DE102019215190A1

DE102019215190A1 - Autonomes System für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102019215190A1
Application number: DE102019215190.6A
Authority: DE
Inventors: Thomas Schmidt; Alfred Strehle
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2019-10-02
Filing date: 2019-10-02
Publication date: 2021-04-08
Also published as: US20220340175A1; WO2021063573A1; CN114514154A; CN114514154B

Abstract

Die Erfindung betrifft ein autonomes System für ein Fahrzeug mit einer Steuervorrichtung (10), wobei das autonome System bei zumindest einer Funktionsbeeinträchtigung an dem autonomen System und/oder an mindestens einer angesteuerten Fahrzeugkomponente (20, 22) für zumindest eine vorgegebene Mindestübergangszeit in einem Übergangsmodus vorliegt, in welchem die mindestens eine und/oder mindestens eine weitere Fahrzeugkomponente (20, 22) des fahrenden Fahrzeugs mittels der Steuervorrichtung (10) entsprechend eines vorgegebenen Übergangsprogramms (P_trans) ansteuerbar ist, und wobei das autonome System nach Ablauf der Mindestübergangszeit so lange in seinem Übergangsmodus vorliegt, bis entweder eine vorgegebene Höchstübergangszeit abgelaufen ist oder bis zumindest eine aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs unter einer vorgegebenen Höchst-Geschwindigkeit liegt, eine fahrerseitige Anforderung zur Beschleunigung des Fahrzeugs vorliegt, eine aktuelle Querbeschleunigung des Fahrzeugs unter einer vorgegebenen Höchst-Querbeschleunigung liegt und/oder mindestens ein Fahrzeugstabilisierungsregler des Fahrzeugs inaktiv ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein autonomes System für ein Fahrzeug. Ebenso betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines autonomen Systems eines Fahrzeugs.
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik sind autonome Systeme zur arbeitsmäßigen Entlastung eines Fahrers während einer Fahrt seines Fahrzeugs bekannt. Beispielsweise beschreibt die DE 10 2017 217 502 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatisierten Parken eines autonom fahrfähigen Bewegungsmittels auf einer Parkfläche.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung schafft ein autonomes System für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Betreiben eines autonomen Systems eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 9.
Vorteile der Erfindung
Die vorliegende Erfindung schafft Möglichkeiten zum Gewährleisten eines vorteilhaften Übergangs eines fahrenden Fahrzeugs aus einem ersten Betriebsmodus des Fahrzeugs, in welchem das Fahrzeug zumindest teilweise von dem in seinem autonomen Modus vorliegenden autonomen System angesteuert wird, in einen zweiten Betriebsmodus des Fahrzeugs, in welchem ein Fahrer das Fahrzeug alleine ansteuert. Die mittels der vorliegenden Erfindung geschaffenen Möglichkeiten gewährleisten verlässlich, dass der Fahrer ein vergleichsweise stabiles und relativ sicheres Fahrzeug übernimmt, und somit trotz eines wahrscheinlichen Vorliegens zumindest einer Funktionsbeeinträchtigung an dem autonomen System und/oder mindestens einer mittels des autonomen Systems ansteuerbaren Fahrzeugkomponente noch einen guten Fahrkomfort hat. Außerdem verbessert die vorliegende Erfindung einen Sicherheitsstandard eines die Erfindung nutzenden Fahrzeugs.
In einer vorteilhaften Ausführungsform liegt das autonome System auch nach Ablauf der Mindestübergangszeit so lange in seinem Übergangsmodus vor, bis entweder eine aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs unter der vorgegebenen Höchst-Geschwindigkeit liegt oder die vorgegebene Höchstübergangszeit abgelaufen ist. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass der Fahrer die alleinige Ansteuerung seines Fahrzeugs erst dann übernimmt, wenn eine gute Stabilisierung des Fahrzeugs, insbesondere eine gute Längsstabilisierung des Fahrzeugs, in dessen Rückfallebene vorliegt. Dies erspart dem Fahrer eine Übernahme der alleinigen Ansteuerung seines Fahrzeugs in einer risikobehafteten Situation.
Alternativ kann das autonome System auch nach Ablauf der Mindestübergangszeit so lange in seinem Übergangsmodus vorliegen, bis entweder die vorgegebene Höchstübergangszeit abgelaufen ist oder bis eine fahrerseitige Anforderung zur Beschleunigung des Fahrzeugs vorliegt und eine aktuelle Querbeschleunigung des Fahrzeugs unter der vorgegebenen Höchst-Querbeschleunigung liegt und der mindestens eine Fahrzeugstabilisierungsregler inaktiv ist. Eine Anforderung einer Beschleunigung des Fahrzeugs durch den Fahrer zeigt in der Regel an, dass der Fahrer die gegenwärtige Situation unproblematisch ansieht. Eine aktuelle Querbeschleunigung des Fahrzeugs unter der vorgegebenen Höchst-Querbeschleunigung und ein inaktives Vorliegen des mindestens einen Fahrzeugstabilisierungsreglers deuten ebenfalls darauf hin, dass das Fahrzeug vergleichsweise stabil vorliegt. Damit erspart auch die hier beschriebene Ausführungsform des autonomen Systems seinem Fahrer die Übernahme der alleinigen Ansteuerung seines Fahrzeugs in einer riskanten Situation.
Beispielsweise können mittels der Steuervorrichtung des in seinem autonomen Modus vorliegenden autonomen Systems zumindest eine Soll-Geschwindigkeit der Fahrt des Fahrzeugs, eine Soll-Beschleunigung der Fahrt des Fahrzeugs, eine Soll-Verzögerung der Fahrt des Fahrzeugs und/oder eine Soll-Fahrtrichtung der Fahrt des Fahrzeugs als die mindestens eine Soll-Größe autonom festlegbar sein. Die hier beschriebene Erfindung kann somit für eine Vielzahl von autonomen Systemen von Fahrzeugen, wie beispielsweise für eine autonome/automatische Geschwindigkeitsregelung (ACC, Adaptive Cruise Control), ein autonomes Einparksystem oder ein autonomes System zum automatischen/fahrerlosen Fahren des jeweiligen Fahrzeugs, genutzt werden.
Als vorteilhafte Weiterbildung kann mittels des in seinem Übergangsmodus vorliegenden autonomen Systems mindestens ein Aktivierungssignal an mindestens eine Warnvorrichtung des Fahrzeugs ausgebbar sein. Mittels der hier beschriebenen Ausführungsform des autonomen Systems kann deshalb eine zusätzliche Automatik zum Aktivieren der mindestens einen Warnvorrichtung bei Vorliegen zumindest einer Funktionsbeeinträchtigung an dem autonomen System und/oder an der mindestens einen davon angesteuerten Fahrzeugkomponente eingespart werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform liegt das autonome System nach Ablauf der Höchstübergangszeit in einem Notbremsmodus vorliegt, in welchem die mindestens eine und/oder mindestens eine weitere Fahrzeugkomponente des fahrenden Fahrzeugs mittels der Steuervorrichtung derart ansteuerbar ist, dass das Fahrzeug mittels der mindestens einen angesteuerten Fahrzeugkomponente in seinen Stillstand überführbar ist. Dies gewährleistet in einer Situation, in welcher selbst während der Höchstübergangszeit das Fahrzeug nicht so weit stabilisierbar ist, dass der Fahrer ein vergleichsweise stabiles und relativ sicheres Fahrzeug übernehmen kann, zumindest noch ein verlässliches Überführen des Fahrzeugs in einen sicheren Stillstand.
Das autonome System die einzige mittels des autonomen Systems ansteuerbare Fahrzeugkomponente oder mindestens eine der mittels des autonomen Systems ansteuerbaren Fahrzeugkomponenten umfassen. Alternativ kann das autonome System jedoch auch nur aus der Steuervorrichtung, mittels welcher die vorausgehend beschriebenen Funktionen ausführbar sind, bestehen.
Bevorzugter Weise ist das autonome System zumindest als Bremssystem ausgebildet. Es ist in diesem Fall häufig und vielseitig an verschiedenen Typen von Fahrzeugen/Kraftfahrzeugen einsetzbar.
Die vorausgehend beschriebenen Vorteile werden auch durch Ausführen eines korrespondierenden Verfahrens zum Betreiben eines autonomen Systems eines Fahrzeugs geschaffen. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass das Verfahren zum Betreiben eines autonomen Systems eines Fahrzeugs gemäß den oben erläuterten Ausführungsformen des autonomen Systems weitergebildet werden kann.
Figurenliste
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:

1 einen schematischen Zeitablauf einer Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben eines autonomen Systems eines Fahrzeugs; und
2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des autonomen Systems.

Ausführungsformen der Erfindung
1 zeigt einen schematischen Zeitablauf einer Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben eines autonomen Systems eines Fahrzeugs.
Der die hier beschriebene Ausführungsform des Verfahrens wiedergebende Zeitablauf ist mittels einer Zeitachse t angezeigt. Bis zu einem Zeitpunkt t₀ wird das autonome System in einem autonomen Modus M_auto betrieben. Unter dem autonomen Modus M_auto ist ein Betriebsmodus des autonomen Systems zu verstehen, in welchem mindestens eine Soll-Größe einer Fahrt des Fahrzeugs autonome festgelegt wird. Darunter ist zu verstehen, dass das in seinem autonomen Modus M_auto vorliegende autonome System keine Vorgabe eines Fahrers des Fahrzeugs bei der autonomen Festlegung der mindestens einen Soll-Größe der aktuellen Fahrt des Fahrzeugs berücksichtigt. Man kann dies auch als ein fahrerloses Festlegen der mindestens einen Soll-Größe der aktuellen Fahrt des Fahrzeugs mittels des in seinem autonomen Modus M_auto vorliegenden autonomen Systems bezeichnen. Beispielsweise kann das in seinem autonomen Modus M_auto vorliegende autonome System die mindestens eine Soll-Größe anhand einer von mindestens einer Umgebungsüberwachungsvorrichtung des Fahrzeugs und/oder von mindestens einem fahrzeugexternen Umgebungsüberwachungssystem bereitgestellte Umgebungsinformation festlegen. Wahlweise kann auch mindestens eine von mindestens einer Sensorik des Fahrzeugs bereitgestellte Fahrzeugzustandsinformation bei der Festlegung der mindestens einen Soll-Größe von dem in seinem autonomen Modus M_auto vorliegenden autonomen System mitberücksichtigt werden.
In dem autonomen Modus M_auto wird außerdem mindestens eine Fahrzeugkomponente des fahrenden Fahrzeugs von dem autonomen System entsprechend der mindestens einen festgelegten Soll-Größe autonom angesteuert. Als die mindestens eine Soll-Größe der aktuellen Fahrt des Fahrzeugs können beispielsweise eine Soll-Geschwindigkeit der Fahrt des Fahrzeugs, eine Soll-Beschleunigung der Fahrt des Fahrzeugs, eine Soll-Verzögerung der Fahrt des Fahrzeugs und/oder eine Soll-Fahrtrichtung der Fahrt des Fahrzeugs festgelegt werden. Das in seinem autonomen Modus M_auto vorliegende autonome System steuert die mindestens eine Fahrzeugkomponente des fahrenden Fahrzeugs in diesem Fall derart an, dass eine Ist-Geschwindigkeit der Fahrt des Fahrzeugs, eine Ist-Beschleunigung der Fahrt des Fahrzeugs, eine Ist-Verzögerung der Fahrt des Fahrzeugs und/oder eine Ist-Fahrtrichtung der Fahrt des Fahrzeugs der mindestens einen festgelegten Soll-Größe entsprechen. Unter der mindestens einen mittels des in seinem autonomen Modus M_auto vorliegenden autonomen Systems ansteuerbaren Fahrzeugkomponente kann jede Fahrzeugvorrichtung des Fahrzeugs verstanden werden, mittels welcher (zumindest) dessen Ist-Geschwindigkeit, dessen Ist-Beschleunigung, dessen Ist-Verzögerung und/oder dessen Ist-Fahrtrichtung einstellbar oder einregelbar sind. Die mindestens eine mittels des in seinem autonomen Modus M_auto vorliegenden autonomen Systems ansteuerbare Fahrzeugkomponente kann beispielsweise ein Motor des Fahrzeugs, ein einem Hauptbremszylinder des Fahrzeugs vorgelagerter elektromechanischer/motorisierter Bremskraftverstärker, mindestens ein Pumpenmotor mindestens einer Pumpe eines hydraulischen Bremssystems des Fahrzeugs, mindestens eine in das hydraulische Bremssystem des Fahrzeugs integrierte motorisierte Kolben-Zylinder-Vorrichtung (IPB, Integrated Power Brake) und/oder eine Lenkung des Fahrzeugs sein. Mittels der vorausgehend beschriebenen Funktion des in seinem autonomen Modus M_auto vorliegenden autonomen Systems können beispielsweise ein vollautonomes/voll-automatisches Fahren des Fahrzeugs (insbesondere ein fahrerloses Fahren des Fahrzeugs), ein teil-autonomes/teil-automatisches Fahren des Fahrzeugs, eine autonome/automatische Geschwindigkeitsregelung des Fahrzeugs (ACC, Adaptive Cruise Control), eine autonome/automatische Fahrrichtungsregelung des Fahrzeugs und/oder ein autonomes/automatisches Einparken des Fahrzeugs bewirkt werden.
Zu dem Zeitpunkt t₀ wird festgelegt, dass zumindest eine Funktionsbeeinträchtigung an dem in seinem autonomen Modus M_auto vorliegenden autonomen System und/oder an der mindestens einen damit angesteuerten Fahrzeugkomponente vorliegt. Unter dem Vorliegen zumindest einer Funktionsbeeinträchtigung an der mindestens einen angesteuerten Fahrzeugkomponente kann auch ein Vorliegen zumindest einer Funktionsbeeinträchtigung an mindestens einer Sensorik der jeweiligen Fahrzeugkomponente verstanden werden. Zum Untersuchen, ob zumindest eine Funktionsbeeinträchtigung an dem in seinem autonomen Modus M_auto vorliegenden autonomen System und/oder an der mindestens einen damit angesteuerten Fahrzeugkomponente vorliegt, kann beispielsweise die mindestens eine von mindestens einer Sensorik des Fahrzeugs bereitgestellte Fahrzeugzustandsinformation von dem in seinem autonomen Modus M_auto vorliegenden autonomen System fortlaufend ausgewertet werden.
Ab dem Zeitpunkt t₀ (und evtl. einer vernachlässigbaren Verzögerungszeit) wird das autonome System für zumindest eine vorgegebene Mindestübergangszeit Δt_min in einem Übergangsmodus M_trans betrieben. Das autonome System kann sich insbesondere ab dem Festlegen, dass zumindest eine Funktionsbeeinträchtigung an dem in seinem autonomen Modus M_auto vorliegenden autonomen System und/oder an der mindestens einen damit angesteuerten Fahrzeugkomponente vorliegt, automatisch in den Übergangsmodus M_trans schalten. Unter dem Übergangsmodus M_trans ist ein Betriebsmodus des autonomen Systems zu verstehen, in welchem die mindestens eine Fahrzeugkomponente und/oder mindestens eine weitere Fahrzeugkomponente des fahrenden Fahrzeugs entsprechend eines vorgegebenen Übergangsprogramms P_trans angesteuert wird. Vorzugsweise wird während der Mindestübergangszeit Δt_min als Übergangsprogramm P_trans ein „Stabilisierungsprogram“ derart ausgeführt, dass das Fahrzeug nach Ablauf der Mindestübergangszeit Δt_min zu einem Zeitpunkt t₁ vergleichsweise stabil vorliegt und deshalb dem Fahrer ein relativ stabiles Fahrzeug in einer vergleichsweise sicheren Fahrsituation übergeben werden kann. Während der Mindestübergangszeit Δt_min legt das in seinem Übergangsmodus M_trans vorliegende autonome System weiterhin zumindest die mindestens eine Soll-Größe der aktuellen Fahrt des Fahrzeugs gemäß dem vorgegebenen Übergangsprogramm P_trans autonom fest und steuert die jeweilige mindestens eine Fahrzeugkomponente entsprechend der mindestens einen autonom festgelegten Soll-Größe an. Dabei ignoriert das in seinem Übergangsmodus M_trans vorliegende autonome System während der Mindestübergangszeit Δt_min bei der Festlegung der mindestens einen Soll-Größe der aktuellen Fahrt des Fahrzeugs jede Betätigung des Fahrers zur fahrerinduzierten Vorgabe der mindestens einen Soll-Größe. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass der Fahrer zu früh die alleinige Ansteuerung seines Fahrzeugs übernimmt, und deshalb mit einer aktuellen Fahrsituation des noch nicht stabilisierten Fahrzeugs überfordert wird.
Bevorzugter Weise wird der Fahrer jedoch ab dem Zeitpunkt t₀ (und evtl. einer vernachlässigbaren Verzögerungszeit) mittels einer Aktivierung mindestens einer Warnvorrichtung des Fahrzeugs auf das Vorliegen zumindest einer Funktionsbeeinträchtigung an dem autonomen System und/oder an der mindestens einen angesteuerten Fahrzeugkomponente aufmerksam gemacht. Mittels der Aktivierung der mindestens einen Warnvorrichtung kann dem Fahrer auch übermittelt werden, dass das autonome System nur noch übergangsweise eine teil- oder voll-autonome Steuerung der Fahrt des Fahrzeugs ausführt. Als die mindestens eine Warnvorrichtung des Fahrzeugs können mindestens ein Warnlicht, mindestens eine Warnbildanzeige, mindestens ein Warntonsender und/oder mindestens eine Sprachausgabevorrichtung aktiviert werden.
Das autonome System wird allerdings auch nach Ablauf der Mindestübergangszeit Δt_min/ab dem Zeitpunkt t₁ solange in seinem Übergangsmodus M_trans betrieben, bis entweder eine vorgegebene Höchstübergangszeit Δt_max abgelaufen ist oder bis eine aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs unter einer vorgegebenen Höchstgeschwindigkeit liegt, eine fahrerseitige Anforderung zur Beschleunigung des Fahrzeugs vorliegt, eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs unter einer vorgegebenen Höchstquerbeschleunigung liegt und/oder mindestens ein Fahrzeugstabilisierungsregler des Fahrzeugs inaktiv ist. Wahlweise kann die Höchst-Geschwindigkeit derart niedrig vorgegeben sein, dass die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs nur dann unter der vorgegebenen Höchst-Geschwindigkeit liegt, wenn sich das Fahrzeug in seinem Stillstand befindet. Unter dem mindestens einen Fahrzeugstabilisierungsregler kann beispielsweise ein Antiblockiersystem des Fahrzeugs (ABS, Antilock Braking System), eine Antriebsschlupfregelung des Fahrzeugs (TCS, Traction Control System) oder ein elektronisches Stabilitätsprogramm des Fahrzeugs (VDC, Vehicle Dynamics Control) verstanden werden.
Das autonome System liegt darum in dem Übergangsmodus M_trans zumindest für die Mindestübergangszeit Δt_min vor, wobei der Übergangsmodus M_trans höchstens für die Höchstübergangszeit Δt_max andauert. Das hier beschriebene Verfahren ermöglicht somit auch nach Ablauf der Mindestübergangszeit Δt_min/ab dem Zeitpunkt t₁ eine bedarfsgerechte Verlängerung des Übergangsmodus M_trans des autonomen Systems um eine maximale Zusatzzeit Δt_ad um sicherzustellen, dass das Fahrzeug bei einem Beenden des Übergangsmodus M_trans und einem Beginn seiner Ansteuerung ausschließlich von seinem Fahrer stabilisiert ist. Die maximale Zusatzzeit Δt_ad entspricht einer Differenz zwischen der Höchstübergangszeit Δt_max und der Mindestübergangszeit Δt_min. Die tatsächliche Dauer des jeweiligen Übergangsmodus M_trans, welche zwischen der Höchstübergangszeit Δt_max und der Mindestübergangszeit Δt_min liegt, ist bedarfsgerecht variierbar. Von einem stabilisierten Vorliegen des Fahrzeugs kann ausgegangen werden, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs unter der vorgegebenen Höchstgeschwindigkeit liegt, eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs unter der vorgegebenen Höchstquerbeschleunigung liegt und/oder der mindestens eine Fahrzeugstabilisierungsregler inaktiv ist. Von einem stabilisierten Vorliegen des Fahrzeugs kann ebenso ausgegangen werden, wenn eine fahrerseitige Anforderung zur Beschleunigung des Fahrzeugs vorliegt, da ein Fahrer in der Regel eine Beschleunigung seines Fahrzeugs nur dann anfordert, wenn das Fahrzeug stabilisiert ist.
Bevorzugter Weise wird das autonome System auch nach Ablauf der Mindestübergangszeit Δt_min/ab dem Zeitpunkt t₁ so lange in seinem Übergangsmodus M_trans betrieben, bis entweder eine aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs unter der vorgegebenen Höchst-Geschwindigkeit liegt oder bis die vorgegebene Höchstübergangszeit Δt_max abgelaufen ist. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass der Fahrer die alleinige Ansteuerung seines Fahrzeugs erst dann übernimmt, wenn eine gute Stabilisierung des Fahrzeugs, insbesondere eine gute Längsstabilisierung des Fahrzeugs, gewährleistet ist.
Vorteilhaft ist es auch, wenn das autonome System auch nach Ablauf der Mindestübergangszeit Δt_min/ab dem Zeitpunkt t₁ so lange in seinem Übergangsmodus M_trans betrieben wird, bis entweder die vorgegebene Höchstübergangszeit Δt_max abgelaufen ist oder bis eine fahrerseitige Anforderung zur Beschleunigung des Fahrzeugs vorliegt und eine aktuelle Querbeschleunigung des Fahrzeugs unter der vorgegebenen Höchst-Querbeschleunigung liegt und der mindestens eine Fahrzeugstabilisierungsregler inaktiv ist. Eine Anforderung einer Beschleunigung des Fahrzeugs durch den Fahrer bei gleichzeitigem Vorliegen einer aktuellen Querbeschleunigung des Fahrzeugs unter der vorgegebenen Höchst-Querbeschleunigung und einem gleichzeitigen inaktiven Vorliegen des mindestens einen Fahrzeugstabilisierungsreglers deuten darauf hin, dass das Fahrzeug relativ stabil vorliegt. Dem Fahrer wird somit die Übernahme der alleinigen Ansteuerung seines Fahrzeugs in einer vergleichsweise riskanten Situation erspart.
In dem Beispiel der 1 fordert der Fahrer erst zu einem Zeitpunkt t₂ (nach dem Zeitpunkt t₁ aber noch vor Ablauf der Höchstübergangszeit Δt_max) eine Beschleunigung seines Fahrzeugs an. Deshalb wird in diesem Fall der Übergangsmodus M_trans des autonomen Systems zu dem Zeitpunkt t₂ (und evtl. einer vernachlässigbaren Verzögerungszeit) beendet, obwohl die Mindestübergangszeit Δt_min bereits zu dem Zeitpunkt t₁ abgelaufen ist und der Übergangsmodus M_trans noch bis zu einem Zeitpunkt t₃ weiter fortsetzbar wäre. Ab dem Zeitpunkt t₂ wird das Fahrzeug somit ausschließlich von seinem Fahrer angesteuert. Das autonome System liegt deshalb ab dem Zeitpunkt t₂ in einem inaktiven Modus M_inavtive vor.
Sofern jedoch die Höchstübergangszeit Δt_max abläuft, ohne dass während der maximalen Zusatzzeit Δt_ad eine aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs unter einer vorgegebenen Höchstgeschwindigkeit, eine fahrerseitige Anforderung zur Beschleunigung des Fahrzeugs, eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs unter einer vorgegebenen Höchstquerbeschleunigung und/oder ein inaktives Vorliegen des mindestens einen Fahrzeugstabilisierungsreglers festgestellt wird, so wird vorzugsweise das autonome System nach Ablauf der Höchstübergangszeit Δt_max/ab dem Zeitpunkt t₃ (und evtl. einer vernachlässigbaren Verzögerungszeit) in einen (nicht dargestellten) Notbremsmodus überführt, in welchem das autonome System die mindestens eine und/oder mindestens eine weitere Fahrzeugkomponente des fahrenden Fahrzeugs derart ansteuert, dass das Fahrzeug mittels der mindestens einen angesteuerten Fahrzeugkomponente in seinen Stillstand überführt wird. Wird somit trotz Verlängerung des Übergangsmodus M_trans des autonomen Systems um die maximale Zusatzzeit Δt_ad keine Stabilisierung des Fahrzeugs erreicht, so kann das Fahrtzeug dennoch sicher in seinen Stillstand gebracht werden. Damit ist selbst in einer derartigen Situation noch ein hoher Sicherheitsstandart gewährleistet.
2 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des autonomen Systems.
Es wird darauf hingewiesen, dass eine Verwendbarkeit des im Weiteren beschriebenen autonomen Systems nicht auf einen bestimmten Fahrzeugtyp/Kraftfahrzeugtyp eines damit ausgestatteten Fahrzeugs/Kraftfahrzeugs beschränkt ist.
Das autonome System der 2 umfasst eine Steuervorrichtung 10, welche derart ausgebildet ist, dass mittels der Steuervorrichtung 10 des in seinem autonomen Modus M_auto vorliegenden autonomen Systems mindestens eine Soll-Größe einer Fahrt des Fahrzeugs autonom festlegbar ist/festgelegt wird. Das Festlegen der mindestens einen Soll-Größe der aktuellen Fahrt des Fahrzeugs durch die Steuervorrichtung 10 erfolgt autonom, beispielsweise unter Berücksichtigung mindestens einer Umgebungsinformation 12a und 12b, welche von mindestens einer Umgebungsüberwachungsvorrichtung 14a des Fahrzeugs und/oder mindestens einem fahrzeugexternen Umgebungsüberwachungssystem 14b an die Steuervorrichtung 10 ausgegeben ist, und/oder mindestens einer von mindestens einer Sensorik 16 des Fahrzeugs bereitgestellten Fahrzeugzustandsinformation 18. Bevorzugter Weise ist die Steuervorrichtung 10 des in seinem autonomen Modus M_auto vorliegenden autonomen Systems dazu ausgelegt, selbst bei einem Vorliegen einer fahrerseitigen Vorgabe bezüglich der mindestens einen Soll-Größe während des autonomen Modus M_auto die Vorgabe des Fahrers zu ignorieren.
Die Steuervorrichtung 10 des in seinem autonomen Modus M_auto vorliegenden autonomen Systems ist auch dazu ausgelegt, mindestens eine Fahrzeugkomponente 20 und 22 des Fahrzeugs mittels mindestens eines Steuersignals 24a und 24b entsprechend der mindestens einen festgelegten Soll-Größe autonom anzusteuern. Auf diese Weise sind mittels der Steuervorrichtung 10 z.B. ein voll-autonomes/voll-automatisches Fahren des Fahrzeugs (insbesondere ein fahrerloses Fahren des Fahrzeugs), ein teilautonomes/teil-automatisches Fahren des Fahrzeugs, eine autonome/automatische Geschwindigkeitsregelung des Fahrzeugs (ACC, Adaptive Cruise Control), eine autonome/automatische Fahrrichtungsregelung des Fahrzeugs und/oder ein autonomes/automatisches Einparken des Fahrzeugs bewirkbar.
Die mindestens eine bei einem Vorliegen des autonomen Systems in seinem autonomen Modus M_auto mittels des mindestens einen Steuersignals 24a und 24b ansteuerbare Fahrzeugkomponente 20 und 22 kann beispielsweise mindestens eine Bremsaktuatorik 20 und 22 sein. In dem Beispiel der 2 sind als die mindestens eine ansteuerbare Fahrzeugkomponente 20 und 22 beispielhaft ein einem Hauptbremszylinder 26 vorgelagerter elektromechanischer/ motorisierter Bremskraftverstärker 20 und eine motorisierte Hydraulikvorrichtung 22 mittels des mindestens einen Steuersignals 24a und 24b ansteuerbar. Unter der motorisierten Hydraulikvorrichtung 22 können mindestens ein Pumpenmotor mindestens einer hydraulischen Pumpe eines hydraulischen Bremssystems des Fahrzeugs und/oder mindestens eine in das hydraulische Bremssystem des Fahrzeugs integrierte motorisierte Kolben-Zylinder-Vorrichtung (IPB, Integrated Power Brake) verstanden werden. Die in 2 bildlich wiedergegebene Ausbildung der mindestens einen Fahrzeugkomponente 20 und 22 ist jedoch nur beispielhaft zu interpretieren.
Optionaler Weise können als die mindestens eine Bremsaktuatorik 20 und 22 eine primäre Bremsaktuatorik 20 und eine sekundäre Bremsaktuatorik 22 derart von der Steuervorrichtung 10 ansteuerbar sein, dass während des autonomen Modus M_auto des autonomen Systems hauptsächlich die primäre Bremsaktuatorik 20 zum Abbremsen des Fahrzeugs eingesetzt wird, und die sekundäre Bremsaktuatorik 22 nur zur Unterstützung der primären Bremsaktuatorik 20 genutzt wird. Vorzugsweise werden der elektromechanische/ motorisierte Bremskraftverstärker 20 als die primäre Bremsaktuatorik 20 und die motorisierte Hydraulikvorrichtung 22 als die sekundäre Bremsaktuatorik 22 eingesetzt, da eine derartige Aufgabenverteilung ein geräuschoptimiertes Abbremsen des Fahrzeugs gewährleistet.
Das autonome System ist bei einer empfangenen oder selbst-festgelegten Information bezüglich eines Vorliegens zumindest einer Funktionsbeeinträchtigung an dem in seinem autonomen Modus M_auto vorliegenden autonomen System und/oder an der mindestens einen angesteuerten Fahrzeugkomponente 20 und 22 aus seinem autonomen Modus M_auto in einen Übergangsmodus M_trans überführbar. Unter dem Vorliegen zumindest einer Funktionsbeeinträchtigung an dem autonomen System und/oder an der mindestens einen damit angesteuerten Fahrzeugkomponente 20 und 22 können beispielsweise ein Fehler an der primären Bremsaktuatorik 20, ein Fehler an einer Sensorik 20a der primären Bremsaktuatorik 20, ein Fehler an der sekundären Bremsaktuatorik 22 und/oder ein Fehler an einer Sensorik 22a der sekundären Bremsaktuatorik 22 verstanden werden. Als Fehler an einer Sensorik 20a und 22a der primären Bremsaktuatorik 20 und/oder der sekundären Bremsaktuatorik 22 kann insbesondere auch ein Fehler an einem Drehzahlfühler eines Rads des Fahrzeugs die Überführung des autonomen Systems aus seinem autonomen Modus M_auto in den Übergangsmodus M_trans einleiten.
Das autonome System liegt zumindest für eine vorgegebene Mindestübergangszeit in dem Übergangsmodus M_trans vor, in welchem seine Steuervorrichtung 10 die mindestens eine Fahrzeugkomponente 20 und 22 und/oder mindestens eine weitere Fahrzeugkomponente des fahrenden Fahrzeugs entsprechend eines vorgegebenen Übergangsprogramms P_trans steuert. Das Übergangsprogramms P_trans kann auf einer Speichereinheit 28 der Steuervorrichtung 10 hinterlegt/abgespeichert sein. Vorzugsweise wird während der Mindestübergangszeit Δt_min als Übergangsprogramm P_trans ein „Stabilisierungsprogram“ von der Steuervorrichtung 10 derart ausgeführt, dass das Fahrzeug nach Ablauf der Mindestübergangszeit Δt_min vergleichsweise stabil vorliegt. Als „Stabilisierungsprogram“ kann insbesondere eine Rückfallebenen-Längsstabilisierung von der Steuervorrichtung 10 ausgeführt werden.
Außerdem liegt das autonome System auch nach Ablauf der Mindestübergangszeit solange in seinem Übergangsmodus M_trans vor, bis entweder eine vorgegebene Höchstübergangszeit abgelaufen ist oder bis zumindest eine aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs unter einer vorgegebenen Höchst-Geschwindigkeit liegt, eine fahrerseitige Anforderung zur Beschleunigung des Fahrzeugs vorliegt, eine aktuelle Querbeschleunigung des Fahrzeugs unter einer vorgegebenen Höchst-Querbeschleunigung liegt und/oder mindestens ein Fahrzeugstabilisierungsregler des Fahrzeugs inaktiv ist. Der Übergangsmodus M_trans kann bedarfsgerecht somit solange andauern, bis das Fahrzeug stabilisiert ist und der Fahrer das Fahrzeug risikolos „übernehmen“ kann oder bis die vorgegebene Höchstübergangszeit abgelaufen ist. Bei einer Übernahme des Fahrzeugs durch seinen Fahrer hat der Fahrer somit in der Regel keinerlei Probleme mit dem sicheren Fortsetzen der begonnenen Fahrt des Fahrzeugs.
Die Steuervorrichtung 10 kann beispielsweise an einem (schematisch wiedergegebenen) Fahrzeugbus 30 derart angebunden sein, dass eine aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs, ein Signal bezüglich einer fahrerseitigen Anforderung zur Beschleunigung des Fahrzeugs, eine aktuelle Querbeschleunigung des Fahrzeugs und/oder ein jeweiliger Betriebszustand des mindestens einen Fahrzeugstabilisierungsreglers des Fahrzeugs an die Steuervorrichtung 10 bereitstellbar sind. Wahlweise kann die Steuervorrichtung 10 auch derart „direkt“ an einem Geschwindigkeitssensor zum Messen einer aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs, einem Sensor zum Erkennen einer fahrerseitigen Anforderung zur Beschleunigung des Fahrzeugs, einem Querbeschleunigungssensor zum Messen einer aktuellen Querbeschleunigung des Fahrzeugs, dem mindestens einen Fahrzeugstabilisierungsregler des Fahrzeugs und/oder einer Elektronik zum Schätzen einer aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder einer aktuellen Querbeschleunigung des Fahrzeugs angebunden sein.
Mittels des in seinem Übergangsmodus vorliegenden autonomen Systems, insbesondere mittels seiner Steuervorrichtung 10, kann auch mindestens ein Aktivierungssignal 32 an mindestens eine Warnvorrichtung 34 des Fahrzeugs ausgebbar sein. Auf diese Weise kann dem Fahrer übermittelt werden, dass das autonome System nur noch übergangsweise eine teil- oder voll-autonome Steuerung der Fahrt des Fahrzeugs ausführt.
Als vorteilhafte Weiterbildung kann das autonome System nach Ablauf der Höchstübergangszeit in einem Notbremsmodus vorliegen, in welchem die mindestens eine und/oder mindestens eine weitere Fahrzeugkomponente 20 und 22 des fahrenden Fahrzeugs mittels der Steuervorrichtung 10 derart ansteuerbar ist, dass das Fahrzeug mittels der mindestens einen angesteuerten Fahrzeugkomponente 20 und 22 in seinen Stillstand überführbar ist. Wird nach Erkennen eines Vorliegens zumindest einer Funktionsbeeinträchtigung an dem elektromechanischen/ motorisierten Bremskraftverstärker 20 innerhalb der Höchstübergangszeit keine Stabilisierung des Fahrzeugs bewirkt, so kann das Fahrzeug immer noch durch entsprechendes Ansteuern der motorisierten Hydraulikvorrichtung 22 mittels der Steuervorrichtung 10 des in dem Notbremsmodus vorliegenden autonomen Systems verlässlich abgebremst werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102017217502 A1 [0002]

Claims

Autonomes System für ein Fahrzeug mit: einer Steuervorrichtung (10), welche derart ausgebildet ist, dass mittels der Steuervorrichtung (10) des in seinem autonomen Modus (M_auto) vorliegenden autonomen Systems mindestens eine Soll-Größe einer Fahrt des Fahrzeugs autonom festlegbar ist und mindestens eine Fahrzeugkomponente (20, 22) des fahrenden Fahrzeugs entsprechend der mindestens einen festgelegten Soll-Größe autonom ansteuerbar ist; und wobei das autonome System bei einer empfangenen oder selbst-festgelegten Information bezügliche eines Vorliegens zumindest einer Funktionsbeeinträchtigung an dem in seinem autonomen Modus (M_auto) vorliegenden autonomen System und/oder an der mindestens einen angesteuerten Fahrzeugkomponente (20, 22) für zumindest eine vorgegebene Mindestübergangszeit (Δt_min) in einem Übergangsmodus (M_trans) vorliegt, in welchem die mindestens eine und/oder mindestens eine weitere Fahrzeugkomponente (20, 22) des fahrenden Fahrzeugs mittels der Steuervorrichtung (10) entsprechend eines vorgegebenen Übergangsprogramms (P_trans) ansteuerbar ist; dadurch gekennzeichnet, dass das autonome System nach Ablauf der Mindestübergangszeit (Δt_min) so lange in seinem Übergangsmodus (M_trans) vorliegt, bis entweder eine vorgegebene Höchstübergangszeit (Δt_max) abgelaufen ist oder bis zumindest eine aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs unter einer vorgegebenen Höchst-Geschwindigkeit liegt, eine fahrerseitige Anforderung zur Beschleunigung des Fahrzeugs vorliegt, eine aktuelle Querbeschleunigung des Fahrzeugs unter einer vorgegebenen Höchst-Querbeschleunigung liegt und/oder mindestens ein Fahrzeugstabilisierungsregler des Fahrzeugs inaktiv ist.
Autonomes System nach Anspruch 1, wobei das autonome System auch nach Ablauf der Mindestübergangszeit (Δt_min) so lange in seinem Übergangsmodus (M_trans) vorliegt, bis entweder eine aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs unter der vorgegebenen Höchst-Geschwindigkeit liegt oder die vorgegebene Höchstübergangszeit (Δt_max) abgelaufen ist.
Autonomes System nach Anspruch 1, wobei das autonome System auch nach Ablauf der Mindestübergangszeit (Δt_min) so lange in seinem Übergangsmodus (M_trans) vorliegt, bis entweder die vorgegebene Höchstübergangszeit (Δt_max) abgelaufen ist oder bis eine fahrerseitige Anforderung zur Beschleunigung des Fahrzeugs vorliegt und eine aktuelle Querbeschleunigung des Fahrzeugs unter der vorgegebenen Höchst-Querbeschleunigung liegt und der mindestens eine Fahrzeugstabilisierungsregler inaktiv ist.
Autonomes System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mittels der Steuervorrichtung (10) des in seinem autonomen Modus (M_auto) vorliegenden autonomen Systems zumindest eine Soll-Geschwindigkeit der Fahrt des Fahrzeugs, eine Soll-Beschleunigung der Fahrt des Fahrzeugs, eine Soll-Verzögerung der Fahrt des Fahrzeugs und/oder eine Soll-Fahrtrichtung der Fahrt des Fahrzeugs als die mindestens eine Soll-Größe autonom festlegbar sind.
Autonomes System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mittels des in seinem Übergangsmodus (M_trans) vorliegenden autonomen Systems mindestens ein Aktivierungssignal (32) an mindestens eine Warnvorrichtung (34) des Fahrzeugs ausgebbar ist.
Autonomes System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das autonome System nach Ablauf der Höchstübergangszeit (Δt_max) in einem Notbremsmodus (M_inactive) vorliegt, in welchem die mindestens eine und/oder mindestens eine weitere Fahrzeugkomponente (20, 22) des fahrenden Fahrzeugs mittels der Steuervorrichtung (10) derart ansteuerbar ist, dass das Fahrzeug mittels der mindestens einen angesteuerten Fahrzeugkomponente (20, 22) in seinen Stillstand überführbar ist.
Autonomes System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das autonome System die einzige mittels des autonomen Systems ansteuerbare Fahrzeugkomponente oder mindestens eine der mittels des autonomen Systems ansteuerbaren Fahrzeugkomponenten (20, 22) umfasst.
Autonomes System nach Anspruch 7, wobei das autonome System zumindest als Bremssystem ausgebildet ist.
Verfahren zum Betreiben eines autonomen Systems eines Fahrzeugs mit den Schritten: Betreiben des autonomen Systems in einem autonomen Modus (M_auto), in welchem mindestens eine Soll-Größe einer Fahrt des Fahrzeugs autonom festgelegt wird und mindestens eine Fahrzeugkomponente (20, 22) des fahrenden Fahrzeugs entsprechend der mindestens einen festgelegten Soll-Größe autonom angesteuert wird; und bei Vorliegen zumindest einer Funktionsbeeinträchtigung an dem in seinem autonomen Modus (M_auto) vorliegenden autonomen System und/oder an der mindestens einen angesteuerten Fahrzeugkomponente (20, 22), Betreiben des autonomen Systems für zumindest eine vorgegebene Mindestübergangszeit (Δt_min) in einem Übergangsmodus (Mtrans), in welchem die mindestens eine und/oder mindestens eine weitere Fahrzeugkomponente (20, 22) des fahrenden Fahrzeugs entsprechend eines vorgegebenen Übergangsprogramms (P_trans) angesteuert wird; dadurch gekennzeichnet, dass das autonome System auch nach Ablauf der Mindestübergangszeit (Δt_min) so lange in seinem Übergangsmodus (M_trans) betrieben wird, bis entweder eine vorgegebene Höchstübergangszeit (Δt_max) abgelaufen ist oder bis zumindest eine aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs unter einer vorgegebenen Höchst-Geschwindigkeit liegt, eine fahrerseitige Anforderung zur Beschleunigung des Fahrzeugs vorliegt, eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs unter einer vorgegebenen Höchst-Querbeschleunigung liegt und/oder mindestens ein Fahrzeugstabilisierungsregler des Fahrzeugs inaktiv ist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das autonome System auch nach Ablauf der Mindestübergangszeit (Δt_min) so lange in seinem Übergangsmodus (M_trans) betrieben wird, bis entweder eine aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs unter der vorgegebenen Höchst-Geschwindigkeit liegt oder die vorgegebene Höchstübergangszeit (Δt_max) abgelaufen ist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das autonome System auch nach Ablauf der Mindestübergangszeit (Δt_min) so lange in seinem Übergangsmodus (M_trans) betrieben wird, bis entweder die vorgegebene Höchstübergangszeit (Δt_max) abgelaufen ist oder bis eine fahrerseitige Anforderung zur Beschleunigung des Fahrzeugs vorliegt und eine aktuelle Querbeschleunigung des Fahrzeugs unter der vorgegebenen Höchst-Querbeschleunigung liegt und der mindestens eine Fahrzeugstabilisierungsregler inaktiv ist.