25, 26 ausgewählt hat oder den Wechsel zu dieser Fahr- und/oder Assistenzfunktion bestätigt hat.
  • In Schritt S14 wird eine der zur Verfügung stehenden Fahr- und/oder Assistenzfunktionen 24, 25, 26 als die neue ausgewählte Fahr- und/oder Assistenzfunktion 28 ausgewählt. Diese Auswahl kann sich unmittelbar aus der Erfüllung der Wechselbedingung 27 ergeben, beispielsweise wenn nur eine der verfügbaren Fahr- und/oder Assistenzfunktionen 24, 25, 26 in der aktuellen Betriebssituation des Kraftfahrzeugs 1 tatsächlich zur Verfügung steht oder wenn eine der zur Verfügung stehenden Funktionen aktiv durch den Fahrzeuginsassen 41 gewählt wurde. Stehen jedoch mehrere der Fahr- und/oder Assistenzfunktionen 24, 25, 26 tatsächlich zur Verfügung und wird der Fahrzeuginsasse 41 nicht aktiv in die Auswahl eingebunden bzw. trifft keine aktive Auswahl, kann es in Schritt S14 möglich sein, die Auswahl der neuen ausgewählten Fahr- und/oder Assistenzfunktion 28 in Abhängigkeit einer festen Prioritätsliste der bereitstehenden Funktionen oder insbesondere in Abhängigkeit einer jeweiligen für die jeweilige Betriebssituation ermittelten Eignung der einzelnen Fahr- und/oder Assistenzfunktionen 24, 25, 26 für die aktuelle Betriebssituation zu wählen.
  • In Schritt S15 wird einerseits die Steuereinrichtung 2 und werden andererseits optional weitere Komponenten, beispielsweise die Sensoren 6-10, auf geeignete Weise konfiguriert, um die nun ausgewählte Fahr- und/oder Assistenzfunktion 28 umzusetzen. Dies wird im Folgenden noch mit Bezug auf 3 genauer erläutert werden.
  • Anschließend kann das Verfahren ab Schritt S1 wiederholt werden, wobei nun aufgrund der in Schritt S15 durchgeführten Konfiguration statt der bislang ausgewählten Fahr- und/oder Assistenzfunktion 17 eine neu ausgewählte Fahr- und/oder Assistenzfunktion 28 durchgeführt wird.
  • Das beschriebene Verfahren könnte beispielsweise dadurch umgesetzt werden, dass für jede der Fahr- und/oder Assistenzfunktionen eine separate Softwarekomponente bereitgestellt wird und im ersten Betriebsmodus ausschließlich die der ausgewählten Fahr- und/oder Assistenzfunktion 17, 28 zugeordnete Softwarekomponente ausgeführt wird. Die für den zweiten bzw. dritten Betriebsmodus diskutierten Funktionen können dann als separate Softwarekomponente implementiert sein, in die verzweigt wird, wenn die Freigabebedingung erfüllt ist.
  • Die Implementierung der durch die wenigstens eine Datenverarbeitungseinrichtung 29, 30 der Steuereinrichtung 2 ausgeführten Software kann jedoch unter Umständen einfacher sein, wenn einerseits zugelassen wird, dass wenigstens einer der Fahr- und/oder Assistenzfunktionen 17, 24, 25, 26, 28 mehrere Softwarekomponenten zugeordnet sind, die nach einer Auswahl dieser Fahr- und/oder Assistenzfunktion 17, 24, 25, 26, 28 in fest vorgegebener zeitlicher Abfolge ausgeführt werden und/oder dass auch im Rahmen der Auswertung der Wechselbedingungen bzw. der Auswahl der ausgewählten Fahr- und/oder Assistenzfunktion Softwarekomponenten genutzt werden, die spezifisch für die verschiedenen Fahr- und/oder Assistenzfunktionen 17, 24, 25, 26, 28 sind.
  • Ein Beispiel für die Aufteilung der Funktionalität auf verschiedene Softwarekomponenten 33-38, die bedarfsgerecht konfiguriert bzw. ausgetauscht werden, um die verschiedenen Fahr- und/oder Assistenzfunktionen 17, 23, 24, 25, 28 zu implementieren, wird im Folgenden mit Bezug auf 3 diskutiert.
  • Hierbei wird als eine der Softwarekomponenten 33-38 vorzugsweise eine Softwarekomponente 38 zur Prozesssteuerung genutzt, die die weiteren Softwarekomponenten 33-37 zu definierten Zeitpunkten ausführt bzw. aufruft. Die Softwarekomponenten 33-37 sind hierbei vorzugsweise derart programmiert, dass sie eine deterministische maximale Laufzeit aufweisen, wobei beispielsweise ein Handshaking vorgesehen sein kann, so dass die einzelnen Softwarekomponenten 33-37 die Prozesssteuerung über den jeweiligen Abschluss der Verarbeitung informieren können.
  • Hierbei ist es möglich, dass für verschiedene Fahr- und/oder Assistenzfunktionen zumindest teilweise unterschiedliche Softwarekomponenten 33-37 genutzt werden bzw. aufgrund einer unterschiedlichen Parametrisierung der Softwarekomponenten 33-37 eine unterschiedliche Abfolge für deren Ausführung gewünscht ist. Daher kann die Softwarekomponente 34 zur Systemkonfiguration in Schritt S15 des in 2 gezeigten Verfahrens die zur Prozesssteuerung genutzte Systemkomponente 38 konfigurieren, d.h. ihr mitteilen, welche Softwarekomponenten 33-37 mit welchem zeitlichen Ablauf im ersten Betriebsmodus genutzt werden sollen.
  • Ergänzend kann die Softwarekomponente 34 externe Einrichtungen, beispielsweise die Sensoren 6-10, und/oder die Überwachungseinrichtung 32 konfigurieren, beispielsweise um Zeitfenster anzupassen, in denen die einzelnen Softwarekomponenten 33-37 Nachrichten an die Überwachungseinrichtung 32 senden müssen, um eine Fehlerbehandlung zu vermeiden.
  • Die Ansteuerung der Fahrzeugeinrichtungen 3-6 im ersten Betriebsmodus 12 bzw. die Ermittlung von die Ansteuerung betreffenden Verarbeitungsdaten erfolgt im gezeigten Beispiel durch die Softwarekomponente 35, die somit die Kernfunktionalität der ausgewählten Fahr- und/oder Assistenzfunktion 17, 28 durchführt. Es kann hierbei vorteilhaft sein, die Verarbeitung von Sensordaten und/oder die Sensordatenfusion in separate Softwarekomponenten 36, 37, auszulagern, wobei die Verarbeitung der Sensordaten beispielswiese durch die Softwarekomponente 37 und die Sensordatenfusion von Sensordaten verschiedener Sensoren beispielsweise durch die Softwarekomponente 36 erfolgen kann.
  • Eine Ausgliederung dieser Funktionen aus der Softwarekomponente 35 kann beispielsweise zweckmäßig sein, wenn mehrere Verarbeitungseinrichtungen 29, 30 in der Steuereinrichtung 2 genutzt werden, um eine weitgehende Parallelisierung von Verarbeitungsvorgängen zu ermöglichen. Hierbei ist es möglich, dass für verschiedene Fahr- und/oder Assistenzfunktionen 17, 24, 25, 26, 28 eine voneinander unterschiedliche Sensordatenverarbeitung bzw. Sensordatenfusion erfolgt, was entweder dadurch erreicht werden kann, dass die Parametrisierung der Softwarekomponenten 36, 37 durch die Softwarekomponente 34 angepasst wird, oder dadurch, dass durch entsprechende Konfiguration der Softwarekomponente 38 bei einer Auswahl von verschiedenen Fahr- und/oder Assistenzfunktionen 17, 24, 25, 26, 28 auch verschiedene Varianten der Softwarekomponenten 36, 37 durch die Prozesssteuerung aufgerufen werden.
  • Die Softwarekomponente 33 dient zur Bestimmung des Betriebszustandes, wobei durch diese Softwarekomponente 33 insbesondere ermittelt werden kann, ob die ausgewählte Fahr- und/oder Assistenzfunktion 17, 28 beendet ist, was beispielsweise durch übliche Ansätze der Interprozesskommunikation an die Softwarekomponente 35 übermittelt werden kann. Somit kann die Softwarekomponente 33 im ersten Betriebsmodus insbesondere zur Prüfung der Freigabebedingung 18 bzw. zum kontrollierten Wechsel in den zweiten Betriebsmodus 13 dienen.
  • Die Softwarekomponente 33 oder eine weitere Softwarekomponente zur Bestimmung des Betriebszustandes kann zudem dazu dienen, zu ermitteln, ob eine jeweilige Fahr- und/oder Assistenzfunktion 23, 24, 25 im gegebenen Betriebszustand als ausgewählte Fahr- und/oder Assistenzfunktion 17, 28 auswählbar ist. Insbesondere können durch die Softwarekomponente 33 oder durch Teilkomponenten hiervon somit die mit Bezug auf 2 erläuterten Schritte des dritten Betriebsmodus 14 implementiert werden. Prinzipiell können auch die zum zweiten Betriebsmodus erläuterten Schritte durch diese Softwarekomponente implementiert werden. Im obig erläuterten Anfangs- bzw. Rücksetzzustand kann die Softwarekomponente 38 zur Prozessorsteuerung beispielsweise so konfiguriert sein, dass nach dem Zurücksetzen unmittelbar die Softwarekomponente 33 zur Bestimmung des Betriebszustandes aufgerufen wird, die anschließend auf Basis des ermittelten Betriebszustandes des Kraftfahrzeugs eine auszuführende Fahr- und/oder Assistenzfunktion wählt.
  • In dem zweiten und/oder dritten Betriebsmodus ist es einerseits weniger relevant als im ersten Betriebsmodus und andererseits nur mit erheblich größerem Aufwand möglich, eine harte Echtzeitfähigkeit der Steuereinrichtung 2 sicherzustellen. Wird das Echtzeitverhalten der Steuereinrichtung 2 bzw. insbesondere der Verarbeitungseinrichtung 29, 30 durch die Überwachungseinrichtung 32 überwacht, kann es daher gewünscht sein, diese Überwachung im zweiten bzw. dritten Betriebsmodus zu unterbrechen bzw. zumindest längere Zeitfenster oder Zeitabstände für eine solche Überprüfung vorzusehen.
  • Die Softwarekomponente 34 kann daher, wenn durch die Softwarekomponente 33 ein Wechsel des Betriebsmodus 12, 13, 14 ausgelöst wird, eine entsprechende Konfiguration der Überwachungseinrichtung 32 durchführen.
  • Die Prüfung der Freigabebedingung 18 bzw. der Endbedingung 16 kann durch die Softwarekomponente 35 selbst erfolgen. Alternativ wäre es möglich, eine zusätzliche oder jeweilige zusätzliche Softwarekomponente hierfür zu nutzen, wobei die Softwarekomponente 38 zur Prozesssteuerung derart konfiguriert wird, dass die End- bzw. Prüfbedingung 16, 18 im ersten Betriebsmodus 12 zu definierten Zeiten geprüft wird.

Claims (12)

  1. Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs (1), wobei eine Steuereinrichtung (2) des Kraftfahrzeugs (1) - in einem ersten Betriebsmodus (12) eine ausgewählte Fahr- und/oder Assistenzfunktion (17, 28) durchführt, indem sie in Abhängigkeit von an die Steuereinrichtung (2) bereitgestellten Eingangsdaten (15, 23) wenigstens eine Fahrzeugeinrichtung (3 - 6) zur Ausgabe von Informationen an einen Fahrzeuginsassen (41) und/oder zur Durchführung von Fahreingriffen ansteuert, - während des Betriebs im ersten Betriebsmodus (12) eine von den Eingangsdaten (15, 23) abhängige Freigabebedingung (18) prüft, - ausschließlich bei Erfüllung der Freigabebedingung (18) in einen zweiten Betriebsmodus (13) wechselt, in dem die ausgewählte Fahr- und/oder Assistenzfunktion (17, 28) beendet ist, und - in dem zweiten Betriebsmodus (13) oder in einem dritten Betriebsmodus (14), in den die Steuereinrichtung (2) nach Erfüllung einer Prüfbedingung (22) während des Betriebs in dem zweiten Betriebsmodus (13) wechselt, bei Erfüllung einer von den Eingangsdaten (15, 23) abhängigen Wechselbedingung (27) in Abhängigkeit der Eingangsdaten (15, 23) aus mehreren verschiedenen Fahr- und/oder Assistenzfunktionen (24, 25, 26) eine Fahr- und/oder Assistenzfunktion (15, 28) auswählt und in den ersten Betriebsmodus (12) wechselt und dort diese ausgewählte Fahr- und/oder Assistenzfunktion (15, 28) durchführt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Wechselbedingung (27) in dem dritten Betriebsmodus (14) ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zweiten Betriebsmodus (13) die Steuereinrichtung (2) in einen fest vorgegebenen Anfangszustand (20) oder in einen Rücksetzzustand (19), der Abgesehen vom Erhalt einer vorgegebenen Anzahl von weiterhin gespeicherten Speichergrößen (21) dem vorgegebenen Anfangszustand (20) entspricht, versetzt wird, wobei die Prüfbedingung (22) ausschließlich nach Erreichen des Anfangszustandes (20) oder des Rücksetzzustandes (19) erfüllt wird oder erfüllbar ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahr- und/oder Assistenzfunktion (17, 28) in Abhängigkeit von einer Klassifizierung (39) des aktuellen Fahrzustands und/oder eines Fahrzeugumfelds auf Basis der Eingangsdaten (15, 23) ausgewählt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktion einer Datenverarbeitungseinrichtung (29, 30) der Steuereinrichtung (2) zumindest in dem ersten Betriebsmodus (12) durch eine Überwachungskomponente (32) der Steuereinrichtung (2) überwacht wird, die wiederholt prüft, ob innerhalb eines jeweiligen vorgegebenen Zeitfensters eine bestimmte Nachricht von der Datenverarbeitungseinrichtung (29, 30) empfangen wird und die, falls dies nicht der Fall ist, eine Fehlerbehandlung einleitet, wobei die Überwachungskomponente (32) im zweiten und/oder dritten Betriebsmodus (13, 14) deaktiviert wird oder wobei im zweiten und/oder dritten Betriebsmodus (13, 14) ein Zeitfenster genutzt wird, dessen länge sich von dem in dem ersten Betriebsmodus (12) genutzten Zeitfenster unterscheidet.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (2) die oder eine Datenverarbeitungseinrichtung (29, 30) ist oder die oder wenigstens eine Datenverarbeitungseinrichtung (29, 30) umfasst, wobei eine durch die Datenverarbeitungseinrichtung (29, 30) oder durch wenigstens eine der Datenverarbeitungseinrichtungen (29, 30) ausgeführte Software mehrere Softwarekomponenten (33 - 37) umfasst, wobei den verschiedenen Fahr- und/oder Assistenzfunktionen (24, 25, 26) jeweils eine nicht alle dieser Softwarekomponenten (33 - 37) umfassende Untergruppe dieser Softwarekomponenten (33 - 37) zugeordnet ist, wobei im ersten Betriebsmodus ausschließlich jene Softwarekomponenten (33 - 37) ausgeführt werden, die der ausgewählten Fahr- und/oder Assistenzfunktion (17, 28) zugeordnet sind.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Fahr- und/oder Assistenzfunktionen (24, 25, 26) mehrere Softwarekomponenten (33 - 37) zugeordnet sind, die nach einer Auswahl dieser Fahr- und/oder Assistenzfunktion (24, 25, 26) als ausgewählte Fahr- und/oder Assistenzfunktion (17, 28) in dem ersten Betriebsmodus (12) in einer durch die Auswahl der Fahr- und/oder Assistenzfunktion (17, 28) fest vorgegebener zeitlicher Abfolge ausgeführt werden.
  7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Software mehrere, insbesondere alle, der folgenden Softwarekomponenten (33 - 37) umfasst: - wenigstens eine Softwarekomponente (33) zur Bestimmung des Betriebszustandes, die in Abhängigkeit der Eingangsdaten (15, 23) für wenigstens eine der Fahr- und/oder Assistenzfunktionen (24, 25, 26) ermittelt, ob sie als ausgewählte Fahr- und/oder Assistenzfunktion (17, 28) auswählbar ist, und/oder die ermittelt, ob die ausgewählte Fahr- und/oder Assistenzfunktion (17, 28) beendet ist, - eine Softwarekomponente (38) zur Prozesssteuerung, die weitere Softwarekomponenten (33 - 37) zu definierten Zeitpunkten ausführt, - wenigstens eine Softwarekomponente (34) zur Systemkonfiguration, die definierte Zeitpunkte für die Prozesssteuerung und/oder Zeitfenster für die Überwachungskomponente (32) in Abhängigkeit des Betriebsmodus (12, 13, 14) und/oder der ausgewählten Fahr- und/oder Assistenzfunktion (17, 28) vorgibt, - wenigstens eine jeweilige Softwarekomponente (35) zur Ansteuerung der Fahrzeugeinrichtung (3 - 6) für das jeweilige Fahr- und/oder Assistenzsystem (24, 25, 26) und/oder zur Ermittlung von die Ansteuerung betreffenden Verarbeitungsdaten, - wenigstens eine Softwarekomponente (36, 37) zur Verarbeitung von Sensordaten und/oder zur Sensordatenfusion.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Fahr- und/oder Assistenzfunktionen (24, 25, 26) eine Softwarekomponente (33 - 37) zugeordnet ist, die eine Endbedingung (16) auswertet, die von den Eingangsdaten (15, 23) und/oder von Verarbeitungsdaten, die durch wenigstens eine weitere der Fahr- und/oder Assistenzfunktion (24, 25, 26) zugeordnete Softwarekomponente (33 - 37) ermittelt werden, abhängt, wobei bei Erfüllung der Endbedingung (16) die Fahrzeugeinrichtung (3 - 6) oder wenigstens eine der Fahrzeugeinrichtungen (3 - 6) und/oder eine weitere Fahrzeugeinrichtung (3 - 6) zur Ausgabe von Informationen an einen Fahrzeuginsassen (41) und/oder zur Durchführung von Fahreingriffen auf eine Weise angesteuert wird, die von der Ansteuerung vor der Erfüllung der Endbedingung (16) abweicht.
  9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch ein Kommunikationsmodul (31) der Steuereinrichtung (2) sowohl im ersten als auch im zweiten und/oder im dritten Betriebsmodus (12, 13, 14) die Kommunikation mit wenigstens einer weiteren Komponente des Kraftfahrzeugs (1) aufrechterhalten wird.
  10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsdaten (15, 23) das Fahrzeugumfeld betreffende Umfeldsensordaten und/oder Kommunikationsdaten und/oder den Fahrzeugzustand betreffende Fahrzeugsensordaten und/oder den Fahrzeuginsassen (41) betreffende Insassensensordaten und/oder Bedieneingaben des Fahrzeuginsassen (41) betreffende Bediendaten umfassen.
  11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als verschiedenen Fahr- und/oder Assistenzfunktionen (24, 25, 26) mehrere der folgenden Funktionen bereitgestellt werden: ein teilautomatisiertes Fahren, ein bedingt automatisiertes Fahren, ein teilautomatisiertes Parken, ein bedingt automatisiertes Parken, ein hochautomatisiertes Parken, eine Unfallvermeidungs- und/oder Unfallfolgenverminderungsfunktion, eine Notbremsfunktion, eine Fahrerzustandsüberwachung.
  12. Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Steuereinrichtung (2) umfasst, die zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche eingerichtet ist.
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