DE102004047861A1

DE102004047861A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Unterstützung des Fahrers eines Fahrzeugs bei der Einhaltung einer Fahrspur

Info

Publication number: DE102004047861A1
Application number: DE200410047861
Authority: DE
Inventors: Lutz Dr.-Ing. Eckstein; Axel Dipl.-Inform. Gern; Rainer Dipl.-Ing. Möbus; Volker Dipl.-Ing. Oltmann; Bernd Dipl.-Inform. Woltermann; Zoltan Dr.-Ing. Zomotor
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2004-10-01
Filing date: 2004-10-01
Publication date: 2006-04-06
Also published as: WO2006037551A2; WO2006037551A3

Abstract

Bei einem Verfahren zur Unterstützung des Fahrers eines Fahrzeugs bei der Einhaltung der Fahrspur, bei dem die Fahreraktivität überwacht wird und/oder überwacht wird, ob der Fahrer von der Fahraufgabe abgelenkt ist und ein Verlassen oder bevorstehendes Verlassen der Fahrspur detektiert wird, wird bei Erkennung eines bevorstehenden oder bereits erfolgten Verlassens der Fahrspur und fehlender Fahreraktivität oder einer Fahreraktivität unterhalb einer vorgebbaren Schwelle oder bei einer Ablenkung des Fahrers von der Verkehrssituation überprüft, ob der Fahrer seine Lenkaufgabe wahrnimmt, wobei bei nicht wahrgenommener Lenkaufgabe eine Warnung und/oder ein korrigierender Lenkeingriff erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Unterstützung des Fahrers eines Fahrzeugs bei der Einhaltung der Fahrspur, bei dem die Fahreraktivität überwacht wird und/oder überwacht wird, ob Fahrer von der Fahraufgabe abgelenkt ist, und ein Verlassen oder bevorstehendes Verlassen der Fahrspur detektiert wird.

Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise aus der DE 103 11 518 A1 bekannt geworden.

Bekannte Ausführungsformen von sogenannten Lane Departure Warning Systemen (LDW) stoßen bei Fahrern häufig auf eine begrenzte Akzeptanz. Die in der Regel akustischen Warnungen des Fahrers bei einem Verlassen der Spur oder bei einem bevorstehenden Verlassen der Spur werden von einem Fahrer oft als störend wahrgenommen. Weiterhin leidet die Akzeptanz bei den Fahrern darunter, dass gelegentlich Falschwarnungen (unberechtigte Warnungen) ausgegeben werden, sodass es zu einer Deaktivierung des Systems durch den Fahrer kommt.

Sogenannte Lane Keeping Syteme (LKS) basierend auf einer Überlagerungslenkung erweisen sich ebenfalls häufig als problematisch. Bei einem Stelleingriff der Lenkung muss der Fah rer das resultierende Moment am Lenkrad abstützen. Zudem wird der Zusammenhang zwischen Lenkradwinkel und Kurvenradius bzw. Fahrzeugreaktion aufgelöst, was insbesondere den aufmerksamen Fahrer irritieren kann.

Aus der DE 103 11 518 A1 ist ein Verfahren bekannt geworden, bei dem der Verlauf wenigstens einer Randmarkierung der Fahrspur ermittelt wird, die zu erwartende Bahn des Fahrzeugs bestimmt und in der Abhängigkeit dieser Größen das mögliche Verlassen der Fahrspur durch das Fahrzeug ermittelt wird. Dabei wird der Aufmerksamkeitszustand des Fahrers derart berücksichtigt, dass das Verhalten des Fahrers in der Vergangenheit ermittelt wird und bei einem Verhalten, welches auf einen unaufmerksamen Fahrer schließen lässt, die mögliche zukünftige Bahn des Fahrzeugs mit geringerer Änderung der Krümmung gerechnet wird als bei einem vermuteten aufmerksamen Fahrer. Der Aufmerksamkeitsgrad des Fahrers wird dabei beispielsweise aus Lenkradbewegungen, Kopfhaltung oder Gaspedalbewegungen abgeleitet. Eine Warnung bzw. ein Eingriff in die Fahrzeugbewegung findet dann statt, wenn abgeschätzt wird, dass der Fahrer das Fahrzeug nicht mehr mit normalen Korrekturen in der Spur halten wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die den Fahrer beim Halten der Spur unterstützen und eine größere Akzeptanz bei einem Fahrer erreichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei dem bei Erkennung eines bevorstehenden oder bereits erfolgten Verlassens der Fahrspur und fehlender Fahreraktivität oder einer Fahreraktivität unterhalb einer vorgebbaren Schwelle oder bei einer Ablenkung des Fahrers von der Verkehrssituation überprüft wird, ob der Fahrer seine Lenkaufgabe wahrnimmt, wobei bei nicht wahrgenommener Lenkaufgabe eine Warnung erfolgt. Alternativ oder zusätzlich zur Warnung kann auch ein korrigierender Lenkeingriff initiiert werden. Dies bedeutet, dass eine Warnung des Fahrers bzw. eine automatische Aktivierung eines den korrigierenden Lenkeingriff vornehmenden Lane Keeping Systems nur bei festgestellter Inaktivität des Fahrers bzw. einer Ablenkung des Fahrers und drohendem Spurverlass erfolgt. Zur Ausgabe einer Warnung bzw. zur Initiierung des korrigierenden Lenkeingriffs müssen daher zumindest zwei Kriterien erfüllt sein. Es muss ein Hinweis auf fehlende Fahreraktivität/Fahreraufmerksamkeit und ein Verlassen oder drohendes Verlassen der Spur vorliegen. Fehlerwarnungen können dadurch nahezu ausgeschlossen werden.

Die Fahrerwarnung kann optisch, akustisch oder haptisch erfolgen. Zur Detektion der Position des Fahrzeugs in der Spur bzw. des Verlassens oder drohenden Verlassens der Spur kann es ausreichend sein, nur eine die Fahrspur des Fahrzeugs begrenzende Spurmarkierung zu erfassen und auszuwerten.

Bei einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass bei durch den Fahrer wahrgenommener Lenkaufgabe eine selbsttätige Änderung der Radlenkwinkel erfolgt, um einem Verlassen der Spur entgegenzuwirken. Wenn der Fahrer nicht mit der Lenkaufgabe befasst ist, ist ein Ansteuern einer Überlagerungslenkung, durch die die Radlenkwinkel eingestellt werden könnten, zwecklos. In diesem Fall kann der Fahrer gewarnt werden. Nimmt der Fahrer dagegen seine Lenkaufgabe wahr, so ist ein Ansteuern einer Überlagerungslenkung zweckmäßig und kann den Fahrer dabei unterstützen, das Fahrzeug in der Fahrspur zu halten. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass ein Lane Keeping System nur dann automatisch aktiviert wird, wenn der Fahrer nicht aktiv ist oder unaufmerksam ist. Versehentliche Fehlwarnungen können durch diese Maßnahme minimiert werden. Ist der Fahrer nicht aktiv oder unaufmerksam, kann ein Eingriff in die Lenkung vorbereitet werden und überwacht werden, ob der Fahrer aktiv lenkt. Ein Eingriff in die Lenkung ist nur sinnvoll und funktioniert nur, wenn der Fahrer die Hände am Lenkrad hat. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass ein LKS System ständig aktiv ist, aber beispielsweise in einem Stand-by Mode gehalten ist, solange festgestellt wird, dass der Fahrer aktiv und aufmerksam ist.

Bei einer besonders bevorzugten Verfahrensvariante kann vorgesehen sein, dass selbsttätig ein Lenkraddrehmoment an einem im Fahrzeug angeordneten Lenkrad erzeugt und eine dadurch verursachte Lenkradwinkeländerung bestimmt wird, wobei überwacht wird, ob die 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, insbesondere darüber, ob der Fahrer seine Lenkaufgabe wahrnimmt oder nicht. 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.

Es erfolgt also eine zweistufige Prüfung der Aufmerksamkeit des Fahrers. Zunächst wird überprüft, ob eine Fahreraktivität vorliegt oder ob der Fahrer abgelenkt ist. Wenn diese Überprüfung einen Hinweis dahingehend liefert, dass der Fahrer unaufmerksam ist, wird das LKS System aktiviert. In einer zweiten Stufe wird dann eine Überprüfung vorgenommen, ob der Fahrer seine Lenkaufgabe wahrnimmt. Nimmt er sie wahr, so erfolgt eine selbsttätige Radlenkwinkeländerung, nimmt er sie nicht wahr, so wird der Fahrer gewarnt, um seinen Aufmerksamkeitsgrad wieder zu erhöhen. Mit diesen Maßnahmen können Fehlwarnungen weitestgehend vermieden werden und kann die Akzeptanz eines derartigen Verfahrens bzw. Systems, in dem das Verfahren implementiert ist, erhöht werden.

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.

Wie oben erwähnt, erfolgt die Fahrtrichtungskorrektur 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 betrags mäßig zumindest dem Lenkraddrehmoment entsprechendes, entgegenwirkendes Haltemoment am Lenkrad aufbringt. Die Durchführung der Fahrtrichtungskorrektur obliegt in diesem Fall der Verantwortung des Fahrers, sodass dieser zu diesem Zeitpunkt der Durchführung des selbsttätigen Lenkeingriffs die Hoheit über das Fahrzeug behält.

Ein unaufmerksamer Fahrer setzt dem erzeugten Lenkraddrehmoment typischerweise ein ungenügendes Haltemoment entgegen. Das erzeugte Lenkraddrehmoment bewirkt 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, insbesondere darüber, ob der Fahrer seine Lenkaufgabe wahrnimmt, 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 Fahrer, der seine Lenkaufgabe nicht oder nur unzureichend wahrnimmt 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 1–3 Grad vorgegeben.

Um die Schwere der möglichen 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 Erkennung, dass der Fahrer seine Lenkaufgabe nicht wahrnimmt, 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. Weiterhin kann die Fahrerwarnung ihrer Dringlichkeit entsprechend durch Wahl bzw. Kombination geeigneter optischer und/oder akustischer und/oder haptischer Warnsignale ausgeprägt sein.

Die Fahrerwarnung kann bei Erfüllung eines vorgegebenen Beendigungskriteriums beendet werden, 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.

Bei einer Verfahrensvariante kann vorgesehen sein, dass überwacht wird, ob in einem vorgebbaren Zeitintervall, insbesondere vor dem Erkennen eines Verlassens oder eines bevorstehenden Verlassens der Fahrspur keine Fahreraktivität oder eine Fahreraktivität unter der vorgebbaren Schwelle und/oder die Ablenkung des Fahrers von der Erfassung der Verkehrssituation vorliegt. Eine Fahreraktivität kann zum Beispiel durch eine erfasste Lenkbewegung, ein Lenkmoment, eine Gaspedalbetätigung, eine Betätigung der Bremse, des Blinkers, der Kupplung, der Schaltung bei manuellem Getriebe, dem Ein- oder Ausschalten der Klimaanlage, eines Fahrzeuglängsgeschwindigkeitsregelungssystems, eine Änderung der Sollgeschwindigkeit, das Ein- oder Ausschalten des Scheibenwischers oder eine Betätigung der Hupe erkannt werden.

Das Zeitintervall kann in Abhängigkeit der Art oder des Maßes der Fahreraktivität bestimmt werden. So kann beispielsweise eine Unterscheidung zwischen der Betätigung des Gas- oder des Bremspedals vorliegen. Das Zeitintervall kann bei großer Fahreraktivität, beispielsweise starkem Druck auf das Gaspedal, großem Lenkeinschlag, starkem Bremseingriff, etc. anders gewählt werden. Im Allgemeinen wird das Zeitintervall größer werden, wenn eine größere Fahreraktivität festgestellt wird. Beispielsweise wird ein Fahrer vor einem Überholvorgang deutlich Gas geben, ehe er auf die Nachbarspur ausschert.

Das Zeitintervall kann in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder der Relativgeschwindigkeit zu anderen Verkehrsteilnehmern bestimmt werden. Dabei kann die Abhängigkeit linear sein oder in Geschwindigkeitsintervallen erfolgen.

Weiterhin ist es denkbar, dass das Zeitintervall in Abhängigkeit von der Spurmarkierung gewählt wird. Dabei kann unterschieden werden zwischen durchgezogenen, gestrichelten, dicken, dünnen und doppelten Spurmarkierungen. So kann das Zeitintervall für ein Abkommen von der Spur nach links oder rechts unterschiedlich gewählt werden. Weiterhin kann das Zeitintervall in Abhängigkeit von der Spurbreite gewählt werden.

Außerdem ist es denkbar, das Zeitintervall den Wetterbedingungen (Regen/Trockenheit/Nebel/Schnee/Eisglätte) und/oder der Tageszeit anzupassen.

Weiterhin ist es denkbar, das Zeitintervall unter Berücksichtigung der Annäherungsgeschwindigkeit an ein anderes Fahrzeug zu wählen. Beispielsweise wird ein Fahrer ausscheren, um ein anderes Fahrzeug zu überholen.

Eine Wahl des Zeitintervalls in Abhängigkeit von einem Straßentyp, der beispielsweise aus einer Karte bekannt ist, kann ebenfalls vorgesehen sein. Außerdem kann die Wahl in Abhängigkeit von Objekten neben dem Fahrzeug erfolgen.

Bei einer Verfahrensvariante kann vorgesehen sein, dass das Zeitintervall in Abhängigkeit einer Fahrertypklassifikation bestimmt wird. Als Fahrertypen kommen beispielsweise Fahrer mit einer sportlichen und einer weniger sportlichen Fahrweise in Betracht.

Weiterhin ist es denkbar, dass das Zeitintervall in Abhängigkeit von einer seit dem letzten Erkennen eines Verlassens oder eines bevorstehenden Verlassens der Fahrspur verstrichenen Zeitdauer bestimmt wird.

Eine Ablenkung des Fahrers liegt beispielsweise vor, wenn Schalter bedient werden, die außerhalb des Standardblickfeldes des Fahrers liegen. Eine Ablenkung wird beispielsweise berücksichtigt, wenn sie innerhalb eines bestimmten letzten Teils des Zeitintervalls liegt. Liegt sie vorher, wird sie als normale Fahreraktivität betrachtet.

Um einen Missbrauch der Funktion durch den Fahrer durch ständiges Fahren am Randbereich der Spur und damit eine automatische Fahrfunktion zu verhindern, wird bei ununterbrochenem Lenkeingriff während einer vorgebbaren Zeitspanne der Lenkeingriff beendet und der Fahrer darüber informiert oder gewarnt.

Die Abschaltung der Unterstützung des Fahrers beim Halten der Spur kann alternativ oder ergänzend durch eine haptische Warnung, zum Beispiel über das Lenkrad, die Deaktivierung anderer Fahrassistenzsysteme, wie zum Beispiel der Fahrzeuglängs geschwindigkeitsregelungsfunktion, oder auch mit einer automatischen Verringerung der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit kombiniert werden.

Außerdem kann vorgesehen sein, dass der Lenkeingriff beendet wird, wenn erkannt wird, dass der Fahrer eine Fahreraktivität zeigt. Dies kann beispielsweise durch aktives Übernehmen der Lenkaufgabe oder durch Betätigen des Gaspedals oder des Bremspedals erfolgen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, anhand der Figur der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der schematischen Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung erläutert.
Die einzige Figur zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 weist Erfassungseinrichtungen 2, 3 zur Erfassung des Fahrspurverlaufs der Fahrspur auf, wobei es sich um bildgebende Sensoren handelt, die den Fahrspurverlauf durch Bildmustererkennung der Fahrspurbegrenzungen erfassen und entsprechende Bilddaten erzeugen, die einer Auswerteeinheit 4 zur Auswertung zugeführt werden. Die bildgebenden Sensoren, bei denen es sich um Kameras oder bildgebende Laserabtasteinrichtungen handeln kann, sind bei spielsweise in die Seitenspiegel des Fahrzeugs integriert. Das Verlassen der Fahrspur bzw. das drohende Verlassen der Fahrspur kann aufgrund der Bildinformationen und/oder aufgrund von Fahrzeugdaten und/oder aufgrund der Fahreraktivität durch die Auswerteinheit 4 ermittelt werden.
Die Auswerteeinheit 4 vergleicht durch Auswertung der gewonnenen Bilddaten den erfassten Fahrspurverlauf mit dem tatsächlichen Fahrtkurs des Fahrzeugs, was beispielsweise durch Ermittlung einer Abweichungsgröße erfolgt, wobei die Auswerteeinheit 4 aus dem Vergleichsergebnis ableitet, ob ein Verlassen der Fahrspur bevorsteht oder bereits erfolgt ist.
Durch eine Auswerteeinheit 5 wird die Fahreraktivität überwacht bzw. wird überwacht, ob der Fahrer von der Fahraufgabe abgelenkt ist. Bei Erkennen einer fehlenden Fahreraktivität oder einer Fahreraktivität unterhalb einer vorgebbaren Schwelle oder bei einer Ablenkung des Fahrers von der Verkehrssituation durch die Auswerteeinheit 5 und bei zusätzlicher Erkennung eines bevorstehenden oder bereits erfolgten Verlassen der Fahrspur durch die Auswerteeinheit 4 wird durch eine Prüfeinrichtung 6 überprüft, ob der Fahrer seine Lenkaufgabe wahrnimmt.
Die Prüfeinrichtung 6 kann dabei Bestandteil der Auswerteeinheit 4 sein. Erkennt die Prüfeinrichtung 6 aufgrund der von der Auswerteeinheit 4 zugeführten Daten ein bevorstehendes oder bereits erfolgtes Verlassen der Fahrspur und erkennt sie weiterhin aufgrund der durch die Auswerteeinheit 5 zugeführten Daten, dass beispielsweise keine Fahreraktivität vorliegt, so nimmt diese einen selbsttätigen Lenkeingriff zur Erzeugung eines Lenkraddrehmoments durch Ansteuerung eines mit dem Lenkrad 7 in Wirkverbindung stehenden Lenkraddrehmomentgebers 8, vor. Der Lenkraddrehmomentgeber 8, bei dem es sich beispielsweise um einen elektromotorischen Winkelsteller handelt, ist Bestandteil einer herkömmlichen Überlagerungslenkung des Fahrzeugs, die sich dadurch auszeichnet, dass nur dann aufgrund des selbsttätigen Lenkeingriffs eine Radlenkwinkeländerung Δδ → an den lenkbaren Rändern 9, 10 des Fahrzeugs hervorgerufen wird, wenn der Fahrer ein betragsmäßig zumindest dem Lenkraddrehmoment entsprechendes, entgegenwirkendes Haltemoment am Lenkrad 7 aufbringt. Eine derartige Überlagerungslenkung ist in manchen Fahrzeugen vorhanden, sodass sich gegebenenfalls deren kostengünstige Mitnutzung anbietet.
Zur Bestimmung der am Lenkrad 7 verursachten Lenkradwinkeländerung Δα → ist ein Lenkradwinkelsensor 11 vorhanden, der den Betrag Δα und/oder die Richtung Δα →/Δα der Lenkradwinkeländerung Δα → erfasst und ein entsprechendes Signal erzeugt, das der Prüfeinrichtung 6 zugeführt wird.
Stellt die Prüfeinrichtung 6 aufgrund der Auswertung des Signals des Lenkradwinkelsensors 11 fest, dass die verursachte Lenkradwinkeländerung Δα ein vorgegebenes Kriterium erfüllt, so löst diese eine Fahrerwarnung durch Ansteuerung einer Warneinrichtung 12 aus. Die Warneinrichtung 12 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 andeuten soll, erfolgen kann.
Zusätzlich zur Auslösung der Fahrerwarnung nimmt die Auswerteeinheit 4 die selbsttätigen Eingriffe in die Bremsmittel 13 und/oder die Antriebsmittel 14 des Fahrzeugs im Sinne einer Reduzierung der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit vor, was durch Ansteuerung einer Bremsmittelsteuerung 15 und/oder einer Antriebsmittelsteuerung 16 erfolgt. Ergänzend oder alternativ erfolgen die selbsttätigen Eingriffe in die Bremsmittel derart, dass dem Verlassen der Fahrspur präventiv entgegengewirkt wird.
Weiterhin sind Einstellmittel 17 vorgesehen, mit denen die Einstellung eines Zeitintervalls erfolgt, innerhalb dessen die Fahreraktivität bewertet wird. Die Einstellmittel 17 stehen dazu mit der Prüfeinrichtung 6 in Verbindung. Das Zeitintervall kann dabei ein Zeitintervall sein, das vor dem Zeitpunkt der Detektion eines Verlassens der Spur oder eines bevorstehenden Verlassens der Spur liegt.

Claims

Verfahren zur Unterstützung des Fahrers eines Fahrzeugs bei der Einhaltung der Fahrspur, bei dem die Fahreraktivität überwacht wird und/oder überwacht wird, ob der Fahrer von der Fahraufgabe abgelenkt ist und ein Verlassen oder bevorstehendes Verlassen der Fahrspur detektiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass a) bei Erkennung eines bevorstehenden oder bereits erfolgten Verlassens der Fahrspur und b) fehlender Fahreraktivität oder einer Fahreraktivität unterhalb einer vorgebbaren Schwelle oder bei einer Ablenkung des Fahrers von der Verkehrssituation überprüft wird, ob c) der Fahrer seine Lenkaufgabe wahrnimmt, wobei bei nicht wahrgenommener Lenkaufgabe eine Warnung und/oder ein korrigierender Lenkeingriff erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei durch den Fahrer wahrgenommener Lenkaufgabe eine selbsttätige Änderung der Radlenkwinkel erfolgt, um einem Verlassen der Spur entgegenzuwirken.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass selbsttätig ein Lenkraddrehmoment an einem im Fahrzeug angeordneten Lenkrad erzeugt und eine dadurch verursachte Lenkradwinkeländerung (Δα →) bestimmt wird, wobei überwacht wird, ob die Lenkradwinkeländerung (Δα →) ein vorgegebenes Kriterium erfüllt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkraddrehmoment durch einen selbsttätigen Lenkeingriff verursacht wird, der mit dem Ziel erfolgt, dem Verlassen der Fahrspur entgegenzuwirken.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenkeingriff nur dann eine Radlenkwinkeländerung (Δδ →) hervorruft, wenn der Fahrer ein betragsmäßig zumindest dem Lenkraddrehmoment entsprechendes, entgegenwirkendes Haltemoment am Lenkrad (7) aufbringt.
Verfahren nach einer der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erfüllung des vorgegebenen Kriteriums die Erzeugung des Lenkraddrehmoments derart modifiziert wird, dass die verursachte Lenkradwinkeländerung (Δα →) vollständig oder zumindest teilweise rückgängig gemacht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erfüllung des vorgegebenen Kriteriums die Erzeugung des Lenkraddrehmoments beendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrag (Δα) und/oder die Richtung (Δα →/Δα) der verursachten Lenkradwinkeländerung (Δα →) in das vorgegebenen Kriterium eingeht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das vorgegebene Kriterium erfüllt ist, wenn festgestellt wird, dass der Betrag (Δα) der verursachten Lenkradwinkeländerung (Δα →) größer ist als ein vorgegebener Höchstwert, und/oder wenn festgestellt wird, dass die Richtung (Δα →/Δα) der Lenkradwinkeländerung (Δα →) entgegen dem Ziel erfolgt, dem Verlassen der Fahrspur entgegenzuwirken.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erkennen, dass der Fahrer seine Lenkaufgabe nicht wahrnimmt, insbesondere bei der Erfüllung des vorgegebenen Kriteriums, selbsttätige Eingriffe in Bremsmittel (13) und/oder Antriebsmittel (14) des Fahrzeugs im Sinne einer Reduzierung der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit vorgenommen werden und/oder dass selbsttätige Eingriffe in Bremsmittel (13) des Fahrzeugs derart vorgenommen werden, dass dem Verlassen der Fahrspur präventiv entgegengewirkt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Warnung unterschiedliche Warnstufen aufweist, die zeitlich nacheinander eskalieren.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass überwacht wird, ob in einem vorgebbaren Zeitintervall, insbesondere vor dem Erkennen eines Verlassens oder eines bevorstehenden Verlassens der Fahrspur, keine Fahreraktivität oder eine Fahreraktivität unter der vorgebbaren Schwelle und/oder die Ablenkung des Fahrers von der Erfassung der Verkehrssituation vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeitintervall in Abhängigkeit von der Art und/oder von dem Maß der Fahreraktivität bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeitintervall in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder der Relativgeschwindigkeit zu anderen Verkehrsteilnehmern bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeitintervall in Abhängigkeit von erfassten Spurmarkierungen und/oder der Spurbreite bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeitintervall in Abhängigkeit von Umgebungsbedingungen und/oder der Tageszeit bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeitintervall in Abhängigkeit vom Straßentyp und/oder Karteninformationen bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeitintervall in Abhängigkeit von in der Umgebung des Fahrzeugs befindlichen Objekten bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeitintervall in Abhängigkeit einer Fahrertypklassifikation bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeitintervall in Abhängigkeit von einer seit dem letzten Erkennen eines Verlassens oder bevorstehenden Verlassens der Fahrspur verstrichenen Zeitdauer bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass bei ununterbrochenem Lenkeingriff während einer vor gebbaren Zeitspanne der Lenkeingriff beendet wird und der Fahrer darüber informiert oder gewarnt wird.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Beendigung des Lenkeingriffs ein oder mehrere Fahrassistenzsysteme deaktiviert werden und/oder die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit selbsttätig reduziert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenkeingriff beendet wird, wenn erkannt wird, dass der Fahrer eine Fahreraktivität zeigt.
Vorrichtung zur Unterstützung des Fahrers eines Fahrzeugs bei der Einhaltung der Fahrspur, umfassend eine erste Auswerteeinheit (5) zur Überwachung der Fahreraktivität und/oder zur Überwachung, ob der Fahrer von der Fahraufgabe abgelenkt ist, und einer zur Erfassung des Fahrspurverlaufs vorgesehenen Erfassungsvorrichtung (2, 3) und mit einer zweiten Auswerteeinheit (4), die den ermittelten Fahrspurverlauf mit dem tatsächlichen Fahrtkursverlauf des Fahrzeugs vergleicht, wobei die zweite Auswerteeinheit (4) aus dem Vergleichsergebnis ableitet, ob ein Verlassen oder bevorstehendes Verlassen der Fahrspur vorliegt, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erkennung eines bevorstehenden oder bereits erfolgten Verlassens der Fahrspur durch die zweite Auswerteeinheit (4) und Erkennen fehlender Fahreraktivität oder einer Fahreraktivität unterhalb einer vorgebbaren Schwelle oder bei einer Ablenkung des Fahrers von der Verkehrssituation durch die erste Auswerteeinheit (5) durch eine Prüfeinrichtung (6) überprüft wird, ob der Fahrer seine Lenkaufgabe wahrnimmt, wobei bei nicht wahrgenommener Lenkaufgabe die Prüfeinrichtung (6) eine Warneinrichtung (12) zur Ausgabe einer Fahrerwarnung ansteuert und/oder einen korrigierende Lenkeingriff initiiert.
Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfeinrichtung (6) zur selbsttätigen Erzeugung eines Lenkraddrehmoments an einem im Fahrzeug angeordneten Lenkrad (7) einen Lenkraddrehmomentgeber (8) ansteuert und eine dadurch am Lenkrad (7) verursachte Lenkradwinkeländerung bestimmt, wobei die Prüfeinrichtung (6) die Warneinrichtung (12) ansteuert, wenn die Lenkradwinkeländerung ein vorgegebenes Kriterium erfüllt.
Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenkraddrehmomentgeber (8) Bestandteil einer Überlagerungslenkung des Fahrzeugs ist.
Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass Einstellmittel (17) zur Einstellung eines Zeitintervalls, innerhalb dessen die Fahreraktivität bewertet wird, vorgesehen sind.