-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrerassistenzsystems eines Kraftfahrzeugs in einer Auffahrsituation von einer Auffahrt auf eine weitere Straße. Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug.
-
Fahrerassistenzsysteme sind in heutigen Kraftfahrzeugen weithin bekannt. So existieren beispielsweise Systeme, die dem Fahrer bei der Längsführung des Kraftfahrzeugs assistieren, beispielsweise Geschwindigkeitsregler und/oder ACC-Systeme, oder querführende Assistenzsysteme, insbesondere Spurhaltesysteme bzw. Spurverlassenswarner.
-
Ein größeres, durch Fahrerassistenzsysteme bislang nicht erfasstes Problem ist das Auffahren von einer Auffahrt auf eine weitere Straße, beispielsweise eine Autobahn. Üblicherweise schätzt der Fahrer dabei die Geschwindigkeit der anderen Verkehrsteilnehmer selbst ab, um schließlich ausreichend zu beschleunigen bzw. die Beschleunigung zeitlich entsprechend zu steuern, so dass er in eine Lücke auf der Straße einfädeln kann. Dies gilt analog für Lenkmanöver zum Auffahren auf die weitere Straße. Diese Situation ist nur sehr schlecht durch den Fahrer einzuschätzen, wobei zusätzlich Probleme auftreten, wenn, wie in einigen Ländern üblich, ein Beschleunigungsstreifen nicht existiert. Dann kann es leicht zu einem Stillstand am Ende der Auffahrt oder zu erhöhten Unfallrisiken kommen.
-
DE 101 34 367 A1 betrifft ein Verfahren zur Leithilfe für einen Fahrspurwechsel eines Fahrzeugs. Dabei soll eine Übermittlung von Orten und gegebenenfalls Geschwindigkeiten weiterer Kraftfahrzeuge an das eigene Fahrzeug vermeiden, dass eine Sichtverbindung zu den weiteren Fahrzeugen erforderlich ist. Allgemein bezieht sich das dortige Verfahren mithin auf den Wechsel zwischen einer ersten Spur und einer zweiten Spur, wobei jedoch eine der Fahrspuren enden kann und in auch Autobahnauf- und -abfahrten genannt sind, um die Notwendigkeit eines Spurwechsels zu prädizieren. Potentielle Einscherlücken werden anhand der Abstände zwischen dem jeweiligen Lückenführer und dem Lückennachfolger ermittelt. Mögliche Einscherlücken gelten als potentiell erreichbar, wenn die für den Einschervorgang verfügbare Zeit kleiner ist als die maximale Einscherzeit und die Einschergeschwindigkeit kleiner als die momentan akzeptierte Höchstgeschwindigkeit ist, wobei das Maximalbeschleunigungsvermögen oder ein durch den Fahrer vorgebbares Beschleunigungsvermögen ausreichen muss, um die Einscherlücke vor Passieren des Einscherpunktes zu erreichen, wobei eine weitere Bedingung ist, dass das einscherende Fahrzeug nach dem Einscheren in der Lage ist, seine Geschwindigkeit an das vorausfahrende bzw. nachfolgende Fahrzeug anzupassen. Die Zeitlücken werden sodann bewertet, wonach der Fahrer sprachlich und grafisch über die Erreichbarkeit einer Einscherlücke informiert wird, die einfach und unmissverständlich angegeben wird. Sprachausgaben können dabei Hinweise für eine exakt erforderliche Geschwindigkeit enthalten.
-
DE 10 2005 023 185 A1 betrifft einen Spurwechselassistenten, bei dem die zeitliche Entwicklung von Fahrzeugabständen vorausberechnet wird und eine Empfehlung für einen Spurwechsel nur ausgegeben wird, wenn dieser gefahrlos möglich ist und ein weiteres, auf den Mindestabstand bezogenes Kriterium erfüllt ist. Dabei kann die Farbgebung eines Pfeils angeben, ob der Spurwechsel gefahrlos ist oder nicht.
-
DE 10 2009 048 285 A1 betrifft allgemein eine Geschwindigkeits- und Abstandsanzeige in Kraftfahrzeugen, die über eine zweite Anzeigeeinrichtung ein empfohlenes Geschwindigkeitsintervall für das Fahrzeug anzeigen kann.
-
DE 32 29 746 A1 betrifft einen Anzeige-Außenspiegel für Fahrzeuge, auf dem die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs angegeben werden kann.
-
DE 199 40 723 A1 betrifft ein Verfahren zur Anzeige eines perspektivischen Bildes, welches die Verkehrssituation vereinfacht wiedergeben soll.
-
DE 10 2006 001 710 A1 betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Längsführungssystems in einem Kraftfahrzeug, welches zwei Rechenwerte berücksichtigt, nämlich ein Maß für die Wahrscheinlichkeit eines vom Fahrer beabsichtigten Spurwechsels und ein Maß für die Sicherheit eines möglichen Spurwechselvorgangs, wobei die Betriebsparameter eines Längsführungssytems unter Berücksichtigung der Rechenwerte angepasst werden können und die Möglichkeit eines Spurwechsels angezeigt werden kann, wenn dieser sicher ist.
-
DE 10 2010 009 659 A1 schließlich betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Bilderfassungseinrichtung, einer Bildverarbeitungseinheit und einem Fahrassistenzsystem, wobei bei Annäherung an eine aufgrund eines Überholverbots nicht zu überfahrende Fahrbahnmarkierung ein der Annäherung entgegengerichtetes Lenkmoment aufgebracht werden kann.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zur Unterstützung des Fahrers in einer Auffahrsituation anzugeben.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrerassistenzsystems einer Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgesehen.
-
Erfindungsgemäß wird also erstmals ein Fahrerassistenzsystem vorgeschlagen, das einen Fahrer in der schwierigen Situation des Auffahrens auf eine Spur einer Straße unterstützt, indem eine Geschwindigkeitsinformation zur Verfügung gestellt wird, bei deren Berücksichtigung der Fahrer selbst auf eine geeignete Lücke zum Einfädeln treffen wird bzw. das Kraftfahrzeug so gesteuert werden kann, insbesondere durch geeignete Fahreingriffe, dass die für das Einfädeln geeignete Lücke erreicht wird. Hierzu werden also Spurverkehrsdaten analysiert und ermittelt, aus denen zunächst geeignete Lücken gefolgert werden können, sowie auch deren Fortschreiten über die Zeit. Hierzu sind insbesondere die Abstände aufeinander folgender Verkehrsteilnehmer der Spur, die ja in den Spurverkehrsdaten erhalten sind, zweckmäßig. Nachdem zudem in Kraftfahrzeugen üblicherweise auch eine aktuelle Position (und Geschwindigkeit) des eigenen Kraftfahrzeugs ermittelt wird, kann unter Kenntnis des Verlaufs der Auffahrt, mithin eines Abstandes bzw. Abstandsbereiches bis zum Einfädelbereich, eine Geschwindigkeit oder ein Geschwindigkeitsbereich bestimmt werden, der das Einfädeln in die geeignete Lücke ermöglicht. Zum Ermitteln einer zum Einfädeln geeignete Lücke, deren Propagation, des Weges des eigenen Kraftfahrzeugs bis zum Einfädelbereich sowie wenigstens einer Geschwindigkeit, insbesondere einer Minimalgeschwindigkeit und einer Maximalgeschwindigkeit, kann beispielsweise ein geeigneter, in einem Steuergerät des Fahrerassistenzsystems vorgesehener Algorithmus verwendet werden.
-
Auf diese Weise ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren eine Erleichterung von Auffahrvorgängen auf weitere Straßen, insbesondere Autobahnen. Die Sicherheit kann erhöht werden und die Zahl an Unfällen kann reduziert werden. Der Fahrer wird in der Auffahrsituation aktiv entlastet. Dabei sei nochmals darauf hingewiesen, dass sich das erfindungsgemäße Verfahren besonders vorteilhaft einsetzen lässt, wenn es sich um eine Auffahrt ohne Beschleunigungsstreifen handelt, wo die spezielle Zeitabstimmung zum Einfädeln in eine Lücke besonders wichtig ist, um ein Stehenbleiben oder gar einen Unfall zu vermeiden.
-
Zweckmäßigerweise kann die Auffahrtsituation aus Umfelddaten wenigstens eines Umfeldsensors und/oder Navigationsdaten eines Navigationssystems ermittelt werden. Bevorzugt ist hierbei die Nutzung von Navigationsdaten, insbesondere digitalem Kartenmaterial, eines Navigationssystems, welches ohnehin dem Kraftfahrzeug aufgrund einer von einem GPS-Sensors gemessenen Positionsinformation eine aktuelle Position auf einer Straße, mithin in einer Auffahrsituation auch einer Auffahrt, zuordnet. Daten eines Navigationssystems sind auch nützlich, um letztendlich die geeignete Geschwindigkeit, mithin die Geschwindigkeitsinformation, zu ermitteln, da die Navigationsdaten den Verlauf der Auffahrt, insbesondere auch den Einfädelbereich, beschreiben und zudem aufgrund der Positionsinformation bekannt ist, wo sich das Kraftfahrzeug auf der Auffahrt befindet. Das bedeutet, über das reine Erkennen der Auffahrsituation hinaus bieten Navigationsdaten auch die Grundlage, um die zurückzulegende Strecke des Kraftfahrzeugs bis zum Einfädelbereich zu bestimmen und hierdurch die Geschwindigkeitsinformation für eine geeignete Lücke zu ermitteln. Dabei sei allerdings darauf hingewiesen, dass auch Umfelddaten den weiteren Verlauf der Auffahrt bis zum Einfädelbereich liefern können.
-
Ferner ist es zweckmäßig, wenn die Spurverkehrsdaten aus Umfelddaten wenigstens eines Umfeldsensors und/oder Kommunikationsdaten anderer Verkehrsteilnehmer ermittelt werden. Bevorzugt wird dann, wenn eine Kraftfahrzeug-zu-Kraftfahrzeug-Kommunikation oder eine sonstige Kommunikationsverbindung zu anderen Kraftfahrzeugen besteht, über die die aktuelle Position, Fahrtrichtung und dergleichen übertragen werden können, eine Datenfusion aus Umfelddaten und Kommunikationsdaten genutzt, um die Verkehrsverhältnisse auf der Spur, in die die Auffahrt mündet, möglichst genau beschreiben zu können. Die Umfelddaten können mit unterschiedlichen Umfeldsensoren gewonnen werden, beispielsweise Kameras, Radarsensoren, Ultraschallsensoren und dergleichen. Hauptsächlich relevante Informationen sind, wie bereits dargelegt wurde, die Geschwindigkeit, die Position und der Abstand der auf der Spur befindlichen weiteren Verkehrsteilnehmer. Gerade eine Kommunikation zwischen Kraftfahrzeugen bzw. Verkehrsteilnehmern, insbesondere eine Kraftfahrzeug-zu-Kraftfahrzeug-Kommunikation, bietet hier erweiterte Möglichkeiten, nachdem auch von Umfeldsensoren anderer Verkehrsteilnehmer erfasste Daten, beispielsweise Abstände zum Vordermann und zum Hintermann, mit übertragen werden können und somit die Spurverkehrsdaten insgesamt verbessern können. Auf diese Weise nutzt das Fahrerassistenzsystem eine möglichst große Vielzahl an Informationen, um ein Bild der Verkehrslage und Verkehrsdichte auf der Spur, auf die die Auffahrt mündet, zu erhalten.
-
Konkret kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Lücke durch Vergleich der Abstände zwischen aufeinanderfolgenden Verkehrsteilnehmern mit einer vorbestimmten Mindestlückenlänge ermittelt wird. Dabei kann die Mindestlückenlänge auch abhängig von weiteren Parametern sein, beispielsweise von Geschwindigkeiten und dergleichen. In einer komplexeren Variante kann eine zum Einfädeln in die Spur geeignete Lücke auch aufgrund einer Verkehrssimulation, die den gesamten Auffahr- und Einfädelvorgang betrachtet, ermittelt werden, wobei sich dann letztlich die Lücke bereits gemeinsam mit der Geschwindigkeitsinformation, die zur Möglichkeit des Einfädelns in der Verkehrssimulation geführt hat, ermitteln lässt.
-
Allgemein kann vorgesehen sein, dass zur Ermittlung der Geschwindigkeitsinformation wenigstens eine Trajektorie des Kraftfahrzeugs, insbesondere anhand eines Modells, vorausberechnet wird. Auch in diesem Zusammenhang können Verkehrssimulationen ein nützliches Mittel sein. Die grundsätzliche Vorausberechnung bzw. Ermittlung möglicher Trajektorien ist im Stand der Technik bereits grundlegend bekannt, beispielsweise aus dem Bereich der Kollisionsvermeidungs- bzw. Kollisionsfolgenminderungssysteme. Insbesondere können zur Ermittlung der Geschwindigkeitsinformation Trajektorien nach ihrer kollisionsfreien und insbesondere auch sicheren Durchführung bewertet werden, insbesondere beispielsweise durch Zuordnung einer Kollisionswahrscheinlichkeit bei Durchführung dieser Trajektorie. Somit kann aus anderen Bereichen, hier Sicherheitssystemen, bekanntes Know-How auch beim erfindungsgemäßen, auf eine Auffahrt zugeschnittenen Fahrerassistenzsystem genutzt werden, um dort den Fahrer zum sicheren und komfortablen Auffahren auf die Spur der weiteren Straße zu unterstützen.
-
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass bei der Ermittlung der Geschwindigkeitsinformation wenigstens eine Höchstgeschwindigkeit auf der Auffahrt und/oder der weiteren Straße und/oder mögliche Geschwindigkeiten des Kraftfahrzeugs und/oder andere auf der Auffahrt befindliche Kraftfahrzeuge berücksichtigt werden. In die Geschwindigkeit bzw. den Geschwindigkeitsbereich, der als möglich zum Einfädeln in die geeignete Lücke ermittelt wird, können mithin auch weitere Randbedingungen eingehen, die die für das Kraftfahrzeug möglichen bzw. erlaubten Geschwindigkeiten einschränken. So sollte zum einen der Geschwindigkeitsbereich, in dem das Kraftfahrzeug betrieben werden kann, und der im Kraftfahrzeug ohnehin bekannt ist, berücksichtigt werden. Zweckmäßig ist es ferner, Höchstgeschwindigkeiten auf der Auffahrt und/oder der weiteren Straße zu beachten, welche aus Navigationsdaten des Navigationssystems oder aber auch über Daten einer Außenkamera (Verkehrszeichenerkennung) ermittelt werden kann. Auch andere, gegebenenfalls langsame, Verkehrsteilnehmer, die sich neben dem eigenen Kraftfahrzeug auf der Auffahrt befinden, insbesondere vor dem eigenen Kraftfahrzeug, können berücksichtigt werden, beispielsweise bei der Ermittlung von möglichen Trajektorien.
-
Erfindungsgemäß wird als Geschwindigkeitsinformation wenigstens ein Geschwindigkeitsintervall und/oder wenigstens ein zeitlicher Geschwindigkeitsverlauf ermittelt. Zum einen ist es zweckmäßig, nicht nur eine feste Geschwindigkeit zu wählen, die angestrebt werden sollte, so dass Geschwindigkeitsintervalle ermittelt werden können, insbesondere dann, wenn diese als Hilfestellung einem Fahrer zur Anzeige gebracht werden sollen, so dass sich dieser danach richten kann. Auch die Ermittlung zeitlicher Geschwindigkeitsverläufe ist denkbar, was insbesondere dann zweckmäßig ist, wenn das Kraftfahrzeug die Geschwindigkeit selbst nach dem Geschwindigkeitsverlauf regelt, um so das Einfädeln in die Lücke zu ermöglichen. An dieser Stelle sei im Übrigen noch angemerkt, dass insbesondere dann, wenn die Geschwindigkeit einem Fahrer zur Anzeige gebracht wird, aber auch allgemein es zweckmäßig ist, die aktuelle Geschwindigkeitsinformation ständig durch Neuberechnung zu überprüfen, um Veränderungen im Verkehrsgeschehen erfassen zu können, beispielsweise das Beschleunigen oder Abbremsen von Kraftfahrzeuge auf der Spur, in die die Auffahrt mündet, oder dergleichen. Auf diese Weise liegt immer eine aktuelle Geschwindigkeitsinformation vor.
-
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann zu in der Geschwindigkeitsinformation enthaltenen Geschwindigkeiten jeweils ein Gefährdungswert ermittelt werden, der die Sicherheit des Einfädelvorgangs beschreibt. Eine Ermittlung eines derartigen Gefährdungswerts kann beispielsweise dann besonders einfach erfolgen, wenn bei der Ermittlung der Geschwindigkeitsinformation Trajektorien betrachtet werden, wie es auch bei Systemen, die Kollisionswahrscheinlichkeiten betrachten, vorgenommen wird. Auch derartigen Gebieten des Standes der Technik ist es mithin bekannt, ohnehin die Sicherheit von zukünftigen Trajektorien abzuschätzen, insbesondere über die Kollisionswahrscheinlichkeit, welche auch als Gefährdungswert herangezogen werden kann. Ein solcher Gefährdungswert ermöglicht eine deutlich verbesserte Information des Fahrers bei der Anzeige und eine verbesserte Auswahl einer tatsächlich zu verwendenden Trajektorie, wenn eine automatische Führung des Kraftfahrzeugs in die Lücke erfolgen soll.
-
Besonders bevorzugt ist es also, wenn zur Ermittlung des Gefährdungswerts eine Kollisionsberechnung durchgeführt wird. Auf diese Weise können grundsätzlich bekannte Algorithmen auch im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden. Die dafür nötigen Vorgänge, insbesondere die Abschätzung von Trajektorien, die Nutzung von Modellen und Simulationen und die Ermittlung von Kollisionswahrscheinlichkeiten sind im Stand der Technik bereits hinreichend bekannt.
-
Vorzugsweise kann auch eine Anzeige des Gefährdungswerts erfolgen. Eine derartige Anzeige erweist sich insbesondere dann als zweckmäßig, wenn dem Fahrer mehrere Geschwindigkeiten der Geschwindigkeitsinformation zur Anzeige gebracht werden, welche dieser dann anhand der Gefährdungswerte beurteilen kann. So kann in diesem Zusammenhang in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass der Gefährdungswert farbcodiert angezeigt wird, insbesondere grün für eine hohe Sicherheit, gelb für eine mittlere Sicherheit, orange für eine niedrige Sicherheit und rot für eine nicht zum Einfädeln in die Lücke geeignete Geschwindigkeit. Durch eine Farbcodierung werden Aspekte möglicher Geschwindigkeiten einem Fahrer besonders eingängig nähergebracht, was insbesondere bei der später noch näher diskutierten Anzeige auf einem Head-Up-Display vorteilhaft einsetzbar ist.
-
Allgemein ist es zweckmäßig, wenn die Anzeige an einer Geschwindigkeitsanzeigevorrichtung des Kraftfahrzeugs (Tachometer), insbesondere mittels eines ein Zeigerinstrument wenigstens teilweise umschließenden LED-Bandes, und/oder an einem Außenspiegel erfolgt. Ein möglicher, sinnvoller Geschwindigkeitsbereich zum Einfädeln in eine geeignete Lücke kann dem Fahrer also beispielsweise über ein Geschwindigkeitsband an der Geschwindigkeitsanzeigevorrichtung (Tachometer) unmittelbar angezeigt werden. Beispielsweise können dort bestimmte Geschwindigkeitsbereiche anzeigende LEDs, die sich entlang des Umfangs des Zeigerinstruments erstrecken, erleuchtet werden, wenn die entsprechenden Geschwindigkeiten geeignet sind, in die Lücke einzufädeln. Können die LEDs in verschiedenen Farben angesteuert werden, ergibt sich auch die Möglichkeit einer Farbcodierung gemäß des Gefährdungswerts.
-
Auch eine Anzeige in den Außenspiegeln kann zweckmäßig sein, da es bekannt ist, dass Fahrer diese bei einem Auffahrvorgang, insbesondere dem Wechseln auf die Spur der weiteren Straße, häufig verwenden. Zudem bietet ein Außenspiegel auch die Möglichkeit, worauf im Folgenden noch näher eingegangen werden wird, einen idealen Lenkzeitpunkt zum Einfädeln in die Lücke zu vermitteln, beispielsweise, indem eine für ein Toter-Winkel-Warnsystem eingesetzte Leuchtquelle, die sonst in Rot betrieben wird, nun in Grün betrieben wird.
-
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Anzeige mittels eines Head-Up-Displays erfolgen, bei Ermittlung und Anzeige von Gefährdungswerten insbesondere anhand einer verschiedene, nach Geschwindigkeiten geordnete Balken für verschiedene Gefährdungswerte aufweisenden Darstellung, wobei eine insbesondere abstrahierte Wiedergabe des Kraftfahrzeugs den Balken überlagert in Abhängigkeit von der aktuellen Geschwindigkeit lagegenau zur Geschwindigkeitsordnung eingeblendet wird. Beispielsweise kann also ein bestimmter Geschwindigkeitsbereich in Form von aufeinanderfolgenden, nach der Geschwindigkeit geordneten Balken auf dem Head-Up-Display symbolisiert werden. Balken, die Geschwindigkeiten entsprechen, für die das Einfädeln in die Lücke ungefährlich ist, können in grün dargestellt werden, wie oben erläutert, andere Balken abgestuft beispielsweise noch in gelb/orange und rot. Nachdem abhängig von der tatsächlichen Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs das Kraftfahrzeug auch lagerichtig in diese Geschwindigkeitsdarstellung eingefügt wird, ist eine äußerst intuitive Darstellung gegeben, die es dem Fahrer erlaubt, die geeignete Geschwindigkeit selbst einzustellen, so dass das Kraftfahrzeug sich in der Darstellung grundsätzlich im „grünen” Bereich bewegt.
-
Die Erfindung sieht ferner vor, dass zusätzlich zu der Geschwindigkeitsinformation zu jeder darin enthaltenen Geschwindigkeit eine einen Lenkzeitpunkt und/oder einen Lenkeinschlag umfassende Lenkinformation ermittelt und angezeigt und gegebenenfalls beim Betrieb des Kraftfahrzeugs verwendet wird. Insbesondere dann, wenn ohnehin, wie oben beschrieben, Trajektorien des Kraftfahrzeugs betrachtet werden, lässt sich eine solche Lenkinformation, die die Informationen, die der Fahrer benötigt, um einzufädeln, vervollständigt, leicht ermitteln. Selbstverständlich kann die Lenkinformation auch bei der vollautomatischen Führung eines Kraftfahrzeugs in eine geeignete Lücke eingesetzt werden. Das Fahrerassistenzsystem unterstützt dann den Fahrer also nicht nur bei der schwierigen Aufgabe des Abschätzens einer geeigneten Geschwindigkeit, sondern auch beim Abschätzen des geeigneten Lenkzeitpunkts/Lenkeinschlags.
-
Zur Anzeige des Lenkzeitpunktes wird eine in einem Außenspiegel verbaute LED verwendet. Beispielsweise ist es denkbar, eine von einem Toter-Winkel-Warner ohnehin genutzte LED, die bei einer Totwinkelwarnung rot leuchtet, grün leuchtend zur Anzeige des geeigneten Lenkzeitpunkts anzusteuern. Der Fahrer nimmt dies wenigstens peripher wahr, nachdem derartige LEDs ohnehin so verbaut sind, dass die periphere Wahrnehmung gegeben ist.
-
In weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Lenkinformation beim Betrieb wenigstens eines querführenden Fahrerassistenzsystems, insbesondere eines Spurhaltesystems, berücksichtigt wird, insbesondere durch Wegfall oder Veränderung von Lenkbarrieren zum Lenkzeitpunkt. Spurhaltesysteme sind im Stand der Technik bereits bekannt und dienen beispielsweise dazu, ein unbeabsichtigtes Verlassen der aktuellen Fahrspur durch den Fahrer zu verhindern, wofür auch Lenkhindernisse vorgesehen sein können. Ein solches Lenkhindernis kann nun bis zum optimalen Lenkzeitpunkt aufrechterhalten werden, um dann wegzufallen, so dass auch der Betrieb solcher weiterer Fahrerassistenzsysteme auf die Ermittlungsergebnisse des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems abgestellt werden können.
-
Neben dem Verfahren betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Fahrerassistenzsystem mit zugeordnetem Steuergerät, was zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist. Sämtliche Ausführungen bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich analog auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug übertragen, mit welchem mithin ebenso die genannten Vorteile erzielt werden können.
-
Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:
-
1 eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs,
-
2 eine Fahrsituation, in der das erfindungsgemäße Verfahren genutzt wird,
-
3 ein erste mögliche Anzeige der Geschwindigkeitsinformation,
-
4 eine zweite mögliche Anzeige der Geschwindigkeitsinformation, und
-
5 eine Möglichkeit zur Anzeige einer Lenkinformation.
-
1 zeigt eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 1. Dieses umfasst ein Fahrerassistenzsystem 2, welches den Fahrer beim Einfädeln von einer Auffahrt auf eine Spur einer weiteren Straße unterstützen soll. Der Betrieb des Fahrerassistenzsystems wird durch ein Steuergerät 3 gesteuert, welches zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist.
-
Über ein Bussystem des Kraftfahrzeugs 1 kommuniziert das Steuergerät 3 mit weiteren Fahrzeugsystemen des Kraftfahrzeugs 1, von welchen vorliegend Anzeigemittel 4 zum Darstellen ermittelter Geschwindigkeitsinformationen und gegebenenfalls von Lenkinformationen, Aktoren 5, über die das Fahrerassistenzsystem 2 beispielsweise Einfluss auf das Brems- und Lenkverhalten des Kraftfahrzeugs 1 nehmen kann, ein Navigationssystem 6, in welchem als Navigationsdaten digitales Kartenmaterial gespeichert sind, eine Kraftfahrzeug-zu-Kraftfahrzeug-Kommunikationseinrichtung 7 und eine Umfeldsensorik 8 umfassend wenigstens einen Umfeldsensor, insbesondere eine Kamera, einen Radarsensor und/oder einen Ultraschallsensor, dargestellt sind.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren und sein Einsatz sei nun im Hinblick auf 2 näher erläutert. Dort befindet sich ersichtlich das Kraftfahrzeug 1 auf einer Auffahrt 9, die zu einer weiteren Straße 10 führt, dort konkret auf die Spur 11. Die Auffahrt 9 weist keinen Beschleunigungsstreifen auf, so dass es für den Fahrer ohne Nutzung des Fahrerassistenzsystems 2 schwierig ist, abzuschätzen, wie er idealerweise in eine Lücke des dortigen Verkehrs einfädeln kann.
-
Dem Fahrerassistenzsystem 2 ist nun bewusst, dass es sich um eine Auffahrsituation handelt, nachdem im Navigationssystem 6 ständig, insbesondere anhand eines GPS-Sensors, überwacht wird, wo sich das Kraftfahrzeug 1 auf einer durch das digitale Kartenmaterial definierten Straße befindet. Hier erkennt das Fahrerassistenzsystem 2 also, dass sich das Kraftfahrzeug 1 auf der Auffahrt 9 befindet. Ist also die Auffahrsituation erkannt und gegeben, so wird nun zunächst der Verkehr auf der Spur 11 als Spurverkehrsdaten genauer ermittelt. Dort sind, wie aus 2 ersichtlich, weitere Verkehrsteilnehmer 12 in größerer Anzahl vorhanden. Diese werden nun allesamt in ihrer Geschwindigkeit, ihrer Position und dem Abstand zueinander ermittelt, vorliegend durch eine Datenfusion aus Daten der Umfeldsensorik 8 und Kommunikationsdaten der Kraftfahrzeug-Zu-Kraftfahrzeug-Kommunikationseinrichtung 7. Bekannt ist es bereits, dass Kraftfahrzeuge über Kraftfahrzeug-Zu-Kraftfahrzeug-Kommunikation ihre aktuelle Position, Geschwindigkeit und weitere Informationen versenden, wobei weitere Informationen auch einen Abstand zum Vorder- und/oder Hintermann und dergleichen enthalten können, die für die Beurteilung der Verkehrslage auf der Spur, in die die Auffahrt mündet, relevant sind. Solche Daten können fusioniert werden mit den Daten von Umfeldsensoren, wobei über diese detektierte Objekte Kommunikationspartnern zugeordnet werden. Ergebnis ist eine Beschreibung des Verkehrs auf der Spur 11, nachdem bekannt ist, welche Verkehrsteilnehmer 12 sich dort befinden, wo sie sich befinden, mit welcher Geschwindigkeit sie sich bewegen und welchen Abstand sie zueinander haben.
-
Aus diesen Informationen können nun Lücken zwischen den Verkehrsteilnehmern 12 bestimmt werden, die sich grundsätzlich eignen, dass das Kraftfahrzeug 1 in sie einscheren kann. Dabei können beispielsweise von ihrer Ausdehnung her hinreichend große Kandidatenlücken zunächst gewählt werden, woraufhin dann überprüft wird, ob eine sinnvolle, realisierbare und erlaubte Trajektorie existiert, die das Kraftfahrzeug 1 in die Lücke führt. Dies ist möglich, nachdem das Navigationssystem 6 in seinen Navigationsdaten auch den Verlauf der Auffahrt 9 und die aktuelle Position des Kraftfahrzeugs 1 auf der Auffahrt 9 enthält. Die bis zum Einfädelbereich zurückzulegende Strecke ist mithin bekannt.
-
Relevant ist bei der Diskussion von Lücken im Übrigen, wie diese zum Zeitpunkt der Ankunft des Kraftfahrzeugs 1 im Einfädelbereich aussehen, wie dies anhand der geeigneten Lücke 13 und ihrer Position 13' zu einem späteren Zeitpunkt symbolisiert ist.
-
Die bereits genannten Trajektorien werden über Algorithmen entwickelt, die aus dem Bereich der Kollisionsvermeidung und/oder Kollisionsfolgenminderung, also bei Sicherheitssystemen, bekannt sind. Mit anderen Worten wird eine Kollisionsberechnung durchgeführt, aus der eine Kollisionswahrscheinlichkeit als Gefährdungswert hervorgeht. Führt man Berechnungen nun für verschiedene Geschwindigkeiten des Kraftfahrzeugs 1 auf der Auffahrt 9 durch, ergeben sich verschiedene Ergebnisse für die Kollisionswahrscheinlichkeiten, also Gefährdungswerte, die anzeigen, welche Minimalgeschwindigkeit und welche Maximalgeschwindigkeit, mithin welches Geschwindigkeitsintervall, zu einem sicheren Einfädeln in eine Lücke 13 führen. Dabei können beispielsweise Schwellwerte für Gefährdungswerte ausgewertet werden. Wird für eine Kandidaten-Lücke keine Trajektorie gefunden, die zu einem sicheren Einscheren in die Lücke führt, wird die entsprechende Kandidaten-Lücke verworfen; sie ist offensichtlich nicht geeignet.
-
Aus den Trajektorien, die ermittelt wurden, kann mithin nun eine Geschwindigkeitsinformation abgeleitet werden, wobei jeder Geschwindigkeit in den Geschwindigkeitsinformationen der entsprechende Gefährdungswert, hier also die Kollisionswahrscheinlichkeit, zugeordnet bleibt. Zusätzlich aber werden aus den Trajektorien auch Lenkinformationen abgleitet, die den Zeitpunkt des Lenkens zum Einfädeln umfassen. Zusätzlich können die Lenkinformationen auch den Lenkeinschlag, der notwendig ist, beschreiben.
-
Bei der Ermittlung der Geschwindigkeitsinformation werden im Übrigen auch weitere Informationen berücksichtigt. So ist aus den Navigationsdaten des Navigationssystems 6 eine Höchstgeschwindigkeit auf der Auffahrt 9 bekannt, die nicht überschritten werden darf. Eine derartige Höchstgeschwindigkeit kann auch durch eine Verkehrszeichenerkennung aus Bilddaten einer Außenkamera ermittelt werden. Ferner sind die Grenzen der Geschwindigkeiten des Kraftfahrzeugs 1 bekannt, mithin dessen Höchstgeschwindigkeit. Auch über die Umfeldsensorik 8 detektierte, weitere Verkehrsteilnehmer auf der Auffahrt 9 werden bei der Ermittlung der Geschwindigkeitsinformation, hier konkret der Ermittlung der möglichen Trajektorien, ermittelt.
-
Grundsätzlich ist es nun möglich, dass das Kraftfahrzeug 1 autonom eine ideale, insbesondere den niedrigsten Gefährdungswert aufweisende Trajektorie abfährt, mithin die Geschwindigkeitsinformation und die Lenkinformation nutzt, um das Kraftfahrzeug 1 ohne weiteres Zutun des Fahrers in eine Lücke 13 einfädeln zu lassen. In diesem Ausführungsbeispiel jedoch werden die Geschwindigkeitsinformationen und die Lenkinformationen an den Fahrer ausgegeben, der weiterhin die Bedienhoheit über das Kraftfahrzeug behält. Dieser erhält also Hinweise, wie er ideal fahren muss, um problemlos in die geeignete Lücke 13 einzufädeln. Möglichkeiten zur Darstellung der Geschwindigkeitsinformation und auch der Lenkinformation über Anzeigemittel 4 sind in den 3–5 gezeigt.
-
3 zeigt eine Möglichkeit der Anzeige der Geschwindigkeitsinformation an einer Geschwindigkeitsanzeigevorrichtung 14, hier einem Zeigerinstrument 15. Am Außenumfang des Zeigerelements 15 erstreckt sich ein LED-Band 16, wobei verschiedenen als Skala auf dem Zeigerinstrument 15 dargestellten Geschwindigkeitsbereichen jeweils ein von einer LED beleuchtbares Segment 17 zugeordnet ist. Um hier eine Anzeige zu ermöglichen, wird ein Geschwindigkeitsintervall bestimmt, in dem ein möglichst sicheres Einfädeln möglich ist, das bedeutet beispielsweise, ein bestimmter Gefährdungswert unterschritten ist. Die diesem Geschwindigkeitsintervall zugeordneten Segmente, hier die Segmente 17a und 17b, werden erleuchtet. So kann der Fahrer beim Blick auf den Tachometer sofort erkennen, welche Geschwindigkeit optimal für das Einfädeln ist.
-
Eine weitere, erfindungsgemäß bevorzugte Möglichkeit zeigt 4. Dort wird ein Head-Up-Display (HUD) verwendet, um eine schematische Darstellung 18 einzublenden. Diese umfasst mehrere Balken 19a–19f. Jeder der Balken 19a–19f beschreibt ein Geschwindigkeitsintervall, wobei die Geschwindigkeitsintervalle angrenzender Balken ebenso aneinander grenzen und die Balken 19a–19f nach Geschwindigkeit geordnet sind. Jeder Balken 19a–19f wird in einer Farbe dargestellt, die vom Gefährdungswert für die durch ihn abgedeckten Geschwindigkeiten abhängt. Vorliegend wird beispielsweise der Balken 19d in grün dargestellt, das bedeutet, hier ist eine sehr hohe Sicherheit beim Einfädeln gegeben. Der Balken 19d gibt mithin erstrebenswerte Geschwindigkeiten an. Die Balken 19c und 19e dagegen sind in Gelb gehalten, das bedeutet, hier liegt in höheres Gefährdungspotential, mithin ein höherer Gefährdungswert vor, während die Balken 19b und 19f in einer orangen Färbung dargestellt sind, die einen gegenüber der gelben Färbung nochmals erhöhten Gefährdungswert anzeigen. Der Balken 19a wird in Rot dargestellt, was bedeutet, dass ein kollisionsfreies Einfädeln bei dieser Geschwindigkeit unmöglich ist.
-
Den Balken 19a–19f überlagert wird eine schematische Darstellung 20 des Kraftfahrzeugs 1 gezeigt, die übereinstimmend mit der aktuellen Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 1 dargestellt wird. Der Fahrer kann mithin nun durch Erhöhen oder Erniedrigen der Geschwindigkeit die Darstellung 20 so platzieren, dass sie in einem grünen Bereich, hier im Balken 19d, liegt.
-
5 zeigt einen Außenspiegel 21 des Kraftfahrzeugs 1. Dieser weist, wie grundsätzlich bekannt, eine Spiegelfläche 22 auf, die auch zur Darstellung von Geschwindigkeitsinformationen genutzt werden kann. In jedem Fall jedoch weist der Außenspiegel 21 auch eine LED 23 auf, die üblicherweise einem Toter-Winkel-Warner zugeordnet ist, wo sie rot leuchtet. Im Rahmen des hier dargestellten Ausführungsbeispiels wird die LED 23 aber auch genutzt, um den idealen Zeitpunkt zum Lenken zum Einfädeln anzuzeigen, also den Lenkzeitpunkt der Lenkinformationen, wozu die auch peripher wahrnehmbare LED 23 grün aufleuchtet.
-
Es sei schließlich noch angemerkt, dass die Lenkinformation auch genutzt werden kann, um Parameter eines querführenden Fahrerassistenzsystems anzupassen, indem beispielsweise eine Lenkbarriere zum Lenkzeitpunkt wegfällt.
