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Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum Betreiben einer Fahrfunktion zum assistierten oder automatisierten Manövrieren eines Fahrzeugs. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine Recheneinrichtung für ein Fahrzeug zum Durchführen eines derartigen Verfahrens. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Computerprogramm, ein computerlesbares Speichermedium sowie ein Assistenzsystem für ein Fahrzeug.
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Aus dem Stand der Technik sind bereits einige Systeme zum Betreiben einer Fahrfunktion zum automatisierten Manövrieren eines Fahrzeugs bekannt. Dabei kann es sich bspw. um Systeme handeln, die basierend auf vorliegenden Umfelddaten ein automatisiertes Manövrieren eines Fahrzeugs aus einer Parklücke oder auf Basis einer gespeicherten Trajektorie, die zuvor abgefahren wurde, ein automatisches Manövrieren ermöglichen.
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Aus der
DE 10 2016 121 465 A1 ist ein Verfahren zum Manövrieren eines Kraftfahrzeugs unter Berücksichtigung von in einer Aufzeichnungsphase bestimmten Positionswerten während einer ersten Bewegungsphase bekannt, wobei während einer Rückfahrphase basierend auf den aufgezeichneten Positionswerten das Fahrzeug in entgegengesetzte Richtung zumindest teilautomatisiert manövriert wird.
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Da gerade beim Manövrieren von Fahrzeugen der zur Verfügung stehende Platzbedarf oft begrenzt ist und sich das Umfeld schnell ändern kann, ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bekannte Systeme und Verfahren zum Betreiben einer Fahrfunktion zum automatisierten Manövrieren weiter zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein System und ein entsprechend ausgebildetes Verfahren, durch eine Recheneinrichtung, durch ein Computerprogramm sowie ein computerlesbares Speichermedium mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Der Begriff „automatisiertes Fahren“ umfasst automatisiertes Fahren mit einem beliebigen Automatisierungsgrad. Beispielhafte Automatisierungsgrade sind assistiertes, teilautomatisiertes, bedingt automatisiertes, hochautomatisiertes und vollautomatisiertes Fahren (mit jeweils zunehmendem Automatisierungsgrad). Die vorstehend genannten fünf Automatisierungsgrade entsprechen den SAE-Level 1 bis 5 der Norm SAE J3016 (SAE - Society of Automotive Engineering) gemäß dem Stand vom 30. April 2021. Beim assistierten Fahren (SAE-Level 1) führt das System die Längs- oder Querführung in bestimmten Fahrsituationen durch. Beim teilautomatisierten Fahren (SAE-Level 2) übernimmt das System die Längs- und Querführung in bestimmten Fahrsituationen, wobei der Fahrer das System wie beim assistierten Fahren dauerhaft überwachen muss. Beim bedingt automatisierten Fahren (SAE-Level 3) übernimmt das System die Längs- und Querführung in bestimmten Fahrsituationen, ohne dass der Fahrer das System dauerhaft überwachen muss; der Fahrer muss aber in einer gewissen Zeit in der Lage sein, die Fahrzeugführung auf Anforderung durch das System zu übernehmen. Beim hochautomatisierten Fahren (SAE-Level 4) übernimmt das System die Fahrzeugführung in bestimmten Fahrsituationen, selbst wenn der Fahrer auf eine Anforderung zum Eingreifen nicht reagiert, so dass der Fahrer als Rückfallebene entfällt. Beim vollautomatisierten Fahren (SAE-Level 5) können vom System alle Aspekte der dynamischen Fahraufgabe unter jeder Fahrbahn- und Umgebungsbedingung durchgeführt werden, welche auch von einem menschlichen Fahrer beherrscht werden.
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Darüber hinaus wird auch unter dem Begriff des „zumindest teilautomatisierten Fahrens bzw. Manövrierens“ im Rahmen des Dokuments assistiertes, teilautomatisiertes, bedingt automatisiertes, hochautomatisiertes, vollautomatisiertes Fahren bzw. Manövrieren verstanden. Mit anderen Worten wird also unter dem Begriff des „zumindest teilautomatisierten Fahrens“ bzw. des „zumindest teilautomatisierten Manövrierens“ ein Automatisierungsgrad ab einschließlich SAE-Level 1 verstanden.
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Darüber hinaus wird auch unter dem Begriff „automatisiertes Fahren“ bzw. automatisiertes Manövrieren im Rahmen des Dokuments ein assistiertes oder zumindest teilautomatisiertes Fahren mit zumindest automatisierter Querführung verstanden. Beim assistierten oder automatisierten Manövrieren kann ein zeitlich begrenztes Fahren im niedrigen Geschwindigkeitsbereich bzw. Manövrieren, z. B. im Rahmen des Ein- oder Ausparkens oder eines automatischen Fahrens einer zuvor aufgezeichneten Trajektorie in entgegengesetzte Richtung (bekannt unter den Begriffen Rückwärtsfahrassistent oder Vorwärtsfahrassistent) handeln.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein System zum Betrieb einer Fahrfunktion zum automatisierten Manövrieren eines Fahrzeugs vorgesehen, wobei das System eingerichtet ist, verschiedene nachfolgend beschriebene Tätigkeiten durchzuführen:
- - Während einer ersten Bewegungsphase des Fahrzeugs Erfassen und Speichern von Trajektoriendaten einer zuvor (manuell oder automatisiert) gefahrene Trajektorie,
- - in einer an die erste Bewegungsphase anschließenden Stillstandsphase Detektieren eines Wunsches nach einem zumindest teilautomatisierten Manövrieren des Fahrzeug entlang der gefahrenen Trajektorie in entgegengesetzte Richtung, und
- - daraufhin in einer an die Stillstandsphase anschließenden zweiten Bewegungsphase Zulassen und ggf. Veranlassen einer zumindest teilautomatisierten Fahrzeugführung basierend auf den gespeicherten Trajektoriendaten (unter Berücksichtigung des Umfelds mittels geeigneter Sensorik oder durch den Fahrer), wenn ein bestimmtes Maß an Fahreraufmerksamkeit erreicht oder überschritten ist.
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Die Durchführung der beschriebenen Tätigkeiten erfolgt typischerweise mittels eines oder mehrerer elektronischer Steuergeräte. Jedes der ein oder mehreren Steuergeräte kann einen oder mehrere programmierbare Prozessoren umfassen, die über ein oder mehrere Software-Programme programmgesteuert in erfindungsgemäßer Weise arbeiten.
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Die erste Bewegungsphase, ab der die Trajektoriendaten einer zuvor gefahrenen Trajektorie zumindest teilweise erfasst und gespeichert werden, kann durch verschiedene Aktionen eingeleitet werden bzw. beginnen. Sie startet bspw. mit bzw. nach dem automatisierten Erkennen einer bestimmten Fahr- oder Umfeld-Situation, mit dem Aktivieren einer bestimmten Fahrfunktion und/oder durch eine vom Fahrer vorgenommene Bedienhandlung zum Starten der ersten Bewegungsphase und der damit verbundenen Erfassung und Speicherung der Trajektorie. Beendet wird die erste Bewegungsphase bspw. mit dem automatischen Erkennen der Beendigung einer bestimmten Fahr- oder Umfeld-Situation, mit dem Deaktivieren einer bestimmten Fahrfunktion, mit dem Erreichen des Fahrzeugstillstands und/oder durch eine vom Fahrer vorgenommene Bedienhandlung zum Beenden der ersten Bewegungsphase und der damit verbundenen Erfassung und Speicherung der Trajektorie.
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Die zu erfassende und zu speichernde Trajektorie kann entweder manuell durch den Fahrer oder zumindest teilautomatisiert im Rahmen einer Fahrfunktion abgefahren werden. Um die Größe eines für die Speicherung vorgesehenen Datenspeichers begrenzen zu können, kann die Speicherung der Trajektoriendaten nur temporär, also nur für eine bestimmte Zeitdauer und/oder nur für eine bestimmte Strecke (z. B. 50m, 75m, 100m, 150m oder 200m) erfolgen. Ist die im Rahmen der ersten Bewegungsphase gefahrene Strecke zu lange, kann vorgesehen sein, dass nur die Informationen zur Trajektorie gespeichert werden oder gespeichert bleiben, die innerhalb der für die Speicherung zulässigen Strecke liegen. Dies kann auf einfache Weise durch Nutzung eines sog. Ringspeichers umgesetzt bzw. sichergestellt werden. Die Trajektorie bzw. die zu speichernden Trajektoriendaten können in einer Speichereinheit im Fahrzeug oder außerhalb des Fahrzeugs (z. B. in einem sog. Backend) gespeichert werden.
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Im Rahmen der Erfassung und Speicherung der Trajektoriendaten werden insb. Trajektoriendaten zur Querführung bzw. absolute Fahrzeugpositionsdaten und/oder zum Fahrzeugumfeld relative Positionsdaten erfasst und gespeichert. Zusätzlich können auch (positionsabhängige) Längsführungsinformationen (Geschwindigkeitsdaten) erfasst und gespeichert werden.
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Während der - unmittelbar oder mittelbar - an die erste Bewegungsphase anschließenden Stillstandsphase wird überprüft, ob der Wunsch des Fahrers nach einem zumindest teilautomatisierten Manövrieren des Fahrzeugs entlang der Trajektorie in entgegengesetzte Richtung vorliegt. Hierzu können verschiedenen Fahrer- und/oder Fahrzeugdaten ausgewertet werden. Vorteilhafterweise wird der Wunsch nach einem zumindest teilautomatisierten Manövrieren des Fahrzeugs entlang der Trajektorie in entgegengesetzte Richtung bei Erkennen eines Fahrtrichtungs-Gangwechsels oder bei einem Wiederstart des in der Stillstandsphase abgeschalteten Fahrzeugs detektiert. Alternativ oder zusätzlich kann auch bei Ausführen eine bestimmte Bedienhandlung des Fahrers, bspw. eine Spracheingabe und/oder einer Bestätigung eines dafür vorgesehen Bedienelements der Wunsch nach einem entsprechenden teilautomatisierten Manöver detektiert werden.
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Wird ein entsprechender Wunsch des Fahrers nach einem zumindest assistierten bzw. teilautomatisierten Manövrieren des Fahrzeug entlang der Trajektorie in entgegengesetzte Richtung detektiert, kann das System in einer an die Stillstandsphase anschließenden zweiten Bewegungsphase eine zumindest assistierte bzw. teilautomatisierte Fahrzeugführung basierend auf den gespeicherten Trajektoriendaten (und ggf. unter Berücksichtigung des Umfelds) einleiten oder zulassen, jedoch nur dann, wenn sichergestellt ist, dass der Fahrer aufmerksam ist, also ein bestimmtes Maß an Fahreraufmerksamkeit erreicht oder überschritten ist.
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Die Ermittlung eines Fahreraufmerksamkeitsmaßes bzw. die Feststellung, ob die aktuelle Fahreraufmerksamkeit ein bestimmtes, ggf. variabel definierbares Fahreraufmerksamkeitsmaß erreicht oder überschreitet, kann auf verschiedene Arten bzw. durch Auswertung eines oder mehrerer Parameter erfolgen. Beispielsweise kann hierzu die Betätigung eines bestimmten Bedienelements überwacht werden, und bei einer erkannten (zumindest temporären) Betätigung des bestimmten Bedienelements, insb. bei Betätigung eines die Längsführung beeinflussenden Bedienelements festgestellt werden, dass das geforderte bestimmte Maß an Fahreraufmerksamkeit erreicht oder überschritten ist.
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In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung kann die Betätigung des Bremspedals überwacht werden, und bei einer erkannten (bestimmten) Betätigung des Bremspedals festgestellt werden, dass das bestimmte Maß an Fahreraufmerksamkeit erreicht oder überschritten ist. Vorteilhafterweise kann in Bezug auf das Feststellen, ob das geforderte Maß an Fahreraufmerksamkeit erreicht oder überschritten ist, vorgesehen sein, dass bei Betätigung des Bremspedals innerhalb eines definierten Betätigungsbereichs des Bremspedals, der durch eine untere und obere Betätigungsbereichs-Grenze definiert ist, das bestimmten Maß an Fahreraufmerksamkeit erreicht oder überschritten ist bzw. als erreicht oder überschritten gilt. Insbesondere kann die obere Grenze der Betätigungsbereichs, bei dessen Überschreiten das bestimmte Maß an Fahreraufmerksamkeit nicht mehr als überschritten gilt, derart definiert sein, dass bei Erreichen der Grenze keine, insbesondere gerade noch keine, durch die Bremspedalbetätigung veranlassbare Bremswirkung veranlasst wird oder nicht mehr als eine minimal zugelassene Bremswirkung veranlasst wird. Alternativ oder ergänzend kann die untere Grenze des Betätigungsbereichs, bei dessen Unterschreitung das bestimmte Maß an Fahreraufmerksamkeit (gerade) noch nicht als erreicht oder überschritten gilt, derart definiert sein, dass die untere Grenze erreicht ist bzw. als erreicht gilt, wenn der Fahrerfuß innerhalb eines definierbaren Abstandsbereich zur Betätigungsfläche des Bremspedals detektiert wird, oder dass die untere Grenze (erst dann) erreicht ist bzw. als erreicht gilt, wenn ein Berühren der Bremspedalfläche des Bremspedals detektiert wird.
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Im Rahmen der zugelassenen zumindest teilautomatisierten Fahrzeugführung kann eine automatisierte Querführung des Fahrzeugs auf Basis der gespeicherten Trajektoriendaten erfolgen, wohingegen die Längsführung gemäß einem für den assistieren oder zumindest automatisierten Manövrierbetrieb zugelassenem Längsführungsbetrieb (ggf. unabhängig von den gespeicherten Trajektoriendaten) zugelassen oder ausgeführt wird. Dabei kann z. B. eine Geschwindigkeitsobergrenze für den Manövrierbetrieb vorgesehen sein. Alternativ kann bei Fahrzeugen mit Automatikgetriebe eine automatisierte Längsführung nur unter Nutzung des Kriechbetriebs der Antriebseinheit ausgeführt werden. Ebenso kann die Längsführung manuell durch den Fahrer erfolgen.
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Um während der zumindest teilautomatisierten Fahrzeugführung kontinuierlich sicherstellen zu können, dass eine entsprechende Fahreraufmerksamkeit vorliegt und bei Bedarf ein manueller Eingriff in die zumindest teilautomatisierte Fahrzeugführung erfolgt bzw. erfolgen kann, ist das System in einer vorteilhaften Weiterbildung ausgestaltet, die zumindest teilautomatisierte Fahrzeugführung basierend auf der gespeicherten Trajektorie bzw. den gespeicherten Trajektoriendaten abzubrechen, wenn das bestimmte Maß an Fahreraufmerksamkeit nicht mehr erreicht wird oder überschritten ist.
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Um wieder in einen sicheren Fahr- und/oder Fahrzeugzustand zu gelangen, ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass bei Abbruch der zumindest teilautomatisierten Fahrzeugführung während der zweiten Bewegungsphase das Fahrzeug (in den Stillstand) abgebremst, insbesondere mit einer definierten, möglicherweise auch variablen, Verzögerung (idealerweise bis in den Stillstand) abgebremst wird.
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Um einen ständigen Wechsel zwischen Zulassen bzw. Aktivierung und Deaktivierung der zumindest teilweise automatisierten Fahrzeugführung während der zweiten Bewegungsphase zu verhindern, kann vorteilhafterweise auch vorgesehen sein, die zumindest teilautomatisierte Fahrzeugführung basierend auf der gespeicherten Trajektorie (erst dann) abzubrechen, wenn ein vom bestimmten Maß abweichendes Deaktivierungsmaß an Fahreraufmerksamkeit nicht mehr erreicht oder nicht mehr überschritten ist. Die Abweichung bzw. die Höhe der Abweichung kann fest oder variabel vorgebbar sein. Insb. kann die Abweichung bzw. die Höhe der Abweichung basierend auf dem oben genannten Betätigungsbereich bzw. der unteren und/oder oberen Grenze des Betätigungsbereichs vorgegeben werden bzw. vorgegeben sein. Insb. können für die Deaktivierung eine untere und/oder obere Deaktivierungsgrenze mit definierter (fest oder variabel) Abweichung zur unteren und/oder oberen (Aktivierungs-)Grenze verwendet werden.
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Analog zu dem erfindungsgemäßen System ist in einem weiteren Aspekt ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben einer Fahrfunktion zum automatisierten Manövrieren eines Fahrzeugs, umfassend die Schritte: Während einer ersten Bewegungsphase (beendet durch Fahrzeugstillstand) Erfassen und Speichern von Trajektoriendaten der (manuell oder automatisiert) gefahrenen Trajektorie, in einer an die erste Bewegungsphase anschließenden Stillstandsphase Detektieren eines Wunsches nach einem zumindest teilautomatisierten Manövrieren des Fahrzeugs entlang der gefahrenen Trajektorie in entgegengesetzte Richtung, und daraufhin in einer an die Stillstandsphase anschließenden zweiten Bewegungsphase Zulassen einer zumindest teilautomatisierten Fahrzeugführung basierend auf den gespeicherten Trajektoriendaten (und unter Berücksichtigung des Umfelds), wenn ein bestimmtes Maß an Fahreraufmerksamkeit erreicht oder überschritten ist.
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Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße System vorgestellten Merkmale bzw. bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Verfahren.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung eine erfindungsgemäße Recheneinrichtung für ein Fahrzeug, die dazu eingerichtet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren und die vorteilhaften Ausgestaltungen davon auszuführen. Die Recheneinrichtung kann beispielsweise als elektronisches Steuergerät, welches einen oder mehrere programmierbare Prozessoren umfasst, ausgebildet sein. Ebenso umfasst die Erfindung ein erfindungsgemäßes computerlesbares Speichermedium, das Befehle umfasst, die bei der Ausführung durch eine Recheneinrichtung diese veranlassen, ein erfindungsgemäßes Verfahren und die vorteilhaften Ausgestaltungen davon auszuführen.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch eine Recheneinrichtung diese veranlassen, ein erfindungsgemäßes Verfahren und die vorteilhaften Ausgestaltungen davon auszuführen.
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Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße System vorgestellten Merkmale bzw. bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend auch für die erfindungsgemäße Recheneinrichtung, für das erfindungsgemäße computerlesbares Speichermedium sowie für ein entsprechend ausgestaltetes Assistenzsystem. Ferner gelten die mit Bezug auf das erfindungsgemäße System und/oder das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten Weiterbildungen bzw. Ausführungsformen und deren Vorteile auch für das erfindungsgemäße Computerprogramm sowie für ein erfindungsgemäße Fahrzeug.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren allein gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.
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Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, umfassend ein erfindungsgemäßes System, und
- 2 einen vereinfachten Ablaufplan als Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
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In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs FZG, umfassend ein erfindungsgemäßes System Sy. In 1 sind eine aus Fahrersicht nach vorne gerichtete Front-Umfeldsensorik F-US, eine nach links gerichtete Seiten-Umfeldsensorik L-US, eine nach rechts gerichtete Seiten-Umfeldsensorik R-US und eine nach hinten gerichtete Rück-Umfeldsensorik H-US dargestellt. Die Front- und Rückumfeldsensoriken F-US, H-US umfassen jeweils mehrere Ultraschallsensoren sowie vorzugsweise ein oder mehrere Kameras. Gegebenenfalls kann auch eine Radarsensorik und/oder eine Lidarsensorik vorhanden sein. Die Seiten-Umfeldsensoriken L-US, R-US umfassen jeweils ein oder mehrere Ultraschallsensoren sowie vorzugsweise ein oder mehrere Kameras. Die Umfeldinformation der Umfeldsensoren F-US, L-US, R-US, H-US werden von einer elektronischen Steuereinheit zum automatisierten Fahren AF-ECU entgegengenommen. Die elektronische Steuereinheit zum automatisierten Fahren AF-ECU steuert eine elektronische Headunit HU an und nimmt von dieser Information entgegen, wobei die Headunit HU wiederum zur Ansteuerung eines zentralen berührungsempfindlichen Bildschirms CID im Fahrzeugcockpit und zur Entgegennahme von über dem berührungsempfindlichen Bildschirm CID getätigten Eingabesignalen dient. Die Steuereinheit zum automatisierten Fahren AF-ECU empfängt Signale einer Getriebesteuereinheit EGS, einer Lenksteuereinheit EPS, einer Motorsteuereinheit DME, einer Bremssteuereinheit EBS und einer Bremspedalbetätigungssensorik BS, und sendet Signale an die Getriebesteuereinheit EGS, die Lenksteuereinheit EPS, die Motorsteuereinheit DME und die Bremssteuereinheit EBS aus. Die Bremspedalbetätigungssensorik BS kann zudem Signale an die Bremssteuereinheit EBS senden. Weiter empfängt die Steuereinheit zum automatisierten Fahren AF-ECU weitere, für automatisierte Fahrfunktionen relevante Zustandsdaten bzw. Zustandssignale, insb. Signale eines Geschwindigkeitssensors vS und Positionsdaten einer Positionsermittlungseinheit GPS.
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Die Steuereinheit zum automatisierten Fahren AF-ECU kann weiter ausgestaltet sein, basierend auf einem oder mehreren der Eingangssignale einen Wechsel aus einer manuellen in eine zumindest teilweise automatisierte Fahrzeugführung, einen Wechsel aus einer zumindest teilweise automatisierten Fahrzeugführung in eine manuelle Fahrzeugführung, einen Wechsel zwischen verschiedenen zumindest teilweise automatisierten Fahrzeugführungs-Betriebsarten zu veranlassen. Weiter kann die Steuereinheit zum automatisierten Fahren AF-ECU ausgebildet sein, im zumindest teilautomatisierten Fahrbetrieb abhängig von der aktiven Fahrfunktion Eingriffe in Längsführung und/oder Querführung zu veranlassen.
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Die Steuereinheit zum automatisierten Fahren AF-ECU des Fahrzeugs FZG kann eingerichtet sein, durch Senden entsprechender Signale an die Motorsteuereinheit DME einen hier nicht dargestellten Antriebsmotor (Verbrennungsmotor oder Elektromotor) des Fahrzeugs FZG zu betreiben, und durch Senden entsprechender Signale an die Bremssteuereinheit EBS eine hier nicht dargestellte Bremseinheit des Fahrzeugs FZG zu betreiben, um das Fahrzeug FZG zumindest teilweise automatisiert längszuführen. Dabei kann insbesondere eine automatische Abstands- und/oder Geschwindigkeitsregelung (insbesondere ACC, Adaptive Cruise Control) bewirkt werden, bei der die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs automatisch eingestellt wird, um den Abstand des Fahrzeugs zu einem direkt vor dem Fahrzeug FZG fahrenden Vorder-Fahrzeug auf einen Zielabstand einzustellen (der z.B. von dem Fahrer des Fahrzeugs FZG festgelegt wurde) und/oder um die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs FZG bei einer Freifahrt (ohne Vorder-Fahrzeug) auf eine Zielgeschwindigkeit einzustellen, die z.B. von dem Fahrer des Fahrzeugs FZG festgelegt wurde.
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Die Steuereinheit zum automatisierten Fahren AF-ECU des Fahrzeugs FZG kann eingerichtet sein, durch Senden entsprechender Signale an die Lenksteuereinheit EPS eine hier nicht dargestellte Lenkeinheit oder Bremseinheit des Fahrzeugs FZG zu betreiben, um das Fahrzeug FZG zumindest teilweise automatisiert querzuführen. Dabei kann insbesondere eine automatische Spurhalteregelung bewirkt werden, bei der die Querführung automatisch basierend auf den Spurbegrenzungslinien oder sonstiger die Fahrspur definierender Parameter vorgenommen wird.
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Die Steuereinheit zum automatisierten Fahren AF-ECU des Fahrzeugs FZG kann zum Betrieb einer Fahrfunktion zum automatisierten Manövrieren des Fahrzeugs FZG eingerichtet sein. Dabei kann sie ausgestaltet sein, verschiedenen Bewegungs- und Stillstandphase des Fahrzeugs FZG, insb. durch Auswertung der Signale des Geschwindigkeitssensors vS, der Getriebesteuereinheit EGS und/oder der Positionsermittlungseinheit GPS, zu erkennen bzw. zu erfassen und auszuwerten. Weiter kann die Steuereinheit AF-ECU eingerichtet sein, während einer ersten Bewegungsphase des Fahrzeugs FZG anhand vorhandener Signale und Zustandsdaten (z. B. Signale vorhandener Umfeldsensorik F-US, L-US, R-US, H-US, der Positionsermittlungseinheit GPS und/oder eines Geschwindigkeitssensors vS) die gefahrene Trajektorie (insb. Trajektoriendaten in Bezug auf die Längsführung und/oder Querführung) zu Erfassen und zumindest temporär in einer, z. B. in der Steuereinheit zum automatisierten Fahren AF-ECU angeordneten Speichereinheit S, zu speichern.
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Weiter ist die Steuereinheit zum automatisierten Fahren AF-ECU eingerichtet sein, in einer an die erste Bewegungsphase anschließenden Stillstandsphase den Wunsch nach einem zumindest teilautomatisierten Manövrieren des Fahrzeug FZG entlang der gespeicherten Trajektorie in entgegengesetzte Richtung zu detektieren. Ein entsprechender Wunsch kann entweder bei Vorliegen definierter Signale und Zustandsdaten, z. B. direkt beim Gangwechsel in eine andere Fahrrichtung (detektierbar über Eingangssignale der Getriebesteuereinheit EGS) oder bei erneutem Motorstart (detektierbar über Eingangssignale der Motorsteuereinheit DME) oder nach einer definierten Bedienhandlung, wie z. B. einer bewussten Aktivierung per Bedienelement oder Spracheingabe, detektiert werden. Weiter kann die Steuereinheit AF-ECU eingerichtet sein, bei detektiertem Wunsch nach einem zumindest teilautomatisierten Manövrieren des Fahrzeug FZG entlang der gespeicherten Trajektoriendaten in entgegengesetzte Richtung in einer an die Stillstandsphase anschließenden zweiten Bewegungsphase eine zumindest teilautomatisierte Fahrzeugführung basierend auf den gespeicherten Trajektoriendaten (unter Berücksichtigung des Umfelds) zuzulassen, wenn ein bestimmtes Maß an Fahreraufmerksamkeit erreicht oder überschritten ist.
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Es kann vorgesehen sein, dass entweder nur die Querführung oder nur die Längsführung oder sowohl Längsführung und Querführung automatisiert erfolgen. Ebenso kann die Steuereinheit AF-ECU eingerichtet sein, bei der automatisierten zumindest teilautomatisierte Fahrzeugführung basierend auf den gespeicherten Trajektoriendaten Abweichungen zur gefahrenen Trajektorie/ den gespeicherten Trajektoriendaten zuzulassen bzw. eine basierend auf den gespeicherten Trajektoriendaten angepasste Trajektorie als Basis für das automatisierte Manövrieren zu verwenden, insb. unter Berücksichtigung des erfassten Fahrzeugumfelds. Beispielsweise kann die Steuereinheit AF-ECU eingerichtet sein, die Querführung basierend auf den gespeicherten Trajektoriendaten zu zulassen oder zu veranlassen, und für eine automatisierte Längsführung eine für automatisierte Längsführungs-Manövriervorgänge vorgegebene Längsführung mit max. zulässiger Geschwindigkeit zuzulassen oder zu veranlassen.
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Für die Erkennung bzw. Feststellung, ob ein bestimmtes Maß an Fahreraufmerksamkeit erreicht ist, kann die Steuereinheit AF-ECU eingerichtet sein, das Signal der Bremspedalbetätigungseinrichtung BS und ggf. ein Signal der Bremssteuereinheit EBS und/oder des Geschwindigkeitssensors auszuwerten, wobei eine das bestimmte Maß an Fahreraufmerksamkeit erreichende Fahreraufmerksamkeit dann feststellt wird, wenn das von der Bremspedalbetätigungseinrichtung BS empfangene Signal ein Berührung des Bremspedals, insb. eine Betätigung des Bremspedals mit definierter minimaler Betätigungskraft oder definierte minimaler Betätigungsauslenkung des Bremspedals erkennen lässt. Zusätzlich kann als weitere Bedingung vorgesehen sein, dass aufgrund der Betätigung des Bremspedals kein Bremsmoment oder keine Bremswirkung, oder nur ein minimal zulässiges Bremsmoment oder nur eine minimal zulässige Bremswirkung erzeugt wird.
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Schließlich kann die Steuereinheit AF-ECU auch eingerichtet sein, die zumindest teilautomatisierte Fahrzeugführung basierend auf der gespeicherten Trajektorie abzubrechen und/oder das Fahrzeug FZG mit einer definierten Verzögerung in den Stillstand abzubremsen, wenn durch Auswertung entsprechender Signale erkannt wird, dass das bestimmte Maß an Fahreraufmerksamkeit oder ein vom bestimmten Maß abweichendes Deaktivierungsmaß an Fahreraufmerksamkeit nicht mehr erreicht oder nicht mehr überschritten ist.
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2 zeigt einen vereinfachten Ablaufplan als Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen (ggf. Computer-implementierten) Verfahrens zum Betreiben einer Fahrfunktion zum automatisierten Manövrieren eines Fahrzeugs FZG. Das Verfahren kann Teil einer Rangierfunktion, eines Rückwärtsfahrassistenten, eines Vorwärtsfahrassistenten oder eines Einpark- bzw. Ausparksystems sein.
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Das Verfahren umfasst in einem Schritt 100 ein Erfassen und zumindest temporäres, fahrzeuginternes oder fahrzeugexternes Speichern einer manuell oder automatisiert gefahrenen Trajektorie während einer ersten Bewegungsphase des Fahrzeugs FZG, wobei die Aufzeichnungsphase bei bestimmten Zustandssignalen des Fahrzeugs FZG automatisiert oder manuell durch eine Bedienhandlung des Fahrers gestartet werden kann. Das Speichern kann eine Speicherung der Trajektorie bzw. relevanter Daten der Trajektorie (z. B. Positionsdaten und/oder Geschwindigkeitsdaten) für eine definierte maximale Wegstrecke (z. B. beschränkt auf 50m oder 100m) umfassen.
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Weiter umfasst das Verfahren in einem Schritt 200 das Detektieren eines Wunsches nach einem zumindest teilautomatisierten Manövrieren des Fahrzeugs FZG entlang der gespeicherten Trajektorie in entgegengesetzte Richtung während einer an die ersten Bewegungsphase anschließenden Stillstandsphase, wobei der Wunsch nach dem zumindest teilautomatisierten Manövrieren erkannt werden kann, wenn in der Stillstandsphase des Fahrzeugs FZG ein Gangwechsel in einem die Fahrtrichtung ändernden Getriebegang (z. B. aus einem Vorwärtsfahrgang in einem Rückwärtsfahrgang oder aus einem Rückwärtsfahrgang in einen Vorwärtsfahrgang) oder ein erneuter Motorstart (z. B. nach einem Parkvorgang) erkannt wird, oder, wenn während der Stillstandsphase eine bewusste Bedienhandlung durch den Fahrer vorgenommen wird (z. B. Spracheingabe zum gewünschten Betrieb einer Fahrfunktion zum automatisierten Manövrieren entlang der gespeicherten Trajektorie in entgegengesetzte Richtung).
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Weiter umfasst das Verfahren in einem Schritt 300 ein Erfassen der Fahreraufmerksamkeit, wobei die Fahreraufmerksamkeit basierend auf verschieden Zustandsdaten oder Signalen erfolgen kann.
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Weiter umfasst das Verfahren in einem Schritt 400 das Zulassen einer zumindest teilautomatisierte Fahrzeugführung bzw. eines Manövrierens basierend auf der gespeicherten Trajektorie (und unter Berücksichtigung des Umfelds) während einer an die Stillstandsphase anschließenden zweiten Bewegungsphase, wenn ein bestimmtes Maß an Fahreraufmerksamkeit erreicht oder überschritten ist, wobei im Rahmen des automatisierten Manövrierens zumindest die Querführung automatisiert erfolgt.
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In einem weiteren Schritt 500 kann das Verfahren ein Deaktivieren oder Abbrechen des automatisierten Manövrierens (inkl. eines entsprechenden Fahrerhinweises), oder ein Abbremsen des Fahrzeugs FZG in den Stillstand mit einer definierten Verzögerung umfassen, wenn das bestimmte Maß an Fahreraufmerksamkeit oder ein vom bestimmten Maß abweichendes Deaktivierungsmaß an Fahreraufmerksamkeit nicht mehr erreicht oder nicht mehr überschritten ist.
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Durch die in diesem Dokument beschriebenen Maßnahmen kann ein besonders komfortables und sicheres zumindest teilautomatisiertes Manövrieren des Fahrzeugs entlang einer zuvor gefahrenen Trajektorie in entgegengesetzte Richtung bewirkt werden. Insbesondere können komplizierte Rückwärtsfahrtmanöver somit leichter - nämlich zumindest teilautomatisiert - in entgegengesetzter Richtung (vorwärts) entlang der bekannten Trajektorie automatisch gefahren werden. Diese Möglichkeit erleichtert die Bedienung des Fahrzeugs.
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Durch die Überwachung der Fahreraufmerksamkeit über die Bremspedalbetätigung und die damit einhergehende Zulassungsbedingung für den zumindest teilautomatisierten Manövrierbetrieb des Fahrzeugs kann gleichzeitig sichergestellt werden, dass die Funktion nur im langsamen Rangierbetrieb ermöglicht wird. Sobald der Fuß das Bremspedal verlässt, kommt das Fahrzeug in den Stillstand und es kann ein optischer und akustischem Hinweis für das Beenden der Funktion ausgegeben werden.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur beispielhaft das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016121465 A1 [0003]
