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Die
Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem zur Unterstützung der
Spurhaltung eines Kraftfahrzeugs und eine Vorrichtung zum Betreiben eines
solchen Fahrerassistenzsystems.
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Zur
Steigerung der Sicherheit und des Fahrkomforts bei Kraftfahrzeugen
werden in modernen Fahrzeugen Fahrerassistenzsysteme integriert.
Diese können
zur Unterstützung
des Fahrers, zur Information des Fahrers und/oder zur Warnung des
Fahrers dienen. Eines dieser Fahrerassistenzsysteme ist ein sogenanntes
Lane-Departure-Warning-System (LDW-System), das zur Unterstützung der
Spurhaltung dient und den Fahrer durch Warnung an einem ungewollten
Verlassen der Fahrspur hindern soll. Bei diesen Systemen werden
dem Fahrer bei einer Gefahrensituation, d.h. bei einer Annäherung an
eine Fahrspurbegrenzung, Warnungen in Form von akustischen, haptischen
und/oder optischen Warnsignalen übermittelt
oder Gegenmaßnahmen
eingeleitet.
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Die
Warnungen werden hierbei in der Regel entweder in Abhängigkeit
von der vorausberechneten Zeit oder der verbleibenden seitlichen
Wegstrecke bis zum Überfahren
der Fahrspurmarkierung ausgelöst.
Weiterhin kann die Warnung des LDW-Systems beim Vorliegen bestimmter
Bedingungen unterdrückt
oder abgebrochen werden. Eine solche Unterdrückung oder ein solcher Abbruch
erfolgt bislang bei Situationen, in denen die Bestimmung eines ungewollten
Verlassens der Fahrspur aufgrund von Umgebungsbedingungen nicht
oder nur schwierig möglich
ist, z.B. wenn die Fahrspurerkennung zu schlecht ist, die Spurbreite
zu niedrig oder zu hoch ist, die Spurkrümmung bzw. der Kurvenradius
zu eng oder zu weit ist. Auch in Fällen, in denen die Geschwindigkeit
des Fahrzeugs zu niedrig oder zu hoch ist, kann die Warnfunktion
des LDW-Systems abgebrochen werden. Schließlich erfolgt die Warnung nicht,
wenn der Fahrer lenkt, bremst, oder den Blinker betätigt.
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Diese
Systeme geben bereits eine gewisse Sicherheit, die aber nicht allen
Situationen gerecht werden kann. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein Fahrerassistenzsystem zur Unterstützung der Spurhaltung, insbesondere
ein LDW-System, und eine Vorrichtung zum Betreiben eines solchen
Fahrerassistenzsystems zu schaffen, mittels dessen die Sicherheit
weiter gesteigert werden kann und auch in unterschiedlichen Fahrsituationen
eine zuverlässige
Warnung des Fahrers gewährleistet werden
kann. Gleichzeitig soll der Fahrkomfort durch das LDW-System nicht
beeinträchtigt
werden.
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Die
Erfindung wird nach einem ersten Aspekt gelöst durch ein Fahrerassistenzsystem
zur Unterstützung
der Spurhaltung eines Kraftfahrzeugs, bei dem die Bestimmung des
Eintritts einer Gefahrensituation durch zwei Ermittlungsarten erfolgt,
wobei bei eine der Ermittlungsarten der Eintritt der Gefahrensituation
in Abhängigkeit
von der verbleibenden Zeit bis zum Eintritt der Gefahrensituation
und bei der anderen Ermittlungsart der Eintritt der Gefahrensituation
in Abhängigkeit
von der verbleibenden seitlichen Wegstrecke zu dem Ort der Gefahrensituation
ermittelt wird und wobei für
die Auslösung
einer Warnung zumindest ein Ermittlungswert zumindest einer der beiden
Ermittlungsarten verwendet wird.
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Unter
Fahrerassistenzsystem zur Unterstützung der Spurhaltung eines
Kraftfahrzeugs wird im Sinne dieser Erfindung insbesondere ein LDW-System verstanden,
wobei die Warnung in Form eines akustischen, haptischen und/oder
optischen Warnsignals oder in Form der Einleitung von Gegenmaßnahmen
erfolgen kann. Als Gefahrensituation wird insbesondere das Erreichen
der Fahrbahnbegrenzung bzw. das Überfahren
der Fahrbahnbegrenzungsmarkierung bezeichnet. Die Warnung, die aufgrund
der Ermittlung des Eintritts der Gefahrensituation in Abhängigkeit
der verbleibenden Zeit bis zum Eintritt der Gefahrensituation erfolgt,
wird im Sinne dieser Erfindung als zeitabhängige Warnung bezeichnet und
die Warnung, die aufgrund der Ermittlung des Eintritts der Gefahrensituation
in Abhängigkeit
von der verbleibenden seitlichen Wegstrecke zu dem Ort der Gefahrensituation
erfolgt, wird als ortsabhängige
Warnung bezeichnet. Die verbleibende Zeit und die verbleibende Wegstrecke
werden im Sinne der Erfindung als Warngrößen bezeichnet.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystem,
bei dem die Überprüfung einer
zeitlichen und einer örtlichen
Bedingung des Eintretens einer Gefahrensituation durchgeführt wird,
d.h. bei dem der Eintritt der Gefahrensituation durch zwei unterschiedliche
Verfahren überprüft wird,
kann die Sicherheit gesteigert werden.
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Wird
ausschließlich
die örtliche
Ermittlungsart gewählt,
d.h. erfolgt eine rein ortsabhängige
Warnung, so weist dies den Nachteil auf, dass die Annäherungsgeschwindigkeit
an die Fahrspurbegrenzung und damit die Kritikalität der Gefahrensituation
nicht berücksichtigt
wird.
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Wird
hingegen ausschließlich
eine zeitliche Ermittlungsart gewählt, d.h. erfolgt eine rein
zeitabhängige
Warnung , so weist dies den Nachteil auf, dass die berechnete Größe und damit
der Zeitpunkt der Warnauslösung
stark von der Qualität
der Sensordaten abhängig
ist. Falls die Zeit, die als Time-to-Line-Crossing bezeichnet wird, mit Hilfe
des Gierwinkelfehlers (Winkel zwischen Fahrzeuglängsachse und Fahrspurtangente)
berechnet wird, so kann ein kleiner Offset dieses Winkels zu einer
Vorzeichenänderung
führen
und damit unter Umständen ein Überfahren
der Spurmarkierung ohne erfolgte Warnung ermöglichen. Wird die Time-to-Line-Crossing
dagegen aus der Driftgeschwindigkeit des Fahrzeugs relativ zur Spurbegrenzung
ermittelt, so ergibt sich das Problem der exakten Messung der Driftgeschwindigkeit.
In der Regel erfolgt diese durch numerische Differenzierung der
Querposition mit den bekannten Nachteilen. Auch bei dieser Variante
kann es daher auf Grund von Rechenungenauigkeiten leicht zu einer Änderung
des Vorzeichens der Driftgeschwindigkeit kommen und damit zu einem
möglichen Überfahren
der Spurbegrenzung ohne erfolgte Warnung.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystem
wird diesem Problem entgegengewirkt, indem in dem System die Ermittlungswerte
beider Ermittlungsarten zur Verfügung
gestellt werden und damit die Nachteile der einzelnen Ermittlungsarten überwunden
werden können.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
wird die zeitabhängige
Warnung, bei der Ermittlungswerte, die in Abhängigkeit der verbleibenden
Zeit bestimmt werden, verwendet werden, empfindlicher eingestellt
als die örtliche
Warnung, bei der Ermittlungswerte, die in Abhängigkeit von dem örtlichen Abstand
bestimmt werden, verwendet werden.
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Durch
diese Kombination der beiden Ermittlungsarten wird in jeder Situation
eine zuverlässige Warnung
des Fahrers gewährleistet.
Hierbei wird die ortsabhängige
Warnung nur ausgelöst,
wenn die zeitabhängige
Warnung, z.B. aufgrund von Messungenauigkeiten, nicht ausgelöst wurde.
Weiterhin kann mit diesem Verfahren auch eine zuverlässige Warnung
erfolgen, wenn sich das Kraftfahrzeug der Fahrspurmarkierung beispielsweise
parallel annähert.
Die zeitabhängige
Warnung würde
in dieser Situation erst sehr spät
erfolgen. Durch die Kombination ortsabhängiger und zeitabhängiger Warnungen
wird in dieser Situation die örtliche
Warnung ansprechen. Dies bedeutet, dass der Fahrer auch in dieser
Situation eine frühere
und damit angemessenere Warnung erhält.
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Vorzugsweise
wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren
für jede
Ermittlungsart ein Schwellwert eingestellt, bei dessen Erreichen
durch den entsprechenden Ermittlungswert eine Warnung ausgelöst wird.
Der Schwellwert stell in der Regel einen Minimalwert dar. Der Ermittlungswert
nähert
sich somit von einem größeren Wert
an den Schwellwert. Durch das Einstellen von Schwellwerten kann
dieser für eine
oder beide Ermittlungsarten flexibel festgelegt werden und dadurch
die Empfindlichkeit des Systems den momentanen Bedingungen leicht
angepasst werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
wird nach der Auslösung
einer Warnung aufgrund eines Ermittlungswerts einer ersten Ermittlungsart
eine weitere Auslösung
aufgrund von Ermittlungswerten der zweiten Ermittlungsart unterdrückt. Hierdurch kann
verhindert werden, dass es zu einer doppelten Warnung aufgrund der
Auslösung
durch beide Ermittlungsarten kommt.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt wird die Aufgabe durch ein Fahrerassistenzsystem
zur Unterstützung
der Spurhaltung gelöst,
in dem beim Erreichen eines Schwellwerts durch einen Ermittlungswert
eine Warnung ausgegeben wird, der Schwellwert von dem Fahrerassistenzsystem
eingestellt wird, und für
die Einstellung des Schwellwerts Eingangsgrößen betreffend den Fahrzeugzustand,
den Zustand des Fahrers, Bedingungen der Fahrzeugumgebung und/oder den
Zustand von Fahrerassistenzsystemen in dem Fahrzeug berücksichtigt
werden.
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Durch
diese Ausgestaltung des Fahrerassistenzsystems, in der der Schwellwert
und damit der Zeitpunkt der Auslösung
einer Warnung in Abhängigkeit
von aktuellen Bedingungen in und um das Fahrzeug eingestellt werden,
wird es möglich,
eine zu frühe
Warnung, die von dem Fahrer als störend empfunden werden kann,
zu vermeiden und zugleich eine Warnung zu kurz vor dem Eintritt
der Gefahrensituation zu vermeiden. Somit werden gleichzeitig die
Sicherheit und der Fahrkomfort gesteigert.
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Als
Eingangsgrößen für die Einstellung
des Schwellwerts für
die Auslösung
der Warnung können erfindungsgemäß beispielsweise
die Fahrgeschwindigkeit, die gemessene Fahrermüdigkeit, die Fahrspurkrümmung, die
Krümmungsänderung
der Fahrspur, die Spurbreite, die Art der Spurmarkierung, die Existenz
von Objekten auf der Nachbarspur und/oder eine voreingestellte Warnempfindlichkeit
des Fahrerassistenzsystems verwendet werden.
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Wird
als Eingangsgröße betreffend
den Fahrzeugzustand die Fahrzeuggeschwindigkeit berücksichtigt,
so kann der Tatsache Rechnung getragen werden, dass Fahrer bei höheren Geschwindigkeiten
dazu tendieren, die Fahrspur insgesamt stärker auszunutzen. Somit kann
der Schwellwert für
die ortsabhängige
Warnung herunter gesetzt werden und dadurch können Fehlwarnungen vermieden
werden. Zudem erfolgt bei hohen Geschwindigkeiten die zeitabhängige Warnung
in der Regel früher.
Daher kann auch der Schwellwert für die zeitabhängige Warnung
herunter gesetzt werden. Der Warnzeitpunkt wird somit bei hohen
Geschwindigkeiten insgesamt auf einen späteren Zeitpunkt verschoben
werden. Auch hierbei kann immer noch das Ansprechen der zeitabhängigen Warnung
empfindlicher als das Ansprechen der ortsabhängigen Warnung eingestellt werden.
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Weiterhin
kann zusätzlich
oder alternativ der Zustand des Fahrers, beispielsweise dessen Müdigkeit,
berücksichtigt
werden. Die Müdigkeit
kann hierbei beispielsweise über
Lidschlussmessungen ermittelt werden. Wird hierbei festgestellt,
dass der Fahrer müde
ist bzw. fast schon schläft,
so kann die zu erwartende längere
Reaktionszeit berücksichtigt
werden, indem die Schwellwerte für
eine oder beide Ermittlungsarten heraufgesetzt werden, wodurch es
zu einer früheren
Warnung kommt.
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Die
Eingangsgröße für die Einstellung
des Schwellwerts, die die Bedingungen in der Fahrzeugumgebung betrifft,
kann beispielsweise die Fahrspur krümmung und die Krümmungsänderung
der Fahrspur sein. Bei kurvigen Straßen haben einige Fahrer die
Tendenz die Kurven zu schneiden. Eine Warnung bei jeder Annäherung an
die Spurbegrenzung würde dabei
als unangenehm empfunden werden. Daher kann es sinnvoll sein, bei
kurvenreichen Strecken später
zu warnen, d.h. die Schwellwerte heraufzusetzen.
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Die
Eingangsgröße für die Einstellung
des Schwellwerts, die die Bedingungen in der Fahrzeugumgebung betrifft,
kann weiterhin die Spurbreite sein. Bei schmalen Straßen, z.B.
bei Landstraßen,
ist der Raum, der vom Fahrer genutzt werden kann ohne eine Warnung
zu generieren, deutlich kleiner als auf Autobahnen. Wird daher erkannt,
dass die Straße schmal
ist, können
die Schwellwerte herunter gesetzt werden, wodurch es zu einer späteren Warnung kommt.
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Die
Eingangsgröße für die Einstellung
des Schwellwerts, die die Bedingungen in der Fahrzeugumgebung betrifft,
kann weiterhin die Art der Spurmarkierung sein. Diese kann beispielsweise
gestrichelt oder durchgezogen sein, wobei die Art von einer Seite
der Fahrbahn zu der anderen Seite variieren kann. Da in der Regel
das Überfahren
einer durchgezogenen Linie kritischer zu beurteilen ist, als das Überfahren
einer gestrichelten Spurbegrenzungslinie, sollte bei einer durchgezogenen
Linie früher
gewarnt werden, d.h. der bzw. die Schwellwerte für die beiden Ermittlungsarten
sollten bei Erkennen einer durchgezogenen Linie heraufgesetzt werden. Da
in der Regel die Fahrbahnbegrenzungsmarkierung nicht auf beiden
Seiten der Fahrbahn gleich ist, können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
für die
beiden Seiten der Fahrbahnbegrenzung unterschiedliche Schwellwerte
entsprechend der Fahrbahnbegrenzungsmarkierung eingestellt werden.
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Die
Eingangsgröße für die Einstellung
des Schwellwerts, die die Bedingungen in der Fahrzeugumgebung betrifft,
kann schließlich
die Existenz von Objekten auf der Nachbarspur sein. Solche Objekte können beispielsweise
Fremdfahrzeuge, Leitplanken, Straßengräben und dergleichen sein. Befinden sich
solche Objekte auf der Nachbarspur, so ist ein Überfahren der Spurbegrenzung
als deutlich kritischer einzuschätzen
als bei einer freien Nachbarspur. Auf das Überfahren der Begrenzung bei
einer belegten Nachbarspur sollte daher früher aufmerksam gemacht werden
und die Schwellwerte zumindest für
diese Seite daher heraufgesetzt werden.
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Weiterhin
kann die Eingangsgröße betreffend
den Fahrzeugzustand der Aktivierungszustand von Bedienelementen,
insbesondere der Blinker des Kraftfahrzeugs, sein. Hierbei kann
richtungsabhängig der
Schwellwert in Abhängigkeit
der Richtung des Blinkens herauf- oder herabgesetzt werden.
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Schließlich ist
es erfindungsgemäß auch möglich, die
Schwellwerte aufgrund des Fahrstils und/oder der Reaktionszeit des
Fahrers einzustellen. Hierbei wird eine Grundeinstellung bewirkt,
die beispielsweise bei einem älteren
Fahrer stets, d.h. unabhängig
von anderen Eingangsgrößen, eine
frühere Warnung
verursacht, oder beim Einstellen eines sportlichen Fahrstils stets
eine späte
Warnung bewirkt.
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Gemäß einer
Ausführungsform
können
die Schwellwerte für
die einzelnen Eingangsgrößen Kennfeldern
entnommen werden, die in der Vorrichtung zum Betreiben des Fahrerassistenzsystems, beispielsweise
in einer Zentraleinheit, abgelegt sein können. Vorzugsweise werden die
Schwellwerte, die anhand der einzelnen Eingangsgrößen ermittelt
werden, gegeneinander abgeglichen, wobei in dem Fahrerassistenzsystem
eine Priorisierung hinterlegt sein kann. So kann beispielsweise
stets – auch
wenn andere Eingangsgrößen das
Heruntersetzen des Schwellwerts bewirken würden – der Schwellwert heraufgesetzt
werden, wenn beispielsweise eine Übermüdung des Fahrers erkannt wird.
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In
einer Ausführungsform
kann die Warnung, d.h. das Auslösen
der Warnung in Abhängigkeit
aktueller Fahrzeugzustände
unterdrückt
werden und/oder die Art der Unterdrückung in Abhängigkeit
zumindest eines aktuellen Fahrzeugzustands festgelegt werden.
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Hierbei
kann das Unterdrücken
eine Unterbrechung einer bereits eingeleiteten Warnung oder die
Vermeidung einer anstehenden Warnung sein. Die Art der Unterbrechung
kann sich hierbei auf die Dauer der Unterbrechung beziehen oder
aber auf die Warngröße oder
Richtung, die der Auslösung
der Warnung zugrunde gelegt wird.
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So
ist es beispielsweise möglich,
die Warnung nur bei einem potentiellen Überfahren der Fahrbahnbegrenzung
auf einer Seite der Fahrspur zu unterdrücken, wohingegen beim potentiellen Überfahren
der Begrenzung auf der gegenüberliegenden Seite
der Spur die Warnung nicht unterdrückt wird, d.h. ausgeführt werden
kann. Auch die Warngröße, die
in der Regel den Ermittlungswert darstellt, kann für die Unterdrückung der
Warnung als Kriterium herangezogen werden. So kann beispielsweise
nur die Warnung, die aufgrund von Ermittlungswerten, die in Abhängigkeit
der Zeit bestimmt wurden, unterdrückt werden, wohingegen die
Warnung aufgrund von Ermittlungswerten, die in Abhängigkeit
des Ortes ermittelt wurden, weiterhin ausgeführt werden kann.
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Aktuelle
Fahrzeugzustände,
die für
diese Unterdrückung
oder Wahl der Art der Unterdrückung berücksichtigt
werden, sind vorzugsweise der Zustand des Fahrerassistenzsystems
zur Unterstützung
der Spurhaltung, der Zustand einer weiteren Fahrzeugkomponente und/oder
Zustände
der Fahrzeugumgebung sowie die Position des Fahrzeugs zu einer bestimmten
Stelle in der Umgebung.
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In
einer Ausführungsform
wird die Bestimmung des Eintritts einer Gefahrensituation durch zwei
Ermittlungsarten durchgeführt
und für
jede Ermittlungsart ein Schwellwert eingestellt.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch
eine Vorrichtung zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems, insbesondere
eine Vorrichtung zum Betreiben eines LDW-Systems, wobei diese eine
Einheit zur Bestimmung des Eintritts einer Gefahrensituation in
Abhängigkeit
von der verbleibenden Zeit und eine Einheit zur Bestimmung des Eintritts
der Gefahrensituation in Abhängigkeit
von der verbleibenden seitlichen Wegstrecke zu dem Ort der Gefahrensituation
umfasst. Diese Einheiten können
räumlich
getrennt sein und mit einer gemeinsamen Zentraleinheit des Fahrerassistenzsystems
verbunden sein oder aber in der Zentraleinheit integriert sein.
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Die
Zentraleinheit dient vorzugsweise auch dazu, den bzw. die Schwellwerte
für die
Auslösung der
Warnung einzustellen. Weiterhin kann in der Zentraleinheit das Vorliegen
von Gründen
für das
Unterdrücken
der Warnung überprüft werden.
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Die
Zentraleinheit ist vorzugsweise mit Sensoren und anderen Erfassungseinrichtungen
verbunden, über
die die Eingangsgrößen für das Auslösen der Warnung,
die Unterdrückung
der Warnung und/oder die Wahl der Art der Warnung und/oder Unterdrückung ermittelt
werden.
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Schließlich kann
in der Zentraleinheit, oder mit dieser verbunden, eine Speichervorrichtung
vorgesehen sein, in die die Auslösung
einer Warnung die Unterdrückung
einer Warnung und gegebenenfalls der Grund für die Auslösung oder Unterdrückung eingeschrieben
wird. Diese Speichervorrichtung kann dazu dienen, im Falle eines
Unfalls nachvollziehen zu können,
ob das LDW-System funktionstüchtig war.
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Die
Merkmale und Vorteile, die bezüglich
des Fahrerassistenzsystems beschrieben werden, gelten – sofern
anwendbar – entsprechend
für die
Vorrichtung und umgekehrt.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Figuren erläutert, wobei:
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1:
eine schematische Blockdarstellung einer Ausführungsform einer Vorrichtung
zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems zeigt; und
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2:
eine schematische Blockdarstellung einer weiteren Ausführungsform
einer Vorrichtung zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems zeigt.
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In 1 ist
schematisch eine Ausführungsform
einer Vorrichtung zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems dargestellt.
Das Fahrerassistenzsystem ist in der dargestellten Ausführungsform ein
LDW-System. Die Vorrichtung umfasst in der dargestellten Ausführungsform
eine Zentraleinheit 10, eine Einheit 11 zur Bestimmung
des Eintritts einer Gefahrensituation in Abhängigkeit der verbleibenden Zeit,
eine Einheit 12 zur Bestimmung des Eintritts einer Gefahrensituation
in Abhängigkeit
der verbleibenden seitlichen Wegstrecke zu dem Ort der Gefahrensituation,
eine Anzahl von Erfassungseinrichtungen 13, 14, 15 und 16,
sowie eine Speichervorrichtung 2. Die Erfassungseinrichtungen 13, 14, 15 und 16 können beispielsweise
Sensoren oder andere Messvorrichtungen darstellen. Weiterhin ist
das Fahrerassistenzsystem 1 mit einer Schutzvorrichtung 3 verbunden.
Diese kann beispielsweise einen Airbag in dem Kraftfahrzeug darstellen.
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Über die
Erfassungseinrichtung 13 können in der dargestellten Ausführungsform
die Daten erfasst werden, die zur Bestimmung des Gierwinkelfehlers des
Kraftfahrzeugs oder der Driftgeschwindigkeit des Fahrzeugs relativ
zu der Fahrspurbegrenzung notwendig sind. Diese Daten werden an
die Einheit 11 übermittelt,
in der daraus die verbleibende Zeit bis zum Eintritt der Gefahrensituation,
d.h. bis zum Verlassen der Spur bzw. Überfahren der Spurbegrenzung,
bestimmt wird.
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Weiterhin
werden in der dargestellten Ausführungsform
von den Erfassungseinrichtungen 14 und 15 die
Daten erfasst, die für
die Bestimmung des Abstands zu der Spurbegrenzung, d.h. der verbleibenden
seitlichen Wegstrecke zu dem Ort der Gefahrensituation, notwendig
sind. Diese Daten werden an die Einheit 12 übermittelt,
in der die verbleibende seitliche Wegstrecke bis zum Eintritt der
Gefahrensituation, d.h. bis zum Verlassen der Spur oder Überfahren
der Spurbegrenzung, bestimmt wird.
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Die
Daten über
die verbleibende Zeit und die verbleibende Strecke werden an die
Zentraleinheit 10 übermittelt,
in der diese mit Schwellwerten verglichen werden. Die Schwellwerte
werden in der Zentraleinheit 10 eingestellt. Hierzu können Angaben oder
Daten weiterer Erfassungsvorrichtungen 16 oder aber auch
der Erfassungsvorrichtungen 13, 14 und 15,
die für
die Einheiten 11 und 12 verwendet werden, benutzt
werden. Die von den Einheiten 11 und 12 zur Verfügung gestellten
Daten werden mit denen der Schwellwerte verglichen, wobei stets
eine Annäherung
von oben an den Schwellwert erfolgt, d.h. die Schwellwerte stellen
Minimalwerte dar.
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Die
Einheiten 11 und 12 können durch Softwareprogramme
innerhalb der Zentraleinheit 10 realisiert sein. Weiterhin
kann, wie in 2 schematisch dargestellt, die
Verbindung zwischen den einzelnen Erfassungsvorrichtungen 13 bis 16 und
den einzelnen Einheiten über
einen gemeinsamen Datenbus, zum Beispiel den CAN-Bus realisiert
sein, wodurch die Angaben und Daten der einzelnen Erfassungsvorrichtungen
allen Einheiten 10, 11 und 12 zur Verfügung gestellt
werden können.
Auch die Schutzvorrichtung 3 oder ein damit verbundenes
Steuergerät kann
mit dem Datenbus verbunden sein.
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Die
Funktionsweise einer Ausführungsform des
LDW-Systems gemäß der vorliegenden
Erfindung wird im Folgenden beispielhaft beschrieben.
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Die
Schritte, die während
des Betriebs des LDW-Systems durchgeführt werden, müssen nicht
in der angegebenen Reihenfolge erfolgen. Im wesentlichen werden
von dem LDW-System die folgenden Aktionen ausgeführt:
- • Erfassung
von Daten und Angaben für
die Bestimmung des Eintritts einer Gefahrensituation, für die Einstellung
des Schwellwerts für
die Auslösung
der Warnung und für
die Unterdrückung
der Warnung
- • Einstellung
des Schwellwerts/der Schwellwerte (falls ortsabhängig und zeitabhängig Ermittlung durchgeführt wird)
- • Überprüfung des
Erreichens des Schwellwerts zur Auslösung der Warnung
- • Überprüfung des
Vorliegens von Vermeidungsbedingungen
- • Einschreiben
der Vermeidungsbedingungen in eine Speichervorrichtung
- • Auslösen einer
Warnung
- • Einschreiben
der Warnungsauslösung
in die Speichervorrichtung
- • Überprüfung des
Vorliegens von Unterbrechungsbedingungen
- • Einschreiben
der Unterbrechung in die Speichervorrichtung
- • Überprüfung des
Zustands einer Schutzvorrichtung
- • Einschreiben
des Zustands der Schutzvorrichtung in die Speichervorrichtung oder
Steuerung des Einschreibens von Angaben über den Zustand des Fahrerassistenzsystems
in die Speichervorrichtung in Abhängigkeit des Zustands der Schutzvorrichtung
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Diese
Schritte können
zum größten Teil
simultan durchgeführt
werden. Sobald das LDW-System aktiviert wird, werden die Daten und
Angaben entweder speziell für
das LDW-System erfasst oder von Erfassungsvorrichtungen, beispielsweise über einen
Datenbus, zur Verfügung
gestellt.
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Bei
aktiviertem Fahrerassistenzsystem werden ständig die Bedingungen in und
um das Fahrzeug erfasst. Hierzu können Sensoren oder andere Messeinrichtungen
verwendet werden. Aufgrund der erfassten Daten und Angaben wird
der Schwellwert für
die Auslösung
einer Warnung eingestellt. Die Bedingungen können einzeln oder gemeinsam
berücksichtigt
werden, wobei einige für
eine Seite des Fahrzeugs bzw. der Fahrspur anders als für die andere Seite
eingestellt werden können.
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Bei
der Einstellung des Schwellwerts wird dieser in Abhängigkeit
der erfassten Angaben gegenüber
einem Normalwert entweder herauf- oder herabgesetzt. Der Normalwert
kann in dem Fahrerassistenzsystem fest einprogrammiert sein.
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Die
folgenden Bedingungen können
zum Heraufsetzen des Schwellwerts für die Auslösung der Warnung und damit
zu einer frühzeitigen
Warnung führen.
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Der
Fahrer ist müde
und hat daher eine längere
Reaktionszeit. Die Fahrbahnbegrenzung ist eine durchgezogene Linie
bzw. es befinden sich Objekte auf der Nachbarspur bzw. an der Fahrbahngrenze,
wie beispielsweise eine Leitplanke, da hierbei das Überfahren
der Fahrbahnbegrenzung eine größere Gefahr
darstellt, als wenn die Nachbarspur frei ist oder die Fahrbahnbegrenzung
eine gestrichelte Linie ist.
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Ein
Heruntersetzen des Schwellwerts, d.h. eine spätere Warnung, kann bei folgenden
Bedingungen vorgenommen werden:
- – das Fahrzeug
befindet sich auf einer kurvenreichen Strecke – da hier in der Regel die
Kurven geschnitten werden und ein frühzeitiges Warnen als störend empfunden
würde;
- – das
Fahrzeug bewegt sich mit hoher Geschwindigkeit – da hier die Fahrer die Tendenz
haben, die gesamte Fahrspurbreite auszunutzen;
- – das
Fahrzeug befindet sich auf einer schmalen Straße – da hier der Raum zwischen
den Spurbegrenzungen gering ist.
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Diese
Bedingungen werden überprüft und entsprechend
Ihrer Wichtigkeit bei der Einstellung des Schwellwerts für die Warnung
berücksichtigt. Vorzugsweise
werden die Bedingungen in Kombination berücksichtigt. So kann zwar ein
Fahren auf einer kurvenreichen Strecke in der Regel eine Herabsetzung
des Schwellwerts bedingen; ist aber gleichzeitig die Geschwindigkeit
des Fahrzeugs niedrig, so kann der Schwellwert dennoch auf ein höheres Niveau
eingestellt werden.
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Werden
für die
Auslösung
der Warnung unterschiedliche Ermittlungsarten verwendet, wird insbesondere
der Eintritt einer Gefahrensituation in Abhän gigkeit der verbleibenden
Zeit bis zum Überfahren
der Fahrbahnbegrenzung und in Abhängigkeit der verbleibenden
seitlichen Wegstrecke ermittelt, so werden für diese unterschiedlichen Ermittlungsarten unterschiedliche
Schwellwerte eingestellt. Die Schwellwerte für die beiden Ermittlungsarten
werden ebenfalls unter Berücksichtigung
der oben genannten Eingangsgrößen, die
die Bedingungen in und um das Fahrzeug betreffen, eingestellt. Allerdings
wird hierbei zusätzlich
ein Verhältnis
zwischen den beiden Schwellwerten berücksichtigt. Vorzugsweise wird
der Schwellwert für
die zeitabhängige
Warnung so eingestellt, dass dieser früher erreicht wird als der Schwellwert
für die
ortsabhängige
Warnung. So kann sichergestellt werden, dass die zeitabhängige Warnung
früher
anspricht, was zu einer Steigerung der Sicherheit führt. Sollte
die zeitabhängige
Warnung nicht ansprechen, so wird eine Warnung aufgrund der ortsabhängigen Warnung
ausgeführt.
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Sobald
erkannt wird, dass der oder einer der Schwellwerte erreicht wurde,
wird unmittelbar überprüft, ob ein
Grund vorliegt, die Warnung zu unterdrücken. Diese Überprüfung kann
entfallen, wenn beim Vorliegen eines Unterdrückungsgrunds automatisch die
Auslösung
von Warnungen blockiert wird.
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Gründe für eine Unterdrückung der
Warnung, d.h. in diesem Fall der Verhinderung einer Warnung bevor
diese ausgelöst
wird, können
aufgrund zeitlich vorangegangener Geschehnisse oder anstehender
Geschehnisse sowie aufgrund von Bedingungen in und um das Fahrzeug
bestehen.
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Beispielsweise
wird eine Warnung unterdrückt,
wenn davon auszugehen ist, dass der Fahrer aufmerksam ist. Dies
kann durch den Eingriff eines ESP-Systems oder eines ASR-Systems erkannt
werden. In Situationen, in denen ein solches System eingreift, treten
in der Regel Längs-
und Querbeschleunigungen auf, bei denen davon auszugehen ist, dass der
Fahrer wach und aufmerksam ist. Zudem sind solche Situationen fahrdynamisch
kritisch, so dass der Fahrer nicht zusätzlich durch eine Warnung abgelenkt
werden sollte.
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Weiterhin
kann eine Verhinderung einer Warnung erfolgen, wenn von dem LDW-System
innerhalb einer definierten vorausgehenden Zeitspanne eine Warnung
ausgegeben wurde. Diese Zeitspanne kann beispielsweise einige Sekunden
betragen. Durch diese Unterdrückung
kann beispielsweise vermieden werden, dass ein Fahrer durch häufige, direkt aufeinanderfolgende Warnungen
irritiert wird, wenn dieser beispielsweise nahe entlang einer Spurbegrenzungslinie
fährt.
Außerdem
ist dieser Unterdrückungsgrund
sinnvoll vor dem Hintergrund, dass ein Fahrer in der Regel auf eine
Warnung des LDW-Systems reagiert. Diese Reaktion ist meist ein Gegenlenken,
d.h. ein Wegsteuern von der Fahrspurbegrenzung, an die er sich zu
nahe angenähert
hat. Dieses Gegensteuern bewirkt, insbesondere, wenn es zu stark
ausgeführt
wird, ein sofortiges Annähern
an die Spurbegrenzung auf der gegenüberliegenden Seite. Eine erneute
Warnung ist aber für
diese Annäherung nicht
notwendig, da davon auszugehen ist, dass der Fahrer aufgrund der
ersten Warnung aufmerksam ist.
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Abhängig von
dem Unterdrückungsgrund kann
mit dem LDW-System auch die Art der Unterdrückung festgelegt werden. So
kann beispielsweise die Unterdrückung
nur auf Warnungen angewandt werden, die sich auf Gefahrensituationen
auf einer Seite des Fahrzeugs bzw. auf eine Fahrspurbegrenzung beziehen.
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Eine
solche richtungsabhängige
Unterdrückung
kann beispielsweise bei dem genannten Unterdrückungsgrund einer zuvor ausgelösten Warnung des
LDW-Systems sinnvoll sein. Hierbei kann die Unterdrückung sich
beispielsweise auf die Gegenseite beschränken, d.h. auf die Seite, die
der Seite gegenüberliegt,
aufgrund derer die erfolgte Warnung ausgelöst wurde.
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Alternativ
kann statt der Unterdrückung
eine Einstellung eines niedrigeren Schwellwerts vorgenommen werden.
Soll beispielsweise die Warnung nur auf einer Seite reduziert werden,
so kann für
diese Seite der Schwellwert heruntergesetzt werden, wohingegen der
Schwellwert für
die Gegenseite beibehalten wird. Diese Art der Unterdrückung bringt den
Vorteil mit sich, dass, wenn auch spät, in jedem Fall eine Warnung
erfolgt. Allerdings sollte diese Art der Unterdrückung nur für solche Unterdrückungsgründe eingesetzt
werden, bei denen nicht von einer häufigen Warnung und damit Belästigung
des Fahrers auszugehen ist.
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Weiterhin
kann die Unterdrückung
einer Warnung auch selektiv nach der zur Ermittlung der der Warnung
zugrunde liegenden Ermittlungswerte verwendeten Ermittlungsart erfolgen.
So kann beispielsweise eine Unterdrückung sich ausschließlich auf
eine Warnung beziehen, die aufgrund zeitabhängiger Werte ausgelöst werden
würde.
Damit kann die Warnung, die aufgrund der Time-to-line-Crossing (TLC)
Bestimmung ausgegeben würde,
unterdrückt werden,
während
eine ortsabhängige
Warnung weiterhin zugelassen werden würde.
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Eine
solche selektive Unterdrückung
kann auch nur auf eine Seite angewendet werden. So kann, wie oben
beschrieben, eine Unterdrückung
der zeitabhängigen
Warnung auf die Seite begrenzt werden, die der Seite gegenüberliegt,
auf der in einer begrenzten vorausgegangenen Zeit bereits eine Warnung
erfolgt ist. Dies hat den Vorteil, dass Warnungen in Folge der Reaktion
des Fahrers auf eine vorherige Warnung unterdrückt werden, ein tatsächliches Überfahren
der Linie aber aus Sicherheits- und Transparenzgründen nach
wie vor zu einer Warnung führt.
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Ein
weiterer Unterdrückungsgrund,
der ebenfalls richtungsabhängig
ist, kann die Betätigung eines
Blinkers sein. Diese kann über
die Blinkhebelstellung erkannt werden. Wird beispielsweise der rechte
Blinker betätigt,
so werden nur Warnungen unterdrückt,
die sich auf Geschehnisse beziehen, die auf der rechten Seite auftreten
würden.
Da der Fahrer durch Betätigen
des Blinkers anzeigt, dass er das Fahrzeug in diese Richtung lenken
will, ist eine Warnung bei einem Spurverlassen in dieser Richtung nicht
notwendig. Diese richtungsabhängige
Unterdrückung
bringt aber auch noch weitere Vorteile mit sich. So kann die Anzahl
an unterdrückten
sinnvollen Warnungen reduziert werden, die erfolgen würde, wenn
bei Betätigung
des Blinkers die Warnungen auf beiden Seiten unterdrückt würden, ohne
die Sicherheit zu mindern. Hat der Fahrer nämlich beispielsweise vergessen,
den Blinker auszuschalten, so wird er zumindest auf einer Fahrspurseite
weiterhin gewarnt. Zudem erhält
der Fahrer bei einem gewollten Spurwechsel, bei dem er aus Versehen
den Blinker in die falsche Richtung betätigt hat, eine Warnung. Da
diese Situation durch die Fehlinformation des rückwärtigen Verkehrs durchaus kritisch
sein kann, erscheint hier eine Warnung durchaus sinnvoll und angemessen.
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Weiterhin
kann eine Unterdrückung
der Warnung bei einer Änderung
der Fahrspurbreite erfolgen. Ändert
sich die Fahrspurbreite innerhalb eines definierten Zeitraums oder
innerhalb einer definierten Strecke um einen Betrag, der größer als
ein vorgegebener Grenzwert ist, so kann die Warnung unterdrückt werden.
Diese Unterdrückung
ist sinnvoll, da es bei Fahrbahnverengungen, Fahrbahnaufweitungen
oder dem kurzzeitigen Erkennen von fal schen Spurmarkierungslinien,
z.B. bei Ausfahrten, zu Fehlwarnungen kommen kann.
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Schließlich können Warnungen
unterdrückt werden,
wenn die Position des Fahrzeugs zu bestimmten Stellen in der Umgebung
des Fahrzeugs dies notwendig machen. Dies ist der Fall, wenn nach einer
erfolgten LDW-Warnung der Abstand zwischen der Fahrzeugaußenkante
und der Fahrspurmarkierung einen definierten Grenzwert unterschreitet
oder das Fahrzeug die Spurmarkierung überfährt, wobei letzteres auch ohne
vorherige Warnung geschehen kann. In diesem Fall sollte die Warnung
unterdrückt werden,
da andernfalls auch bei dem Vorgang des „sich wieder in die Spur Begebens" eine Warnung ausgegeben
würde.
Dies ist vom Fahrer in der Regel nicht gewünscht und wird als störend empfunden. Durch
die ortsabhängige
Unterdrückung
der Warnung nach einer erfolgten Warnung kann dies vermieden werden.
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Die
Unterdrückung,
die vor der Auslösung der
Warnung erfolgt, d.h. die Vermeidung der Warnung, kann in eine Speichervorrichtung
eingeschrieben werden. Vorzugsweise wird in diese Speichervorrichtung
auch der Grund der Unterdrückung
eingeschrieben. Diese Dokumentation der Unterdrückung kann im Falle eines Unfalls
Auskunft darüber geben,
ob das LDW-System funktionsfähig
war.
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Vorzugsweise
wird beim Vorliegen eines Unterdrückungsgrunds eine Blockierung
der Warnung automatisch ausgelöst,
so dass ein aufwendiger Überprüfungsvorgang
beim Erreichen des Schwellwerts durch einen der Ermittlungswerte
nicht notwendig ist.
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Liegen
keine Unterbrechungsgründe
vor, so wird die Warnung ausgelöst,
d.h. ein optisches, akustisches oder haptisches Signal an den Fahrer
gegeben und/oder eine Gegenmaßnahme,
wie beispielsweise ein Gegenlenken, eingeleitet.
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Auch
das Ausführen
von Warnungen kann in eine Speichervorrichtung eingeschrieben werden, die
identisch mit der Speichervorrichtung sein kann, in die die Unterdrückung und
die Unterdrückungsgründe eingeschrieben
werden.
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Auch
während
die Warnung ausgeführt
wird, können
Bedingungen auftreten, die eine Unterdrückung, in diesem Fall ein Unterbrechen
der Warnung, notwendig machen.
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Wird
beispielsweise während
einer begonnenen Warnung ein Eingriff eines anderen Fahrerassistenzsystems,
wie eines ESP- oder ASR-Systems erkannt, so kann die Warnung unterbrochen
werden. Wie oben bereits beschrieben, ist in einer solchen Situation
von einem aufmerksamen Fahrer auszugehen und die Warnung könnte den
Fahrer in dieser fahrdynamisch kritischen Situation ablenken.
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Weiterhin
wird eine Unterbrechung der Warnung vorgesehen werden, wenn eine
definierte Maximaldauer der Warnung erreicht wurde. Vorzugsweise wird
diese Maximaldauer individuell eingestellt. Diese Einstellung kann
beispielsweise in Abhängigkeit der
Ermittlungsart, aufgrund derer die Warnung erfolgt ist, geschehen.
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Die
Begrenzung der Maximaldauer hat den Vorteil, dass der Fahrer nicht
durch zu lange Warnungen belästigt
wird.
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Auch
bei einem Eingriff durch den Fahrer, z.B. durch Gegenlenken, kann
die Warnung sofort unterbrochen werden. Im Vergleich zu einer konstanten
Warndauer ergibt sich somit der Vorteil, dass der Fahrer durch unterschiedliche
Warndauern bei unterschiedlich schnellen und effektiven Fahrerreaktionen eine
positive Rückmeldung über seine
Handlung erhält.
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Es
kann vorgesehen sein, eine Mindestdauer für die Warnung vorzugeben, um
sicher zustellen, dass der Fahrer die Warnung wahrnimmt. Diese Mindestdauer
kann aber verkürzt
werden, wenn während dieser
Zeit einer der Abbruchgründe
auftritt, beispielsweise ein ESP-System eingreift.
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Weiterhin
kann die Dauer der Unterbrechung von dem LDW-System beeinflusst
werden. So kann beispielsweise eine Warnunterbrechung, die durch die
Betätigung
des Blinkerhebels erfolgt ist, sofort aufgehoben werden, sobald
ein Spurwechsel in Richtung des Blinkens erfolgt ist. Ist die Funktion „Autobahnblinken" aktiviert, d.h.
eine Funktion, bei der ein Nachlaufen des Blinkers nach kurzem Antippen
erfolgt, wird die Dauer der Warnunterdrückung verlängert. Nach einem gewollten
und durch Blinken angekündigten Spurwechsel
ist der Bedarf für
die Warnunterdrückung
nicht mehr gegeben. Der Fahrer erwartet, wenn er anschließend über eine
Spurbegrenzung fährt,
dass er eine Warnung erhält.
Ist dies nicht der Fall, leidet die Systemtransparenz darunter.
Andererseits darf eine Warnunterdrückung in Folge des Blinkens
nicht sofort abgebrochen werden, wenn der Blinkerhebel zurückgesetzt
wird. Viele Fahrer tippen den Blinker vor dem eigentlichen Spurenwechsel
nur kurz an, so dass der Blinker beim eigentlichen Überfahren
der Linie schon wieder deaktiviert ist. Für diesen Fall kann eine zusätzliche Überprüfung des
tatsächlichen Überfahrens
durchgeführt
werden, bevor die Unterdrückung
aufgehoben wird.
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Weiterhin
kann die Dauer der Unterdrückung der
Warnung durch die Position des Kraftfahrzeugs auf der Spur beeinflusst
werden. So kann nach einer erfolgten LDW-Warnung die Unterbrechung
aufrecht erhalten werden bis sich das Fahrzeug wieder vollständig in
der Fahrspur befindet und die Fahrzeugaußenkante einen Mindestabstand
zu der Spurmarkierung besitzt. Dabei ist der Grenzwert für die Warnunterdrückung größer zu definieren
als der Schwellwert, der für
die ortsabhängige
Warnauslösung
eingestellt wird. Dies ergibt eine Hysterese zwischen der Warnauslösung und
dem Ende der Warnunterdrückung.
Außerdem
kann es bei LDW-Systemen bei Fahrt entlang der Linie, z.B. im Vorfeld
eines Überholvorgangs
auf Landstraßen,
zu einem gehäuften
Auftreten von vom Fahrer ungewollten (aber prinzipiell berechtigten)
Warnungen kommen. Durch die ortsabhängige Warnunterdrückung, bei
der die Position des Fahrzeugs berücksichtigt wird (Hysterese
zu der Warnauslösung)
kann die Anzahl dieser ungewünschten
Warnungen reduziert werden.
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Die
Dauer der Unterdrückung
kann für
die beiden Seiten der Fahrspurbegrenzung unterschiedlich eingestellt
werden.
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Auch
die Beendigung einer Unterdrückung kann
in die Speichervorrichtung, gegebenenfalls zusammen mit dem Grund
für die
Aufhebung der Unterdrückung,
geschrieben werden.
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In
der Speichereinrichtung werden in der Regel die Daten in regelmäßigen Zeitabständen überschrieben,
wobei die Dauer bis zum Überschreiben der
Daten beispielsweise auf 30 Sekunden eingestellt werden kann. Durch
diese Art des Einschreibens in die Speichervorrichtung kann sichergestellt werden, dass
bei einem Unfall Angaben über
die Geschehnisse in den letzten 30 Sekunden vor dem Unfall zur Verfügung stehen.
Bevorzugt wird hierzu das Einschreiben in die Speichervorrichtung
unterbrochen, sobald eine Schutzvorrichtung aktiviert wird. Dies
kann beispielsweise der Airbag des Kraftfahrzeugs oder die Sperrvorrichtung
für den
Sicherheitsgurt sein.
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Die
Speichervorrichtung, die in einem separaten Gehäuse aufgenommen sein kann,
kann eine Schnittstelle aufweisen, über die ein Auslesen der eingeschriebenen
Daten ermöglicht
wird.
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Mit
der vorliegenden Erfindung wird es somit möglich die Sicherheit zu steigern
ohne den Fahrkomfort durch unnötige
Warnungen oder Fehlwarnungen zu beeinträchtigen.