DE102008061303A1

DE102008061303A1 - Fahrzeugsteuerung unter Verwendung von Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation

Info

Publication number: DE102008061303A1
Application number: DE102008061303A
Authority: DE
Inventors: Ulrich STÄHLIN; Adam Swoboda; Thomas Grotendorst; Matthias Strauss
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2007-12-11
Filing date: 2008-12-11
Publication date: 2009-06-18
Also published as: WO2009074656A1

Abstract

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Steuersystem für ein Fahrzeug angegeben, welches eine Steuereinrichtung und ein Fahrerassistenzsystem aufweist. Die Steuereinheit ist in der Lage, einen einzuhaltenden Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug auf Basis von C2C-Kommunikation zu berechnen, wobei das Fahrerassistenzsystem diesen berechneten einzuhaltenden Abstand direkt als Vorgabe zur Fahrzeugsteuerung übernimmt. In einem anderen Ausführungsbeispiel erfolgt eine automatische Aktivierung des ACC in Sondersituationen. In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird der ACC-Fahrschlauch zur Filterung von C2X-Warnungen verwendet. In einem weiteren Ausführungsbeispiel werden Informationen über den Verkehr in benachbarten Spuren zur ACC-Steuerung verwendet.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft die Steuerung und den Betrieb von Fahrzeugen. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Steuereinrichtung für ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug, ein Steuersystem für ein Fahrzeug, ein Fahrzeug mit einer Steuereinrichtung, ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs, ein Programmelement und ein computerlesbares Medium.
Technologischer Hintergrund
Heutige Kraftfahrzeuge beinhalten Komfortsysteme, die, beispielsweise wie ein Abstandsregeltempomat (Adaptive Cruise Control oder einfach nur ACC genannt), eine Steuerung der (Sicherheits-)Abstände erlauben. Derartige Systeme beruhen auf Sensoren, mit denen die beobachtungsrelevanten Objekte der Fahrzeugumgebung, wie etwa Fahrzeuge und/oder Straßenmarkierungen, identifiziert werden.
Aus der US-A-5485892 ist ein automatisches Fahrsteuerungssystem bekannt, dass einen Fahrweg automatisch erkennt und das Fahrzeug sicher auf dem Fahrweg führt. Eine Mehrzahl von Steuerungsprogrammen wird abhängig von der jeweiligen Fahrsituation ausgewählt, um das Fahrzeug situationsangepasst zu führen.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Fahrerassistenz bereitzustellen.
Es sind eine Steuereinrichtung für ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug, ein Steuersystem, ein Fahrzeug, ein Verfahren, ein Programmelement und ein computerlesbares Medium gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche angegeben. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele betreffen gleichermaßen die Steuereinrichtung, das Steuersystem, das Fahrzeug, das Verfahren, das Programmelement und das computerlesbare Medium. In anderen Worten lassen sich die im Folgenden beispielsweise im Hinblick auf die Steuereinrichtung oder dem Steuersystem genannten Merkmale auch in dem Verfahren, dem Programmelement oder dem computerlesbaren Medium implementieren, und umgekehrt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Steuereinrichtung für ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug angegeben, welche eine Kommunikationseinrichtung zur Bereitstellung einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation (C2C-Kommunikation) mit benachbarten Fahrzeugen, eine Steuereinheit und eine erste Schnittstelle zum Anschluss der Steuereinrichtung an ein Fahrerassistenzsystem aufweist.
Die Steuereinheit ist hierbei zur Berechnung eines einzuhaltenden Abstandes zu einem vorausfahrenden Fahrzeug auf Basis von über die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation empfangener Daten ausgeführt, wobei der berechnete einzuhaltende Abstand direkt von dem Fahrerassistenzsystem als Vorgabe verwendbar ist.
In anderen Worten werden die über C2C-Kommunikation empfangenen Daten benachbarter Fahrzeuge dazu verwendet, den einzuhaltenden Abstand und/oder ein einzuhaltendes Abstandsintervall (also einen Mindestabstand und einen Höchstabstand) zu anderen Fahrzeugen zu bestimmen. Bei diesem einzuhaltenden Abstand bzw. dem Intervall handelt es sich also um eine automatisch anpassbare Größe, die nicht länger vom Benutzer vorgegeben werden muss und situationsgerecht angepasst werden kann.
Auf diese Weise kann ein herkömmliches ACC oder ein sog. Full-Speed-Range ACC, welche auf Basis von Radarsensoren oder Lidarsensoren arbeiten, durch die Erweiterung des Erfassungsbereichs des ACC durch Hinzunahme von Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation verbessert werden oder bei diesen Systemen ganz auf die Verwendung von Radarsensoren oder Lidarsensoren verzichtet werden.
Im Kontext der Erfindung ist unter dem allgemeinen Begriff Fahrerassistenzsystem insbesondere auch ein ACC-System zu verstehen.
Bei dem Fahrzeug handelt es sich beispielsweise um ein Kraftfahrzeug, wie Auto, Bus oder Lastkraftwagen, um ein Schienenfahrzeug oder beispielsweise um ein Motorrad.
Vorteilhaft wird das sog. Stop-and-Go durch die Anpassung der Geschwindigkeit an die Kolonnengeschwindigkeit vorausfahrender Fahrzeuge verhindert. Hierdurch wird eine konstante Fahrgeschwindigkeit für alle in einem bestimmten Abschnitt einer Fahrroute befindlichen Fahrzeuge erzielt.
Mit dieser Erfindung ist es möglich, den Sichtbereich von ACC und somit die Sensorreichweite von Radar und/oder Lidar durch Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation zu erweitern und damit die Geschwindigkeit an die Kolonnengeschwindigkeit anzupassen.
Alternativ oder zusätzlich zu der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation kann auch Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation eingesetzt werden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Steuereinheit weiterhin oder alternativ zur Berechnung einer einzuhaltenden Geschwindigkeit auf Basis der über die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation empfangenen Daten ausgeführt, wobei die berechnete einzuhaltende Geschwindigkeit direkt von dem Fahrerassistenzsystem als Vorgabe verwendbar ist.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Steuereinheit weiterhin oder alternativ zur Berechnung einer auszuführenden Beschleunigung auf Basis der über die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation empfangenen Daten ausgeführt, wobei die berechnete auszuführende Beschleunigung direkt von dem Fahrerassistenzsystem als Vorgabe verwendbar ist.
In anderen Worten ist das System in der Lage, neben dem einzuhaltenden Abstand auch noch zusätzlich die aktuell einzuhaltende Geschwindigkeit und/oder eine passende Beschleunigung zu berechnen und das Fahrerassistenzsystem entsprechend anzusteuern, welches dann entsprechend in das Fahrgeschehen eingreifen kann.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgt die Berechnung des Abstandes, der Geschwindigkeit und/oder der Beschleunigung in Form einer dem Fahrerassistenzsystem übergeordneten Regelschleife. Das heisst, das Fahrerassistenzsystem erwartet den Abstand, die Geschwindigkeit und/oder die Beschleunigung als Eingangsgröße. Diese Größen werden von der übergeordneten Regelschleife errechnet und an das Fahrerassistenzsystem übergeben, welches seinerseits für die Ausregelung dieser Vorgaben zuständig ist.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Steuereinrichtung weiterhin eine zweite Schnittstelle zum Anschluss der Steuereinrichtung an eine Fahrzeugsensorik auf, wobei zur Berechnung des Abstandes, der Geschwindigkeit und/oder der Beschleunigung auch Messdaten der Fahrzeugsensorik berücksichtigt werden.
Hierbei handelt es sich beispielsweise um digitale Kartendaten und eine Angabe der Fahrzeugposition (gemessen beispielsweise über ein Satellitennavigationssystem). Auch können die Daten einer ESP-Sensorik oder einer optische Kamera hinzugenommen werden.
Es sei darauf hingewiesen, dass im Kontext der vorliegenden Erfindung GPS stellvertretend für sämtliche Globale Navigationssatellitensysteme (GNSS) steht, wie z. B. GPS, Galileo, GLONASS (Russland), Compass (China), IRNSS (Indien).
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Steuereinrichtung zur automatischen Aktivierung des Fahrerassistenzsystems ausgeführt. Die Aktivierung kann unabhängig von der oben beschriebenen Berechnung des einzuhaltenden Abstandes von der Kolonne, der einzuhaltenden Geschwindigkeit und der einzuhaltenden Beschleunigung erfolgen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgt die automatische Aktivierung des Fahrerassistenzsystems auf Basis von Daten, die von einer Ampelphasenassistenzeinrichtung, einer Überholassistenzeinrichtung, der Fahrzeugsensorik und/oder einer fahrzeugexternen Kommunikationseinheit erzeugt sind.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Steuereinrichtung zur Filterung der über die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation empfangenen Daten auf Basis eines berechneten Fahrschlauchs des Fahrzeugs ausgeführt.
Die Filterung kann unabhängig von der oben beschriebenen Berechnung des einzuhaltenden Abstandes von der Kolonne, der einzuhaltenden Geschwindigkeit und der einzuhaltenden Beschleunigung sowie unabhängig von der oben beschriebenen automatischen Aktivierung erfolgen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Steuereinheit zur Berechnung des einzuhaltenden Abstandes zu dem vorausfahrenden Fahrzeug, der Geschwindigkeit und/oder der Beschleunigung des eigenen Fahrzeugs auf Basis von Daten einer Spurwechselwarnsensorik ausgeführt.
Diese Berechnung kann unabhängig von der oben beschriebenen C2C- oder C2X-Kommunikation sowie unabhängig von der oben beschriebenen automatischen Aktivierung und Filterung erfolgen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Steuersystem für ein Fahrzeug angegeben, welches eine oben beschriebene Steuereinrichtung sowie ein Fahrerassistenzsystem aufweist.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Fahrerassistenzsystem einen Abstandsregeltempomat (ACC) auf.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Fahrzeug mit einer oben beschriebenen Steuereinrichtung bzw. einem oben beschriebenen Steuersystem angegeben.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs angegeben, bei dem eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation mit benachbarten Fahrzeugen bereitgestellt wird, ein einzuhaltender Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug auf Basis von über die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation empfangenen Daten berechnet wird und der berechnete einzuhaltende Abstand als direkte Vorgabe von einem Fahrerassistenzsystem verwendet wird.
Der Fahrer muss somit den einzuhaltenden Abstand nicht mehr selber wählen. Außerdem kann der einzuhaltende Abstand jederzeit vollautomatisch verändert und somit an die entsprechende Situation angepasst werden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Programmelement angegeben, das, wenn es auf einem Prozessor ausgeführt wird, den Prozessor anleitet, die oben beschriebenen Verfahrensschritte durchzuführen.
Dabei kann das Programmelement z. B. Teil einer Software sein, die auf einem Prozessor (beispielsweise einer Steuereinrichtung) gespeichert ist. Der Prozessor kann dabei ebenso Gegenstand der Erfindung sein. Weiterhin umfasst dieses Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Computerprogrammelement, welches schon von Anfang an die Erfindung verwendet, sowie auch ein Programmelement, welches durch eine Aktualisierung (Update) ein bestehendes Programm zur Verwendung der Erfindung veranlasst.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein computerlesbares Medium angegeben, auf dem ein Programmelement gespeichert ist, das, wenn es auf einem Prozessor ausgeführt wird, den Prozessor anleitet, die oben angegebenen Verfahrensschritte auszuführen.
Im Folgenden werden mit Verweis auf die Figuren Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.
Kurze Beschreibung der Figuren
1 zeigt ein Steuersystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
2 zeigt Fahrzeuge gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
3 zeigt eine Fahrsituation, in welcher das Steuersystem verwendet wird.
4 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich.
In der folgenden Figurenbeschreibung werden für die gleichen oder ähnlichen Elemente die gleichen Bezugsziffern verwendet.
1 zeigt ein Steuersystem 200 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Steuersystem 200 weist eine Steuereinrichtung 100, eine Fahrzeugsensorik 104 sowie ein Fahrerassistenzsystem 106 auf. Zum Anschluss des Fahrerassistenzsystems 106 an die Steuereinrichtung 100 ist eine Schnittstelle 105 vorgesehen. Zum Anschluss der Sensorik 104 an die Steuereinrichtung 100 ist eine weitere Schnittstelle 103 vorgesehen.
Die Steuereinrichtung 100 weist eine Steuereinheit 102, beispielsweise in Form einer CPU, auf. Daran angeschlossen sind mehrere Komponenten, beispielsweise eine Kommunikationseinrichtung 101 zur Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation und/oder Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation. Weiterhin können eine Ampelphasenassistenzeinrichtung 114 und eine Überholassistenzeinrichtung 115 angeschlossen sein. Diese Einrichtungen 114, 115 können auch in der Steuereinheit 102 integriert sein.
Die Fahrzeugsensorik 104 weist beispielsweise eine Kamera 108, einen Radarsensor 109, einen Lidarsensor 110, ein Satellitennavigationsmodul 111 (beispielsweise in Form einer GPS-Einheit) sowie eine Navigationseinheit 112 und eine Spurwechselwarnsensorik 113 auf. Es können auch weitere oder nur eine Auswahl dieser Sensoren vorgesehen sein.
Die Kommunikationseinheit 101 kommuniziert beispielsweise mit einer externen Kommunikationseinheit 107, die in eine Infrastruktur oder ein benachbartes Fahrzeug eingebaut ist oder bei der es sich um ein Mobiltelefon handelt.
Insbesondere ist die Kommunikationseinheit 101 zum Aufbau eines Ad-hoc-Netzwerkes zwischen in der Umgebung befindlichen Fahrzeugen und zur Übertragung von Daten zwischen den Fahrzeugen ausgeführt.
Herkömmliches ACC (auch Full-Speed-Range ACC) auf Basis von Radarsensoren oder Lidarsensoren reagiert auf die Bewegung des vorausfahrenden Fahrzeugs. Damit ist es nicht möglich, die Geschwindigkeit der Verkehrssituation direkt anzupassen. Über Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation wird die Bewegung aller Fahrzeuge im Umfeld des eigenen Fahrzeugs übermittelt. Dadurch ist es möglich, die Kolonnengeschwindigkeit einer Fahrzeugkolonne zu erkennen, d. h. die Geschwindigkeit, mit der sich eine größere Anzahl von Fahrzeugen im Durchschnitt bewegt. Das ACC wird nun so eingestellt, dass es diese Geschwindigkeit hält und dabei auch unterschiedliche Abstände zum Vorausfahrzeug zulässt. Mit dieser Maßnahme wird ein ständiges Stop-and-Go vermieden und damit der Komfort deutlich erhöht. Ein solches System trägt damit auch zur Harmonisierung des Verkehrsflusses bei.
Im Folgenden werden zwei Ausführungsbeispiele für die Erweiterung eines ACC-Systems beschrieben:
Im ersten Ausführungsbeispiel werden die Daten der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation direkt in einem kinematischen Regler des Fahrerassistenzsystems verwendet, um die Vorgaben für Geschwindigkeit und Beschleunigung zu generieren.
Im zweiten Ausführungsbeispiel wird ein kaskadiertes, mehrstufiges Verfahren eingesetzt. Das Standard-ACC auf Radar- oder Lidar-Basis wird nicht verändert. Anstatt die Vorgaben für die eingestellte Geschwindigkeit (Set-Speed) und dem Abstand (Distance) über die Mensch-Maschinen-Schnittstelle einzustellen, wird diese Vorgabe aus den Daten der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation errechnet und damit eine übergeordnete Regelschleife geschaffen.
Insbesondere kann das Steuersystem 200 derart ausgestaltet sein, dass das Fahrerassistenzsystem 106 (also beispielsweise das ACC) in entsprechenden Verkehrssituationen (Sondersituationen) automatisch aktiviert wird, ohne dass ein fahrerseitiger Eingriff notwendig ist. Insbesondere kann das ACC in diesen Sondersituationen automatisch aktiviert werden. Auf diese Weise kann der Verkehrsfluss mittels automatischer Übernahme der Längsführung des Fahrzeugs durch das Fahrerassistenzsystem aufrechterhalten werden.
Bei bisher bekannten Fahrerassistenzsystemen, wie ACC, führt eine Aktivierung dieses Systems dazu, dass der Fahrer über die Betätigung des Gaspedals die aktuelle Geschwindigkeit erhöhen kann, ohne die ACC-Funktion abzuschalten. Das Bremspedal jedoch führt zu einer Abschaltung des ACC, ebenso wie ein manuelles Abschalten. Eine Möglichkeit, in freien Situationen Herr über das Fahrzeug zu sein und sich automatisch vom ACC leiten zu lassen, sobald die Fahrmöglichkeiten eingeschränkt sind (und somit auch weniger Spaß machen), gibt es für den Fahrer zur Zeit nicht.
In einer Ausführungsform des Steuersystems ist die Steuereinrichtung in der Lage, eine Fahrzeuglängsregelung in der Art bereitzustellen, dass ein sicheres und wirtschaftliches Führen des Fahrzeugs durch das Fahrerassistenzsystem ermöglicht wird. Wesentlich ist hierbei, dass das Fahrerassistenzsystem bzw. das ACC die Längsführung des Fahrzeugs automatisch dann übernimmt, wenn eine bestimmte Verkehrssituation eingetreten ist und von der Fahrzeugsensorik erkannt wurde. Diese Erkennung kann über die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation oder Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation unterstützt werden. Ist diese Sondersituation vorüber, so erhält der Fahrer die Kontrolle zurück, wie vor der Aktivierung des ACC. Sondersituationen können dabei das Passieren von geschwindigkeitsbegrenzten Bereichen im Straßenverkehr oder Kreuzungen und Ampelanlagen sein. Diese Aufzählung ist nicht als Einschränkung aufzufassen. Als Sondersituationen sind alle möglichen Ereignisse zu verstehen, die eine Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit erfordern.
Ein wichtiger Aspekt dieses Ausführungsbeispiels besteht also darin, dass die Längsführung durch das Fahrerassistenzsystem automatisch übernommen wird, wobei die Rückübergabe der Längsführung an den Fahrer nach Ende der Sondersituation erfolgt und der Fahrer eine Eingriffsmöglichkeit (nämlich ob das ACC in Sondersituationen übernehmen soll) erhält.
In einem Ausführungsbeispiel ist das Steuersystem in der Lage, den Verkehrsfluss mittels der automatischen Übernahme der Längsführung durch das Fahrerassistenzsystem zu steuern und zu regeln, so dass nach einem Erkennen und dem Eintreten einer besonderen Situation das Fahrerassistenzsystem die Längsführung automatisch übernimmt, wobei bei Beendigung der Situation der Fahrer die Kontrolle zurückerhält, die er auch vor der Aktivierung des Fahrerassistenzsystems hatte.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Steuersystem derart ausgeführt, dass die von einem Ampelphasenassistenten 114 empfohlene Geschwindigkeit zur Aktivierung des ACC führt, welches das Fahrzeug auf die empfohlene Geschwindigkeit einregelt. Sobald die Ampel überquert wurde, wird das ACC wieder deaktiviert. Der Ampelphasenassistent 114 ist hierfür in der Lage, Ampeldaten von der Ampel 203 (siehe 2) über die Kommunikationseinheit 101 zu empfangen.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung signalisiert ein Überholassistent 115 der Steuereinheit 102, dass für eine gewisse Zeitlang kein Überholen möglich ist. Das Fahrerassistenzsystem 106 (wie z. B. ein ACC) übernimmt in diesem Falle die Längsführung des Fahrzeugs mit z. B. der aktuell geltenden Geschwindigkeitsbeschränkung bzw. Richtgeschwindigkeit und übergibt wieder an den Fahrer, sobald Überholen wieder möglich ist.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass, wenn das Fahrzeug in eine Zone mit einer vom Straßentyp abweichenden Geschwindigkeitsbeschränkung kommt (z. B. durch schlechten Straßenbelag auf einer Autobahn oder Baustelle) das Fahrerassistenzsystem die Längsführung automatisch für diesen Streckenabschnitt, diese Strecke oder diesen Fahrbereich übernimmt.
Erfindungsgemäß werden die Sondersituationen beispielsweise aus digitalen Karteninformationen, dynamischen Informationen, Umfeldsensordaten, Fahrzeug-zu-X-Kommunikation (X steht für ein anderes Fahrzeug oder eine Infrastruktur) erkannt. Der Fahrer kann einstellen, ob die automatische Übernahme möglich ist, in einer bestimmten Ausführungsform der Erfindung sogar für jede Funktion einzeln. Anstelle eines ACC kann auch ein Tempomat oder Erweiterungen des ACC eingesetzt werden.
Beispielsweise können die Sondersituationen auch mit Hilfe einer Mobilfunk-Kommunikationsverbindung, ggf. in Kombination mit der Auswertung von Messdaten der fahrzeugeigenen Umfeldsensoren, erfolgen. Die Mobilfunk-Kommunikationsverbindung basiert beispielsweise auf 2 G, 2,5 G, 3 G und/oder 4 G Mobilfunknetzen.
2 zeigt zwei Fahrzeuge 201, 202, die jeweils ein Steuersystem 200 aufweisen. Die Fahrzeuge können sowohl miteinander als auch mit einer Infrastruktureinrichtung, beispielsweise in Form einer Ampelanlage 203, kommunizieren. Auf diese Weise ist eine optimale Verkehrsflussführung möglich.
3 zeigt eine Straßensituation, welche die Verwendung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung verdeutlicht. Das Fahrzeug 201 bewegt sich entlang der abgebildeten Straße und befindet sich an dem Ort 301, an dem keine Geschwindigkeitsbeschränkung gilt. Der Fahrer hat die volle Verfügungsgewalt über das Fahrzeug. Nähert sich das Fahrzeug noch ein Stück weiter dem Punkt 302, schaltet sich das Fahrerassistenzsystem und insbesondere die automatische Geschwindigkeitsregelung automatisch ein und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs wird herabgesenkt. Der Grund dafür liegt in dem Gefahrenbereich 304 (beispielsweise liegt hier Laub auf der Fahrbahn oder es handelt sich um eine Baustelle).
Die fahrzeugeigene Kommunikationseinrichtung hat nämlich vom entgegenkommenden Fahrzeug 305 eine Mitteilung erhalten, über welchen Bereich sich die gefährliche Zone 304 erstreckt und welche Geschwindigkeit hier eingehalten werden sollte. Nach Empfang dieser Mitteilung verifiziert die Steuereinrichtung des Fahrzeugs 201 die Validität dieser Mitteilung und vergleicht die Angaben, die vom Fahrzeug 305 empfangen wurden, mit fahrzeuginternen digitalen Kartendaten und Messdaten der eigenen Umfeldsensoren. Das Ergebnis dieser Berechnungen führt dazu, dass das Steuersystem die Geschwindigkeit des Fahrzeugs automatisch herabregelt, so dass das Fahrzeug 201 im Bereich 302 bereits eine hinreichend geringe Geschwindigkeit hat, so dass es den Gefahrenbereich 304 gefahrlos befahren kann. Passiert das Fahrzeug dann den Bereich 303, erhält der Fahrer wieder dieselbe Kontrolle über das Fahrzeug, die er vor dem automatischen Eingriff hatte.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Steuersystem in der Lage, einen berechneten ACC-Fahrschlauch des Fahrzeugs zur Filterung von Warnnachrichten zu verwenden, die von externen Sendern stammen (einer Infrastruktureinrichtung oder einem Fahrzeug).
C2X-Kommunikation hat typischerweise eine Reichweite von 500 m. Dadurch ist es wichtig, empfangene Warnungen und Botschaften effizient zu filtern. Jede C2X-Botschaft enthält die Position des Absenders der Botschaft und, falls notwendig, die Position der Warnung. Zur Vorfilterung wird beispielsweise eine digitale Karte verwendet, um Warnungen nach ihrer Relevanz vorzufiltern. Hierbei werden nur solche Warnungen im System weiter bearbeitet, die auf einer möglichen Fahrt des Fahrzeugs liegen. Für diese Vorfilterung ist jedoch eine digitale Karte im Fahrzeug notwendig, was heute noch nicht Standardausrüstung ist und selbst in höherwertigen Fahrzeugen nicht vorausgesetzt werden kann.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Steuersystem in der Lage, u. a. mittels Radarmessungen und/oder Messungen anderer Umfeldsensoren, den Fahrschlauch des Fahrzeugs vorherzusagen (wie bei ACC). Dieser Fahrschlauch beschreibt den wahrscheinlich vom Fahrzeug befahrenen Pfad. Mit diesem Fahrschlauch können nun C2X-Warnungen vorgefiltert werden, ohne dass eine digitale Karte im Fahrzeug notwendig ist.
Dies bietet insbesondere für sicherheitsrelevante Anwendungen Vorteile. Es reicht bei diesen sicherheitsrelevanten Anwendungen nämlich nicht aus, die Daten eines Sensors (in diesem Fall der digitalen Karte) ohne Validierung zu verwenden. Sind sowohl digitale Karte als auch ACC im Fahrzeug vorhanden, so können sich diese gegenseitig validieren und damit die Sicherheit der Vorfilterung durch Redundanz erhöhen. Es werden beispielsweise nur solche Botschaften ausgefiltert, die weder auf dem vom ACC prädizierten Fahrschlauch noch auf dem wahrscheinlichen Pfad in der digitalen Karte liegen.
Beispielsweise ist das Fahrzeug mit einem ACC sowie einer Kommunikationseinheit für C2X-Kommunikation ausgerüstet, weist jedoch keine digitale Karte auf. Während der Fahrt wird aus den Radarsignalen und/oder der Fahrzeugsensorik (u. a. Raddrehzahlen, Gierrate, Lenkradwinkel, ...) die Fahrspur des Wagens geschätzt. Botschaften, die mittels C2X-Kommunikation empfangen werden, werden nun mit diesem Fahrschlauch verglichen. Befindet sich eine Botschaft auf dem Fahrschlauch oder in dessen Nähe (z. B. maximal 5 m davon entfernt), so wird diese weiter bearbeitet. Alle anderen Botschaften werden direkt verworfen und als irrelevant für das eigene Fahrzeug eingestuft. Somit ergibt sich eine deutliche Reduzierung der zu betrachtenden Warnungen.
In einem weiteren Beispiel ist das Fahrzeug zusätzlich mit einer digitalen Karte ausgestattet. Es wird über C2X-Kommunikation eine sicherheitskritische Warnung empfangen. Mittels der digitalen Karte wird festgestellt, ob sich die Warnung auf dem wahrscheinlichen Pfad des Fahrzeugs befindet. Zusätzlich wird noch die Übereinstimmung mit dem Fahrschlauch des ACC überprüft. Auch hier wird festgestellt, ob sich die Warnung auf dem Fahrschlauch befindet. Trifft dies zu, kann mit Sicherheit davon ausgegangen werden, dass die sicherheitskritische Warnung für den Fahrer relevant ist. Somit kann eine entsprechende Anzeige der Warnung freigegeben werden.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel des Steuersystems werden Informationen über den Verkehr in benachbarten Spuren für das Fahrerassistenzsystem (bzw. das ACC) verwendet. Hierbei erfolgt eine Vernetzung von Spurwechselwarnsensorik und Fahrerassistenzsystem, was z. B. zu einer angepassten Beschleunigung des Fahrzeugs führen kann, die vollautomatisch eingestellt wird.
Heutige ACC-Systeme beachten das Fahrzeug vor dem eigenen Fahrzeug und passen die Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs ggf. an die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs an. Heutige Spurwechselwarner (Lane Change Assist) überwachen die rückwärtigen Nachbarspuren (also die Spuren links und rechts des eigenen Fahrzeugs) und warnen ggf. den Fahrer, falls ein Spurwechsel aufgrund eines von hinten kommenden Fahrzeugs gefährlich wäre. Beide Systeme sind jedoch nicht vernetzt.
Gemäß dem bereits angesprochenen Ausführungsbeispiel der Erfindung werden mittels der Überwachung der seitlichen Spuren durch die Spurwechselwarnsensorik 113 (siehe 1) die Geschwindigkeit und die Durchschnittsgeschwindigkeit der Fahrzeuge auf diesen Spuren ermittelt, ebenso wie die Verkehrsdichte. Das Verhalten des Fahrerassistenzsystems 106 bzw. des ACC wird an diese Geschwindigkeit bzw. Verkehrsdichte angepasst.
So kann auf einer mehrspurigen Straße die Durchschnittsgeschwindigkeit und/oder die niedrigste Geschwindigkeit der seitlichen Spur verwendet werden, um das Beschleunigungsverhalten des ACC an die Differenz zwischen aktueller Geschwindigkeit und Durchschnittsgeschwindigkeit bzw. niedrigster Geschwindigkeit der Nebenspur anzupassen.
Wurde von der Sensorik erkannt, dass kurz vor dem Spurwechsel ein anderes Fahrzeug überholt hat, so wird die Beschleunigung an die Differenzgeschwindigkeit angepasst. In anderen Worten bedeutet eine niedrigere gemessene Differenzgeschwindigkeit eine geringere Beschleunigung.
Nähert sich ein Fahrzeug von hinten mit großer Differenzgeschwindigkeit und schert das eigene Fahrzeug trotzdem aus, so wird eine angepasste (stärkere) Beschleunigung gewählt.
Ebenso kann die Information über die Geschwindigkeit der Nebenspur verwendet werden, falls eine Geschwindigkeitsbeschränkung detektiert wird. Ist diese Geschwindigkeitsbeschränkung niedriger als die Geschwindigkeit der Nebenspur und befindet sich das Fahrzeug gerade in einem Überholvorgang, so regelt das ACC erst nach dem Ende des Überholvorgangs auf die Geschwindigkeitsbeschränkung ein.
Auf diese Weise wird eine intelligente Vernetzung von bereits vorhandenen Systemen durchgeführt. Zusätzliche Hardwareanforderungen in Form von zusätzlichen Umfeldsensoren sind nicht notwendig.
Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation ist für diese Ausführungsform von Vorteil, aber nicht notwendig.
Im Folgenden werden noch weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung angegeben, die sich alle auf die Verwendung von Informationen über den Verkehr in benachbarten Spuren beziehen.
Erstes Beispiel:
Ein Fahrzeug A fährt mit ACC auf einer Autobahn und hat als eingestellte Geschwindigkeit (Set-Speed) 200 km/h eingegeben. Das Vorderfahrzeug lässt jedoch nur eine Geschwindigkeit von 130 km/h zu. Auf der linken Nebenspur fährt ein Fahrzeug B mit 150 km/h vorbei. Der Fahrer des Fahrzeugs A schert kurz hinter diesem Fahrzeug B auf die Nebenspur aus. Durch die Kenntnis der Differenzgeschwindigkeit beschleunigt das ACC nur moderat.
Zweites Beispiel:
Ein Fahrzeug A fährt mit ACC auf einer Autobahn und hat als Set-Speed 200 km/h eingegeben. Das Vorderfahrzeug lässt jedoch nur eine Geschwindigkeit von 130 km/h zu. Daher schert der Fahrer von Fahrzeug A auf die linke Spur aus. Kurz vorher hat das System jedoch erkannt, dass sich von hinten ein Fahrzeug C mit 180 km/h nähert. Daher beschleunigt das ACC stark, um eine gefährliche Situation zu vermeiden.
Drittes Beispiel:
Ein Fahrzeug A fährt mit ACC auf einer Autobahn und hat als Set-Speed 200 km/h eingegeben. Das Vorderfahrzeug lässt jedoch nur eine Geschwindigkeit von 130 km/h zu. Daher schert der Fahrer von Fahrzeug A auf die linke Spur aus. Über die seitliche Sensorik wurde vorher erkannt, dass die Durchschnittsgeschwindigkeit auf dieser Spur ca. 160 km/h beträgt, bei allerdings nicht übermäßig dichtem Verkehr. Daher beschleunigt das ACC nur moderat und auch nur bis etwa 160 km/h, um kein unnötiges Bremsen zu erzwingen.
Viertes Beispiel:
Ein Fahrer A fährt mit ACC auf einer Autobahn und hat als Set-Speed 200 km/h eingegeben. Das Vorderfahrzeug lässt jedoch nur eine Geschwindigkeit von 130 km/h zu. Daher schert der Fahrer vom Fahrzeug A auf die linke Spur aus. Über die seitliche Sensorik wurde vorher erkannt, dass die Durchschnittsgeschwindigkeit auf dieser Spur ca. 160 km/h beträgt, bei allerdings sehr dichtem Verkehr. Daher beschleunigt das ACC stark, um möglichst schnell auf die Durchschnittsgeschwindigkeit der Spur zu kommen und einen flüssigen Verkehr zu ermöglichen.
Fünftes Beispiel:
Ein Fahrzeug A mit aktiviertem ACC überholt auf einer einspurigen Straße ein Fahrzeug B. Das Fahrzeug B fährt hierbei 90 km/h. Mitten im Überholvorgang erreichen beide Fahrzeuge eine Zone mit einer erlaubten Geschwindigkeit von 80 km/h. Das System des Fahrzeugs A erkennt, dass sich noch ein Fahrzeug neben dem Fahrzeug A befindet und sich Fahrzeug A in einem Überholvorgang befindet und setzt daher die Geschwindigkeitsbeschränkung nicht im ACC um. Erst nachdem der Überholvorgang beendet ist und sich Fahrzeug A wieder in der Ursprungsspur befindet, regelt das ACC auf die Geschwindigkeitsbeschränkung auf 80 km/h ein.
Sechstes Beispiel:
Ein Fahrzeug A fährt mit ACC auf einer Autobahn und hat als Set-Speed 200 km/h eingegeben. Das Vorderfahrzeug lässt jedoch nur eine Geschwindigkeit von 80 km/h zu. Auf der linken Spur wird eine sehr hohe Durchschnittsgeschwindigkeit von 180 km/h ermittelt. Reicht das Beschleunigungsverhalten des Fahrzeugs nicht aus, um einen Spurwechsel sicher zu vollziehen, wird der Fahrer schon beim Ansatz (also beim Beschleunigen) gewarnt. Sollte es trotzdem zu einer gefährlichen Situation kommen, kann das Fahrzeug auch im letzten möglichen Moment bremsen, um einen Unfall zu vermeiden.
Siebtes Beispiel:
Ein Fahrzeug A fährt mit ACC auf einer Autobahn und hat als Set-Speed 200 km/h eingegeben. Das Vorderfahrzeug lässt jedoch nur eine Geschwindigkeit von 130 km/h zu. Plötzlich bremst das vordere Fahrzeug stark. Gleichzeitig wird erkannt, dass es auf den Nebenspuren keine Möglichkeit zum Ausweichen gibt. In einer solchen Situation kann eine Notbremsung autonomer und früher stattfinden und ein drohender Unfall vermieden werden.
4 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. In Schritt 401 erfolgt die Bereitstellung einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation mit benachbarten Fahrzeugen und/oder die Bereitstellung einer Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und Infrastruktureinrichtungen. In Schritt 402 wird der einzuhaltende Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug und/oder die einzuhaltende Geschwindigkeit und/oder eine auszuführende Beschleunigung auf Basis der über die Kommunikation empfangenen Daten berechnet und in Schritt 403 werden die berechneten Größen direkt als Vorgabe für ein Fahrerassistenzsystem verwendet.
Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass „umfassend" und „aufweisend" keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine" oder „ein" keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkungen anzusehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 5485892 A [0003]

Claims

Steuereinrichtung für ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug, die Steuereinrichtung (100) aufweisend: eine Kommunikationseinrichtung (101) zur Bereitstellung einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation mit benachbarten Fahrzeugen; eine Steuereinheit (102); eine erste Schnittstelle (105) zum Anschluss der Steuereinrichtung (100) an ein Fahrerassistenzsystem (106); wobei die Steuereinheit (102) zur Berechnung eines einzuhaltenden Abstandes zu einem vorausfahrenden Fahrzeug auf Basis von über die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation empfangener Daten ausgeführt ist; und wobei der berechnete einzuhaltende Abstand direkt von dem Fahrerassistenzsystem (106) als Vorgabe verwendbar ist.
Steuereinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit (102) weiterhin zur Berechnung einer einzuhaltenden Geschwindigkeit auf Basis der über die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation empfangenen Daten ausgeführt ist; und wobei die berechnete einzuhaltende Geschwindigkeit direkt von dem Fahrerassistenzsystem (106) als Vorgabe verwendbar ist.
Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuereinheit (102) weiterhin zur Berechnung einer auszuführenden Beschleunigung auf Basis der über die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation empfangenen Daten ausgeführt ist; und wobei die berechnete auszuführende Beschleunigung direkt von dem Fahrerassistenzsystem (106) als Vorgabe verwendbar ist.
Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Berechnungen des Abstands, der Geschwindigkeit und/oder der Beschleunigung in Form einer dem Fahrerassistenzsystem (106) übergeordneten Regelschleife erfolgt.
Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend: eine zweite Schnittstelle (103) zum Anschluss der Steuereinrichtung (100) an eine Fahrzeugsensorik (104); wobei zur Berechnungen des Abstands, der Geschwindigkeit und/oder der Beschleunigung auch Messdaten der Fahrzeugsensorik (104) berücksichtigt werden.
Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ausgeführt zur automatischen Aktivierung des Fahrerassistenzsystems (106).
Steuereinrichtung nach Anspruch 6, wobei die automatische Aktivierung des Fahrerassistenzsystems (106) auf Basis von Daten erfolgt, die von einer Ampelphasenassistenzeinrichtung (114), einer Überholassistenzeinrichtung (115), der Fahrzeugsensorik (104) oder einer fahrzeugexternen Kommunikationseinheit erzeugt sind.
Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung zur Filterung der über die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation empfangenen Daten auf Basis eines berechneten Fahrschlauchs des Fahrzeugs ausgeführt ist.
Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (102) zur Berechnung des einzuhaltenden Abstandes zu dem vorausfahrenden Fahrzeug, der Geschwindigkeit und/oder der Beschleunigung des eigenen Fahrzeugs auf Basis von Daten einer Spurwechselwarnsensorik (113) ausgeführt ist.
Steuersystem (200) für ein Fahrzeug, aufweisend eine Steuereinrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und ein Fahrerassistenzsystem (106).
Steuersystem (200) nach Anspruch 10, wobei das Fahrerassistenzsystem (106) einen Abstandregeltempomat aufweist.
Fahrzeug mit einer Steuereinrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs, das Verfahren aufweisend die Schritte: Bereitstellen einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation mit benachbarten Fahrzeugen; Berechnen eines einzuhaltenden Abstandes zu einem vorausfahrenden Fahrzeug auf Basis von über die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation empfangener Daten; und Verwenden des berechneten einzuhaltenden Abstands als direkte Vorgabe von einem Fahrerassistenzsystem (106).
Programmelement, das, wenn es auf einem Prozessor ausgeführt wird, den Prozessor anleitet, die folgenden Schritte durchzuführen: Bereitstellen einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation mit benachbarten Fahrzeugen; Berechnen eines einzuhaltenden Abstandes zu einem vorausfahrenden Fahrzeug auf Basis von über die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation empfangener Daten; und Verwenden des berechneten einzuhaltenden Abstands als direkte Vorgabe von einem Fahrerassistenzsystem (106).
Computerlesbares Medium, auf dem ein Programmelement gespeichert ist, das, wenn es auf einem Prozessor ausgeführt wird, den Prozessor anleitet, die folgenden Schritte durchzuführen: Bereitstellen einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation mit benachbarten Fahrzeugen; Berechnen eines einzuhaltenden Abstandes zu einem vorausfahrenden Fahrzeug auf Basis von über die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation empfangener Daten; und Verwenden des berechneten einzuhaltenden Abstands als direkte Vorgabe von einem Fahrerassistenzsystem (106).