DE102019210841A1 - Verfahren zur Längsregelung eines Fahrzeugverbunds - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Längsregelung eines Fahrzeugverbunds (100), aufweisend die Schritte:- Sensorisches Erfassen einer Umgebung vor jedem Fahrzeug (10a... 10n) des Fahrzeugverbunds (100); und- Anwenden einer definierten Funktionalität eines Bremssystems (11a... 11n) jedes Fahrzeugs (10a...10n) in Abhängigkeit von einer Position innerhalb des Fahrzeugs innerhalb des Fahrzeugverbunds (100) im Falle, dass von einem Fahrzeug (10a ... 10n) des Fahrzeugverbunds (100) wenigstens ein stationäres Objekt detektiert wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Längsregelung eines Fahrzeugverbunds. Die Erfindung betrifft ferner ein Steuergerät zum Ausführen des Verfahrens. Die Erfindung betrifft ferner ein Computerprogramm. Die Erfindung betrifft ferner ein maschinenlesbares Speichermedium.
  • Stand der Technik
  • Bekannt sind Systeme, bei denen Fahrzeuge insbesondere auf Autobahnen automatisierte Konvois (sogenannte Fahrzeugverbunde oder Platoons) bilden. Hierbei sammeln sich Fahrzeuge hintereinander und fahren über begrenzte Zeiträume mit einer einheitlichen Geschwindigkeit in engen Abständen. Die Abstimmung zur Bildung, Aufrechterhaltung und Auflösung eines derartigen Fahrzeugverbunds bzw. Platoons erfolgt per Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation.
  • Eine Notbremsfunktionalität AEBS (engl. advanced emergency braking system) ist bereits seit 2015 verpflichtend für neue LKW (UN ECE R131) vorgeschrieben.
  • EP 3 232 381 A1 offenbart ein Verfahren, Vorrichtung und Computerprogrammprodukt zum Gruppieren von Fahrzeugen in einer Flotte. Offenbart sind ein Verfahren, eine Vorrichtung und Computerprogrammprodukte, um eine Vielzahl von Fahrzeugen zu einem Platoon zusammenzufassen und Navigation und andere verfügbare Daten zu verwenden, um die Wirkungsgrade der Zusammenarbeit der Fahrzeuge als Platoon zu optimieren. Die Verfahren können den Empfang einer ersten Routenanforderung umfassen, die eine erste Fahrzeugidentifikation, ein Routenziel und zugehörige Präferenzen umfasst; Empfangen einer zweiten Routenanforderung einschließlich einer zweiten Fahrzeugidentifikation, eines Routenziels und zugehöriger Präferenzen.
  • DE 11 2015 006 297 T5 offenbart eine Fahrzeuggruppenverwaltungsvorrichtung, Fahrzeuggruppenverwaltungsverfahren, Fahrzeuggruppenverwaltungsprogramm und Fahrzeuggruppenanzeigevorrichtung. Offenbart sind eine Fahrzeuggruppenverwaltungsvorrichtung, ein Fahrzeuggruppenverwaltungsverfahren und ein Fahrzeuggruppenverwaltungsprogramm, die eine Vielzahl von Fahrzeugen verwalten, welche sich als eine Fahrzeuggruppe in Reihe bewegen.
  • WO 2016/013996 A1 offenbart ein Folgesystem für die Fahrzeuge in einem Fahrzeugkonvoi, der aus mindestens zwei Fahrzeugen besteht, die im Nahbereich in geringem Abstand zueinander folgen. Das System ermöglicht das Sammeln von Kurs- und Standortdaten bezüglich der Fahrzeuge in dem Konvoi und der Variablen bezüglich der Straße und der Umgebung und das ständige Anordnen und Verbessern der Folgedistanz in Übereinstimmung mit diesen Variablen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugverbunds bereitzustellen.
  • Die Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt gelöst mit einem Verfahren zur Längsregelung eines Fahrzeugverbunds, aufweisend die Schritte:
    • - Sensorisches Erfassen einer Umgebung vor jedem Fahrzeug des Fahrzeugverbunds; und
    • - Anwenden einer definierten Funktionalität eines Bremssystems jedes Fahrzeugs in Abhängigkeit von einer Position des Fahrzeugs innerhalb des Fahrzeugverbunds im Falle, dass von einem Fahrzeug des Fahrzeugverbunds wenigstens ein stationäres Objekt detektiert wird.
  • Auf diese Weise wird dem Umstand Rechnung getragen, dass zwischen Fahrzeugen des Fahrzeugverbunds nicht abrupt stationäre Objekte auftauchen können. Vorteilhaft wird dadurch eine Robustheitssteigerung des Fahrzeugverbunds erreicht, weil sogenannte False-Positive-Ereignisse für Folgefahrzeuge des Fahrzeugverbunds deaktiviert werden können.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt wird die Aufgabe gelöst mit einem Steuergerät, das eingerichtet ist, das vorgeschlagene Verfahren auszuführen. Beim Steuergerät kann es sich um ein Fusionssteuergerät handeln, welches vorzugsweise Radar und Videoinformationen zusammenführt. Die entsprechenden Aktoren werden, dann vom elektronischen Bremssteuergerät des Fahrzeugs angesteuert. Vorzugsweise ist das Steuergerät Bestandteil eines Fahrzeugverbund-Längsreglers des Führungsfahrzeugs, welches per drahtloser V2V-Kommunikation Nachrichten an die anderen Teilnehmer im Fahrzeugverbund übermittelt.
  • Gemäß einem dritten Aspekt wird die Aufgabe gelöst mit einem Computerprogramm welches Befehle umfasst, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer diesen veranlassen, das vorgeschlagene Verfahren auszuführen.
  • Gemäß einem vierten Aspekt wird die Aufgabe gelöst mit einem maschinenlesbaren Speichermedium, auf dem das vorgeschlagene Computerprogramm gespeichert ist.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass für Folgefahrzeuge des Fahrzeugverbunds Sensorinformationen verworfen werden, die ein stationäres Objekt detektieren. Dadurch können hintere Teilnehmer des Fahrzeugverbunds anders reagieren, falls hinter dem Führungsfahrzeug ein stationäres Hindernis bzw. Objekt durch die bordeigene Sensorik erkannt wird.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass für die Folgefahrzeuge eine Notbremsfunktionalität des Bremssystems definiert deaktiviert wird. Auf diese Weise kann eine Notbremsfunktionalität des Bremssystems definiert auf das Erkennen eines stationären Objekts angepasst werden, wodurch im Ergebnis ein sicherer Betrieb des Fahrzeugverbunds unterstützt ist.
  • Die Erfindung wird im Folgenden mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand von mehreren Figuren detailliert beschrieben. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung, sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in den Figuren. Die Figuren sind vor allem dazu gedacht, die erfindungswesentlichen Prinzipien zu verdeutlichen und sind nicht notwendigerweise maßstabgetreu ausgeführt.
  • Offenbarte Verfahrensmerkmale ergeben sich analog aus entsprechenden offenbarten Vorrichtungsmerkmalen und umgekehrt. Dies bedeutet insbesondere, dass sich Merkmale, technische Vorteile und Ausführungen betreffend das Verfahren in analoger Weise aus entsprechenden Ausführungen, Merkmalen und Vorteilen des Steuergeräts ergeben und umgekehrt.
  • In den Figuren zeigt:
    • 1 eine prinzipielle Darstellung eines Fahrzeugverbunds mit insgesamt drei Fahrzeugen; und
    • 2 ein prinzipielles Ablaufdiagramm eines vorgeschlagenen Verfahrens.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Im Folgenden wird der Begriff automatisiertes Kraftfahrzeug synonym in den Bedeutungen teilautomatisiertes Kraftfahrzeug, autonomes Kraftfahrzeug und teilautonomes Kraftfahrzeug verwendet.
  • Ein Kerngedanke der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Längsregeln eines automatisierten Fahrzeugverbunds bereitzustellen.
  • Von einem sogenannten „False-Positiv-Ereignis“ ist die Rede, wenn zum Beispiel der Radarsensor ein Objekt (Geisterobjekt) erkennt, obwohl kein reales Objekt vorhanden ist und dieses dem Algorithmus zur Verwertung bereitstellt und daraus eine fehlerhafte bzw. ungerechtfertigte Systemreaktion eingeleitet wird. Im Umfeld von AEBS-Notbremssystemen spricht man in diesem Zusammenhang häufig von sogenannten Geisterobjekten. D. h., es wird eine Notbremsung ausgelöst, weil das System fälschlicherweise der Ansicht war, dass sich ein Objekt vor dem Fahrzeug befindet. Tatsächlich gibt es aber gar kein Objekt. Die False positiv Einschätzung beruht einerseits auf der verwendeten Sensortechnologie (z.B. Radar) und dem hinterlegten Auswertealgorithmus (Software/ Applikationsdaten). Für eine AEBS-Funktionalität ist es sehr wichtig, dass die Rate an False-Positiv-Ereignissen sehr niedrig ist, da dies ein Maß für die Systemrobustheit darstellt.
  • Vorgeschlagen wird mit der Erfindung ein Verfahren zur Robustheitserhöhung bzw. -verbesserung eines Fahrzeugverbunds bei False-Positive-Ereignissen hinsichtlich Auslösungen eines AEBS-Notbremssystems. Dabei wird ein Fokus auf stationäre Objekte gelegt. In diesem Kontext sind plötzlich auftauchende Objekte, sogenannte Geisterobjekte, gemeint. Diese können beispielsweise Schachtdeckel, Schilderbrücken auf der Straße usw. sein, welche fälschlicherweise als stationäre Objekte identifiziert und entsprechende Daten an eine Auswerteeinheit weitergeleitet werden.
  • Hintergrund ist, dass heutige AEBS-Notbremssysteme immer davon ausgehen, dass sie im Stand-Alone-Betrieb, d.h. in Einzelfahrzeugen zu funktionieren haben. Bei einem Fahrzeugverbund mit kurzen Fahrzeugabständen kommt dem ersten Fahrzeug eine sehr große Bedeutung zu, weil es eine „Verantwortung“ für den gesamten Fahrzeugverbund hat. Die nachfolgenden Fahrzeuge (FV, engl. following vehicle) müssen dem Führungsfahrzeug (LV, engl. leading vehicle) eigentlich nur in engem Abstand folgen. Dies bedeutet, dass der Streckenabschnitt, den das erste Fahrzeug befahren hat, nach definiert kurzer Zeit (z.B. < 1,5 sec) vom nachfolgenden Fahrzeug befahren wird.
  • Führt ein Fahrzeug in einem Fahrzeugverbund eine Notbremsung aufgrund eines False-Positiv-Ereignisses aus, so kommt der ganze Fahrzeugverbund zum Stehen. Befinden sich beispielsweise fünf Fahrzeuge in einem Fahrzeugverbund, so kann eine potentielle Gefahr für eine unbeabsichtigte Notbremsung von allen fünf Fahrzeugen des Fahrzeugverbunds ausgehen. Dies stellt somit ein unnötiges fünffaches Risiko dar.
  • Vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Robustheitserhöhung von Fahrzeugverbunden bei False-Positive-Ereignissen bezüglich einer AEBS-Auslösung im Fahrzeugverbundbetrieb, bei der in Abhängigkeit von der Fahrzeugposition spezifisch angepasste Applikationsparameter zum Einsatz kommen.
    In einem Fahrzeugverbundbetrieb sind plötzlich auftauchende Objekte aus dem Nichts nicht denkbar und können daher ausgeschlossen werden, denn das Folgefahrzeug fährt dem Vorderfahrzeug in dichtem Abstand in der gleichen Fahrspur hinterher.
  • Hintergrund für diese Annahme ist: fährt das erste Fahrzeug über eine Wegstrecke, dann darf das nachfolgende/die nachfolgenden Fahrzeuge ebenfalls über diesen Wegabschnitt fahren, da die Zeitlücke (< 1,5sec) in einem Fahrzeugverbund sehr klein gehalten wird.
  • Standardmäßig hat das Notbremssystem eine Ausprägung hinsichtlich Applikationsdaten und Algorithmen. Durch den Fahrzeugrechner wird ermittelt, ob sich das Fahrzeug in einem Fahrzeugverbund befindet oder nicht. Ist dies der Fall, findet eine Abfrage statt, ob es das Führungsfahrzeug oder eines der Folgefahrzeuge ist. Im Falle, dass das Fahrzeug ein Führungsfahrzeug ist, werden andere Applikationsdaten/Algorithmen verwendet. Diese veränderten Applikationsdaten/Algorithmen zeichnen sich dadurch aus, dass bezüglich der False positiv-Ereignisse anders kalibriert sind.
  • D.h., eine ungewollte Vollbremsung auf stationäre Objekte soll somit verhindert werden bzw. es werden erst gar nicht stationäre Objekte bei der Objektauswertung im Sensor berücksichtigt, da es ausgeschlossen ist, dass im Fahrzeugverbundbetrieb mit kleiner Zeitlücke plötzlich ein stationäres Objekt innerhalb der Fahrspur auftauchen kann, bedingt durch die Tatsache, dass bereits das Führungsfahrzeug in der gleichen Spur darübergefahren ist.
  • Dieser veränderte Algorithmus für die Folgefahrzeuge des Fahrzeugverbunds zeichnet sich dadurch aus, dass Sensorinformationen, welche stationäre Objekte liefern, aus den oben genannten Gründen ignoriert werden. Anders ausgedrückt, werden diese Information herausgefiltert und so behandelt, als ob sie nicht existent wären. Dadurch kann eine Robustheitssteigerung bezüglich Systemreaktion aufgrund von False-Positiv-Ereignissen erreicht werden.
  • Vorteilhaft wird dabei aber das Notbremssystem für die nachfolgenden Fahrzeuge dadurch nicht deaktiviert. Wird eine Notbremsung mittels des Notbremssystems durch das Führungsfahrzeug eingeleitet, so findet diese auch an den nachfolgenden Fahrzeugen des Fahrzeugverbunds statt. Generell kann man sagen, dass auf vor dem Führungsfahrzeug befindliche bewegte und gestoppte Objekte nach wie vor reagiert wird.
  • 1 zeigt einen Fahrzeugverbund 100 mit drei Fahrzeugen 10a... 10c (z.B. automatisierte Lastkraftwagen), wobei das Fahrzeug 10a das Führungsfahrzeug und die Fahrzeuge 10b, 10c Folgefahrzeuge darstellen. Die Fahrzeuge führen mit geeigneten Sensoreinrichtungen (nicht dargestellt) jeweils eine Erkennung einer vorderen Umgebung durch. Erkennbar sind Bremssystem 11a... 11c, mit denen die Fahrzeuge 10a... 10c ausgerüstet sind. Vorgeschlagen wird, dass bei Erkennen eines stationären Objekts auf der Fahrbahn 1 Funktionalitäten der Bremssysteme 11a... 11c jeweils spezifisch ausgeführt werden. Beispielsweise wird dadurch eine Funktionalität der Bremssysteme 11b, 11c deaktiviert, wohingegen eine Funktionalität des Bremssystems 11a unverändert angewendet wird. Auf diese Weise kann eine Gefahr von Auffahrunfällen zwischen den Folgefahrzeugen 10b, 10c des Fahrzeugverbunds 100 vorteilhaft bedeutsam reduziert sein. Es versteht sich von selbst, dass die Anzahl drei der Fahrzeuge 10a...10c des Fahrzeugverbunds 100 hier lediglich exemplarisch ist und dass der Fahrzeugverbund 100 auch weniger oder mehr als drei Fahrzeuge umfassen kann.
  • 2 zeigt einen prinzipiellen Ablauf eines vorgeschlagenen Verfahrens zur Längsregelung eines Fahrzeugverbunds 100. In einem Schritt 200 wird ein sensorisches Erfassen einer Fahrbahn 1 des Fahrzeugverbunds 100 durchgeführt. Die sensorische Erfassung kann dabei insbesondere mit einem Radarsystem und optional zusätzlich auch noch mit anderen Sensoren (z.B. Kamera, Lidar, usw.) durchgeführt werden.
  • In einem Schritt 210 wird eine Überprüfung durchgeführt, ob ein Fahren in einem Fahrzeugverbund 100 stattfindet.
  • Falls dies nicht vorliegt, wird in einem Schritt 220 eine Verwendung der AEBS Funktionalität mit Standardparametern durchgeführt.
  • Falls ein Fahren in einem Fahrzeugverbund 100 vorliegt, wird in einem Schritt 230 eine Überprüfung der Reihenfolge der Fahrzeuge innerhalb des Fahrzeugverbundes durchgeführt.
    Für den Fall, dass es sich um ein Führungsfahrzeug handelt, wird in einem Schritt 240 eine Verwendung der AEBS-Funktionalität mit Standardparametern durchgeführt, sodass zum Beispiel bei Erkennen eines stationären Objekts auf der Fahrbahn 1 vor dem Führungsfahrzeug 10a eine uneingeschränkte Notbremsfunktionalität ausgeführt wird.
  • Im Falle, dass es sich bei dem Fahrzeug um einen Folgefahrzeug handelt, werden in einem Schritt 250 angepasste Parameter für das AEBS-System verwendet. Beispielweise kann vorgesehen sein, eine Notbremsfunktionalität vollständig zu deaktivieren indem die Objektinformationen verworfen werden.
  • Vorteilhaft kann zur Berücksichtigung der Anwendung der angepassten Parameter auch ein Abstand zwischen den Folgefahrzeugen 10b... 10n des Fahrzeugverbunds 100 berücksichtigt werden.
  • Eine Kommunikation zwischen den Fahrzeugen des Fahrzeugverbunds erfolgt vorzugsweise drahtlos, beispielsweise über eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation (engl. Vehicle-to-Vehicle, V2V) oder indirekt über eine Infrastruktur in der Umgebung und/oder ein Backend/Cloud eines Dienstanbieters (engl. Vehicle-to-Infrastructure, V2X).
  • Vorteilhaft kann das Verfahren als eine Software ausgebildet sein, die auf einem Platoon-Längsregler des Fahrzeugverbunds abläuft. Eine einfache Adaptierbarkeit des Verfahrens ist auf diese Weise vorteilhaft unterstützt.
  • Der Fachmann wird die Merkmale der Erfindung in geeigneter Weise abändern und/oder miteinander kombinieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 3232381 A1 [0004]
    • DE 112015006297 T5 [0005]
    • WO 2016/013996 A1 [0006]

Claims (7)

  1. Verfahren zur Längsregelung eines Fahrzeugverbunds (100), aufweisend die Schritte: - Sensorisches Erfassen einer Umgebung vor jedem Fahrzeug (10a... 10n) des Fahrzeugverbunds (100); und - Anwenden einer definierten Funktionalität eines Bremssystems (11a... 11n) jedes Fahrzeugs (10a... 10n) in Abhängigkeit von einer Position des Fahrzeugs (10a...10n) innerhalb des Fahrzeugverbunds (100) im Falle, dass von einem Fahrzeug (10a... 10n) des Fahrzeugverbunds (100) wenigstens ein stationäres Objekt detektiert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei für Folgefahrzeuge (10b...10n) des Fahrzeugverbunds (100) Sensorinformationen verworfen werden, die ein stationäres Objekt detektieren.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei für die Folgefahrzeuge (10b...10n) eine Notbremsfunktionalität des Bremssystems (11b... 11n) deaktiviert wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei beim Anwenden der definierten Funktionalität des Bremssystems (11a... 11n) Abstände zwischen den Folgefahrzeugen (10b...10n) berücksichtigt werden.
  5. Steuergerät das eingerichtet ist, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 auszuführen.
  6. Computerprogramm umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer diesen veranlassen, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 auszuführen.
  7. Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 6 gespeichert ist.
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