DE102011076418A1

DE102011076418A1 - Spurhalteassistenzsystem mit Querführungsunterstützung an einem nicht spurgebundenen Fahrzeug

Info

Publication number: DE102011076418A1
Application number: DE102011076418A
Authority: DE
Inventors: Helmut Spannheimer; Thomas Schaller
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2011-05-24
Filing date: 2011-05-24
Publication date: 2012-11-29

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Spurhalteassistenzsystem mit Querführungsunterstützung an einem nicht spurgebundenen Fahrzeug, das eine vor dem Fahrzeug liegende Fahrspur erfasst und hieraus eine Zieltrajektorie ermittelt, entlang derer das Fahrzeug zumindest annähernd kontinuierlich durch vom Spurhalteassistenzsystem vorgegebene Lenkeingriffe in das Fahrzeug-Lenksystem geführt wird. Dabei wird aus einem vom Fahrer durch seine Lenktätigkeit vorgegebenen seitlichen Versatz von der zunächst ermittelten Zieltrajektorie, mit welchem sich das Fahrzeug weiterhin innerhalb der Fahrspur befindet, eine neue Zieltrajektorie bestimmt, die neben der ursprünglichen Zieltrajektorie im wesentlichen parallel zu dieser verläuft. Vorzugsweise wird eine neue Zieltrajektorie bestimmt, nachdem der Fahrer das Fahrzeug durch seine Lenktätigkeit während eines bestimmten Zeitraums oder über eine bestimmte Wegstrecke mit seitlichem Versatz zur ursprünglichen Zieltrajektorie im wesentlichen parallel zu dieser geführt hat.

Description

Die Erfindung betrifft ein Spurhalteassistenzsystem mit Querführungsunterstützung an einem nicht spurgebundenen Fahrzeug, das eine vor dem Fahrzeug liegende Fahrspur erfasst und hieraus eine Zieltrajektorie ermittelt, entlang derer das Fahrzeug zumindest annähernd kontinuierlich durch vom Spurhalteassistenzsystem vorgegebene Lenkeingriffe in das Fahrzeug-Lenksystem geführt wird. Zum Stand der Technik wird beispielshalber auf DE 10 2008 011 128 A1 sowie auf DE 10 2007 027 495 A1 verwiesen.
In der eingangs erstgenannten Schrift ist ein Fahrerassistenzsystem zum Unterstützen eines kollisionsfreien Führens eines Kraftfahrzeugs beschrieben. Für die Querführung des Fahrzeugs wird darin eine besondere Ausprägung vorgeschlagen; als Stand der Technik ist in dieser Schrift jedoch auch ein sog. Heading Control System erwähnt, welches den Fahrer durch automatisiertes permanentes Mitlenken bei der Spurhaltung unterstützt. Dies funktioniert üblicherweise auf die im Oberbegriff des vorliegenden Patentanspruchs 1 angegebene Art, nämlich über automatische Ermittlung einer sog. Zieltrajektorie, längs derer das Fahrzeug durch automatische Eingriffe in das Fzg.-Lenksystem zumindest annähernd kontinuierlich geführt wird.
Bekannt sind weiterhin sog. Spurverlass-Warnsysteme, die kontinuierlich überwachen, ob das Fahrzeug vom Fahrer in einer bspw. durch Markierungen auf der Fahrbahn vorgegebenen Fahrspur gehalten wird und die dann, wenn sich das Fahrzeug einer Seitenabstandsgrenze zur Fahrspur-Begrenzung und/oder anderen seitlichen Objekten nähert, eine Warnung an den Fahrer abgeben, die auch einen in das Fzg.-Lenksystem eingeleiteten Lenkimpuls zurück in die Fahrspur beinhalten kann. Ein solches Warnsystem ist beispielsweise in der eingangs zweitgenannten Schrift beschrieben, wobei dort zusätzlich vorgesehen ist, dass die Seitenabstandsgrenzen für den Seitenabstand zu den erfassten seitlichen Objekten vom Fahrer unabhängig von den Seitenabstandsgrenzen für den Seitenabstand zu den Fahrspurbegrenzungen variierbar sind. Für die Einstellung der gewünschten Seitenabstandsgrenzen sind in dieser Schrift Rändelräder vorgeschlagen, mit denen der Fahrer manuell den von ihm bevorzugten „Sicherheitsabstand” manuell vorgibt.
Zurückkommend auf ein Spurhalteassistenzsystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, welches – anders als ein Spurverlass-Warnsystem – das Fahrzeug zumindest annähernd kontinuierlich längs einer Zieltrajektorie führt, legen diese bekannten Heading-Control-Systeme die Zieltrajektorie üblicherweise exakt in die Mitte der ermittelten Fahrspur. Für einen Fahrer, der es bevorzugt, sein Fahrzeug beispielsweise nahe des rechten Rands der zur Verfügung stehenden Fahrspur zu führen, ist dies insofern etwas unbefriedigend, als er bekanntlich zwar ein solches Spurhalteassistenzsystem durch Anlegen eines gewissen sog. Handmoments an sein Lenkrad übersteuern kann und somit sein Fahrzeug in die Nähe des Fahrspur-Randes führen kann, dass aber daran anschließend, wenn er sein an das Lenkrad (oder eine andere beliebige Lenkhandhabe) angelegtes Handmoment (bzw. eine entsprechende Kraft) reduziert, das Spurhalteassistenzsystem das Fahrzeug wieder in die Fahrspur-Mitte, nämlich auf die ursprünglich ermittelte Zieltrajektorie zurück führt.
Eine Abhilfemaßnahme für diese geschilderte Problematik aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung. Die Lösung dieser Aufgabe ist für ein Spurhalteassistenzsystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass aus einem vom Fahrer durch seine Lenktätigkeit vorgegebenen seitlichen Versatz von der zunächst ermittelten Zieltrajektorie, mit welchem sich das Fahrzeug weiterhin innerhalb der Fahrspur befindet, eine neue Zieltrajektorie bestimmt wird, die neben der ursprünglichen Zieltrajektorie im wesentlichen parallel zu dieser und dabei vorzugsweise um den genannten seitlichen Versatz von dieser beabstandet verläuft. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß ist eine selbsttätige Anpassung der Zieltrajektorie an den Fahrerwunsch vorgesehen, selbstverständlich innerhalb der bestehenden Fahrspurgrenzen und vorzugsweise unter Einhaltung eines gewissen Mindestabstands zu den Fahrspur-Begrenzungen. Während in einer Fahrspur mit einer Breite von beispielsweise 3,20 m ein Fahrzeug mit einer Breite von beispielsweise 1,60 m bei Führung längs einer in der Mitte der Fahrspur liegenden und im weiteren sogenannten „ursprünglichen” Zieltrajektorie rechts und links jeweils einen Abstand von 80 cm zum Fahrspurrand besitzen kann, mag es manch ein Fahrer bevorzugen, wenn beispielsweise der rechtsseitige Abstand zum Fahrbahnrand nur 60 cm beträgt und der linksseitige dafür 1,0 m (oder umgekehrt). Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass dann, wenn der Fahrer mit seinem Lenkrad (oder seiner Lenkhandhabe) einen entsprechenden seitlichen Versatz von beispielsweise 20 cm (wie im vorhergehenden Satz) zur ursprünglichen Zieltrajektorie vorgibt, das Spurhalteassistenzsystem eine neue Zieltrajektorie bestimmt, die im wesentlichen um diesen seitlichen Versatz gegenüber der ursprünglichen Zieltrajektorie versetzt ist. Die neue Zieltrajektorie verläuft dann beispielswiese 20 cm neben der ursprünglichen Zieltrajektorie im wesentlichen parallel zu dieser. Insbesondere in Abhängigkeit von der Größe des dann vorliegenden Abstands zur Fahrspur-Begrenzung oder zu einem vom Spurhalteassistenzsystem festgestellten gegebenenfalls ein Hindernis darstellenden Objekt (hierzu wird nochmals auf die eingangs zweitgenannte Schrift verweisen) kann die neue Zieltrajektorie vom Spurhalteassistenzsystem jedoch auch um ein geringeres Maß zur ursprünglichen Zieltrajektorie seitlich versetzt sein.
Alleine mit seiner üblichen Lenktätigkeit kann der Fahrer einen solchen seitlichen Versatz der Zieltrajektorie in äußerst komfortabler Weise vorgeben, ohne dass er hierfür irgendwelche Einstellelemente, wie beispielsweise ein in der eingangs zweitgenannten Schrift erwähntes Rändelrad, betätigen muss. Vorteilhafterweise muss dem Fahrer überhaupt nicht bekannt gemacht werden, dass das Spurhalteassistenzsystem seines Fahrzeugs mit einer solchen erfindungsgemäßen Funktion ausgerüstet ist, da diese Funktion quasi selbstlernend ist bzw. direkt auf das intuitive Verhalten des Fahrers, der sein Fahrzeug wie von ihm gewünscht nahe einer der Fahrspur-spur-Begrenzungen führt und dabei die ursprüngliche Zieltrajektorie übersteuert, reagiert. Dabei empfiehlt es sich, ein gewisses Kriterium dafür vorzusehen, ob der Fahrer tatsächlich einen sog. seitlichen Versatz der Zieltrajektorie (und somit eine Übersteuerung der üblicherweise vorgesehenen Mittenführung in der Fahrspur längs der sog. ursprünglichen Zieltrajektorie) wünscht, oder ob er nur kurzzeitig aus einem anderen Grund einen geringen Lenkimpuls hin zu einer der Fahrspur-Begrenzungen vorgegeben hat. In diesem Sinne kann vorgesehen sein, dass eine neue Zieltrajektorie erst dann bestimmt wird, nachdem der Fahrer das Fahrzeug durch seine Lenktätigkeit während eines bestimmten Zeitraums oder über eine bestimmte Wegstrecke mit seitlichem Versatz zur ursprünglichen Zieltrajektorie im wesentlichen parallel zu dieser geführt hat. Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass nur dann eine neue Zieltrajektorie bestimmt wird, wenn das vom Fahrer an sein Lenkrad oder dgl. angelegte Handmoment (oder eine vom Fahrer an eine beliebige Lenkhandhabe angelegte Kraft) innerhalb eines gewissen Korridors liegt. Dieser Kraft- oder Momenten-Korridor ist betragsmäßig nach unten durch das vom Spurhalteassistenzsystem vorgegebene Lenkmoment und nach oben durch einen nur geringfügig darüber liegenden Wert bestimmt, der noch nicht dazu führt, dass das Fahrzeug die festgestellte Fahrspur verlässt.
Vorzugsweise stellt das Spurhalteassistenzsystem einen quasi zeitlich gestreckten und im wesentlichen fließenden Übergang von der ursprünglichen Zieltrajektorie zur neuen Zieltrajektorie durch geeignet vorgegebene Lenkeingriffe dar, so dass das Fahrzeug stetig (und nicht in Form einer Sprungfunktion) auf die neue Zieltrajektorie geführt wird, was zur Folge hat, dass der Fahrer beim Übergang vom der ursprünglichen zur neuen Zieltrajektorie sein Handmoment am Lenkrad langsam und stetig reduzieren kann und das Fahrzeug dabei wie von ihm gewünscht vom Spurhalteassistenzsystem geführt wird. Auch mit dieser Maßnahme erfährt der Fahrer praktisch nichts von oder über diese erfindungsgemäße im Spurhalteassistenzsystem integrierte Funktion; vielmehr verspürt er lediglich größten Komfort, indem das Spurhalteassistenzsystem seinen intuitiven Vorgaben folgt.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die neue Zieltrajektorie nur für eine gewisse Zeit oder Wegstrecke oder nur über einen im wesentlichen geraden Streckenverlauf der Fahrspur beibehalten wird und danach vom Spurhalteassistenzsystem wieder auf eine entsprechend systemimmanenter Vorgaben insbesondere anhand der vorausliegenden Fahrspur ermittelte quasi ursprüngliche Zieltrajektorie, die beispielsweise exakt in der Mitte der vorausliegenden Fahrspur liegen kann, gewechselt wird. Insbesondere kann dies nach Durchfahren einer Kurve erfolgen, jedoch kann dies oder weitere Details auch andersartig als vorstehend beschrieben gestaltet sein, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen. Stets steht dem Fahrer eines Fahrzeugs mit einem Spurhalteassistenzsystems mit den erfindungswesentlichen Merkmalen eine ihn optimal unterstützende Querführung zur Verfügung, die ihm die Freiheit bietet, die von ihm gewünschte „individuelle” Linie in der zur Verfügung stehenden Fahrspur fahren zu können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102008011128 A1 [0001]
DE 102007027495 A1 [0001]

Claims

Spurhalteassistenzsystem mit Querführungsunterstützung an einem nicht spurgebundenen Fahrzeug, das eine vor dem Fahrzeug liegende Fahrspur erfasst und hieraus eine Zieltrajektorie ermittelt, entlang derer das Fahrzeug zumindest annähernd kontinuierlich durch vom Spurhalteassistenzsystem vorgegebene Lenkeingriffe in das Fahrzeug-Lenksystem geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass aus einem vom Fahrer durch seine Lenktätigkeit vorgegebenen seitlichen Versatz von der zunächst ermittelten Zieltrajektorie, mit welchem sich das Fahrzeug weiterhin innerhalb der Fahrspur befindet, eine neue Zieltrajektorie bestimmt wird, die neben der ursprünglichen Zieltrajektorie im wesentlichen parallel zu dieser verläuft.
Spurhalteassistenzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine neue Zieltrajektorie bestimmt wird, nachdem der Fahrer das Fahrzeug durch seine Lenktätigkeit während eines bestimmten Zeitraums oder über eine bestimmte Wegstrecke mit seitlichem Versatz zur ursprünglichen Zieltrajektorie im wesentlichen parallel zu dieser geführt hat.
Spurhalteassistenzsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nur dann eine neue Zieltrajektorie bestimmt wird, wenn das vom Fahrer an sein Lenkrad oder dgl. angelegte Handmoment (oder eine vom Fahrer an eine beliebige Lenkhandhabe angelegte Kraft) innerhalb eines gewissen Korridors liegt.
Spurhalteassistenzsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zeitlich gestreckter und im wesentlichen fließender Übergang von der ursprünglichen Zieltrajektorie zur neuen Zieltrajektorie durch geeignet vorgegebene Lenkeingriffe dargestellt wird.
Spurhalteassistenzsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die neue Zieltrajektorie nur für eine gewisse Zeit oder Wegstrecke oder nur über einen im wesentlichen geraden Streckenverlauf beibehalten wird und danach wieder auf eine entsprechend systemimmanenter Vorgaben insbesondere anhand der vorausliegenden Fahrspur ermittelte quasi ursprüngliche Zieltrajektorie gewechselt wird.