WO2020079037A1 - Vorrichtung und verfahren zum anpassen eines abstands zwischen einem ego-fahrzeug und einem vorausfahrenden fahrzeug - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum anpassen eines abstands zwischen einem ego-fahrzeug und einem vorausfahrenden fahrzeug Download PDF

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WO2020079037A1
WO2020079037A1 PCT/EP2019/078025 EP2019078025W WO2020079037A1 WO 2020079037 A1 WO2020079037 A1 WO 2020079037A1 EP 2019078025 W EP2019078025 W EP 2019078025W WO 2020079037 A1 WO2020079037 A1 WO 2020079037A1
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distance
vehicle
ego vehicle
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Mehrdad SALARI KHANIKI
Ulrich Mair
Florian DAUTH
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Zf Friedrichshafen Ag
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Definitions

  • the present invention relates to a device for adapting a distance between a ego vehicle and a vehicle in front, and to a corresponding method.
  • the present invention further relates to a driver assistance system for regulating a distance between an ego vehicle and a preceding vehicle, and an ego vehicle.
  • Modern vehicles include a large number of systems that provide the driver with information and control individual functions of the vehicle in a partially or fully automated manner.
  • Sensors record the surroundings of the vehicle and other road users. Based on the recorded data, a model of the vehicle environment can be generated and responses to changes in this vehicle environment.
  • Driver assistance systems Advanced Driver Assistance Systems, ADAS
  • ADAS Advanced Driver Assistance Systems
  • the development of ever more precise sensors makes it possible to record the surroundings and traffic and to control individual functions of the vehicle completely or partially without driver intervention.
  • Driver assistance systems can in particular contribute to increasing safety in traffic and improving driving comfort.
  • a relevant functional area of driver assistance systems relates to the automatic regulation of a vehicle's speed.
  • So-called adaptive driving assistants (AFA) support the driver in accelerating and braking, maintaining speed and distance, in lane guidance (for example in speed ranges from 0 to 250 km / h) and in traffic jams.
  • a cruise control enables a preset speed to be maintained without the driver having to actively accelerate or brake.
  • So-called adaptive cruise control (ACC) are based on the fact that a preset ter or situation-dependent distance to a vehicle in front is kept constant. The speed of the vehicle in front is adapted and the vehicle in front is tracked, so to speak.
  • a problem here can be that a safe distance from a vehicle in front, ie a distance that leaves sufficient time for an emergency stop or another reaction, depends on a large number of different parameters. For example, a distance to a vehicle in front can be selected such that there is enough time for the ego vehicle to brake fully, but this makes an accident with a vehicle behind it unavoidable. This is particularly problematic if a lower braking force would have been sufficient afterwards to avoid an accident with the vehicle in front.
  • DE 199 33 782 A1 relates to a method for avoiding rear-end collisions and a device for carrying out the method.
  • the method is based on the observation of the rear traffic area of a first motor vehicle.
  • the method involves determining the natural speed of the first motor vehicle, determining the relative speed between the first motor vehicle and a second motor vehicle located behind the first motor vehicle, and determining the distance between the first and second motor vehicles Calculation of the time remaining until the two vehicles would collide with one another taking into account a predefined value for the deceleration of the second motor vehicle, and triggering an action on the first motor vehicle if the calculated time is below a predefined value.
  • the distance between an ego vehicle and a vehicle in front should be sufficiently large to be able to react to unforeseen actions by the vehicle in front.
  • the distance should not be too large to make it necessary to make continuous adjustments due to other road users who line up in front of the ego vehicle. Proceeding from this, the present invention has the problem of choosing a distance between an ego vehicle and a vehicle in front in such a way that a safe but also comfortable journey is made possible.
  • active and passive safety should be increased, on the other hand, as few acceleration and braking operations as possible should be carried out in order to optimize driving comfort and energy efficiency.
  • the present invention relates in a first aspect to a device for adapting a distance between an ego vehicle and a preceding vehicle, with:
  • an input interface for receiving sensor data from an environment sensor with information about a road in an area in front of the ego vehicle and from a predetermined distance of a driver assistance system; an evaluation unit for determining a friction value of the road in the area in front of the ego vehicle based on the sensor data;
  • an adaptation unit for determining an adapted distance based on the predetermined distance and the determined coefficient of friction
  • the present invention relates to a driver assistance system for regulating a distance between an ego vehicle and a preceding vehicle, with:
  • a distance unit for determining a predetermined distance between the ego vehicle and the preceding vehicle based on a user input, a predefined control parameter and / or an automatic vehicle control system;
  • the present invention relates to a ego vehicle with a device or a driver assistance system as described above and an environment sensor for detecting a danger in an area in front of the ego vehicle.
  • the device serves to adapt a distance between an ego vehicle and a vehicle in front.
  • a current distance of a driver assistance system is used as the input variable.
  • the distance can be predefined, for example, based on a user input or also based on an autonomous decision by a corresponding automatic vehicle control system of an autonomous or partially autonomous vehicle.
  • This predetermined distance currently used in the driver assistance system is adapted based on sensor data from an environmental sensor.
  • a friction value of the road in an area in front of the ego vehicle is determined or estimated. This coefficient of friction is evaluated in order to determine whether an adjustment of the specified distance is necessary. In particular, it is determined whether the specified distance should be increased or decreased, to adjust the distance to the current road condition.
  • the adjusted distance determined by means of the device according to the invention is transmitted back to the driver assistance system. Based on this, a corresponding activation of a motor and / or a brake of the ego vehicle can take place in the driver assistance system in order to set or correct the distance to the vehicle in front according to the adjusted distance.
  • a coefficient of friction of the road in the area which the ego vehicle will drive through in the immediate future is additionally taken into account.
  • the current road situation is taken into account.
  • standard values for friction of the road surface are usually assumed in order to estimate a braking distance and, based on this, to select a distance from the vehicle in front that is appropriate to the situation. It is not taken into account that different road surfaces can cause significant differences in the braking and avoidance behavior of the ego vehicle. For example, a considerably longer braking distance is expected on icy roads than on dry roads. Modern sensors enable knowledge to be gained regarding the current and the directly to be expected road surface. By taking this information into account, the safety of the ego vehicle can be improved and driving comfort and energy efficiency can be increased since acceleration and braking processes are avoided.
  • the adaptation unit is designed to determine an adapted distance that is greater than the predetermined distance when the determined friction value falls below a predefined standard friction value. Furthermore, the adaptation unit is designed to determine an adapted distance that is smaller than the predefined distance when the determined friction value exceeds a predefined standard friction value.
  • an average (standard) coefficient of friction is usually assumed in order to determine an adequate safety standard based on this. Based on this standard friction value, which is known as a predefined parameter, you can use a comparison with the current coefficient of friction an increase or decrease in the necessary safety distance. In particular, the distance can be increased if it is determined that the current friction is less than the friction under standard conditions. It is achieved that the vehicle behavior or the behavior of the driver assistance system is adapted to the current situation of the ego vehicle.
  • the evaluation unit is designed to determine a road topology of the road in the area in front of the ego vehicle based on the sensor data.
  • the adaptation unit is designed to determine the adapted distance based on the road topology.
  • a further improvement can be achieved by including a road topology when determining the adapted distance.
  • a roadway topology is a course of the roadway.
  • the road topology preferably includes an inclination of the road.
  • the road topology includes a positive or negative inclination of the road (upward or downward slope). For example, an increased adjusted distance may be required on sloping roads.
  • the adaptation of the distance to the requirements of the current environmental situation is further improved.
  • the input interface is designed to receive a current following distance of a following vehicle.
  • the adaptation unit is designed to determine the adapted distance based on the current following distance. It is possible that when calculating the adjusted distance, a distance between a following vehicle and the ego vehicle is also taken into account. For example, a corresponding distance can be determined by a rear sensor. This can result in a reaction to a behavior of the following vehicle. If the following vehicle maintains a sufficient safety distance, it is not necessary to adjust the distance between the ego vehicle and the preceding vehicle. If, however, the safety distance of the following vehicle is too small, that is, the following vehicle drives too close, it can be advantageous to actively increase the distance between the ego vehicle and the vehicle in front.
  • the following vehicle can then be given an additional safety buffer.
  • the emergency braking of the ego vehicle does not take place with maximum braking force, so that the following vehicle has more time to react.
  • the knowledge available according to the invention about the condition of the road, in particular the coefficient of friction of the road is used to reduce the likelihood of an accident with a following vehicle. Your own knowledge is used to adjust the safety distance between the ego vehicle and the following vehicle. This can further improve active and passive safety.
  • the evaluation unit is designed to determine a safe follow-up distance based on the current follow-up distance of the following vehicle and the determined coefficient of friction.
  • the adaptation unit is designed to add a safety buffer to the adapted distance if the current follow-up distance is smaller than the safe follow-up distance.
  • a safe follow-up distance is first determined, which corresponds to a distance at which a following vehicle has sufficient reaction time in the event of full braking. Based on this determined safe follow-up distance, it can be determined whether the adjusted distance needs to be increased. In particular, the adjusted distance is increased if the current follow-up distance is smaller than the safe follow-up distance. Active and passive safety will be further improved.
  • the input interface is designed to receive rear sensor data from a rear environment sensor.
  • the rear sensor data include information about a road in an area below and / or behind the ego vehicle.
  • the evaluation unit is designed to determine a rear friction value of the road in the area below and / or behind the ego vehicle based on the rear sensor data.
  • the adaptation unit for determining the adapted Distance formed based on the rear coefficient of friction. In addition to taking into account the road condition in the area in front of the ego vehicle, it is also possible to take into account a condition or a coefficient of friction of the road under or behind the ego vehicle.
  • a distance between the ego vehicle and the vehicle in front can be increased if it is determined on the basis of a lane with a low coefficient of friction behind the ego vehicle that a vehicle behind can possibly brake only poorly. Due to the increased adapted distance of the ego vehicle to the vehicle in front, this following vehicle can then be granted an additional reaction time in the event of the ego vehicle braking hard. It is therefore possible, for example, to brake using a braking force which is less than a maximum braking force. This improves driving comfort on the one hand and increases safety on the other.
  • the input interface is designed to receive rain sensor data from a rain sensor.
  • the evaluation unit is designed to determine the friction value and / or the rear friction value based on the rain sensor data. It is also possible to take into account whether the road is wet. A wet roadway usually has a lower coefficient of friction than a dry roadway. The additional use of a rain sensor can improve the accuracy in determining the current friction value. The determined friction value is more meaningful with regard to the real current friction.
  • the input interface is designed to receive sensor data from a radar, lidar and / or ultrasonic sensor.
  • the evaluation unit is preferably designed to determine damping of the road. If a distance-based sensor principle is used, a conclusion can be drawn about the attenuation or the reflectivity of the background based on the received reflection of the signal. The friction value of the road can be determined in this way.
  • the input interface is designed to receive sensor data from a camera sensor.
  • the evaluation unit is preferably designed to determine a light reflection of the road.
  • a camera that is also regularly present in modern vehicles. Different substrates cause different reflections. Based on the reflections, the condition and the coefficient of friction of the road can be inferred.
  • An area in front of the ego vehicle here in particular comprises a road section that the ego vehicle will pass over in the immediate future.
  • An environmental sensor can also comprise a plurality of sensors. On the one hand, it is possible for different sensor principles to be combined (fused). On the other hand, it is alternatively or additionally possible to use sensors of the same type which, for example, enable a 360-degree all-round view.
  • a coefficient of friction of a roadway corresponds in particular to a coefficient of friction.
  • a coefficient of friction of the road surface is particularly dependent on the road surface (material properties) and the current weather conditions (air humidity, temperature etc.).
  • a predefined standard friction value can correspond to a value programmed into a driver assistance system. It is also possible that the predefined standard friction value corresponds to a value determined in tests, which is only indirectly based on a corresponding control in a driver assistance system.
  • a follow-up distance denotes a distance between an ego vehicle and a following vehicle, that is to say a vehicle which is behind the ego vehicle in the same direction of travel and on the same lane.
  • a preceding vehicle refers to a vehicle that is on the same lane the ego vehicle, i.e. within a lane area that the ego vehicle will drive through in the immediate future.
  • a roadway topology describes geometric properties of the roadway course.
  • the computer program product can be stored / distributed on a non-volatile data carrier, for example on an optical memory or on a semiconductor drive (SSD).
  • a computer program can be distributed together with hardware and / or as part of hardware, for example by means of the Internet or by means of wired or wireless communication systems
  • Fig. 1 is a schematic representation of a ego vehicle according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of a device for adjusting a distance according to the present invention
  • FIG. 3 shows a schematic illustration of the approach according to the invention for taking the roadway typology into account
  • FIG. 4 shows a schematic illustration of the approach according to the invention for taking into account a following distance of a following vehicle
  • FIG. 5 shows a schematic illustration of an ego vehicle according to the invention.
  • Fig. 6 is a schematic representation of a method according to the invention.
  • the ego vehicle 10 comprises a device 12 for adapting a Stand d between the ego vehicle 10 and a preceding vehicle 14 and an environmental sensor 16 connected to the device 12.
  • the direction of travel of the ego vehicle 10 runs from left to right in the illustration.
  • Information about a roadway 18 in a region in front of the ego vehicle 10 is received via the environmental sensor 16.
  • a friction value of the road is calculated. Based on this calculated friction value, the distance d from the vehicle 14 in front is adjusted.
  • the present invention is based on the fact that in previous systems the calculation of a safe distance between a ego vehicle (own vehicle) and a vehicle in front was based only on a measurement of a current distance or a current speed. Based on this, a potential braking distance is calculated and a safe distance is derived. In modern adaptive distance control systems, a geometry of the road is also taken into account in some cases. The potential braking distance is therefore calculated based on a predefined friction value (standard value). A comparatively high coefficient of friction is usually assumed. The potential braking distance does not always correspond to reality. Even if a current coefficient of friction would be used, i.e. a coefficient of friction of the road below the ego vehicle, the situation in the area in front of the ego vehicle can be different. According to the invention, the current coefficient of friction of the road ahead of the vehicle is estimated on the basis of sensor data, and a realistic braking distance for the vehicle is determined based thereon. This predictive calculation of the friction value can improve driving safety.
  • a device 12 according to the invention is shown schematically in FIG. 2.
  • the device comprises an input interface 20, an evaluation unit 22, an adaptation unit 24 and an output interface 26.
  • the device 12 according to the invention can, for example, be integrated in a vehicle control unit or be designed as part of a driver assistance system or can also be implemented as a separate module. It is possible that the device according to the invention is partially or completely implemented in software and / or in hardware.
  • the different Units and interfaces can preferably be designed as a processor, processor module or software for a processor.
  • the input interface 20 can be implemented, for example, as a plug connection in hardware. It is also possible that the input interface 20 is designed as a corresponding software interface for data reception.
  • the received sensor data include information about the road in an area in front of the ego vehicle. In particular, the sensor data include information about the nature of the road in the area that will be driven over in the immediate future. It is understood that the sensor data can include further information.
  • data from a sensor that is already present on the vehicle can be received via the input interface 20. The data is usually received in digital, preprocessed form.
  • the input interface 20 can be coupled to a vehicle bus for this purpose.
  • the received sensor data are evaluated in the evaluation unit 22 in order to determine a friction value of the road.
  • image processing algorithms or other evaluation algorithms can be used for this purpose.
  • a roughness of the reflecting surface can be concluded, for example, on the basis of a damping of an electromagnetic signal, a light signal or an ultrasound signal. Based on this, it is possible to estimate the current friction value.
  • a rough surface usually has a higher coefficient of friction than a smooth surface, which better reflects the aforementioned signals.
  • highly reflective areas within a camera image can indicate that there is less friction in these areas. For example, reflecting can mean that the road is icy or wet and therefore has less friction.
  • an adapted distance is determined based on the determined coefficient of friction and the predetermined distance.
  • the Corrected the specified distance to take into account the current road surface in front of the ego vehicle.
  • the predetermined distance can be increased in the area in front of the vehicle in the case of a comparatively smooth road surface.
  • a predefined standard friction value is taken into account when adjusting the distance.
  • Such a standard friction value can be included in the calculation of the specified distance previously carried out within the driver assistance system. Such standard friction values are usually set relatively high. If it is determined in the current situation that the road surface is smoother than defined by the standard friction value, the adjusted distance can be increased compared to the specified distance.
  • a predetermined distance is also received via the input interface 20.
  • the input interface 20 communicates with a driver assistance system.
  • the communication can also take place, for example, via the vehicle bus.
  • the predetermined distance corresponds, for example, to a controlled variable, in particular a setpoint or an actual value of the controlled variable of the distance control system.
  • the predefined distance can be based, for example, on user input from a specification by the driver of the vehicle. It is also possible that the predetermined distance is determined on the basis of an autonomous decision by a vehicle control system of a semi-autonomous or autonomous vehicle.
  • the determined adapted distance is transmitted back to the driver assistance system via the output interface 26.
  • the output interface 26 can be designed, for example, in accordance with the input interface. It is possible that the output interface 26 is integrated with the input interface 20.
  • the adjusted distance is determined, for example, in the form of an absolute value (metric specification) or also in the form of a relative value (information in relation to the specified distance) and transmitted back.
  • a lane topology can be determined based on the received sensor data.
  • the roadway is inclined.
  • the example shown indicates that the roadway is rising.
  • This roadway topology can be taken into account when determining the adapted distance to the vehicle 14 in front. In the case of an upward lane, it may not be necessary, for example, in spite of a smooth lane, to increase a distance from the vehicle 14 in front if there is an upward lane 18 in the area in front of the ego vehicle 10.
  • FIG. 4 schematically shows a further optional and advantageous mode of operation of the device 12 according to the invention or the ego vehicle 10 according to the invention.
  • a following distance n to a following vehicle 28 can be taken into account.
  • the follow-up distance n can be determined, for example, via a rear environment sensor 30.
  • the device 12 prevents an accident (collision) between a ego vehicle 10 and a vehicle 14 driving in front. It is not necessarily observed here that an accident can occur between the ego vehicle 10 and a vehicle 28 following behind if the vehicle 28 behind does not also keep a safe distance. In particular, it is possible that the following vehicle 28 does not have the corresponding sensor system at all.
  • the invention Device 12 determines whether the following Vehicle 28 pays attention to maintaining a safe distance or not. If the following distance is smaller than a safe distance, the ego vehicle 10 can increase the distance to the preceding vehicle 14. As a result, the ego vehicle 10 can gain a buffer, which can be advantageous in an emergency situation.
  • an emergency situation may arise in which the vehicle 14 in front brakes very strongly.
  • the ego vehicle 10 must then also brake sharply in response. Since the ego vehicle 10 has adequately dimensioned the distance d from the preceding vehicle 14 by means of the device 12 according to the invention and has adapted it to the current road surface condition (coefficient of friction), an impact between the ego vehicle 10 and the preceding vehicle 14 can be avoided. If, however, the following vehicle 28 was not at a safe distance, an impact between the following vehicle 28 and the ego vehicle 10 cannot be avoided. According to the invention, it is possible for the traffic situation behind the ego vehicle to be observed within the device 12 according to the invention and, based on this information, to determine whether the following vehicle 28 is driving at a sufficient distance.
  • the distance d between the ego vehicle 10 and the preceding vehicle 14 is increased in order to gain a buffer.
  • the ego vehicle 10 it is now possible for the ego vehicle 10 to reduce braking force for a short time or even to accelerate slightly.
  • the following distance n between the ego vehicle 10 and the following vehicle 28 can be increased briefly in order to avoid an impact. Since the ego vehicle 10 has dimensioned the distance d from the preceding vehicle 14 with a buffer, an impact between the ego vehicle 10 and the preceding vehicle 14 can also be avoided.
  • the current distance of the following vehicle is determined by means of appropriate environmental sensors.
  • the corresponding information is received via the input interface of the device 12.
  • the friction value of the roadway 18 can be taken into account. It is optional possible to include a coefficient of friction for a roadway 32 in the area below and / or behind the ego vehicle 10.
  • the vehicle includes a device 12, which is integrated in a driver assistance system 34 in the exemplary embodiment shown.
  • the driver assistance system 34 comprises an environmental sensor 16 with which the roadway is perceived in an area in front of the ego vehicle.
  • the environmental sensor 16 can be, for example, a radar, lidar, ultrasound and / or camera sensor.
  • the ego vehicle 10 includes a motor 36 and a brake 38, which can be controlled via a control unit 40 of the driver assistance system 34. By driving the motor 36 and the brake 38, the ego vehicle 10 can be accelerated and / or braked in order to regulate a distance from the vehicle in front.
  • the driver assistance system 34 further comprises a distance unit 42, which serves to determine a predetermined distance between the ego vehicle 10 and a vehicle driving ahead.
  • This distance unit 42 can take into account, for example, a current measured value of the environmental sensor 16.
  • a value of a user input and / or a predefined parameter or information obtained from an automatic vehicle control system can also be used.
  • the ego vehicle 10 may also include a further, rear environment sensor 30, which delivers sensor data with information about a road in an area and / or behind the ego vehicle 10. On the basis of this information, a rear coefficient of friction can then be calculated in an analogous manner in order to be able to take this information into account when determining a safe distance from a vehicle behind.
  • a method according to the invention is illustrated schematically in FIG. 6.
  • the method comprises the steps of receiving S10 sensor data, determining S12 a friction value, determining S14 an adapted distance and transmitting s16 of the adjusted distance.
  • the method can be implemented, for example, as software that is executed on a vehicle control unit. It is also possible that the method according to the invention is implemented as software for a mobile device (smartphone app). The method can also be carried out completely or partially in a cloud-based manner.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung (12) zum Anpassen eines Abstands zwischen einem Ego-Fahrzeug (10) und einem vorausfahrenden Fahrzeug (14), mit: einer Eingangsschnittstelle (20) zum Empfangen von Sensordaten eines Umgebungssensors (16) mit Informationen über eine Fahrbahn (18) in einem Bereich vor dem Ego-Fahrzeug sowie von einem vorgegebenen Abstand eines Fahrerassistenzsystems (34); einer Auswerteeinheit (22) zum Ermitteln eines Reibewerts der Fahrbahn im Bereich vor dem Ego-Fahrzeug basierend auf den Sensordaten; einer Anpassungseinheit (24) zum Ermitteln eines angepassten Abstands basierend auf dem vorgegebenen Abstand und dem ermittelten Reibewert; und einer Ausgangsschnittstelle (26) zum Übermitteln des angepassten Abstands an das Fahrerassistenzsystem. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Anpassen eines Abstands zwischen einem Ego-Fahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug sowie ein Fahrerassistenzsystem (34) und ein Ego-Fahrzeug.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Anpassen eines Abstands zwischen einem Ego- Fahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anpassen eines Abstands zwischen einem Ego-Fahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug sowie ein ent- sprechendes Verfahren. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Fahrerassis- tenzsystem zum Regeln eines Abstands zwischen einem Ego-Fahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug sowie ein Ego-Fahrzeug.
Moderne Fahrzeuge (Autos, Transporter, Lastwagen, Motorräder etc.) umfassen eine Vielzahl von Systemen, die dem Fahrer Informationen zur Verfügung stellen und ein- zelne Funktionen des Fahrzeugs teil- oder vollautomatisiert steuern. Sensoren erfas- sen die Umgebung des Fahrzeugs sowie andere Verkehrsteilnehmer. Basierend auf den erfassten Daten kann ein Modell der Fahrzeugumgebung erzeugt werden und auf Veränderungen in dieser Fahrzeugumgebung reagiert werden. Durch die fort- schreitende Entwicklung im Bereich der autonom und teilautonom fahrenden Fahr- zeuge werden der Einfluss und der Wirkungsbereich solcher Fahrerassistenzsysteme (Advanced Driver Assistance Systems, ADAS) immer größer. Durch die Entwicklung immer präziserer Sensoren ist es möglich, die Umgebung und den Verkehr zu erfas- sen und einzelne Funktionen des Fahrzeugs vollständig oder teilweise ohne Eingriff des Fahrers zu kontrollieren. Fahrerassistenzsysteme können dabei insbesondere zur Erhöhung der Sicherheit im Verkehr sowie zur Verbesserung des Fahrkomforts beitragen.
Ein relevanter Funktionsbereich von Fahrerassistenzsystemen betrifft die automati- sche Regelung einer Geschwindigkeit eines Fahrzeugs. Sogenannte adaptive Fahr- assistenten (AFA) unterstützen den Fahrer beim Beschleunigen und Bremsen, beim Halten von Geschwindigkeit und Abstand, bei der Spurführung (beispielsweise in Geschwindigkeitsbereichen von 0 bis 250 km/h) sowie in Stausituationen. Ein Tem- pomat ermöglicht ein Halten einer voreingestellten Geschwindigkeit, ohne dass der Fahrer aktiv beschleunigen oder bremsen muss. Sogenannte Abstandsregeltempo- maten (Adaptive Cruise Control, ACC) basieren dabei darauf, dass ein voreingestell- ter oder situationsabhängig gewählter Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug konstant gehalten wird. Die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs wird adaptiert und das vorausfahrende Fahrzeug wird sozusagen verfolgt.
Ein Problem kann hierbei darin bestehen, dass ein sicherer Abstand zu einem vo- rausfahrenden Fahrzeug, also ein Abstand, der ausreichend Zeit für eine Notbrem- sung oder eine andere Reaktion lässt, von einer großen Anzahl unterschiedlicher Parameter abhängt. Beispielsweise kann ein Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug zwar so gewählt sein, dass für das Ego-Fahrzeug genug Zeit für eine Voll bremsung verbleibt, hierdurch jedoch ein Auffahrunfall mit einem nachfolgenden Fahrzeug unvermeidlich wird. Dies ist insbesondere problematisch, wenn zur Ver- meidung eines Unfalls mit dem vorausfahrenden Fahrzeug im Nachhinein auch eine geringere Bremskraft ausreichend gewesen wäre.
In diesem Zusammenhang betrifft die DE 199 33 782 A1 ein Verfahren zur Vermei- dung von Auffahrunfällen sowie eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens.
Das Verfahren basiert auf der Beobachtung des rückwärtigen Verkehrsraums eines ersten Kraftfahrzeugs. Bei dem Verfahren erfolgt eine Ermittlung der Eigengeschwin- digkeit des ersten Kraftfahrzeugs, eine Bestimmung der Relativgeschwindigkeit zwi- schen dem ersten Kraftfahrzeug und einem sich hinter dem ersten Kraftfahrzeug be- findenden zweiten Kraftfahrzeug, eine Bestimmung der Distanz zwischen dem ersten und dem zweiten Kraftfahrzeug, die Berechnung der Zeit, die verbleibt bis die beiden Fahrzeuge miteinander kollidieren würden unter Berücksichtigung eines vorgegebe- nen Wertes für die Verzögerung des zweiten Kraftfahrzeugs, und eine Auslösung einer Aktion am ersten Kraftfahrzeug, wenn die berechnete Zeit unter einem vorge- gebenen Wert liegt.
Einerseits soll der Abstand zwischen einem Ego-Fahrzeug und einem vorausfahren- den Fahrzeug ausreichend groß sein, um auf unvorhergesehene Aktionen des vo- rausfahrenden Fahrzeugs reagieren zu können. Andererseits soll der Abstand auch nicht zu groß sein, um nicht fortlaufende Anpassungen aufgrund anderer Verkehrs- teilnehmer erforderlich zu machen, die sich vor dem Ego-Fahrzeug einreihen. Ausgehend hiervon stellt sich der vorliegenden Erfindung das Problem, einen Ab- stand zwischen einem Ego-Fahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug so zu wählen, dass eine sichere aber auch komfortable Fahrt ermöglicht wird. Einerseits soll die aktive und passive Sicherheit vergrößert werden, andererseits sollen mög- lichst wenige Beschleunigungs- und Bremsvorgänge ausgeführt werden, um den Fahrkomfort sowie auch die Energieeffizienz zu optimieren.
Zum Lösen dieser Aufgabe betrifft die vorliegende Erfindung in einem ersten Aspekt eine Vorrichtung zum Anpassen eines Abstands zwischen einem Ego-Fahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug, mit:
einer Eingangsschnittstelle zum Empfangen von Sensordaten eines Umge- bungssensors mit Informationen über eine Fahrbahn in einem Bereich vor dem Ego- Fahrzeug sowie von einem vorgegebenen Abstand eines Fahrerassistenzsystems; einer Auswerteeinheit zum Ermitteln eines Reibewerts der Fahrbahn im Be- reich vor dem Ego-Fahrzeug basierend auf den Sensordaten;
einer Anpassungseinheit zum Ermitteln eines angepassten Abstands basie- rend auf dem vorgegebenen Abstand und dem ermittelten Reibewert; und
einer Ausgangsschnittstelle zum Übermitteln des angepassten Abstands an das Fahrerassistenzsystem.
In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrerassistenzsys- tem zum Regeln eines Abstands zwischen einem Ego-Fahrzeug und einem voraus- fahrenden Fahrzeug, mit:
einer Abstandseinheit zum Ermitteln eines vorgegebenen Abstands zwischen dem Ego-Fahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug basierend auf einer Benut- zereingabe, einem vordefinierten Steuerungsparameter und/oder einem automati- schen Fahrzeugsteuersystem;
einer Vorrichtung wie zuvor beschrieben; und
einer Steuereinheit zum Ansteuern eines Motors und/oder einer Bremse des Ego-Fahrzeugs, um den Abstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug basierend auf dem angepassten Abstand anzupassen. In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Ego-Fahrzeug mit ei- ner Vorrichtung oder einem Fahrerassistenzsystem wie zuvor beschrieben und ei- nem Umgebungssensor zum Erfassen einer Gefahr in einem Bereich vor dem Ego- Fahrzeug.
Weitere Aspekte der Erfindung betreffen ein entsprechendes Verfahren und ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode zum Durchführen der Schritte des Verfahrens, wenn der Programmcode auf einem Computer ausgeführt wird, sowie ein Speichermedium, auf dem ein Computerprogramm gespeichert ist, das, wenn es auf einem Computer ausgeführt wird, eine Ausführung des hierin beschriebenen Ver- fahrens bewirkt.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. 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, oh- ne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Insbesondere können das Fahrerassistenzsystem, das Ego-Fahrzeug, das Verfahren und das Computerpro- grammprodukt entsprechend der für die Vorrichtung in den abhängigen Ansprüchen beschriebenen Ausgestaltungen ausgeführt sein.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient dazu, einen Abstand zwischen einem Ego- Fahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug anzupassen. Als Eingangsgröße wird ein aktueller Abstand eines Fahrerassistenzsystems verwendet. Der Abstand kann dabei beispielsweise basierend auf einer Benutzereingabe oder auch basierend auf einer autonomen Entscheidung eines entsprechenden automatischen Fahrzeug- steuersystems eines autonomen oder teilautonomen Fahrzeugs vorgegeben sein. Dieser aktuell im Fahrerassistenzsystem verwendete vorgegebene Abstand wird ba- sierend auf Sensordaten eines Umgebungssensors angepasst. Ausgehend von den Sensordaten wird ein Reibewert der Fahrbahn in einem Bereich vor dem Ego- Fahrzeug ermittelt bzw. geschätzt. Dieser Reibewert wird ausgewertet, um zu ermit- teln, ob eine Anpassung des vorgegebenen Abstands notwendig ist. Insbesondere wird bestimmt, ob der vorgegebene Abstand vergrößert oder verkleinert werden soll, um den Abstand dem aktuellen Fahrbahnzustand anzupassen. Der mittels der erfin- dungsgemäßen Vorrichtung ermittelte angepasste Abstand wird an das Fahrerassis- tenzsystem zurückübertragen. Im Fahrerassistenzsystem kann ausgehend hiervon eine entsprechende Ansteuerung eines Motors und/oder einer Bremse des Ego- Fahrzeugs erfolgen, um den Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug entsprechend dem angepassten Abstand einzustellen bzw. zu korrigieren.
Im Vergleich zu bisherigen Ansätzen zur automatischen Wahl eines Abstands zum vorausfahrenden Fahrzeug wird erfindungsgemäß zusätzlich ein Reibewert der Fahrbahn in dem Bereich, den das Ego-Fahrzeug in unmittelbarer Zukunft durchfah- ren wird, berücksichtigt. Insoweit wird die aktuelle Fahrbahnsituation miteinbezogen. Üblicherweise werden in bisherigen Ansätzen Standardwerte für eine Reibung der Fahrbahnoberfläche angenommen, um einen Bremsweg abzuschätzen und darauf basierend einen situationsadäquaten Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug zu wählen. Es wird nicht berücksichtigt, dass unterschiedliche Fahrbahnoberflächen we- sentliche Unterschiede im Brems- und Ausweichverhalten des Ego-Fahrzeugs be- dingen können. Beispielsweise ist auf eisglatter Fahrbahn ein wesentlich längerer Bremsweg zu erwarten als auf trockener Straße. Moderne Sensorik erlaubt einen Erkenntnisgewinn bezüglich der aktuellen und der unmittelbar zu erwartenden Fahr- bahnoberfläche. Durch die Berücksichtigung dieser Information kann die Sicherheit des Ego-Fahrzeugs verbessert werden sowie der Fahrkomfort und die Energieeffizi- enz gesteigert werden, da Beschleunigungs- und Bremsvorgänge vermieden wer- den.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Anpassungseinheit zum Ermitteln eines angepassten Abstands ausgebildet, der größer als der vorgegebene Abstand ist, wenn der ermittelte Reibewert einen vordefinierten Standardreibewert unterschreitet. Weiterhin ist die Anpassungseinheit zum Ermitteln eines angepassten Abstands aus- gebildet, der kleiner als der vorgegebene Abstand ist, wenn der ermittelte Reibewert einen vordefinierten Standardreibewert überschreitet. In bisherigen Ansätzen wird zumeist von einem durchschnittlichen (Standard-) Reibewert ausgegangen, um da- rauf basierend einen ausreichenden Sicherheitsstandard festzulegen. Basierend auf diesem Standardreibewert, der als vordefinierter Parameter bekannt ist, kann über einen Vergleich mit dem aktuellen Reibewert eine Vergrößerung bzw. Verkleinerung des notwendigen Sicherheitsabstands erfolgen. Insbesondere kann der Abstand ver- größert werden, wenn festgestellt wird, dass die aktuelle Reibung geringer ist als die Reibung unter Standardbedingungen. Es wird erreicht, dass das Fahrzeugverhalten bzw. das Verhalten des Fahrerassistenzsystems der aktuellen Situation des Ego- Fahrzeugs angepasst sind.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Auswerteeinheit zum Ermitteln einer Fahrbahntopologie der Fahrbahn im Bereich vor dem Ego-Fahrzeug basierend auf den Sensordaten ausgebildet. Weiterhin ist die Anpassungseinheit zum Ermitteln des angepassten Abstands basierend auf der Fahrbahntopologie ausgebildet. Zu sätzlich zur Berücksichtigung des Reibewerts kann eine weitere Verbesserung dadurch erreicht werden, dass eine Fahrbahntopologie bei der Ermittlung des ange- passten Abstands mit einbezogen wird. Unter einer Fahrbahntopologie versteht sich dabei ein Verlauf der Fahrbahn. Die Fahrbahntopologie umfasst vorzugsweise eine Neigung der Fahrbahn. Insbesondere umfasst die Fahrbahntopologie eine positive oder negative Neigung der Fahrbahn (Steigung oder Gefälle). Beispielsweise kann auf abschüssiger Straße ein erhöhter angepasster Abstand erforderlich sein. Die An- passung des Abstands auf die Anforderungen der aktuellen Umgebungssituation wird weiter verbessert.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Eingangsschnittstelle zum Emp- fangen eines aktuellen Nachfolgeabstands eines nachfolgenden Fahrzeugs ausge- bildet. Weiterhin ist die Anpassungseinheit zum Ermitteln des angepassten Abstands basierend auf dem aktuellen Nachfolgeabstand ausgebildet. Es ist möglich, dass bei der Berechnung des angepassten Abstands zusätzlich ein Abstand eines nachfol- genden Fahrzeugs zum Ego-Fahrzeug berücksichtigt wird. Beispielsweise kann durch einen rückwärtigen Sensor ein entsprechender Abstand festgestellt werden. Hierdurch kann eine Reaktion auf ein Verhalten des nachfolgenden Fahrzeugs erfol- gen. Wenn das nachfolgende Fahrzeug einen ausreichenden Sicherheitsabstand einhält, ist eine Anpassung des Abstands zwischen Ego-Fahrzeug und vorausfah- rendem Fahrzeug nicht erforderlich. Wenn aber ein Sicherheitsabstand des nachfol- genden Fahrzeugs zu gering ist, das nachfolgende Fahrzeug also zu dicht auffährt, kann es vorteilhaft sein, einen Abstand zwischen Ego-Fahrzeug und vorausfahren- dem Fahrzeug aktiv zu vergrößern. Im Falle einer Notbremsung kann dann dem nachfolgenden Fahrzeug ein zusätzlicher Sicherheitspuffer eingeräumt werden. Die Notbremsung des Ego-Fahrzeugs erfolgt also beispielsweise nicht mit maximaler Bremskraft, sodass das nachfolgende Fahrzeug mehr Zeit zum Reagieren hat. Inso- weit wird das erfindungsgemäß verfügbare Wissen um die Fahrbahnbeschaffenheit, insbesondere den Reibewert der Fahrbahn, verwendet, um eine Unfallwahrschein- lichkeit mit einem nachfolgenden Fahrzeug zu vermindern. Das eigene Wissen wird sozusagen zur Anpassung des Sicherheitsabstands zwischen Ego-Fahrzeug und nachfolgendem Fahrzeug verwendet. Hierdurch kann die aktive und passive Sicher- heit weiter verbessert werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Auswerteeinheit zum Ermitteln eines sicheren Nachfolgeabstands basierend auf dem aktuellen Nachfolgeabstand des nachfolgenden Fahrzeugs und dem ermittelten Reibewert ausgebildet. Weiterhin ist die Anpassungseinheit zum Hinzufügen eines Sicherheitspuffers zu dem ange- passten Abstand ausgebildet, wenn der aktuelle Nachfolgeabstand kleiner als der sichere Nachfolgeabstand ist. Vorzugsweise wird zunächst ausgehend von dem ak- tuellen Reibewert ein sicherer Nachfolgeabstand ermittelt, der einem Abstand ent- spricht, bei welchem einem nachfolgenden Fahrzeug eine ausreichende Reaktions- zeit im Falle einer Vollbremsung bleibt. Basierend auf diesem ermittelten sicheren Nachfolgeabstand kann festgestellt werden, ob der angepasste Abstand vergrößert werden muss. Insbesondere wird der angepasste Abstand vergrößert, wenn der ak- tuelle Nachfolgeabstand kleiner als der sichere Nachfolgeabstand ist. Die aktive und passive Sicherheit werden weiter verbessert.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Eingangsschnittstelle zum Emp- fangen von rückwärtigen Sensordaten eines rückwärtigen Umgebungssensors aus- gebildet. Die rückwärtigen Sensordaten umfassen Informationen über eine Fahrbahn in einem Bereich unter und/oder hinter dem Ego-Fahrzeug. Die Auswerteeinheit ist zum Ermitteln eines rückwärtigen Reibewerts der Fahrbahn im Bereich unter und/oder hinter dem Ego-Fahrzeug basierend auf den rückwärtigen Sensordaten ausgebildet. Weiterhin ist die Anpassungseinheit zum Ermitteln des angepassten Abstands basierend auf dem rückwärtigen Reibewert ausgebildet. Zusätzlich zur Be- rücksichtigung des Fahrbahnzustands im Bereich vor dem Ego-Fahrzeug ist es mög- lich, dass auch ein Zustand bzw. ein Reibewert der Fahrbahn unter oder hinter dem Ego-Fahrzeug berücksichtigt wird. Beispielsweise kann ein Abstand zwischen dem Ego-Fahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug erhöht werden, wenn aufgrund einer Fahrbahn mit geringem Reibewert hinter dem Ego-Fahrzeug festgestellt wird, dass ein nachfolgendes Fahrzeug möglicherweise nur schlecht bremsen kann. Durch den vergrößerten angepassten Abstand des Ego-Fahrzeugs zum vorausfahrenden Fahrzeug kann dann diesem nachfolgenden Fahrzeug eine zusätzliche Reaktionszeit im Falle einer Vollbremsung des Ego-Fahrzeugs gewährt werden. Es kann also bei- spielsweise mit einer Bremskraft, die kleiner als eine maximale Bremskraft ist, ge- bremst werden. Hierdurch werden einerseits der Fahrkomfort verbessert und ande- rerseits die Sicherheit erhöht.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Eingangsschnittstelle zum Emp- fangen von Regensensordaten eines Regensensors ausgebildet. Weiterhin ist die Auswerteeinheit zum Ermitteln des Reibewerts und/oder des rückwärtigen Reibe- werts basierend auf den Regensensordaten ausgebildet. Zusätzlich ist es möglich, dass berücksichtigt wird, ob die Fahrbahn nass ist. Üblicherweise weist eine nasse Fahrbahn einen geringeren Reibewert als eine trockene Fahrbahn auf. Durch die zu- sätzliche Verwendung eines Regensensors kann die Genauigkeit bei der Ermittlung des aktuellen Reibewerts verbessert werden. Der ermittelte Reibewert hat eine höhe- re Aussagekraft bezüglich der realen aktuellen Reibung.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Eingangsschnittstelle zum Empfangen von Sensordaten eines Radar-, Lidar- und/oder Ultraschallsensors ausgebildet. Die Aus- werteeinheit ist vorzugsweise zum Ermitteln einer Dämpfung der Fahrbahn ausgebil- det. Wenn ein abstandsbasiertes Sensorprinzip verwendet wird, kann ausgehend von der empfangenen Reflexion des Signals ein Rückschluss über die Dämpfung bzw. die Reflektivität des Untergrunds gezogen werden. Hierdurch kann der Reibe- wert der Fahrbahn bestimmt werden. Durch die Verwendung eines in modernen Fahrzeugen ohnehin vorhandenen Sensorprinzips, kann die erfindungsgemäße Vor- richtung ohne zusätzliche dezidierte Umgebungssensorik verwendet werden. Kosten können reduziert werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Eingangsschnittstelle zum Empfangen von Sensordaten eines Kamerasensors ausgebildet. Vorzugsweise ist die Auswerteein- heit zum Ermitteln einer Lichtreflexion der Fahrbahn ausgebildet. Alternativ oder zu- sätzlich ist es möglich, dass eine Kamera verwendet wird, die ebenfalls in modernen Fahrzeugen regelmäßig bereits vorhanden ist. Unterschiedliche Untergründe bedin- gen unterschiedliche Reflexionen. Ausgehend von den Reflexionen kann auf die Be- schaffenheit und den Reibewert der Fahrbahn rückgeschlossen werden.
Ein Bereich vor dem Ego-Fahrzeug umfasst hier insbesondere einen Fahrbahnab- schnitt, den das Ego-Fahrzeug in unmittelbarer Zukunft überfahren wird. Ein Umge- bungssensor kann hierin auch mehrere Sensoren umfassen. Einerseits ist es mög- lich, dass unterschiedliche Sensorprinzipien kombiniert (fusioniert) werden. Anderer- seits ist es alternativ oder zusätzlich möglich, dass Sensoren desselben Typs ver- wendet werden, die beispielsweise eine 360 Grad-Rundumsicht ermöglichen. Ein Reibewert einer Fahrbahn entspricht insbesondere einem Reibekoeffizienten. Ein Reibewert der Fahrbahn ist insbesondere vom Fahrbahnbelag (Materialeigenschaft) sowie von den aktuellen Wetterbedingungen (Luftfeuchtigkeit, Temperatur etc.) ab- hängig.
Es ist auch möglich, dass Eigenschaften der aktuellen Bereifung des Fahrzeugs bei der Ermittlung des Reibewerts berücksichtigt werden. Ein vordefinierter Standardrei- bewert kann einem in ein Fahrassistenzsystem einprogrammierten Wert entspre- chen. Ebenfalls ist es möglich, dass der vordefinierte Standardreibewert einem in Versuchen ermittelten Wert entspricht, der lediglich mittelbar einer entsprechenden Steuerung in einem Fahrerassistenzsystem zugrunde gelegt wird.
Ein Nachfolgeabstand bezeichnet einen Abstand zwischen einem Ego-Fahrzeug und einem nachfolgenden Fahrzeug, also einem Fahrzeug, das sich in derselben Fahrt- richtung und auf derselben Fahrbahn hinter dem Ego-Fahrzeug befindet. Ein voraus- fahrendes Fahrzeug bezeichnet ein Fahrzeug, das sich auf derselben Fahrbahn vor dem Ego-Fahrzeug befindet, also innerhalb eines Fahrbahnbereichs, den das Ego- Fahrzeug in unmittelbarer Zukunft durchfahren wird. Eine Fahrbahntopologie be- zeichnet geometrische Eigenschaften des Fahrbahnverlaufs.
Das Computerprogrammprodukt kann auf einem nichtflüchtigen Datenträger gespei- chert/vertrieben werden, beispielsweise auf einem optischen Speicher oder auf ei- nem Halbleiterlaufwerk (SSD). Ein Computerprogramm kann zusammen mit Hard- ware und/oder als Teil einer Hardware vertrieben werden, beispielsweise mittels des Internets oder mittels drahtgebundener oder drahtloser Kommunikationssysteme
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger ausgewählter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläu- tert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Ego- Fahrzeugs;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Anpassen eines Abstands nach der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Ansatzes zum Berücksichtigen der Fahrbahntypologie;
Fig. 4 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Ansatzes zum Berücksichtigen eines Nachfolgeabstands eines nachfolgenden Fahrzeugs;
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Ego- Fahrzeugs; und
Fig. 6 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Ego-Fahrzeugs 10. Das Ego-Fahrzeug 10 umfasst eine Vorrichtung 12 zum Anpassen eines Ab- Stands d zwischen dem Ego-Fahrzeug 10 und einem vorausfahrenden Fahrzeug 14 sowie einen mit der Vorrichtung 12 verbundenen Umgebungssensor 16. Die Fahrt- richtung des Ego-Fahrzeugs 10 verläuft in der Darstellung von links nach rechts. Über den Umgebungssensor 16 werden Informationen über eine Fahrbahn 18 in ei- nem Bereich vor dem Ego-Fahrzeug 10 empfangen. Ausgehend von den empfange- nen Sensordaten wird ein Reibewert der Fahrbahn berechnet. Basierend auf diesem berechneten Reibewert wird der Abstand d zum vorausfahrenden Fahrzeug 14 an- gepasst.
Die vorliegende Erfindung basiert darauf, dass in bisherigen Systemen die Berech- nung eines sicheren Abstands zwischen einem Ego-Fahrzeug (eigenes Fahrzeug) und einem vorausfahrenden Fahrzeug lediglich auf einer Messung eines aktuellen Abstands bzw. einer aktuellen Geschwindigkeit basiert. Ausgehend hiervon wird ein potentieller Bremsweg berechnet und ein sicherer Abstand abgeleitet. In modernen adaptiven Abstandsregelsystemen wird teilweise zusätzlich eine Geometrie der Fahrbahn mitberücksichtigt. Der potentielle Bremsweg wird also basierend auf einem vordefinierten Reibewert (Standardwert) berechnet. Üblicherweise wird ein ver- gleichsweise hoher Reibewert unterstellt. Der potentielle Bremsweg entspricht also nicht immer der Realität. Auch wenn ein aktueller Reibewert benutzt würde, also ein Reibewert der Fahrbahn unterhalb des Ego-Fahrzeugs, kann sich die Situation im Bereich vor dem Ego-Fahrzeug anders darstellen. Erfindungsgemäß wird basierend auf Sensordaten der aktuelle Reibewert der Fahrbahn vor dem Fahrzeug geschätzt und darauf basierend ein realitätsnaher Bremsweg für das Fahrzeug ermittelt. Durch diese vorausschauende Berechnung des Reibewerts kann die Sicherheit beim Fah- ren verbessert werden.
In der Fig. 2 ist schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung 12 dargestellt. Die Vorrichtung umfasst eine Eingangsschnittstelle 20, eine Auswerteeinheit 22, eine Anpassungseinheit 24 sowie eine Ausgangsschnittstelle 26. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 12 kann beispielsweise in ein Fahrzeugsteuergerät integriert sein bzw. als Teil eines Fahrerassistenzsystems ausgebildet sein oder auch als separates Mo- dul implementiert sein. Es ist möglich, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung teil- weise oder vollständig in Soft- und/oder in Hardware umgesetzt ist. Die verschiede- nen Einheiten und Schnittstellen können vorzugsweise als Prozessor, Prozessormo- dul oder Software für einen Prozessor ausgebildet sein.
Über die Eingangsschnittstelle 20 werden Sensordaten eines Umgebungssensors empfangen. Die Eingangsschnittstelle 20 kann beispielsweise als Steckverbindung in Hardware umgesetzt sein. Es ist auch möglich, dass die Eingangsschnittstelle 20 als entsprechende Softwareschnittstelle zum Datenempfang ausgebildet ist. Die emp- fangenen Sensordaten umfassen Informationen über die Fahrbahn in einem Bereich vor dem Ego-Fahrzeug. Insbesondere umfassen die Sensordaten Informationen über die Beschaffenheit der Fahrbahn in dem Bereich, der in unmittelbarer Zukunft über- fahren wird. Es versteht sich, dass die Sensordaten weitere Informationen umfassen können. Insbesondere können über die Eingangsschnittstelle 20 Daten eines Sen- sors empfangen werden, der ohnehin bereits am Fahrzeug vorhanden ist. Die Daten werden dabei üblicherweise in digitaler, vorverarbeiteter Form empfangen. Bei- spielsweise kann die Eingangsschnittstelle 20 dazu an einen Fahrzeugbus angekop- pelt sein.
In der Auswerteeinheit 22 werden die empfangenen Sensordaten ausgewertet, um einen Reibewert der Fahrbahn zu ermitteln. Hierzu können beispielsweise Algorith- men der Bildverarbeitung oder auch andere Auswertealgorithmen angewendet wer- den. Insbesondere kann beispielsweise ausgehend von einer Dämpfung eines elekt- romagnetischen Signals, eines Lichtsignals oder eines Ultraschallsignals auf eine Rauheit der reflektierenden Oberfläche geschlossen werden. Ausgehend hiervon ist es möglich, eine Abschätzung des aktuellen Reibewerts vorzunehmen. Eine raue Oberfläche hat dabei üblicherweise einen höheren Reibewert als eine glatte Oberflä- che, die die vorgenannten Signale besser reflektiert. Ebenfalls ist es möglich, ein Kamerasignal auszuwerten. Insbesondere können stark reflektierende Bereiche in- nerhalb eines Kamerabilds darauf hindeuten, dass in diesen Bereichen eine geringe- re Reibung vorliegt. Beispielsweise kann ein Reflektieren bedeuten, dass die Fahr- bahn vereist oder nass ist und damit eine geringere Reibung aufweist.
In der Anpassungseinheit 24 wird basierend auf dem ermittelten Reibewert und dem vorgegebenen Abstand ein angepasster Abstand ermittelt. Insbesondere wird der vorgegebene Abstand korrigiert, um der aktuellen Fahrbahnbeschaffenheit vor dem Ego-Fahrzeug Rechnung zu tragen. Beispielsweise kann der vorgegebene Abstand im Falle einer vergleichsweise glatten Fahrbahn im Bereich vor dem Fahrzeug erhöht werden. Ebenfalls ist es möglich, dass beim Anpassen des Abstands ein vordefinier- ter Standardreibewert berücksichtigt wird. Ein solcher Standardreibewert kann in die zuvor innerhalb des Fahrerassistenzsystems durchgeführte Berechnung des vorge- gebenen Abstands mit eingeflossen sein. Üblicherweise werden derartige Standard- reibewerte relativ hoch angesetzt. Sofern in der aktuellen Situation festgestellt wird, dass die Fahrbahn glatter ist als durch den Standardreibewert definiert, kann der an- gepasste Abstand gegenüber dem vorgegebenen Abstand vergrößert werden.
Über die Eingangsschnittstelle 20 wird zudem ein vorgegebener Abstand empfan- gen. Hierzu kommuniziert die Eingangsschnittstelle 20 mit einem Fahrerassistenz- system. Die Kommunikation kann beispielsweise ebenfalls über den Fahrzeugbus erfolgen. Der vorgegebene Abstand entspricht dabei beispielsweise einer Regelgrö- ße, insbesondere einem Sollwert oder auch einem Istwert der Regelgröße des Ab- standsregelungssystems. Der vorgegebene Abstand kann dabei beispielsweise auf einer Benutzereingabe aus einer Vorgabe durch Fahrer des Fahrzeugs basieren. Ebenfalls ist es möglich, dass der vorgegebene Abstand ausgehend von einer auto- nomen Entscheidung eines Fahrzeugsteuersystems eines teilautonomen oder auto- nomen Fahrzeugs bestimmt wird.
Über die Ausgangsschnittstelle 26 wird der ermittelte angepasste Abstand an das Fahrerassistenzsystem zurückübermittelt. Die Ausgangsschnittstelle 26 kann bei- spielsweise entsprechend der Eingangsschnittstelle ausgeführt sein. Es ist möglich, dass die Ausgangsschnittstelle 26 mit der Eingangsschnittstelle 20 integriert ist. Der angepasste Abstand wird beispielsweise in Form eines Absolutwerts (metrische An- gabe) oder auch in Form eines Relativwerts (Angabe in Relation zum vorgegebenen Abstand) ermittelt und zurückübermittelt.
In der Fig. 3 ist schematisch eine optionale und vorteilhafte Weiterbildung der Funkti- onsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung 12 bzw. des erfindungsgemäßen eig- nen Fahrzeugs 10 dargestellt. Zusätzlich zur Ermittlung des Reibewerts der Fahr- bahn 18 im Bereich vor dem Ego-Fahrzeug kann basierend auf den empfangenen Sensordaten eine Fahrbahntopologie ermittelt werden. Insbesondere ist es möglich, dass, wie in Fig. 3 dargestellt, eine Neigung der Fahrbahn vorliegt. Im dargestellten Beispiel ist angedeutet, dass die Fahrbahn ansteigt. Bei der Ermittlung des ange- passten Abstands zum vorausfahrenden Fahrzeug 14 kann diese Fahrbahntopologie berücksichtigt werden. Im Falle der ansteigenden Fahrbahn kann es beispielsweise trotz glatter Fahrbahn nicht erforderlich sein, einen Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug 14 zu erhöhen, wenn gleichzeitig eine ansteigende Fahrbahn 18 im Be- reich vor dem Ego-Fahrzeug 10 vorliegt. Aufgrund der Gravitation kann in diesem Fall dennoch ausreichend schnell abgebremst werden. Es versteht sich, dass die vorliegende Darstellung lediglich als Beispiel zu verstehen ist. Es ist ebenfalls mög- lich, dass im Falle einer negativen Steigung der Fahrbahn, also eines Gefälles, ein erhöhter angepasster Abstand trotz eines hohen Reibewerts ermittelt wird.
In der Fig. 4 ist schematisch eine weitere optionale und vorteilhafte Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung 12 bzw. des erfindungsgemäßen Ego- Fahrzeugs 10 dargestellt. Zusätzlich zu der Berücksichtigung des Abstands d zwi- schen Ego-Fahrzeug 10 und vorausfahrendem Fahrzeug 14 kann ein Nachfolgeab- stand n zu einem nachfolgenden Fahrzeug 28 berücksichtigt werden. Der Nachfol- geabstand n kann beispielsweise über einen rückwärtigen Umgebungssensor 30 be- stimmt werden.
Zunächst wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung 12 ein Unfall (Aufprall) zwi- schen einem Ego-Fahrzeug 10 und einem vorausfahrenden Fahrzeug 14 vermieden. Hierbei wird nicht zwangsweise beachtet, dass es zu einem Unfall zwischen dem Ego-Fahrzeug 10 und einem hinterherfahrenden nachfolgenden Fahrzeug 28 kom- men kann, falls das nachfolgende Fahrzeug 28 nicht ebenfalls auf einen sicheren Abstand achtet. Insbesondere ist es möglich, dass das nachfolgende Fahrzeug 28 gar nicht über die entsprechende Sensorik verfügt. Um in diesem Fall die Sicherheit des Ego-Fahrzeugs 10 (aktive Sicherheit) und der anderen Verkehrsteilnehmer (pas- sive Sicherheit) zu verbessern und einen Unfall sowohl mit dem vorausfahrenden Fahrzeug 14 als auch mit dem nachfolgenden Fahrzeug 28 zu vermeiden, kann in der erfindungsgemäßen Vorrichtung 12 festgestellt werden, ob das nachfolgende Fahrzeug 28 auf die Einhaltung eines sicheren Abstands achtet oder nicht. Falls der Nachfolgeabstand kleiner als ein sicherer Abstand ist, kann das Ego-Fahrzeug 10 den Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug 14 vergrößern. Hierdurch kann das Ego-Fahrzeug 10 einen Puffer gewinnen, der in einer Notsituation von Vorteil sein kann.
Beispielsweise kann es zu einer Notsituation kommen, in der das vorausfahrende Fahrzeug 14 sehr stark abbremst. Das Ego-Fahrzeug 10 muss dann in Reaktion ebenfalls stark abbremsen. Da das Ego-Fahrzeug 10 mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung 12 den Abstand d zum vorausfahrenden Fahrzeug 14 ausreichend di- mensioniert hat und der aktuellen Fahrbahnbeschaffenheit (Reibewert) angepasst hat, kann ein Aufprall zwischen Ego-Fahrzeug 10 und vorausfahrendem Fahrzeug 14 vermieden werden. Wenn das nachfolgende Fahrzeug 28 jedoch keinen sicheren Abstand hatte, ist ein Aufprall zwischen nachfolgendem Fahrzeug 28 und Ego- Fahrzeug 10 nicht vermeidbar. Erfindungsgemäß ist es möglich, dass innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung 12 die Verkehrssituation hinter dem Ego-Fahrzeug beobachtet wird und basierend auf diesen Informationen festgestellt wird, ob das nachfolgende Fahrzeug 28 in ausreichendem Abstand fährt. Falls dies nicht der Fall ist, wird der Abstand d zwischen Ego-Fahrzeug 10 und vorausfahrendem Fahrzeug 14 vergrößert, um einen Puffer zu gewinnen. In einer Notsituation ist es nun möglich, dass das Ego-Fahrzeug 10 für kurze Zeit Bremskraft abbaut oder sogar leicht be- schleunigt. Hierdurch kann der Nachfolgeabstand n zwischen dem Ego-Fahrzeug 10 und dem nachfolgendem Fahrzeug 28 kurzfristig vergrößert werden, um einen Auf- prall zu vermeiden. Da das Ego-Fahrzeug 10 den Abstand d zum vorausfahrenden Fahrzeug 14 mit einem Puffer dimensioniert hat, kann auch ein Aufprall zwischen Ego-Fahrzeug 10 und vorausfahrendem Fahrzeug 14 vermieden werden.
Hierbei wird der aktuelle Abstand des nachfolgenden Fahrzeugs mittels entspre- chender Umgebungssensorik festgestellt. Die entsprechende Information wird über die Eingangsschnittstelle der Vorrichtung 12 empfangen. Bei der Berechnung des sicheren Abstands, also bei der Bewertung, ob der Abstand zwischen nachfolgen- dem Fahrzeug 28 und Ego-Fahrzeug 10 ausreichend für eine Notsituation ist, kann der Reibewert der Fahrbahn 18 berücksichtigt werden. Optional ist es zusätzlich möglich, einen Reibewert für eine Fahrbahn 32 im Bereich unter und/oder hinter dem Ego-Fahrzeug 10 mit einzubeziehen.
In der Fig. 5 ist schematisch ein Ego-Fahrzeug 10 nach der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das Fahrzeug umfasst eine Vorrichtung 12, die im dargestellten Ausfüh- rungsbeispiel in ein Fahrerassistenzsystem 34 integriert ist. Das Fahrerassistenzsys- tem 34 umfasst einen Umgebungssensor 16, mit dem die Fahrbahn in einem Bereich vor dem Ego-Fahrzeug wahrgenommen wird. Der Umgebungssensor 16 kann dabei beispielsweise ein Radar-, Lidar-, Ultraschall- und/oder Kamerasensor sein. Weiter- hin umfasst das Ego-Fahrzeug 10 einen Motor 36 sowie eine Bremse 38, die über eine Steuereinheit 40 des Fahrerassistenzsystems 34 angesteuert werden können. Durch die Ansteuerung des Motors 36 und der Bremse 38 kann das Ego-Fahrzeug 10 beschleunigt und/oder abgebremst werden, um damit einen Abstand zum voraus- fahrenden Fahrzeug zu regeln.
Das Fahrerassistenzsystem 34 umfasst weiterhin eine Abstandseinheit 42, die dazu dient einen vorgegebenen Abstand zwischen dem Ego-Fahrzeug 10 und einem vo- rausfahrenden Fahrzeug zu ermitteln. Diese Abstandseinheit 42 kann dabei bei- spielsweise einen aktuellen Messwert des Umgebungssensors 16 berücksichtigen. Zudem kann auch ein Wert einer Benutzereingabe und/oder ein vordefinierter Para- meter bzw. eine von einem automatischen Fahrzeugsteuersystem erhaltenen Infor- mation verwendet werden.
Optional ist es möglich, dass das Ego-Fahrzeug 10 zudem einen weiteren, rückwärti- gen Umgebungssensor 30 umfasst, der Sensordaten mit Informationen über eine Fahrbahn in einem Bereich und/oder hinter dem Ego-Fahrzeug 10 liefert. Auf Basis dieser Information kann dann ein rückwärtiger Reibewert in analoger Weise berech- net werden, um diese Information bei der Ermittlung eines sicheren Abstands eines nachfolgenden Fahrzeugs berücksichtigen zu können.
In der Fig. 6 ist schematisch ein erfindungsgemäßes Verfahren illustriert. Das Verfah- ren umfasst die Schritte des Empfangens S10 von Sensordaten, des Ermittelns S12 eines Reibewerts, des Ermittelns S14 eines angepassten Abstands und des Übermit- telns S16 des angepassten Abstands. Das Verfahren kann beispielsweise als Soft- ware implementiert sein, die auf einem Fahrzeugsteuergerät ausgeführt wird. Eben- falls ist es möglich, dass das erfindungsgemäße Verfahren als Software für ein Mo- bilgerät (Smartphone App) implementiert ist. Ebenfalls kann das Verfahren vollstän- dig oder teilweise cloudbasiert ausgeführt werden.
Bezuqszeichen Ego-Fahrzeug
Vorrichtung
vorausfahrendes Fahrzeug
Umgebungssensor
Fahrbahn vor dem Ego-Fahrzeug
Eingangsschnittstelle
Auswerteeinheit
Anpassungseinheit
Ausgangsschnittstelle
nachfolgendes Fahrzeug
rückwärtiger Umgebungssensor
Fahrbahn unter/hinter dem Ego-Fahrzeug Fahrerassistenzsystem
Motor
Bremse
Steuereinheit
Abstandseinheit

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (12) zum Anpassen eines Abstands zwischen einem Ego- Fahrzeug (10) und einem vorausfahrenden Fahrzeug (14), mit:
- einer Eingangsschnittstelle (20) zum Empfangen von Sensordaten eines Umge- bungssensors (16) mit Informationen über eine Fahrbahn (18) in einem Bereich vor dem Ego-Fahrzeug sowie von einem vorgegebenen Abstand eines Fahrerassistenz- systems (34);
- einer Auswerteeinheit (22) zum Ermitteln eines Reibewerts der Fahrbahn im Be- reich vor dem Ego-Fahrzeug basierend auf den Sensordaten;
- einer Anpassungseinheit (24) zum Ermitteln eines angepassten Abstands basierend auf dem vorgegebenen Abstand und dem ermittelten Reibewert; und
- einer Ausgangsschnittstelle (26) zum Übermitteln des angepassten Abstands an das Fahrerassistenzsystem.
2. Vorrichtung (12) nach Anspruch 1 , wobei die Anpassungseinheit (24)
- zum Ermitteln eines angepassten Abstands ausgebildet ist, der größer als der vor- gegebene Abstand ist, wenn der ermittelte Reibewert einen vordefinierten Standard- reibewert unterschreitet; und
- zum Ermitteln eines angepassten Abstands ausgebildet ist, der kleiner als der vor- gegebene Abstand ist, wenn der ermittelte Reibewert einen vordefinierten Standard- reibewert überschreitet
3. Vorrichtung (12) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei
- die Auswerteeinheit (22) zum Ermitteln einer Fahrbahntopologie der Fahrbahn (18) im Bereich vor dem Ego-Fahrzeug (10) basierend auf den Sensordaten ausgebildet ist; und
- die Anpassungseinheit (24) zum Ermitteln des angepassten Abstands basierend auf der Fahrbahntopologie ausgebildet ist; und
- die Fahrbahntopologie vorzugsweise eine Neigung der Fahrbahn (18) umfasst.
4. Vorrichtung (12) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei
- die Eingangsschnittstelle (20) zum Empfangen eines aktuellen Nachfolgeabstands eines nachfolgenden Fahrzeugs (28) ausgebildet ist; und - die Anpassungseinheit (24) zum Ermitteln des angepassten Abstands basierend auf dem aktuellen Nachfolgeabstand ausgebildet ist.
5. Vorrichtung (12) nach Anspruch 4, wobei
- die Auswerteeinheit (22) zum Ermitteln eines sicheren Nachfolgeabstands basie- rend auf dem aktuellen Nachfolgeabstand des nachfolgenden Fahrzeugs (28) und dem ermittelten Reibewert ausgebildet ist; und
- die Anpassungseinheit (24) zum Hinzufügen eines Sicherheitspuffers zu dem ange- passten Abstand ausgebildet ist, wenn der aktuelle Nachfolgeabstand kleiner als der sichere Nachfolgeabstand ist.
6. Vorrichtung (12) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei
- die Eingangsschnittstelle (20) zum Empfangen von rückwärtigen Sensordaten eines rückwärtigen Umgebungssensors (30) ausgebildet ist;
- die rückwärtigen Sensordaten Informationen über eine Fahrbahn (32) in einem Be- reich unter und/oder hinter dem Ego-Fahrzeug (10) umfassen;
wobei die Auswerteeinheit (22) zum Ermitteln eines rückwärtigen Reibewerts der Fahrbahn im Bereich unter und/oder hinter dem Ego-Fahrzeug basierend auf den rückwärtigen Sensordaten ausgebildet ist; und wobei die Anpassungseinheit (24) zum Ermitteln des angepassten Abstands basierend auf dem rückwärtigen Reibewert ausgebildet ist.
7. Vorrichtung (12) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei
- die Eingangsschnittstelle (20) zum Empfangen von Regensensordaten eines Re- gensensors ausgebildet ist; und
- die Auswerteeinheit (22) zum Ermitteln des Reibewerts und/oder des rückwärtigen Reibewerts basierend auf den Regensensordaten ausgebildet ist.
8. Vorrichtung (12) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei
- die Eingangsschnittstelle (20) zum Empfangen von Sensordaten eines Radar-, Li- dar-, und/oder Ultraschallsensors ausgebildet ist; und
- die Auswerteeinheit vorzugsweise zum Ermitteln einer Dämpfung der Fahrbahn (18) ausgebildet ist.
9. Vorrichtung (12) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei
- die Eingangsschnittstelle (20) zum Empfangen von Sensordaten eines Kamera- sensors ausgebildet ist; und
- die Auswerteeinheit (22) vorzugsweise zum Ermitteln einer Lichtreflektion der Fahr- bahn (18) ausgebildet ist.
10. Fahrerassistenzsystem (34) zum Regeln eines Abstands zwischen einem Ego- Fahrzeug (10) und einem vorausfahrenden Fahrzeug (14), mit:
- einer Abstandseinheit (42) zum Ermitteln eines vorgegebenen Abstands zwischen dem Ego-Fahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug basierend auf einer Benut- zereingabe, einem vordefinierten Steuerungsparameter und/oder einem automati- schen Fahrzeugsteuersystem;
- einer Vorrichtung (12) nach einem der vorstehenden Ansprüche; und
- einer Steuereinheit (40) zum Ansteuern eines Motors (36) und/oder einer Bremse (38) des Ego-Fahrzeugs, um den Abstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug basie- rend auf dem angepassten Abstand anzupassen.
11. Ego-Fahrzeug (10), mit:
- einer Vorrichtung (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 oder einem Fahrerassis- tenzsystem (34) nach Anspruch 10; und
- einem Umgebungssensor (16) zum Erfassen einer Fahrbahn (18) in einem Bereich vor dem Ego-Fahrzeug.
12. Verfahren zum Anpassen eines Abstands zwischen einem Ego-Fahrzeug (10) und einem vorausfahrenden Fahrzeug (14), mit den Schritten:
- Empfangen (S10) von Sensordaten eines Umgebungssensors (16) mit Informatio- nen über eine Fahrbahn (18) in einem Bereich vor dem Ego-Fahrzeug sowie von ei- nem vorgegebenen Abstand eines Fahrerassistenzsystems (34);
- Ermitteln (S12) eines Reibewerts der Fahrbahn im Bereich vor dem Ego-Fahrzeug basierend auf den Sensordaten;
- Ermitteln (S14) eines angepassten Abstands basierend auf dem vorgegebenen Ab- stand und dem ermittelten Reibewert; und - Übermitteln (S16) des angepassten Abstands an das Fahrerassistenzsystem.
13. Computerprogrammprodukt mit Programmcode zum Durchführen der Schritte des Verfahrens nach Anspruch 12, wenn der Programmcode auf einem Computer ausgeführt wird.
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