DE102020107814A1

DE102020107814A1 - Verfahren und Fahrsystem zum Bewirken eines Nothalts bei einer Tunnelsituation

Info

Publication number: DE102020107814A1
Application number: DE102020107814.5A
Authority: DE
Inventors: Sirin Toprak; Manfred Brandstetter
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2020-03-20
Filing date: 2020-03-20
Publication date: 2021-09-23

Abstract

Es wird ein Fahrsystem zur automatisierten Durchführung eines Nothaltemanövers eines Kraftfahrzeugs beschrieben. Das Fahrsystem ist eingerichtet, Längeninformation in Bezug auf eine verbleibende Länge eines Tunnels zu ermitteln, durch den das Fahrzeug fährt oder fahren wird. Des Weiteren ist das Fahrsystem eingerichtet, einen Nothalt des Fahrzeugs in Abhängigkeit von der Längeninformation zu bewirken.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer Nothaltefunktion. Insbesondere betrifft die Erfindung den Betrieb einer Nothaltefunktion bei einer Tunnelsituation und/oder innerhalb eines Tunnels.
Ein Fahrzeug kann ein oder mehrere Fahrerassistenzfunktionen bzw. Fahrerassistenzsysteme umfassen, die den Fahrer des Fahrzeugs beim Führen des Fahrzeugs unterstützen. Eine beispielhafte Fahrerassistenzfunktion ist die Nothaltefunktion, die ausgebildet ist, das Fahrzeug automatisiert in einen sicheren Zustand zu überführen, z.B. auf einen Seitenstreifen in den Stillstand zu fahren, wenn erkannt wird, dass der Fahrer des Fahrzeugs nicht mehr in der Lage ist (z.B. infolge einer medizinischen Notsituation) das Fahrzeug selbständig zu führen.
Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, eine besonders sichere und zuverlässige Nothaltefunktion für ein Fahrzeug bereitzustellen.
Die Aufgabe wird durch jeden der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.
Gemäß einem Aspekt wird ein Fahrsystem zum Führen eines Kraftfahrzeugs bei einer Nothaltesituation innerhalb eines Tunnels und/oder zur automatisierten Durchführung eines Nothaltemanövers eines Kraftfahrzeugs beschrieben. Das Fahrsystem kann eingerichtet sein, Fahrerdaten in Bezug auf den Fahrer des Fahrzeugs, insbesondere in Bezug auf den Zustand des Fahrers des Fahrzeugs und/oder in Bezug auf eine Aktion des Fahrers des Fahrzeugs, zu ermitteln. Insbesondere können Vitaldaten in Bezug auf den Vitalzustand des Fahrers ermittelt werden. Alternativ oder ergänzend kann ermittelt werden, ob der Fahrer ein Bedien- oder Steuerelement des Fahrzeugs (z.B. einen Hebel bzw. ein Bedienelement für eine Feststellbremse) betätigt hat, um das Nothaltemanöver auszulösen. Es kann dann auf Basis der Fahrerdaten, insbesondere auf Basis der Vitaldaten und/oder auf Basis der erkannten Betätigung eines Bedien- bzw. Steuerelements, bestimmt werden, dass eine Nothaltesituation des Fahrzeugs vorliegt (bei der das Fahrzeug mittels eines Nothaltemanövers automatisiert in einen sicheren Zustand, insbesondere in den Stilldaten, überführt werden soll). Beispielsweise kann das Nothaltemanöver automatisch begonnen werden, sobald und/oder dann, wenn die Betätigung des Bedienelements für die Feststellbremse des Fahrzeugs beendet wird.
Des Weiteren kann das Fahrsystem ausgebildet sein, Positionsdaten in Bezug auf eine aktuelle Position des Fahrzeugs (bei Erkennen der Nothaltesituation) zu ermitteln. Es kann dann auf Basis der Positionsdaten in Kombination mit einer digitalen Karte in Bezug auf das von dem Fahrzeug befahrene Straßennetz erkannt werden, dass sich das Fahrzeug in einem Tunnel befindet. Die Position des Fahrzeugs kann z.B. auf Basis der GPS Koordinaten des Fahrzeugs vor Einfahrt in den Tunnel und auf Basis der seit der Einfahrt zurückgelegten Strecke des Fahrzeugs (die sich z.B. aus der Raddrehzahl des Fahrzeugs ergibt) ermittelt werden.
Das Fahrsystem ist eingerichtet, Längeninformation in Bezug auf die verbleibende Länge des Tunnels (bis Erreichen des Endes des Tunnels) zu ermitteln (durch den das Fahrzeug bereits fährt oder (in naher Zukunft) fahren wird). Mit anderen Worten, es kann ermittelt werden, welche Strecke das Fahrzeug noch zurücklegen muss, bis das Ende des Tunnels erreicht wird. Die Längeninformation kann in präziser Weise auf Basis der Positionsdaten in Kombination mit der digitalen Karte in Bezug auf das von dem Fahrzeug befahrene Straßennetz ermittelt werden. Die verbleibende Länge des Tunnels kann dabei ggf. der Gesamtlänge des Tunnels entsprechen.
Des Weiteren ist das Fahrsystem eingerichtet, einen Nothalt des Fahrzeugs in Abhängigkeit von der Längeninformation, insbesondere in Abhängigkeit von der verbleibenden Länge des Tunnels, zu bewirken. Dabei können insbesondere die Fahrgeschwindigkeit und/oder die Verzögerung des Fahrzeugs während des Nothaltemanövers in Abhängigkeit von der Längeninformation, insbesondere in Abhängigkeit von der verbleibenden Länge des Tunnels, eingestellt werden. Der Nothalt kann auf der von dem Fahrzeug befahrenen Fahrspur oder auf einer benachbarten Fahrspur (insbesondere auf einem Standstreifen) bewirkt werden. Es kann somit im Rahmen des (automatisierten) Nothaltemanövers ggf. ein Spurwechsel auf eine andere Fahrspur bewirkt werden.
Durch die Berücksichtigung der Längeninformation in Bezug auf die verbleibende Länge des Tunnels kann ein besonders sicheres und zuverlässiges Nothaltemanöver durchgeführt werden. Somit können die Sicherheit und die Zuverlässigkeit einer Nothaltefunktion erhöht werden.
Das Fahrsystem kann eingerichtet sein, Umfelddaten in Bezug auf das Umfeld des Fahrzeugs zu ermitteln. Des Weiteren kann das Fahrsystem eingerichtet sein, ein oder mehrere Längs- und/oder Querführungsaktoren des Fahrzeugs in Abhängigkeit von den Umfelddaten zu betreiben, um automatisiert den Nothalt des Fahrzeugs zu bewirken. Durch die Berücksichtigung der Umfelddaten kann ein sicheres Nothaltemanöver bewirkt werden.
Das Fahrsystem kann eingerichtet sein, auf Basis der Längeninformation zu bestimmen, ob das Fahrzeug innerhalb einer zulässigen Maximalzeitdauer (für das Nothaltemanöver) und/oder unter Berücksichtigung einer zulässigen Maximalgeschwindigkeit (für das Nothaltemanöver) automatisiert durch den und/oder aus dem Tunnel gefahren werden kann (bzw. fahrbar ist) oder nicht. Mit anderen Worten, es kann ermittelt werden, ob die zulässige Maximalzeitdauer für das Nothaltemanöver und/oder die zulässige Maximalgeschwindigkeit während des Nothaltemanövers ausreichen, um das Fahrzeug noch automatisiert durch den und/oder aus dem Tunnel fahren zu können und dort in den Stillstand überführen zu können. Mit noch anderen Worten, das Fahrsystem kann eingerichtet sein, auf Basis der Längeninformation zu bestimmen, ob das Fahrzeug mit einer Fahrgeschwindigkeit, die kleiner als oder gleich wie eine zulässige Maximalgeschwindigkeit ist, in einer Zeit durch den und/oder aus dem Tunnel fahrbar ist, die gleich wie oder kleiner als eine zulässige Maximalzeitdauer ist.
Der Nothalt des Fahrzeugs, insbesondere das Nothaltemanöver, kann dann in Abhängigkeit davon bewirkt werden, ob das Fahrzeug innerhalb des Nothaltemanövers noch durch den und/oder aus dem Tunnel gefahren werden kann (bzw. fahrbar ist) oder nicht. So können die Sicherheit und/oder die Zuverlässigkeit der Nothaltefunktion weiter erhöht werden.
Die zulässige Maximalgeschwindigkeit des Fahrzeugs während eines Nothaltemanövers kann davon abhängen, ob sich das Fahrzeug in einem Tunnel befindet oder außerhalb eines Tunnels befindet. Dabei kann die zulässige Maximalgeschwindigkeit des Fahrzeugs innerhalb eines Tunnels unterschiedlich sein zu, insbesondere niedriger sein als, die zulässige Maximalgeschwindigkeit außerhalb eines Tunnels.
Insbesondere kann das Fahrsystem eingerichtet sein, während der Durchführung des Nothaltemanövers, zu überprüfen, ob sich das Fahrzeug in dem Tunnel befindet oder nicht. Das Fahrzeug kann dann automatisiert auf eine zulässige Maximalgeschwindigkeit für die Fahrt innerhalb des Tunnels verzögert werden, wenn ermittelt wird, dass sich das Fahrzeug in dem Tunnel befindet. Alternativ oder ergänzend kann das Fahrsystem eingerichtet sein, das Fahrzeug mit einer ersten zulässigen Maximalgeschwindigkeit zu führen, wenn ermittelt wird, dass sich das Fahrzeug in dem Tunnel befindet, und das Fahrzeug mit einer zweiten zulässigen Maximalgeschwindigkeit zu führen, wenn ermittelt wird, dass sich das Fahrzeug außerhalb des Tunnels befindet. Dabei kann die erste zulässige Maximalgeschwindigkeit kleiner als die zweite zulässige Maximalgeschwindigkeit sein. Durch eine Anpassung der durch das Fahrsystem eingestellten Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs daran, ob sich das Fahrzeug innerhalb oder außerhalb des Tunnels befindet, können die Sicherheit und/oder die Zuverlässigkeit der Nothaltefunktion weiter erhöht werden.
Das Fahrsystem kann eingerichtet sein, das Fahrzeug innerhalb des Tunnels, insbesondere mit einer Tunnel-Verzögerung, in den Stillstand zu verzögern, wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug (im Rahmen des Nothaltemanövers) nicht mehr automatisiert aus dem Tunnel gefahren werden kann (bzw. fahrbar ist). Dabei kann die Tunnel-Verzögerung betraglich kleiner sein als eine Standard-Verzögerung, mit der das Fahrzeug außerhalb eines Tunnels in den Stillstand verzögert wird. Beispielsweise kann die Standard-Verzögerung betraglich 1m/s2 oder mehr, oder 2m/s2 oder mehr sein. Andererseits kann die Tunnel-Verzögerung betraglich 1m/s2 oder weniger, oder 0,5m/s2 oder weniger sein. Durch die Verwendung einer spezifischen (reduzierten) Tunnel-Verzögerung für einen Nothalt innerhalb eines Tunnels kann die Sicherheit der Nothaltefunktion weiter erhöht werden.
Des Weiteren kann das Fahrsystem eingerichtet sein, das Fahrzeug automatisiert aus dem Tunnel zu führen und erst nach Verlassen des Tunnels in den Stillstand zu verzögern, wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug (im Rahmen des Nothaltemanövers) noch automatisiert aus dem Tunnel gefahren werden kann (bzw. fahrbar ist). Mit anderen Worten, das Fahrsystem kann eingerichtet sein, den Nothalt des Fahrzeugs erst dann zu bewirken, wenn das Fahrzeug aus dem Tunnel gefahren ist, wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug durch den und/oder aus dem Tunnel fahrbar ist. Der Nothalt kann somit auf eine Stelle außerhalb des Tunnels verlegt werden, wenn erkannt wird, dass noch ausreichend Zeit vorhanden ist, um das Fahrzeug im Rahmen des Nothaltemanövers (mit der zulässigen Maximalgeschwindigkeit) aus dem Tunnel zu fahren. So kann die Sicherheit der Nothaltefunktion weiter erhöht werden.
Das Fahrsystem kann eingerichtet sein, auf Basis der Längeninformation eine Ziel-Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs zu ermitteln, die es ermöglicht, das Fahrzeug innerhalb der zulässigen Maximalzeitdauer für ein Nothaltemanöver noch durch den und/oder aus dem Tunnel zu fahren. Mit anderen Worten, es kann ermittelt werden, mit welcher Ziel-Fahrgeschwindigkeit das Fahrzeug fahren muss, um noch rechtzeitig vor Ablauf der zulässigen Maximalzeitdauer aus dem Tunnel zu fahren, sodass das Fahrzeug außerhalb des Tunnels in den Stillstand überführt werden kann.
Des Weiteren kann das Fahrsystem eingerichtet sein, zu überprüfen, ob die Ziel-Fahrgeschwindigkeit kleiner als eine zulässige Grenzgeschwindigkeit für eine Fahrt innerhalb eines Tunnels ist oder nicht. Die zulässige Grenzgeschwindigkeit kann dabei größer als die o.g. zulässige Maximalgeschwindigkeit für eine Fahrt innerhalb eines Tunnels sein.
Wenn ermittelt wird, dass die Ziel-Fahrgeschwindigkeit zwischen der zulässigen Maximalgeschwindigkeit und der zulässigen Grenzgeschwindigkeit für eine Fahrt innerhalb eines Tunnels liegt, so kann bewirkt werden, dass das Fahrzeug automatisiert mit der Ziel-Fahrgeschwindigkeit geführt wird, um das Fahrzeug für den Nothalt noch aus dem Tunnel führen zu können.
Wenn ermittelt wird, dass die Ziel-Fahrgeschwindigkeit kleiner als die zulässige Maximalgeschwindigkeit für eine Fahrt innerhalb eines Tunnels ist, so kann bewirkt werden, dass das Fahrzeug automatisiert mit der zulässigen Maximalgeschwindigkeit für eine Fahrt innerhalb eines Tunnels geführt wird.
Wenn ermittelt wird, dass die Ziel-Fahrgeschwindigkeit größer als die zulässige Grenzgeschwindigkeit für eine Fahrt innerhalb eines Tunnels ist, so kann ggf. ein direkter Nothalt innerhalb des Tunnels bewirkt werden.
Das Fahrsystem kann somit eingerichtet sein, auf Basis der Längeninformation eine Ziel-Fahrgeschwindigkeit für die Fahrt in dem und/oder durch den Tunnel zu ermitteln, die es ermöglicht, das Fahrzeug innerhalb der zulässigen Maximalzeitdauer für das Nothaltemanöver (automatisiert) aus dem Tunnel zu fahren. Das Fahrzeug kann dann während des Nothaltemanövers in Abhängigkeit von der ermittelten Ziel-Fahrgeschwindigkeit geführt werden.
Insbesondere kann das Fahrsystem eingerichtet sein, zu ermitteln, ob die Ziel-Fahrgeschwindigkeit kleiner als oder gleich wie eine zulässige Grenzgeschwindigkeit für eine Fahrt innerhalb eines Tunnels ist. Es kann dann bewirkt werden, dass das Fahrzeug während des Nothaltemanövers (automatisiert) mit der Ziel-Fahrgeschwindigkeit durch den und/oder aus dem Tunnel geführt wird, wenn ermittelt wird, dass die Ziel-Fahrgeschwindigkeit kleiner als oder gleich wie die zulässige Grenzgeschwindigkeit ist (und ggf. größer als die zulässige Maximalgeschwindigkeit für eine Fahrt innerhalb eines Tunnels ist). Alternativ oder ergänzend kann bewirkt werden, dass das Fahrzeug innerhalb des Tunnels (automatisiert) in den Stillstand überführt wird, wenn ermittelt wird, dass die Ziel-Fahrgeschwindigkeit größer als die zulässige Grenzgeschwindigkeit ist.
Durch das Ermitteln einer Ziel-Fahrgeschwindigkeit für das Fahrzeug, die von der Längeninformation eines Tunnels abhängt, kann die Sicherheit der Nothaltefunktion weiter erhöht werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein (Straßen-)Kraftfahrzeug (insbesondere ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen oder ein Bus) beschrieben, das das in diesem Dokument beschriebene Fahrsystem umfasst.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Führen eines Fahrzeugs bei einer Nothaltesituation und/oder zur Durchführung eines Nothaltemanövers beschrieben. Das Nothaltemanöver kann dabei zumindest teilweise innerhalb eines Tunnels durchgeführt werden. Das Verfahren umfasst das Ermitteln von Längeninformation in Bezug auf die verbleibende Länge des Tunnels (durch den das Fahrzeug fährt oder fahren wird). Außerdem umfasst das Verfahren das Bewirken eines Nothalts des Fahrzeugs in Abhängigkeit von der Längeninformation.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor (z.B. auf einem Steuergerät eines Fahrzeugs) ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
Unter dem Begriff „automatisiertes Fahren“ kann im Rahmen des Dokuments ein Fahren mit automatisierter Längs- oder Querführung oder ein autonomes Fahren mit automatisierter Längs- und Querführung verstanden werden. Bei dem automatisierten Fahren kann es sich beispielsweise um ein zeitlich längeres Fahren auf der Autobahn bzw. einer Landstraße oder um ein zeitlich begrenztes Fahren im Rahmen des Einparkens oder Rangierens handeln. Der Begriff „automatisiertes Fahren“ umfasst ein automatisiertes Fahren mit einem beliebigen Automatisierungsgrad. Beispielhafte Automatisierungsgrade sind ein assistiertes, teilautomatisiertes, hochautomatisiertes oder vollautomatisiertes Fahren. Diese Automatisierungsgrade wurden von der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) definiert (siehe BASt-Publikation „Forschung kompakt“, Ausgabe 11/2012). Beim assistierten Fahren führt der Fahrer dauerhaft die Längs- oder Querführung aus, während das System die jeweils andere Funktion in gewissen Grenzen übernimmt. Beim teilautomatisierten Fahren (TAF) übernimmt das System die Längs- und Querführung für einen gewissen Zeitraum und/oder in spezifischen Situationen, wobei der Fahrer das System wie beim assistierten Fahren dauerhaft überwachen muss. Beim hochautomatisierten Fahren (HAF) übernimmt das System die Längs- und Querführung für einen gewissen Zeitraum, ohne dass der Fahrer das System dauerhaft überwachen muss; der Fahrer muss aber in einer gewissen Zeit in der Lage sein, die Fahrzeugführung zu übernehmen. Beim vollautomatisierten Fahren (VAF) kann das System für einen spezifischen Anwendungsfall das Fahren in allen Situationen automatisch bewältigen; für diesen Anwendungsfall ist kein Fahrer mehr erforderlich. Die vorstehend genannten vier Automatisierungsgrade entsprechen den SAE-Level 1 bis 4 der Norm SAE J3016 (SAE - Society of Automotive Engineering). Beispielsweise entspricht das hochautomatisierte Fahren (HAF) Level 3 der Norm SAE J3016.
Ferner ist in der SAE J3016 noch der SAE-Level 5 als höchster Automatisierungsgrad vorgesehen, der in der Definition der BASt nicht enthalten ist. Der SAE-Level 5 entspricht einem fahrerlosen Fahren, bei dem das System während der ganzen Fahrt alle Situationen wie ein menschlicher Fahrer automatisch bewältigen kann; ein Fahrer ist generell nicht mehr erforderlich. Die in diesem Dokument beschriebenen Aspekt beziehen sich insbesondere auf ein Fahrzeug, das in einem automatisierten Fahrmodus gemäß SAE-Level 2, SAE-Level 3 oder höher betrieben werden kann oder betrieben wird.
Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen

1 beispielhafte Komponenten eines Fahrzeugs;
2 eine beispielhafte Tunnelsituation; und
3 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Bewirken eines Nothalts eines Fahrzeugs.

Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der Bereitstellung einer besonders sicheren Nothaltefunktion für ein Fahrzeug. In diesem Zusammenhang zeigt 1 beispielhafte Komponenten eines Fahrzeugs 100, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Das Fahrzeug 100 umfasst ein oder mehrere Umfeldsensoren 102, die eingerichtet sind, Sensordaten (in diesem Dokument auch als Umfelddaten bezeichnet) in Bezug auf das Umfeld des Fahrzeugs 100 zu erfassen. Beispielhafte Umfeldsensoren 102 sind eine Kamera, ein Radarsensor, ein Lidarsensor, ein Ultraschallsensor, etc. Die Sensordaten von mehreren Umfeldsensoren 102 können fusioniert werden.
Das Fahrzeug 100 umfasst ferner ein oder mehrere Längs- und/oder Querführungsaktoren 103 (z.B. einen Antriebsmotor, eine Bremsvorrichtung, eine Lenkvorrichtung, etc.), die eingerichtet sind, das Fahrzeug 100 automatisch bzw. automatisiert längs- und/oder querzuführen. Eine Steuereinheit 101 (bzw. ein Fahrsystem) des Fahrzeugs 100 kann eingerichtet sein, die ein oder mehreren Längs- und/oder Querführungsaktoren 103 des Fahrzeugs 100 in Abhängigkeit von den (ggf. fusionierten) Umfelddaten zu betreiben, um das Fahrzeug 100 automatisiert längs- und/oder querzuführen (insbesondere gemäß SAE-Level 2 oder höher). Beispielsweise kann das Fahrzeug 100 automatisiert längs- und quergeführt werden, um das Fahrzeug 100 automatisiert auf den Standstreifen einer Fahrbahn zu fahren und dort abzustellen.
Das Fahrzeug 100 umfasst ein oder mehrere manuelle Steuermittel 105, die es dem Fahrer des Fahrzeugs 100 ermöglichen, manuelle Steuereingaben in Bezug auf die Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs 100 zu tätigen. Beispielhafte Steuermittel 105 sind: ein Lenkrad, ein Bremspedal, und/oder ein Fahrpedal. Die Steuereinheit 101 kann eingerichtet sein, (insbesondere, wenn das Fahrzeug 100 in einem manuellen Fahrmodus betrieben wird) eine manuelle Steuereingabe an einem manuellen Steuermittel 105 des Fahrzeugs 100 zu detektieren. Des Weiteren kann die Steuereinheit 101 eingerichtet sein, die ein oder mehreren Längs- und/oder Querführungsaktoren 103 des Fahrzeugs 100 in Abhängigkeit von der manuellen Steuereingabe zu betreiben, insbesondere um es dem Fahrer des Fahrzeugs 100 zu ermöglichen, das Fahrzeug 100 manuell längs- und/oder querzuführen.
Das Fahrzeug 100 kann eine Benutzerschnittstelle 106 umfassen, die eine Interaktion zwischen dem Fahrzeug 100 und dem Fahrer des Fahrzeugs 100 ermöglicht. Die Benutzerschnittstelle 106 kann ein oder mehrere Bedienelemente (z.B. eine Taste, einen Drehknopf, etc.) und/oder ein oder mehrere Ausgabeelemente (z.B. einen Bildschirm, ein Leuchtelement, einen Lautsprecher, etc.) umfassen. Die Steuereinheit 101 kann eingerichtet sein, in Reaktion auf eine Eingabe eines Fahrers des Fahrzeugs 100 an der Benutzerschnittstelle 106 eine Fahrerassistenzfunktion des Fahrzeugs 100, insbesondere eine Nothaltfunktion, zu aktivieren. Alternativ oder ergänzend kann eine automatische Aktivierung einer Fahrerassistenzfunktion des Fahrzeugs 100, insbesondere der Nothaltefunktion, erfolgen (z.B. in Reaktion auf das Erkennen, dass der Fahrer das Fahrzeug 100 nicht mehr führt).
Das Fahrzeug 100 umfasst ferner ein oder mehrere Fahrersensoren 107, die eingerichtet sind, Sensordaten (in diesem Dokument auch als Fahrerdaten bezeichnet) in Bezug auf den Fahrer des Fahrzeugs 100, insbesondere in Bezug auf den Zustand des Fahrers, zu erfassen. Beispielhafte Fahrersensoren 107 sind eine auf die Fahrerposition des Fahrzeugs 100 gerichtete Kamera und/oder ein Vitalsensor zur Messung von Vitaldaten (z.B. den Puls) des Fahrers des Fahrzeugs 100.
Die Steuereinheit 101 des Fahrzeugs 100 kann eingerichtet sein, auf Basis der Fahrerdaten zu detektieren, dass eine Nothaltesituation vorliegt, insbesondere da der Fahrer des Fahrzeugs 100 nicht mehr in der Lage ist, das Fahrzeug 100 manuell zu führen. Beispielsweise kann auf Basis der Fahrerdaten erkannt werden, dass der Fahrer in Ohnmacht gefallen ist, und daher nicht mehr das Fahrzeug 100 manuell führen kann und/oder dass der Fahrer das Fahrzeug 100 nicht mehr führt.
In Reaktion auf eine erkannte Nothaltesituation können die ein oder mehreren Längs- und/oder Querführungsaktoren 103 betrieben werden, um das Fahrzeug 100 automatisiert in einen sicheren Zustand, z.B. in den Stillstand am Fahrbahnrand oder innerhalb der aktuell befahrenen Fahrspur, zu überführen.
Bei einer Fahrt durch einen Tunnel kann das Überführen des Fahrzeugs 100 in einen sicheren Zustand zu einer Gefährdung für andere Verkehrsteilnehmer und/oder zu einem Stau innerhalb des Tunnels führen. Die Steuereinheit 101 kann eingerichtet sein, die Nothaltefunktion in Abhängigkeit davon zu betreiben, ob sich das Fahrzeug 100 in einem Tunnel befindet oder nicht, insbesondere um die Irritation von anderen Verkehrsteilnehmern zu reduzieren.
Das Fahrzeug 100 umfasst ein oder mehrere Positionssensoren 108, die eingerichtet sind, Sensordaten (in diesem Dokument auch als Positionsdaten bezeichnet) in Bezug auf die Position des Fahrzeugs 100 zu erfassen. Beispielhafte Positionssensoren 108 sind ein GPS Empfänger und/oder ein Raddrehzahlsensor. Die Positionsdaten können in Zusammenhang mit einer digitalen Karte in Bezug auf das von dem Fahrzeug 100 befahrene Straßennetz ausgewertet werden, um zu ermitteln, ob sich das Fahrzeug 100 in einem Tunnel befindet oder nicht. Bei Erkennen einer Nothaltesituation kann dann die Nothaltefunktion in Abhängigkeit davon betrieben werden, ob sich das Fahrzeug 100 in einem Tunnel befindet oder nicht.
2 zeigt eine beispielhafte Tunnelsituation. Insbesondere zeigt 2 ein Fahrzeug 100, das auf einer Fahrbahn bzw. Fahrspur 202 durch einen Tunnel 200 fährt. Auf Basis der Positionsdaten kann erkannt werden, dass sich das Fahrzeug 100 in dem Tunnel 200 befindet. Des Weiteren kann die Position des Fahrzeugs 100 innerhalb des Tunnels 200 ermittelt werden. Insbesondere kann die verbleibende Tunnellänge 201 ermittelt werden, die das Fahrzeug 100 noch zurücklegen muss, bevor das Fahrzeug 100 den Tunnel 200 wieder verlässt. Beispielsweise kann auf Basis der digitalen Karte die Gesamtlänge des Tunnels 200 ermittelt werden. Aus der aktuellen Position des Fahrzeugs 100 innerhalb des Tunnels 200 ergibt sich dann die verbleibende Tunnellänge 201.
Die Steuereinheit 101 kann somit eingerichtet sein, bei einer erkannten Nothaltesituation Längeninformation in Bezug auf die verbleibende Tunnellänge 201 zu ermitteln. Die Nothaltefunktion kann dann in Abhängigkeit von der Längeninformation, insbesondere in Abhängigkeit von der verbleibenden Tunnellänge 201, betrieben werden.
Das Fahrzeug 100 kann im Rahmen der Nothaltefunktion mit einer bestimmten Maximalgeschwindigkeit (z.B. 60km/h oder weniger, oder 40km/h oder weniger) automatisiert längsgeführt werden. Des Weiteren weist die Nothaltefunktion typischerweise eine bestimmte Maximaldauer (z.B. 3 Minuten oder weniger, oder 2 Minuten oder weniger) auf, in der das Fahrzeug 100 automatisiert längs- und/oder quergeführt werden kann und/oder bis zu der das Fahrzeug 100 in einen sicheren Zustand (insbesondere in den Stillstand) überführt werden muss.
Die Steuereinheit 101 kann eingerichtet sein, die Nothaltefunktion in Abhängigkeit von der Längeninformation und in Kombination mit der zulässigen Maximalgeschwindigkeit und/oder der zulässigen Maximaldauer zu betreiben. Insbesondere können die Fahrgeschwindigkeit und/oder die Verzögerung des Fahrzeugs 100 bei Betrieb der Nothaltefunktion in Abhängigkeit von der Längeninformation und ggf. in Kombination mit der zulässigen Maximalgeschwindigkeit und/oder der zulässigen Maximaldauer festgelegt werden. So kann eine besonders sichere Nothaltefunktion innerhalb eines Tunnels 200 bereitgestellt werden.
Die Steuereinheit 101 kann eingerichtet sein, auf Basis der Längeninformation zu erkennen, dass das Fahrzeug 100 innerhalb der zulässigen Maximaldauer (und unter Berücksichtigung der zulässigen Maximalgeschwindigkeit) noch aus dem Tunnel 200 fahren kann. Wenn dies der Fall ist, so kann bewirkt werden, dass das Fahrzeug 100 erst nach Verlassen des Tunnels 200 in den Stillstand überführt wird (nach Möglichkeit an einem Rand der Fahrbahn 202).
Alternativ oder ergänzend kann die Steuereinheit 101 eingerichtet sein, auf Basis der Längeninformation zu erkennen, dass das Fahrzeug 100 innerhalb der zulässigen Maximaldauer (und unter Berücksichtigung der zulässigen Maximalgeschwindigkeit) nicht mehr aus dem Tunnel 200 fahren kann. Wenn dies der Fall ist, so kann bewirkt werden, dass das Fahrzeug 100 mit einer reduzierten Verzögerung innerhalb des Tunnels 200 in den Stillstand überführt wird.
Außerhalb eines Tunnels 200 kann z.B. eine Standard-Verzögerung verwendet werden, um das Fahrzeug 100 zu verzögern und in den Stillstand zu überführen. Innerhalb des Tunnels 200 kann eine, gegenüber der Standard-Verzögerung reduzierte, Tunnel-Verzögerung verwendet werden, um das Fahrzeug 100 innerhalb des Tunnels 200 in den Stillstand zu überführen. So kann auch bei einem Nothalt innerhalb eines Tunnels 200 eine Gefährdung von anderen Verkehrsteilnehmern vermieden werden.
Es wird somit ein Nothalteassistent beschrieben, der bei einer Tunnelsituation seine Funktionsstrategie in Abhängigkeit von der verbleibenden Tunnellänge 201 anpasst. Grundsätzlich wird dabei versucht, das Fahrzeug 100 (innerhalb der zulässigen Maximaldauer und/oder unter Berücksichtigung der zulässigen Maximalgeschwindigkeit) sicher automatisiert aus dem Tunnel 200 zu fahren. So kann eine Kollisionsgefahr mit dem teilnehmenden Verkehr reduziert werden.
Im Rahmen der Nothaltefunktion kann das Fahrzeug 100 auf eine bestimmte (sichere) Tunnel- bzw. Maximal-Fahrzeuggeschwindigkeit verzögert werden. Es kann dann ermittelt werden, ob das Fahrzeug 100 innerhalb der zulässigen Maximaldauer mit der zulässigen Maximalgeschwindigkeit aus dem Tunnel 200 gefahren werden kann oder nicht. Wenn dies nicht mehr möglich ist, so kann der Nothalteassistent das Fahrzeug 100 (innerhalb des Tunnels 200) in den Stillstand verzögern (z.B. mit der reduzierten Tunnel-Verzögerung). Wenn das Passieren des Tunnels 200 möglich ist, so fährt der Nothalteassistent weitgehend konstant mit der zulässigen Maximalgeschwindigkeit weiter (unter Berücksichtigung des Verkehrs) und verzögert das Fahrzeug 100 nach dem Tunnelende in den Stillstand.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften (Computer-implementierten) Verfahrens 300 zum Führen eines Fahrzeugs 100 bei einer Nothaltesituation innerhalb eines Tunnels 200 und/oder zur Durchführung eines Nothaltemanövers eines Fahrzeugs 100 in Zusammenhang mit einem Tunnel 200. Beispielsweise kann auf Basis von Fahrerdaten in Bezug auf den Fahrer des Fahrzeugs 100 an einer Einfahrt in einen Tunnel 200 und/oder innerhalb eines Tunnels 200 erkannt worden sein, dass eine Nothaltesituation vorliegt, bei der das Fahrzeug 100 automatisiert einen Nothalt durchführen muss (um das Fahrzeug 100 in einen sicheren Zustand zu überführen).
Das Verfahren 300 umfasst das Ermitteln 301 von Längeninformation in Bezug auf eine verbleibende Länge 201 des Tunnels 200 (bis zum Ende des Tunnels 200). Insbesondere kann die Strecke ermittelt werden, die das Fahrzeug 100 noch bis zum Ende des Tunnels 200 zurücklegen muss. Dies kann z.B. auf Basis von Positionsdaten in Bezug auf die aktuelle Position des Fahrzeugs 100 (bei Erkennen der Tunnelsituation) ermittelt werden. Die verbleibende Länge 201 des Tunnels 200 kann dabei die Gesamtlänge des Tunnels 200 sein.
Das Verfahren 300 umfasst ferner das Bewirken 302 eines Nothalts des Fahrzeugs 100 in Abhängigkeit von der Längeninformation. Insbesondere können die Fahrgeschwindigkeit und/oder die Verzögerung des Fahrzeugs 100 während des Nothaltemanövers in Abhängigkeit von der Längeninformation, insbesondere in Abhängigkeit von der verbleibenden Länge 201 des Tunnels 200, eingestellt werden. Beispielsweise kann das Fahrzeug 100 zunächst auf eine zulässige Maximalgeschwindigkeit für eine Fahrt in dem Tunnel 200 verzögert werden, und der Nothalt in den Stillstand kann erst nach Verlassen des Tunnels 200 erfolgen, wenn sich aus der Längeninformation ergibt, dass das Fahrzeug 100 noch automatisiert aus dem Tunnel 200 gefahren werden kann. Andererseits kann ggf. sofort ein Nothalt innerhalb des Tunnels 200 bewirkt werden. So kann auch bei einer Tunnelsituation ein sicheres und zuverlässiges Nothaltemanöver durchgeführt werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur beispielhaft das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.

Claims

Fahrsystem (101) zur automatisierten Durchführung eines Nothaltemanövers eines Kraftfahrzeugs (100); wobei das Fahrsystem (101) eingerichtet ist, - Längeninformation in Bezug auf eine verbleibende Länge (201) eines Tunnels (200) zu ermitteln, durch den das Fahrzeug (100) fährt oder fahren wird; und - einen Nothalt des Fahrzeugs (100) in Abhängigkeit von der Längeninformation zu bewirken.
Fahrsystem (101) gemäß Anspruch 1, wobei das Fahrsystem (101) eingerichtet ist, - auf Basis der Längeninformation zu bestimmen, ob das Fahrzeug (100) innerhalb einer zulässigen Maximalzeitdauer und/oder unter Berücksichtigung einer zulässigen Maximalgeschwindigkeit automatisiert durch den und/oder aus dem Tunnel (200) fahrbar ist oder nicht; und - in Abhängigkeit davon den Nothalt des Fahrzeugs (100) zu bewirken.
Fahrsystem (101) gemäß Anspruch 2, wobei das Fahrsystem (101) eingerichtet ist, - auf Basis der Längeninformation zu bestimmen, ob das Fahrzeug (100) mit einer Fahrgeschwindigkeit, die kleiner als oder gleich wie eine zulässige Maximalgeschwindigkeit ist, in einer Zeit durch den und/oder aus dem Tunnel (200) fahrbar ist, die gleich wie oder kleiner als eine zulässige Maximalzeitdauer ist; und - in Abhängigkeit davon den Nothalt des Fahrzeugs (100) zu bewirken.
Fahrsystem (101) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 3, wobei das Fahrsystem (101) eingerichtet ist, das Fahrzeug (100) innerhalb des Tunnels (200) in den Stillstand zu verzögern, wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug (100) nicht mehr automatisiert aus dem Tunnel (200) fahrbar ist.
Fahrsystem (101) gemäß Anspruch 4, wobei - das Fahrsystem (101) eine Standard-Verzögerung aufweist, mit der das Fahrzeug (100) außerhalb eines Tunnels (200) in den Stillstand verzögert wird; - das Fahrsystem (101) eingerichtet ist, das Fahrzeug (100) innerhalb eines Tunnels (200) mit einer Tunnel-Verzögerung zu verzögern; - die Tunnel-Verzögerung betraglich kleiner als die Standard-Verzögerung ist; - die Standard-Verzögerung insbesondere betraglich 1m/s² oder mehr, oder 2m/s² oder mehr ist, und - die Tunnel-Verzögerung insbesondere betraglich 1m/s² oder weniger, oder 0,5m/s² oder weniger ist.
Fahrsystem (101) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei das Fahrsystem (101) eingerichtet ist, - das Fahrzeug (100) automatisiert aus dem Tunnel (200) zu führen und erst nach Verlassen des Tunnels (200) in den Stillstand zu verzögern, wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug (100) noch automatisiert durch den und/oder aus dem Tunnel (200) fahrbar ist, und/oder - den Nothalt des Fahrzeugs (100) erst dann zu bewirken, wenn das Fahrzeug (100) aus dem Tunnel (200) gefahren ist, wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug (100) durch den und/oder aus dem Tunnel (200) fahrbar ist.
Fahrsystem (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrsystem (101) eingerichtet ist, eine Fahrgeschwindigkeit und/oder eine Verzögerung des Fahrzeugs (100) während des Nothaltemanövers in Abhängigkeit von der Längeninformation, insbesondere in Abhängigkeit von der verbleibenden Länge (201) des Tunnels (200), einzustellen.
Fahrsystem (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrsystem (101) eingerichtet ist, während der Durchführung des Nothaltemanövers, - zu überprüfen, ob sich das Fahrzeug (100) in dem Tunnel (200) befindet oder nicht; und - das Fahrzeug (100) auf eine zulässige Maximalgeschwindigkeit für eine Fahrt innerhalb des Tunnels (200) zu verzögern, wenn ermittelt wird, dass sich das Fahrzeug (100) in dem Tunnel (200) befindet; und/oder - das Fahrzeug (100) mit einer ersten zulässigen Maximalgeschwindigkeit zu führen, wenn ermittelt wird, dass sich das Fahrzeug (100) in dem Tunnel (200) befindet, und das Fahrzeug (100) mit einer zweiten zulässigen Maximalgeschwindigkeit zu führen, wenn ermittelt wird, dass sich das Fahrzeug (100) außerhalb des Tunnels (200) befindet; wobei die erste zulässige Maximalgeschwindigkeit kleiner als die zweite zulässige Maximalgeschwindigkeit ist.
Fahrsystem (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrsystem (101) eingerichtet ist, - auf Basis der Längeninformation eine Ziel-Fahrgeschwindigkeit für die Fahrt in dem und/oder durch den Tunnel (200) zu ermitteln, die es ermöglicht, das Fahrzeug (100) innerhalb einer zulässigen Maximalzeitdauer für das Nothaltemanöver aus dem Tunnel (200) zu fahren; und - das Fahrzeug (100) während des Nothaltemanövers in Abhängigkeit von der ermittelten Ziel-Fahrgeschwindigkeit zu führen.
Fahrsystem (101) gemäß Anspruch 9, wobei das Fahrsystem (101) eingerichtet ist, - zu ermitteln, ob die Ziel-Fahrgeschwindigkeit kleiner als oder gleich wie eine zulässige Grenzgeschwindigkeit für eine Fahrt innerhalb eines Tunnels (200) ist, und - zu bewirken, dass das Fahrzeug (100) während des Nothaltemanövers mit der Ziel-Fahrgeschwindigkeit durch den und/oder aus dem Tunnel (200) geführt wird, wenn ermittelt wird, dass die Ziel-Fahrgeschwindigkeit kleiner als oder gleich wie die zulässige Grenzgeschwindigkeit ist; und/oder - zu bewirken, dass das Fahrzeug (100) innerhalb des Tunnels (200) in den Stillstand überführt wird, wenn ermittelt wird, dass die Ziel-Fahrgeschwindigkeit größer als die zulässige Grenzgeschwindigkeit ist.
Fahrsystem (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrsystem (101) eingerichtet ist, - Positionsdaten in Bezug auf eine Position des Fahrzeugs (100) zu ermitteln, und - die Längeninformation auf Basis der Positionsdaten in Kombination mit einer digitalen Karte in Bezug auf ein von dem Fahrzeug (100) befahrenes Straßennetz zu ermitteln; und/oder - auf Basis der Positionsdaten in Kombination mit der digitalen Karte zu erkennen, dass sich das Fahrzeug (100) in einem Tunnel (200) befindet.
Fahrsystem (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrsystem (101) eingerichtet ist, - Fahrerdaten in Bezug auf einen Fahrer des Fahrzeugs (100), insbesondere in Bezug auf einen Zustand des Fahrers des Fahrzeugs (100) und/oder in Bezug auf eine Aktion des Fahrers des Fahrzeugs (100), zu ermitteln; und - auf Basis der Fahrerdaten zu bestimmen, dass eine Nothaltesituation des Fahrzeugs (100) vorliegt.
Fahrsystem (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrsystem (101) eingerichtet ist, - Umfelddaten in Bezug auf ein Umfeld des Fahrzeugs (100) zu ermitteln, und - ein oder mehrere Längs- und/oder Querführungsaktoren (103) des Fahrzeugs (100) in Abhängigkeit von den Umfelddaten zu betreiben, um automatisiert den Nothalt des Fahrzeugs (100) zu bewirken.
Verfahren (300) zur automatisierten Durchführung eines Nothaltemanövers eines Kraftfahrzeugs (100); wobei das Verfahren (300) umfasst, - Ermitteln (301) von Längeninformation in Bezug auf eine verbleibende Länge (201) eines Tunnels (200), durch den das Fahrzeug (100) fährt oder fahren wird; und - Bewirken (302) eines Nothalts des Fahrzeugs (100) in Abhängigkeit von der Längeninformation.