DE102005036219A1

DE102005036219A1 - Fahrerassistenzsystem

Info

Publication number: DE102005036219A1
Application number: DE102005036219A
Authority: DE
Inventors: Dirk Dr. Dickmanns; Jan Felten; Joachim Dr. Schiehlein; Mihiar Dr. Ayoubi
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2005-08-02
Filing date: 2005-08-02
Publication date: 2007-02-08
Anticipated expiration: 2025-08-03
Also published as: DE102005036219B4

Abstract

Bei dem erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystem zur Unterstützung des Fahrers eines Kraftfahrzeuges bei einem unfreiwilligen Verlassen einer vorgegebenen Spur mit einer Spurhalteüberwachungsvorrichtung, die zumindest eine Fahrstreifen-Erkennungseinheit und eine Gegenlenkeinheit aufweist, ist die Spurhalteüberwachungsvorrichtung weiterhin derart ausgestaltet, dass sie bei Berühren oder Annähern des Fahrzeuges an den Rand des eigenen Fahrstreifens eine haptische Warnung in Form einer Lenkradvibration und stets gleichzeitig mit dieser Warnung als fahrerunterstützende Reaktion ein automatisches Gegenlenken veranlasst.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrerassistenzsystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es ist eine Vielzahl von sogenannten Spurhalteüberwachungsvorrichtungen (auch häufig als „Heading-Control" oder „Lane-Departure-Warning" bezeichnet) bekannt, die die eigene „Spur", im folgenden als Fahrstreifen bezeichnet, insbesondere anhand mindestens einer Fahrbahnmarkierung erkennen und die den Fahrer warnen, wenn der eigene Fahrstreifen verlassen wird. Zum technischen Hintergrund wird beispielsweise auf folgende Patentliteratur hingewiesen: DE 197 02 383 A1 , DE 102 26 481 A und EP 0 640 903 B1 .

Aus der EP 0 640 903 B1 ist auch ein Gegenlenken in Abhängigkeit von der Abweichung zur gedachten Fahrstreifenmittellinie und unabhängig davon zusätzlich ein Lenkradvibrieren bei Annäherung an eine Fahrstreifenbegrenzung vorgesehen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Fahrerassistenzsystem mit Spurhalteüberwachungsvorrichtung dahin gehend zu verbessern, dass der Fahrer sicher geführt aber nicht durch ständige automatische Eingriffe und verfrühte Warnungen unnötig überfordert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind die Gegenstände der abhängigen Patentansprüche.

Insbesondere ist bei dem erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystem zur Unterstützung des Fahrers eines Kraftfahrzeuges bei einem unfreiwilligen Verlassen einer vorgegebenen Spur bzw. des eigenen Fahrstreifens mit einer Spurhalteüberwachungsvorrichtung, die zumindest eine Fahrstreifen-Erkennungseinheit und eine Gegenlenkeinheit aufweist, die Spurhalteüberwachungsvorrichtung weiterhin derart ausgestaltet, dass sie bei Berühren oder Annähern des Fahrzeugs an den Rand des eigenen Fahrstreifens eine haptische Warnung in Form einer Lenkradvibration und stets gleichzeitig mit dieser Warnung als fahrerunterstützende Reaktion ein automatisches Gegenlenken veranlasst.

Ein Gegenlenken wird beispielsweise durch Aufbringen eines Lenkmoments auf das Lenkrad mittels eines Lenkmotors und gegebenenfalls eines Lenkgetriebes an der Lenkradstange oder durch Ansteuerung einer elektrischen Servolenkung vorgenommen. Ein Gegenlenken bedeutet ein Zurücklenken auf den zuvor befahrenen Fahrstreifen, der durch die Fahrstreifen-Erkennungseinheit meistens durch die Auswertung des Verlaufs einer Fahrbahnmarkierung erkennbar ist. Die Fahrstreifen-Erkennungseinheit kann einen Fahrstreifen jedoch auch auf andere Weise erkennen, beispielsweise durch Erkennung und Auswertung von Leitplanken oder Straßenrändern.

Das aufgebrachte Lenkmoment muss dabei derart bemessen sein, dass ein automatisches Gegenlenken vom Fahrer jederzeit übersteuert werden kann. Derartige Gegenlenkeinheiten sind jedoch bereits allgemein bekannt.

Der Erfindung liegen folgende Erkenntnisse zugrunde:
Eine ständige Spurführung über Lenkmomente, wie aus dem oben genannten Stand der Technik bekannt ist, verändert das Lenkgefühl und wird von einigen Fahrern nicht gewünscht.

Eine Warnung beim Spurverlassen erhöht die Aufmerksamkeit, der Fahrer muss aber selbst möglichst schnell eine sinnvolle Korrektur ausführen.

Nach der Erfindung soll daher das eingangs genannte Fahrerassistenzsystem den Fahrer zur richtigen Korrekturreaktion animieren und bei der Korrektur auch unterstützen.

Die haptische Rückmeldung in Form einer reinen Lenkradvibration erhöht nur die Aufmerksamkeit und macht den Fahrer lediglich auf die Notwendigkeit irgendeiner Korrektur aufmerksam. Um den Fahrer zu einer richtigen Korrekturreaktion zu animieren, soll ihm angezeigt werden, in welche Richtung er die Korrektur ausführen soll. Eine weitergehende Unterstützung kann gegeben werden, wenn über die Größe einer sinnvollen Korrekturrichtung informiert wird.

Um diese Ziele zu erreichen, wird erfindungsgemäß eine haptische Rückmeldung über das Lenkrad bestehend aus Lenkmomenten und Lenkradvibrationen vorgeschlagen. Dies kann z. B. eine nicht mittelwertfreie Lenkmomentenvibration sein. Ebenso kann dies ein zusätzliches Lenkmoment sein (z. B. mittels eines Lenkmotors) zusammen mit einer Lenkradvibration (z. B. mittels einer eigenen Lenkradvibrationseinheit). In vorteilhafter Weise soll die Frequenz der Lenkradvibration oberhalb der normalen Rückmeldungen von der Straße liegen. Unterschiedliche Formen der Lenkmomentenrückmeldungen werden vom Fahrer im wesentlichen als Lenkradschwingung und Lenkmomente wahrgenommen, wobei der exakte Verlauf vom Fahrer typischerweise nicht aufgelöst werden kann.

Das Aufbringen von Lenkmomenten zum Gegenlenken und die Erzeugung von Lenkradvibrationen werden nur gemeinsam verwendet, um dem Fahrer klar den Grund der Lenkmomente anzuzeigen. Er kann diese dann einfach von Fahrbahnrückmeldungen trennen, die ähnliche Momente erzeugen. Mit dieser Maßnahme wird die angestrebte Verbesserung erreicht, denn die Lenkradvibration erhöht die Aufmerksamkeit und die Lenkmomente geben die Richtungshinweise und helfen bei der angemessenen Reaktion.

Bei der Umsetzung sind vorzugsweise die folgenden Punkte zu beachten:

• Die Lenkmoment- und Lenkvibrationsrückmeldung erfolgt nur an der Begrenzung der vorgegebenen Spur bzw. des eigenen Fahrstreifens, nicht in der Mitte des Fahrstreifens. Der Zeitpunkt und der Verlauf der Rückmeldung sollte den Fahrer an ein Überfahren einer aufgerauten Fahrstreifenmarkierung erinnern.
• Die Vibrationsrückmeldung sollte immer wahrnehmbar sein, aber den Fahrer nicht erschrecken.
• Bei sehr langsamem Annähern an die Begrenzung des Fahrstreifens wird auch nur ein sehr kleines oder kurzes Lenkmoment erzeugt. (Das Fahrzeug soll sich nur bis in Richtung der Mitte des Fahrstreifens drehen)
• Bei schnellerem Annähern an die Begrenzung des Fahrstreifens ist von gewollten Spurwechseln auszugehen und die Lenkmoment-Rückmeldung kann dezenter oder kürzer ausfallen.
• Die Lenkmoment-Rückmeldung sollte sehr leicht übersteuerbar sein, um gewollte Spurwechsel nicht zu behindern.
• Je nach Auslegung kann die Rückmeldung ab Warnbeginn rein gesteuert oder an die Fahreraktion angepasst ablaufen.
• Die Lenkmoment-Rückmeldung wird vorzugsweise bei Kurvenfahrt entsprechend angepasst.
• Keine Rückmeldung kann erfolgen: • bei geringen Geschwindigkeiten, • wenn der Fahrer aktiv den Spurwechsel einleitet oder ausführt (Blinker, große Lenkgeschwindigkeit, nach dem Überfahren der Markierung), • wenn der Fahrer heftig bremst oder beschleunigt, • bei andauernder Fahrt auf der Begrenzung des Fahrstreifens (maximale Rückmeldungsdauer) • wenn die vorgegebene Spur bzw. der Fahrstreifen nicht bestimmt werden kann, d.h. z. B. wenn keine geeignete Fahrbahnmarkierung erkannt wird oder wenn der Fahrstreifen zu breit oder zu schmal ist. • in engen Kurven bzw. wenn die Geschwindigkeit nicht angepasst ist. (Lenkhinweise machen nur in den Fällen Sinn, in denen durch eine Lenkkorrektur das Fahrzeug leicht wieder in die Spur gebracht werden kann.)

Dabei gelten in üblicher Weise Hysteresen und es müssen bestimmte minimale Zeitdauern oder Nachlaufzeiten erfüllt sein.

Die Erfindung schafft folgende Vorteile: Der Fahrer wird bei der Spurhaltung optimal unterstützt. Er wird bei unbeabsichtigtem Verlassen der vorgegebenen Spur bzw. des Fahrstreifens zielgerichtet gewarnt und bei der notwendigen Korrektur unterstützt.

In der einzigen Figur ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Sie zeigt ein Fahrzeug 1, das zunächst in einer ausreichenden Entfernung entlang einer Fahrstreifenmarkierung 2 gefahren ist und sich nun mit einer Fahrzeuggeschwindigkeit v, die größer als eine vorgegebene Fahrzeuggeschwindigkeitsschwelle sein soll, an die Fahrstreifenmarkierung 2 annähert. Das Fahrzeug 1 weist ein Lenkrad 3 und ein Fahrerassistenzsystem 4 auf, das aus einer Spurhalteüberwachungsvorrichtung 7, einer Fahrstreifen-Erkennungseinheit 5 und einer Gegenlenk- und Lenkradvibrationseinheit 6 besteht. Die Spurhalteüberwachungsvorrichtung 7 ist derart ausgestaltet, dass sie als fahrerunterstützende Reaktion ein automatisches Gegenlenken abhängig von der Geschwindigkeit, mit der sich das Fahrzeug an den Rand, hier die Markierung 2, des vorgegebenen Fahrstreifens annähert, und stets gleichzeitig mit dem Gegenlenken durch Aufbringen eines Lenkmoments auf das Lenkrad 3 eine Lenkradvibration veranlasst. Hierzu erhält die Spurhalteüberwachungseinheit 7 ein Eingangssignal von der Fahrbahnstreifen-Erkennungseinheit 5. Beispielsweise kann dieses Eingangssignal die Information erhalten, dass sich das Fahrzeug 1 mit der Fahrzeuggeschwindigkeit v an den Rand der vorgegebenen Spur, hier an die Fahrstreifenmarkierung 2, annähert. Die Spurhalteüberwachungsvorrichtung 7 ist vorzugsweise ein Steuergerät oder eine Steuereinheit innerhalb eines Steuergeräts mit einem Rechner, einem Programmspeicher und weiteren Elektronikbauteilen, durch die in bekannter Weise Eingangssignale ausgewertet und Ausgangssignale zur Ansteuerung von Aktuatoren ausgegeben werden können. Mit diesen Hilfsmitteln und dem Aktuator in Form der Gegenlenk- und Lenkradvibrationseinheit 6 veranlasst die Spurhalteüberwachungsvorrichtung 7 mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit v ein stärker werdendes Gegenlenkmoment (siehe Pfeil) auf das Lenkrad 3 und gleichzeitig ein Lenkradvibrieren (siehe angedeutete Schwingung).

Claims

Fahrerassistenzsystem zur Unterstützung des Fahrers eines Kraftfahrzeuges bei einem Verlassen einer vorgegebenen Spur mit einer Spurhalteüberwachungsvorrichtung, die zumindest mit einer Fahrstreifen-Erkennungseinheit und einer Gegenlenkeinheit verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Spurhalteüberwachungsvorrichtung (7) weiterhin derart ausgestaltet ist, sie bei Berühren oder Annähern des Fahrzeugs (1) an den Rand (2) des eigenen Fahrstreifens eine haptische Warnung in Form einer Lenkradvibration und stets gleichzeitig mit dieser Warnung als fahrerunterstützende Reaktion ein automatisches Gegenlenken veranlasst.
Fahrerassistenzsystem nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkradvibration und/oder das Gegenlenken abhängig von der Geschwindigkeit vorgenommen wird, mit der sich das Fahrzeug (1) an einen Rand (2) des Fahrstreifes annähert.
Fahrerassistenzsystem nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkradvibration und/oder das Gegenlenken abhängig von der Zeit bis zum Erreichen des Rands (2) des Fahrstreifes vorgenommen wird.
Fahrerassistenzsystem nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die fahrerunterstützende Reaktion in Form des Gegenlenkens in Kurven dem normalen Fahrerverhalten angepasst wird.
Fahrerassistenzsystem nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkradvibration und/oder das Gegenlenken kurvenaußen früher und/oder heftiger erfolgt als kurveninnen.
Fahrerassistenzsystem nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkradvibration und das Gegenlenken nur dann veranlasst wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit (v) eine vorgegebene Schwelle überschritten hat.
Fahrerassistenzsystem nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkradvibration und das Gegenlenken nur dann veranlasst wird, wenn die Wahrscheinlichkeit für einen vom Fahrer gewollten Spurwechsel vergleichsweise niedrig ist.
Fahrerassistenzsystem nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkradvibration und/oder das Gegenlenken hinsichtlich der Dauer und dem Ausmaß reduziert wird, je wahrscheinlicher von einem vom Fahrer gewollten Spurwechsel auszugehen ist.
Fahrerassistenzsystem nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkradvibration und das Gegenlenken nur in Kurven veranlasst wird, die entsprechend der Fahrgeschwindigkeit nicht zu eng sind.
Fahrerassistenzsystem nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer und das Ausmaß der Lenkradvibration und des Gegenlenkens spätestens zum Startzeitpunkt der Lenkradvibration und des Gegenlenkens festgelegt ist.
Fahrerassistenzsystem nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer und das Ausmaß der Lenkradvibration und des Gegenlenkens nach dem Startzeitpunkt der Lenkradvibration und des Gegenlenkens an die aktuelle Fahrerreaktion angepasst wird.
Fahrerassistenzsystem nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkradvibration und das Gegenlenken nur für eine vorgegebene Zeit veranlasst wird.
Fahrerassistenzsystem nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkradvibration und das Gegenlenken zum Verhindern unangenehmer Rucke rampenförmig ein- und/oder ausgeschaltet werden.