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Die Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem mit Nothaltefunktion gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Nothalten eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 11.
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Die Druckschrift
DE 10 2009 016 936 A1 beschreibt ein Fahrerassistenzsystem zum Unterstützen eines Fahrers, bei dem eine Ermüdung des Fahrers von einem Müdigkeitserkennungssystem erkannt wird und zur Warnung anderer Verkehrsteilnehmer ein Warnblinklicht aktiviert wird. Es können auch weitere Maßnahmen durchgeführt werden, beispielsweise ein Abbremsen des Fahrzeugs oder ein Steuern des Fahrzeugs an einen Fahrbahnrand.
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Aus der Druckschrift
DE 10 2010 044 024 A1 ist ein Fahrerassistenzsystem mit Nothaltefunktion für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Das Fahrzeug umfasst eine elektrische Feststellbremse und ein Feststellbremsen-Bedienelement in Form eines zur Betätigung ziehbaren Schalters, über den die Feststellbremse betätigt werden kann. Es ist vorgesehen, dass auch während der Fahrt das Feststellbremsen-Bedienelement betätigt werden kann, wobei in diesem Fall das Fahrzeug unabhängig von der Betätigung des Bremspedals abgebremst wird. Dies wird in der Druckschrift als Normalbremsung bezeichnet. Darüber hinaus ist bei dauerhafter Betätigung des Bedienelements über eine vorgegebene Mindestdauer (z. B. 10 Sekunden) hinaus eine Nothaltefunktion aktivierbar, bei der das Fahrzeug beispielsweise in einen autonomen Fahrmodus wechselt und ein autonomes Nothaltemanöver durchführt. Hierbei wird das Fahrzeug beispielsweise nach einem oder mehreren autonom durchgeführten Spurwechseln am Seitenstreifen sicher angehalten. Die manuell vom Fahrer ausgelöste Nothaltefunktion ist in Situationen hilfreich, in denen der Fahrer während der Fahrt plötzlich nicht mehr fahrtüchtig ist, beispielsweise bei einem gesundheitlichen Problem (z. B. einem Herzinfarkt).
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In der Druckschrift
DE 10 2012 001 312 A1 ist ein Fahrerassistenzsystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben, bei dem mittels einer Eingabevorrichtung, beispielsweise mittels eines Schalters, ein Bedienbefehl eingebbar ist. Erfolgt eine solche Eingabe, so ist ein autonom durchführbares Fahrmanöver auslösbar. Das Fahrerassistenzsystem ermöglicht einen durch den Fahrer oder einen Beifahrer auslösbaren Nothalt für den Fall einer Fahruntüchtigkeit des Fahrers. Ferner kann auch vorgesehen sein, dass der Bedienbefehl eine von dem Fahrerassistenzsystem des Kraftfahrzeugs automatisch erkannte kritische Situation validiert.
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In der Druckschrift „Umfelderfassung für den Nothalteassistenten – ein System zum automatischen Anhalten bei plötzlich reduzierter Fahrfähigkeit des Fahrers", Nico Kämpchen et al., abrufbar unter http://www1.smartsenior.de/pdf/pub/SmartSenior_AAET_BMW_2010.pdf, ist ein Nothalteassistenzsystem beschrieben. Dort ist ausgeführt, dass ein automatisierter Nothalt auf einem Pannenstreifen bei geringem Verkehrsaufkommen das optimale Vorgehen ist, während bei hohem Verkehrsaufkommen, das Fahrzeug innerhalb der aktuellen Fahrspur bis in den Stillstand automatisch abgebremst werden soll.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Fahrerassistenzsystem mit einer per Bedienelement auslösbaren Nothaltefunktion anzugeben, bei dem die Wahrscheinlichkeit einer versehentlichen Auslösung durch den Fahrer oder Beifahrer verringert ist.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können. Beispielsweise kann die Idee der Entscheidung über den durchzuführenden Nothaltefahrmanövertyp in Abhängigkeit einer für das Verkehrsaufkommen charakteristischen Größe auch unabhängig von dem im Anspruch 1 beschriebenen Bedienkonzept des Fahrerassistenzsystems umgesetzt werden.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem mit Nothaltefunktion. Das Fahrerassistenzsystem ist eingerichtet, in Abhängigkeit der Betätigung eines Bedienelements eine Nothaltefunktion zu aktivieren, und im Rahmen der Nothaltefunktion ein autonomes Nothaltefahrmanöver zum Nothalten des Fahrzeugs durchzuführen. Beispielsweise wird das Fahrzeug im Rahmen des autonomen Nothaltefahrmanövers ausgehend von der aktuellen Fahrspur mit autonomer Längs- und Querführung auf einem Seitenstreifen der Fahrbahn zum Halten gebracht. Zum Anhalten des Fahrzeugs wird vorzugsweise das hydraulische Betriebsbremssystem verwendet. Das Fahrerassistenzsystem kann zusätzlich eingerichtet sein, im Rahmen der Nothaltefunktion automatisch ein Warnblinken des Fahrzeugs und/oder einen Notruf auszulösen.
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Das Fahrerassistenzsystem kennzeichnet sich dadurch, dass dieses in Reaktion auf eine auf die Aktivierung der Nothaltefunktion gerichtete Bedienhandlung des Bedienelements Fahrerzustandsinformation betreffend den aktuellen Zustand des Fahrers bestimmt. Beispielsweise wird damit begonnen, Zustandsinformation über den aktuellen Fahrerzustand zu bestimmen, sobald der Fahrer das Bedienelement betätigt. Es kann aber auch sein, dass erst begonnen wird, Zustandsinformation betreffend den aktuellen Zustand des Fahrers zu bestimmen, wenn der Fahrer nach der Betätigung des Bedienelements die Betätigung des Bedienelements beendet.
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Die Fahrerzustandsinformation betrifft beispielsweise den Aufmerksamkeitszustand oder die Fahrtüchtigkeit des Fahrers. Die Aufmerksamkeit und Fahrtüchtigkeit können beispielsweise aufgrund einer plötzlichen medizinischen Notsituation eingeschränkt sein.
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Bei der Fahrerzustandsinformation handelt es sich z. B. um mittels einer auf den Fahrer gerichteten Innenraumkamera bestimmter Fahrerzustandsinformation, z. B. um Information, wohin der Fahrer blickt (z. B. nach vorne), ob der Fahrer die Augen geöffnet hat und/oder wo sich der Kopf des Fahrers befindet. Derartige Information lässt Rückschlüsse auf den Zustand des Fahrers, insbesondere auf dessen Aufmerksamkeit und dessen Fahrtüchtigkeit zu.
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Bei der Fahrerzustandsinformation kann es sich alternativ oder zusätzlich auch um Information handeln, die die Betätigung oder Nichtbetätigung von einem oder mehreren Fahrerbedienelementen (z. B. Lenkrad, Bremspedal oder Fahrpedal) zur manuellen Fahrzeugführung betrifft. Beispielsweise wird ermittelt, ob der Fahrer das Fahrerbedienelement normal betätigt, rückartig betätigt oder überhaupt nicht mehr betätigt.
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Wenn beispielsweise bei Betätigung des Bedienelements ein Komfort-Fahrerassistenzsystem mit automatischer Längs- und/oder Querführung automatisch deaktiviert wird, kann als Fahrerzustandsinformation herangezogen werden, ob der Fahrer die Fahraufgabe übernimmt und das Fahrpedal und/oder das Lenkpedal betätigt, insbesondere normal betätigt.
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Das Fahrerassistenzsystem ist eingerichtet, in Abhängigkeit der Fahrerzustandsinformation eine in Abhängigkeit der Betätigung des Bedienelements herbeizuführende Aktivierung der Nothaltefunktion zu unterbinden. Alternativ oder zusätzlich kann das Fahrerassistenzsystem eingerichtet sein, eine in Abhängigkeit der Betätigung des Bedienelements bereits aktivierte Nothaltefunktion abzubrechen.
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Wenn das Bedienelement zur Aktivierung betätigt wird, wird beispielsweise gleichzeitig der Aufmerksamkeitszustand des Fahrers durch die Kamera ausgewertet. Wenn erkannt wird, dass der Fahrer aufmerksam und fahrtüchtig ist, wird die Funktion beispielsweise nicht aktiviert, da man davon ausgehen kann, dass der Fahrer oder Beifahrer den Nothalteassistenten nicht aktivieren wollte.
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Das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem erlaubt es, die Wahrscheinlichkeit einer Fehlauslösung aufgrund einer Fehlbedienung des Bedienelements zu verringern, indem zusätzlich auch Fahrerzustandsinformation berücksichtigt wird.
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Da der Fahrer in Reaktion auf die Bedienhandlung beobachtet wird und die Fahrerzustandsinformation dann bestimmt wird, werden falsche Rückschlüsse über den Fahrerzustand im Vergleich zu der Verwendung von Fahrerzustandsinformation, die vor der Bedienhandlung bestimmt wurde, vermieden. Wenn beispielsweise vor der Bedienhandlung ein Komfort-Fahrerassistenzsystem mit automatischer Längs- und Querführung verwendet wurde, würde eine Fahrerbeobachtung vor der Bedienhandlung in fehlerhafter Weise auf einen inaktiven und daher möglicherweise nicht fahrtüchtigen Fahrer hinweisen.
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Im Vergleich zu bekannten Nothalteassistenzsystemen, deren Auslösung vollständig auf einer Beobachtung des Fahrerzustands beruht, weist das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem eine deutlich geringe Wahrscheinlichkeit für eine Fehlauslösung auf. Dies liegt daran, dass einerseits die Wahrscheinlichkeit für eine Fehlauslösung durch die zusätzliche Berücksichtigung der Bedienhandlung des Bedienelements generell reduziert wird und andererseits die Fahrerzustandsbeobachtung durch Einsetzen der Fahrerzustandsbeobachtung erst in Reaktion auf die Bedienhandlung weniger fehleranfällig ist, beispielsweise für den Fall der vorherigen Verwendung eines Komfort-Fahrerassistenzsystems mit automatischer Längs- und Querführung.
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Es wird darauf hingewiesen, dass optional weitere Fahrerzustandsinformation, die bereits vor der Betätigungshandlung durch Fahrerbeobachtung ermittelt wurde, zusätzlich auch zur Entscheidung über die Aktivierung der Nothaltefunktion herangezogen werden kann.
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Das erfindungsgemäße Konzept eignet sich besonders dann, wenn das Bedienelement darüber hinaus zum Aktivieren einer von der Nothaltefunktion separaten Fahrzeugfunktion dient. Es liegt also zumindest eine Doppelbelegung des Bedienelements zum Aktivieren von zwei verschiedenen Funktionen vor. In diesem Fall ist nämlich die Wahrscheinlichkeit deutlich erhöht, dass der Fahrer durch Betätigen des Bedienelements nicht die Nothaltefunktion auslösen möchte, sondern diese separate Fahrzeugfunktion aktivieren will.
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Beispielsweise umfasst das Fahrzeug eine elektrische Feststellbremse und ein Feststellbremse-Bedienelement zum Aktivieren der elektrischen Feststellbremse im Stand. Das Aktivieren der Feststellbremse entspricht in diesem Fall dem Aktivieren einer separaten Fahrzeugfunktion. Das Feststellbremse-Bedienelement wird in diesem Fall auch als Bedienelement zum Auslösen der Nothaltefunktion verwendet.
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Es ist in diesem Fall von Vorteil, wenn das Fahrerassistenzsystem eingerichtet ist, die Nothaltefunktion erst in Reaktion auf ein Beenden der Betätigung des Feststellbremse-Bedienelements zu aktivieren. Dies ist in der deutschen Patentanmeldung „Fahrerassistenzsystem mit per Feststellbremse-Bedienelement aktivierbarer Nothaltefunktion”, die am gleichen Tag wie die vorliegende deutsche Patentanmeldung beim Deutschen Patent- und Markenamt von derselben Anmelderin eingereicht wurde, beschrieben. Der Offenbarungsgehalt dieser deutschen Patentanmeldung hierzu wird hiermit durch Bezugnahme in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung aufgenommen.
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Sofern die Nothaltefunktion erst in Reaktion auf ein Beenden der Betätigung des Feststellbremse-Bedienelements aktiviert wird, wird vorzugsweise in Reaktion auf ein Betätigen des Feststellbremse-Bedienelements oder in Reaktion auf ein Beenden der Betätigung des Feststellbremse-Bedienelements Fahrerzustandsinformation betreffend den aktuellen Zustand des Fahrers bestimmt. In Abhängigkeit der Fahrerzustandsinformation kann dann eine Aktivierung der Nothaltefunktion in Reaktion auf ein Beenden der Betätigung des Feststellbremse-Bedienelements unterbunden werden und/oder eine bereits derartig aktivierte Nothaltefunktion abgebrochen werden. Dieses Konzept kann auch auf ein beliebiges anderes Bedienelement übertragen werden, welches zusätzlich zum Aktivieren einer anderen Fahrzeugfunktion dient.
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Es kann bei einer alternativen Ausführungsform auch ein Bedienkonzept implementiert sein, bei dem die Nothaltefunktion aktiviert wird, sofern die Betätigungsdauer des Feststellbremse-Bedienelements größer oder größer gleich als ein Betätigungsdauerschwellwert ist. In diesem Fall wird vorzugsweise in Reaktion auf ein Betätigen des Feststellbremse-Bedienelements oder in Reaktion auf ein Erreichen oder Überschreiten des Betätigungsdauerschwellwerts Fahrerzustandsinformation betreffend den aktuellen Zustand des Fahrers durch Beobachtung des Fahrers bestimmt.
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Vorzugsweise wird schon während der Betätigung des Feststellbremse-Bedienelements (beispielsweise beim Ziehen eines Feststellbremse-Schalters) ein Abbremsen des Kraftfahrzeugs bewirkt wird, welches nicht Teil des autonomen Nothaltemanövers ist.
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Es von Vorteil, wenn bei Betätigung des Bedienelements, insbesondere des Feststellbremse-Bedienelements, bereits eine Spurhaltefunktion zum automatischen Halten der aktuellen Fahrspur aktiviert wird. Die Spurhaltefunktion hält die aktuelle Fahrspur selbstständig durch eine entsprechende automatische Querführung.
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Konventionelle aktive Spurhalteassistenzfunktionen (beispielsweise auch als Teil eines Abstandstempomaten mit automatischer Querführung) weisen eine sogenannte Hands-On-Erkennung auf, die prüft, ob der Fahrer seine Hände am Lenkrad hat, und die Funktion abbricht, wenn der Fahrer die Hände nicht am Lenkrad hat, insbesondere für eine Zeitdauer größer oder größer gleich als ein Schwellwert die Hände nicht am Lenkrad hat.
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Die vorstehend beschriebene Spurhaltefunktion, die in Reaktion auf die Betätigung des Bedienelements aktiviert wird, weist diese Hands-On-Erkennung vorzugsweise nicht auf, so dass diese auch in einer Notsituation, in der der Fahrer die Hände nicht mehr am Lenkrad hat, aktiv bleibt.
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Vor Betätigung des Bedienelements ist beispielsweise ein Komfort-Fahrerassistenzsystem mit Spurhalteassistenzfunktion mit Hands-On-Erkennung aktiv (insbesondere als Teil eines Abstandstempomaten mit automatischer Querführung), wobei die Spurhalteassistenzfunktion den Fahrer automatisch in der Fahrspur hält. Bei Betätigung des Bedienelements wird das Komfort-Fahrerassistenzsystem vorzugsweise deaktiviert und stattdessen eine vorstehend beschriebene Spurhaltefunktion ohne Hands-On-Erkennung aktiviert.
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Das Fahrerassistenzsystem ist vorzugsweise eingerichtet, die Nothaltefunktion in Reaktion auf eine Bedienhandlung (beispielsweise seitens des Fahrers oder Beifahrers) zum Abbruch der Nothaltefunktion abzubrechen.
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Beispielsweise kann die Bedienhandlung durch Betätigung eines zentralen Bedienelements, beispielsweise eines Drehdrückstellers, abgebrochen werden, wobei auf einer Anzeige im Fahrzeugcockpit auf die Abbruchmöglichkeit hingewiesen wird. Alternativ wäre es denkbar, durch Bedienung eines berührungsempfindlichen Bildschirms, auf dem auf die Abbruchmöglichkeit hingewiesen wird, die Nothaltfunktion abzubrechen.
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Ferner ist es denkbar, dass die Nothaltefunktion durch Betätigung des Fahrpedals oder Lenkrads abbrechbar ist. Bei Betätigung des Bremspedals erfolgt vorzugsweise aber kein Abbruch der Nothaltefunktion, da die Bedienhandlung der Systemhandlung, das Fahrzeug in den Stillstand zu bringen, entspricht.
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Es ist von Vorteil, wenn der Abbruch durch Betätigung des Bedienelements selbst möglich ist. Beispielsweise ist das Bedienelement ein in zumindest zwei unterschiedliche Bedienrichtungen betätigbarer Schalter, beispielsweise ein sowohl ziehbarer als auch drückbarer Schalter.
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Für den Fall, dass es sich bei dem Bedienelement um ein Feststellbremse-Bedienelement handelt und durch Betätigung des Bedienelements das Fahrzeug manuell abgebremst werden kann, eignet sich das erfindungsgemäße Konzept besonders, da durch Ausnutzung der Fahrerzustandsinformation der Aktivierung der Nothaltefunktion in dem Fall nahezu ausgeschlossen werden, dass der Fahrer bei voller Fahrtüchtigkeit nur das Fahrzeug verzögern möchte, beispielsweise zum Anhalten am Fahrtziel (nach dem Anhalten kann der Fahrer durch das gleiche Bedienelement die Feststellbremse einlegen).
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Es ist von Vorteil, wenn das Fahrerassistenzsystem eingerichtet ist, anhand der Fahrerzustandsinformation zu entscheiden, ob eine Aktivierung der Nothaltefunktion gewünscht ist, und im Fall der Entscheidung, dass eine Aktivierung der Nothaltefunktion nicht gewünscht ist, eine in Abhängigkeit der Betätigung des Bedienelements herbeizuführende Aktivierung der Nothaltefunktion zu unterbinden oder eine in Abhängigkeit der Betätigung des Bedienelements bereits aktivierte Nothaltefunktion abzubrechen.
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Beispielsweise werden verschiedene Fahrerzustandsinformationen bestimmt, z. B. Information, wohin der Fahrer blickt (z. B. nach vorne), ob der Fahrer die Augen geöffnet hat, wo sich der Kopf des Fahrers befindet, ob der Fahrer das Fahrerbedienelement ruhig betätigt oder dieses rückartig betätigt oder überhaupt nicht mehr betätigt. Diesen verschiedenen Fahrerzustandsinformationen sind beispielsweise Wahrscheinlichkeiten bezüglich der Fahruntüchtigkeit zugeordnet. Hieraus kann für die aktuelle Situation eine Gesamtwahrscheinlichkeit für die Fahruntüchtigkeit ermittelt werden und anhand eines Schwellwertvergleichs der Gesamtwahrscheinlichkeit mit einem Schwellwert entschieden werden, ob eine Aktivierung der Nothaltefunktion gewünscht ist oder nicht.
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Vorzugsweise ist das Fahrerassistenzsystem daher eingerichtet, eine für das Verkehrsaufkommen charakteristische Größe durch Beobachtung des Fahrzeugumfelds zu bestimmen und in Abhängigkeit dieser charakteristischen Größe zu entscheiden, welches autonome Fahrmanöver durchgeführt werden soll. Zur Beobachtung wird eine Umfeldsensorik verwendet, beispielsweise ein LiDAR-System, ein Radar-System und/oder ein Kamera-System. Diese Idee kann auch unabhängig von dem im Anspruch 1 beschriebenen Aktivierungsmechanismus bei einem beliebigen Fahrerassistenzsystem mit Nothaltefunktion verwendet werden, wobei das Fahrerassistenzsystem eingerichtet ist, im Rahmen der Nothaltefunktion ein Nothaltemanöver zum Nothalten des Fahrzeugs durchzuführen. Die Aktivierung kann beispielsweise über ein Bedienelement oder auch automatisch durch Beobachtung des Fahrerzustands erfolgen.
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Bei der für das Verkehrsaufkommen charakteristischen Größe handelt es sich beispielsweise um eine Verkehrsdichte oder eine Verkehrsstärke. Die Verkehrsdichte gibt die Anzahl der Verkehrsteilnehmer je Wegeinheit zu einem Zeitpunkt an. Die Verkehrsstarke beschreibt die Anzahl der Verkehrsteilnehmer je Zeiteinheit in einem Querschnitt. In Abhängigkeit der für das Verkehrsaufkommen charakteristischen Größe wird entschieden, ein Nothaltfahrmanöver eines ersten autonomen Nothaltefahrmanövertyps mit Anhalten des Fahrzeugs in der eigenen Fahrspur durchzuführen oder ein Nothaltefahrmanöver eines zweiten autonomen Nothaltefahrmanövertyps mit Anhalten des Fahrzeugs auf einem Seitenstreifen der Fahrbahn durchzuführen.
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Beispielsweise wird bei einem geringerem Verkehrsaufkommen entschieden, ein Nothaltefahrmanöver des zweiten Nothaltefahrmanövertyps (Anhalten auf einem Seitenstreifen) durchzuführen, während bei einem dazu höheren Verkehrsaufkommen entschieden wird, ein Nothaltefahrmanöver des ersten Nothaltefahrmanövertyps (Anhalten in der eigenen Fahrspur) durchzuführen.
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Zur Entscheidung über den durchzuführenden Nothaltfahrmanövertyp kann beispielsweise ein Schwellwertvergleich der für das Verkehrsaufkommen charakteristischen Größe mit einem Schwellwert durchgeführt werden. Sofern die charakteristische Größe ein höheres Verkehrsaufkommen als das Verkehrsaufkommen des Schwellwerts anzeigt, wird beispielsweise entschieden, ein Nothaltefahrmanöver des ersten Nothaltefahrmanövertyps (Anhalten in der eigenen Fahrspur) durchzuführen. Sofern die charakteristische Größe ein niedrigeres Verkehrsaufkommen als das Verkehrsaufkommen des Schwellwerts anzeigt, wird beispielsweise entschieden, ein Nothaltefahrmanöver des zweiten Nothaltefahrmanövertyps (Anhalten auf einem Seitenstreifen mit Spurwechsel) durchzuführen.
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Beispielsweise werden eine oder mehrere Zeitlücken zwischen jeweils zwei Fahrzeugen bestimmt. Bei den Zeitlücken kann es sich um Bruttozeitlücken oder Nettozeitlücken handeln. Es können eine oder mehrere Zeitlücken zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem jeweils anderen Fahrzeug bestimmt werden. Alternativ können auch eine oder mehrere Zeitlücken zwischen von dem eigenen Fahrzeug verschiedenen Fahrzeugen bestimmt werden.
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In Abhängigkeit der einen oder mehreren Zeitlücken kann die für das Verkehrsaufkommen charakteristische Größe bestimmt werden. Beispielsweise kann durch Mittelung der Zeitlücken die für das Verkehrsaufkommen charakteristische Größe bestimmt werden. Die charakteristische Größe entspricht beispielsweise dem Mittelwert der Zeitlücken oder dem Inversen des Mittelwerts der Zeitlücken (das Inverse des Mittelwerts entspricht dann einer Verkehrsstärke).
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Beispielsweise wird das Verkehrsaufkommen durch Mittelung der Zeitabstände zwischen Fahrzeugen über einen gewissen Beobachtungszeitraum gemittelt (beispielsweise in einem Beobachtungszeitraum im Bereich von 2 bis 4 Minuten) und davon abhängig wird dann das Fahrmanöver ausgewählt. Bei hoher Verkehrsdichte ist ein Anhalten in der eigenen Spur risikominimal, da ein Stau erzeugt wird, der das Fahrzeug schützt und die höhere Gefahr, dass durch den dichten Verkehr bei einem Spurwechsel eine kritische Situation entsteht, vermieden wird. Bei geringer Verkehrsdichte ist ein Halt auf dem Standstreifen risikominimal, da eine höhere Gefahr bei Halt auf dem Fahrstreifen existiert, durch einen unaufmerksamen schnellen Fahrer übersehen zu werden, und gleichzeitig weniger Risiken bei den Spurwechseln bestehen, so dass mit höherer Wahrscheinlichkeit sicher auf den Standstreifen gefahren werden kann.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Nothalten eines Kraftfahrzeugs, wobei das Kraftfahrzeug ein Bedienelement zum Aktivieren der Nothaltefunktion umfasst.
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Das Verfahren umfasst die Schritte:
- – Aktivieren einer Nothaltefunktion in Abhängigkeit der Betätigung des Bedienelements; und
- – Durchführen eines autonomen Nothaltefahrmanövers zum Nothalten des Fahrzeugs im Rahmen der Nothaltefunktion.
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Das Verfahren kennzeichnet sich durch die weiteren Schritte:
- – in Reaktion auf eine auf die Aktivierung des Nothaltefunktion gerichtete Bedienhandlung des Bedienelements, Bestimmen von Fahrerzustandsinformation betreffend den aktuellen Zustand des Fahrers; und
- – in Abhängigkeit der Fahrerzustandsinformation, Unterbinden einer in Abhängigkeit der Betätigung des Bedienelements herbeizuführenden Aktivierung der Nothaltefunktion und/oder Abbrechen einer in Abhängigkeit der Betätigung des Bedienelements bereits aktivierten Nothaltefunktion.
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Die vorstehenden Ausführungen zum erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystem nach dem ersten Aspekt der Erfindung gelten in entsprechender Weise auch für das erfindungsgemäße Verfahren nach dem zweiten Aspekt der Erfindung. An dieser Stelle und in den Patentansprüchen nicht explizit beschriebene vorteilhafte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechen den vorstehend beschriebenen oder in den Patentansprüchen beschriebenen vorteilhaften Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Zuhilfenahme der beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigen:
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1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems;
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2 ein beispielhaftes Ablaufdiagramm; und
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3 beispielhafte Zeitverläufe der Betätigung des Feststellbremse-Bedienelements und der Fahrzeugbeschleunigung.
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In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Nothalteassistenzsystems NHA mit Nothaltefunktion schematisch dargestellt, welches in einem Kraftfahrzeug, insbesondere in einem Personenkraftwagen, integriert ist. Das Kraftfahrzeug umfasst eine elektrische Feststellbremse EMF sowie ein Feststellbremsen-Bedienelement BE zum Aktivieren der elektrischen Feststellbremse EMF.
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Das Feststellbremse-Bedienelement BE zum Aktivieren der elektrischen Feststellbremse EMF ist vorzugsweise ein Schalter, der zum Aktivieren der elektrischen Feststellbremse EMF von der Bedienperson gezogen wird. Hierzu wird beispielsweise mit dem Finger hinter die Kante K des Bedienteils gefasst und das Bedienteil des Schalters BE gezogen. Das Feststellbremse-Bedienelement BE kann vorzugsweise auch in die entgegensetzte Bedienrichtung gedrückt werden, um beispielsweise die elektrische Feststellbremse EMF zu deaktivieren.
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In Abhängigkeit der Betätigung des Feststellbremsen-Bedienelements BE kann eine Nothaltefunktion des Nothalteassistenzsystems NHA aktiviert werden, im Rahmen dessen das Fahrzeug dann ein autonomes Nothaltefahrmanöver zum Nothalten des Fahrzeugs, beispielsweise auf dem Seitenstreifen, durchführt.
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Bei dem autonomen Nothaltefahrmanöver erfolgt die Längs- und Querführung des Fahrzeugs automatisch. Das Nothalteassistenzsystem übernimmt also die Fahrzeugführung, bis das Fahrzeug in den Stillstand gebracht wird. Hierzu steuert das Nothalteassistenzsystem den Antrieb A, das Getriebe G, die hydraulische Betriebsbremse BB und die Lenkung L über nicht dargestellte Zwischeneinheiten.
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Zur Planung und Durchführung des Nothaltefahrmanövers wird Umfeldinformation einer Umfeldsensorik US entgegen genommen, die das Fahrzeugumfeld beobachtet.
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Zur Beobachtung des Fahrers ist eine Innenraumkamera IK vorgesehen, die auf den Fahrer gerichtet ist. Durch Auswertung des Kamerabilds kann das Nothalteassistenzsystem NHA Zustandsinformation bezüglich des Fahrerzustands, insbesondere hinsichtlich seiner Fahrtüchtigkeit, ermitteln.
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Ferner nimmt das Nothalteassistenzsystem NHA Information hinsichtlich der Betätigung des Fahrpedals FP und des Lenkrads LR entgegen, die in dem Nothalteassistenzsystem NHA ausgewertet wird, wodurch Zustandsinformation bezüglich des Fahrerzustands bestimmt wird.
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Bei dem beispielhaften Nothalteassistenzsystem NHA wird vorzugsweise die Nothaltefunktion nicht bereits in Reaktion auf eine Betätigung des Feststellbremse-Bedienelements BE aktiviert, sondern erst in Reaktion auf ein Beenden der Betätigung des Feststellbremse-Bedienelements BE aktiviert.
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Die Aktivierung der Nothaltefunktion steht unter dem Vorbehalt, dass die ab der Betätigung des Feststellbremse-Bedienelements BE durch Beobachtung des Fahrers bestimmte Fahrerzustandsinformation darauf schließen lässt, dass der Fahrer die Nothaltefunktion aktivieren will.
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Die Funktionsweise des beispielhaften Nothalteassistenzsystems NHA wird nachfolgend im Zusammenhang mit 2 und 3 erläutert.
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Im Schritt 100 des Ablaufdiagramms in 2 wird festgestellt, dass eine Bedienperson (beispielsweise der Fahrer oder der Beifahrer) begonnen hat, das Feststellbremse-Bedienelemente BE zu betätigen. In 3 ist die Betätigung B_BE des Feststellbremse-Bedienelements BE dargestellt. Zum Zeitpunkt t1 beginnt die Betätigung B_BE des Feststellbremse-Bedienelements BE, indem der Schalter BE gezogen wird.
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In Reaktion auf die Betätigung des Feststellbremse-Bedienelements BE wird das Fahrzeug abgebremst, beispielsweise über die hydraulische Betriebsbremse BB. Dieses manuelle Abbremsen entspricht dem Schritt 110 in 2. Die in 3 dargestellte Beschleunigung a des Fahrzeugs wird dabei negativ und erreicht einen bestimmten Maximalbetrag der Verzögerung. Das Fahrzeug wird solange weiter verzögert, wie das Feststellbremse-Bedienelement BE weiter betätigt wird.
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Außerdem wird in Reaktion auf die Betätigung des Feststellbremse-Bedienelements BE ein etwaig aktives Komfort-Assistenzsystem mit automatisierter Querführung, beispielsweise ein Spurhalteassistent mit Hands-On-Erkennung, automatisch deaktiviert.
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Es wird in Reaktion auf die Betätigung des Feststellbremse-Bedienelements BE eine Spurhaltefunktion ohne Hands-On-Erkennung zum automatischen Halten der aktuellen Fahrspur aktiviert.
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Dieser manuelle Abbremsprozess wird im Sinne der Anmeldung nicht als Teil der Nothaltefunktion verstanden.
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Nach Betätigungsbeginn des Feststellbremse-Bedienelements BE zum Zeitpunkt t1 wird der Fahrer beobachtet und es wird darauf beruhend Fahrerzustandsinformation betreffend den aktuellen Zustand des Fahrers bestimmt (s. Schritt 115).
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Hierzu werden Betätigungsinformation bezüglich des Fahrpedals FP und des Lenkrads LR und das Kamerabild der Innenraumkamera IK ausgewertet.
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Fahrerzustandsinformation, die über die Auswertung des Kamerabilds bestimmt wird, gibt beispielsweise an, ob Augen im Kamerabild überhaupt erkannt wurden, ob der Fahrer die Augen offen hat, ob der Fahrer nach vorne blickt und/oder ab der Fahrer den Kopf gesenkt hat.
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Wenn der Fahrer die Augen nicht mehr offen hat, nicht mehr nach vorne blickt und/oder den Kopf gesenkt hat, deutet dies beispielsweise auf eine Fahruntüchtigkeit des Fahrers hin.
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Fahrerinformation, die anhand der Betätigung des Fahrpedals oder des Lenkrads LR bestimmt wird, gibt beispielsweise an, ob der Fahrer das Fahrpedal bzw. Lenkrad überhaupt betätigt und/oder ob der Fahrer das Fahrpedal bzw. Lenkrad in normaler, moderater Weise betätigt.
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Eine Nichtbetätigung des Fahrpedals oder Lenkrads, insbesondere nach Deaktivierung des Komfort-Fahrerassistenzsystems, deutet beispielsweise auf eine Fahruntüchtigkeit hin.
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Wenn der Fahrer das Fahrpedal oder Lenkrad ruckartig betätigt, deutet dies auf eine Fahruntüchtigkeit hin, da ein Zucken des Fahrers aufgrund von Beschwerden angenommen wird.
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Die Beobachtung des Fahrers und Bestimmung von Fahrerzustandsinformation kann bis zur Entscheidung über die Aktivierung der Nothaltefunktion auch über das Beenden der Betätigung des Bedienelements BE fortgesetzt werden (s. Schritt 125 in 2). Fahrerzustandsinformation kann bis dahin aktualisiert werden.
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Gemäß Schritt 120 wird kontinuierlich geprüft, ob die Bedienperson die Betätigung des Bedienelements BE beendet hat.
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Zum Zeitpunkt t2 beendet die Bedienperson die Betätigung des Feststellbremse-Bedienelements BE; der Schalter BE wird losgelassen.
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Nach Loslassen des Schalters BE wird anhand der Fahrerzustandsinformation entschieden, ob eine Aktivierung der Nothaltefunktion überhaupt gewünscht ist (s. Abfrage 128 in 2).
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Die dann vorliegenden Fahrerzustandsinformationen sind beispielsweise einzelnen Teil-Wahrscheinlichkeiten bezüglich der Fahruntüchtigkeit zugeordnet. Aus den zugeordneten Teil-Wahrscheinlichkeiten kann für die aktuelle Situation eine Gesamtwahrscheinlichkeit für die Fahruntüchtigkeit ermittelt werden und anhand eines Schwellwertvergleichs der Gesamtwahrscheinlichkeit mit einem Schwellwert entschieden werden, ob eine Aktivierung der Nothaltefunktion gewünscht ist oder nicht.
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Wenn keine Aktivierung gewünscht ist, endet der Ablauf ohne Aktivierung der Nothaltfunktion.
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Wenn eine Aktivierung gewünscht ist, wird die Nothaltefunktion aktiviert (s. Schritt 130 in 2). Die Aktivierung der Funktion wird dem Fahrer angezeigt, beispielsweise auf einer zentralen Anzeige im Fahrzeugcockpit.
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Die Nothaltefunktion kann aber jederzeit nach deren Aktivierung abgebrochen werden, beispielsweise durch Betätigen eines zentralen Bedienelements. Auf einer Anzeige im Fahrzeugcockpit wird daher auf die Abbruchmöglichkeit hingewiesen. Alternativ kann die Nothaltefunktion durch Drücken des Schalters BE abgebrochen werden. Darüber hinaus kann die Nothaltefunktion durch Betätigen des Fahrpedals oder Lenkrads abgebrochen werden.
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Nach Funktionsaktivierung wird das Fahrzeug in der eigenen Fahrspur auf eine bestimmte Zielgeschwindigkeit vziel, z. B. vziel = 100 km/h, automatisch verzögert, falls es nicht bereits eine Geschwindigkeit von vziel oder weniger hat (s. Schritt 140). Dabei ist die maximale Verzögerung beim Abbremsen des Fahrzeugs vor der Aktivierung der Nothaltefunktion größer als während des Nothaltemanövers.
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Die Querführungsvorgabe zum Spurbehalten während des Abbremsens bilden Spurmarkierungen; falls diese vom Fahrzeug nicht erkennbar sind, wird zur Querführung auf das Vorderfahrzeug geregelt.
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Zum Zeitpunkt t3 hat das Fahrzeug die Zielgeschwindigkeit vziel von 100 km/h erreicht.
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Es wird nun entschieden, ob das Fahrzeug auf den Seitenstreifen autonom wechseln und dort halten soll oder alternativ in der aktuellen Spur halten soll (s. Schritt 150 in 3).
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Hierzu wird die Verkehrsstärke q oder eine andere für das Verkehrsaufkommen charakteristische Größe herangezogen, die durch vorherige Beobachtung des Fahrzeugumfelds mittels der Umfeldsensorik US bestimmt wurde.
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Ferner können weitere Umgebungsbedingungen wie beispielsweise der Straßentyp (Autobahn oder Landstraße) oder das Vorliegen von Spurgrenzen bei der Entscheidung berücksichtigt werden.
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Die für das Verkehrsaufkommen charakteristische Größe q wird durch Mittelung von Zeitlücken zwischen Fahrzeugen bestimmt. Beispielsweise werden hierfür die Zeitlücke zum Vorderfahrzeug, die Zeitlücke zum direkt hinter dem eigenen Fahrzeug fahrenden Fahrzeug, die Zeitlücken zwischen erkannten Objekte in der Spur links vom eigenen Fahrzeug (falls diese Spur vorhanden ist) und die Zeitlücken zwischen erkannten Objekte in der Spur rechts vom eigenen Fahrzeug (falls diese Spur vorhanden ist) bestimmt.
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In Abhängigkeit der Zeitlücken und der Anzahl der erkannten Fahrzeuge kann dann die für das Verkehrsaufkommen charakteristische Größe q bestimmt werden. Die Beobachtung des Verkehrsaufkommens erfolgt laufend bereits vor der Betätigung des Feststellbremsen-Bedienelements. Der Wert der für das Verkehrsaufkommen charakteristischen Größe q kann auch bereits vor der Betätigung des Feststellbremsen-Bedienelements berechnet werden.
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Eine beispielhafte Entscheidungsstrategie wird nachfolgend beschrieben:
Bei einer Autobahn mit einem geringeren Verkehrsaufkommen (q < qth) und gut erkennbaren Spurgrenzen wird ein autonomes Fahrmanöver mit einem oder mehreren Spurwechseln und Anhalten auf dem Seitenstreifen durchgeführt.
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Bei einer Autobahn mit höherem Verkehrsaufkommen (q > qth) mit oder ohne erkennbare Spurgrenzen wird als autonomes Fahrmanöver ein Anhalten in der eigenen Spur durchgeführt.
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Bei einer Autobahn ohne erkennbare Spurgrenzen und einem erkennbaren Vorderfahrzeug erfolgt ein Anhalten in der eigenen Spur.
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Bei einer Autobahn ohne Spurgrenzen und ohne erkennbares Vorderfahrzeug wird in den Stand ohne automatische Querführung verzögert.
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Bei einer Landstraße oder im Stadtverkehr mit erkennbaren Spurgrenzen oder einem Vorderfahrzeug erfolgt ein Anhalten in der eigenen Spur.
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Bei einer Landstraße oder im Stadtverkehr ohne Spurgrenzen oder ohne erkennbares Vorderfahrzeug wird in den Stand ohne Querführung verzögert.
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Neben dem autonomen Fahrmanöver wird nach Aktivierung der Nothaltefunktion der Warnblinker aktiviert. Es wird ferner ein Notruf zu einem Call-Center aufgebaut. Vor Aufbau des Notrufs werden auf den bevorstehenden Aufbau des Notrufs und auf die Abbruchmöglichkeit hingewiesen. Außerdem werden bei Aktivierung der Nothaltefunktion ein oder mehrere Längssicherheitsassistenzsysteme aktiviert, beispielsweise ein automatischer Notbremsassistent, der bei Gefahr aufgrund eines Hindernisses eine Notbremsung unterstützt oder selbsttätig einleitet.
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Sofern als Nothaltefahrmanöver ein Anhalten auf dem Seitenstreifen ausgewählt wurde, wird die Nachbarspur auf schnell überholende Fahrzeuge, seitliche Kollisionsgefahren und langsame Objekte vor dem Fahrzeug überwacht, und – sofern laut Überwachung möglich – mit der aktuellen Geschwindigkeit (vziel oder langsamer) ein langsamer Spurwechsel durchgeführt. Der Spurwechsel wird gegebenenfalls einmal oder mehrfach wiederholt, bis das Fahrzeug den Standstreifen erreicht hat (s. Zeitpunkt t4 in 3). Dort verzögert das Fahrzeug bis in den Stand, bis der Stillstand zum Zeitpunkt t5 erreicht ist.
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Falls ein Anhalten in der eigenen Spur gewählt wurde, wird das Fahrzeug in den Stand verzögert. Die Querführungsvorgabe zum Spurbehalten währenddessen ist die Fahrbahnmarkierung; falls diese nicht erkennbar ist, wird auf das Vorderfahrzeug geregelt. Falls dieses nicht existent oder erkennbar ist, wird ohne einen Quereingriff in den Stand verzögert.
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Sofern das Fahrzeug steht, werden automatisch die Getriebeposition P eingelegt, die Zentralverriegelung entriegelt und das Innenlicht eingeschaltet, um auf den Fahrer aufmerksam zu machen; die Warnblinkanlage bleibt aktiviert. Außerdem kann die Feststellbremse EMF automatisch eingelegt werden.
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Wenn das Fahrzeug steht, bleibt der Fahrzeugmotor an und es wird ein sonst durch eine Motor-Start-Stopp-Funktion ausgelöster automatischer Motorstopp unterdrückt, damit Klimatisierungssysteme wie Innenraum-Heizung, Sitzheizung oder die Innenraum-Kühlung, falls diese vorher aktiv waren, aktiv bleiben, bis Hilfe kommt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009016936 A1 [0002]
- DE 102010044024 A1 [0003]
- DE 102012001312 A1 [0004]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Druckschrift „Umfelderfassung für den Nothalteassistenten – ein System zum automatischen Anhalten bei plötzlich reduzierter Fahrfähigkeit des Fahrers”, Nico Kämpchen et al., abrufbar unter http://www1.smartsenior.de/pdf/pub/SmartSenior_AAET_BMW_2010.pdf [0005]
