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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung/Offenbarung bezieht sich auf autonomes Fahrzeugsteuern.
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HINTERGRUND
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Von einem autonomen Fahrzeug wird die Fähigkeit verlangt, adaptiv mit einer Umgebungssituation umzugehen, die sich während der Fahrt in Echtzeit ändert.
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Für Massenproduktion und Belebung/Stärkung des autonomen Fahrzeugs ist vor allem eine zuverlässige Ermittlungssteuerungsfunktion erforderlich.
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Teilautonome Fahrzeuge, die in letzter Zeit auf den Markt gekommen sind, übernehmen im Wesentlichen das Fahren (z.B. Beschleunigen oder Geschwindigkeit halten oder Gas geben), Bremsen und Lenken für den Fahrer, um dessen Ermüdung zu verringern.
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Beim teilautonomen Fahren muss sich der Fahrer im Gegensatz zum vollautonomen Fahren auf das Fahren konzentrieren, z. B. durch ständiges Halten des Lenkrads und dergleichen.
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In letzter Zeit werden teilautonome Fahrzeuge verkauft mit einer Autobahnfahrunterstützungs(HDA, Highway Driving Assist)-Funktion, mit einer Fahrerzustandswarn(DSW, Driver Status Warning)-Funktion, die Unachtsamkeit des Fahrers und Zustandsanomalien wie Schläfrigkeit, Ablenkung und dergleichen feststellt, um einen Warnalarm über einen Cluster und dergleichen auszugeben, mit einer Fahreraufmerksamkeitswarnung(DAW, Driver Awareness Warning)-Funktion, die durch eine Frontkamera und dergleichen feststellt, ob das Fahrzeug eine Linie überquert und instabil fährt, mit einem vorderen Kollisionsverhinderungsassistent (FCA, Forward Collision Avoidance Assist) und/oder mit einer aktiven Notfallbremssystem(AEBS, Active Emergency Brake System)-Funktion, die eine plötzliche Bremsung durchführt, wenn eine Vorwärtskollision erkannt wird, und dergleichen.
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Im Falle eines autonom angefahrenen Randstreifenstopps (z.B. Stopps am Straßenrand) sind frühere Forschungen im Gange, aber eine präzise Lenkungstechnologie, ein Straßenranderkennungssensor, eine hochauflösende Karte (HD MAP) und dergleichen sind erforderlich, um ein entsprechendes System anzuwenden, so dass die Herstellungskosten des Fahrzeugs erhöht werden.
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Darüber hinaus kann es zu gefährlichen Situationen für den Fahrer kommen, wenn eine Warnung, eine Bremsung oder eine Systemabschaltung einfach durch die Kombination von HDA, DSW, FCA-Funktionen und dergleichen durchgeführt wird.
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Wenn beispielsweise in einer Situation, in der der Fahrer nicht reagieren kann, nur gewarnt oder das System ausgeschaltet wird, kann es zu einem Unfall kommen. Andererseits kann in einer Situation, in der der Fahrer in der Lage ist, zu reagieren, ein übermäßiges Bremsen einen Körper des unaufmerksamen Fahrers treffen, oder eine Ladung in einem hinteren Teil des Fahrzeugs kann an eine Kabine anstoßen oder diese beschädigen (z.B. in die Kabine eindringen).
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Dementsprechend besteht ein Bedarf an einem Fahrer-Notfall-Unterstützungssystem, das in der Lage ist, das Fahrrisiko des Fahrers zu minimieren, indem es adaptiv auf der Grundlage eines Zustands des Fahrers auch während des teilautonomen Fahrens reagiert.
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KURZ ERLÄUTERUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Offenbarung/Erfindung bezieht sich auf autonomes Fahrzeugsteuern. Besondere Ausführungsformen beziehen sich auf eine Technologie zum Steuern eines autonomen Fahrens, die in der Lage ist, für jede Stufe (z.B. Schritt) einen Warnalarm auszugeben und das Fahrzeugsteuern durch Segeln (z.B. Leerlauf; (engl. „coasting“)) während eines teilautonomen Fahrens durchzuführen.
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Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung/Erfindung können Probleme lösen, die im Stand der Technik auftreten, während Vorteile, die durch den Stand der Technik erreicht wurden, beibehalten werden.
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung stellt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern des autonomen Fahrens bereit.
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Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung stellt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern des autonomen Fahrens bereit, die in der Lage sind, ein Reiserisiko eines Fahrers zu minimieren, indem sie adaptiv auf der Grundlage eines Fahrerzustands während des teilautonomen Fahrens reagieren.
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Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung stellt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern des autonomen Fahrens bereit, die in der Lage sind, Systeme in einer integrierten/flüssigen Art und Weise basierend auf einer Situation zu steuern, indem eine Segelstufe (z.B. Leerlaufstufe) genutzt wird, ohne auf eine einfache Kombination aus einem bestehenden massenproduzierten Warnsystem und einem autonomen Fahrsystem beschränkt zu sein.
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Die technischen Probleme, die durch Ausführungsformen des vorliegenden erfindungsgemäßen Konzepts zu lösen sind, sind nicht auf die oben genannten Probleme beschränkt, und irgendwelche anderen technischen Probleme, die hier nicht erwähnt sind, werden von den Fachleuten auf dem Gebiet, auf das sich die vorliegende Offenbarung/Erfindung bezieht, aus der folgenden Beschreibung klar verstanden werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung weist ein Verfahren zum Steuern des autonomen Fahrens in einem Fahrzeug mit einem eingebauten halbautonomen Fahrsystem und einem Warnalarmsystem auf ein Überwachen eines Zustands (z.B. Status) eines Fahrers während des halbautonomen Fahrens, ein Erzeugen eines Zustandssignals auf der Grundlage des Überwachungsergebnisses und ein Durchführen eines Fahrernotfallassistenzvorgangs auf der Grundlage des Zustandssignals, wobei das Fahrzeug auf der Grundlage des Zustandssignals in einen Warnzustand, einen Segelzustand (z.B. Leerlaufzustand) oder einen Bremszustand übergeht, um den entsprechenden Fahrernotfallassistenzvorgang durchzuführen.
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In einer Implementierung kann der Segelzustand ein Zustand sein, der nach dem Warnzustand aktiviert werden kann.
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In einer Implementierung kann der Bremszustand ein Zustand sein, der nach dem Segelzustand aktiviert werden kann.
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In einer Implementierung kann der Segelzustand aufweisen einen primären Segelzustand, der vor dem Warnzustand aktiviert werden kann, und einen sekundären Segelzustand, der nach dem Warnzustand aktiviert werden kann, und der Bremszustand kann ein Zustand sein, der nach dem sekundären Segelzustand aktiviert werden kann.
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In einer Implementierung kann das Verfahren ferner aufweisen ein Sammeln von Host-Fahrzeugzustands-Erfassungsinformationen und von Vorwärts-Fahrzeug-Erfassungsinformationen und ein Erzeugen eines Deaktivierungssignals auf der Grundlage von mindestens einer der Host-Fahrzeugzustands-Erfassungsinformationen, der Vorwärts-Fahrzeug-Erfassungsinformationen und/oder der Fahrerzustands-Überwachungsinformationen, und das Fahrzeug kann als Reaktion auf das Deaktivierungssignal in einen Bereitschaftszustand übergehen.
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In einer Implementierung können die Host-Fahrzeugzustands-Erfassungsinformationen mindestens eine der folgenden Informationen aufweisen: Pedalübersteuerungsinformationen (z.B. Pedalüberschreibungsinformationen), Lenkradübersteuerungsinformationen (z.B. Lenkradüberschreibungsinformationen), Schaltersignalaktivierungsinformationen und/oder Systemfehlerinformationen (z.B. Systemausfallinformationen).
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In einer Implementierung können die Vorwärts-Fahrzeug-Erfassungsinformationen Informationen über den Abstand eines vorausfahrenden (z.B. vorderen) Fahrzeug enthalten, und das Zustandssignal kann ferner auf der Grundlage der Informationen über den Abstand des vorausfahrenden Fahrzeugs erzeugt werden.
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In einer Implementierung kann der Fahrerzustand einen Schläfrigkeitsgrad (z.B. Müdigkeitsgrad) aufweisen, und ein Zustandsübergang kann auf der Grundlage des Schläfrigkeitsgrads und/oder einer Dauer jedes Zustands durchgeführt werden.
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In einer Implementierung kann der Warnzustand aufweisen einen primären Warnzustand, der aktiviert wird, wenn festgestellt wird, dass der Fahrer unachtsam ist, um einen visuellen Warnalarm auszugeben, und einen sekundären Warnzustand, der aktiviert wird, wenn festgestellt wird, dass der Fahrer bewusstlos (z.B. nicht bei Bewusstsein oder schlafend) ist, um einen akustischen und/oder taktilen Warnalarm auszugeben.
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In einer Implementierung kann das Verfahren ferner aufweisen, dass das Fahren (z.B. das Beschleunigen oder das Antreiben) des Fahrzeugs angehalten (z.B. gestoppt) und der Segelzustand aktiviert wird, wenn ein sekundärer Warnzustand für eine bestimmte Zeit aufrechterhalten wird, und dass der Bremszustand aktiviert wird, wenn ein Systemproblem im sekundären Warnzustand auftritt.
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In einer Ausführungsform kann das Verfahren ferner ein Steuern des teilautonomen Fahrens aufweisen, damit es wieder durchgeführt wird, wenn der Zustand des Fahrers im Segelzustand oder im Bremszustand in einen normalen Zustand zurückkehrt.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung weist eine Vorrichtung zum Steuern des autonomen Fahrens auf eine Fahrerzustandserfassungsvorrichtung (z.B. Fahrerstatuserfassungsvorrichtung), die einen Zustand eines Fahrers während des teilautonomen Fahrens überwacht, eine Host-Fahrzeugzustandserfassungsvorrichtung, die einen Zustand eines Host-Fahrzeugs (z.B. des Fahrzeugs, in dem die Vorrichtung zum Steuern des autonomen Fahrens angeordnet ist,) erfasst, eine Vorwärtsfahrzeugerfassungsvorrichtung, die ein relevantes Vorwärtsfahrzeug identifiziert, um einen Abstand zu dem entsprechenden Vorwärtsfahrzeug zu erfassen, und eine Notfallermittlungsvorrichtung, die ein Zustandssignal oder ein Deaktivierungssignal auf der Grundlage von Informationen erzeugt, die von mindestens einem von der Fahrerzustandserfassungsvorrichtung, der Host-Fahrzeugzustandserfassungsvorrichtung und/oder der Vorwärtsfahrzeugerfassungsvorrichtung empfangen werden, wobei die Notfallermittlungsvorrichtung auf der Grundlage des Zustandssignals in einen von einem Warnzustand, einem Segelzustand und einem Bremszustand übergeht, um einen Fahrernotfallassistenzbetrieb zu steuern, der dem entsprechenden auszuführenden Zustand entspricht.
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In einer Implementierung kann der Segelzustand ein Zustand sein, der nach dem Warnzustand aktiviert werden kann.
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In einer Implementierung kann der Bremszustand ein Zustand sein, der nach dem Segelzustand aktiviert werden kann.
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In einer Implementierung kann der Segelzustand aufweisen einen primären Segelzustand, der vor dem Warnzustand aktiviert werden kann, und einen sekundären Segelzustand, der nach dem Warnzustand aktiviert werden kann, und der Bremszustand kann ein Zustand sein, der nach dem sekundären Segelzustand aktiviert werden kann.
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In einer Implementierung kann die Notfallbestimmungsvorrichtung eine Steuerdeaktivierungsvorrichtung aufweisen, die das Deaktivierungssignal auf der Grundlage von mindestens einem erzeugt von Host-Fahrzeugzustands-Erfassungsinformationen, Vorwärts-Fahrzeug-Abstandsinformationen und/oder Fahrerzustands-Überwachungsinformationen (z.B. Fahrerstatus-Überwachungsinformationen), und eine Steuerverwaltungsvorrichtung, die das Zustandssignal auf der Grundlage der Vorwärts-Fahrzeug-Abstandsinformationen und der Fahrerzustands-Überwachungsinformationen erzeugt, und das Fahrzeug kann als Reaktion auf das Deaktivierungssignal in einen Bereitschaftszustand übergehen.
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In einer Implementierung können die Host-Fahrzeugzustands-Erfassungsinformationen mindestens eines aufweisen von Pedalübersteuerungsinformationen, Lenkradübersteuerungsinformationen, Schaltsignalaktivierungsinformationen und/oder Systemfehlerinformationen.
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In einer Implementierung kann der Fahrerzustand einen Schläfrigkeitsgrad aufweisen, und ein Zustandsübergang kann auf der Grundlage des Schläfrigkeitsgrads und/oder der Dauer jedes Zustands durchgeführt werden.
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In einer Implementierung kann der Warnzustand aufweisen einen primären Warnzustand, der aktiviert wird, wenn festgestellt wird, dass der Fahrer unvorsichtig fährt, um einen visuellen Warnalarm auszugeben, und einen sekundären Warnzustand, der aktiviert wird, wenn festgestellt wird, dass der Fahrer bewusstlos ist, um einen akustischen und/oder taktilen Warnalarm auszugeben, wobei das Fahren des Fahrzeugs gestoppt und der Segelzustand aktiviert werden kann, wenn der sekundäre Warnzustand für eine bestimmte Zeit aufrechterhalten wird, und der Bremszustand aktiviert werden kann, wenn ein Systemproblem im sekundären Warnzustand auftritt.
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In einer Implementierung kann eine Steuerverwaltungsvorrichtung steuern, dass das teilautonome Fahren wieder durchgeführt wird, wenn der Zustand des Fahrers im Segelzustand oder im Bremszustand in einen normalen Zustand zurückkehrt.
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Die technischen Probleme, die durch Ausführungsformen des vorliegenden erfindungsgemäßen Konzepts zu lösen sind, sind nicht auf die oben genannten Probleme beschränkt, und alle anderen technischen Probleme, die hier nicht erwähnt sind, werden von den Fachleuten, auf deren Fachgebiet sich die vorliegende Offenbarung/Erfindung bezieht, aus der folgenden Beschreibung klar verstanden werden.
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Figurenliste
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Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung/Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher, in denen:
- 1 eine Tabelle ist, in der die Automatisierungsstufen eines autonomen Fahrzeugs definiert sind,
- 2 eine Darstellung ist zur Veranschaulichung eines Steuerungsverfahrens für ein autonomes Fahrzeug in Reaktion auf das Auftreten einer Übergangsanforderungssituation (TD) während des autonomen Fahrens,
- 3 eine Blockdarstellung ist zur Veranschaulichung einer Struktur einer Vorrichtung zum Steuern des autonomen Fahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung,
- 4 eine Blockdarstellung ist zur Veranschaulichung einer Struktur einer Vorrichtung zum Steuern des autonomen Fahrens gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung,
- 5 eine Darstellung ist zur Veranschaulichung eines Signalflusses in einer Vorrichtung zum Steuern des autonomen Fahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung,
- 6 eine Zustandsübergangsdarstellung ist zur Veranschaulichung eines Betriebsmechanismus einer Vorrichtung zum Steuern des autonomen Fahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung,
- 7 eine Zustandsübergangsdarstellung ist zur Veranschaulichung eines Betriebsmechanismus einer Vorrichtung zum Steuern des autonomen Fahrens gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung;
- 8 eine Zustandsübergangsdarstellung ist zur Veranschaulichung eines Betriebsmechanismus einer Vorrichtung zum Steuern des autonomen Fahrens gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung, und
- 9 eine Darstellung ist zur Veranschaulichung von Deaktivierungssignalerzeugungsbedingungen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG ILLUSTRATIVER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachfolgend werden einige Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung/Erfindung unter Bezugnahme auf die beispielhaften Zeichnungen im Detail beschrieben. Beim Hinzufügen der Referenznummern zu den Komponenten jeder Zeichnung ist zu beachten, dass die identische oder gleichwertige Komponente mit der identischen Referenznummer bezeichnet wird, auch wenn sie auf anderen Zeichnungen dargestellt ist. Ferner wird bei der Beschreibung der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung/Erfindung auf eine detaillierte Beschreibung bekannter Merkmale oder Funktionen verzichtet, um das Wesentliche der vorliegenden Offenbarung/Erfindung nicht unnötig zu verdecken.
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Bei der Beschreibung der Komponenten der Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung können Begriffe wie erste, zweite, „A“, „B“, (a), (b) und dergleichen verwendet werden. Diese Begriffe dienen lediglich dazu, eine Komponente von einer anderen Komponente zu unterscheiden, und die Begriffe schränken die Art, die Reihenfolge oder die Anordnung der einzelnen Komponenten nicht ein. Sofern nicht anders definiert, haben alle hierin verwendeten Begriffe, einschließlich technischer oder wissenschaftlicher Begriffe, die gleiche Bedeutung, wie sie allgemein von Fachleuten auf dem Gebiet, auf das sich die vorliegende Offenbarung/Erfindung bezieht, verstanden werden. Solche Begriffe, wie sie in einem allgemein gebräuchlichen Wörterbuch definiert sind, sind so auszulegen, dass sie eine Bedeutung haben, die den kontextuellen Bedeutungen auf dem betreffenden Gebiet der Technik entspricht, und sind nicht so auszulegen, dass sie eine ideale oder übermäßig formale Bedeutung haben, es sei denn, sie sind in der vorliegenden Anmeldung eindeutig als solche definiert.
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Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung/Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 9 im Detail beschrieben.
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1 ist eine Tabelle, in der die Automatisierungsstufen (z.B. Automatisierungsgrade) eines autonomen Fahrzeugs definiert sind.
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Das autonome Fahrzeug bezieht sich auf ein Fahrzeug, das eine Reiseumgebung selbst erkennt, um ein Risiko zu ermitteln, die Reisemanipulation eines Fahrers minimiert, während es eine Reiseroute steuert, und selbständig fährt.
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Letztendlich bezieht sich das autonome Fahrzeug auf ein Fahrzeug, das in der Lage ist, ohne menschlichen Einfluss zu fahren, zu steuern und zu parken, und konzentriert sich auf ein Fahrzeug in einem Zustand, in dem eine autonome Fahrtechnologie, die eine Kerngrundlage des autonom fahrenden autonomen Fahrzeugs ist, d. h. eine Fähigkeit, das Fahrzeug ohne aktive Steuerung oder Überwachung durch den Fahrer zu betreiben, am weitesten (z.B. weit oder weiter) fortgeschritten ist.
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Ein Konzept des autonomen Fahrzeugs, das derzeit veröffentlicht (z.B. auf den Markt gebracht) wird, kann jedoch eine Automatisierungsstufe einer Zwischenstufe zum autonomen Fahrzeug im vollen Sinne beinhalten und entspricht einem zielorientierten Konzept unter der Prämisse der Massenproduktion und Kommerzialisierung eines vollständig autonomen Fahrzeugs.
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Ein Verfahren zur Steuerung des autonomen Fahrens gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung/Erfindung kann auf ein autonomes Fahrzeug angewandt werden, das einer Stufe 3 (z.B. Grad 3) (bedingtes autonomes Fahren) unter den Automatisierungsstufen (z.B. Automatisierungsschritten) des in 1 dargestellten autonomen Fahrens entspricht. Die vorliegende Offenbarung/Erfindung ist jedoch nicht notwendigerweise darauf beschränkt, und das Verfahren zur Steuerung des autonomen Fahrens kann auf autonome Fahrzeuge jeder Stufe angewendet werden, die aufgrund eines Systemfehlers während des autonomen Fahrens eine Übertragung von Steuerrechten und ein Fahrzeugsteuern erfordern.
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Der Automatisierungsgrad des autonomen Fahrzeugs basierend auf der „Society of Automotive Engineers“ (SAE), einer amerikanischen Vereinigung von Automobilingenieuren, kann wie in der Tabelle in 1 gezeigt klassifiziert werden.
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2 ist eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Steuerungsverfahrens für ein autonomes Fahrzeug als Reaktion auf das Auftreten einer Übergangsanforderung(TD)-Situation während des autonomen Fahrens.
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Nachfolgend wird das autonome Fahrzeug der Einfachheit halber einfach als „Fahrzeug“ bezeichnet.
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Bezugnehmend auf 2, wenn eine autonome Fahrfunktion als Reaktion auf eine autonome Fahrauswahltaste und dergleichen des Fahrers aktiviert wird, kann das Fahrzeug ein autonomes Fahrsteuern durchführen.
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In einem autonomen Fahr-Normalbetriebszustand kann das Fahrzeug unter Berücksichtigung eines Lenkraddrehmomentwerts, einer Lenkraddrehmomenthaltezeit und dergleichen ermitteln, ob der Fahrer eingegriffen hat.
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Das Fahrzeug kann in einen manuellen Fahrmodus wechseln, wenn der Fahrereingriff im autonomen Fahr-Normalbetriebszustand erkannt wird.
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Wenn während des autonomen Fahrens eine Übergangsanforderung(TD)-Situation aufgrund des Systemausfalls, einer Kollisionsrisikoerfassung und dergleichen auftritt, kann das Fahrzeug einen risikominimierenden strategischen Fahrmodus aktivieren, nachdem es eine Warnalarmmeldung ausgegeben hat, die die Übertragung von Steuerrechten vom System auf den Fahrer anfordert.
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In diesem Zusammenhang bezieht sich die TD-Situation auf eine Situation, in der es schwierig ist, das autonome Fahren länger aufrechtzuerhalten, was Situationen wie eine Unterbrechung eines anderen Fahrzeugs (z.B. Störung des Fahrens eines anderen Fahrzeugs oder durch ein anderes Fahrzeug), ein Auftauchen eines Fußgängers oder eines wilden Tieres vor dem Fahrzeug, ein Erfassen eines Hindernisses vor dem Fahrzeug, ein plötzliches Anhalten eines vorausfahrenden Fahrzeugs, schlechtes Wetter und ähnliches einschließen kann, aber nicht darauf beschränkt ist, und kann eine Systemfehler- und -ausfallsituation wie einen Fahrzeugsteuereinheitausfall, einen Fahrzeugkommunikationsausfall, einen Kraftstoffmangel und ähnliches einschließen.
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Beim Aktivieren des risikominimierenden strategischen Fahrmodus kann das Fahrzeug ein Spurhalteverzögerungssteuern bis zum vollständigen Anhalten durchführen.
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Das Fahrzeug kann unter Berücksichtigung einer Blickrichtung des Fahrers, des Lenkraddrehmomentwerts, der Lenkraddrehmomenthaltezeit, einer Steuerrechtstasteneingabe und dergleichen ermitteln, ob der Fahrer in den risikominimierenden strategischen Fahrmodus eingegriffen hat.
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Wenn erfasst wird, dass der Fahrer in den risikominimierenden strategischen Fahrmodus eingreift, kann das Fahrzeug den risikominimierenden strategischen Fahrmodus deaktivieren und in den manuellen Fahrmodus wechseln.
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Wenn die Übertragung der Steuerrechte als Reaktion auf den Eingriff des Fahrers in den risikominimierenden strategischen Fahrmodus hin normal abgeschlossen ist, kann das Fahrzeug aufhören, die Warnalarmmeldung auszugeben, die die Übertragung der Steuerrechte vom System an den Fahrer fordert.
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3 ist eine Blockdarstellung zur Veranschaulichung einer Struktur einer Vorrichtung zum Steuern des autonomen Fahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung.
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Eine autonome Fahrsteuervorrichtung gemäß 3 kann in einem autonomen Fahrzeug der Stufe 2 oder einer höheren Stufe montiert werden (z.B. angeordnet sein).
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Der Einfachheit halber wird eine Vorrichtung zum Steuern des autonomen Fahrens 300 im Folgenden einfach als Vorrichtung 300 bezeichnet.
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Bezugnehmend auf 3 kann die Vorrichtung 300 einen GPS(global positioning system)-Empfänger 301, eine Sammelvorrichtung für fahrzeugexterne Informationen (Extern-Fahrzeuginformationen-Sammelvorrichtung) 302, eine Sammelvorrichtung für fahrzeuginterne Informationen (Intern-Fahrzeuginformationen-Sammelvorrichtung) 305, eine präzise Kartenbereitstellungsvorrichtung 308, eine autonome Fahrsteuereinheit 310, eine Warnalarmvorrichtung 321, eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) 322, eine Richtungsanzeige 323, eine Notblinkanzeige 324, ein Bremssystem 325, ein Haltungssteuersystem (z.B. Positionssteuersystem) 326, ein Lenksystem 327, ein Schaltsystem 328, ein Fahrsystem (z.B. ein Antriebssystem oder ein Beschleunigungssystem) 329 und andere Systeme 330 aufweisen.
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Systeme in Verbindung mit der autonomen Fahrsteuereinheit 310 sind jeweils mit Steuervorrichtungen ausgestattet, um zu überwachen, ob die Systeme ausgefallen sind, und um die Überwachungsergebnisse an ein Ausfallsicherheitsmodul 318 der autonomen Fahrsteuereinheit 310 zu übertragen.
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Der GPS-Empfänger 301 kann ein Positionssignal von einem Positionssatelliten empfangen. In diesem Zusammenhang kann das Positionssignal verwendet werden, um geographische Standortinformationen des Fahrzeugs zu erzeugen.
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Die Extern-Fahrzeuginformationen-Sammelvorrichtung 302 kann Fahrzeugumgebungsinformationen und Fahrzustandsinformationen sammeln. Die Extern-Fahrzeuginformationen-Sammelvorrichtung 302 kann ein Radar/Lidar 303 und eine externe Kamera 304 aufweisen.
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Das Radar/Lidar 303 kann ein Objekt in der Umgebung des Fahrzeugs erfassen.
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Das Radar/Lidar 303 kann Objekte vor, seitlich und hinter dem Fahrzeug erfassen und Entfernungen zu den erfassten Objekten berechnen.
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Darüber hinaus kann das Radar/Lidar 303 unterscheiden, ob das erfasste Objekt ein statisches oder ein dynamisches Objekt ist, eine Bewegungsgeschwindigkeit des erfassten dynamischen Objekts messen und unterscheiden, ob das erfasste dynamische Objekt ein Fußgänger oder ein Fahrzeug ist.
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Darüber hinaus kann das Radar/Lidar 303 für Zwecke wie die Identifizierung des Zustands einer Fahrstraße und einer Einrichtung durch einen hochauflösenden Geländescan verwendet werden.
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Die externe Kamera 304 kann an der Außenseite des Fahrzeugs angebracht sein/werden, um Bilder von Bereichen vor, neben und hinter dem Fahrzeug aufzunehmen. Zu diesem Zweck kann das Fahrzeug mit einer Vielzahl von externen Kameras (z.B. Kameras, die auf die Fahrzeugumgebung ausgerichtet sind,) ausgestattet sein.
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Das von der externen Kamera 304 aufgenommene Bild kann zur Unterscheidung von Linien, zur Identifizierung von Objekten in der Umgebung des Fahrzeugs, zur Implementierung von Augmented Reality (z.B. augmentierte Realität) und dergleichen verwendet werden.
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Die Intern-Fahrzeuginformationen-Sammelvorrichtung 305 kann verschiedene Zustandsinformationen innerhalb des Fahrzeugs sammeln.
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Die Intern-Fahrzeuginformationen-Sammelvorrichtung 305 kann eine interne Kamera 306 und einen biometrischen Sensor 307 aufweisen.
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Die interne Kamera 306 kann an einer Seite des Fahrzeuginnenraums angebracht sein, um den Fahrer und einen Insassen zu fotografieren (z.B. aufzunehmen).
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Ein von der internen Kamera 306 aufgenommenes Bild kann zur Überwachung einer Blickrichtung des Fahrers und eines Zustands (z.B. eines Status) des Fahrers (z.B. eines Fahrerzustands) verwendet werden, z. B. Ablenkung des Fahrers, Müdigkeit, schläfriges Fahren und dergleichen.
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Der biometrische Sensor 307 kann an einer Seite des Fahrzeugs angebracht sein/werden, um verschiedene biometrische Informationen des Fahrers zu erfassen.
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Der biometrische Sensor 307 kann mit einem tragbaren Gerät des Fahrers verbunden sein, um die verschiedenen biometrischen Informationen des Fahrers zu erfassen.
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Die biometrischen Informationen können beispielsweise Pulsinformationen, Herzfrequenzüberwachungsinformationen, Körpertemperaturinformationen, Blutalkoholkonzentrationsinformationen, Gehirnstrominformationen, Fingerabdruckerkennungsinformationen, Iriserkennungsinformationen und Ähnliches aufweisen, sind aber nicht darauf beschränkt.
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Die biometrischen Informationen können zur Ermittlung eines Fahrunfähigkeitszustands, eines Zustands der Trunkenheit am Steuer, eines Zustands der Schläfrigkeit am Steuer und dergleichen verwendet werden.
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Die präzise Kartenbereitstellungsvorrichtung 308 kann als Reaktion auf eine Anforderung der autonomen Fahrsteuereinheit 310 präzise Karteninformationen bereitstellen.
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Die autonome Fahrsteuereinheit 310 kann eine Präzisionspositioniervorrichtung 311, eine Erkennungsvorrichtung 312, eine Steuerbefehlsvorrichtung 313, eine Fahrzustandsermittlungsvorrichtung 314, eine Benutzereingabevorrichtung 315, eine Steuerrechtsübertragungsermittlungsvorrichtung 316, eine Beleuchtungssteuereinheit 317 und das Ausfallsicherheitsmodul 318 aufweisen.
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Die Präzisionspositioniervorrichtung 311 kann einen aktuellen Standort eines Host-Fahrzeugs unter Verwendung von Positionssignalinformationen, die von dem GPS-Empfänger 301 empfangen werden, und den präzisen Karteninformationen, die von der Präzisionskartenbereitstellungsvorrichtung 308 erhalten werden, ermitteln und den bestimmten aktuellen Standort des Host-Fahrzeugs auf einer präzisen Karte abbilden.
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Zusätzlich kann die Präzisionspositioniervorrichtung 311 Zustandsinformationen, zum Beispiel eine Steigung, einen Straßentyp, die Anzahl der Linien/Spuren, eine Geschwindigkeitsbegrenzung und dergleichen, einer Fahrstraße des Host-Fahrzeugs identifizieren.
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Die Erkennungsvorrichtung 312 kann eine Linie in der Nähe des Fahrzeugs, ein Hindernis in der Nähe des Fahrzeugs, einen Fußgänger und dergleichen erkennen, basierend auf Erfassungsinformationen von dem Radar/Lidar 303 und Bildinformationen, die von der externen Kamera 304 erfasst werden.
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Die Steuerbefehlsvorrichtung 313 kann einen Anforderungsbefehlswert basierend auf dem Erkennungsergebnis der Erkennungsvorrichtung 312 berechnen und den berechneten Anforderungsbefehlswert an ein entsprechendes autonomes Fahrsystem übertragen, um ein Fahrsteuern durchzuführen.
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Die Fahrerzustandsermittlungsvorrichtung 314 kann den Fahrerzustand basierend auf den fahrzeuginternen Zustandsinformationen, die von der Intern-Fahrzeuginformationen-Sammelvorrichtung 305 erhalten wurden, ermitteln.
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In diesem Zusammenhang kann der Fahrerzustand einen abgelenkten Zustand, einen Zustand der Fahrunfähigkeit, einen Zustand der Trunkenheit am Steuer, einen Zustand der Schläfrigkeit am Steuer, einen Zustand der Müdigkeit (z.B. der Erschöpfung) und dergleichen aufweisen, ist aber nicht darauf beschränkt.
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Die Benutzereingabevorrichtung 315 kann eine Benutzereingabe basierend auf einem von der HMI 322 empfangenen Steuersignal erfassen.
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In diesem Zusammenhang kann die Benutzereingabe ein vorbestimmtes Tasteneingabesignal, ein vorbestimmtes Gesteneingabesignal und dergleichen aufweisen, um eine Steuerrechtsübertragung vom System an den Fahrer zu akzeptieren.
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Die Steuerrechtsübertragungsermittlungsvorrichtung 316 kann ermitteln, ob die Steuerrechtsübertragung von dem System zu dem Fahrer erforderlich ist, basierend auf mindestens einer von verschiedenen Erkennungsinformationen, die von der Erkennungsvorrichtung 312 erlangt werden, den fahrzeuginternen Zustandsinformationen, die von der Intern-Fahrzeuginformationen-Sammelvorrichtung 305 erlangt werden, und/oder Fahrereingabeinformationen, die von der Benutzereingabevorrichtung 315 erlangt werden.
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Wenn die Steuerrechtsübertragung als ein Ergebnis der Ermittlung erforderlich ist, kann die Steuerrechtsübertragungsermittlungsvorrichtung 316 ein vorbestimmtes Steuersignal an die Warnalarmvorrichtung 321 übertragen, um die Ausgabe einer vorbestimmten Warnalarmmeldung zu steuern, die die Steuerrechtsübertragung an den Fahrer anfordert.
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Die Beleuchtungssteuereinheit 317 kann das Aufleuchten der Fahrtrichtungsanzeige 323 und der Notblinkanzeige 324 steuern.
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Das Ausfallsicherheitsmodul 318 kann eine optimale Ausfallsicherheitsstrategie ermitteln, die auf der Art eines während des autonomen Fahrens festgestellten Ausfalls und einer Fahrsituation um das Fahrzeug herum basiert.
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Das Ausfallsicherheitsmodul 318 kann die Steuerbefehlsvorrichtung 313 auffordern, das Fahrzeugsteuern auf der Grundlage der bestimmten Ausfallsicherheitsstrategie durchzuführen.
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Eine detaillierte Konfiguration und ein detaillierter Betrieb des Ausfallsicherheitsmoduls 318 wird durch die Beschreibung einer später zu beschreibenden Zeichnung deutlicher.
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Das Bremssystem 325 kann den Betrieb eines Aktuators im Zusammenhang mit dem Bremsen steuern und einen Zustand des Aktuators überwachen.
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Das Bremssystem 325 kann beispielsweise eine elektronische Feststellbremse (EPB) aufweisen, die eine Bremskraft auf elektronische Weise und nicht durch die physische Kraft einer Person erzeugt.
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Das Haltungssteuersystem 326 kann den Betrieb eines Aktuators zur stabilen Aufrechterhaltung der Haltung (z.B. der Lage) einer Fahrzeugkarosserie steuern.
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Als Beispiel kann das Haltungssteuersystem 326 eine elektronische Stabilitätssteuerung (ESC) aufweisen, die eine fortschrittliche elektronische Bremsvorrichtung ist.
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Die ESC ist eine Vorrichtung, die die Haltung des Fahrzeugs durch kooperatives Steuern der Bremskraft und einer Antriebskraft des Fahrzeugs steuert. Die ESC kann die Funktionen des Antiblockiersystems (ABS) und des Spurhaltesteuersystems (TCS) gemeinsam bereitstellen.
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Die elektronische Stabilitätssteuerung (ESC) kann ermitteln, ob die Haltung der Fahrzeugkarosserie stabil beibehalten wird, indem sie Informationen kombiniert, die von Lenkwinkel-, Querbeschleunigungs-, Gierraten- und Raddrehzahlsensoren gemessen werden, und kann in einem Schema arbeiten, das die Bremskräfte von vier Rädern unabhängig voneinander auf der Grundlage solcher Informationen steuert.
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Das Lenksystem 327 kann einen Betrieb eines Aktuators steuern, der das seitliche Verhalten des Fahrzeugs steuert.
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Das Lenksystem 327 kann zum Beispiel eine motorbetriebene (z.B. elektromotorbetriebene) Servolenkung (MDPS) aufweisen. Die MDPS ist eine Vorrichtung, die das Fahrverhalten des Fahrers (z.B. die Handhabung des Fahrzeugs durch den Fahrer) durch einen elektronischen (z.B. elektrischen) Motor und nicht durch Öldruck unterstützt und die eine doppelte Stromeingangsstruktur und mehrere Signalkanäle für eine/n stabile/n Stromversorgung und Signalübertragung/-empfang aufweisen kann.
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Das Schaltsystem 328 kann den Betrieb eines Aktuators für eine automatische Schaltung steuern.
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Als Beispiel kann das Schaltsystem 328 eine automatische Getriebesteuereinheit (TCU) aufweisen.
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Die Getriebesteuereinheit (TCU) kann eine Schaltstufennummer und ein Timing basierend auf einem TPS (z.B: throttle position sensor oder Gaspedalsensor oder Drosselklappensensor oder Drosselventilsensor), der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Anzahl der Verbrennungsmotorumdrehungen, einem Bremsschaltereingang und dergleichen ermitteln, um ein Automatikgetriebe zu steuern.
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Das Fahrsystem 329 kann den Betrieb eines Aktuators steuern, der das Längsverhalten (z.B. das longitudinale Verhalten), d. h. die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs, steuert. Der Aktuator zum Steuern des Längsverhaltens kann zum Beispiel eine Drosselklappe (z.B. ein Drosselventil), ein Gaspedal und dergleichen aufweisen.
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Das Fahrsystem 329 kann zum Beispiel ein Motormanagementsystem (EMS) aufweisen.
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Das EMS kann elektronisches Drosselventilsteuern, Benzin-Direkteinspritzung, Leerlauf-Stop-and-Go-Funktionen (z.B. Leerlauf-Start-Stop-Funktionen) ausführen.
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Die anderen Systeme 330 können ein Reifendruckmesssystem zur Messung des Reifenluftdrucks, wie z.B. ein Reifendrucküberwachungssystem (TPMS), ein Kraftstofftanksystem, ein Batteriemanagementsystem, das in einem Hybridfahrzeug und in einem Elektrofahrzeug angeordnet ist, und ähnliches aufweisen, sind aber nicht darauf beschränkt.
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4 ist eine Blockdarstellung einer autonomen Fahrsteuervorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung.
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Bezugnehmend auf 4 kann eine autonome Fahrsteuervorrichtung 400 eine Fahrerzustandserfassungsvorrichtung 410, eine Aktuelles- oder Host-Fahrzeugzustandserfassungsvorrichtung 420, eine Vorwärtsfahrzeugerfassungsvorrichtung 430, eine Notfallermittlungsvorrichtung 440, eine Anzeigevorrichtung 450, eine Alarmvorrichtung 460, eine Antriebsvorrichtung (z.B. eine Fahrvorrichtung) 470 und eine Bremsvorrichtung 480 aufweisen.
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In der vorliegenden Ausführungsform kann die autonome Fahrsteuervorrichtung 400 ferner mindestens eine der oben beschriebenen Komponenten der autonomen Fahrsteuervorrichtung 300 gemäß 3 aufweisen.
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Die Notfallermittlungsvorrichtung 440 kann eine Steuerverwaltungsvorrichtung 441 und eine Steuerdeaktivierungsvorrichtung 442 aufweisen.
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Die Notfallermittlungsvorrichtung 440 kann eine Steuerstufe (z.B. einen Steuerschritt) ermitteln, indem sie verschiedene Ereignissignale von der Fahrerzustandserfassungsvorrichtung 410, der Aktuelles-Fahrzeugzustandserfassungsvorrichtung 420 und der Vorwärtsfahrzeugerfassungsvorrichtung 430 empfängt, und kann den Betrieb der Anzeigevorrichtung 450, der Alarmierungsvorrichtung 460, der Antriebsvorrichtung 470 und der Bremsvorrichtung 480 basierend auf der bestimmten Steuerstufe adaptiv steuern.
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Die Fahrerzustandserfassungsvorrichtung 410 kann ein Fahrerzustandswarnereignis erzeugen, indem sie den Zustand des Fahrers überwacht, oder kann ein Fahrzustandswarnfreigabeereignis erzeugen, um ein zuvor erzeugtes Fahrzustandswarnereignis zu deaktivieren. Zum Beispiel kann das Fahrerzustandswarnereignis als Reaktion auf das Erfassen des Fahrerzustands, wie z. B. eines schläfrigen Fahrzustands, eines Blickabweichungszustands, eines unvorsichtigen Zustands, eines bewusstlosen Zustands und dergleichen, erzeugt werden.
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Die Aktuelles-Fahrzeugzustandserfassungsvorrichtung 420 kann einen Fahrer-Fahrzeug-Manipulationszustand und einen Systemfehler überwachen und kann ein vorbestimmtes Host-Fahrzeugzustandsereignis basierend auf dem Überwachungsergebnis erzeugen. Zum Beispiel kann das Host-Fahrzeugzustandsereignis ein Pedalübersteuerungsereignis, ein Lenkradübersteuerungsereignis, ein aktives Schaltsignalereignis, ein Systemfehlerereignis und dergleichen aufweisen, ist aber nicht darauf beschränkt.
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Die Vorwärtsfahrzeugerfassungsvorrichtung 430 kann ein vorbestimmtes Vorwärtsfahrzeugereignis durch Überwachung des Vorwärtsfahrzeugs erzeugen. Beispielsweise kann die Vorwärtsfahrzeugerfassungsvorrichtung 430 ermitteln, ob das Vorwärtsfahrzeug ein relevantes Fahrzeug ist, auf der Grundlage eines Abstands zum Vorwärtsfahrzeug und des Überwachungsergebnisses des Host-Fahrzeugzustands. Wenn das Vorwärtsfahrzeug als Ergebnis der Ermittlung das relevante Fahrzeug ist, kann die Vorwärtsfahrzeugerfassungsvorrichtung 430 für das Vorwärtsfahrzeug ein Vorwärtsfahrzeugentfernungsereignis erzeugen.
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Die Steuerverwaltungsvorrichtung 441 kann Steuerstufen (z.B. Steuerschritte) wie eine erste Warnstufe (z.B. einen ersten Warnschritt), eine zweite Warnstufe (z.B. einen zweiten Warnschritt), eine Segelstufe (z.B. einen Segelschritt), eine Bremsstufe (z.B. einen Bremsschritt) und dergleichen ermitteln und die Operationen der Anzeigevorrichtung 450, der Alarmvorrichtung 460, der Antriebsvorrichtung 470 und der Bremsvorrichtung 480 steuern, indem sie ein vorbestimmtes Zustandssignal basierend auf dem Ermittlungsergebnis ausgibt. Darüber hinaus kann die Steuerverwaltungsvorrichtung 441 ein Zustandssignal, das einer derzeit aktiven Steuerstufe entspricht, an die Steuerdeaktivierungsvorrichtung 442 übertragen.
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Die Steuerverwaltungsvorrichtung 441 kann einen Zustandsübergang basierend auf der Steuerstufenermittlung (z.B. der Steuerschrittermittlung) steuern. In diesem Zusammenhang können die Zustände der Steuerverwaltungsvorrichtung 441 einen Bereitschaftszustand, einen Warnzustand, einen Segelzustand und einen Bremszustand aufweisen.
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In einer Ausführungsform kann der Warnzustand aufweisen einen primären Warnzustand, in dem ein visueller Warnalarm ausgegeben wird, und einen sekundären Warnzustand, in dem ein akustischer Warnalarm ausgegeben wird, wenn der primäre Warnzustand für eine bestimmte Zeit oder länger aufrechterhalten wird. Beispielsweise kann der primäre Warnzustand aktiviert werden, wenn ermittelt wird, dass der Fahrer eine unvorsichtige Fahrweise ausführt, und der sekundäre Warnzustand kann aktiviert werden, wenn ermittelt wird, dass sich der Fahrer in einem bewusstlosen Zustand befindet, z. B. wenn er schläfrig ist und dergleichen.
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Wenn der Fahrer eine unvorsichtige Fahrweise ausführt oder sich für eine bestimmte Zeit oder länger im Zustand der Bewusstlosigkeit befindet, kann die Steuerverwaltungsvorrichtung 441 das Fahren des teilautonomen Fahrens stoppen und den Segelzustand aktivieren, um die Fahrzeuggeschwindigkeit zu steuern und allmählich zu verlangsamen.
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Wenn der Fahrer eine unvorsichtige Fahrweise ausführt oder für eine bestimmte Zeit oder länger im Segelzustand bewusstlos ist oder wenn ein Systemproblem auftritt, wie z. B. die Unfähigkeit, ein automatisches Lenkungssteuern einzuschalten, kann die Steuerverwaltungsvorrichtung 441 den Bremszustand aktivieren, um ein automatisches Bremsen durchzuführen.
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Wenn eine abschüssige Straße oder das Vorwärtsfahrzeug im Segelzustand erfasst wird, kann die Steuerverwaltungsvorrichtung 441 den Bremszustand aktivieren und das automatische Bremsen durchführen.
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Wenn im Segelzustand erkannt wird, dass der Fahrer sich konzentriert oder wieder bei Bewusstsein ist, kann die Steuerungsverwaltungsvorrichtung 441 das halbautonome Fahren so steuern, dass es kontinuierlich durchgeführt wird.
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In einer Ausführungsform kann der Segelzustand aufweisen einen primären Segelzustand, der vom Bereitschaftszustand aus auf der Grundlage der Änderung des Fahrerzustandes aktiviert wird, und einen sekundären Segelzustand, der aktiviert wird, wenn der sekundäre Warnzustand für eine bestimmte Zeit aufrechterhalten wird.
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Die Steuerverwaltungsvorrichtung 441 kann ein Steuerdeaktivierungssignal von der Steuerdeaktivierungsvorrichtung 442 empfangen. In diesem Fall kann die Steuerverwaltungsvorrichtung 441 der derzeit aktiven Steuerstufe als Reaktion auf das Steuerdeaktivierungssignal deaktivieren. Wenn die Steuerstufe deaktiviert ist, kann die Steuerverwaltungsvorrichtung 441 die Bereitschaftsstufe (z.B. den Bereitschaftsschritt) aktivieren.
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Die Steuerdeaktivierungsvorrichtung 442 kann das Steuerdeaktivierungssignal erzeugen auf Grundlage des von der Steuerungsverwaltungsvorrichtung 441 empfangenen Zustandssignals, auf Grundlage verschiedener Ereignisinformationen in Bezug auf die manuelle Manipulation durch den Fahrer, die von der Aktuelles-Fahrzeugzustandserfassungsvorrichtung 420 empfangen werden, auf Grundlage von der Vorwärtsfahrzeugentfernungserkennungsvorrichtung 430 empfangenen Ereignisinformationen, und auf Grundlage von von der Fahrerzustandserfassungsvorrichtung 410 empfangenen Fahrerzustandswarnereignisinformationen, und dergleichen.
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Spezifische Beispiele, in denen das Steuerdeaktivierungssignal erzeugt wird, werden in 9, die später beschrieben wird, im Detail beschrieben.
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Die Steuerverwaltungsvorrichtung 441 kann sofort in die Bereitschaftsstufe wechseln, wenn das Steuerdeaktivierungssignal von der Steuerdeaktivierungsvorrichtung 442 empfangen wird, unabhängig von der gerade aktiven Steuerstufe.
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5 ist eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Signalflusses in einer autonomen Fahrsteuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung.
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Bezugnehmend auf 5 kann die Steuerdeaktivierungsvorrichtung 442 ein Pedalübersteuerungsereignissignal, das über einen Pedalmanipulationsstatus des Fahrers informiert, ein Lenkradübersteuerungsereignissignal, das über einen Lenkradgriff- und/oder -manipulationsstatus des Fahrers informiert, ein Schaltersignalaktivierungsereignissignal, das über einen Schaltermanipulationsstatus des Fahrers informiert, ein Systemfehlerereignissignal, das über einen Systemfehlerzustand informiert, und ähnliches von der Aktuelles-Fahrzeugzustandserfassungsvorrichtung 420 empfangen.
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Die Vorwärtsfahrzeugerfassungsvorrichtung 430 kann ein Vorwärtsfahrzeugentfernungsereignissignal an die Steuerdeaktivierungsvorrichtung 442 und die Steuerverwaltungsvorrichtung 441 übertragen.
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Die Fahrerzustandserfassungsvorrichtung 410 kann ein Fahrerzustandswarnereignissignal an die Steuerverwaltungsvorrichtung 441 übertragen.
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Die Fahrerzustandserfassungsvorrichtung 410 kann ein Fahrerzustandswarnfreigabeereignissignal an die Steuerdeaktivierungsvorrichtung 442 übertragen.
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Die Steuerverwaltungsvorrichtung 441 kann die Steuerstufe auf der Grundlage von zumindest dem Vorwärtsfahrzeugentfernungsereignissignal und dem Fahrerzustandswarnereignissignal ermitteln und dynamisch ein Zustandssignal erzeugen, das der ermittelten Steuerstufe entspricht.
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Die Steuerdeaktivierungsvorrichtung 442 kann basierend auf dem Ereignissignal, das von der Aktuelles-Fahrzeugzustandserfassungsvorrichtung 420, der Vorwärtsfahrzeugerfassungsvorrichtung 430 und der Fahrerzustandserfassungsvorrichtung 410 empfangen wird, ermitteln, ob die derzeit aktive Steuerstufe deaktiviert werden soll. Wenn die Steuerdeaktivierung erforderlich ist, kann die Steuerdeaktivierungsvorrichtung 442 ein Deaktivierungssignal an die Steuerverwaltungsvorrichtung 441 senden.
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Die Steuerungsverwaltungsvorrichtung 441 kann als Reaktion auf das Deaktivierungssignal sofort in die Bereitschaftsstufe oder den Bereitschaftszustand wechseln, unabhängig von der aktuellen Steuerstufe oder dem aktuellen Steuerzustand.
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Beim Aktivieren der Bereitschaftsstufe können alle zuvor aktivierten Steuerstufen deaktiviert werden.
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6 ist eine Zustandsübergangsdarstellung zur Veranschaulichung eines Betriebsmechanismus einer autonomen Fahrsteuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung.
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Insbesondere ist 6 eine Zustandsübergangsdarstellung für das Steuern des Fahrernotfallassistenten (DEA) während des teilautonomen Fahrens.
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Bezugnehmend auf 6 können die Zustände der Steuerverwaltungsvorrichtung 441 der autonomen Fahrsteuervorrichtung den Bereitschaftszustand (a ZUSTAND 0), den primären Warnzustand (a ZUSTAND 1), den sekundären Warnzustand (a ZUSTAND 2), den Segelzustand (a ZUSTAND 3) und den Bremszustand (a ZUSTAND 4) aufweisen.
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Wenn eine Schläfrigkeitstufe oder ein Schläfrigkeitsgrad einen ersten spezifischen Wert im Bereitschaftszustand überschreitet, kann die Steuerverwaltungsvorrichtung 441 in den primären Warnzustand übergehen. Als Beispiel kann im primären Warnzustand der visuelle Warnalarm durch ein Cluster (z.B. eine Ansammlung von Leuchtquellen) und dergleichen ausgegeben werden.
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Wenn die Schläfrigkeitsstufe einen zweiten spezifischen Wert überschreitet und eine Dauer des ZUSTANDS 1 einen dritten spezifischen Wert im primären Warnzustand überschreitet, kann die Steuerverwaltungsvorrichtung 441 in den sekundären Warnzustand übergehen. Beispielsweise kann im sekundären Warnzustand der akustische und/oder der taktile Alarm ausgegeben werden.
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Wenn eine Dauer des ZUSTANDS 2 im sekundären Warnzustand einen vierten spezifischen Wert überschreitet, kann die Steuerverwaltungsvorrichtung 441 in den Segelzustand übergehen.
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Wenn eine Dauer des ZUSTANDS 3 einen fünften spezifischen Wert überschreitet im Segelzustand und in einem Zielzustand (z.B. einem Hindernis-vorhanden-Zustand), in dem das Vorwärtsfahrzeug erfasst wird, oder in einem Bergabfahrzustand auf der bergab führenden Straße (z.B. der abschüssigen Straße), kann die Steuerverwaltungsvorrichtung 441 in den Bremszustand übergehen.
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In einer Ausführungsform kann die Steuerverwaltungsvorrichtung 441, wenn die bergab führende Straße im primären Warnzustand oder im sekundären Warnzustand erfasst wird, so steuern, dass das automatische Bremsen durch sofortiges Aktivieren des Bremszustands ohne Durchführen des Segelns durchgeführt wird, selbst wenn das Vorwärtsfahrzeug nicht vorhanden ist.
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In einer Ausführungsform kann die Steuerverwaltungsvorrichtung 441 den Segelzustand beenden und den Bremszustand aktivieren, wenn der Abstand zum Vorwärtsfahrzeug gleich oder kleiner als der Referenzwert im Segelzustand wird. Wenn der Abstand zum Vorwärtsfahrzeug im Bremszustand wieder gleich oder größer als der Referenzwert wird, kann die Steuerverwaltungsvorrichtung 441 den Segelzustand aus dem Bremszustand heraus wieder aktivieren.
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Wenn das Deaktivierungssignal in den Zuständen 1 bis 4 empfangen wird, kann die Steuerverwaltungsvorrichtung 441 in den Bereitschaftszustand übergehen.
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In der obigen Ausführungsform können spezifische Werte zur Ermittlung des Übergangs zwischen den Zuständen als Parameterwerte eingestellt und angepasst werden.
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Wie in 6 gezeigt, kann die Steuerverwaltungsvorrichtung 441 gemäß der vorliegenden Ausführungsform den Segelzustand sofort aktivieren, ohne in den Bremszustand überzugehen, nachdem sie den Warnalarm ausgelöst hat, wenn sie einen Notfall erkennt, z. B. schläfriges Fahren, Unachtsamkeit des Fahrers und dergleichen, wodurch das Fahrgefühl des Fahrers verbessert wird. Beim Aktivieren des Bremszustands wird automatisch eine Bremse betätigt, so dass der Fahrer das Bremsen sofort erkennen kann. Im Segelzustand wird die Verzögerung (z.B. die Abbremsung oder das Bremsen) jedoch nur mit der Haftkraft eines Reifens durchgeführt, ohne dass die Bremse betätigt wird, so dass der Fahrer das Bremsen nicht sofort erkennen kann. Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung/Erfindung nutzen das Segeln für die Geschwindigkeitsaufrechterhaltung und eine sanfte Verzögerung, wenn eine Situation wie eine grundlegende Vorwärtskollisionsvermeidungshilfe (FCA) und dergleichen auftritt, so dass die Reisezufriedenheit des Fahrers verbessert werden kann.
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Darüber hinaus können Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung/Erfindung nicht nur die Kraftstoffeffizienz verbessern, indem sie unnötiges Bremsen verhindern, sondern auch den Verschleiß der Reifen, der Bremsen und dergleichen verringern.
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7 ist eine Zustandsübergangsdarstellung zur Veranschaulichung eines Betriebsmechanismus einer autonomen Fahrsteuervorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung.
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In der Situation der Durchführung des Bremsens oder des Segelns kann die Steuerverwaltungsvorrichtung 441 gemäß einer Ausführungsform das teilautonome Fahren aufrechterhalten, indem sie erneut eine SCC-Grundfunktion durchführt, ohne ein teilautonomes Fahrsystem basierend auf dem Zustand des Fahrers abzuschalten.
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Bezugnehmend auf 7, wenn die Schläfrigkeitsstufe (oder der Schläfrigkeitsgrad) im Bremszustand gleich oder kleiner als ein sechster spezifischer Wert ist, und wenn eine Dauer des ZUSTANDS 4 gleich oder kleiner als ein siebter spezifischer Wert ist, kann die Steuerverwaltungsvorrichtung 441 den Segelzustand aktivieren.
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Das heißt, die Steuerverwaltungsvorrichtung 441 kann steuern, dass das teilautonome Fahren wieder durchgeführt wird, wenn sich der Fahrer in dem Segelzustand oder dem Bremszustand wieder konzentriert. Durch das Steuern kann die Steuerverwaltungsvorrichtung 441 die Anzahl der unnötigen Manipulationen des Fahrers für das erneute Fahren des halbautonomen Fahrsystems reduzieren.
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8 ist eine Zustandsübergangsdarstellung zur Veranschaulichung eines Betriebsmechanismus einer autonomen Fahrsteuervorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung.
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Bezugnehmend auf 8 können die Zustände der Steuerverwaltungsvorrichtung 441 der autonomen Fahrsteuervorrichtung den Bereitschaftszustand (a ZUSTAND 0), den primären Segelzustand (a ZUSTAND 1), den primären Warnzustand (a ZUSTAND 2), den sekundären Warnzustand (a ZUSTAND 3), den sekundären Segelzustand (a ZUSTAND 4) und den Bremszustand (a ZUSTAND 5) aufweisen.
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Wenn die Schläfrigkeitsstufe den ersten spezifischen Wert im Bereitschaftszustand überschreitet, kann die Steuerverwaltungsvorrichtung 441 in den primären Segelzustand übergehen.
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Das heißt, wenn die Unachtsamkeit des Fahrers erkannt wird, kann die Steuerverwaltungsvorrichtung 441 das Segeln steuern, das vor der Ausgabe der audiovisuellen Warnung durchgeführt wird, wodurch das Fahrzeug gesteuert wird, um das Fahrrisiko automatisch zu senken, ohne eine kognitive Belastung des Fahrers aufzubringen (z.B. zu verursachen).
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Wenn die Schläfrigkeitsstufe den zweiten spezifischen Wert im primären Segelzustand überschreitet und wenn eine Dauer des ZUSTANDS 1 den dritten spezifischen Wert überschreitet, kann die Steuerverwaltungsvorrichtung 441 in den primären Warnzustand übergehen und die Ausgabe eines vorbestimmten audiovisuellen Warnalarms steuern, der zu starten ist.
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Wenn eine Dauer des ZUSTANDS 2 den vierten spezifischen Wert im primären Warnzustand überschreitet, kann die Steuerverwaltungsvorrichtung 441 in den sekundären Warnzustand übergehen und die Ausgabe des vorbestimmten audiovisuellen Warnalarms steuern.
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Wenn eine Dauer des ZUSTANDS 3 den fünften spezifischen Wert im sekundären Warnzustand überschreitet, kann die Steuerverwaltungsvorrichtung 441 in den sekundären Segelzustand übergehen.
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Wenn eine Dauer des ZUSTANDS 4 den sechsten spezifischen Wert im sekundären Segelzustand überschreitet und im Zielzustand, in dem das Vorwärtsfahrzeug erfasst wird, oder im Bergabfahrzustand auf der bergab führenden Straße, kann die Steuerverwaltungsvorrichtung 441 in den Bremszustand übergehen.
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In einer Ausführungsform kann die Steuerverwaltungsvorrichtung 441, wenn die bergab führende Straße im primären Warnzustand oder im sekundären Warnzustand erfasst wird, so steuern, dass das automatische Bremsen durch sofortiges Aktivieren des Bremszustands ohne sekundäres Segeln durchgeführt wird, selbst wenn das Vorwärtsfahrzeug nicht vorhanden ist.
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In einer Ausführungsform kann die Steuerverwaltungsvorrichtung 441 den sekundären Segelzustand beenden und den Bremszustand aktivieren, wenn der Abstand zum Vorwärtsfahrzeug gleich oder kleiner als der Referenzwert im sekundären Segelzustand wird. Wenn der Abstand zum Vorwärtsfahrzeug im Bremszustand wieder gleich oder größer als der Referenzwert wird, kann die Steuerverwaltungsvorrichtung 441 den sekundären Segelzustand aus dem Bremszustand heraus wieder aktivieren.
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Wenn das Deaktivierungssignal in den ZUSTÄNDEN 1 bis 5 empfangen wird, kann die Steuerverwaltungsvorrichtung 441 in den Bereitschaftszustand übergehen.
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Die spezifischen Werte zur Ermittlung des Übergangs zwischen den Zuständen können als Parameterwerte eingestellt und angepasst werden.
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Wie in 8 gezeigt, kann die Zustandsübergangsdarstellung gemäß der vorliegenden Ausführungsform so konfiguriert sein, dass sie mehrere Segelzustände enthält. Da insbesondere das primäre Segeln durchgeführt wird, bevor die audiovisuelle Warnausgabe aus der Identifizierung der Unachtsamkeit des Fahrers resultiert, besteht ein Vorteil, dass das Fahrzeug automatisch das Fahrrisiko senken kann, indem es den Abstand, d.h. den Abstand zum Vorwärtsfahrzeug, ausreichend sichert (z.B. groß genug hält), während die kognitive Belastung des Fahrers minimiert wird.
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9 ist eine Darstellung zur Veranschaulichung der Bedingungen für eine Erzeugung eines Deaktivierungssignals gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung.
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Unter Bezugnahme auf die 4, 5 und 9 kann die Steuerdeaktivierungsvorrichtung 442 auf der Grundlage der Informationen (oder des Ereignissignals), die von mindestens einer von der Fahrerzustandserfassungsvorrichtung 410, der Aktuelles-Fahrzeugzustandserfassungsvorrichtung 420 und/oder der Vorwärtsfahrzeugerfassungsvorrichtung 430 gesammelt werden, ermitteln, ob vorbestimmte Deaktivierungsbedingungen erfüllt sind, und kann das Deaktivierungssignal erzeugen, wenn die Deaktivierungsbedingungen als Ergebnis der Ermittlung erfüllt sind.
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Wenn beispielsweise erfasst wird: eine Situation, in der die externe Situation nicht in der Lage (z.B. nicht geeignet) ist zum Durchführen einer intelligenten Geschwindigkeitsregelung (SCC, smart cruise control), eine Situation, in der der Fahrer ein Gas- oder Bremspedal betätigt hat, eine Situation, in der es kein Ziel (z.B. kein Hindernis), d.h. das Vorwärtsfahrzeug, gibt, wenn eine Hilfsbremse betätigt wird, eine Situation, in der es kein Ziel gibt, wenn der Fahrer einen Schalter betätigt, eine Situation, in der eine Lenkradmanipulation des Fahrers erfasst wird, eine Situation, in der ein Spurfolgeassistent (LFA, lane following assist) und/oder ein Spurhalteassistent (LKA, lane keeping assist) nicht möglich (z.B. nutzbar) sind, und/oder eine Situation, in der der Fahrer einen linken oder einen rechten Blinker oder eine Notfallwarnleuchte betätigt hat, und dergleichen, kann die Steuerdeaktivierungsvorrichtung 442 das Deaktivierungssignal auf der Grundlage der verschiedenen Ereignissignale erzeugen, die von der Aktuelles-Fahrzeugzustandserfassungsvorrichtung 420 und der Vorwärtsfahrzeugerfassungsvorrichtung 430 empfangen werden.
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Als ein weiteres Beispiel kann die Steuerdeaktivierungsvorrichtung 442 das Deaktivierungssignal auf der Grundlage der Informationen (oder des Ereignissignals) erzeugen, die von der Fahrerzustandserfassungsvorrichtung 410 und der Vorwärtsfahrzeugerfassungsvorrichtung 430 empfangen werden, wenn die Fahrerschläfrigkeitsstufe und/oder eine Fahrerunachtsamkeitsstufe kleiner als ein bestimmter Wert ist und es kein Ziel gibt.
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Wie oben beschrieben, steuert die autonome Fahrsteuereinrichtung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung/Erfindung adaptiv das Segeln und das Bremsen auf der Grundlage des Fahrerzustandes zusätzlich zu dem einfachen Warnalarm, wodurch eine aktive Steuerung nicht nur im normalen Fahrbetrieb, sondern auch in einem teilautonomen Fahrabschnitt durchgeführt wird.
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Darüber hinaus ist die autonome Fahrsteuereinrichtung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung/Erfindung in der Lage, das Fahrzeugsteuern flüssiger durchzuführen, indem sie die Steuerstufe, die als Segeln bezeichnet wird, sowie die primäre und sekundäre audiovisuelle Alarmwarnung und das automatische Bremsen anwendet, wodurch nicht nur das Fahrrisiko gesenkt wird, sondern auch zur Verbesserung der Fahrzufriedenheit des Fahrers, zur Verringerung des Kraftstoffverbrauchs, zur Vermeidung von Bremsen- und Reifenverschleiß und dergleichen beigetragen wird.
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Darüber hinaus steuert die autonome Fahrsteuereinrichtung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung/Erfindung ein System, das den Fahrerzustand überwacht, um den einfachen Warnalarm und das teilautonome Fahrsystem in einer integrierten Weise auszugeben, wodurch eine Reaktionsstrategie implementiert wird, die in Bezug auf den Fahrer und das Fahrzeug konsistent ist.
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Die Operationen (z.B. Schritte) des Verfahrens oder des Algorithmus, die im Zusammenhang mit den hier offengelegten Ausführungsformen beschrieben werden, können direkt in Hardware oder einem Softwaremodul, das von einem Prozessor ausgeführt wird, oder in einer Kombination davon verkörpert sein. Das Softwaremodul kann sich auf einem Speichermedium (d.h. dem Speicher und/oder der Speicherung und/oder dem Arbeitsspeicher) befinden, wie z. B. einem RAM, einem Flash-Speicher, einem ROM, einem EPROM, einem EEPROM, einem Register, einer Festplatte, einer Wechselplatte und einer CD-ROM.
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Das beispielhafte Speichermedium kann mit dem Prozessor verbunden sein, und der Prozessor kann Informationen aus dem Speichermedium auslesen und Informationen im Speichermedium aufzeichnen. Alternativ kann das Speichermedium auch in den Prozessor integriert sein. Der Prozessor und das Speichermedium können in einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC) untergebracht sein. Die ASIC kann in einem Benutzerterminal untergebracht sein. In einem anderen Fall können der Prozessor und das Speichermedium als separate Komponenten im Benutzerendgerät untergebracht sein.
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Obwohl vorhergehend die vorliegende Offenbarung/Erfindung unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen und die beigefügten Zeichnungen beschrieben wurde, ist die vorliegende Offenbarung/Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern kann von Fachleuten, die auf dem Gebiet der vorliegenden Offenbarung/Erfindung bewandert sind, in vielfältiger Weise modifiziert und verändert werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung/Erfindung abzuweichen, der in den folgenden Ansprüchen beansprucht wird. Daher werden die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt, um die Idee und den Umfang der vorliegenden Offenbarung/Erfindung zu erläutern, nicht aber, um sie einzuschränken, so dass die Idee und der Umfang der vorliegenden Offenbarung/Erfindung nicht durch die Ausführungsformen eingeschränkt werden. Der Umfang der vorliegenden Erfindung sollte auf der Grundlage der beigefügten Ansprüche ausgelegt werden, und alle technischen Ideen innerhalb des den Ansprüchen entsprechenden Umfangs sollten in den Umfang der vorliegenden Erfindung einbezogen werden.
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Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung/Erfindung haben den Vorteil, dass sie das Verfahren und die Vorrichtung zum Steuern des autonomen Fahrens für die halbautonomen Fahrzeuge bereitstellen.
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Darüber hinaus haben Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung/Erfindung den Vorteil, dass sie das Verfahren und die Vorrichtung zum Steuern des autonomen Fahrens bereitstellen, die in der Lage sind, das Reiserisiko des Fahrers zu minimieren, indem sie den Alarm und das Fahrzeug stufenweise/adaptiv basierend auf dem Fahrerzustand während des teilautonomen Fahrens steuern.
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Darüber hinaus haben Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung/Erfindung den Vorteil, dass sie das Verfahren und die Vorrichtung zum Steuern des autonomen Fahrens bereitstellen, die in der Lage sind, das System in integrierter/flüssiger Weise auf der Grundlage der Situation zu steuern, indem sie die Segelstufe nutzen, ohne auf die einfache Kombination des bestehenden massenproduzierten Warnsystems und des autonomen Fahrsystems beschränkt zu sein.
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Darüber hinaus haben Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung/Erfindung den Vorteil, dass sie die Reisezufriedenheit des Fahrers durch die fließende Verwendung des Segelns verbessern und einen Anstieg des Kraftstoffverbrauchs und des Reifen-/Bremsenverschleißes aufgrund des unnötigen Bremsens minimieren.
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Darüber hinaus kann erwartet werden, dass Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung/Erfindung das Reiserisiko des Fahrers reduzieren, indem die Warnung für jede Stufe (z.B. für jeden Schritt) basierend auf dem Fahrerzustand ausgegeben wird oder das Fahrzeug direkt gesteuert wird.
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Darüber hinaus haben Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung/Erfindung den Vorteil, dass die Reaktionsstrategie in Bezug auf den Fahrer und das Fahrzeug konsistent umgesetzt wird, indem das System, das den Fahrerzustand überwacht, um den einfachen Warnalarm auszugeben, und das teilautonome Fahrsystem integriert werden.
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Darüber hinaus haben Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung/Erfindung den Vorteil, dass sie das Auftreten einer zusätzlichen Risikosituation, die sich aus einem schnellen Fahrzeugsteuern aus der Sicht des Fahrers ergibt, wirksam verhindern, indem sie die Segelstufe in eine Steuerstrategie aufnehmen.
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Darüber hinaus können verschiedene Effekte, die direkt oder indirekt durch das vorliegende Dokument identifiziert werden, bereitgestellt werden.
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Obwohl die vorliegende Offenbarung/Erfindung unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen und die beigefügten Zeichnungen beschrieben wurde, ist die vorliegende Offenbarung/Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern kann von Fachleuten, die auf dem Gebiet der vorliegenden Offenbarung/Erfindung bewandert sind, in verschiedener Weise modifiziert und geändert werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, die in den folgenden Ansprüchen beansprucht wird.
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Bezugszeichenliste
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- 301
- GPS-Empfänger
- 302
- Sammelvorrichtung für fahrzeugexterne Informationen
- 303
- Radar/Lidar
- 304
- externe Kamera
- 305
- Sammelvorrichtung für fahrzeuginterne Informationen
- 306
- interne Kamera
- 307
- biometrischen Sensor
- 308
- präzise Kartenbereitstellungsvorrichtung
- 310
- autonome Fahrsteuereinheit
- 311
- Präzisionspositioniervorrichtung
- 312
- Erkennungsvorrichtung
- 313
- Steuerbefehlsvorrichtung
- 314
- Fahrzustandsermittlungsvorrichtung
- 315
- Benutzereingabevorrichtung
- 316
- Steuerrechtsübertragungsermittlungsvorrichtung
- 317
- Beleuchtungssteuereinheit
- 318
- Ausfallsicherheitsmodul
- 321
- Warnalarmvorrichtung
- 323
- Richtungsanzeige
- 324
- Notblinkanzeige
- 325
- Bremssystem (EPB)
- 326
- Haltungssteuersystem (ESC)
- 327
- Lenksystem (MDPS)
- 328
- Schaltsystem (TCU)
- 329
- Fahrsystem (EMS)
- 330
- andere Systeme
- 410
- Fahrerzustandserfassungsvorrichtung
- 420
- Aktuelles-Fahrzeugzustandserfassungsvorrichtung
- 430
- Vorwärtsfahrzeugerfassungsvorrichtung
- 440
- Notfallermittlungsvorrichtung
- 441
- Steuerverwaltungsvorrichtung
- 442
- Steuerdeaktivierungsvorrichtung
- 450
- Anzeigevorrichtung
- 460
- Alarmvorrichtung
- 470
- Antriebsvorrichtung
- 480
- Bremsvorrichtung
