DE102010028300A1

DE102010028300A1 - Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102010028300A1
Application number: DE102010028300A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Spießl; Mehdi Farid
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2010-04-28
Filing date: 2010-04-28
Publication date: 2011-11-03

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Kraftfahrzeug mit einem System zur automatischen Querführung, durch das eine auf das Kraftfahrzeug bezogene Solltrajektorie erzeugbar ist oder erzeugt wird, und mit einer Anzeigeeinrichtung, durch die ein Fahrpfadgrafikobjekt darstellbar ist oder dargestellt wird, das auf der Solltrajektorie basiert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem System zur automatischen Querführung.
Beispielsweise in der DE 10 2004 055 064 A1 wird ein System zur automatischen Querführung, auch Spurhaltesystem, Lenkassistenzsystem oder Lane Keeping Support System (LKS) genannt, beschrieben, welches zum autonomen Steuern, insbesondere Querfähren, eines Fahrzeuges dient. Mittels Umfelderkennungssystemen ermittelt das System eine Solltrajektorie und führt einen entsprechenden Querlenkungseingriff durch, falls die Ist-Trajektorie davon abweicht.
Auch fortgeschrittene Systeme zur automatischen Querführung arbeiten noch nicht absolut fehlerfrei, mit der Konsequenz, dass nicht in jeder Situation eine korrekte Solltrajektorie berechnet wird, deren Befolgen eine Spurhaltung des Fahrzeuges zur Folge hat. Dies liegt beispielsweise an einer unzuverlässigen Fahrspurerkennung. Daher ist es auch bei aktivierter automatischer Querführung erforderlich, dass ein Fahrer passiv die tatsächliche Fahrt oder Fahrtrichtung des Fahrzeuges (Ist-Trajektorie) beobachtet und im Fehlerfall manuell in die Querführung eingreift, um das Fahrzeug manuell in der Fahrspur zu halten bzw. den Fahrtweg zu korrigieren.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zu Grunde, ein sicheres Kraftfahrzeug mit einem System zur automatischen Querführung anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst ein System zur automatischen Querführung, durch das eine auf das Kraftfahrzeug bezogene (sich auf die Zukunft beziehende) Solltrajektorienbeschreibung, wie beispielsweise eine Solltrajektorie, eine korrigierte Solltrajekorie, ein Soll-Lenkwinkel, eine Soll-Lenkwinkel-Folge oder eine Soll-Ortspunktefolge usw., erzeugbar ist oder erzeugt wird. Außerdem ist eine Anzeigeeinrichtung vorgesehen, die derart eingerichtet und mit dem System zur automatischen Querführung gekoppelt ist, dass durch die Anzeigeeinrichtung ein Fahrpfadgrafikobjekt, wie beispielsweise ein Richtungspfeil, eine Trajektorie, eine Solltrajektorie, eine Prognose-Trajektorie, ein Trajektorienabschnitt, ein Fahrschlauch, ein Fahrpfad, eine Fahrlinie oder ein Fahrteppich, darstellbar ist oder dargestellt wird, das auf der (sich auf die Zukunft beziehenden) Solltrajektorienbeschreibung basiert oder die Solltrajektorienbeschreibung repräsentiert.
Bei der Anzeigeeinrichtung handelt es sich beispielsweise um ein, insbesondere kontaktanaloges, Head-Up-Display, eine Kombi-Anzeigeeinheit oder ein zentrales Informationsdisplay, das für den Fahrer gut ablesbar ist und vorzugsweise mit dem Kraftfahrzeug fest verbunden ist.
Die Anzeige des Fahrpfadgrafikobjektes kann beispielsweise permanent oder periodisch erfolgen und/oder manuell oder automatisch aktiviert bzw. deaktiviert werden. Die Anzeige des Fahrpfadgrafikobjektes kann in verschiedenen Farben, Darstellungen und/oder Transparenzgraden erfolgen. Die Darstellung des Fahrpfadgrafikobjektes kann auch von der Breite der erfassten Fahrspur oder vom zeitlichen oder örtlichen Abstand zu einem festen oder sich bewegenden Hindernis abhängen. Beispielsweise wird die Farbe des Fahrpfadgrafikobjektes automatisch gewechselt, sobald der zeitliche oder örtliche Abstand zu einem festen oder sich bewegenden Hindernis einen vorgegeben Grenzwert über- oder unterschreitet. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die Länge des Fahrpfadgrafikobjektes abhängt oder korreliert mit der aktuellen Länge der sensorischen Vorausschau des Sensorsystems.
Neben oder zusammen mit der automatischen Querführung kann sefbstverständlich ein System zur automatischen Längsführung vorgesehen, sein das zumindest teilweise auf Komponenten der automatischen Querführung zugreifen kann.
Durch die Erfindung wird erreicht, dass ein Fahrer anhand der Darstellung der Solltrajektorie mittels des Fahrpfadgrafikobjektes erkennen kann, wohin das System zur automatischen Querführung das Kraftfahrzeug in der nahen Zukunft steuern wird. Der Fahrer kann so einfach seinen Fahrwunsch oder die reale Fahrspur mit der Solltrajektorie, die durch das System zur automatischen Querführung vorgegeben wird, und der das Kraftahrzeug in naher Zukunft automatisch folgen wird, vergleichen. Entspricht die Solltrajektorie nicht dem Fahrwunsch oder der realen Fahrspur (Fehlerfall), kann der Fahrer manuell eingreifen, um ein automatisches Folgen der durch den Fahrer nicht gewünschten Solltrajektorie durch das Kraftfahrzeug zu verhindern. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass ein manueller Eingriff die automatische Querführung beendet oder unterbricht. Die Entscheidung des Fahrers, manuell einzugreifen, basiert dabei nicht ausschließlich oder vorrangig auf der aktuellen Position oder Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges, sondern im Wesentlichen auf der Solltrajektorie, welche die zukünftige Fahrtrichtung und Position des Kraftfahrzeuges beschreibt. Dadurch wird einem Fahrer gegebenenfalls, Beispielsweise im Fehlerfall, ein frühes manuelles Eingreifen ermöglicht. Durch die Erfindung können kritische Fahrsituationen schon vor ihrer tatsächlichen Entstehung erkannt werden und dadurch verhindert werden.
Es ist eine Weiterbildung der Erfindung, dass ein beispielsweise videobasiertes Sensorsystem zum Erfassen der aktuellen Fahrspur und/oder der aktuellen Fahrzeugposition relativ zur Fahrspur vorgesehen ist. Die Videoinformationen des videobasierten Sensorsystems bilden dabei vorzugsweise einerseits die Basis für die automatische Querführung und werden vorzugsweise andererseits zudem zur Darstellung einer Fahrszene verwendet (siehe unten). Des Sensorsystem kann ergänzend oder alternativ auch ein Radar-System, ein Lidar-System, ein hochgenaues GPS-System, einen Laserscanner und/oder eine Infrarotkamera bzw. eine Kombination aus den genannten Systemen umfassen. Weiterhin können derartige Informationen auch durch weitere Verkehrsteilnehmer und Infrastruktureinrichtungen übermittelt werden (X2Car).
Es ist eine Weiterbildung der Erfindung, dass die Solltrajektorie auf der Basis der erfassten aktuellen Fahrspur und/oder der erfassten aktuellen Fahrzeugposition relativ zur Fahrspur basiert.
Es ist eine Weiterbildung der Erfindung, dass die automatische Querführung des Kraftfahrzeuges auf der Solltrajektorie basiert, insbesondere derart, dass das Kraftfahrzeug in der Zukunft der Solltrajektorie folgt. Selbstverständlich können davon Ausnahmen vorgesehen sein, beispielsweise wenn das Kraftfahrzeug der errechneten Solltrajektorie aufgrund der gegebenen Querdynamikbeschränkungen des Kraftfahrzeuges nicht folgen kann.
Es ist eine Weiterbildung der Erfindung, dass das Fahrpfadgrafikobjekt einer aktuellen, virtuellen, insbesondere perspektivischen, oder realen Fahrszene (beispielsweise der vor dem Kraftfahrzeug liegenden Umgebung), insbesondere lagerichtig, überlagert dargestellt wird. Beispielsweise wird mittels der Anzeigeeinrichtung als Hintergrund die aktuelle Fahrszene dargestellt, die beispielsweise auf den oben genannten Videoinformationen basiert. Dieser virtuellen Fahrszene wird dann das Fahrpfadgrafikobjekt, das auf der Solltrajektorie basiert, das die Solltrajektorie beschreibt, das die Solltrajektorie darstellt oder das die Solltrajektorie ist, lagerichtig überlagert. Die Solltrajektorie und die Fahrszene basieren dabei vorzugsweise auf identischen Sensorinformationen, insbesondere Videoinformationen. Alternativ oder ergänzend wird das Fahrpfadgrafikobjekt durch ein an sich bekanntes, mittels der Windschutzscheibe des Kraftfahrzeuges realisiertes, kontaktanaloges Head-Up-Display dargestellt. Dabei ist das Fahrpfadgrafikobjekt der durch die Windschutzscheibe hindurch sichtbaren, realen Fahrszene lagerichtig überlagert.
Beispielsweise abhängig von der aktuellen Umgebungshelligkeit oder der Qualität der Fahrspurmarkierung kann die Zuverlässigkeit der Berechnung der Solltrajektorienbeschreibung und damit der erzeugten Solltrajektorienbeschreibung selbst schwanken. Aus diesem Grund ist es eine Weiterbildung, dass mit der Solltrajektonienbeschreibung ein Zuverlässigkeitsindikator erzeugt wird, der die Zuverlässigkeit der erzeugten Solltrajektorienbeschreibung beschreibt, und dass die Darstellung des Fahrpfadgrafikobjektes durch den zugehörigen Zuverlässigkeitsindikator, beispielsweise hinsichtlich Farbe, Gestalt, Länge, Transparenzgrad, Größe und/oder Dauer der Darstellung usw.; beeinflussbar ist oder beeinflusst wird. Dadurch kann einem Fahrer auf einfache Weise vermittelt werden, wie zuverlässig die aktuelle Querführung gerade arbeitet, und dem Fahrer dadurch eine angemessene Aufmerksamkeit abverlangt werden.
Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass das Fahrpfadgrafikobjekt automatisch dargestellt wird, wenn der zugehörige Zuverlässigkeitsindikator eine vorgegebene Schwelle unterschreitet und dass das Fahrpfadgrafikobjekt automatisch nicht dargestellt wird, wenn der zugehörige Zuverlässigkeitsindikator eine vorgegebene Schwelle überschreitet. Alternativ ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Fahrpfadgrafikobjekt automatisch in einer ersten Farbe oder mit einem ersten Transparenzgrad dargestellt wird, wenn der zugehörige Zuverlässigkeitsindikator eine vorgegebene Schwelle unterschreitet, und dass das Fahrpfadgrafikobjekt automatisch in einer zweiten Farbe oder mit einem zweiten Transparenzgrad dargestellt wird, wenn der zugehörige Zuverlässigkeitsindikator eine vorgegebene Schwelle überschreitet.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die folgenden Figuren näher erläutert:
1 und 2 zeigen jeweils eine schematische Prinzipdarstellung eines Systems zur automatischen Querführung mit zugeordneter Anzeigeeinrichtung.
In den 1 und 2 ist jeweils als Teil eines Kraftfahrzeuges ein System zur automatischen Querführung, insbesondere ein automatisches Spurhaltesystem, mit zugeordneter Anzeigeeinheit ANZ dargestellt.
Das an sich bekannte System zur automatischen Querführung umfasst ein Querführungs-Steuergerät STE, ein Lenksystem IS mit Aktorik zum Beeinflussen des Lenkwinkels und ein Sensorsystem SS zum Erfassen der aktuellen Fahrspur und der aktuellen Fahrzeugposition relativ zur Fahrspur.
Sensordaten, insbesondere Videodaten, welche eine Fahrszene vor dem Kraftfahrzeug beschreiben, werden von dem Sensorsystem SS zum Querführungs-Steuergerät STE übertragen. In dem Querführungs-Steuergerät STE werden die Sensordaten in an sich bekannter Weise verarbeitet, um eine Solltrajektorienbeschreibung zu erzeugen.
Basierend auf den Sensordaten, insbesondere Videodaten, wird auf der Anzeigeeinheit ANZ die Fahrszene FSZ (zumindest die Fahrspurmarkierungen) wiedergegeben.
Basierend auf der Solltrajektorienbeschreibung werden Soll-Lenkwinkel bestimmt und von dem Querführungs-Steuergerät STE zu der Aktorik des Lenksystems LS übertragen. Basierend auf den übertragenen Soll-Lenkwinkeln wird der Lenkwinkel des Lenksystems LS eingestellt.
Außerdem wird basierend auf der Solltrajektorienbeschreibung ein Fahrpfadgrafikobjekt FPG bestimmt, ausgewählt oder erzeugt und auf der Anzeigeeinheit ANZ – der Fahrszene FSZ lagerichtig überlagert – dargestellt.
Die 1 und 2 unterscheiden sich lediglich in dem auf der Anzeigeeinheit ANZ dargestellten Fahrpfadgrafikobjekt FPG: In dem Beispiel gemäß 1 arbeitet das System zur automatischen Querführung fehlerfrei. Die durch das Fahrpfadgrafikobjekt FPG repräsentierte Solltrajektorie entspricht der realen Fahrspur. In dem Beispiel gemäß 2 arbeitet das System zur automatischen Querführung fehlerhaft. Die durch das Fahrpfadgrafikobjekt FPG repräsentierte Solltrajektorie entspricht nicht der realen Fahrspur. Dies ist für einen Fahrer anhand der lagerichtigen Überlagerungsdarstellung des Fahrpfadgrafikobjekt FPG Leicht zu erkennen. Dadurch wird einem Fahrer in diesem Fall ein frühes manuelles Eingreifen in die Querführung des Kraftfahrzeuges ermöglicht.
Die Erfindung ist nicht auf ein System zur automatischen Spurhaltung beschränkt. Die Darstellung der Solltrajektorie kann auch verdeutlichen, ob Objekte und Hindernisse erkannt werden, und die Solltrajektorie demzufolge um die Objekte und Hindernisse vorbeiführt. Falls ein Hindernis nicht erkannt wird, wird die Solltrajektorie dem Hindernis überlagert dargestellt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102004055064 A1 [0002]

Claims

Kraftfahrzeug mit einem System zur automatischen Querführung, durch das eine auf das Kraftfahrzeug bezogene Solltrajektorienbeschreibung erzeugbar ist oder erzeugt wird, und mit einer Anzeigeeinrichtung, durch die ein Fahrpfadgrafikobjekt darstellbar ist oder dargestellt wird, das auf der Solltrajektorienbeschreibung basiert.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, mit einem Sensorsystem zum Erfassen der aktuellen Fahrspur und/oder der aktuellen Fahrzeugposition relativ zur Fahrspur.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Solltrajektorienbeschreibung auf der erfassten aktuellen Fahrspur und/oder der erfassten aktuellen Fahrzeugposition relativ zur Fahrspur basiert.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die automatische Querführung auf der Solltrajektorienbeschreibung basiert.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Fahrpfadgrafikobjekt einer aktuellen, virtuellen oder realen Fahrszene, insbesondere lagerichtig, überlagert dargestellt wird.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem mit der Solltrajektorienbeschreibung ein Zuverlässigkeitsindikator erzeugt wird, der die Zuverlässigkeit der erzeugten Solltrajektorienbeschreibung beschreibt, und bei dem die Darstellung des Fahrpfadgrafikobjektes durch den zugehörigen Zuverlässigkeitsindikator beeinflussbar ist oder beeinflusst wird.