DE102022200480B4 - Method for autonomously driving a motor vehicle - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum autonomen Fahren eines eine Bremsanlage (2) und ein Navigationssystem (3) aufweisenden Kraftfahrzeugs (1),gemäß welchem die im Navigationssystem (3) als befahrbar angezeigten Fahrtrouten in Abhängigkeit von dem von der Bremsanlage (2) beim autonomen Fahren maximal erzeugbaren Bremsmoment (Mmax) angepasst werden,dadurch gekennzeichnet, dassdie Anzahl an befahrbaren Fahrtrouten erweitert wird, wenn das Kraftfahrzeug (1) vom Fahrer mittels einer Eingabeeinheit (4) in einen nicht-autonomen Betriebsmodus versetzt wird, in welchem vom Fahrer ein zusätzliches Bremsmoment (Mzus) zum Abbremsen des Kraftfahrzeugs (1) bereitgestellt werden kann.Method for the autonomous driving of a motor vehicle (1) having a braking system (2) and a navigation system (3), according to which the travel routes displayed as passable in the navigation system (3) depend on the maximum braking torque that can be generated by the braking system (2) during autonomous driving (Mmax) can be adjusted, characterized in that the number of travelable routes is expanded when the motor vehicle (1) is put into a non-autonomous operating mode by the driver using an input unit (4), in which the driver applies an additional braking torque (Mzus). can be provided for braking the motor vehicle (1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum autonomen Fahren eines eine Bremsanlage und ein Navigationssystem aufweisenden Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft ferner ein Steuergerät, welches zur Durchführung dieses Verfahrens eingerichtet/programmiert ist. Außerdem betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Steuergerät.The present invention relates to a method for autonomous driving of a motor vehicle having a braking system and a navigation system. The invention further relates to a control device which is set up/programmed to carry out this method. The invention also relates to a motor vehicle with such a control device.

Beim autonomen Befahren einer Fahrtroute wird ein Kraftfahrzeug, falls erforderlich autonom, also ohne manuellen Bremseingriff durch den Fahrer, abgebremst, wofür von der Bremsanlage des Kraftfahrzeugs ein entsprechendes Bremsmoment aufgebracht werden muss.When driving autonomously on a route, a motor vehicle is braked autonomously, if necessary, i.e. without manual braking intervention by the driver, for which a corresponding braking torque must be applied by the motor vehicle's braking system.

Oftmals bleibt jedoch bei der Auswahl einer von mehreren im Navigationssystem angezeigten und vom Kraftfahrzeug autonom befahrbaren Fahrtrouten durch den Fahrer unberücksichtigt, ob die Bremsanlage ein beim Befahren der gewählten Fahrtroute gegebenenfalls erforderliches Bremsmoment auch tatsächlich aufbringen kann. Falls dies nicht der Fall ist, können sicherheitskritische Fahrsituationen entstehen.However, when the driver selects one of several routes displayed in the navigation system and can be traveled autonomously by the motor vehicle, it is often not taken into account whether the braking system can actually apply the braking torque that may be required when driving on the selected route. If this is not the case, safety-critical driving situations can arise.

Vor diesem Hintergrund behandelt die DE 10 2018 119 878 A1 ein Verfahren zum Planen und Anpassen einer empfohlenen Reiseroute zu einem Routenziel für ein Fahrzeug mit verschiedenen Teilsystemen. Das Verfahren beinhaltet das Identifizieren des Routenziels und das Empfangen von Fahrzeuggesundheitsmanagement- und Gesundheitszustands-Informationen für jedes Teilsystem. Das Verfahren beinhaltet ferner das Berechnen von Routeneigenschaften von Kandidatenreiserouten zu dem Ziel unter Verwendung der genannten Information und das Ermitteln von Reiserouten aus den Kandidatenreiserouten, für die die Eigenschafteneine jeweilige Schwellenanforderung erfüllen. Danach führt die Steuerung eine Steueraktion aus, indem sie eine Kandidatenroute anzeigt, die die Schwellenanforderungen erfüllt. Ein Insasse des Fahrzeugs wird aufgefordert, die Schwellenanforderungen zu überarbeiten, wenn keine Kandidatenroute existiert.Against this background, the DE 10 2018 119 878 A1 a method for planning and adjusting a recommended travel route to a route destination for a vehicle with various subsystems. The method includes identifying the route destination and receiving vehicle health management and health status information for each subsystem. The method further includes calculating route characteristics of candidate travel routes to the destination using said information and determining travel routes from the candidate travel routes for which the properties meet a respective threshold requirement. After that, the controller performs a control action by displaying a candidate route that meets the threshold requirements. An occupant of the vehicle is requested to revise the threshold requirements if no candidate route exists.

Die DE 10 2014 008 151 A1 behandelt ein Verfahren zum autonomen Fahren eines Kraftfahrzeugs, wobei mittels einer Navigationsvorrichtung eine Karte angezeigt wird. Gemäß dem Verfahren werden von dem Kraftfahrzeug autonom und nicht-autonom befahrbare Strecken ermittelt, ausgewertet und einem Nutzer der Navigationsvorrichtung angezeigt.The DE 10 2014 008 151 A1 deals with a method for autonomous driving of a motor vehicle, with a map being displayed using a navigation device. According to the method, routes that can be traveled autonomously and non-autonomously by the motor vehicle are determined, evaluated and displayed to a user of the navigation device.

Die DE 10 2017 003 345 A1 behandelt ein Navigationssystem für ein Fahrzeug mit einem Routenbestimmungsmodul. Mittels dieses Moduls kann eine Route zu einem bestimmten Zielort berechnet werden, wobei in Abhängigkeit von entlang der Route verlaufenden Fahrspurmarkierungen Teile der Route invalidiert und für diese invalidierten Teile Alternativrouten vorgeschlagen werden.The DE 10 2017 003 345 A1 deals with a navigation system for a vehicle with a route determination module. Using this module, a route to a specific destination can be calculated, parts of the route being invalidated depending on lane markings running along the route and alternative routes being suggested for these invalidated parts.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum autonomen Fahren eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, welches dieser Problematik Rechnung trägt.It is therefore an object of the present invention to create an improved method for autonomous driving of a motor vehicle which takes this problem into account.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.This task is solved by the subject matter of the independent patent claims. Preferred embodiments are the subject of the dependent claims.

Grundidee der Erfindung ist demnach, in einem Navigationssystem eines Kraftfahrzeugs nur diejenigen Fahrtrouten als autonom befahrbar anzuzeigen, die unter Berücksichtigung des von der Bremsanlage maximal aufbringbaren Bremsmoments zum Abbremsen des Kraftfahrzeugs sicher befahren werden können. Auf diese Weise werden sicherheitskritische Situationen vermieden, bei welchen das Kraftfahrzeug während des Befahrens der Fahrtroute durch einen autonomen Bremseingriff mit einem bestimmten Bremsmoment abgebremst werden soll, dieses Bremsmoment aber von der Bremsanlage nicht aufgebracht werden kann, so dass das Kraftfahrzeug einen längeren Bremsweg zurücklegt als vorgesehen.The basic idea of the invention is therefore to display in a navigation system of a motor vehicle only those routes as autonomously navigable that can be safely traveled taking into account the maximum braking torque that can be applied by the braking system to brake the motor vehicle. In this way, safety-critical situations are avoided in which the motor vehicle is to be braked with a certain braking torque by an autonomous braking intervention while driving on the route, but this braking torque cannot be applied by the braking system, so that the motor vehicle covers a longer braking distance than intended .

Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden daher die im Navigationssystem als befahrbar angezeigten Fahrtrouten in Abhängigkeit von dem von der Bremsanlage beim autonomen Fahren maximal erzeugbaren Bremsmoment angepasst. Erfindungsgemäß wird eine Anzahl an befahrbaren und somit im Navigationssystem angezeigten Fahrtrouten erweitert, wenn das Kraftfahrzeug vom Fahrer mittels einer Eingabeeinheit in einen nicht-autonomen Betriebsmodus versetzt wird, in welchem der Bremsanlage vom Fahrer ein zusätzliches Bremsmoment zum Abbremsen des Kraftfahrzeugs bereitgestellt werden kann.In the method according to the invention, the routes displayed as passable in the navigation system are therefore adapted depending on the maximum braking torque that can be generated by the braking system during autonomous driving. According to the invention, a number of travelable routes and thus displayed in the navigation system is expanded when the motor vehicle is put into a non-autonomous operating mode by the driver using an input unit, in which the driver can provide the brake system with an additional braking torque for braking the motor vehicle.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist den verschiedenen Fahrtrouten ein zum sicheren Befahren erforderliches Mindest-Bremsmoment zugeordnet. Bei dieser Ausführungsform werden diejenigen Fahrtrouten vom Navigationssystem nicht als autonom befahrbar angezeigt, deren Mindest-Bremsmoment größer ist als das von der Bremsanlage maximal erzeugbare Bremsmoment.According to a preferred embodiment of the method according to the invention, the various travel routes are assigned a minimum braking torque required for safe travel. In this embodiment, the navigation system does not display those routes as being able to be traveled autonomously whose minimum braking torque is greater than the maximum braking torque that can be generated by the braking system.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das einer jeweiligen Fahrroute zugeordnete Mindest-Bremsmoment in Abhängigkeit von wenigstens einem diese Fahrtroute charakterisierenden Routen-Parameter festgelegt. Auf diese Weise können bei der Festlegung des Mindest-Bremsmoments verschiedenste Routen-Charakteristika berücksichtigt werden.According to a further preferred embodiment, the minimum braking torque assigned to a respective driving route is dependent on at least one route parameter characterizing this route is set. In this way, a wide variety of route characteristics can be taken into account when determining the minimum braking torque.

Besonders bevorzugt kann der wenigstens eine Routen-Parameter ein maximales Gefälle oder eine maximale Steigung der Fahrtroute oder ein Maximalwert der zulässigen Höchstgeschwindigkeit auf der Fahrtroute sein. Da diese Parameter im Lichte von Sicherheitsaspekten besonders großen Einfluss auf das zum sicheren autonomen Befahren der entsprechenden Fahrtroute erforderliche Mindest-Drehmoment haben, kann durch Berücksichtigung dieser Routenparameter das Gefahrenpotential beim Befahren der gewählten Fahrtroute besonders stark abgesenkt werden. Der Umgebungsparameter kann aber auch die Umgebungstemperatur des Fahrzeuges sein.Particularly preferably, the at least one route parameter can be a maximum gradient or a maximum incline of the route or a maximum value of the maximum permissible speed on the route. Since, in light of safety aspects, these parameters have a particularly large influence on the minimum torque required for safe, autonomous travel on the corresponding route, the danger potential when traveling on the selected route can be particularly significantly reduced by taking these route parameters into account. The environmental parameter can also be the ambient temperature of the vehicle.

Die Erfindung betrifft ferner ein Steuergerät, welches zur Durchführung des voranstehend vorgestellten, erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet oder/und programmiert ist. Die voranstehend erläuterten Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens übertragen sich daher auch auf das erfindungsgemäße Steuergerät.The invention further relates to a control device which is set up and/or programmed to carry out the method according to the invention presented above. The advantages of the method according to the invention explained above are therefore also transferred to the control device according to the invention.

Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug mit einer Bremsanlage zum Abbremsen des Kraftfahrzeugs und mit einem Navigationssystem zum Anzeigen von verfügbaren Fahrtrouten. Außerdem umfasst das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ein voranstehend vorgestelltes, erfindungsgemäßes Steuergerät. Die voranstehend erläuterten Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens übertragen sich daher auch auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.The invention also relates to a motor vehicle with a braking system for braking the motor vehicle and with a navigation system for displaying available routes. In addition, the motor vehicle according to the invention includes a control device according to the invention presented above. The advantages of the method according to the invention explained above are therefore also transferred to the motor vehicle according to the invention.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.Further important features and advantages of the invention emerge from the subclaims, from the drawing and from the associated description of the figures based on the drawing.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.Preferred exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing and are explained in more detail in the following description, with the same reference numbers referring to the same or similar or functionally the same components.

Die 1 illustriert in einer stark vereinfachten schematischen Seitenansicht ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 1. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst eine Bremsanlage 2 zum Abbremsen des Kraftfahrzeugs 1 und ein Navigationssystem 3 zum Navigieren des Kraftfahrzeugs 1. Das Navigationssystem kann hierzu dem Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 verfügbare Fahrtrouten anzeigen. Außerdem umfasst das Kraftfahrzeug 1 ein mit der Bremsanlage 2 und mit dem Navigationssystem 3 zusammenwirkendes Steuergerät 5, welches zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet und programmiert ist.The 1 illustrates an example of a motor vehicle 1 according to the invention in a highly simplified schematic side view. The motor vehicle 1 comprises a braking system 2 for braking the motor vehicle 1 and a navigation system 3 for navigating the motor vehicle 1. For this purpose, the navigation system can display available routes to the driver of the motor vehicle 1. In addition, the motor vehicle 1 includes a control unit 5 which interacts with the brake system 2 and with the navigation system 3 and is set up and programmed to carry out the method according to the invention.

Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren beispielhaft erläutert. Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden die vom Navigationssystem 3 des Kraftfahrzeugs als autonom befahrbar angezeigten Fahrtrouten in Abhängigkeit von dem von der Bremsanlage 2 beim autonomen Fahren maximal erzeugbaren Bremsmoment Mmax angepasst. Dabei ist den verschiedenen, im Navigationssystem gespeicherten Fahrtrouten jeweils individuelles, ein zum sicheren autonomen Befahren dieser Fahrtroute bzw. zum autonomen Abbremsen des Kraftfahrzeugs 1 auf dieser Fahrtroute erforderliches Mindest-Bremsmoment Mmind zugeordnet. Im Beispiel kann somit eine Anzeige von Fahrtrouten als autonom befahrbar unterbleiben, wenn das erforderliche Mindest-Bremsmoment Mmind größer ist als das von der Bremsanlage 2 maximal erzeugbare Bremsmoment Mmax.The method according to the invention is explained below by way of example. In the method according to the invention, the routes displayed by the navigation system 3 of the motor vehicle as being able to be traveled autonomously are adapted depending on the maximum braking torque M max that can be generated by the brake system 2 during autonomous driving. The various routes stored in the navigation system are each assigned an individual minimum braking torque M at least required for safe, autonomous driving on this route or for autonomous braking of the motor vehicle 1 on this route. In the example, a display of routes as being able to be traveled autonomously can therefore be omitted if the required minimum braking torque M min is greater than the maximum braking torque M max that can be generated by the braking system 2.

Das einer jeweiligen Fahrroute zugeordnete Mindest-Bremsmoment Mmind kann dabei in Abhängigkeit von wenigstens einem diese Fahrtroute charakterisierenden Routen-Parameter oder von wenigstens einem Umgebungsparameter festgelegt werden. Dadurch können bei der Festlegung des Mindest-Bremsmoments verschiedenste Routen-Charakteristika berücksichtigt werden. Als solche Routen-Parameter kommen ein maximales Gefälle oder eine maximale Steigung der Fahrtroute sowie ein Maximalwert der zulässigen Höchstgeschwindigkeit entlang der Fahrtroute in Betracht. Da diese Parameter für ein sicheres autonomes Befahren der entsprechenden Fahrtrouten von hoher Relevanz sind, kann durch Berücksichtigung dieser Routenparameter bei der Routencharakterisierung das Risiko reduziert werden, dass vom Fahrer eine Fahrtroute ausgewählt wird, welche vom Kraftfahrzeug 1 nicht sicher autonom befahren werden kann. Der Umgebungsparameter kann aber auch die Umgebungstemperatur des Fahrzeuges sein.The minimum braking torque M mind assigned to a respective route can be determined depending on at least one route parameter characterizing this route or on at least one environmental parameter. This means that a wide variety of route characteristics can be taken into account when determining the minimum braking torque. Such route parameters include a maximum gradient or a maximum incline of the route as well as a maximum value of the maximum permissible speed along the route. Since these parameters are highly relevant for safe autonomous driving of the corresponding routes, taking these route parameters into account when characterizing the route can reduce the risk that the driver selects a route that cannot be safely traveled autonomously by the motor vehicle 1. The environmental parameter can also be the ambient temperature of the vehicle.

Im Beispielszenario wird die Anzahl an befahrbaren und somit im Navigationssystem angezeigten Fahrtrouten erweitert, wenn das Kraftfahrzeug 1 vom Fahrer mittels einer Eingabeeinheit 4 in einen nicht-autonomen Betriebsmodus versetzt wird, in welchem vom Fahrer ein zusätzliches Bremsmoment Mzus zum Abbremsen des Kraftfahrzeugs 1 bereitgestellt werden kann.In the example scenario, the number of routes that can be driven and are therefore displayed in the navigation system is expanded when the motor vehicle 1 is put into a non-autonomous operating mode by the driver using an input unit 4, in which the driver can provide an additional braking torque M zus to brake the motor vehicle 1.

Claims (6)

Verfahren zum autonomen Fahren eines eine Bremsanlage (2) und ein Navigationssystem (3) aufweisenden Kraftfahrzeugs (1), gemäß welchem die im Navigationssystem (3) als befahrbar angezeigten Fahrtrouten in Abhängigkeit von dem von der Bremsanlage (2) beim autonomen Fahren maximal erzeugbaren Bremsmoment (Mmax) angepasst werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl an befahrbaren Fahrtrouten erweitert wird, wenn das Kraftfahrzeug (1) vom Fahrer mittels einer Eingabeeinheit (4) in einen nicht-autonomen Betriebsmodus versetzt wird, in welchem vom Fahrer ein zusätzliches Bremsmoment (Mzus) zum Abbremsen des Kraftfahrzeugs (1) bereitgestellt werden kann.Method for the autonomous driving of a motor vehicle (1) having a braking system (2) and a navigation system (3), according to which the travel routes displayed as passable in the navigation system (3) depend on the maximum braking torque that can be generated by the braking system (2) during autonomous driving (M max ), characterized in that the number of travelable routes is expanded when the motor vehicle (1) is put into a non-autonomous operating mode by the driver using an input unit (4), in which the driver applies an additional braking torque ( M total ) can be provided for braking the motor vehicle (1). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass den verschiedenen Fahrtrouten ein zum sicheren Befahren erforderliches Mindest-Bremsmoment (Mmind) zugeordnet ist oder zugeordnet werden kann, - diejenigen Fahrtrouten vom Navigationssystem (3) nicht als autonom befahrbar angezeigt werden, deren Mindest-Bremsmoment (Mmind) größer ist als das von der Bremsanlage (2) maximal erzeugbare Bremsmoment (Mmax).Procedure according to Claim 1 , characterized in that a minimum braking torque (M mind ) required for safe driving is or can be assigned to the various travel routes, - those travel routes are not displayed by the navigation system (3) as being able to be driven autonomously, whose minimum braking torque (M min ) is greater than the maximum braking torque (M max ) that can be generated by the brake system (2). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das einer jeweiligen Fahrtroute zugeordnete Mindest-Bremsmoment (Mmind) in Abhängigkeit von wenigstens einem diese Fahrtroute charakterisierenden Routen-Parameter oder von wenigstens einem Umgebungsparameter des Kraftfahrzeugs (1) festgelegt wird oder ist.Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that the minimum braking torque (M mind ) assigned to a respective route is or is determined as a function of at least one route parameter characterizing this route or of at least one environmental parameter of the motor vehicle (1). Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Routen-Parameter und/oder der Umgebungsparameter ist: - ein maximales Gefälle oder eine maximale Steigung der Fahrtroute; - ein Maximalwert der zulässigen Höchstgeschwindigkeit auf der Fahrtroute, - Umgebungstemperatur des Fahrzeuges.Procedure according to Claim 3 , characterized in that the at least one route parameter and / or the environmental parameter is: - a maximum gradient or a maximum gradient of the route; - a maximum value of the maximum permissible speed on the route, - ambient temperature of the vehicle. Steuergerät (5), eingerichtet zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Control device (5) set up to carry out the method according to one of the preceding claims. Kraftfahrzeug (1), - mit einer Bremsanlage (2) zum Abbremsen des Kraftfahrzeugs (1), - mit einem Navigationssystem (3) zum Anzeigen von verfügbaren Fahrtrouten, - mit einem mit der Bremsanlage (2) und dem Navigationssystem (3) zusammenwirkenden Steuergerät (5) nach Anspruch 5.Motor vehicle (1), - with a braking system (2) for braking the motor vehicle (1), - with a navigation system (3) for displaying available routes, - with a control unit that interacts with the braking system (2) and the navigation system (3). (5) after Claim 5 .
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