DE102005036714A1

DE102005036714A1 - Verfahren zur Unterstützung des Fahrers eines Fahrzeugs bei einem Spurwechsel und Fahrerassistenzsystem zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE102005036714A1
Application number: DE200510036714
Authority: DE
Inventors: Ottmar Dr. Ing. Gehring; Frédéric Dipl.-Ing. Holzmann; Sascha Dr. Ing. Paasche; Andreas Dr. Ing. Schwarzhaupt; Gernot Prof. Dr. Ing. Spiegelberg; Armin Dr. Ing. Sulzmann
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2005-08-04
Filing date: 2005-08-04
Publication date: 2007-02-08
Also published as: WO2007014633A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterstützung des Fahrers eines Fahrzeugs (10) bei einem Spurwechsel von einer momentanen Fahrspur (A) zu einer benachbarten Zielspur (B), bei dem die rückseitige Umgebung (100) des Fahrzeugs (10) mit einer Sonsoranordnung (110) überwacht wird, die einen über die Breite des Fahrzeugs (10) hinausragenden Erfassungsbereich (100) aufweist, um sowohl Objekte (20) auf der momentanen Fahrspur (A) als auch Objekte (30) auf der Zielspur (B) zu detektieren, und bei dem Unterstützungsmaßnahmen zur Unterstützung des Fahrers eingeleitet werden, wenn erkannt wird, dass ein zu einer Verkehrsgefährdung führender Spurwechsel bevorsteht oder durchgeführt wird. Die Unterstützungsmaßnahmen werden jedoch unterdrückt und der Fahrer wird hierüber informiert, wenn erkannt wird, dass ein wesentlicher Anteil (beta) des Erfassungsbereichs (100) der Sensoranordnung (110) durch ein Objekt (20) auf der momentanen Fahrspur (A) abgeschattet ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Fahrerassistenzsystem zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterstützung des Fahrers eines Fahrzeugs bei einem Spurwechsel gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Fahrerassistenzsystem zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Patentanspruch 14.

Ein gattungsgemäßes Verfahren ist beispielsweise aus der DE 199 21 449 C1 bekannt. Bei dem bekannten Verfahren wird die rückseitige Umgebung des Fahrzeugs mit einer Sensoranordnung überwacht, die einen über die Breite des Fahrzeugs hinausragenden Erfassungsbereich aufweist, um sowohl Objekte auf der momentanen Fahrspur als auch Objekte auf der Zielspur zu detektieren, und es wird die Ausgabe eines Warnsignals als Unterstützungsmaßnahme ausgelöst, wenn ein sich dem Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit näherndes Objekt im seitlichen Rückraumbereich des Fahrzeugs detektiert worden ist und wenn der Fahrer durch Betätigung eines Blinkgebers angezeigt hat, dass er beabsichtigt, die Spur zu wechseln.

Nachteilig ist hierbei, dass gefährliche Verkehrsituationen entstehen können, weil der Fahrer in der Erwartung, vor einem gefährlichen Spurwechsel rechtzeitig gewarnt zu werden, einen Spurwechsel auch in Verkehrssituationen einleiten könnte, in denen eine zuverlässige Objekterkennung und damit eine zuverlässige Unterstützung nicht gewährleistet ist.

Aus der DE 195 07 957 C1 ist ein Fahrzeug mit einer optischen Abtasteinrichtung zum Erkennen von Fahrspurmarkierungen bekannt, bei dem der Fahrer durch ein Warnsignal vor einem drohenden Verlassen der Fahrspur gewarnt wird. Das Warnsignal wird jedoch unabhängig davon ausgegeben, ob der nachfolgende Verkehr durch das Verlassen der momentanen Fahrspur gefährdet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 anzugeben, das zu einer Erhöhung der Verkehrssicherheit beiträgt. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein Fahrerassistenzsystem zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Unterstützung des Fahrers eines Fahrzeugs bei einem Spurwechsel von einer momentanen Fahrspur zu einer benachbarten Zielspur, wird die rückseitige Umgebung des Fahrzeugs mit einer Sensoranordnung überwacht, wobei die Sensoranordnung einen über die Breite des Fahrzeugs hinausragenden Erfassungsbereich aufweist, um sowohl Objekte auf der momentanen Fahrspur als auch Objekte auf der Zielspur zu detektieren, und es werden Unterstützungsmaßnahmen zur Unterstützung des Fahrers eingeleitet, wenn erkannt wird, dass ein Spurwechsel, der unmittelbar bevorsteht oder bereits durchgeführt wird, zu einer Verkehrsgefährdung führen würde. Die Unterstützungsmaßnahmen werden aber immer dann unterdrückt, wenn erkannt wird, dass ein wesentlicher Anteil des Erfassungsbereichs der Sensoranordnung durch ein Objekt auf der momentanen Fahrspur abgeschattet wird. In einem solchen Fall wird der Fahrer über die Nichtverfügbarkeit der Unterstützungsmaßnahmen informiert.

Die Unterstützung wird dem Fahrer somit nur in solchen Verkehrssituationen angeboten, in denen eine rechtzeitige Detektion von relevanten Objekten gewährleistet werden kann. Da der Fahrer eine Rückmeldung über die Nichtverfügbarkeit der Unterstützungsmaßnahmen erhält, wird er sich in solchen Fällen nur noch auf die eigene Einschätzung der Verkehrssituation verlassen und dem nachfolgenden Verkehr eine erhöhte Aufmerksamkeit widmen. Gefahrensituationen, die aus der Erwartung einer allzeit verfügbaren rechtzeitigen Unterstützung resultieren, werden somit vermieden.

Vorzugsweise basiert die Erkennung, ob der Spurwechsel zu einer Verkehrsgefährdung führen würde, auf der Berechnung einer Verzögerung, mit der ein sich dem Fahrzeug auf der Zielspur näherndes Objekt abgebremst werden muss, wenn es nach dem Spurwechsel des Fahrzeugs zu diesem einen vorgegebenen Sicherheitsabstand einhalten soll. Anhand der berechneten Verzögerung kann die Fähigkeit eines nachfolgenden Fahrzeugs beurteilt werden, eine Kollision durch Bremsen zu vermeiden. Die berechnete Verzögerung ist daher ein besonders gutes Kriterium für die Entscheidung, ob eine Verkehrsgefährdung vorliegt.

Vorzugsweise wird der Spurwechsel dann als zu einer Verkehrsgefährdung führend beurteilt, wenn die berechnete Verzögerung größer als ein vorgegebener erster Verzögerungsschwellwert ist. Der Betrag, um den die berechnete Verzögerung den ersten Verzögerungsschwellwert übersteigt, ist dann ein Maß für die Stärke der Verkehrsgefährdung.

In einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens umfassen die Unterstützungsmaßnahmen die Bereitstellung und Ausgabe eines Warnsignals an den Fahrer. Diese Unterstützungsmaßnahmen werden beispielsweise in einer ersten Unterstützungsphase angeboten werden.

In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens umfassen die Unterstützungsmaßnahmen weiterhin eine Erschwerung des Spurwechsels durch Erhöhung eines vom Fahrer spürbaren Lenkwiderstands. Diese Unterstützungsmaßnahmen werden beispielsweise in einer auf die erste Unterstützungsphase folgenden zweiten Unterstützungsphase angeboten werden.

In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens umfassen die Unterstützungsmaßnahmen zudem eine automatische Rückführung des Fahrzeugs auf die ursprüngliche Fahrspur, sofern erkannt wurde, dass diese noch frei ist, oder die Einleitung von Maßnahmen zur Vorbereitung des Fahrzeugs auf eine Heckkollision, beispielsweise die Vorkonditionierung von Insassenschutzmitteln, insbesondere die Reduzierung von Auslöseschwellen von Insassenrückaltemitteln.

Die letztgenannten Unterstützungsmaßnahmen werden beispielsweise in einer auf die erste oder zweite Unterstützungsphase folgenden Unterstützungsphase angeboten, d.h. die verschiedenen Unterstützungsmaßnahmen werden gestuft angeboten, wobei die Stufung, d.h. der Beginn der jeweiligen Unterstützungsphase, vorzugsweise von der Stärke Verkehrsgefährdung abhängig ist, welche ihrerseits vorzugsweise anhand der berechneten Verzögerung ermittelt wird.

Vorzugsweise werden die Unterstützungsmaßnahmen nur ab dem Erkennen eines bevorstehenden Spurwechsels bis zum Erkennen eines beendeten oder unterbrochenen Spurwechsels angeboten. Der Fahrer wird somit in Verkehrsituationen, in denen ein Spurwechsel weder durchgeführt wird noch unmittelbar bevorsteht, nicht dauernd durch unerwartete und unerwünschte Unterstützungsmaßnahmen gestört.

Vorzugsweise wird ein bevorstehender Spurwechsel erkannt, indem Fahrspurmarkierungen der Fahrbahn optisch erfasst werden, die Position des Fahrzeugs relativ zu den Fahrspurmarkierungen ermittelt wird, der Fahrkurs des Fahrzeugs ausgehend von ermittelten aktuellen Positions- und Fahrzustandsdaten des Fahrzeugs vorausschauend berechnet wird und geprüft wird, ob das Fahrzeug sich auf einem Kurs befindet, bei dem eine Fahrspurmarkierung gekreuzt wird, die die Grenze zwischen der aktuellen Fahrspur und der Zielspur markiert. Trifft dies zu, wird auf einen bevorstehenden Spurwechsel geschlossen. Alternativ oder zusätzlich wird auch die Betätigung eines Blinkgebers durch den Fahrer erfasst, da diese Betätigung ein Indiz für einen vom Fahrer beabsichtigten Spurwechsel ist.

In einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens wird zusätzlich auch die die vorderseitige Umgebung des Fahrzeugs mit der Sensoranordnung überwacht wird, um die Durchführbarkeit des Spurwechsels oder eines Überholmanövers zu analysieren. So können rechtzeitig Hindernisse auf der Zielspur erkannt werden und bei der Bewertung, ob ein Spurwechsel gefahrlos möglich ist, berücksichtigt werden.

Vorzugsweise wird zur Analysierung der Durchführbarkeit des Überholmanövers eine mögliche Einscherlücke als Zielposition für das Überholmanöver identifiziert und berechnet, ob das Fahrzeug in der Lage ist, soweit zu Beschleunigen, dass es noch vor einer möglichen Kollision mit einem Hindernis auf der als Überholspur verwendeten Zielspur in die Einscherlücke einscheren kann. Ist dies nicht möglich, wird der Fahrer vorzugsweise aufgefordert, das Überholmanöver zu beenden.

Ein Fahrerassistenzsystem zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst eine optisches Spurerkennungssystem zum Erkennen von Fahrspuren anhand von Fahrspurmarkierungen, eine Radar basierte Sensoranordnung zur Detektion von Objekten im Rückraum und seitlichen Rückraum des Fahrzeugs, eine Auswerte- und Steuereinrichtung zum Beurteilen, ob ein zu einer Verkehrsgefährdung führender Spurwechsel unmittelbar bevorsteht oder bereits durchgeführt wird, und zum Bereitstellen von Unterstützungsmaßnahmen im Falle einer erkannten Verkehrsgefährdung, wobei die Auswerte- und Steuereinrichtung eingerichtet ist, eine Abschattung des Erfassungsbereichs der Sensoranordnung durch ein dem Fahrzeug folgendes Objekt zu erkennen und die Bereitstellung der Unterstützungsmaßnahmen in Abhängigkeit der Abschattung zu unterdrücken.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgen anhand von Figuren beschrieben. Es zeigen:
1 ein vereinfachtes Blockdiagramm des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems,
2 eine schematische Draufsicht auf ein Fahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystem,
3 eine typische Verkehrssituation auf einer zweispurigen Straße,
4 eine weitere typische Verkehrssituation auf einer zweispurigen Straße,
5 eine typische Verkehrsituation bei einem Überholvorgang.
Gemäß 1 umfasst das in einem Fahrzeug eingebaute Fahrerassistenzsystem eine Sensoranordnung 110 zur Objektdetektion, ein Spurerkennungssystem 112 zum Erkennen von Fahrspuren anhand von Fahrspurmarkierungen, Sensoren 120, 121 zur Detektion des momentanen Fahrzustands des Fahrzeugs, insbesondere der momentanen Geschwindigkeit und des Lenkwinkels des Fahrzeugs, eine Auswerte- und Steuereinrichtung 130 zum Auswerten der von der Sensoranordnung 110, dem Spurerkennungssystem 112 und den Sensoren 120, 121 erhaltenen Informationen und zur Ansteuerung einer Alarmausgabeeinrichtung 140 zur Ausgabe einer Warnung an den Fahrer oder eines Lenkaktuators 150 zur Beeinflussung eines am Lenkrad des Fahrzeugs wirkenden Lenkwiderstands oder zur Durchführung eines autonomen Lenkeingriffs.
Die Sensoranordnung 110 umfasst ein Radarsystem als Objekterfassungssystem, das einen Radarstrahl in einen vorgegebenen Erfassungsbereich aussendet und anhand von Reflexionen des Radarstrahls erkennt, ob sich im Erfassungsbereichs der Sensoranordnung 110 ein Objekt befindet und im Falle eines erkannten Objekts aus der Signallaufzeit des ausgesendeten und reflektierten Radarstrahls den Abstand des Objekts zu dem Fahrzeug ermittelt und aus der Abstrahlrichtung des Radarstrahl die relative Position des Objekts bezüglich des Fahrzeugs ermittelt. Die Sensoranordnung 110 kann jedoch auch ein Kamerasystem als Objekterfassungssystem umfassen, das die Objekte durch Bildverarbeitung detektiert und deren Positionsdaten ebenfalls durch Bildverarbeitung ermittelt. Denkbar ist aber auch eine Sensoranordnung 110 mit einem Lidarsystem als Objekterfassungssystem, das die Umgebung des Fahrzeugs 10 mit einem Laserstrahl abtastet.
Das Spurerkennungssystem 112 erkennt mit optischen Sensoren Fahrspurmarkierungen, die auf dem Belag der befahrenen Straße zur Spurbegrenzung der Fahrspuren aufgebracht sind, und ermittelt die Position des Fahrzeugs relativ zu den Fahrspurmarkierungen. Bei den optischen Sensoren kann es sich beispielsweise um ein Kamerasystem handeln, das Bilder eines Straßenabschnitts aufnimmt und durch Bildverarbeitung die Fahrspurmarkierungen aus den aufgenommenen Bildern extrahiert. Bei den optischen Sensoren kann es sich aber auch um eine optische Abtasteinrichtung handeln, bei der die Fahrbahnoberfläche ausgeleuchtet wird, beispielsweise mit mehreren nebeneinander angeordneten Infrarot-Sendeelementen, und bei dem mit einer Reihe von Photodetektoren, beispielsweise mit einem CCD-Array, die ausgeleuchtete Fahrbahnoberfläche abtastet wird, um durch eine Kontrasterkennung, Konturerkennung oder Laufzeitbestimmung oder Kombination dieser Maßnahmen die Fahrspurgrenzen zu ermitteln. Eine solche optische Abtasteinrichtung ist beispielsweise aus der DE 195 07 957 C1 bekannt.
Ausgehend von der ermittelten relativen Position des Fahrzeugs zu der Fahrspur führt die Auswerte- und Steuereinrichtung 130 unter Berücksichtigung des aktuellen Lenkwinkels und der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs eine vorausschauende Berechung des Fahrkurses des Fahrzeugs durch und prüft, ob das Fahrzeug im Begriff ist, die aktuelle Fahrspur zu verlassen. Trifft dies zu, entscheidet die Auswerte- und Steuereinrichtung 130, dass ein Spurwechsel bevorsteht und aktiviert daraufhin eine Spurwechselunterstützungsfunktion, die den Fahrer beim Spurwechsel durch Einleitung von bestimmten Unterstützungsmaßnahen unterstützen soll. Die Aktivierung kann auch durch Betätigung eins Blinkgebers erfolgen, da der Fahrer dadurch seinen Spurwechselwillen und die Richtung des beabsichtigten Spurwechsels zum Ausdruck bringt.
Eine Unterstützungsmaßnahme besteht grundsätzlich in der Bereitstellung eines Warnsignals, das über die Alarmausgabeeinrichtung 140 an den Fahrer ausgegeben wird. Das Warnsignal wird dabei dann ausgegeben, wenn der Spurwechsel zu einer Verkehrsgefährdung führen würde, wobei eine Verkehrsgefährdung dann als vorliegend erkannt wird, wenn im rückwärtigen Seitenbereich ein Objekt detektiert wird, das durch den Spurwechsel genötigt wäre, eine starke Bremsung einzuleiten. Die Unterstützungsmaßnahme kann aber auch in der Bereitstellung eines Lenkmoments bestehen, durch das das Fahrzeug auf seine ursprüngliche Fahrspur zurückgebracht wird oder durch das der Lenkwiderstand am Lenkrad erhöht wird, um dem Fahrer eine haptische Rückmeldung über die Gefahrensituation zu geben.
2 zeigt eine Draufsicht eines Fahrzeugs 10, 10', das mit einem Fahrerassistenzsystem gemäß 1 ausgestattet ist. Bei dem dargestellten Fahrzeug handelt es sich um einen Lastkraftwagen 10 mit einem Anhänger 10'. Das Fahrzeug fährt auf einer aktuellen Fahrspur A und der Fahrer beabsichtigt einen Spurwechsel zur benachbarten Zielspur B vorzunehmen. Die Fahrspuren A, B werden durch Fahrspurmarkierungen C₁, C₂, C₃ begrenzt, welche als farbige Markierungen auf dem Straßenbelag aufgebracht sind. Das Spurerfassungssystem 112 ist mittig an der Frontseite des Fahrzeugs 10 angebracht und weist einen nach vorne ausgerichteten Erfassungsbereich 112 auf. Die Sensoranordnung 110 ist am Fahrzeugheck mittig angebracht und weist einen nach rückwärts ausgerichteten Erfassungsbereich 100 auf. Der Erfassungswinkel α des Erfassungsbereichs 100 ist so groß gewählt, dass der Erfassungsbereich 100 über die Breite des Fahrzeugs 10 hinausragt, so dass sowohl Objekte detektierbar sind, die sich hinter dem Fahrzeug 10 auf der Fahrspur A befinden, als auch Objekte, die sich hinter dem Fahrzeug 10 auf der benachbarten Zielspur B befinden. Am Anhänger 10' ist eine zur Sensoranordnung 110 gleichartige weitere Sensoranordnung 110' vorgesehen, die ebenfalls über die Breite des Fahrzeugs 10 hinausragenden Erfassungsbereich 110' mit einem Erfassungswinkel α' aufweist. Die Auswerte- und Steuereinrichtung 130 erkennt diese weitere Sensoranordnung 110' und deaktiviert beim Anhängerbetrieb die vordere Sensoranordnung 110, so dass bei einem solchen Betriebsfall nur die Signale der am weitesten hinten liegenden Sensoranordnung ausgewertet werden.
In 2 ist noch ein Sichtbereich 103 eingezeichnet, den der Fahrer über einen Seitenspiegel des Fahrzeugs 10 beobachten kann.
3 zeigt eine typische Verkehrsituation, bei dem das Fahrzeug 10 im Falle eines Betriebs ohne Anhänger auf seiner momentanen Fahrspur A in Vorwärtsrichtung fährt. Der Fahrer des Fahrzeugs 10 möchte von der momentanen Fahrspur A auf die benachbarte Zielspur B wechseln. Die Sensoranordnung 110 des Fahrerassistenzsystems detektiert hinter dem Fahrzeug 10 mehrere Objekte 20, 30, 40, nämlich ein Fremdfahrzeug 20, das dem Fahrzeug 10 in großem Abstand auf der Fahrspur A folgt, ein weiteres Fremdfahrzeug 30, das dem Fahrzeug 10 auf der Zielspur B folgt und ein weiteres Fremdfahrzeug 40, das dem Fremdfahrzeug 20 auf der Fahrspur A folgt.
Der Erfassungsbereich 100 der Sensoranordnung 110 hängt von dem Erfassungswinkel α ab. Dieser kann jedoch nicht vollständig ausgewertet werden, da ein Teil davon, nämlich der von dem Winkel β umspannte Bereich, von dem Fremdfahrzeug 20 abgeschattet wird. Objekte, wie das Fremdfahrzeug 40, die sich hinter dem Fremdfahrzeug 20 in dem abgeschatteten Bereich be finden, können somit nicht erkannt werden. Aufgrund des großen Abstands des Fremdfahrzeugs 20 zu dem Fahrzeug 10 betrifft die Abschattung im Wesentlichen nur die Fahrspur A, so dass der in der Figur mit x bezeichnete freie Sichtbereich auf die Zielspur B groß ist. Objekte 30 auf der Zielspur B können somit zuverlässig erfasst werden und rechtzeitig für die Bereitstellung von Unterstützungsmaßnahmen berücksichtigt werden.
4 zeigt die Verkehrssituation, die sich ergibt, wenn das Fremdfahrzeug 20 sich bis auf einen sehr geringen Abstand dem Fahrzeug 10 genähert hat. In diesem Fall wird ein wesentlicher Anteil des Erfassungsbereichs 100 von dem Fremdfahrzeug 20 abgeschattet. Der freie Sichtwinkel α₀ und der freie Sichtbereich x auf die Zielspur B werden wesentlich reduziert, so dass eine zuverlässige Detektion von Objekten auf der Zielspur B und eine Analyse von deren Bewegungsverhalten nicht mehr gewährleistet werden kann. So liegt das Fremdfahrzeug 30 vollständig im Radarschatten des Fahrzeugs 20 und kann vom System daher nicht erkannt werden. Das Fremdfahrzeug 30 befindet sich jedoch im Sichtbereich 103 des Fahrers, der es durch einen einfachen Blick in den Seitespiegel des Fahrzeugs 10 erkennen müsste. In einem solchen Fall, d.h. wenn der freie Sichtwinkel α₀ auf die Zielspur B oder der freie Sichtbereich x einen vorgegebenen Deaktivierungsschwellwert unterschreitet, wird das Fremdfahrzeug 30, sollte es dennoch in den freien Sichtbereich x eintreten, zu spät erkannt, um dem Fahrer eine sinnvolle Unterstützung anzubieten. Die Spurwechselunterstützungsfunktion wird daher deaktiviert, d.h. es werden keine Unterstützungsmaßnahmen mehr angeboten. Der Fahrer wird über die Nichtverfügbarkeit der Spurwechselunterstützungsfunktion informiert, um ihm anzuzeigen, dass er sich nunmehr allein auf seine eigene Einschätzung der Verkehrssituation verlassen muss. Auf diese Weise werden Gefahrensitua tionen, die aus der Erwartung einer allzeit verfügbaren rechtzeitigen Systemunterstützung resultieren, vermieden.
Wenn das Fahrzeug 10 in einer solchen Situation dennoch ausschert und das Fremdfahrzeug 20 auf der ursprünglichen Fahrspur A bleibt, vergrößert sich der freie Sichtwinkel α₀ zunehmend. Wenn er ausreichend groß geworden ist, d.h. den Deaktivierungsschwellwert wieder überschreitet, wird die Spurwechselunterstützungsfunktion automatisch reaktiviert, so dass die Unterstützungsmaßnahmen wieder angeboten werden können. Der Fahrer wird über die Reaktivierung informiert. Eine Reaktivierung der Spurwechselunterstützungsfunktion unterbleibt jedoch, wenn erkannt wird, dass der Spurwechsel bereits beendet oder unterbrochen worden ist. Dies wird beispielsweise durch Auswertung der Stellung des Blinkgebers und des Fahrkurses relativ zu den die Fahrspuren A, B begrenzenden Fahrbahnmarkierungen C₁, C₂, C₃ erkannt. So wird auf eine Beendigung des Spurwechsels geschlossen, wenn erkannt wird, dass das Fahrzeug 10 auf einem Kurs entlang der Zielspur B gehalten wird und der Blinkgeber sich in einer Neutralposition befindet. Entsprechend wird auf eine Unterbrechung des Spurwechsels geschlossen, wenn erkannt wird, dass das Fahrzeug 10 auf einem Kurs entlang der ursprünglichen Fahrspur A gehalten wird und der Blinkgeber sich in seiner Neutralposition befindet.
Bei aktivierter Spurwechselunterstützungsfunktion ist der auswertbare Teil des Erfassungsbereichs 100 breit genug, um einzelne Fremdfahrzeuge 20, 30 zu erfassen. Die Auswerte- und Steuereinrichtung 130 ermittelt dann die relative Lage der Fremdfahrzeuge 20, 30 bezüglich des mit dem Spurerkennungssystem 112 ermittelten Verlaufs der Fahrspur A und identifiziert diejenigen der Fremdfahrzeuge 20, 30, die sich auf der benachbarten Zielspur B befinden. Das nächste dieser Fremd fahrzeuge, im dargestellten Beispiel das Fremdfahrzeug 30, wird dann als relevantes Fremdfahrzeug ausgewählt. Die Auswerte- und Steuereinrichtung 130 berechnet dann aus der ermittelten zeitlichen Änderung des Abstands d zwischen dem Fahrzeug 10 und dem ausgewählten Fremdfahrzeug 30 und aus der ermittelten aktuellen Geschwindigkeit V₁₀ des Fahrzeugs 10 die aktuelle Geschwindigkeit V₃₀ des Fremdfahrzeugs 30. Ausgehend hiervon wird dann die notwendige Verzögerung berechnet, mit der das Fremdfahrzeug 30 nach einem Spurwechsel des Fahrzeugs 10 voraussichtlich abgebremst werden müsste, um einen vorgegebenen Sicherheitsabstand von beispielsweise 3 m zu dem Fahrzeug 10 einzuhalten.
Die berechnete Verzögerung wird dann mit einem ersten Verzögerungsschwellwert von beispielsweise 3 m/s² und einem zweiten Verzögerungsschwellwert von beispielsweise 5 m/s² verglichen.
Liegt die berechnete Verzögerung betragsmäßig unterhalb des ersten Verzögerungsschwellwerts, wird die Verkehrssituation als ungefährlich für einen Spurwechsel beurteilt, so dass keine Unterstützungsmaßnahmen angeboten werden.
Liegt die berechnete Verzögerung betragsmäßig oberhalb des ersten Verzögerungsschwellwerts, wird der Spurwechsel als verkehrsgefährdend beurteilt, weil der Fahrer des Fremdfahrzeugs 30 diese im Falle eines Spurwechsels mit einer für ihn unangenehmen Verzögerung abbremsen müsste, wenn er eine Kollision mit dem Fahrzeug 10 durch Bremsen vermeiden möchte. Solange die berechnete Verzögerung jedoch unterhalb des zweiten Verzögerungsschwellwerts liegt, wird davon ausgegangen, dass das Fremdfahrzeug 30 noch ausreichend abbremsen kann, um eine Kollision zu vermeiden. Der Fahrer des Fahrzeugs 10 wird daher bei einem zwischen den beiden Verzögerungsschwellwerten liegenden Wert der berechneten Verzögerung lediglich über die aus dem Spurwechsel möglicherweise resultierende Verkehrsgefährdung informiert. Die Entscheidung, den Spurwechsel dennoch durchzuführen, wird ihm überlassen.
Liegt die berechnete Verzögerung hingegen betragsmäßig über dem zweiten Verzögerungsschwelwert, wird der Spurwechsel als besonders verkehrsgefährdend beurteilt, da das Folgefahrzeug 30 in einem solchen Fall bei der Fortsetzung des Spurwechsels voraussichtlich nicht mehr in der Lage sein wird, eine Kollision mit dem Fahrzeug 10 durch Bremsen zu vermeiden. In einem solchen Fall wird der Fahrer des Fahrzeugs 10 durch ein Warnsignal aufgefordert, sein Fahrzeug 10 schnellstmöglich auf die ursprüngliche Fahrspur A zurückzuführen. Falls das Fahrzeug mit einem Lenkaktuator ausgestattet ist, kann es zudem durch einen systemseitigen Lenkeingriff autonom auf die ursprüngliche Fahrspur A zurückgeführt werden, sofern vorher erkannt wurde, dass die Fahrspur A noch frei ist. Weiterhin ist es denkbar, dass der Lenkwiderstand am Lenkrad des Fahrzeugs 10, gegen den der Fahrer beim Spurwechsel Kraft aufbringen muss, erhöht wird, um die Fortsetzung des Spurwechselvorgangs zu erschweren und dem Fahrer eine haptische Rückmeldung über die besonders hohe Verkehrsgefährdung zu geben. Weiterhin ist es denkbar, dass das Fahrzeug 10 in einem solchen Fall auf die erwartete Heckkollision vorbereitet wird, in dem beispielsweise Insassenrückhaltemittel vorkonditioniert werden. So können beispielsweise Gurtstraffer aktiviert werden, um die Insassen in eine sichererer Position zu bringen, oder Auslöseschwellen für Airbags reduziert werden, um eine rechtzeitige Auslösung zu gewährleisten.
5 zeigt eine Verkehrssituation, bei der das Fahrzeug 10 nach einem Wechsel von der Fahrspur A auf der Zielspur B fährt und diese als Überholspur verwendet, um ein auf der Fahrspur A fahrendes Fremdfahrzeug 50 zu überholen. Die Sensoranordnung 110 umfasst zusätzlich zu dem Objekterfassungssystem zur Erfassung der rückseitigen Fahrzeugumgebung ein nach vorne ausgerichtetes Radarssystem oder sonstiges Objekterfassungssystem zur Erfassung der vorderseitigen Umgebung 102 des Fahrzeugs 10. Das Fahrerassistenzsystem kann daher erkennen, ob sich auf der Zielspur B ein Hindernis, insbesondere ein entgegenkommendes Fremdfahrzeug 60, befindet, und ob sich vor dem zu überholenden Fremdfahrzeug 50 eine Einscherlücke y als Zielposition des Überholmanövers befindet, die mindestens so groß ist, dass das Fahrzeug 10 in sie einscheren kann. Die Sensoranordnung 110 ermittelt zudem Positionsdaten und Geschwindigkeitsdaten V₅₀, V₆₀ der Fremdfahrzeuge 50, 60. Ausgehend hiervon wird das Bewegungsverhalten der sich entsprechend der Bewegung des Fremdfahrzeugs 50 bewegenden Einscherlücke y ermittelt. Anhand eines Fahrzeugmodells wird die im momentanen Fahrzustand maximal erzielbare Beschleunigung des Fahrzeugs 10 berechnet und unter Berücksichtigung des Bewegungsverhaltens der Einscherlücke y wird eine Einscherzeit als Mindestzeit berechnet, die das Fahrzeug 10 benötigt, um in die Einscherlücke y vor dem Fremdfahrzeug 50 einzuscheren, wie dies in der Figur durch einen Pfeil S angedeutet ist. Weiterhin wird die noch verbleibende Zeitdauer bis zu einer möglichen Kollision des Fahrzeugs 10 mit dem Fremdfahrzeug 60 als Kollisionszeit berechnet, unter der Voraussetzung, dass beide Fahrzeuge 10, 60 ihre Fahrt ungebremst fortsetzen. Falls die berechnete Einscherzeit kürzer als die berechnete Kollisionszeit ist, kann das Fahrzeug 10 noch vor einer möglichen Kollision mit dem Fremdfahrzeug 60 sicher in die Einscherlücke y einscheren und das Überholmanöver wird als durchführbar beurteilt. Ansonsten wird das Überholmanöver als nicht durchführbar beurteilt, da dem Fahrzeug 10 nicht ausreichend Zeit verbleibt, um vor einer möglichen Kollision mit dem Fremdfahrzeug 60 in die Einscherlücke y einzuscheren.
Der Fahrer des Fahrzeugs 10 wird daraufhin vom Ergebnis dieser Beurteilung informiert und aufgefordert, das Überholmanöver zu beenden.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Fahrzeug 10 um einen Lastkraftwagen. Das erfindungsgemäße Verfahren und Fahrerassistenzsystem sind selbstverständlich auch in einem Personenkraftwagen oder sonstigen Kraftfahrzeug einsetzbar.

Claims

Verfahren zur Unterstützung des Fahrers eines Fahrzeugs (10) bei einem Spurwechsel von einer momentanen Fahrspur (A) zu einer benachbarten Zielspur (B), bei dem die rückseitige Umgebung des Fahrzeugs (10) mit einer Sensoranordnung (110) überwacht wird, die einen über die Breite des Fahrzeugs (10) hinausragenden Erfassungsbereich (100) aufweist, um sowohl Objekte (20, 40) auf der momentanen Fahrspur (A) als auch Objekte (30) auf der Zielspur (B) zu detektieren, und bei dem Unterstützungsmaßnahmen zur Unterstützung des Fahrers eingeleitet werden, wenn erkannt wird, dass ein Spurwechsel bevorsteht oder durchgeführt wird, der zu einer Verkehrsgefährdung führen würde, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterstützungsmaßnahmen unterdrückt werden, wenn erkannt wird, dass ein wesentlicher Anteil des Erfassungsbereichs (100) der Sensoranordnung (110) durch ein Objekt (20) auf der momentanen Fahrspur (A) abgeschattet wird, und dass der Fahrer über die Nichtverfügbarkeit der Unterstützungsmaßnahmen informiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erkennung, ob der Spurwechsel zu einer Verkehrsgefährdung führen würde, auf der Berechnung einer Verzöge rung basiert, mit der ein sich dem Fahrzeug auf der Zielspur (B) näherndes Objekt (30) abgebremst werden müsste, wenn es nach dem Spurwechsel des Fahrzeugs (10) zu diesem einen vorgegebenen Sicherheitsabstand einhalten soll.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Spurwechsel als zu einer Verkehrsgefährdung führend beurteilt wird, wenn die berechnete Verzögerung größer als ein erster Verzögerungsschwellwert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterstützungsmaßnahmen die Bereitstellung und Ausgabe eines Warnsignals an den Fahrer umfassen.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterstützungsmaßnahmen weiterhin eine Erschwerung des Spurwechsels durch Erhöhung eines vom Fahrer spürbaren Lenkwiderstands umfassen.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die die Unterstützungsmaßnahmen weiterhin eine automatische Rückführung des Fahrzeugs (10) auf die ursprüngliche Fahrspur (A) oder die Einleitung von Maßnahmen zur Vorbereitung des Fahrzeugs (10) auf eine Heckkollision umfassen.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die verschiedenen Unterstützungsmaßnahmen gestuft in Ab hängigkeit Stärke der Verkehrsgefährdung angeboten werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterstützungsmaßnahmen ab dem Erkennen eines beendeten oder unterbrochenen Spurwechsels nicht mehr angeboten werden.
Verfahren nach der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein bevorstehender Spurwechsel erkannt wird, indem Fahrspurmarkierungen (C₁, C₂, C₃) der Fahrbahn optisch erfasst werden, der Fahrkurs des Fahrzeugs (10) ausgehend von ermittelten aktuellen Positions- und Fahrzustandsdaten des Fahrzeugs (10) vorausschauend berechnet wird und geprüft wird, ob das Fahrzeug (10) sich auf einem Kurs befindet, bei dem die die momentane Fahrspur (A) und Zielspur (B) begrenzende Fahrspurmarkierungen (C₂) gekreuzt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erkennung eines bevorstehenden Spurwechsels geprüft wird, ob der Fahrer einen Blinkgeber betätigt hat.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vorderseitige Umgebung (102) des Fahrzeugs (10) mit der Sensoranordnung (110) überwacht wird, um die Durchführbarkeit des Spurwechsel oder eines Überholmanövers zu analysieren.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zur Analysierung der Durchführbarkeit des Überholmanövers eine mögliche Einscherlücke (y) als Zielposition für das Überholmanöver identifiziert wird und berechnet wird, ob das Fahrzeug (10) in der Lage ist, noch vor einer möglichen Kollision mit einem Hindernis (60) auf der als Überholspur verwendeten Zielspur (B) in die Einscherlücke (y) einzuscheren.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrer aufgefordert wird, das Überholmanöver zu beenden, wenn dieses als nicht durchführbar beurteilt worden ist.
Fahrerassistenzsystem zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche, mit einem optischen Spurerkennungssystem (112) zum Erkennen von Fahrspuren (A, B) anhand von Fahrspurmarkierungen (C₁, C₂, C₃), einer Radar basierten Sensoranordnung (110) zur Detektion von Objekten (20, 30, 40) im Rückraum (100) und seitlichen Rückraum des Fahrzeugs (10), einer Auswerte- und Steuereinrichtung (130) zum Beurteilen, ob ein zu einer Verkehrsgefährdung führender Spurwechsel bevorsteht oder durchgeführt wird, und zum Bereitstellen von Unterstützungsmaßnahmen im Falle einer erkannten Verkehrsgefährdung, wobei die Auswerteeinrichtung (130) eingerichtet ist, eine Abschattung des Erfassungsbereichs (100) der Sensoranordnung (110) durch ein dem Fahrzeug (10) folgendes Objekt (20) zu erkennen und die Bereitstellung der Unterstützungsmaßnahmen in Abhängigkeit der Abschattung zu unterdrücken.