DE102004024692A1

DE102004024692A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Unterstützung des Fahrers eines Fahrzeugs

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Publication number: DE102004024692A1
Application number: DE200410024692
Authority: DE
Inventors: Ingo Dr.rer.nat. Dudeck; Axel Dipl.-Inform. Gern; Rainer Dip.-Ing. Möbus; Volker Dipl.-Ing. Oltmann; Uwe Dr. Regensburger; Reinhold Dipl.-Ing. Schöb; Bernd Dipl.-Ing. Woltermann; Zoltan Dr. Zomotor
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2004-05-19
Filing date: 2004-05-19
Publication date: 2005-12-15

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Unterstützung des Fahrers eines Fahrzeugs bei der Einhaltung einer Fahrspur. Hierbei wird der Fahrspurverlauf erfasst und mit dem tatsächlichen Fahrtkursverlauf des Fahrzeugs (30) verglichen, wobei aus dem Vergleichsergebnis abgeleitet wird, ob ein Verlassen der Fahrspur (31) bevorsteht oder bereits erfolgt ist. Bei Erkennung eines bevorstehenden oder bereits erfolgten Verlassens der Fahrspur (31) wird selbsttätig ein Lenkraddrehmoment an einem im Fahrzeug (30) angeordneten Lenkrad (40) erzeugt und eine dadurch verursachte Lenkradwinkeländerung DOLLAR I1 bestimmt, wobei eine Fahrerwarnung ausgelöst wird, wenn die Lenkradwinkeländerung DOLLAR I2 ein vorgegebenes Kriterium erfüllt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Unterstützung des Fahrers eines Fahrzeugs bei der Einhaltung einer Fahrspur. Hierbei wird der Fahrspurverlauf erfasst und mit dem tatsächlichen Fahrtkurs des Fahrzeugs verglichen, wobei aus dem Vergleichsergebnis abgeleitet wird, ob ein Verlassen der Fahrspur bevorsteht oder bereits erfolgt ist.

Aus der Druckschrift DE 195 07 957 C1 geht ein Fahrzeug hervor, das mit einem System zur Einschlafwarnung ausgestattet ist. Das Fahrzeug weist eine seitlich angebrachte optische Abtasteinrichtung zur berührungslosen Erfassung von Fahrspurmarkierungen auf, die die Fahrspur des Fahrzeugs zur Seite hin begrenzen. Die von der Abtasteinrichtung bereitgestellten Sensordaten werden einer Auswerteeinheit zur Ermittlung eines zwischen dem Fahrzeug und den erfassten Fahrspurmarkierungen vorliegenden Abstands zugeführt. Zusätzlich ermittelt die Auswerteeinheit die Fahrzeugquergeschwindigkeit relativ zu den erfassten Fahrspurmarkierungen, wobei eine Einschlafwarnung in Form eines akustischen Signals ausgelöst wird, wenn sich aufgrund des vorliegenden Abstands und der Fahrzeugquergeschwindigkeit ergibt, dass ein Verlassen der Fahrspur droht. Nachteilig ist, dass die Auslösung der Einschlafwarnung unabhängig vom tatsächlichen Aufmerksamkeitsgrad des Fahrers erfolgt. So besteht die Möglichkeit, dass selbst im Falle eines ausreichend aufmerksamen Fahrers in bestimmten, zu einem drohenden Verlassen der Fahrspur führenden Fahrsituationen die Einschlafwarnung ausgelöst wird. Derartige Fahrsituationen ergeben sich insbesondere aufgrund plötzlich auftretender Seitenwindkräfte (Windböen) und dergleichen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass im Falle eines bevorstehenden oder bereits erfolgten Verlassens der Fahrspur eine Fahrerwarnung ausgelöst wird, wobei die Auslösung der Fahrerwarnung zusätzlich vom tatsächlichen Aufmerksamkeitsgrad des Fahrers abhängt.

Diese Aufgabe wird gemäß der Merkmale des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 13 gelöst.

Beim Verfahren zur Unterstützung des Fahrers eines Fahrzeugs bei der Einhaltung einer Fahrspur wird der Fahrspurverlauf erfasst und mit dem tatsächlichen Fahrtkursverlauf des Fahrzeugs verglichen, wobei aus dem Vergleichsergebnis abgeleitet wird, ob ein Verlassen der Fahrspur bevorsteht oder bereits erfolgt ist. Erfindungsgemäß wird bei Erkennung eines bevorstehenden oder bereits erfolgten Verlassens der Fahrspur selbsttätig ein Lenkraddrehmoment an einem im Fahrzeug angeordneten Lenkrad erzeugt und eine dadurch verursachte Lenkradwinkeländerung bestimmt, wobei eine Fahrerwarnung ausgelöst wird, wenn die verursachte Lenkradwinkeländerung ein vorgegebenes Kriterium erfüllt.

Die am Lenkrad verursachte Lenkradwinkeländerung ist letztlich ein Maß für das Haltemoment, das der Fahrer durch mehr oder minderes Festhalten des Lenkrads dem erzeugten Lenkraddrehmoment entgegenbringt. Je geringer das entgegengebrachte Haltemoment ist, umso größer sind die Beträge, die die Lenkradwinkeländerung annehmen kann. Da ein unaufmerksamer, insbesondere schläfriger oder eingeschlafener Fahrer dem erzeugten Lenkraddrehmoment typischerweise ein deutlich geringeres Haltemoment entgegensetzt als ein aufmerksamer Fahrer, ermöglicht die Auswertung der verursachten Lenkradwinkeländerung zuverlässige Hinweise auf den tatsächlichen Aufmerksamkeitsgrad des Fahrers. Durch entsprechende Vorgabe des Kriteriums lässt sich daher erreichen, dass die Fahrerwarnung im Falle eines bevorstehenden oder bereits erfolgten Verlassens der Fahrspur ausschließlich bei Feststellung eines auf einen unaufmerksamen Fahrer hinweisenden Aufmerksamkeitsgrads ausgelöst wird.

Vorteilhafte Ausführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Vorteilhafterweise wird das Lenkraddrehmoment durch einen selbsttätigen Lenkeingriff erzeugt, der mit dem Ziel erfolgt, dem Verlassen der Fahrspur entgegenzuwirken. Das Lenkraddrehmoment liefert dem Fahrer insbesondere einen haptischen Hinweis darauf, dass eine dem Verlassen der Fahrspur entgegenwirkende Fahrtrichtungskorrektur in Form eines am Lenkrad vorzunehmenden Gegenlenkens erforderlich ist.

Um zu vermeiden, dass auch im Falle eines vom Fahrer gewollten Verlassens der Fahrspur ein selbsttätiger Lenkeingriff erfolgt, unterbleibt vorzugsweise die Erzeugung des Lenkraddrehmoments, wenn eine vom Fahrer willentlich vorgenommene Betätigung des Lenkrads festgestellt wird.

Die Fahrtrichtungskorrektur erfolgt in aller Regel durch entsprechende Beeinflussung eines an lenkbaren Rädern des Fahrzeugs eingestellten Radlenkwinkels. Hierbei besteht die Möglichkeit, dass der selbsttätige Lenkeingriff nur dann eine Radlenkwinkeländerung an den lenkbaren Rädern des Fahrzeugs hervorruft, wenn der Fahrer ein betragsmäßig zumindest dem Lenkraddrehmoment entsprechendes, entgegenwirkendes Haltemoment am Lenkrad aufbringt. Die Durchführung der Fahrtrichtungskorrektur obliegt in diesem Fall der Verantwortung des Fahrers, sodass dieser zu jedem Zeitpunkt der Durchführung des selbsttätigen Lenkeingriffs die Hoheit über das Fahrzeug behält.

Ein unaufmerksamer, insbesondere schläfriger oder eingeschlafener Fahrer setzt dem erzeugten Lenkraddrehmoment typischerweise ein ungenügendes, wenn nicht gar zu vernachlässigendes Haltemoment entgegen. Das erzeugte Lenkraddrehmoment bewirkt dann eine im wesentlichen freie Drehung des Lenkrads, ohne eine der Lenkradwinkeländerung entsprechende Radlenkwinkeländerung an den lenkbaren Rädern des Fahrzeugs hervorzurufen. Dies führt letztlich zu einer für den Fahrer verwirrenden Fehlstellung des Lenkrads. Dementsprechend ist es vorstellbar, bei Erfüllung des vorgegebenen Kriteriums die Erzeugung des Lenkraddrehmoments derart zu modifizieren, dass die Fehlstellung durch vollständiges oder zumindest teilweises Rückgängigmachen der verursachten Lenkradwinkeländerung wieder beseitigt wird.

Um zu verhindern, dass das erzeugte Lenkraddrehmoment im Falle eines ungenügenden Haltemoments zu einem unangemessen großen Betrag der Lenkradwinkeländerung führt, wird vorzugsweise bei Erfüllung des vorgegebenen Kriteriums die Erzeugung des Lenkraddrehmoments beendet.

Ein zuverlässiger Hinweis auf den tatsächlichen Aufmerksamkeitsgrad des Fahrers ergibt sich insbesondere durch Auswertung des Betrags und/oder der Richtung der verursachten Lenkradwinkeländerung. Dementsprechend ist es von Vorteil, wenn der Betrag und/oder die Richtung der verursachten Lenkradwinkeländerung in das vorgegebene Kriterium eingeht.

Auf einen unaufmerksamen, insbesondere schläfrigen oder eingeschlafenen Fahrer kann zuverlässig geschlossen werden, wenn festgestellt wird, dass der Betrag der verursachten Lenkradwinkeländerung größer ist als ein vorgegebener Höchstwert, und/oder wenn festgestellt wird, dass die Richtung der Lenkradwinkeländerung entgegen dem Ziel erfolgt, dem Verlassen der Fahrspur entgegenzuwirken. Das vorgegebene Kriterium ist daher vorteilhafterweise dann erfüllt, wenn festgestellt wird, dass die vorstehenden Bedingungen für den Betrag und/oder die Richtung der verursachten Lenkradwinkeländerung erfüllt sind. Der Höchstwert für die Lenkradwinkeländerung ist beispielsweise in der Größenordnung von 1 bis 3 Grad vorgegeben.

Um die Schwere möglicher Unfallfolgen aufgrund eines bevorstehenden oder bereits erfolgten Verlassens der Fahrspur zu verringern und um Zeit zur Durchführung geeigneter Gegenmaßnahmen zu gewinnen, besteht die Möglichkeit, dass bei Erfüllung des vorgegebenen Kriteriums selbsttätige Eingriffe in Bremsmittel und/oder Antriebsmittel des Fahrzeugs im Sinne einer Reduzierung der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit vorgenommen werden. Zusätzlich oder alternativ können die selbsttätigen Eingriffe in die Bremsmittel des Fahrzeugs derart erfolgen, dass dem Verlassen der Fahrspur präventiv entgegengewirkt wird. Diese spurkorrigierenden Eingriffe erfolgen radselektiv in einzelne Radbremseinrichtungen des Fahrzeugs, beispielsweise durch geeignete Ansteuerung eines im Fahrzeug vorhandenen Elektronischen Stabilitäts-Programms (ESP).

Vorteilhafterweise weist die Fahrerwarnung unterschiedliche Warnstufen auf, die zeitlich nacheinander eskalieren. In diesem Fall ist es möglich, die Fahrerwarnung durch entsprechende Ausprägung der Warnstufen derart zu erzeugen, dass diese mit der Zeit in ihrer Dringlichkeit zunimmt. Die zuvor erwähnten spurkorrigierenden Eingriffe in die Bremsmittel des Fahrzeugs können hierbei auch mit der letzten Warnstufe der Fahrerwarnung korreliert sein.

Die Erzeugung der Fahrerwarnung kann optisch und/oder akustisch und/oder haptisch erfolgen, sodass sich die Fahrerwarnung ihrer Dringlichkeit entsprechend durch Wahl bzw. Kombination geeigneter optischer und/oder akustischer und/oder haptischer Warnsignale ausprägen lässt.

Vorzugsweise wird die Fahrerwarnung bei Erfüllung eines vorgegebenen Beendigungskriteriums beendet, wobei das Beendigungskriterium beispielsweise dann erfüllt ist, wenn festgestellt wird, dass der Fahrer im Begriff ist, geeignete Gegenmaßnahmen zu treffen, die dem Verlassen der Fahrspur entgegenwirken. Die Durchführung derartiger Gegenmaßnahmen lässt sich beispielsweise aufgrund eines dem Verlassen der Fahrspur entgegenwirkenden, am Lenkrad vorgenommenen Gegenlenkens feststellen.

Ein einfacher und dennoch zuverlässiger Vergleich zwischen dem Fahrspurverlauf und dem tatsächlichen Fahrtkursverlauf des Fahrzeugs wird durch Ermittlung einer Abweichungsgröße ermöglicht, die eine seitliche Abweichung des Fahrzeugs von wenigstens einer die Fahrspur definierenden Fahrspurbegrenzung beschreibt. Die Fahrspurbegrenzung liegt beispielsweise in Gestalt einer durchgezogenen oder unterbrochenen Fahrbahnmarkierung vor.

Auf ein bevorstehendes oder bereits erfolgtes Verlassen der Fahrspur kann besonders zuverlässig geschlossen werden, wenn durch Auswertung der Abweichungsgröße erkannt wird, dass die seitliche Abweichung einen vorgegebenen kritischen Wert zumindest erreicht. Der kritische Wert für die seitliche Abweichung ist beispielsweise in der Größenordnung von 0 bis 25 Zentimetern vorgegeben.

Darüber hinaus ist es vorstellbar, zusätzlich eine zeitliche Änderung bzw. Ableitung der seitlichen Abweichung zur Erkennung eines bevorstehenden Verlassens der Fahrspur heranzuziehen, wobei sich ein zuverlässiger Hinweis auf ein bevorstehendes Verlassen der Fahrspur ergibt, wenn durch Auswertung der Abweichungsgröße festgestellt wird, dass die zeitliche Zunahme der seitlichen Abweichung größer ist als ein von der momentanen Fahrzeuglängsgeschwindigkeit abhängiger Schwellenwert.

Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung wird im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Flussdiagramms,
2 eine Draufsicht auf ein Fahrzeug, das sich entlang einer vorgegebenen Fahrspur bewegt, und
3 ein schematisch dargestelltes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Unterstützung des Fahrers eines Fahrzeugs bei der Einhaltung einer Fahrspur. Das Verfahren soll hierbei zum besseren Verständnis unter Bezugnahme auf 2 erläutert werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird in einem Initialisierungsschritt 10 gestartet, woraufhin in einem ersten Hauptschritt 11 der Fahrspurverlauf erfasst und mit dem tatsächlichen Fahrtkursverlauf des Fahrzeugs 30 verglichen wird. Letzteres erfolgt durch Ermittlung einer Abweichungsgröße, die eine seitliche Abweichung s_lr des Fahrzeugs 30 von wenigstens einer die Fahrspur 31 definierenden Fahrspurbegrenzung 32, 33 beschreibt. Beispielsgemäß werden insgesamt zwei Fahrspurbegrenzungen 32, 33 erfasst, wobei es sich um übliche, auf der Fahrbahnoberfläche angebrachte Fahrspurmarkierungen handelt. Die unterbrochene, der linken Fahrzeugseite zugeordnete Fahrspurbegrenzung 33 stellt beispielsweise eine Fahrbahnmittellinie dar, die die Fahrspur 31 von einer weiteren, benachbarten Fahrspur 34 trennt.
Die durch die Abweichungsgröße beschriebene seitliche Abweichung s_lr ist definiert als slr ∝ |sl – sr|, (1.1)wobei s_r einen seitlichen Abstand zwischen der rechten Fahrzeugseite und der an der rechten Fahrzeugseite erfassten Fahrspurbegrenzung 32 und s_l einen seitlichen Abstand zwischen der linken Fahrzeugseite und der an der linken Fahrzeugseite erfassten Fahrspurbegrenzung 33 angibt.
Da eine überschrittene Fahrspurbegrenzung 32, 33 in aller Regel nicht mehr erfasst werden kann, würde ein Verlassen der Fahrspur 31 zwangsläufig zu undefinierten Werten für die seitliche Abweichung s_lr und damit für die Abweichungsgröße führen. Das Eintreten derartiger undefinierter Werte wird durch Einführung zusätzlicher Randbedingungen für die seitlichen Abstände s_r, s_l vermieden:

– Rechte Fahrspurbegrenzung 32 überschritten: s_r = 0
– Linke Fahrspurbegrenzung 33 überschritten: s_l = 0

Alternativ ist die durch die Abweichungsgröße beschriebene seitliche Abweichung s_lr definiert als slr = Min[sl, sr], (2.1)sodass jeweils der kleinere der beiden seitlichen Abstände s_r, s_l die seitliche Abweichung s_lr angibt. Hierbei werden veränderte Randbedingungen für die seitlichen Abstände s_r, s_l eingeführt:

– Keine rechte Fahrspurbegrenzung 32 erfasst: s_r↦ ∞
– Keine linke Fahrspurbegrenzung 33 erfasst: s_l↦ ∞

In diesem Fall ist es also ausreichend, wenn sich zumindest auf einer der beiden Fahrzeugseiten eine Fahrspurbegrenzung 32, 33 erfassen lässt.
Auf den ersten Hauptschritt 11 folgt ein zweiter Hauptschritt 12, in dem auf Basis der ermittelten Abweichungsgröße, die das Ergebnis des Vergleichs zwischen dem Fahrspurverlauf und dem tatsächlichen Fahrtkursverlauf des Fahrzeugs 30 darstellt, abgeleitet wird, ob ein Verlassen der Fahrspur 31 bevorsteht oder bereits erfolgt ist. Hierbei wird auf ein bevorstehendes oder bereits erfolgtes Verlassen der Fahrspur 31 geschlossen, wenn durch Auswertung der Abweichungsgröße festgestellt wird, dass die seitliche Abweichung s_lr ein vorgegebenes Abweichungskriterium AKRIT erfüllt, wobei die Erfüllung des Abweichungskriteriums AKRIT angibt, dass die seitliche Abweichung s_lr einen vorgegebenen kritischen Wert s_krit zumindest erreicht hat.
Wird die seitliche Abweichung s_lr gemäß Gleichung (1.1) ermittelt, so ist das Abweichungskriterium AKRIT dann erfüllt, wenn sich durch Auswertung der Abweichungsgröße ergibt, dass die seitliche Abweichung s_lr größer ist als der vorgegebene kritische Wert s_krit, slr > skrit. (1.2)
Wird hingegen die seitliche Abweichung s_lr gemäß Gleichung (2.1) ermittelt, so ist das Abweichungskriterium AKRIT dann erfüllt, wenn sich durch Auswertung der Abweichungsgröße ergibt, dass die seitliche Abweichung s_lr kleiner ist als der vorgegebene kritische Wert s_krit, slr < skrit. (2.2)
Das gemäß Gleichung (1.2) bzw. (2.1) vorgegebene Abweichungskriterium AKRIT erlaubt bei entsprechender Wahl des kritischen Werts s_krit eine zuverlässige Erkennung eines unaufmerksamen, insbesondere schläfrigen oder eingeschlafenen Fahrers. Der kritische Wert s_krit ist hierzu beispielsweise in der Größenordnung von 0 bis 25 Zentimetern vorgegeben.
Ergibt sich im zweiten Hauptschritt 12, dass das vorgegebene Abweichungskriterium AKRIT erfüllt ist, so fährt das Verfahren mit einem nachfolgenden dritten Hauptschritt 13 fort. Andernfalls kehrt das Verfahren wieder zum ersten Hauptschritt 11 zurück.
Ergänzend oder alternativ zur Abweichungsgröße können zur Aufstellung des Abweichungskriteriums AKRIT auch andere Größen herangezogen werden, die beispielsweise den Fahrspurverlauf der Fahrspur 31 oder die Orientierung des Fahrzeugs 30 relativ zum Fahrspurverlauf beschreiben. In diesem Zusammenhang sei insbesondere auf die sogenannte Time-to-Line-Crossing (TLC) hingewiesen, die die Zeitspanne bis zum potentiellen Überschreiten einer der beiden Fahrspurbegrenzungen 32, 33 wiedergibt.
Im dritten Hauptschritt 13 wird selbsttätig ein Lenkraddrehmoment an einem im Fahrzeug 30 angeordneten Lenkrad 40 erzeugt, worauf in einem vierten Hauptschritt 14 eine dadurch verursachte Lenkradwinkeländerung Δα → erfasst und deren Betrag Δα und/oder Richtung Δα →/Δα bestimmt wird.
Das Lenkraddrehmoment wird durch einen selbsttätigen Lenkeingriff erzeugt, der mit dem Ziel erfolgt, dem Verlassen der Fahrspur 31 entgegenzuwirken. Das Lenkraddrehmoment liefert dem Fahrer insbesondere einen haptischen Hinweis darauf, dass eine dem Verlassen der Fahrspur 31 entgegenwirkende Fahrtrichtungskorrektur in Form eines am Lenkrad 40 vorzunehmenden Gegenlenkens erforderlich ist.
Um zu vermeiden, dass auch im Falle eines vom Fahrer gewollten Verlassens der Fahrspur 31 ein selbsttätiger Lenkeingriff erfolgt, unterbleibt die Erzeugung des Lenkraddrehmoments im dritten Hauptschritt 13, wenn eine vom Fahrer willentlich vorgenommene Betätigung des Lenkrads 40 festgestellt wird.
Die Fahrtrichtungskorrektur erfolgt letztlich durch entsprechende Beeinflussung eines an lenkbaren Rädern des Fahrzeugs 30 eingestellten Radlenkwinkels, wobei der selbsttätige Lenkeingriff nur dann eine Radlenkwinkeländerung an den lenkbaren Rädern des Fahrzeugs 30 hervorruft, wenn der Fahrer ein betragsmäßig zumindest dem Lenkraddrehmoment entsprechendes, entgegenwirkendes Haltemoment am Lenkrad 40 aufbringt.
Der Betrag Δα und/oder die Richtung Δα →/Δα der im vierten Hauptschritt 14 erfassten Lenkradwinkeländerung Δα → wird in einem nachfolgenden fünften Hauptschritt 15 auf Erfüllung eines vorgegebene Kriteriums KRIT ausgewertet, wobei das vorgegebene Kriterium KRIT dann erfüllt ist, wenn festgestellt wird, dass der Betrag Δα der verursachten Lenkradwinkeländerung Δα → größer ist als ein vorgegebener Höchstwert, Δα > Δαmax, (3.1)und/oder wenn festgestellt wird, dass die Lenkradwinkeländerung Δα → entgegen dem Ziel erfolgt, dem Verlassen der Fahrspur 31 entgegenzuwirken. Letzteres ist der Fall, wenn die Lenkradwinkeländerung Δα → und der Vektor s_lr der seitlichen Abweichung s_lr in die gleiche Richtung weisen, Δα →||s →lr, (3.2)wie es in der 2 in beispielhafter Weise dargestellt ist.
Der Höchstwert Δα_max für den Betrag Δα der Lenkradwinkeländerung Δα → ist beispielsweise in der Größenordnung von 1 bis 3 Grad vorgegeben.
Ergibt sich im fünften Hauptschritt 15, dass das vorgegebene Kriterium KRIT erfüllt ist, so wird in einem sechsten Hauptschritt 16 eine optisch und/oder akustisch und/oder haptisch erzeugte Fahrerwarnung ausgelöst. Die Fahrerwarnung weist un terschiedliche Warnstufen auf, die zeitlich nacheinander eskalieren und in ihrer Dringlichkeit zunehmen.
Zusätzlich zur Auslösung der Fahrerwarnung werden selbsttätige Eingriffe in Bremsmittel und/oder Antriebsmittel des Fahrzeugs 30 im Sinne einer Reduzierung der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit vorgenommen. Alternativ oder ergänzend hierzu werden die selbsttätigen Eingriffe in die Bremsmittel des Fahrzeugs 30 derart vorgenommen, dass dem Verlassen der Fahrspur 31 präventiv entgegengewirkt wird.
Ein unaufmerksamer, insbesondere schläfriger oder eingeschlafener Fahrer setzt dem im dritten Hauptschritt 13 erzeugten Lenkraddrehmoment typischerweise ein ungenügendes, wenn nicht gar zu vernachlässigendes Haltemoment entgegen. Das erzeugte Lenkraddrehmoment bewirkt dann eine im wesentlichen freie Drehung des Lenkrads 40, ohne eine der Lenkradwinkeländerung Δα → entsprechende Radlenkwinkeländerung an den lenkbaren Rädern des Fahrzeugs 30 hervorzurufen, was letztlich zu einer Fehlstellung des Lenkrads 40 führt. Dementsprechend wird im sechsten Hauptschritt 16 die Erzeugung des Lenkraddrehmoments derart modifiziert, dass die Fehlstellung durch vollständiges oder zumindest teilweises Rückgängigmachen der verursachten Lenkradwinkeländerung Δα → wieder beseitigt wird.
Alternativ wird im sechsten Hauptschritt 16 die Erzeugung des Lenkraddrehmoments ohne Durchführung der vorgehend beschriebenen Modifikation beendet, sodass zumindest verhindert wird, dass das im dritten Hauptschritt 13 erzeugte Lenkraddrehmoment im Falle eines ungenügenden Haltemoments zu einem unangemessen großen Betrag Δα der Lenkradwinkeländerung Δα → führt.
An den sechsten Hauptschritt 16 schließt sich ein siebter Hauptschritt 17 an, in dem überprüft wird, ob ein vorgegebenes Beendigungskriterium BKRIT erfüllt ist. Ist dies der Fall, so werden die Fahrerwarnung und die selbsttätigen Ein griffe in die Bremsmittel und/oder die Antriebsmittel des Fahrzeugs 30 in einem achten Hauptschritt 18 beendet, woraufhin das Verfahren in einem Schlussschritt 19 endet und erneut durch Ausführung des Initialisierungsschritts 10 gestartet werden kann.
Ist das Beendigungskriterium BKRIT nicht erfüllt, so kehrt das Verfahren wieder zum sechsten Hauptschritt 16 zurück, um die Fahrerwarnung und gegebenenfalls die selbsttätigen Eingriffe in die Bremsmittel und/oder Antriebsmittel des Fahrzeugs 30 fortzusetzen.
Das vorgegebene Beendigungskriterium BKRIT ist dann erfüllt, wenn festgestellt wird, dass der Fahrer im Begriff ist, geeignete Gegenmaßnehmen zu treffen, die dem Verlassen der Fahrspur 31 entgegenwirken. Die Durchführung derartiger Gegenmaßnahmen wird hierbei aufgrund eines dem Verlassen der Fahrspur 31 entgegenwirkenden, willentlich am Lenkrad 40 vorgenommenen Gegenlenkens festgestellt.
Ergibt sich hingegen im fünften Hauptschritt 15, dass das vorgegebene Kriterium KRIT nicht erfüllt ist, so unterbleibt sowohl die Auslösung der Fahrerwarnung als auch die der selbsttätigen Eingriffe in die Bremsmittel und/oder Antriebsmittel des Fahrzeugs 30 und das Verfahren wird unmittelbar im Schlussschritt 19 beendet.
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei zum besseren Verständnis zusätzlich auf die 2 hingewiesen sei.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Erfassungseinrichtung 41, 42 zur Erfassung des Fahrspurverlaufs der Fahrspur 31 auf, wobei es sich um bildgebende Sensoren handelt, die den Fahrspurverlauf durch Bildmustererkennung der Fahrspurbegrenzungen 32, 33 erfassen und entsprechende Bilddaten erzeugen, die einer Auswerteeinheit 45 zur Auswertung zugeführt werden. Die bildgebenden Sensoren, bei denen es sich um Kameras oder bildgebende Laserabtasteinrichtungen handeln kann, sind beispielsgemäß in die Seitenspiegel des Fahrzeugs 30 integriert. Die Erfassung des Fahrspurverlaufs erfolgt innerhalb eines im wesentlichen zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs 30 transversal orientierten Erfassungsbereichs 43, 44, wobei der Erfassungsbereich 43, 44 jeweils durch den Öffnungswinkel der bildgebenden Sensoren der Erfassungseinrichtung 41, 42 definiert ist. Alternativ oder ergänzend sind die bildgebenden Sensoren derart angeordnet, dass sie den Fahrspurverlauf innerhalb eines im wesentlichen zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs 30 longitudinal orientierten Erfassungsbereichs 43', 44' erfassen, wobei die Erfassung der Fahrspur 31 sowohl in als auch entgegen der jeweiligen Fahrtrichtung des Fahrzeugs 30 erfolgen kann. Die bildgebenden Sensoren sind dann beispielsweise in den Innenspiegel des Fahrzeugs 30 integriert oder an der Fahrzeuginnenseite der Front- und/oder Heckscheibe des Fahrzeugs 30 angebracht.
Die Auswerteeinheit 45 vergleicht durch Auswertung der gewonnenen Bilddaten den erfassten Fahrspurverlauf mit dem tatsächlichen Fahrtkurs des Fahrzeugs 30, was durch Ermittlung der Abweichungsgröße erfolgt, wobei die Auswerteeinheit 45 aus dem Vergleichsergebnis ableitet, ob ein Verlassen der Fahrspur 31 bevorsteht oder bereits erfolgt ist.
Erkennt die Auswerteeinheit 45 ein bevorstehendes oder bereits erfolgtes Verlassen der Fahrspur 31, so nimmt diese den selbsttätigen Lenkeingriff zur Erzeugung des Lenkraddrehmoments durch Ansteuerung eines mit dem Lenkrad 40 in Wirkverbindung stehenden Lenkraddrehmomentgebers 46 vor. Der Lenkraddrehmomentgeber 46, bei dem es sich beispielsweise um einen elektromotorischen Winkelsteller handelt, ist Bestandteil einer herkömmlichen Überlagerungslenkung des Fahrzeugs 30, die sich dadurch auszeichnet, dass nur dann aufgrund des selbsttätigen Lenkeingriffs eine Radlenkwinkeländerung Δδ → an den lenkbaren Rädern des Fahrzeugs 30 hervorgerufen wird, wenn der Fahrer ein betragsmäßig zumindest dem Lenkraddrehmoment entsprechendes, entgegenwirkendes Haltemoment am Lenkrad 40 aufbringt. Eine derartige Überlagerungslenkung ist in manchen Fahrzeugen vorhanden, sodass sich gegebenenfalls deren kostengünstige Mitnutzung anbietet.
Zur Bestimmung der am Lenkrad 40 verursachten Lenkradwinkeländerung Δα → ist ein Lenkradwinkelsensor 50 vorhanden, der den Betrag Δα und/oder die Richtung Δα →/Δα der Lenkradwinkeländerung Δα → erfasst und ein entsprechendes Signal erzeugt, das der Auswerteeinheit 45 zugeführt wird.
Stellt die Auswerteeinheit 45 aufgrund der Auswertung des Signals des Lenkradwinkelsensors 50 fest, dass die verursachte Lenkradwinkeländerung Δα → das vorgegebene Kriterium KRIT erfüllt, so löst diese die Fahrerwarnung durch Ansteuerung einer Warneinrichtung 51 aus. Die Warneinrichtung 51 weist geeignete Signalgeber zur optischen und/oder akustischen und/oder haptischen Erzeugung der Fahrerwarnung bzw. der einzelnen Warnstufen auf.
Die Erzeugung einer optischen Fahrerwarnung erfolgt beispielsweise durch Anzeige eines Warnsymbols, während eine akustische Fahrerwarnung durch Ausgabe eines Warntons oder einer Sprachwarnung und eine haptische Fahrerwarnung durch Erzeugung eines Nagelbandratterns, das ein Überfahren einer der Fahrspurbegrenzungen 32, 33 andeuten soll, erfolgen kann.
Zusätzlich zur Auslösung der Fahrerwarnung nimmt die Auswerteeinheit 45 die selbsttätigen Eingriffe in die Bremsmittel 52 und/oder die Antriebsmittel 53 des Fahrzeugs 30 im Sinne einer Reduzierung der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit vor, was durch geeignete Ansteuerung einer Bremsmittelsteuerung 54 und/oder einer Antriebsmittelsteuerung 55 erfolgt. Ergänzend oder alternativ erfolgen die selbsttätigen Eingriffe in die Bremsmittel 52 derart, dass dem Verlassen der Fahrspur 31 präventiv entgegengewirkt wird.

Claims

Verfahren zur Unterstützung des Fahrers eines Fahrzeugs bei der Einhaltung einer Fahrspur, bei dem der Fahrspurverlauf erfasst und mit dem tatsächlichen Fahrtkursverlauf des Fahrzeugs (30) verglichen wird, wobei aus dem Vergleichsergebnis abgeleitet wird, ob ein Verlassen der Fahrspur (31) bevorsteht oder bereits erfolgt ist, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erkennung eines bevorstehenden oder bereits erfolgten Verlassens der Fahrspur (31) selbsttätig ein Lenkraddrehmoment an einem im Fahrzeug (30) angeordneten Lenkrad (40) erzeugt und eine dadurch verursachte Lenkradwinkeländerung (Δα →) bestimmt wird, wobei eine Fahrerwarnung ausgelöst wird, wenn die Lenkradwinkeländerung (Δα →) ein vorgegebenes Kriterium (KRIT) erfüllt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkraddrehmoment durch einen selbsttätigen Lenkeingriff verursacht wird, der mit dem Ziel erfolgt, dem Verlassen der Fahrspur (31) entgegenzuwirken.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der selbsttätige Lenkeingriff nur dann eine Radlenkwinkeländerung (Δδ) hervorruft, wenn der Fahrer ein betragsmäßig zumindest dem Lenkraddrehmoment entsprechen des, entgegenwirkendes Haltemoment am Lenkrad (40) aufbringt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erfüllung des vorgegebenen Kriteriums (KRIT) die Erzeugung des Lenkraddrehmoments derart modifiziert wird, dass die verursachte Lenkradwinkeländerung (Δα →) vollständig oder zumindest teilweise rückgängig gemacht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erfüllung des vorgegebenen Kriteriums (KRIT) die Erzeugung des Lenkraddrehmoments beendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrag (Δα) und/oder die Richtung (Δα →/Δα) der verursachten Lenkradwinkeländerung (Δα →) in das vorgegebene Kriterium (KRIT) eingeht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das vorgegebene Kriterium (KRIT) erfüllt ist, wenn festgestellt wird, dass der Betrag (Δα) der verursachten Lenkradwinkeländerung (Δα →) größer ist als ein vorgegebener Höchstwert (Δα_max), und/oder wenn festgestellt wird, dass die Richtung (Δα →/Δα) der Lenkradwinkeländerung (Δα →) entgegen dem Ziel erfolgt, dem Verlassen der Fahrspur (31) entgegenzuwirken.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erfüllung des vorgegebenen Kriteriums (KRIT) selbsttätige Eingriffe in Bremsmittel (52) und/oder Antriebsmittel (53) des Fahrzeugs (30) im Sinne einer Reduzierung der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit vorgenommen wer den, und/oder dass selbsttätige Eingriffe in Bremsmittel (52) des Fahrzeugs (30) derart vorgenommen werden, dass dem Verlassen der Fahrspur (31) präventiv entgegengewirkt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrerwarnung unterschiedliche Warnstufen aufweist, die zeitlich nacheinander eskalieren.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine optische und/oder akustische und/oder haptische Erzeugung der Fahrerwarnung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zum Vergleich zwischen dem Fahrspurverlauf und dem tatsächlichen Fahrtkursverlauf des Fahrzeugs (30) eine Abweichungsgröße ermittelt wird, die eine seitliche Abweichung (s_lr) des Fahrzeugs (30) von wenigstens einer die Fahrspur (31) definierenden Fahrspurbegrenzung (32, 33) beschreibt.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass auf ein bevorstehendes oder bereits erfolgtes Verlassen der Fahrspur (31) geschlossen wird, wenn durch Auswertung der Abweichungsgröße erkannt wird, dass die seitliche Abweichung (s_lr) einen vorgegebenen kritischen Wert (s_krit) zumindest erreicht.
Vorrichtung zur Unterstützung des Fahrers eines Fahrzeugs bei der Einhaltung einer Fahrspur, mit einer zur Erfassung des Fahrspurverlaufs vorgesehenen Erfassungseinrichtung (41, 42), und mit einer Auswerteeinheit (45), die den ermittelten Fahrspurverlauf mit dem tatsächlichen Fahrt kursverlauf des Fahrzeugs (30) vergleicht, wobei die Auswerteeinheit (45) aus dem Vergleichsergebnis ableitet, ob ein Verlassen der Fahrspur (31) bevorsteht oder bereits erfolgt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (45) bei Erkennung eines bevorstehenden oder bereits erfolgten Verlassens der Fahrspur (31) zur selbsttätigen Erzeugung eines Lenkraddrehmoments an einem im Fahrzeug (30) angeordneten Lenkrad (40) einen Lenkraddrehmomentgeber (46) ansteuert und eine dadurch am Lenkrad (40) verursachte Lenkradwinkeländerung (Δα →) bestimmt, wobei die Auswerteeinheit (45) eine Warneinrichtung (51) zur Auslösung einer Fahrerwarnung ansteuert, wenn die Lenkradwinkeländerung (Δα →) ein vorgegebenes Kriterium (KRIT) erfüllt.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenkraddrehmomentgeber (46) Bestandteil einer Überlagerungslenkung des Fahrzeugs (30) ist.