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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Lenkunterstützung
eines Fahrers eines Fahrzeugs und findet Anwendung bei Unterstützungssystemen
zur Erhöhung der Fahrsicherheit.
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Bekanntermaßen
basiert ein hoher Anteil (> 20%)
von Verkehrsunfällen auf einem unbeabsichtigten Verlassen
einer Fahrbahn oder einer Fahrspur. Die Gründe für
dieses unbeabsichtigte Verlassen der Fahrbahn bzw. Fahrspur liegen
vielfach in dem Phänomen des sogenannten Sekundenschlafs,
in einer Ablenkung und/oder Übermüdung des Fahrers.
Verfahren und Vorrichtung zur Lenkunterstützung eines Fahrers
zur Minderung oder Verhinderung derartiger Unfälle sind
im Stand der Technik bekannt.
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So
geht aus der Druckschrift
DE
103 11 240 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Spurführung
eines Fahrzeugs hervor. Die darin beschriebene Vorrichtung kann
zwischen temporären und permanenten Markierungen auf der
Fahrbahn unterscheiden und benutzt bei Auffinden von temporären
Markierungen vorzugsweise diese für die Spurführung des
Fahrzeugs. Die Druckschrift
DE 10 2004 052 127 A1 offenbart ein Verfahren
zur Spurführung eines straßengebundenen Fahrzeugs.
Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass bei gleichzeitigem Auftreten
von permanenten und temporären Markierungen, beispielsweise
im Baustellen- und/oder Gefahrenbereich, in einer Auswerteeinheit
das Steuersignal für die Querführung des Fahrzeugs
aus der relativen Lage des Fahrzeugs in Bezug auf ein Markierungsmuster
aus permanenten und temporären Markierungen abgeleitet
wird. Aus der Druckschrift
DE 102
18 010 A1 geht ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur
Querführungsunterstützung bei Fahrzeugen hervor,
die jeweils darauf beruhen, dass Objekte auf mindestens einer Nebenspur
geortet werden und ein Sollwert für eine Querposition des
Fahrzeugs in Abhängigkeit von den Ortungsdaten dieser Objekte
variiert wird. Schließlich wird in der Druckschrift
EP 0 640 903 B1 ein
Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Unterstützung eines
Fahrers zur Beibehaltung der Position des Fahrzeugs in Bezug auf
Fahrbahnmarkierungen offenbart. Hierbei werden mittels Sensoren Fahrbahnbegrenzungen
bzw. Fahrbahnmarkierungen einer Fahrstraße erfasst, und
daraus eine Mittellinie ermittelt. Weicht das Fahrzeug von dieser
Mittellinie ab, beispielsweise aufgrund eines unaufmerksamen Fahrers,
so werden Zusatzlenkmomente auf die Lenkung des Fahrzeugs aufgebracht,
die den Fahrzeugführer beim Spurhalten entlang der Mittellinie unterstützen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Lenkunterstützung
eines Fahrers eines Fahrzeugs anzugeben, bei der eine Lenkunterstützung
zuverlässig in Abhängigkeit verschiedener Markierungen
oder Fahrbahnbegrenzungen erfolgt.
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Die
Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen
Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen
sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere
Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Erläuterungen
zu Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren
dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten
Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand
der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in
den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung
sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung
in der Beschreibung bzw. in den Figuren.
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Die
vorliegende Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung
zur Lenkunterstützung eines Fahrers eines Fahrzeugs, mit
einem ersten Mittel, mit dem mehrere eine Fahrspur des Fahrzeugs
begrenzende Objekte erfassbar und aktuelle Abstände vom Fahrzeug
zu den einzelnen erfassten Objekten ermittelbar sind, einem zweiten
Mittel, mit dem jedem der Objekte eine vorgebbare Zusatz-Lenkcharakteristik zuordenbar
ist, und einem dritten Mittel, mit dem Zusatzlenkmomente auf eine
Lenkung des Fahrzeugs aufbringbar sind, die von den aktuellen Abständen des
Fahrzeugs zu den erfassten Objekten und der den Objekten jeweils
zugeordneten Zusatz-Lenkcharakteristik abhängig sind.
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Das
erste Mittel umfasst vorzugsweise Sensoren, mittels denen ein oder
mehrere eine Fahrspur des Fahrzeugs begrenzende Objekte bspw. hinsichtlich
ihrer Art, Gestalt, Form, Farbe, Oberflächenstruktur, etc.
erfassbar sind und gegebenenfalls zusätzliche Sensoren,
die eine Bestimmung des Abstandes zwischen Fahrzeug und erfasstem
Objekt ermöglichen. Der Abstand bezieht sich hierbei auf
die Außenkontur des Fahrzeugs und schließt bevorzugt
alle über die Karosserie hinausragenden Teile, wie bspw. Außenspiegel
mit ein. Zur Erfassung der Objekte kommen insbesondere optische
Sensoren wie Videokameras oder äquivalente Sensoren, die
am Fahrzeug angebracht sind und licht- und/oder infrarotsensitiv
sind, in Betracht. Zur Bestimmung des aktuellen Abstandes zwischen
dem Fahrzeug und den erfassten Objekten sowie um die laterale Position
des Fahrzeugs in Relation zu den jeweiligen Objekten zu ermitteln,
werden vorzugsweise Radarsensoren und Lasersysteme zur Abstandsbestimmung
sowie Ultraschallsensoren eingesetzt. Die Sensoren sind derart am
Fahrzeug angebracht, dass sie bevorzugt eine 360°-Abtastung
der Fahrzeugumgebung, mindestens jedoch eine Abtastung der seitlichen
(rechts und links der Fahrzeuglängsachse) Fahrzeugumgebungen
ermöglichen.
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Unter
dem Begriff „Zusatz-Lenkcharakteristik” wird vorliegend
vorzugsweise eine Kurve verstanden, die Abstandswerten zwischen
Fahrzeug und einem eine Fahrspur begrenzenden Objekt jeweils einen
Wert für ein Zusatzlenkmoment zuordnet.
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Unterschreitet
der Abstand zwischen Fahrzeug und Objekt einen Mindestabstandswert,
wird einem geringer werdenden Abstand bevorzugt ein immer höher
werdender Wert für das Zusatzlenkmoment zugeordnet. Ist
der Abstand zwischen Fahrzeug und Objekt größer
als der Mindestabstand, so ist das zugeordnete Zusatzlenkmoment
gleich Null. Der Wert für das Zusatzlenkmoment kann dabei
beispielsweise als Prozentwert eines maximal zulässigen
Zusatzlenkmoments angegeben werden.
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Das
zweite Mittel ist vorzugsweise derart ausgeführt und eingerichtet,
dass die erfassten Objekte zu vorgebbaren Objektklassen zuordenbar sind,
und jedem Objekt einer Objektklasse eine für diese Objektklasse
vorgegebene Zusatzlenkcharakteristik zuordenbar ist. Für
diese Zuordnung zu Objektklassen ist es erforderlich, dass die erfassten
Objekte in ihrer Form, Art, Gestalt, Farbe, Oberflächenbeschaffenheit,
Anordnung etc. erfasst werden und eine Zuordnung in Objektklassen
entsprechend dieser Merkmale vorgenommen wird. Bevorzugt umfasst
eine erste Objektklasse im Wesentlichen flach auf einer Fahrbahn
aufgebrachte Objekte, insbesondere durchgezogene linienförmige
oder gestrichelte Fahrbahnmarkierungen. Weiterhin umfasst eine zweite
Objektklasse im Wesentlichen sich vertikal über die Fahrbahn
erhebende Objekte, insbesondere Leitplanken, Baken, andere Fahrzeug
oder Hindernisse auf einer benachbarten Fahrspur, Trennwände und/oder
Mauern. Diese Einteilung von Objekten in zwei Objektklassen basiert
auf dem natürlichen, intuitiven Verhalten eines Fahrers,
der die Tendenz hat, zu Fahrbahnbegrenzungen der zweiten Objektklasse einen
größeren seitlichen Abstand einzuhalten, als zu
Fahrbahnbegrenzungen der ersten Objektklasse. Dies hat natürlich
den bekannten Erfahrungshintergrund, dass ein Annähern
an oder Überfahren einer Fahrbahnmittelmarkierung (gestrichelte
weiße Markierung) oder einer Fahrbahnbegrenzung bzw. einer Standstreifenmarkierung
(durchgezogene weiße Linie) zunächst keine großen
Folgen hat, während ein Annhähern bzw. Überfahren
an eine festen Betonmauer, eine Leitplanke, etc. schnell zu Blechschäden am
Fahrzeug bzw. zu schweren Unfällen führt.
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In
einer alternativen Ausführungsform können einer
ersten Objektklasse beispielsweise permanente Fahrbahnmarkierungen,
welche die Fahrspur oder die Fahrbahn begrenzen, und einer zweiten
Objektklasse temporäre Markierung, die insbesondere zur
Markierung von temporären Baustellen oder Gefahrenstellen
benutzt werden, und/oder Fahrzeugen oder Hindernisse auf einer benachbarten
Fahrspur zugeordnet werden. Die Unterscheidung zwischen permanenten
Fahrbahnmarkierungen bzw. Fahrspurbegrenzungen und temporären
Fahrbahnmarkierungen bzw. Spurbegrenzungen erfolgt bevorzugt durch Auswerten
entsprechender optischer Bilddaten die mittels der Fahrzeugsensoren
erfasst wurden.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung
ist ein viertes Mittel vorhanden, mit dem aus aktuellen Positions-
und Bewegungsdaten des Fahrzeugs (beispielsweise GPS-Position, Fahrtrichtung,
Fahrtgeschwindigkeit, Beschleunigung) eine vorausschauende Bewegungstrajektorie des
Fahrzeugs ermittelbar ist, und das dritte Mittel derart ausgeführt
und eingerichtet ist, dass die auf die Lenkung aufbringbaren Zusatzlenkmomente,
zusätzlich von der vorausschauenden Bewegungstrajektorie
des Fahrzeugs abhängig sind. Das vierte Mittel ermöglicht
somit vorausschauend auf vor dem Fahrzeug befindliche Einengungen
bzw. Fahrspurbegrenzungen zu reagieren und entsprechende Zusatzlenkmomente
auf die Lenkung rechtzeitig vorher aufzubringen.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht
eine Lenkunterstützung des Fahrers, die das Einhalten bestimmter
Mindestabstände zu Fahrbahnbegrenzungen ermöglicht.
Hierzu werden bei aktivierter Vorrichtung Zusatzlenkmomente auf
die Lenkung des Fahrzeugs aufgebracht, die vom Fahrer am Lenkrad
wahrnehmbar sind. In ihrem Betrag sind die Zusatzlenkmomente vom
Abstand zwischen Fahrzeug und einem erkannten Objekt abhängig,
in der Art, dass der Betrag des Zusatzlenkmoments mit kleiner werdendem
Abstand größer wird. Das Zusatzlenkmoment wirkt
derart, dass die Lenkung des Fahrzeugs durch das Zusatzlenkmoment
von dem Objekt weggelenkt wird. Diese Unterstützungsfunktion,
d. h. die erfindungsgemäße Vorrichtung, kann durch
den Fahrer bevorzugt durch einen Schalter aktiviert bzw. desaktiviert
werden. Die Zusatzlenkmomente können von dem Fahrer jeweils übersteuert
werden. In diesem Fall wird das Unterstützungssystem automatisiert
abgeschaltet, gegebenenfalls kann eine optische bzw. eine akustische
Warnung ausgegeben werden.
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Ein
weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Lenkunterstützung
eines Fahrers eines Fahrzeugs mit folgenden Schritten: Erfassen
eines oder mehrerer eine Fahrspur des Fahrzeugs begrenzende Objekte,
Ermitteln aktueller Abstände von dem Fahrzeug zu den einzelnen
erfassten Objekten, zu jedem der Objekte Zuordnen einer vorgebbaren
Zusatz-Lenkcharakteristik, und Erzeugen von Zusatzlenkmomenten zur
(Quer-)Lenkung des Fahrzeugs, die von den aktuellen Abständen
des Fahrzeugs zu den erfassten Objekten und der den Objekten jeweils
zugeordneten Zusatz-Lenkcharakteristik abhängig sind. Die
Zusatz-Lenkcharakteristik ist bevorzugt durch vom Abstand: Fahrzeug-Objekt abhängige
Zusatzlenkmomente definiert. Die Zusatzlenkmomente können
beispielsweise in Prozent eines maximalen Zusatzlenkmoments definiert
sein.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden
die erfassten Objekte in Objektklassen eingeteilt, und jedem Objekt
eine Objektklasse eine für diese Objektklasse vorgebbare
Zusatzlenkcharakteristik zugeordnet. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform
des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass eine erste Objektklasse
im Wesentlichen flach auf einer Fahrbahn aufgebrachte Objekte, insbesondere
durchgezogene linienförmige oder gestrichelte Fahrbahnmarkierungen,
und eine zweite Objektklasse im Wesentlichen sich vertikal über
die Fahrbahn erhebende Objekte, insbesondere Leitplanken, Baken
andere (auch entgegenkommende) Fahrzeuge oder Hindernisse auf einer
benachbarten Fahrspur, Wände und/oder Mauern umfasst. Eine
alternative Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass eine erste
Objektklasse permanente Fahrbahnmarkierungen, welche die Fahrspur
oder die Fahrbahn begrenzen, und eine zweite Objektklasse temporäre
Markierungen, die insbesondere zur Markierung von temporären
Baustellen oder Gefahrenstellen benutzt werden, und/oder Fahrzeuge
oder Hindernisse auf einer benachbarten Fahrspur, umfassen. Bevorzugt
bewirkt eine der ersten Objektklasse zugeordnete Zusatzlenkcharakteristik
im Vergleich zu einer der zweiten Objektklasse zugeordneten Zusatzlenkcharakteristik
bei kleinen Abständen geringere Zusatzlenkmomente. Die
Zusatzlenkmomente lenken das Fahrzeug insbesondere weg von dem zugeordneten
jeweiligen Objekt.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens
wird aus aktuellen Positions- und Bewegungsdaten des Fahrzeugs eine
vorausschauende Bewegungstrajektorie des Fahrzeugs ermittelt. Weiterhin
ist das Erzeugen der Zusatzlenkmomente in diesem Fall zusätzlich
von der vorausschauenden Bewegungstrajektorie des Fahrzeugs abhängig.
Dies ermöglicht eine vorausschauende, stetige Lenkunterstützung,
ohne plötzlich auftretende große Zusatz-Lenkmomente,
die den Fahrer überraschen könnten.
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Werden
auf einer Seite des Fahrzeugs, d. h. der linken oder der rechten
Seite des Fahrzeugs, mehrere die Fahrspur begrenzende Objekte erfasst, wird
auf Basis der jeweiligen Zusatz-Lenkcharakteristika und der aktuellen
Abstandswerte zu den Objekten, aus den zugeordneten Zusatzlenkmomenten, dasjenige
Zusatzlenkmoment mit dem größten Betrag ermittelt
und dies kommt anschließend zur Anwendung.
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Eine
weitere bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens ist dadurch
gekennzeichnet, dass im Falle, dass auf einer rechten und einer
linken Seite des Fahrzeugs die Fahrspur begrenzende Objekte erfasst
werden, zunächst je Fahrzeugseite dasjenige Zusatzlenkmoment
aus den Zusatz-Lenkcharakteristika ermittelt wird, das für
den jeweiligen aktuellen Abstand den größten Betrag
hat, und aus diesen beiden anschließend ein Differenzmoment
(Vektorsumme) ermittelt wird, das dann zur Anwendung kommt und in
den Lenkmechanismus eingesteuert wird.
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Die
vorliegende Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass
für unterschiedliche die Fahrspur begrenzende Objekte unterschiedliche Zusatz-Lenkcharakteristika
vorgegeben werden können. So bewirkt bspw. eine der ersten,
bevorzugt beschriebene Objektklasse zugeordnete Zusatz-Lenkcharakteristik
im Vergleich zu einer der vorstehend beschriebenen zweiten Objektklasse
zugeordneten Zusatz-Lenkcharakteristik, bei kleineren Abständen (zwischen
Fahrzeug und Objekt) geringere Zusatzlenkmomente. Das bewirkt mit
anderen Worten, dass das Fahrzeug von Objekten in der ersten Klasse
bei kleinen Abständen weniger stark „abgestoßen” wird als
von Objekten der zweiten Objektklasse.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben
sind. Gleiche, funktionsgleiche und/oder ähnliche Teile
sind mit gleichem Bezugszeichen versehen.
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Es
zeigen:
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1 schematisierte
Darstellung einer Zusatz-Lenkcharakteristik, und
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2 eine
Grafik zur Illustration der Grundzüge des erfindungsgemäßen
Verfahrens.
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1 zeigte
eine schematische Darstellung einer Zusatz-Lenkcharakteristik. Dargestellt
ist ein x-y-Koordinatensystem, bei dem entlang der x-Achse 101 der
Abstand von einem erkannten und erfassten Objekt, und entlang der
y-Achse 102 der Betrag eines zugehörigen Zusatzlenkmoments
aufgetragen ist. In diesem Koordinatensystem sind zwei Kurven dargestellt,
die die Zusatz-Lenkcharakteristik für jeweils eine Objektklasse
angeben. Die Kurve 103 entspricht dabei der Zusatz-Lenkcharakteristik
für Objekte, die im Wesentlichen flach auf einer Fahrbahn aufgebrachte
Markierungen insbesondere durchgezogene linienförmige oder
gestrichelte Fahrmarkierungen, die eine Fahrbahn oder Fahrspurbegrenzung angeben,
umfassen. Die Kurve 104 entspricht einer Zusatz-Lenkcharakteristik
einer Objektklasse, die insbesondere temporäre Markierungen
von Baustellen oder Gefahrenstellen umfassen. Aus 1 kann entnommen
werden, dass in dem Fall, dass ausschließlich permanente
Fahrbahnmarkierungen der ersten Objektklasse erkannt werden, zusätzliche Lenkmomente
erst dann aufgebracht werden, wenn der Abstand von Fahrzeug zu einem
der Objekte, d. h. Fahrbahnmarkierungen, einem Abstandswert 103b oder
kleiner entspricht. Unterschreitet das Fahrzeug einen Abstand 103b werden
bei aktiviertem Lenkunterstützungssystem Zusatzlenkmomente entsprechend
der Kurve 103 auf die Lenkung aufgebracht. Der Betrag der
Zusatzlenkmomente wird dabei mit geringer werdendem Abstand zu dem
jeweiligen Objekt höher und erreicht bei vollständiger
Annäherung an das Objekt (x = 0) einen Maximalwert 103a.
Erkennt das Lenkungsunterstützungssystem (erfindungsgemäße
Vorrichtung) eine Fahrbahnbegrenzung der Objektklasse 2,
so werden Zusatzlenkmomente bereits bei einem Abstandswert 104b erzeugt
und auf die Lenkung aufgebracht. Auch hier erhöht sich
der Betrag des Zusatzlenkmoments ebenfalls bei kleiner werdendem
Abstand zum Objekt und erreicht einen Maximalwert von 104a,
der höher liegt als im Fall der ersten Objektklasse (Maximalwert 103a).
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Kommt
das Fahrzeug, aus welchen Gründen auch immer, einem der
erfassten Objekte seitlich näher als der entsprechend zugeordnete
Abstandswert 103b bzw. 104b, werden somit Zusatzlenkmomente auf
die Lenkung aufgebracht, die das Fahrzeug vom jeweiligen Objekt
weglenken. Greift der Fahrer nicht manuell in die Lenkung ein, so
wird das Fahrzeug von der Lenkungsunterstützung automatisiert
auf die Abstände 103b bzw. 104b gelenkt.
Der Fahrer kann das Lenkunterstützungssystem jeweils manuell
bevorzugt mittels eines Schalters am Lenkrad aktivieren bzw. desaktivieren.
Weiterhin liegen die Beträge der Zusatzlenkmomente bevorzugt
in einem Bereich, so dass der Fahrer das Zusatzlenkmoment immer übersteuern
kann.
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2 zeigt
eine schematische Darstellung zur Illustration der Grundzüge
des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dargestellt
ist ein Fahrzeug 204 auf einer linken Fahrspur einer Fahrbahn.
Die Fahrbahn wird durch permanente (weiße) durchgezogene
Linien 201 beidseitig begrenzt. Die linke und rechte Fahrspur
der Fahrbahn wird durch die gestrichelte Linie 202 voneinander
getrennt bzw. begrenzt. Das Fahrzeug 204 ist mit einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Lenkunterstützung
des Fahrers ausgestattet. Es sei angenommen, dass der Fahrer die
Vorrichtung aktiviert hat, was dem Fahrer bevorzugt optisch angezeigt
wird, bspw. im Head-Up-Display, LCD-Display und/oder mittels einer
optischen anderweitigen Anzeige. Das Aktivieren erfolgt bspw. über
ein Schaltelement, das bevorzugt am Lenkrad angeordnet ist. Weiterhin
sei angenommen, dass jeweils eine Zusatz-Lenkcharakteristik 103, 104 für
eine erste und zweite Objektklasse vorgegeben ist, die den in 1 dargestellten
entsprechen.
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Eine
erste Objektklasse umfasst permanent vorhandene, eine Fahrspur des
Fahrzeugs begrenzende Objekte, wie Fahrbahnmarkierungen, welche die
Fahrspur oder die Fahrbahn begrenzen, d. h. vorliegend die Fahrbahn
bzw. Fahrspurbegrenzungen 201 und 202. Die zugehörige
Zusatz-Lenkcharakteristik 103 ist zur Veranschaulichung
jeweils an den Fahrspurbegrenzungen 201 und 202 dargestellt.
Dabei ist die x-Achse jeweils vom Objekt 102, 202, 203 in
Richtung Fahrzeug 204 orientiert. Die y-Achse liegt jeweils
entlang der Fahrbahnlängsrichtung.
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Eine
zweite Objektklasse umfasst temporäre, eine Fahrspur des
Fahrzeugs 204 begrenzende Objekte, wie Markierungen, die
insbesondere zur Markierung von temporären Baustellen oder
Gefahrenstellen benutzt werden, und/oder Fahrzeuge oder Hindernisse
auf einer benachbarten Fahrspur. In 2 ist ein
solches Objekt als temporär an der Fahrbahn vorhandene
Betonleitplanke 203 dargestellt, die zur Absicherung einer
Baustelle dient. Die zugehörige Zusatz-Lenkcharakteristik 104 ist
an der Betonleitplanke 203 dargstellt.
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Das
Fahrzeug 204 fährt auf der linken Fahrspur von
unten nach oben. Das Fahrzeug 204 umfasst Sensoren, insbesondere
Video- und Radarsensoren, mittels denen in der Umgebung des Fahrzeugs 204 vorhandene,
die Fahrspur begrenzende Objekte 201, 202, 203 erkannt
werden können. Weiterhin erfolgt eine Zuordnung der erkannten
Objekte in die vorgenannten zwei Objektklassen und damit eine Zuordnung
den Objektklassen zugeordneten Zusatz-Lenkcharakteristik zu den
jeweiligen Objekten 201, 202, 203.
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Ein
Zusatz-Lenkeingriff der erfindungsgemäßen Vorrichtung
erfolgt nur dann, wenn der seitliche Abstand der Fahrzeugs 204 zu
einer erkannten Fahrspurbegrenzung (Objekte 201, 202, 203)
kleiner als ein Minimalabstand wird, der in 1 den Werten 103b bzw. 104b entspricht,
und der sich aus den dargestellten Zusatz-Lenkcharakteristik jeweils
bei dem Abstand ergibt, bei dem die Kurve auf die x-Achse trifft.
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Der
Abstand des Fahrzeugs von den Objekten 201, 202, 203 bezieht
sich vorliegend auf den Abstand des äußeren Umrisses
des Fahrzeugs zu den Objekten 201, 202, 203,
bevorzugt einschließend aller von der Fahrzeugkarosserie
abstehenden Teile, wie bspw. Außenspiegel.
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Vor
Erreichen des Fahrbahnabschnittes mit der Betonleitplanke 203 fährt
das Fahrzeug 204 entlang des Linienabschnittes 205a.
Die Linie 205 besteht aus den Linienabschnitten 205a–c
und gibt die Bewegung eins Fahrzeugmittelpunktes an. Beim Linienabschnitt 205a liegen
die Abstände zu den Objekten 201 (linke seitliche
Fahrspurbegrenzung der linken Fahrspur) und 202 (rechte
seitliche Fahrspurbegrenzung der linken Fahrspur) jeweils über
dem Minimalabstand 103b, ab dem ein Zusatz-Lenkmoment automatisiert
auf die Lenkung eingebracht wird. Erst wenn der Fahrer bewusst oder
unbewusst von der Linie 205a nach rechts oder links abweichen
würde, würde bei Unterschreitung des Minimalabstandes 103b ein
mit geringer werdendem Abstand größer werdendes
Zusatzlenkmoment wirksam. Das Fahrzeug würde ohne Eingreifen
des Fahrers bevorzugt auf den Minimalabstand 103b vom jeweiligen
Objekt gelenkt. Würde der Fahrer bewusst den Minimalabstand 103b bspw.
zum Objekt 202 unterschreiten wollen, so müsste
er, um einen geringeren als den Minimalabstand 103b zu
halten, ein dem aufgebrachten Zusatz-Lenkmoment entgegen gesetztes
Lenkmoment auf das Lenkrad aufbringen. Er kann zu diesem Zweck allerdings
auch die Vorrichtung, d. h. die (Quer-)Lenkungsunterstützung,
desaktivieren. Vorzugsweise wird die Vorrichtung auch durch längeres Gegenlenken
automatisiert desaktiviert. Dabei wird bevorzugt eine optische und/oder
akustische Warnung generiert, die diese Desaktivierung anzeigt.
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Erreicht
das Fahrzeug 204 den Fahrbahnabschnitt mit der Baustelle
bzw. der Betonplanke 203, wird letztere von den Fahrzeugsensoren
erkannt und bewirkt die zusätzliche Aktivierung der Zusatz-Lenkcharakteristik 104 für
das Objekt 203. Auf der linken Fahrzeugseite sind somit
von der erfindungsgemäßen Vorrichtung zwei die
Fahrspur begrenzende Objekte 201 und 203 erkannt
und über die Berücksichtigung ihrer jeweiligen
Zusatz-Lenkcharakteristik 103 bzw. 104 aktiviert
bzw. wirksam. Auf der rechten Fahrzeugseite ist für das
Objekt 202 weiterhin die Zusatz-Lenkcharakteristik 103 aktiviert
und wirksam. Für die auf der linken Fahrzeugseite befindlichen
Objekte 201 und 203 werden für den aktuellen
jeweiligen Abstand die jeweils höheren Zusatzlenkmomente
der beiden Kurven 103 und 104 berücksichtigt. Das
wirksame Gesamt-Zusatzlenkmoment ergibt sich somit vorliegend aus
der (Vektor-)Summe eines Zusatzlenkmoments, das sich aus der Kurve 104 ergibt
und das Fahrzeug 204 von der Betonplanke 203 weg,
nach rechts lenken will, und einem Zusatzlenkmoment, das sich aus
der Kurve 103 ergibt und das Fahrzeug 204 von
der gestrichelten Fahrbahnmarkierung 203 weg, nach links
lenken will. Insgesamt wird vorliegend durch das Querlenkungsunterstützungssystem
das Fahrzeug nach Erkennen des Objekts 203 entlang der
Linie 205b nach rechts versetzt, so dass auf dem Linienabschnitt 205c ein
Gleichgewicht zwischen den Ziusatzlenkmomenten einstellt, die sich
aus den Kurven 104 (für das Objekt 203)
und 103 (für das Objekt 202) ergeben.
Diese Fahrkorrektur erfolgt ohne Eingriff des Fahrers. Sollte der
Fahrer beim Fahren entlang der Linie 205c nun bewusst nach
rechts lenken, so wird er ein schnell ansteigendes Gegenlenkmoment
am Lenkrad verspüren, da die Kurve 103 mit abnehmendem
Abstand zum Objekt 203 stark ansteigt. Sollte der Fahrer
beim Fahren entlang der Linie 205 hingegen bewusst nach
links lenken, so wird er ebenfalls ein ansteigendes Gegenlenkmoment
am Lenkrad verspüren, das aber aufgrund des Kurvenverlaufs 104 vergleichsweise
geringer ansteigt.
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Als
Aktuator zur Aufbringung des Zusatzlenkmomentes wird vorliegend
bevorzugt eine Lenkmomentenschnittstelle verwendet. Dabei wird auf das
Lenkgestänge, bzw. das Lenkrad ein Moment aufgebracht,
was dazu führt, dass sich das Lenkrad entsprechend bewegt.
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Die
Zusatz-Lenkcharakteristik kann auch als „Abstoßung” von
dem zugeordneten Objekt interpretiert werden. Diese „Abstoßung” kann
bspw. dadurch realisiert werden, dass vorgegeben wird, wie viel
Prozent eines maximal zulässigen Zusatzlenkmomentes abhängig
vom Abstand zu einem eine Fahrspur begrenzenden Objekt wirksam wird.
Zum Beispiel kann man definieren, dass bei einem Abstand von 10
cm zu einem Objekt (bspw. einer Fahrbahnmarkierung) 100% und bei
einem Abstand von 1 m 50% des maximalen Zusatzlenkmoments wirksam
werden.
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Um
beim vorliegenden Ausführungsbeispiel zu bleiben, kann
so die Zusatz-Lenkcharakteristik 103 bspw. vorsehen, dass
im Abstand von 1 m vom Objekt 201 oder 202 10%
und in einem Abstand von 10 cm 50% eines maximalen Zusatzlenkmoments wirksam
werden. Weiterhin kann die Zusatz-Lenkcharakteristik 104 bspw.
vorsehen, dass in einem Abstand von 1 m 5% und in einem Abstand
von 10 cm 100% eines maximalen Zusatzlenkmoments wirksam werden.
In 2 würde dann, wenn sich das Fahrzeug
10 cm seitlich von dem Objekt 203 befindet 100% des Zusatzlenkmoments
wirksam werden, da hier das Objekt 203 gegenüber
dem Objekt 201 das höhere Zusatzlenkmoment vorgibt.
Bei einer Annäherung von „nur” 1 m würde
hingegen das Objekt 201 (linke Fahrbahnbegrenzung) dominieren,
da hier 10% des Zusatzlenkmoments wirksam werden. Es wird somit
immer der höhere Wert des Zusatzlenkmoments wirksam.
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Die
Erfindung zeichnet sich gegenüber dem Stand der Technik
dadurch aus, dass bspw. zwischen Standardfahrspurbegrenzungen und
gefahrenspezifischen Fahrspurbegrenzungen unterschieden werden kann,
wobei unter Standardfahrspurbegrenzungen die herkömmlichen
(permanenten) Markierungslinien verstanden werden, die zur Markierung
der Fahrspuren auf die Fahrbahn aufgebracht werden, und unter gefahrenspezifischen
Fahrspurbegrenzungen fahrspurbegrenzende Objekte wie Leitplanken, Baken
oder Fahrzeuge/Hindernisse auf Nachbarspuren oder am Fahrbahnrand
verstanden werden, aber auch temporäre Spurmarkierungen
wie sie üblicherweise in Baustellenbereichen anzutreffen
sind. Weiterhin erfolgt eine Bestimmung einer „Abstoßung” von
den Objekten (Fahrspurbegrenzungen) in Abhängigkeit der
Art der Fahrspurbegrenzungen, nämlich derart, dass die „Abstoßungskraft” bei
gefahrenspezifischen Fahrspurbegrenzungen höher ist als
bei Standardfahrspurbegrenzungen, und dass beim gleichzeitigen Auftreten
von mehreren Fahrspurbegrenzungen unterschiedlicher Art für
jede der Fahrspurbegrenzungen die zugehörige Abstoßkraft
bestimmt wird und die höhere der Abstoßkräfte
der Steuerung des Spurführungseingriffs zugrunde gelegt
wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 10311240
A1 [0003]
- - DE 102004052127 A1 [0003]
- - DE 10218010 A1 [0003]
- - EP 0640903 B1 [0003]