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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anzeige eines Betriebszustands
eines Fahrerassistenzsystems gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 sowie Fahrerassistenzsystem mit einer Anzeigevorrichtung
zur Durchführung
des Verfahrens.
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Aus
der
WO 2006/081936
A1 ist ein gattungsgemäßes Verfahren
bekannt, bei dem der Fahrer eines Fahrzeugs bei der Fahrzeugquerführung entlastet
wird, indem eine vom Fahrzeug befahrene Fahrspur erfasst wird und
bei einer ein bestimmtes Ausmaß überschreitenden
Abweichung des Fahrzeugs von der Fahrspur ein kurskorrigierender
Systemeingriff in eine Lenkeinrichtung des Fahrzeugs vorgenommen
wird.
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Des
Weiteren ist aus der
DE
199 19 644 C2 ein Fahrerassistenzsystem zur Unterstützung des Fahrers
eines Fahrzeugs bei der Fahrzeugquerführung bekannt, bei dem ein
dem Fahrzeug vorausfahrendes Fahrzeug als Führungsfahrzeug detektiert wird
und bei dem der Abstand zu dem Führungsfahrzeug
sowie dessen Richtungswinkel zu der Längsachse des Fahrzeugs oder
der laterale Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem Führungsfahrzeug
ermittelt werden, um aus diesen Daten ein Lenkstellsignal zu generieren,
durch das der Lenkwinkel des Fahrzeugs derart variiert wird, das
das Fahrzeug dem Führungsfahrzeug
möglichst
genau in dessen Bahn nachgeführt
wird. Diese Art der Fahrzeugführung
wird auch als Deichselregelung bezeichnet, da das Fahrzeug dem Führungsfahrzeug
folgt, als ob es mit diesem über
eine fiktive Deichsel verbunden wäre.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 anzugeben, das es dem Fahrer ermöglicht, eine
Information über
den aktuellen Betriebszustand des Fahrerassistenzsystems schnell
zu erfassen. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein
Fahrerassistenzsystem zur Unterstützung des Fahrers eines Fahrzeugs
bei der Querführung
des Fahrzeugs anzugeben, das den Fahrer in einer vom Fahrer schnell
erfassbaren Weise über
den aktuellen Betriebszustand des Fahrerassistenzsystems informiert.
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Die
Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Erfindungsgemäß wird der
Betriebszustand eines Fahrerassistenzsystems, das den Fahrer eines Fahrzeugs
bei der Fahrzeugquerführung
unterstützt und
das in einer fahrspurbezogenen Unterstützungsart betreibbar ist, in
der die Unterstützung
basierend auf einer erkannten Fahrspur erfolgt, dadurch angezeigt,
dass zwei Piktogramme, die jeweils eine linke bzw. rechte Fahrspurbegrenzung
der Fahrspur repräsentieren,
auf einer Anzeigevorrichtung des Fahrerassistenzsystems in einer
vom Betriebszustand des abhängigen
Darstellungsart angezeigt werden.
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Vorzugsweise
werden die Piktogramme der linken und rechten Fahrspurbegrenzung
in einer ersten Farbe angezeigt werden, wenn ein Betriebszustand
vorliegt, in dem das Fahrerassistenzsystem bei erkannter Fahrspur
in der fahrspurbezogenen Unterstützungsart
betrieben wird und wenn aufgrund der momentan gehaltenen Fahrspur
kein Systemeingriff zur Korrektur des Fahrkurses erforderlich ist
und vom Fahrerassistenzsystem daher auch kein kurskorrigierender
Systemeingriff durchgeführt
wird.
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Vorzugsweise
wird die Darstellungsart des Piktogramms der linken Fahrspurbegrenzung
oder des Piktogramms der rechten Fahrspurbegrenzung von einer Darstellungsart
in der ersten Farbe zu einer Darstellungsart in einer zweiten Farbe
gewechselt, wenn vom Fahrerassistenzsystem aufgrund einer Annäherung des
Fahrzeugs zur linken bzw. rechten Fahrspurbegrenzung der erkannten
Fahrspur ein kurskorrigierender Systemeingriff zur Mitte der Fahrspur
hin durchgeführt
wird.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird das Piktogramm
der linken oder rechten Fahrspurbegrenzung in einer in der zweiten
Farbe blinkenden Darstellungsart angezeigt, wenn das Fahrzeug im
Begriff ist, die erkannte Fahrspur über die linke bzw. rechte Fahrspurbegrenzung
zu verlassen.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens ist das Fahrerassistenzsystem
zusätzlich
in einer objektbezogenen Unterstützungsart
betreibbar, in der die Unterstützung
basierend auf einer als Objektspur ermittelten Bewegungsspur eines
dem Fahrzeug vorausfahrenden Führungsfahrzeug
erfolgt. Ein weiteres Piktogramm, das ein Fahrzeug in einer Heckansicht
darstellt, wird dann auf der Anzeigevorrichtung in einer ersten
Farbe angezeigt wird, wenn ein Betriebszustand vorliegt, in dem
das Fahrerassistenzsystem bei erkannter Objektspur in der objektbezogenen
Unterstützungsart
betrieben wird.
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Vorzugsweise
wird das Piktogramm des Fahrzeugs in einer in der ersten Farbe blinkenden Darstellungsart
angezeigt, wenn ein Betriebszustand vorliegt, in dem das Fahrerassistenzsystem
dem Fahrer einen Wechsel von der fahrspurbezogenen Unterstützungsart
zur objektbezogenen Unterstützungsart
anbietet und vom Fahrer eine Quittierungsaktion als Bestätigung für die Durchführung des Wechsels
erwartet wird.
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Vorzugsweise
ist das Fahrerassistenzsystem eingerichtet, den Abstand des Fahrzeugs
zu dem Führungsfahrzeug
zu regeln, wenn eine Abstandsregelfunktion von Fahrer aktiviert
worden ist, wobei zur Aktivierung der Abstandsregelfunktion Eingabemittel vorgesehen
sind, die gleichzeitig auch als Eingabemittel für die Quittierungsaktion fungieren.
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Vorzugsweise
wird das Piktogramm des Fahrzeugs in einer in einer zweiten Farbe
blinkenden Darstellungsart angezeigt, wenn ein Betriebszustand vorliegt,
in dem das Fahrerassistenzsystem einen Wechsel von der objektbezogenen
Unterstützungsart zur
spurbezogenen Unterstützungsart
vornimmt oder den Fahrer zur Übernahme
der Lenkaufgabe auffordert.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Fahrerassistenzsystem
in einer fusionierten Unterstützungsart
betreibbar, die einer Kombination der spurbezogenen und objektbezogenen
Unterstützungsart
entspricht, und in die Piktogramme der Fahrspurbegrenzungen entsprechend
der Darstellungsart in der fahrspurbezogenen Unterstützungsart angezeigt
werden und das Piktogramm des Fahrzeugs entsprechend der Darstellungsart
in der objektbezogenen Unterstützungsart
angezeigt wird.
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Ein
Fahrerassistenzsystems zur Unterstützung des Fahrers eines Fahrzeugs
bei der Fahrzeuquerführung,
umfasst eine Anzeigevorrichtung zur Anzeige von Piktogrammen der
linken und rechten Fahrspurbegrenzung und eines Piktogramms des Fahrzeugs
in einer vom Betriebszustand des Fahrerassistenzsystems abhängigen Darstellungsart.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme
auf die Figuren näher
beschrieben. Es zeigen:
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1:
ein vereinfachtes Blockdiagramm des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems,
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2:
eine Anzeigevorrichtung zur Anzeige des Betriebszustands des Fahrerassistenzsystems,
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3:
eine schematische Darstellung einer Verkehrssituation auf einer
Straße,
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4:
ein Diagramm zur Erläuterung
der Funktionsweise des Fahrerassistenzsystems.
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Gemäß 1 umfasst
ein erfindungsgemäßes Fahrerassistenzsystem
ein Fahrspurerkennungssystem 1, ein Objekterkennungssystem 2,
eine Steuereinrichtung 3, eine Lenkstelleinrichtung 4,
eine Mensch-Maschine-Schnittstelle 5, eine Sensoreinrichtung 6,
eine Motormomentstelleinrichtung 7 und eine Bremsmomentsstelleinrichtung 8.
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Das
Fahrspurerkennungssystem 1 arbeitet videobasiert und erkennt
anhand von Fahrspurmarkierungen, die als Fahrspurbegrenzungen auf
der vom Fahrzeug befahrenen Fahrbahn aufgebracht sind, den Fahrspurverlauf
der momentan befahrenen Fahrspur und erzeugt Spurdaten s1, die die
Lage des Fahrzeugs relativ zur Fahrspur repräsentieren und gibt diese an
die Steuereinrichtung 3 aus. Alternativ kann der Verlauf
der Fahrspur und die Lage des Fahrzeugs relativ zur Fahrspur auch
mit Hilfe von Magnetnägeln
ermittelt werden, die in Fahrbahn eingebracht sind und vom Fahrzeug
aus detektiert werden, oder mit Hilfe eines satellitengestützten Positionsbestimmungssystem
anhand von digitalen Kartendaten.
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Die
Objekterfassungseinheit 2 tastet das vordere Umfeld des
Fahrzeugs mit einem Radar- oder Laserstrahl ab, um Objekte vor dem
Fahrzeug zu Erkennen und um deren Position relativ zum Fahrzeug zu
ermitteln und gibt entsprechende Objektdaten s2 and die Steuereinrichtung 3 aus.
Selbstverständlich ist
es denkbar, die Objekterfassung auch videobasiert mit dem Fahrspurerkennungssystem 1 vorzunehmen.
Des Weiteren besteht die Möglichkeit
die Objektdaten durch eine Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikation zu ermitteln, beispielsweise
basierend auf Positionsdaten eines dem Fahrzeug vorausfahrenden
Fahrzeugs, die von diesem ermittelt über eine Funkverbindung ausgesendet
werden.
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Die
Senoreinrichtung 6 erfasst den aktuellen Fahrzustand des
Fahrzeugs, einschließlich
dessen Fahrgeschwindigkeit und liefert entsprechende Zustandsdaten
s6 an die Steuereinrichtung 3.
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Die
Steuereinrichtung 3 ist eingerichtet, eine Querführungsunterstützungsfunktion
und eine Abstandsregelfunktion zu erfüllen. Die Querführungsunterstützungsfunktion
hat dabei die Aufgabe, den Fahrer bei der Fahrzeugquerführung zu
unterstützen.
Die Unterstützung
kann dabei in einer fahrspurbezogenen Unerstützungsart nach Maßgabe des
Verlaufs der erkannten momentanen Fahrspur erfolgen, in einer objektbezogenen
Unterstützungsart
nach Maßgabe
einer Objektspur, die der Bewegungsspur eines dem Fahrzeug vorausfahrenden
Führungsfahrzeugs entspricht,
erfolgen oder in einer fusionierten Unterstützungsart erfolgen, die einer
Kombination der fahrspurbezogenen und objektbezogenen Unterstützungsart
entspricht. Voraussetzung für
die Verfügbarkeit
der Querführungsunterstützungsfunktion
ist daher, dass die Fahrspur erkannt wird oder zumindest ein dem
Fahrzeug vorausfahrendes Führungsfahrzeug
vorhanden ist und als Objekt erkannt wird, d. h. es müssen Spurdaten
s1 bzw. Objektdaten s2 verfügbar
sein. Die Abstandsregelfunktion ist eine Längsregelfunktion, die die Aufgabe
hat, den Abstand zu dem erkannten vorausfahrenden Führungsfahrzeug
zu regeln. Voraussetzung für
die Verfügbarkeit
der Abstandsregelfunktion ist, dass das hierzu benötigte Führungsfahrzeug
vorhanden ist und erkannt wird.
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Die
Steuereinrichtung 3 steuert zur Erfüllung der Querführungsunterstützungsfunktion
eine Lenkstelleinrichtung 4 an. Diese variiert in Abhängigkeit eines
von der Steuereinrichtung 3 als Lenkanweisung ausgegebenen
Lenkstellsignals s4 den Lenkwinkel an den lenkbaren Rädern des
Fahrzeugs und bewirkt somit eine den Fahrer unterstützende Querführung des
Fahrzeugs. Das Lenkstellsignal s4 entspricht dabei einem Zusatzlenkmoment
und/oder einem Zusatzlenkwinkel, das bzw. der einem vom Fahrer durch
eine Lenkradbetätigung
vorgegebenen Lenkmoment oder Lenkwinkel additiv überlagert wird. Die Lenkstelleinrichtung 4 ist vorteilhafterweise als
Lenkmomentsteller ausgeführt,
so dass dem Fahrer in einer ersten Eskalationsstufe eine haptische Rückmeldung
am Lenkrad gegeben wird, durch die er angewiesen wird, die Lenkaufgabe
wahrzunehmen. Die Lenkanweisung kann in einer zweiten Eskalationsstufe
eine additiv zum Zusatzlenkmoment aufgebrachte haptische Rückmeldung
in Form von einer Vibration am Lenkrad des Fahrzeugs bewirken.
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Zur
Erfüllung
der Abstandsregelfunktion steuert die Steuereinrichtung 3 über ein
Motormomentstellsignal s7 und ein Bremsmomentstellsignal s8 die
Motormomentstelleinrichtung 7 und die Bremsmomentsstelleinrichtung 8 an,
um durch Variation des Antriebs- und/oder Bremsmoments den Abstand
zu dem erkannten vorausfahrenden Führungsfahrzeug zu regeln.
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Die
Mensch-Maschine-Schnittstelle 5 hat die Aufgabe, dem Fahrer
die Möglichkeit
zu geben, die Querführungsunterstützungsfunktion
und die Abstandsregelfunktion zu aktivieren oder zu deaktivieren
und den Fahrer über
den momentanen Betriebszustand des Fahrerassistenzsystems zu informieren. Die
Mensch-Maschine-Schnittstelle 5 kommuniziert hierzu über Schnittstellendaten
s5 mit der Steuereinrichtung 3.
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Die
Mensch-Maschine-Schnittstelle 5 weist in der Figur nicht
gezeigte Eingabemittel zur Aktivierung der Abstandsregelfunktion
auf. Die Eingabemittel können
insbesondere als ein Multifunktionsbedienhebel ausgeführt sein,
der zur Aktivierung der Abstandsregelfunktion in eine bestimmte
Richtung ausgelenkt werden muss. Falls die Abstandsregelfunktion
den Abstand zum Führungsfahrzeug
auch im niederen Geschwindigkeitsbereich bis zum Stillstand regelt,
ist es empfehlenswert, die Abstandsregelfunktion nach einem Stillstand
zu unterbrechen erst nach einer erneuten fahrerseitigen Aktivierungsbetätigung wieder
zu aktivieren. Diese erneute fahrerseitige Aktivierungsbetätigung kann
darin bestehen, dass der Fahrer den Multifunktionshebel erneut betätigt oder
dass er das Fahrpedal des Fahrzeugs betätigt. Das Fahrpedal fungiert
somit ebenfalls als Eingabemittel zur Aktivierung der Abstandsregelfunktion,
sofern letztere aufgrund eines Stillstand unterbrochen worden ist.
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Die
Mensch-Maschine-Schnittstelle 5 weist eine Anzeigeeinrichtung 50 auf, über die
der Fahrer über
den aktuellen Betriebzustand des Fahrerassistenzsystems informiert
wird.
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Gemäß 2 weist
die beispielsweise als LCD-Bildschirm ausgeführte Anzeigevorrichtung 50 ein
Bildfeld 51a auf, auf dem ein erstes Piktogramm 511,
ein zweites Piktogramm 51r und ein drittes Piktogramm 510 angezeigt
werden können.
Das erste Piktogramm 511 hat die Form eines schräg stehenden
Balkens und symbolisiert die linke Fahrspurbegrenzung der vom Fahrzeug
befahrenen Fahrspur. Das zweite Piktogramm 51r hat ebenfalls
die Form eines schräg
stehenden Balkens und symbolisiert die rechte Fahrspurbegrenzung
der vom Fahrzeug befahrenen Fahrspur. Das erste und zweite Piktogramm
werden in Abhängigkeit
des Betriebszustands des Fahrerassistenzsystems jeweils entweder
in einer ersten Farbe, beispielsweise in weiß, in einer zweiten Farbe,
beispielsweise in gelb, oder in einer in der zweiten Farbe blinkenden
Darstellungsart angezeigt. Das dritte Piktogramm stellt ein Fahrzeug
in einer Ansicht von hinten dar und symbolisiert ein dem Fahrzeug
vorausfahrendes Führungsfahrzeug.
Es wird auf der Anzeigevorrichtung 50 in einer Position
zwischen dem ersten und zweiten Piktogramm 511, 51r eingeblendet
und entsprechend dem Betriebszustand des Fahrerassistenzsystems
entweder in der ersten Farbe oder in einer in der ersten Farbe blinkenden
Darstellungsart oder in einer in der zweiten Farbe blinkenden Darstellungsart
angezeigt.
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Die
Anzeigevorrichtung 50 weist weiterhin ein Textfeld 52 zur
Einblendung von Textnachrichten 53a, 53b, 54a, 54b, 55a, 55c auf.
Die Textnachricht 53a stellt ein Kürzel für die Querführungsunterstützungsfunktion
dar, beispielsweise „ALS" als Abkürzung für „Advanced
Lateral Support".
Sie wird eingeblendet, wenn die Querführungsunterstützungsfunktion
aktiviert ist. Die Textnachricht 55a „off" wird für eine vorgebbare Zeit gleichzeitig
mit der Textnachricht 53a eingeblendet, wenn die Querführungsunterstützungsfunktion
deaktiviert wird. Die Textnachricht 54a „passiv" wird zusammen mit
der Textnachricht 53a „ALS" eingeblendet, wenn die Querführungsunterstützungsfunktion
zwar aktiviert worden ist und somit betriebsbereit ist, aber momentan
keine Unterstützung
anbieten kann, da eine Sollspur, der das Fahrzeug nachgeführt werden
soll, momentan nicht bestimmt werden kann, weil beispielsweise keine Spurmarkierungen
auf der Fahrbahn aufgebracht sind oder weil kein dem Fahrzeug vorausfahrendes Führungsfahrzeug
vorhanden ist. Die Textnachricht 53b stellt ein Kürzel für die objektbasierte
Unterstützungsart
dar, beispielsweise „LOF" als Abkürzung für „Lateral
Object Following".
Sie wird eingeblendet, wenn das Fahrerassistenzsystem in der objektbasierten
Unterstützungsart
betrieben wird. Die Textnachricht 55b „off" wird für eine vorgebbare Zeit gleichzeitig
mit der Textnachricht 53b eingeblendet, wenn die objektbasierte
Unterstützungsart
deaktiviert wird. Die Textnachricht 54b „passiv" wird zusammen mit
der Textnachricht 53b eingeblendet, wenn die objektbasierte
Unterstützungsart
zwar aktiviert worden ist und somit betriebsbereit ist, aber momentan
keine Unterstützung
angeboten werden kann, weil ein hierzu benötigtes Führungsfahrzeug nicht vorhanden
ist und eine objektbasierte Sollspur somit nicht bestimmt werden
kann.
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Die
Funktionsweise des Fahrerassistenzsystems wird nachfolgend anhand
der 3, die eine typische Verkehrssituation auf einer
Straße
zeigt, näher
beschrieben.
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Gemäß 3 fährt das
mit dem erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystem
ausgestattete Fahrzeug 10 auf einer Straße in einer
momentanen Fahrspur 30 und folgt dabei einem in der gleichen Fahrspur 30 vorausfahrenden
Führungsfahrzeug 20. Auf
der Fahrbahn der Straße
sind Spurmarkierungen als Fahrspurbegrenzungen 31, 32 aufgebracht.
Eine Linie 37 stellt eine nachfolgend als Objektspur bezeichnete
Bewegungsspur des Führungsfahrzeugs 20 dar,
eine weitere Linie 33 stellt eine in der Mitte der Fahrspur 30 liegende
Spurlinie dar und zwei weitere Linien 35, 36 bezeichnen
Grenzen eines innerhalb der Fahrspur 30 liegenden Toleranzbereichs 34,
der in Abhängigkeit
des Verlaufs der Fahrspurbegrenzungen 31, 32 oder
der Objektspur 37 festgelegt wird und dessen Breite B in
Abhängigkeit
der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 10 variiert werden kann.
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Der
Toleranzbereich 34 stellt eine Sollspur dar, d. h. einen
Bereich in dem das Fahrzeug 10 fahren soll. In diesem Bereich
fährt der
Fahrer manuell ohne Querführungsunterstützung. Eine
Querführungsunterstützung wird
von der Querführungsunterstützungsfunktion
der Steuereinrichtung 3 grundsätzlich erst angeboten, wenn
das Fahrzeug 10 den Toleranzbereich 34 verlässt. Dem
Fahrer wird somit eine Unterstützung
mit geringem Automatisierungsgrad angeboten, d. h. er muss mitlenken
und kann die Lenkaufgabe nicht vollständig dem Fahrerassistenzsystem überlassen.
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Die
angebotene Unterstützung
besteht in der ersten Eskalationsstufe darin, dass beim Verlassen des
Toleranzbereichs die als Zusatzlenkmoment und/oder Zusatzlenkwinkel
generierte Lenkanweisung, der Lenkmomentstelleinrichtung 4 als
Lenkstellsignal s4 zugeführt
wird und ein vom Fahrer als haptische Rückmeldung am Lenkrad fühlbares
und jederzeit überbrückbares
kurskorrigierendes Lenkmoment bewirkt, durch das das Fahrzeug zurück in den
Toleranzbereich 34 geführt
wird. Das kurskorrigierende Lenkmoment wird dabei mit zunehmender Abweichung
vom Toleranzbereich 34 erhöht. Wenn die Abweichung einen
bestimmten Wert überschreitet,
wird in der zweiten Eskalationsstufe durch die Lenkanweisung eine
Vibration am Lenkrad des Fahrzeugs 10 bewirkt, um den Fahrer
durch diese weitere haptische Rückmeldung
aufzufordern, manuell nachzulenken. Bei einer noch höheren Abweichung
wird in einer dritten Eskalationsstufe als weitere Unterstützungsmaßnahme eine
optische und/oder akustische Warnung über die Mensch-Maschine-Schnittstelle 5 an
den Fahrer ausgegeben werden. Optional kann in der dritten Eskalationsstufe
eine kurskorrigierende Wirkung auch über einen Einzelradbremseingriff
erzielt werden, durch den einzelne Räder des Fahrzeugs gezielt abgebremst
werden.
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Das
Fahrerassistenzsystem kann, wie bereits erwähnt, bei aktivierter Querführungsunterstützungsfunktion
in mehreren Querführungsbetriebsarten
betrieben werden, nämlich
in der reinen fahrspurbezogenen Unterstützungsart, in der reinen objektbezogenen
Unterstützungsart
und in der fusionierten Unterstützungsart.
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Bei
der reinen fahrspurbezogenen Unterstützungsart werden die den Verlauf
der Fahrspur 30 repräsentierenden
Spurdaten s1 herangezogen, um die Sollspur für die Querführung des Fahrzeugs zu bestimmen.
Die Objektdaten s2 des Führungsfahrzeugs 20 bleiben
hierbei unberücksichtigt.
Die Erkennung der Fahrspur 30 ist demnach Voraussetzung
für den
Betrieb in der fahrspurbezogenen Unterstützungsart.
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In
dieser Unterstützungsart
generiert die Steuereinrichtung 3 anhand der Spurdaten
s1 ein von den Objektdaten s2 unabhängiges spurdatenbasiertes Lenkstellsignal
Ms, das als Lenkstellsignal s4 der Lenkstelleinrichtung 4 zugeführt wird,
um am Fahrzeug 10 eine kurskorrigierende Wirkung entsprechend
dem durch das spurdatenbasierte Lenkstellsignal Ms vorgegebenen
Zusatzlenkmoment und/oder Zusatzlenkwinkel zu erzielen. Ein kurskorrigierender Systemeingriff
in eine Lenkeinrichtung des Fahrzeugs 10 wird von der Lenkstelleinrichtung 4 erst dann
durchgeführt,
wenn das Fahrzeug 10 den Toleranzbereich 34 verlässt.
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Bei
der reinen objektbasierten Unterstützungsart werden die den Verlauf
der Objektspur 37 repräsentierenden
Objektdaten s2 herangezogen, um die Sollspur für die Querführung des Fahrzeugs 10 zu
bestimmen. Die Objektspur 37 wird somit wie eine fiktive
Spur behandelt, entlang der das Fahrzeug 10 geführt werden
soll. Der Verlauf der Fahrspur 30 bleibt hierbei unberücksichtigt.
Voraussetzung für den
Betrieb in der objektbasierten Unterstützungsart ist jedoch, dass
erkannt wurde, dass das dem Fahrzeug 10 vorausfahrende
Führungsfahrzeug 20 sich unmittelbar
vor der Aktivierung der objektbasierten Unterstützungsart während einer Mindestzeitdauer von
beispielsweise 2 Sekunden in der Fahrspur 30 befunden hat.
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In
der objektbasierten Unterstützungsart
generiert die Steuereinrichtung 3 anhand der Objektdaten
s2 ein von den Spurdaten s1 unabhängiges objektdatenbasiertes
Lenkstellsignal Mo, das als Lenkstellsignal s4 der Lenkstelleinrichtung 4 zugeführt wird,
um am Fahrzeug 10 eine kurskorrigierende Wirkung entsprechend
dem durch das objektdatenbasierte Lenkstellsignal Mo vorgegebenen
Zusatzlenkmoment und/oder Zusatzlenkwinkel zu erzielen.
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Die
fusionierte Unterstützungsart
entspricht einer Kombination der reinen fahrspurbezogenen Unterstützungsart
und der reinen objektbezogenen Unterstützungsart zu einer Unterstützungsart,
bei der über
vorgebbare Priorisierungsmaße
Ps, Po festgelegt wird, in welchem Verhältnis zueinander die fahrspurbezogene
und die objektbezogene Unterstützungsart
einen Beitrag zur fusionierten Unterstützungsart liefern sollen. Demnach
werden bei der fusionierten Unterstützungsart sowohl Spurdaten
s1 als auch Objektdaten s2 berücksichtigt.
Voraussetzung für
den Betrieb in der fusionierten Unterstützungsart ist daher, dass die
Fahrspur 30 erkannt wird und dass das Führungsfahrzeug 20 als
in der Fahrspur 30 fahrend erkannt wird.
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In
der fusionierten Unterstützungsart
generiert die Steuereinrichtung 3 anhand der Spurdaten s1
und der Objektdaten s2 jeweils auf die gleiche Weise wie in der
reinen spurbasierten bzw. objektbasierten Unterstützungsart
ein spurdatenbasiertes bzw. objektdatenbasiertes Lenkstellsignal
Ms bzw. Mo und kombiniert diese beiden Lenkstellsignale Ms, Mo zu
einem fusionierten Lenkstellsignal Mf, das als Lenkstellsignal s4
der Lenkstelleinrichtung 4 zugeführt wird, um am Fahrzeug 10 eine
kurskorrigierende Wirkung entsprechend dem durch das fusionierte Lenkstellsignal
Mf vorgegebenen Zusatzlenkmoment und/oder Zusatzlenkwinkel zu erzielen.
Die Berechnung des fusionierten Lenkmoments Mf erfolgt gemäß der Gleichung: Mf = Po·Mo
+ Ps·Ms,wobei
Mo und Ms das objektdatenbasierte bzw. spurdatenbasierte Lenkstellsignal
bezeichnen und Po und Ps die vorgebbaren Priorisierungsmaße bezeichnen.
Die Fusionierung erfolgt somit auf der Ausgangsseite der Steuereinrichtung 3.
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Alternativ
kann die Fusionierung auch auf der Eingangsseite der Steuereinrichtung 3 vorgenommen
werden, was dadurch erreicht wird, dass die Objektspur 37 und
die Spurlinie 33 zu einer fiktiven Ersatzspur fusioniert
werden, deren Lage in Abhängigkeit
der Priorisierungsmaße
zwischen der Objektspur 37 und der Spurlinie 33 hin
und her verschoben werden kann, und dass diese fiktive Ersatzspur
als Sollspur der Ermittlung der Lenkanweisung zugrunde gelegt wird.
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Die
von der Steuereinrichtung 3 bereitgestellte Querführungsunterstützungsfunktion
ist über den
gesamten Geschwindigkeitsbereich des Fahrzeugs 10 verfügbar, wobei
die Steuereinrichtung 3 in Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit
des Fahrzeugs 10 und des Fahrerwunsches eine der oben genannten
Unterstützungsarten
als Querführungsbetriebsart
festlegt, nach der die Unterstützung
erfolgen soll. Wenn die Voraussetzungen für den Betrieb in der festgelegten
Unterstützungsart
nicht erfüllt
sind, weil beispielsweise die Fahrspur 30 aufgrund von fehlenden
Spurmarkierungen 31, 32 nicht erkennbar ist oder
weil das erforderliche Führungsfahrzeug 20 nicht
vorhanden ist, wird die Steuereinrichtung 3 in einen Passivzustand
geschaltet und es wird gewartet bis die Voraussetzungen wieder erfüllt. Sind
die Voraussetzungen wieder erfüllt,
erfolgt eine automatische Umschaltung vom Passivzustand in die jeweilige Unterstützungsart.
Im Passivzustand werdendem Fahrer keine unterstützenden Maßnahmen angeboten. Der Fahrer
wird daher über
die Umschaltung in den Passivzustand durch die auf der Anzeigevorrichtung 50 ausgegebenen
Textnachrichten 54a, 54b informiert.
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Der
Fahrer kann auf der Anzeigevorrichtung 50 ein Eingabemenü aufrufen, über das
er festlegen kann, ob die Querführungsunterstützungsfunktion
in einem einfachen Betriebsmodus oder in einem erweiterten Betriebsmodus
betrieben werden soll. Im einfachen Betriebsmodus erfolgt die Unterstützung in der
reinen fahrspurbezogenen Unterstützungsart, während sie
im erweiterten Betriebsmodus sowohl in der fahrspurbezogenen Unterstützungsart,
als auch in der objektbezogenen Unterstützungsart oder in der fusionierten
Unterstützungsart
erfolgen kann. Der Fahrer kann in einem weiteren Eingabemenü als Option
festlegen, ob im erweiterten Betriebsmodus eine Umschaltung von
der fahrspurbezogenen Unterstützungsart
zur objektbasierten Unterstützungsart
automatisch erfolgen soll, wenn eine bestimmte Umschaltbedingung
erfüllt
ist, oder ob er zunächst über die
Erfüllung
der Umschaltbedingung informiert werden soll und die Umschaltung
erst als Reaktion auf eine fahrerseitige Quittierungsaktion erfolgen
soll. Die fahrerseitige Quittierungsaktion ist vorteilhafterweise
ein Bewegungsablauf, der identisch ist mit einem Bewegungsablauf,
durch den der Fahrer die Abstandsregelfunktion aktiviert. Die Eingabemittel
zur Aktivierung der Abstandsregelfunktion fungieren somit auch als
Eingabemittel für
die Quittierungsaktion. Die vorgegebene Umschaltbedingung umfasst
kumulativ die Bedingungen, dass ein dem Fahrzeug vorausfahrendes
Führungsfahrzeug
erkannt worden ist, dass die Abstandsregelfunktion aktiv ist und
das erkannte Führungsfahrzeug
als Regelziel verwendet und dass die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs
einen vorgegebenen unteren Geschwindigkeitsgrenzwert unterschreitet.
Die vorgegebene Umschaltbedingung ist demnach erfüllt, sobald
die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs den unteren Geschwindigkeitsgrenzwert
bei gleichzeitig aktiver Abstandsregelfunktion unterschreitet oder
sobald die Abstandsregelfunktion im Geschwindigkeitsbereich unterhalb des
unteren Geschwindigkeitsgrenzwerts aktiviert wird. Die Aktivierung
der Abstandsregelfunktion im Geschwindigkeitsbereich unterhalb der
unteren Grenzgeschwindigkeitsgrenze stellt dabei gleichzeitig die
fahrerseitige Quittierungsaktion dar, durch die der Fahrer bestätigt, dass
eine Umschaltung erfolgen soll.
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Die
Steuereinrichtung 3 legt die Querführungsbetriebsart in Abhängigkeit
des gewählten
Betriebsmodus fest.
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Im
einfachen Betriebsmodus wird die fahrspurbasierte Unterstützungsart
als Querführungsbetriebsart
festgelegt, sofern die hierzu benötigte Fahrspur 30 erkannt
worden ist.
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Im
erweiterten Betriebsmodus legt die Steuereinrichtung 3 die
Querführungsbetriebsart
wie folgt fest:
In einem hohen Fahrgeschwindigkeitsbereich,
d. h. bei einer Fahrgeschwindigkeit oberhalb eines oberen Geschwindigkeitsgrenzwerts
vo von beispielsweise 60 km/h wird die fahrspurbasierte Unterstützungsart als
Querführungsbetriebsart
festgelegt, sofern die Voraussetzungen für diese Betriebsart erfüllt sind. Bei
einem Ausfall der Fahrspurerkennung, beispielsweise aufgrund von
nicht vorhandenen Fahrspurmarkierungen 31, 32 oder
aufgrund von Erkennungsproblemen, wird auf die objektbasierte Unterstützungsart
umgeschaltet, sofern die Voraussetzungen für diese Betriebsart erfüllt sind.
Ansonsten erfolgt eine Umschaltung in den Passivzustand. Wenn die
Voraussetzungen für
den Betrieb in der fahrspurbasierten Unterstützungsart spätestens
nach Ablauf einer vorgegebenen Grenzzeit von beispielsweise 2 Sekunden
seit der Umschaltung in die objektbasierte Unterstützungsart
wieder erfüllt
sind, erfolgt eine Umschaltung zurück in die fahrspurbasierte
Unterstützungsart,
ansonsten erfolgt eine Umschaltung in den Passivzustand.
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Im
hohen Fahrgeschwindigkeitsbereich wird die Unterstützung demnach
gemäß der fahrspurbasierten
Unterstützungsart
angeboten, wobei lediglich kurzeitige Ausfälle der Fahrspurerkennung durch
die objektbasierte Unterstützungsart überbrückt werden und
bei länger
andauernden Ausfällen
eine Umschaltung in den Passivzustand vorgenommen wird. Die Unterstützung erfolgt
hierbei mit geringem Automatisierungsgrad, so dass der Fahrer selbst
noch mitlenken muss und die Lenkaufgabe nicht vollständig dem Fahrerassistenzsystem übertragen
kann.
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In
einem niederen Fahrgeschwindigkeitsbereich, d. h. bei einer Fahrgeschwindigkeit
unterhalb eines unteren Geschwindigkeitsgrenzwerts vu von beispielsweise
30 km/h erfolgt die Unterstützung
in der gleichen Weise wie im hohen Fahrgeschwindigkeitsbereich,
sofern die Abstandsregelfunktion nicht aktiv ist. Falls hingegen
die erwähnten
vorgegebenen Umschaltbedingungen erfüllt sind, d. h. falls die Abstandsregelfunktion
beim Unterschreiten der unteren Geschwindigkeitsgrenze vu aktiv
ist oder im niederen Fahrgeschwindigkeitsbereich aktiviert wird,
was voraussetzt, dass Führungsfahrzeug
20 vorhanden
ist und auch erkannt worden ist, wird entsprechend der vom Fahrer
vorab gewählten
Option die objektbasierte Unterstützungsart entweder automatisch
als Querführungsbetriebsart
festgelegt oder in Antwort auf die erwähnte fahrerseitige Quittierungsaktion,
nachdem der Fahrer über
die Erfüllung
der vorgegebenen Umschaltbedingungen informiert worden ist. Die
Unterstützung
erfolgt in der objektbasierten Unterstützungsart mit einem hohen Automatisierungsgrad,
so dass das Fahrzeug
10 in seiner Längs- und Querbewegung dem Führungsfahrzeug
20 geregelt
nachgeführt
wird und der Fahrer die Längs-
und Querführung des
Fahrzeugs
10 dem Fahrerassistenzsystem nahezu vollständig übertragen
kann. Die Querbewegung des Fahrzeugs
10 kann dabei mit
einem herkömmlichen
Spurregler unter Verwendung der Objektspur
37 als Führungsgröße oder
mit einem Deichselregler gemäß der eingangs
genannten
DE 199 19 644
C2 geregelt werden.
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Falls
die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 10 ausgehend vom
niederen Fahrgeschwindigkeitsbereich zum hohen Fahrgeschwindigkeitsbereich
ansteigt oder umgekehrt ausgehend vom hohen Fahrgeschwindigkeitsbereich
zum niederen Fahrgeschwindigkeitsbereich abfällt, dann kann der Fall auftreten,
dass für
die beiden Fahrgeschwindigkeitsbereiche unterschiedliche Unterstützungsarten als
Querführungsbetriebsart
festzulegen sind, so dass eine Überführung der
einen Unterstützungsart in
die andere erforderlich ist.
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Eine
solche Überführung wird
in dem zwischen dem hohen und niederen Fahrgeschwindigkeitsbereich
liegenden Geschwindigkeitsübergangsbereich
wie folgt vorgenommen: Wenn die Abstandsregelfunktion nicht aktiv
ist, wird die Querführungsbetriebsart
im hohen und niederen Fahrgeschwindigkeitsbereich in der gleichen
Weise festgelegt und wird daher auch im Geschwindigkeitsübergangsbereich
in der gleichen Weise wie im hohen Fahrgeschwindigkeitsbereich festgelegt.
Man erhält
somit über
den gesamten Geschwindigkeitsbereich die gleiche Unterstützungsart.
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Wenn
Abstandsregelfunktion hingegen aktiv ist oder aktiviert wird, unterscheiden
sich die im niederen und hohen Fahrgeschwindigkeitsbereich festzulegende
Querführungsbetriebsarten
voneinander. Im Geschwindigkeitsübergangsbereich
ist es daher erforderlich, die objektbasierte und spurbasierte Unterstützungsart
miteinander derart zu kombinieren, dass die eine in die andere übergeführt werden
kann. Dies wird dadurch erreicht, dass die fusionierte Unterstützungsart
als Querführungsbetriebsart
festgelegt wird, und dass die Priorisierungsmaße Po, Ps in Abhängigkeit
der Fahrgeschwindigkeit v des Fahrzeugs 10 wie in 3 dargestellt
variiert werden, um eine kontinuierliche Überführung der einen Unterstützungsart
in die andere zu erreichen.
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Gemäß 4 wird
in dem unterhalb des unteren Geschwindigkeitsgrenzwerts vu liegenden
niederen Fahrgeschwindigkeitsbereich das dem objektbasierten Lenkmoment
Mo zugeordnete Priorisierungsmaß Po
auf einen Maximalwert, beispielsweise auf 100%, gesetzt und das
dem spurbasierten Lenkmoment Ms zugeordnete Priorisierungsmaß Ps auf den
Wert Null gesetzt. Damit erhält
man im niederen Fahrgeschwindigkeitsbereich eine vollständige Domination
der objektbasierten Unterstützungsart
gegenüber
der spurbasierten Unterstützungsart,
so dass die Spurdaten s1 keinen Beitrag zur Querführungsunterstützung leisten
können.
Entsprechend wird in dem hohen Fahrgeschwindigkeitsbereich oberhalb
des oberen Geschwindigkeitsgrenzwerts vo das dem objektbasierten
Lenkmoment Mo zugeordnete Priorisierungsmaß Po auf den Wert Null gesetzt und
das dem spurbasierten Lenkmoment Ms zugeordnete Priorisierungsmaß Ps auf
einen Maximalwert, beispielsweise auf 100%, gesetzt. Damit erhält man im
hohen Fahrgeschwindigkeitsbereich eine vollständige Domination der spurbasierten
Unterstützungsart
gegenüber
der objektbasierten Unterstützungsart,
so dass die Objektdaten s2 keinen Beitrag zur Querführungsunterstützung leisten
können.
Ausgehend vom niederen Fahrgeschwindigkeitsbereich wird mit zunehmender
Fahrgeschwindigkeit v ab Überschreitung
des unteren Geschwindigkeitsgrenzwerts vu das Priorisierungsmaß Po kontinuierlich
derart verringert, dass es beim oberen Geschwindigkeitsgrenzwert
vo den Wert Null erreicht. Das Priorisierungsmaß Ps wird im gleichen Maße vom Wert Null
auf den Maximalwert erhöht.
Damit wird in dem Geschwindigkeitsübergangsbereich zwischen den beiden
Geschwindigkeitsgrenzwerten vu, vo eine kontinuierliche Verlagerung
des Schwerpunkts der fusionierten Unterstützungsart von der reinen objektbasierten
Unterstützungsart
zu der reinen spurbasierten Unterstützungsart erreicht.
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Wie
bereits ausgeführt
erfolgt die Querführungsunterstützung im
niederen Fahrgeschwindigkeitsbereich mit hohem Automatisierungsgrad,
wenn die Abstandsregelfunktion aktiv ist, und im hohen Fahrgeschwindigkeitsbereich
mit geringem Automatisierungsgrad. Im Geschwindigkeitsübergangsbereich
wird der Automatisierungsgrad daher mit zunehmender Geschwindigkeit
bis auf den im hohen Fahrgeschwindigkeitsbereich geltenden Automatisierungsgrad
reduziert, so dass der Fahrer mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit
zunehmend mehr Lenkkorrekturen bei der Fahrzeugquerführung durchzuführen hat.
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Beim
Betrieb des Fahrerassistenzsystems in der fahrspurbasierten Unterstützungsart
werden auf der Anzeigevorrichtung 50 die beiden, die linke
und rechte Fahrspurbegrenzung 32, 31 symbolisierenden Piktogramme 511, 51r eingeblendet.
Hierdurch erhält der
Fahrer eine Information darüber,
dass die Fahrspur 30 erkannt worden ist und die Unterstützung momentan
in der fahrspurbasierte Unterstützungsart erfolgt.
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Die
Einblendung der Piktogramme 511, 51r erfolgt in
der ersten Farbe, wenn das Fahrzeug 10 sich innerhalb des
Toleranzbereichs 34 befindet, und somit kein kurskorrigierender
Systemeingriff durchgeführt
werden muss. Die Einblendfarbe des die linke Fahrspurbegrenzung 32 symbolisierenden
linken Piktogramms 511 bleibt unverändert, wenn dass Fahrzeug 10 den
Toleranzbereich 35 nach rechts über die rechte Grenze 35 verlässt. Entsprechend bleibt
die Einblendfarbe des die rechte Fahrspurbegrenzung 31 symbolisierenden
rechten Piktogramms 51r unverändert, wenn das Fahrzeug den
Toleranzbereich 34 nach link über die linke Grenze 36 verlässt. Die
Einblendfarbe des linken Piktogramms 511 bzw. wird hingegen
in die zweite Farbe gewechselt, wenn das Fahrzeug 10 sich
zwar weiterhin in der Fahrspur 30 befindet, den Toleranzbereich 34 aber über die
linke Grenze 36 des Toleranzbereichs 34 verlässt und
infolgedessen ein kurskorrigierender Systemeingriff über die
Lenkstelleinrichtung 4 durchgeführt wird, um das Fahrzeug 10 zurück in den
Toleranzbereich 34 zu bringen. Entsprechend wird die Einblendfarbe
des rechten Piktogramms 51r in die zweite Farbe gewechselt,
wenn das Fahrzeug 10 sich in der Fahrspur 30 befindet,
den Toleranzbereich 34 aber über die rechte Grenze 3 des
Toleranzbereichs 34 verlässt und infolgedessen ein kurskorrigierender
Systemeingriff über
die Lenkstelleinrichtung 4 durchgeführt wird, um das Fahrzeug 10 zurück in den Toleranzbereich 34 zu
bringen. Wenn das Fahrzeug 10 nach dem Verlassen des Toleranzbandes 34 die linken
Fahrspurbegrenzung 32 erreicht hat und somit im Begriff
ist, die Fahrspur 30 über
die linke Fahrspurbegrenzung 32 zu verlassen, wird weiterhin
ein kurskorrigierender Systemeingriff durchgeführt und gleichzeitig die Darstellungsart
des linken Piktogramms 511 von der stationären Anzeige
in der zweiten Farbe in eine in der zweiten Farbe blinkenden Darstellungsart
gewechselt. Entsprechend wird die Darstellungsart des rechten Piktogramms 51r von der
stationären
Anzeige in der zweiten Farbe in eine in der zweiten Farbe blinkenden
Darstellungsart geändert,
wenn das Fahrzeug 10 nach dem Verlassen des Toleranzbandes 34 die
rechte Fahrspurbegrenzung 31 erreicht hat und somit im
Begriff ist, die Fahrspur 30 über die rechte Fahrspurbegrenzung 31 zu verlassen,
und weiterhin ein kurskorrigierender Systemeingriff durchgeführt wird.
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Diese
Art der Fahrerinformation gilt sowohl für den einfachen Betriebsmodus
als auch für
den erweiterten Betriebsmodus, sofern in letzterem die Unterstützung zumindest
teilweise auf der erkannten Fahrspur 30 beruht, d. h. sofern
das Fahrerassistenzsystem in der reinen fahrspurbezogenen Unterstützungsart
oder in der fusionierten Unterstützungsart betrieben
wird.
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Im
erweiterten Betriebmodus wird beim Betrieb des Fahrerassistenzsystems
in der reinen objektbezogenen Unterstützungsart auf der Anzeigevorrichtung 50 das
das Führungsfahrzeug 20 symbolisierende
Piktogramm 510 angezeigt. Die Piktogramme 511, 51r bleiben
ausgeblendet. Die Anzeige erfolgt in der ersten Farbe. Der Fahrer
erhält
hierdurch eine Information darüber,
dass das Führungsfahrzeug 20 erkannt worden
ist und dass die Unterstützung
momentan in der die objektbasierte Unterstützungsart erfolgt.
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Bei
einem Objektverlust wird das Piktogramm 510 des Führungsfahrzeugs
temporär
in der zweiten Farbe in einer nunmehr blinkenden Darstellungsart
angezeigt und gleichzeitig werden auch die Textnachrichten 53b und 51b temporär eingeblendet. Dem
Fahrer wird hierdurch angezeigt, dass die objektbasierte Unterstützungsart
beendet wird und dass ein Übergang
zur spurbasierten Unterstützungsart
stattfindet, falls die Fahrspur 30 erkannt worden ist,
oder dass ein Übergang
in den Passivzustand stattfindet, wenn die Fahrspur 30 nicht
erkannt worden ist. Der Übergang
zum Passivzustand wird dabei durch Einblendung der Textnachrichten 53a und 54a angezeigt.
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Falls
der Fahrer die Option gewählt
hat, dass im erweiterten Betriebsmodus die Umschaltung von der spurbasierten
Unterstützungsart
zur objektbasierten Unerstützungsart
erst in Antwort auf die genannte fahrerseitige Quittierungsaktion
erfolgen soll, dann wird das Piktogramm 510 des Führungsfahrzeugs
in der ersten Farbe in einer temporär blinkenden Darstellungsart
eingeblendet, sobald die erwähnten
vorgegebenen Umschaltbedingungen erfüllt sind. Der Fahrer erhält somit
eine Anfrage, ob aufgrund der Erfüllung der vorgegebenen Umschaltbedingungen
eine Umschaltung zur objektbasierten Unterstützungsart vorgenommen werden
soll. Falls der Fahrer die Anfrage durch die fahrerseitige Quittierungsaktion
zeitnah bestätigt,
erfolgt eine Umschaltung zur reinen objektbasierten Unterstützungsart, ansonsten
wird das Piktogramm 510 ausgeblendet und die Unterstützung wird
in der spurbasierten Unterstützungsart
fortgesetzt.
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In
der fusionierten Unterstützungsart
erfolgt die Unterstützung
teilweise basierend auf der Fahrspur 30 und teilweise basierend
auf der Objektspur 37. In dieser Unterstützungsart
werden sowohl die Piktogramme 511, 51r der Fahrspurbegrenzungen 32, 31 als
auch das Piktogramm 510 des Führungsfahrzeugs 20 eingeblendet,
wobei die Einblendfarbe und die Darstellungsart „blinkend" oder „nicht blinkend" jeweils die gleiche
Bedeutung hat wie bei der reinen spurbasierten Unterstützungsart
bzw. der reinen objektbasierten Unterstützungsart.