DE102021117751A1 - Verfahren zum steuern eines kraftfahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Bereitgestellt wird ein Verfahren zum Steuern eines Kraftfahrzeugs. Das Verfahren umfasst einen Schritt eines Erfassens und Analysierens eines Fahrverhaltens eines vorausfahrenden Fahrzeugs, um ein Ausweichmanöver des vorausfahrenden Fahrzeugs zu erkennen. Das Verfahren umfasst ferner einen Schritt eines Erzeugens und Ausgebens eines Steuersignals zu einer Aktorik des Kraftfahrzeugs und/oder einer Informationsausgabeeinheit des Kraftfahrzeugs, wenn das Ausweichmanöver erkannt wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Kraftfahrzeugs, insbesondere ein Verfahren, bei dem Hindernisse, wie eine Unebenheit einer Straßenoberfläche, anhand eines vorausfahrenden Fahrzeugs mit dem Ziel erkannt werden, diese als Grundlage für eine Kraftfahrzeugsteuerung zu nutzen. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Steuergerät zum Ausführen des Verfahrens und ein Kraftfahrzeug mit dem Steuergerät.
  • Im Allgemeinen sind Verfahren zum Steuern eines Kraftfahrzeugs aus dem Stand der Technik bekannt, bei denen Hindernisse, wie z.B. Schlaglöcher, in einer Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug unter anderem mittels Kamerabildern einer am Kraftfahrzeug installierten Kamera erkannt werden.
  • Diese Erkennung von Hindernissen setzt zunächst voraus, dass eine entsprechende Kamera am Kraftfahrzeug verbaut ist und deren Sichtfeld auf das Hindernis nicht, z.B. durch ein vorausfahrendes Fahrzeug, eingeschränkt ist.
  • Das heißt, falls ein Fahrzeug vorausfährt kann das Hindernis entweder nicht oder nur sehr spät vom Kraftfahrzeug erkannt werden.
  • Eventuelle Warnungen des Fahrers des Kraftfahrzeugs und/oder Eingriffe in ein Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs, d.h. in eine Quer- und/oder Längsführung des Kraftfahrzeugs, können dann ggf. zu spät oder sehr abrupt ausgelöst werden.
  • Vor dem Hintergrund dieses Standes der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, welche jeweils geeignet sind, zumindest die oben genannten Nachteile des Standes der Technik zu überwinden.
  • Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs. Die Unteransprüche haben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
  • Danach wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Steuern eines Kraftfahrzeugs gelöst. Bei dem Kraftfahrzeug kann es sich um ein, insbesondere (teil-) automatisiertes, Automobil handeln.
  • Das Verfahren umfasst einen Schritt eines Erfassens und Analysierens eines Fahrverhaltens eines vorausfahrenden Fahrzeugs, insbesondere eines vorausfahrenden Kraftfahrzeugs, um ein Ausweichmanöver des vorausfahrenden Fahrzeugs zu erkennen.
  • Das Verfahren umfasst ferner einen Schritt eines Erzeugens und Ausgebens eines Steuersignals zu einer Aktorik des Kraftfahrzeugs und/oder einer Informationsausgabeeinheit des Kraftfahrzeugs, wenn das Ausweichmanöver erkannt wird.
  • Mit anderen Worten, es wird vorgeschlagen, dass anhand eines Fahrverhaltens zumindest eines vorausfahrenden Fahrzeugs eine Abschätzung vorliegender Straßenschäden bzw. Unebenheiten der Straßenoberfläche vorgenommen wird.
  • Dazu wird das Fahrverhalten des vorausfahrenden Fahrzeugs mittels einer Bordsensorik des Kraftfahrzeugs zunächst erfasst und dann, beispielsweise mittels einer im und/oder am Kraftfahrzeug verbauten Steuereinheit, ausgewertet bzw. analysiert. Denkbar ist auch, zusätzlich oder alternativ, das Auswerten mittels einer externen Recheneinheit, z.B. einem Server, durchzuführen.
  • Die Bordsensorik kann eine Kamera, einen LiDAR (engl. Light imaging, detection and ranging) Sensor, einen Radarsensor und/oder einen Ultraschallsensor aufweisen.
  • Das Erfassen des Fahrverhaltens mittels der von der Bordsensorik erfassten Sensordaten, die zu einer Umgebung vor dem Kraftfahrzeug korrespondieren, kann ein Erkennen des vorausfahrenden Fahrzeugs, beispielsweise mittels eines Objekterkennungsalgorithmus, umfassen.
  • Das Erfassen des Fahrverhaltens mittels der von der Bordsensorik erfassten Sensordaten kann beispielsweise ein Erfassen einer Trajektorie des erkannten Fahrzeugs zum Bestimmen des Fahrverhaltens des vorausfahrenden Fahrzeugs aufweisen.
  • Zusätzlich oder alternativ kann das Erfassen des Fahrverhaltens mittels der von der Bordsensorik erfassten Sensordaten beispielsweise ein Erfassen einer Beschleunigung des erkannten Fahrzeugs zum Bestimmen des Fahrverhaltens des vorausfahrenden Fahrzeugs aufweisen.
  • Denkbar ist, dass beim Auswerten des erfassten Fahrverhaltens des vorausfahrenden Fahrzeugs das erfasste Fahrverhalten des vorausfahrenden Fahrzeugs mit vorbestimmten Werten, insbesondere vorbestimmten Szenarien, verglichen wird
  • Wird bei dem Vergleichen eine Übereinstimmung mit einem der vorbestimmten Szenarien, die beispielsweise auf der Steuereinheit und/oder der externen Recheneinheit in einer Datenbank gespeichert sein können, festgestellt, so kann ein ggf. vorbestimmtes Steuersignal erzeugt und zu einer Aktorik des Kraftfahrzeugs und/oder einer Informationsausgabeeinheit des Kraftfahrzeugs ausgegeben werden.
  • Das Erfassen und Analysieren des Fahrverhaltens des vorausfahrenden Fahrzeugs kann ein Erfassen und Analysieren einer Querdynamik des vorausfahrenden Fahrzeugs umfassen.
  • Das Erfassen und Analysieren des Fahrverhaltens des vorausfahrenden Fahrzeugs kann ein Erfassen und Analysieren einer Vertikaldynamik des vorausfahrenden Fahrzeugs umfassen.
  • Das Verfahren kann ein Durchführen eines durch das Steuersignal gesteuerten Ausweichmanövers mittels der Aktorik umfassen.
  • Das Durchführen des Ausweichmanövers kann einen Eingriff in eine Querführung des Kraftfahrzeugs mittels der Aktorik umfassen.
  • Das Durchführen des Ausweichmanövers kann einen Eingriff in eine Längsführung des Kraftfahrzeugs mittels der Aktorik umfassen.
  • Das Verfahren kann ein Ausgeben eines durch das Steuersignal gesteuerten Warnsignals an einen Fahrer des Kraftfahrzeugs mittels der Informationsausgabeeinheit aufweisen.
  • Das mittels der Informationsausgabeeinheit ausgegebene Warnsignal kann ein akustisches und/oder optisches Warnsignal umfassen. Dazu kann die Informationsausgabeeinheit ein Lautsprechersystem und/oder ein Displaysystem aufweisen, welche bevorzugt zumindest teilweise in einem Kraftfahrzeuginnenraum verbaut sind.
  • Mit anderen Worten, wenn solch ein eingangs beschriebenes Ausweichmanöver des vorausfahrenden Fahrzeugs detektiert wird, kann eine (z.B. optische und/oder akustische) Warnung, insbesondere an den Fahrer des Kraftfahrzeugs, ausgegeben werden und/oder ein Fahrerassistenzsystem kann regelnd in eine Führung des Kraftfahrzeugs eingreifen, d.h. bspw. selbst ausweichen und/oder eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs reduzieren.
  • Ferner wird eine Steuervorrichtung bereitgestellt, die sich dadurch auszeichnet, dass die Steuervorrichtung ausgestaltet ist, das oben beschriebene Verfahren zumindest teilweise auszuführen.
  • Das oben mit Bezug zum Verfahren Beschriebene gilt analog auch für die Steuereinheit und umgekehrt.
  • Zum Ausführen des Verfahrens kann die Steuervorrichtung eine Eingangsschnittstelle, eine Recheneinheit und eine Ausgabeschnittstelle aufweisen.
  • Mittels der Eingangsschnittstelle können die oben beschriebenen Sensordaten der Bordsensorik empfangen werden können.
  • Die zu der Eingangsschnittstelle verbundenen Recheneinheit kann ausgestaltet sein, um basierend auf den über die Eingangsschnittstelle empfangenen Sensordaten ein Fahrverhalten eines vorausfahrenden Fahrzeugs zu erfassen und zu analysieren, um ein Ausweichmanöver des vorausfahrenden Fahrzeugs zu erkennen.
  • Die Recheneinheit kann ferner ausgestaltet sein, um ein Steuersignal zu erzeugen und zu einer Aktorik des Kraftfahrzeugs und/oder einer Informationsausgabeeinheit des Kraftfahrzeugs über die Ausgabeschnittstelle auszugeben, wenn das Ausweichmanöver erkannt wird.
  • Ferner wird ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein optional zumindest teilweise automatisiertes Automobil, bereitgestellt, das sich dadurch auszeichnet, dass das Kraftfahrzeug die oben beschriebene Steuervorrichtung aufweist.
  • Das oben mit Bezug zum Verfahren und zur Steuereinheit Beschriebene gilt analog auch für das Kraftfahrzeug und umgekehrt.
  • Nachfolgend wird eine Ausführungsform mit Bezug zu 1 bis 3 beschrieben.
    • 1 zeigt schematisch ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Steuern eines Kraftfahrzeugs,
    • 2 zeigt schematisch eine erste Fahrsituation, bei der das Verfahren zum Steuern des Kraftfahrzeugs zum Einsatz kommt, und
    • 3 zeigt schematisch eine zweite Fahrsituation, bei der das Verfahren zum Steuern des Kraftfahrzeugs zum Einsatz kommt.
  • Wie aus 1 ersichtlich ist, weist das Verfahren zum Steuern des in 2 und 3 dargestellten Kraftfahrzeugs 1 im Wesentlichen zwei Schritte S1 und S2 auf und wird von einer (nicht dargestellten) Steuervorrichtung des Kraftfahrzeugs 1 ausgeführt.
  • In einem Schritt S1 des Verfahrens erfolgt ein Erfassen und Analysieren eines Fahrverhaltens eines vorausfahrenden Fahrzeugs 2 (s. 2 und 3), um ein Ausweichmanöver des vorausfahrenden Fahrzeugs 2 zu erkennen.
  • Vorliegend handelt es sich sowohl bei dem Kraftfahrzeug 1 als auch bei dem vorausfahrenden Fahrzeug 2 jeweils um ein Automobil.
  • Das Verfahren umfasst ferner einen zweiten Schritt S2 eines Erzeugens und Ausgebens eines Steuersignals zu einer (nicht dargestellten) Aktorik des Kraftfahrzeugs 1 und einer (nicht dargestellten) Informationsausgabeeinheit des Kraftfahrzeugs 1, wenn das Ausweichmanöver des vorausfahrenden Fahrzeugs 2 erkannt wird.
  • Nachfolgend werden der erste und der zweite Schritt S1, S2 im Detail anhand einer ersten (s. 2) und einer zweiten beispielhaften Fahrsituation erläutert.
  • Die beiden Fahrzeuge 1, 2 befinden sich in 2 und 3 jeweils auf einer Straße bzw. Fahrbahn 5, welche in einer Draufsicht (Vogelperspektive) dargestellt ist.
  • In beiden Fahrsituationen befindet sich das vorausfahrende Fahrzeug 2 in einer Fahrtrichtung F des Kraftfahrzeugs 1 (und hier auch des vorausfahrenden Fahrzeugs 2) zwischen einem Hindernis 3, 4 und dem Kraftfahrzeug 1.
  • In der in 2 dargestellten ersten Fahrsituation ist vor dem vorausfahrenden Fahrzeug 2 das Hindernis 3, hier ein Schlagloch, angeordnet.
  • Das vorausfahrende Fahrzeug 2 weicht diesem Schlagloch 3 aus, wie dies durch die in 2 dargestellte Trajektorie 6 des vorausfahrenden Fahrzeugs 2 dargestellt ist.
  • Das heißt, entweder der Fahrer des vorausfahrenden Fahrzeugs 2 weicht manuell selbst aus, weil er das Schlagloch 3 (rechtzeitig) sieht und/oder ihm das Schlagloch 3 bereits bekannt ist, und/oder ein Fahrerassistenzsystem des vorausfahrenden Fahrzeugs 2 erkennt das Schlagloch 3 (rechtzeitig) und führt ein Ausweichmanöver durch.
  • Für das folgende Kraftfahrzeug 1 ist das Schlagloch 3 jedoch durch das vorausfahrende Fahrzeug 2 verdeckt und erst sehr spät zu sehen bzw. für die Fahrerassistenzsysteme des Kraftfahrzeugs 1 ggf. nicht rechtzeitig zu detektieren, da die Sicht durch das vorausfahrende Fahrzeug 2 eingeschränkt ist. Daher besteht die Möglichkeit, dass das Kraftfahrzeug 1 durch dieses Schlagloch 3 fährt.
  • Hier wird nun vorgeschlagen, dass mit Hilfe der Bordsensorik des Kraftfahrzeugs 1 beispielsweise umfassend eine Kamera, einen Radarsensor und/oder einen Ultraschallsensor, ein Fahrverhalten des vorausfahrenden Fahrzeugs 2 in dem ersten Schritt S1 erfasst und analysiert wird, um ein Ausweichen des vorausfahrenden Fahrzeugs 2 zu erkennen.
  • Dazu umfasst das Erfassen und Analysieren des Fahrverhaltens des vorausfahrenden Fahrzeugs 2 ein Erfassen und Analysieren einer Querdynamik des vorausfahrenden Fahrzeugs 2.
  • Denkbar ist jedoch, dass ein Ausweichmanöver nicht oder nicht alleine basierend auf der Querdynamik des vorausfahrenden Fahrzeugs 2 erkannt werden kann.
  • Dies ist aus der zweiten in 3 dargestellten Fahrsituation erkennbar, bei der sich ein weiteres Hindernis 4, z.B. eine Bremsschwelle, über eine gesamte Fahrbahnbreite erstreckt.
  • Da sich die Bremsschwelle 4 über die gesamte Fahrbahn bzw. Straßenbreite erstreckt, kann das vorausfahrende Fahrzeug 2 das weitere Hindernis 4 nicht im Rahmen des zu erkennenden Ausweichmanövers umfahren.
  • Daher wird in solch einem Fall vorgeschlagen, nicht auf die Querdynamik des vorausfahrenden Fahrzeugs 2 zu reagieren, sondern auf dessen Vertikaldynamik.
  • Das bedeutet vorliegend konkret, dass eine Nickbewegung bzw. ein Ausfedern des vorausfahrenden Fahrzeugs 2 im Rahmen der Analyse der Sensordaten im ersten Schritt S1 des Verfahrens erfasst wird.
  • Im Allgemeinen kann also das Erfassen und Analysieren des Fahrverhaltens des vorausfahrenden Fahrzeugs 2 im ersten Schritt S1 des Verfahrens ein Erfassen und Analysieren, zusätzlich oder alternativ zur Querdynamik, einer Vertikaldynamik des vorausfahrenden Fahrzeugs 2 umfassen.
  • Wird im Rahmen der Analyse im ersten Schritt S1 des Verfahrens basierend auf dem erfassten Fahrverhalten des vorausfahrenden Fahrzeugs 2 ein Ausweichmanöver festgestellt bzw. detektiert, wird im zweiten Schritt S2 das Steuersignal erzeugt.
  • Dieses erzeugte Steuersignal wird anschließend in dem zweiten Schritt S2 des Verfahrens ausgegeben.
  • Dabei sind grundsätzlich zwei Szenarien denkbar, die beide zusätzlich oder alternativ zueinander und ggf. in Abhängigkeit des erkannten Ausweichmanövers implementiert werden können.
  • Durch das ausgegebene Steuersignal kann die (nicht dargestellte) Informationsausgabeeinheit des Kraftfahrzeugs 1 angesteuert werden, sodass diese in einem optionalen dritten Schritt des Verfahrens eine optische und/oder akustische Warnung an den Fahrer ausgibt.
  • Das heißt, das Verfahren kann ein Ausgeben eines durch das Steuersignal gesteuerten Warnsignals an einen Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 mittels der Informationsausgabeeinheit aufweisen, wobei das mittels der Informationsausgabeeinheit ausgegebene Warnsignal ein akustisches (z.B. einen Warnton) und/oder optisches Warnsignal (z.B. ein Aufblinken einer LED und/oder eine Anzeige an einem Display) umfassen kann.
  • Zusätzlich oder alternativ kann in dem optionalen dritten Schritt des Verfahrens durch das ausgegebene Steuersignal die (nicht dargestellte) Aktorik des Kraftfahrzeugs 1, z.B. durch ein Fahrassistenzsystem des Kraftfahrzeugs 1, angesteuert werden.
  • Denkbar ist insbesondere, dass dies ein Durchführen eines durch das Steuersignal gesteuerten Ausweichmanövers des Kraftfahrzeugs 1 mittels der Aktorik umfasst.
  • Das Durchführen des Ausweichmanövers kann dabei einen Eingriff in eine Querführung und/oder eine Längsführung des Kraftfahrzeugs mittels der Aktorik umfassen.
  • Mit anderen Worten, das Fahrassistenzsystem kann regelnd eingreifen und bspw. durch Beeinflussen einer Querdynamik dem Hindernis 3 automatisiert bzw. selbst ausweichen und/oder, insbesondere im Falle des in 3 dargestellten weiteren Hindernisses 4, durch einen Eingriff in eine Längsführung des Kraftfahrzeugs 1 dessen Geschwindigkeit reduzieren.
  • Eine Planung einer Umfahrungstrajektorie des Hindernisses 3 (s. 2) für das Kraftfahrzeug 1 kann dabei nicht ausschließlich basierend auf einer Kenntnis der Ausweichbewegung des vorausfahrenden Fahrzeugs 2 erfolgen, sondern es kann auch eine Spurbreite des vorausfahrend Fahrzeugs 2 und eine Spurbreite des Kraftfahrzeugs 1 berücksichtigt werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Kraftfahrzeug
    2
    vorausfahrendes Fahrzeug
    3
    Hindernis, hier Schlagloch
    4
    weiteres Hindernis, hier Bremsschwelle
    5
    Fahrbahn
    6
    Trajektorie des vorausfahrenden Fahrzeugs
    F
    Fahrtrichtung
    S1, S2
    Schritte des Verfahrens

Claims (10)

  1. Verfahren zum Steuern eines Kraftfahrzeugs (1), dadurch gekennzeichnet, dass Verfahren umfasst: - Erfassen und Analysieren (S1) eines Fahrverhaltens eines vorausfahrenden Fahrzeugs (2), um ein Ausweichmanöver des vorausfahrenden Fahrzeugs (2) zu erkennen, und - Erzeugen und Ausgeben (S2) eines Steuersignals zu einer Aktorik des Kraftfahrzeugs (1) und/oder einer Informationsausgabeeinheit des Kraftfahrzeugs (1), wenn das Ausweichmanöver erkannt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassen und Analysieren (S1) des Fahrverhaltens des vorausfahrenden Fahrzeugs (2) ein Erfassen und Analysieren einer Querdynamik des vorausfahrenden Fahrzeugs (2) umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassen und Analysieren (S1) des Fahrverhaltens des vorausfahrenden Fahrzeugs (2) ein Erfassen und Analysieren einer Vertikaldynamik des vorausfahrenden Fahrzeugs (2) umfasst.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ein Durchführen eines durch das Steuersignal gesteuerten Ausweichmanövers mittels der Aktorik umfasst.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchführen des Ausweichmanövers einen Eingriff in eine Querführung des Kraftfahrzeugs (1) mittels der Aktorik umfasst.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchführen des Ausweichmanövers einen Eingriff in eine Längsführung des Kraftfahrzeugs (1) mittels der Aktorik umfasst.
  7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ein Ausgeben eines durch das Steuersignal gesteuerten Warnsignals an einen Fahrer des Kraftfahrzeugs (1) mittels der Informationsausgabeeinheit aufweist.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mittels der Informationsausgabeeinheit ausgegebene Warnsignal ein akustisches und/oder optisches Warnsignal umfasst.
  9. Steuervorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung ausgestaltet ist, das Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche auszuführen.
  10. Kraftfahrzeug (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug die Steuervorrichtung nach Anspruch 9 aufweist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102012222301A1 (de) 2011-12-09 2013-06-13 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Verfahren und System zum Steuern eines Host-Fahrzeugs
DE102016000209A1 (de) 2016-01-11 2017-07-13 Trw Automotive Gmbh Steuerungs-System und Verfahren zum Ermitteln einer Straßenbelagsunregelmäßigkeit

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