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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen von fahrstreckenabhängigen Informationen
an einen Fahrer eines Kraftfahrzeugs.
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Die
Deutsche Patentanmeldung
DE
199 52 392 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Bereitstellung von fahrstreckenabhängigen Fahrerinformationen,
wobei der Verlauf der vor dem Kraftfahrzeug liegenden, zu durchfahrenden
Strecke zumindest bereichsweise vorausschauend und zumindest relativ
zur aktuellen Fahrzeugposition ermittelt wird. Somit werden für den Fahrer
fahrstreckenabhängige
Warninformationen erzeugt, damit er seine Fahrweise entsprechend
anpassen kann. Die
DE 199
52 392 A1 beschreibt auch eine dementsprechende automatische
Einflussnahme auf den Betrieb des Kraftfahrzeugs. Ferner sind ein
Navigationssystem mit Satellitenunterstützung (GPS) und einer elektronischen
Karte und verschiedene Einrichtungen zur Ermittlung von Betriebszustandsdaten
des Fahrzeugs angegeben.
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Derartige
Fahrerassistenzsysteme sind beispielsweise unter den Abkürzungen
LKS (Line Keeping Support) und ACC (Adaptive Cruise Control) in einer
Vielzahl von Varianten allgemein bekannt und bedürfen daher keiner weiteren
Erläuterung.
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Ein
Verfahren zur Sicherheitsüberwachung eines
Kraftfahrzeugs wird in der Deutschen Patentanmeldung
DE 197 45 166 A1 beschrieben.
Hierbei wird mittels einer digital gespeicherten Karte und Fahrzeugdaten
eine Positionsbestimmung des Fahrzeugs durchgeführt. Weiterhin werden auf einer
voraussichtlichen Fahrstrecke des Fahrzeugs vorhandene Gefahrenstellen
lokalisiert. Dabei wird in einem vorgebaren Abstand des Fahrzeugs
vor einer Gefahrenstelle automatisch eine Bremsung vorgenommen, sofern
für die
durch den vorgebaren Abstand bestimmte Position vor der Gefahrenstelle
eine momentane Fahrzeuggeschwindigkeit über einer vorbestimmten kritischen
Fahrzeuggeschwindigkeit liegt.
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Die
Deutsche Patentanmeldung
DE
42 01 142 A1 beschreibt eine Steuereinrichtung zur Steuerung
der Fahrzeuggeschwindigkeit in Verbindung mit einem Fahrzeug-Navigationssystem,
welches Informationen über
die Straße
einschließlich
deren Kurven liefert, welche das Fahrzeug voraussichtlich durchfährt. Die
Steuereinrichtung berechnet eine Grenzgeschwindigkeit für das Durchfahren
einer sich auf der Strecke befindlichen Kurve, beispielsweise anhand
von Informationen des Navigationssystems. Die errechnete Grenzgeschwindigkeit
wird mit der momentanen Geschwindigkeit des Fahrzeugs verglichen,
wobei im Falle einer erhöhten
Momentangeschwindigkeit eine Warnung erfolgt und/oder das Fahrzeug
zur Verringerung seiner Fahrgeschwindigkeit abgebremst wird.
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In
dem Europäischen
Patent
EP 0 770 979 B1 wird
eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung von Fahrzeugsystemen
beschrieben, wobei das Fahrzeugsystem anhand von Daten aus einem Navigationssystem
beeinflusst wird. Das Fahrsteuersystem ist nun in der Lage, eine
beabsichtigte Fahrstreckenposition, die nach einer vorbestimmten
Zeit vom Fahrzeug erreicht wird, mit Bezug auf die momentane Position
des Fahrzeugs vorauszusagen. Weiterhin wird beschrieben, dass das
Fahrzeugsteuersystem das Fahrzeug und insbesondere dessen Bewegungsrichtung
im Voraus anhand von Daten aus einem Navigationssystem entsprechend
steuern beziehungsweise beeinflussen kann.
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Nachteilig
an allen vorgenannten Lösungen ist,
dass die Daten aus gespeicherten Karten und/oder Navigationssystemen
nicht plausibilisiert werden, dass heißt nicht auf deren Richtigkeit
anhand der tatsächlichen
Verkehrslage überprüft werden.
Somit kann eine direkte oder indirekte Beeinflussung des Fahrzeugs
in Gefahrensituationen durch solche nicht plausibilisierten Informationen
zu gefährlichen
Fahrsituationen führen.
Dies ist ein Zustand, den es verständlicherweise zu vermeiden
gilt.
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Die
der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin,
die Sicherheit bei der Auswertung von digitalen Kartendaten in Navigationssystemen
zum Zweck der vorausschauenden Fahrtstreckenberechnung zu erhöhen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Demgemäß ist ein
Verfahren
zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems für Kraftfahrzeuge vorgesehen,
mit den Verfahrensschritten:
- (a) Bestimmen
der aktuellen Position des Fahrzeugs anhand von elektronischen Kartendaten und
Bereitstellen einer der aktuellen Position zugeordneten fahrstreckenabhängigen Warninformation;
- (b) Vorausschauendes Bestimmen des Fahrstreckenverlaufs eines
von dem Kraftfahrzeug zu durchfahrenden Fahrtstreckenabschnitts
anhand von aktuellen Betriebsdaten des Kraftfahrzeugs und/oder anhand
von Sensordaten mindestens einer vorausschauenden Sensoreinrichtung
abgleitet werden;
- (c) Prüfen,
ob die Ergebnisse der Schritte (a) und (b) zueinander plausibel
sind;
- (d) Deaktivierung oder Neuparametrisierung des Fahrerassistenzsystems
und/oder Informierung des Fahrers, wenn in Schritt Unplausibilität erkannt
wird. Unter neu parametrisieren ist gewissermaßen eine Neuinitialisierung
oder Neuabgleich zu verstehen.
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Die
Erfindung baut auf das Zusammenwirken unterschiedlicher Sicherheitssysteme
im Kraftfahrzeug ein, beispielsweise das Zusammenwirken eines Navigationssystems
sowie vorausschauender Sicherheitssysteme, wie zum Beispiel Nahbereichs- und
Fernbereichssensoren. Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende
Erkenntnis besteht nun darin, dass die reine Verknüpfung von
Informationen der unterschiedlichen System nicht notwendigerweise
zu einer Erhöhung
der Sicherheit führt,
sofern eine mehr oder weniger hohe Diskrepanz zwischen diesen beiden
Systemen besteht.
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Die
der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin,
Daten für
so genannte Warn-/Informations-Events, wie zum Beispiel eine Kurve,
vor einer Weiterleitung an ein Fahrerassistenzsystem beziehungsweise
vor einer Weiterverarbeitung zu überwachen
und zu plausibilisieren. Daraus ergeben sich die folgenden Vorteile:
Das
erfindungsgemäße Verfahren
plausibilisiert Warninformationen aus digitalen Karten mit aktuellen Daten,
die von vorhandenen Fahrzeugsensoren geliefert werden und somit
vorteilhafterweise schon im Fahrzeug vorhanden sind. Aus diesem
Vergleich der Daten wird bei nicht vorhandener Plausibilität ein Signal
erzeugt, welches vorteilhafterweise schon verfügbar ist, bevor das Fahrzeug
an der entsprechenden Gefahrenstelle angelangt ist. Mittels dieses
Differenzsignals kann somit ein Fahrerassistenzsystem situationsbedingt
beeinflusst und damit besser unterstützt werden. Die Verknüpfung von
zwei Systemen, die im Fahrzeug vorhanden sind, ergibt insgesamt eine
höhere
Sicherheit für
die Insassen des Kraftfahrzeuges.
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Durch
die Verwendung ohnehin vorhandener Systeme und Einrichtungen ergibt
sich damit eine erhöhte
Sicherheit, ohne dass dafür
ein Zusatzaufwand bereitgestellt werden muss.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen und den
Beschreibungen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.
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Vorzugsweise
wird die Warninformation bereitgestellt, wenn die zu durchfahrende
Fahrstrecke in einem bestimmten Abstand vor dem Kraftfahrzeug eine
Kurve aufweist, deren Radius unterhalb eines vorgegebenen Schwellwerts
liegt. Die Warninformation beinhaltet dabei vorzugsweise Daten über den Abstand
zur Kurve und Parameter der Kurve wie zum Beispiel den Kurventyp
(Linkskurve, Rechtskurve) und/oder den Kurvenradius. Zusätzlich oder
alternativ kann die Warninformation auch weitere Daten umfassen,
wie zum Beispiel Informationen über
eine T-Kreuzung, Kreisverkehre oder dergleichen.
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Die
aktuellen Betriebsdaten des Kraftfahrzeugs enthalten Informationen über die
Position, die Geschwindigkeit, die Beschleunigungen, die Neigung,
die Gierrate, Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs und dergleichen.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung werden durch die vorausschauende
Sensoreinrichtung Bildinformationen mindestens einer Kamera und/oder Sensorsignale
mindestens einer Radar- und/oder
Lidar-Einrichtung bereitgestellt.
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Vorzugsweise
wird in Schritt (c) der bestimmte Fahrstreckenverlauf mit einem
der bereitgestellten Warninformation entsprechenden Fahrstreckenverlauf
verglichen und Unplausibilität
erkannt, wenn bei dem Vergleich eine vorgegebene Abweichung überschritten
wird. Vorteilhafterweise basiert dass der Vergleich der Fahrstreckenverläufe auf
dem Vergleich ihrer Kurvenradien basiert.
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Vorzugsweise
werden die Kurvenradien der zu vergleichenden Fahrstreckenverläufe durch
Kurvenklassen repräsentiert,
wobei der durch eine Kurvenklasse repräsentierte Kurvenradius innerhalb
eines dieser Kurvenklasse zugeordneten Kurvenradienintervalls liegt.
In diesem Fall werden zum Beispiel die Sensordaten in Intervallen
beobachtet. Dies macht die Plausibilisierung besonders einfach,
da in diesem Fall die Kurve jeweils in Krümmungsbereiche unterteilt wird,
denen jeweils eine Krümmungswert zugeordnet
wird. Dieser wird mit einer kritischen Schwelle für eine Kurvenkrümmung verglichen,
wodurch eine sehr einfache Schwellenwertabschaltung im Falle eines
kritischen Krümmungswinkels
einer Kurve bestimmt werden kann.
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Der
Vergleich wird dabei vorzugsweise erst durchgeführt, wenn der von der Warninformation
betroffene Streckenabschnitt sich innerhalb der Reichweite der vorausschauenden
Sensoreinrichtung befindet.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung bezeichnet die vorgegebene Abweichung
eine Grenze, ab deren Überschreitung
mit einer außerhalb
von vorgegebenen Betriebsparametern liegenden, insbesondere gefährlichen,
Fahrsituation zu rechnen ist, wenn der bestimmte Fahrstreckenverlauf
durch das Fahrerassistenzsystem (10) berücksichtigt
wird.
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Vorteilhafterweise
wird in Schritt (c) geprüft, ob
für den
bestimmten Fahrstreckenverlauf Kriterien für die Bereitstellung einer
Warninformation erfüllt sind
und dass Unplausibilität
erkannt wird, wenn keine Warninformation bereitgestellt wurde obwohl
eine bereitgestellt werden müsste.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die Warninformation zusätzlich bereitgestellt,
wenn die zu durchfahrende Fahrstrecke in einem bestimmten Abstand
vor dem Kraftfahrzeug einen Kreisverkehr oder eine T-Kreuzung aufweist
oder in einem Innenstadtbereich liegt. Vorteilhafterweise wird das
Fahrerassistenzsystem dann bei Vorhandensein von Kreisverkehren
und/oder T-Kreuzungen und/oder im Innenstadtbereich abgeschaltet.
Es handelt sich hier um komplexe Verkehrssituationen. Bei diesen
Situationen sind sehr häufig
keine so genannten Warn-Events vorhanden, was als Indiz für das Abschalten
des Fahrerassistenzsystems verwendet werden kann.
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In
einer sehr vorteilhaften Weiterbildung ist das Fahrerassistenzsystem
zur Spurführung
des Kraftfahrzeugs eingerichtet. Das Fahrerassistenzsystem kann
dann die Verstellung des Lenkwinkels des Kraftfahrzeugs bis zu einem
maximalen Lenkwinkelwert bewirken, der in Abhängigkeit der Warninformation einstellbar
ist. Zusätzlich
oder alternativ dazu kann die Warninformation über den Abstand zu einer Kurve
und über
den Radius dieser Kurve genutzt werden, um das Kraftfahrzeug vor
Erreichen der Kurve an den kurveninneren Fahrspurrand zu lenken.
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In
einer weiteren sehr vorteilhaften Weiterbildung ist das Fahrerassistenzsystem
zur Regelung des Abstands zwischen dem Kraftfahrzeug und einem vorausfahrenden
Fahrzeug eingerichtet. Dabei kann anhand der Warninformation und
des bestimmten Fahrstreckenverlauf festgestellt werden, ob das vorausfahrende
Fahrzeug als Ziel verloren wurde, weil dieses in eine Kurve eingefahren
ist. Trifft dies zu, kann verhindert werden, dass das Fahrerassistenzsystem
von einer freien Fahrstrecke ausgeht und unerwünschterweise zu beschleunigen
beginnt.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der in der einzigen Figur der
Zeichnung näher
erläutert.
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Die
Figur zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer beispielhaften
Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Anhand des in der Figur dargestellten schematischen Blockschaltbilds einer
beispielhaften erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 wird
nachfolgend das erfindungsgemäße Verfahren zum
Einbinden von Informationen aus digitalen Karten in ein Fahrerassistenzsystem
eines Kraftfahrzeugs erläutert.
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Eine
Auswerteeinrichtung 8 in einem Kraftfahrzeug (nicht gezeigt)
mit einem Fahrerassistenzsystem 10, welches beispielsweise
ein so genannter Line Keeping Support (LKS) oder Adaptive Cruise Control
(ACC) oder dergleichen ist, erhält
Kar tendaten aus einer ersten Datenquelle 2. Die erste Datenquelle 2 ist
zum Beispiel als eine digitale Karte auf einem Datenträger wie
einer CD ausgebildet. Diese Daten enthalten Informationen über so genannte Warn-/Informations-Events,
die Gefahrenstellen und/oder besondere Fahrstreckenwarnhinweise
darstellen. So liefern diese Warn-/Informations-Events zum Beispiel
vor bestimmten Kurven Daten über
die Krümmung
und die Art der Kurve (Links- oder Rechtskurve), den Abstand bis
zur Kurve (zwischen Kurve und Event), den Kurvenradius, Informationen über Kreuzungen
(T-Kreuzungen) oder Kreisverkehre, und dergleichen.
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Die
Auswerteeinrichtung 8 bestimmt die aktuelle Position des
Fahrzeugs mit einer Einrichtung 13 zur Positionsermittlung,
die hier nicht weiter beschrieben wird. Hiermit wird sichergestellt,
dass die aktuellen Positionsdaten des Fahrzeugs mit den Positionsdaten
der ersten Datenquelle 2, also mit der digitalen Karte, übereinstimmen.
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Diese
Daten aus der ersten Datenquelle 2 werden mit Daten aus
einer zweiten Datenquelle 3 in einer Vergleichseinrichtung 15 der
Auswerteeinrichtung 8 verglichen und plausibilisiert. Die
zweite Datenquelle 3 ist beispielsweise ein Sensor im Fahrzeug,
vorzugsweise eine Kamera, die die vor dem Fahrzeug liegende Fahrstrecke
aufnimmt und in verarbeitbare Daten umsetzt. Solche Fahrstreckenüberwachungssysteme
sind bekannt und werden daher ebenfalls nicht im Detail erläutert. Die
Kamera und deren Datenbearbeitungseinrichtung erzeugt zum Beispiel
ein so genanntes Spurdatenmodell, welches auch als sogenannter Korridor
bezeichnet wird.
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Erfolgt
keine Plausibilisierung der Daten der ersten Datenquelle 2,
das bedeutet, die Daten der zweiten Datenquelle 3 entsprechen
nicht den Daten der ersten Datenquelle 2, zum Beispiel
wenn die erste Datenquelle 2 eine Linkskurve vorgibt und
die zweite Datenquelle 3 eine Rechtskurve erfasst, so wird
dieses Vergleichsergebnis in Form eines bestimmten Datenformats
beziehungsweise Ergebnissignals mittels einer Einrichtung 11 zur
Weiterleitung an das im Fahrzeug befindliches Fahrerassistenzsystem 10 weitergeleitet.
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Dieses
Ergebnissignal ist im vorliegenden Fall für das Fahrerassistenzsystem 10 ein
Hinweis zur Abschaltung und/oder Neuparametrierung desselben. Dieser
Hinweis kann als Anzeige für
den Fahrer mittels einer Anzeigeeinrichtung 9 angezeigt
werden, so dass das Fahrerassistenzsystem daraufhin ausgeschaltet
werden kann, um eine unerwünschte Beeinflussung
des Fahrzeugs im Hinblick auf das obige Beispiel eines gegensätzlichen
Kurventyps zu unterbinden. Eine automatische Einbindung in das Fahrerassistenzsystem 10 zur
direkten Beeinflussung desselben ist ebenfalls möglich.
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Das
Signal der Auswerteeinrichtung 8 bei nicht erfolgter Plausibilisierung
der Daten der ersten Datenquelle 2 kann nun dazu verwendet
werden, die Toleranzbereiche der Regelung des Fahrerassistenzsystems 10 vorzukonditionieren.
Darunter ist zu verstehen, dass die von einem Fahrerassistenzsystem bei
Erreichen einer bestimmten Position vorzunehmende Einschränkung und/oder
Erweiterung von Funktionen für
die Bedienung des Fahrzeugs so im voraus beeinflusst wird, dass
eine mögliche
Gefahrensituation minimiert wird. Im obigen Beispiel des gegensätzlichen
Kurventyps betrifft dies beispielsweise die Veränderung eines maximalen Lenkwinkels
in eine bestimmte Richtung.
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Zum
Beispiel kann auch die Geschwindigkeit des Fahrzeugs mittels des
Fahrerassistenzsystems mit Hilfe der Signale der Vorrichtung 1 beeinflusst werden,
wie im Folgenden beschrieben wird.
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Bei
einem Fahrerassistenzsystem 10 mit einem vorausschauenden
Sensor, beispielsweise einem Radar- und/oder Lidarsensor, zur Regelung
des Abstands des Fahrzeugs zu einem vorausfahrenden Fahrzeug (so
genannter Abstandsregeltempomat, erfolgt bei oder nach dem Einfahren
in eine Kurve, eine T-Kreuzung oder einen Kreisverkehr ein Zielverlust
des Vorausfahrers. Ein Zielverlust bedeutet, dass ein zur Regelung
des Abstands benutzter Vorausfahrer aus dem Detektionsbereich verschwindet.
Dieser Zielverlust würde
von dem Abstandregeltempomat dann ohne weitere Maßnahmen
durch ein geeignetes Beschleunigen des Fahrzeugs ausgeglichen werden.
Um dieses unerwünschte
Beschleunigen zu verhindern, kann das Signal der Vorrichtung dazu
benutzt werden, die Abstandsregelung für zumindest den entsprechenden
Kurvenverlauf auszuschalten. Ein automatisches Wiedereinschalten
der Abstandsregelung nach diesen Events ist ebenfalls denkbar.
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Eine
Abschaltung des Fahrerassistenzsystems 10 in Abhängigkeit
der Datensignale der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 kann
alternativ auch durch plausibilisierte Events wie beispielsweise Kreisverkehr,
T-Kreuzung vorgenommen werden.
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Beim
Ausbleiben von Events aufgrund einer hinsichtlich der zu verarbeitenden
Daten sehr komplexen Verkehrssituation, wie beispielsweise in einer Innenstadt,
stellt dieses ebenfalls einen Indikator für die Abschaltung des Fahrerassistenzsystems 10 dar.
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Zur
Plausibilisierung beziehungsweise Überprüfung der Daten der ersten Datenquelle 2 werden in
einer weiteren Ausführungsform
Daten einer dritten Datenquelle 4 verwendet, deren Sensoren
(nicht dargestellt) bereits im Fahrzeug vorhanden sind, wie zum
Beispiel Betriebsdaten 5, 6, 7 des Betriebszustands
des Fahrzeugs, der Fahrzeuggeschwindigkeit, von Querbeschleunigungen
des Fahrzeugs, der Außenumgebung
des Fahrzeugs und dergleichen mehr. Da diese Daten aus den unterschiedlichsten Quellen
stammen können,
werden diese vor dem Vergleich in der Vergleichseinrichtung einer
einheitlichen Bearbeitung in einer Einrichtung 14 zur Datenbearbeitung
unterzogen. Hierbei erhalten beispielsweise diese Daten zur einfachen
und schnellen Weiterverarbeitung in einem Umwandlungsschritt ein gleiches
Datenformat.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die Daten aus
der ersten Datenquelle 2 mit den Daten aus der zweiten
und/oder dritten Datenquelle 4 nicht kontinuierlich, sondern
in Intervallen überprüft beziehungsweise
verglichen. Im einfachsten Fall ist dieser Vergleich dann ein Vergleich
mit einem Schwellwert. Ein solcher Schwellwert kann als ein Grenzwert
vorliegen oder vorgebbar ausgebildet sein. Er kann auch aufgrund
der ständig
wechselnden Fahrsituation des Fahrzeugs laufend aktualisiert werden,
indem eine Einrichtung 16 zur Grenzwertbildung beispielsweise
in einer Speichereinrichtung 12 gespeicherte Werte abhängig von
der Fahrsituation ausliest und/oder berechnet.
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Vorzugsweise
ist die Vorrichtung 1 mit ihren Einrichtungen 8, 11, 12, 13, 14, 15, 16 Bestandteil des
Fahrerassistenzsystems 10.
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Obgleich
die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele
beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art
und Weise modifizierbar.
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So
ist es zum Beispiel denkbar, dass die erste Datenquelle 2 Daten
aus einem Speichermedium in Form einer Chipkarte erhält, die
jeweils einer bestimmten Fahrstrecke entspricht und aktualisierte Daten
enthält.
Ebenso ist es denkbar, dass die Daten der ersten Datenquelle 2 drahtlos
erhalten werden, zum Beispiel über
intelligente Verkehrszeichen und/oder durch bei Unfällen erzeugte
Warnsignale. Alternativ können
diese Daten auch drahtlos über Funk
eingekoppelt werden.
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Die
Vorrichtung 1 kann mit ihren Einrichtungen 8, 11, 12, 13, 14, 15, 16 Bestandteil
von schon vorhandenen Vorrichtungen im Fahrzeug sein, beispielsweise
eines Bordrechners.
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Weiterhin
ist es denkbar, eine Verknüpfung mit
den Daten anderer Systeme vorzunehmen, beispielsweise mit Daten
aus der Motorsteuerung, aus Fern-/und Nahbereichssystemen, aus einem GPS-System,
Rückhaltesystemen
und dergleichen.