EP2238009A1 - Fahrerassistenzsystem - Google Patents

Fahrerassistenzsystem

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Publication number
EP2238009A1
EP2238009A1 EP09705475A EP09705475A EP2238009A1 EP 2238009 A1 EP2238009 A1 EP 2238009A1 EP 09705475 A EP09705475 A EP 09705475A EP 09705475 A EP09705475 A EP 09705475A EP 2238009 A1 EP2238009 A1 EP 2238009A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
driver
assistance system
driver assistance
vehicle
traffic situation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09705475A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jürgen Pfeiffer
Mattias Strauss
Enrico RÜCK
Ulrich STÄHLIN
Stefan LÜKE
Matthias Komar
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Teves AG and Co OHG
Original Assignee
Continental Teves AG and Co OHG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Teves AG and Co OHG filed Critical Continental Teves AG and Co OHG
Publication of EP2238009A1 publication Critical patent/EP2238009A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B60K35/60—Instruments characterised by their location or relative disposition in or on vehicles
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    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q9/00—Arrangement or adaptation of signal devices not provided for in one of main groups B60Q1/00 - B60Q7/00, e.g. haptic signalling
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    • B60W40/02—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to ambient conditions
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60W50/14—Means for informing the driver, warning the driver or prompting a driver intervention
    • B60W50/16—Tactile feedback to the driver, e.g. vibration or force feedback to the driver on the steering wheel or the accelerator pedal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00—Steering not otherwise provided for
    • B62D15/02—Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
    • B62D15/029—Steering assistants using warnings or proposing actions to the driver without influencing the steering system
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    • B60W2050/146—Display means
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    • B60W40/06—Road conditions

Definitions

  • the invention relates to a driver assistance system.
  • Driver assistance systems which support a driver in certain situations. In principle, this reacts to the activities performed by the driver through the driver assistance system. The focus is on the support in the control of the vehicle's own dynamics. In such driver assistance systems, however, there is the danger that the driver may feel under-challenged or feel the intervention of the driver assistance system as a loss of control over the control of the vehicle.
  • the object of the invention is to provide an alternative driver assistance system. This object is achieved with a driver assistance system and a method according to the independent claims. Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.
  • An exemplary embodiment is based on the generic state of the art by a driver assistance system in which information about the surrounding traffic situation and support via vehicle components, in particular a steering system, a brake system and a power control system, are output to the driver for coping with the present traffic situation.
  • the invention is a new comprehensive consideration for a driver assistance system called the "Active Car", which is intended to assist the driver both in his decision-making and in the control tasks
  • the idea is to take advantage of the fact that previous innovations in the automotive sector have become more prevalent if they were easy to use and applicable for every user and every situation Previously successful assistance system ESP intervened in such a way in the driving behavior of the vehicle that the driver's request is maintained within the physical possibilities. This type of driver assistance promises to be successful, the current figures.
  • the driver assistance system builds and continues technologically decisive steps.
  • the driver should no longer be supported only in situations in which one Loss of control over your own vehicle threatens, but should be informed at all times about the current traffic situation.
  • the focus is not on assisting in controlling the vehicle's own dynamics, but on mastering the traffic situation itself.
  • One possibility would be the autonomous control of the vehicle in the longitudinal and transverse direction or an audible or visual warning of the driver.
  • the vehicle components can be operated via vehicle operating elements, in particular a steering wheel, a brake pedal and an accelerator pedal, and the information is output via the vehicle operating elements.
  • vehicle operating elements in particular a steering wheel, a brake pedal and an accelerator pedal
  • the information is output via the vehicle operating elements.
  • a joystick can also be used, which partially or completely combines the function of the first three vehicle control elements.
  • the information is haptically output to the driver.
  • the driver can be reached quickly without distracting him from the traffic situation.
  • the driver's warning is thus intuitively assigned to the corresponding situation.
  • the driver assistance system may determine the extent of the haptic warnings of the criticality of the traffic situation. This gives the driver a good picture of the urgency of his actions.
  • a further exemplary embodiment is directed to the driver assistance system changing the actuation force of the vehicle operating elements, so that the driving feeling thereby changed provides an information source for the driver.
  • the driver is thus informed directly about the vehicle control elements to be operated anyway, whereby the information is easily assigned by the driver.
  • the driver assistance system maintains a control chain between the vehicle and the driver.
  • the control chain for guiding the vehicle is never interrupted, giving the driver the feeling of being in control of the vehicle at all times.
  • the extent of the support is dependent on a road type.
  • the extent of support can depend on whether it is city traffic, a highway or a highway, which improves the quality of support, because the type of road may depend on the urgency of the driver's actions.
  • the extent of the support is dependent on the measurement accuracy of the traffic situation detection. This also improves the quality of the information and support provided by the driver assistance system. Furthermore, it can be provided that, in addition, a display is provided which visually informs the driver of the cause of the assistance. Thus, the driver remains informed about the reason of the support, even if the reason is, for example, in a speed limit and the corresponding road sign has long been passed.
  • sensors may be mounted on the vehicle in order to detect the traffic situation.
  • These can be, for example, camera systems, radar sensors and / or lidar sensors.
  • a satellite navigation receiver and / or a digital map, preferably a road map, is provided for detecting the traffic situation.
  • the driver assistance system can communicate with a traffic infrastructure and / or with other vehicles in order to detect the traffic situation.
  • information can be transmitted to the driver assistance system, which remain hidden from the sensors described above, whereby the driver assistance system even more accurate information and support.
  • the support comprises a steering torque or steering angle superposition and / or a force superposition for brake pedal actuation.
  • the driver's subjective driving sensation is determined and evaluated. According to this Embodiment attempts to estimate the behavior of a driver in advance and to provide assistance in coping with a traffic situation.
  • the present invention provides a vehicle having such a driver assistance system.
  • This vehicle provides the advantages described above in a metaphorical manner.
  • FIG. 1 shows a schematic functional diagram of the driver assistance system according to an exemplary embodiment of the invention
  • Fig. 2 is a diagram showing the amount of information and assistance of the driver assistance system 12;
  • Fig. 3 is a diagram illustrating a degree of information and support over time
  • Fig. 5 shows an embodiment of a sensor concept
  • Fig. 6 shows a further embodiment of a sensor concept.
  • FIG. 1 shows a schematic functional diagram of the driver assistance system according to one exemplary embodiment of the invention.
  • a present traffic situation 10 is detected by the driver assistance system 12 and perceived by the driver 14.
  • the driver assistance system 12 comprises a CPU 11 and a memory unit 13 connected thereto in which a multiplicity of potential traffic situations and parameters that establish a connection between potential traffic situations and outputs of the driver assistance system 12 are stored.
  • the driver assistance system 12 supports the driver 14 depending on the traffic situation 10 in coping with the traffic situation 10, so that the driver 14 controls a vehicle 16 in a suitable manner.
  • the control of the vehicle 16 in turn has an influence on the traffic situation 10, which in turn is detected by the driver assistance system 12 and by the driver 14.
  • the control or operation of the vehicle 16 via schematically illustrated vehicle components, such as a steering system 21, a brake system 23 and a power control system 25.
  • the steering system 21 includes a steering wheel 20, the brake system 23 includes a brake pedal 22 and the power control system 25 includes an accelerator pedal 24th
  • Vehicle controls collectively referred to as Vehicle controls are called.
  • the vehicle controls may further include a windshield wiper lever, a light switch, a turn signal lever, and so on.
  • a joystick can also be used. In this embodiment, however, only the classic vehicle controls will be described. However, an implementation via a joystick is covered by the invention.
  • the driver 14 in all traffic situations 10 haptically learns via the vehicle operating elements 20, 22, 24 whether he or the other road users behave correctly in accordance with the valid traffic regulations and is made aware of the situation in an adaptive manner to misconduct. In doing so, he always retains control of the vehicle 16, i. the driver is always part of the rule chain.
  • the functionality of the driver assistance system 12 does not include any autonomous intervention in the control of the vehicle 16.
  • the driver assistance system 12 should be designed so that it always remains functional, regardless of whether highway, highway or city.
  • an electronic road map can be used which is coupled to a GPS receiver 18 in order to differentiate between the types of road and to adapt parameters of the driver assistance system 12. So in the city must be taken into account that for all maneuvers less space is available. The interventions must therefore be made a little later, but stronger. Exceptions are traffic situations 10 in which haptic information is output to the driver 14 via the steering wheel 20 and relevant objects are located on both sides of the own vehicle 16. Here, the driver 14 can be permanently informed. However, it must be ensured that the driver 14 is not guided by the driver assistance system 12 away from stationary vehicles to sidewalks or cycle paths.
  • the driver 14 is to be constantly informed haptically via the vehicle operating elements 20, 22, 24 in accordance with the traffic situation 10 and thus be indirectly intervened in the vehicle behavior.
  • the driver always remains master of the situation, i. Part of the control chain to control the vehicle, but is better informed.
  • the driver assistance system 12 is intended to recognize, inter alia, the following traffic situations 10 and to inform and support them accordingly:
  • the accelerator pedal can be pressed against the situation depending on the situation.
  • the vehicle can be easily decelerated to give the driver a to give more haptic feedback. The driver always has the opportunity to override this intervention with the accelerator pedal.
  • the brake pedal should be smoother. This is achieved by increasing the brake pressure to the pressure necessary to cope with the traffic situation without decoupling the brake pedal.
  • the driver should be warned when exceeding the prescribed speed according to point 1.
  • it is advantageous that the driver is also visually informed about his error, since the corresponding shield is no longer visible when engaging the driver assistance system.
  • Warning of driving on a street opposite to the prescribed direction of travel (one-way street, motorway):
  • a one-way street sign can be treated like a red traffic light. Due to the high criticality, the warning is slightly stronger, so the driver according to point 1 and 2 can bring his vehicle to a stop in front of the corresponding signs. In addition, it is made difficult to retract by removing the gas pedal.
  • a slight counter-torque can be applied to the steering when approaching the lane marking by the driver assistance system.
  • the steering system can be superimposed with a stronger counter-torque.
  • the driver can easily hold against it until a lane change is possible and will then feel that the counter-torque is reduced. If there is a risk of a staggered collision with the front vehicle, it is not supported in the steering system but in principle intervened in accordance with points 1 and 2. 9. Assistance in the approach of other vehicles to the own:
  • the turn signal can be activated automatically at this moment.
  • the driver assistance system is coupled to three vehicle operating elements 20, 22, 24 or actuators, which will be explained in more detail below.
  • These vehicle control elements 20, 22, 24 form the man-machine interface between the driver assistance system 12 and the driver 14 and between the vehicle 16 and the driver 14.
  • the accelerator pedal 24 is a force-feedback pedal, which can apply a force in the same direction or against the operating force on the part of the driver 14 by means of an actuator.
  • the driver 14 is the Accelerator pedal 24 is pressed against in a dangerous situation or the restoring torque is reduced.
  • the accelerator pedal 24 must be designed in such a way that autonomous acceleration can never occur.
  • the steering wheel 20 is coupled to an actuator which can superimpose on the steering torque or steering angle applied by the driver 14 a supporting or opposing torque or a supporting or opposing steering angle.
  • an electric steering can be provided in order to be able to apply the corresponding supporting moments or counter torques to the steering wheel 20.
  • the superimposed additional torque (or the superimposed additional angle) must be limited so that the driver 14 is always given the opportunity to override this additional torque (or this additional angle).
  • the body speed must be limited accordingly.
  • the brake pedal 22 is provided with an actuator or the brake system 23 is constructed as an active brake system, so that without external force on the part of the driver 14 brake pressure can be built up. Since this brake pressure build-up is not overridden by the driver 14, it should be limited to a maximum of 0.2 g to notify the driver 14 here the cause of the haptic support, the brake pedal 22 must not be decoupled, but must depending on (by the driver assistance system 12th ) instructed Bremstikante be moved.
  • an optical human-machine interface is provided which informs the driver 14 of the reason for the intervention.
  • FIG. 2 shows a diagram which represents the extent of the information and the assistance of the driver assistance system 12.
  • the extent of all haptic warnings is adjusted to the criticality.
  • the criticality is given in [ m / s 2 ] and corresponds to the acceleration with which the driver would have to react in order to avoid an imminent accident.
  • 5 m / s 2 is assumed to be a permanently possible maximum.
  • this value must remain configurable both for development and later. For example, it could be adapted by the driver when he sets a comfort or sport mode in the chassis, for example.
  • the driver assistance system 12 must inform and support so early that, assuming a maximum (positive or negative) acceleration of 5 m / s 2, the traffic situation 10 can be mastered.
  • Figure 3 is a diagram illustrating a degree of information and support over time.
  • the haptic warnings are defined in their strength over time. In other words, this means that the intensity of the information and the assistance of the driver assistance system increases over time until the full information and support is available after a period of time T.
  • the duration of the increase depends mainly on an estimated reliability of the measurements of sensors intended to detect the traffic situation.
  • the haptic warnings remain limited in their power so that the driver 14 always has the opportunity to override them.
  • the vehicle 16 remains controllable even in case of potential incorrect operations of the driver assistance system 12 for the driver 14.
  • One of the biggest advantages of the reacting or operating driver assistance system 12 is that it is always possible, and especially via the ramp functions shown above, that behavior of the driver assistance system 12 to parameterize.
  • an original equipment manufacturer can ensure that his vehicle 16 equipped with the driver assistance system 12 behaves in accordance with the company philosophy.
  • the behavior of the driver assistance system 12 can also be influenced or switched off by the driver 14 by means of corresponding control elements.
  • the driver 14 Due to the very simple for the driver 14 easily understandable man-machine interface drops the driver 14 a large part of the information processing chain, which is greatly relieved. In addition, it allows the driver 14 to look in any direction to detect a possibly dangerous situation and can still be pointed to another dangerous situation. This is not possible with visual warnings and with acoustic warnings very difficult.
  • the driver assistance system can thus be parameterized via the engagement characteristics shown in FIGS. 2 and 3.
  • FIG. 4 illustrates the required range of sensors for detecting the traffic situation.
  • sensors are mounted on the vehicle.
  • sensors 100, 101 eg, camera systems, lidar systems, or radar systems
  • sensors 100, 101 detect areas which are indicated by the reference numerals 102 and 103 in FIG.
  • sensors 110, 111 may be mounted laterally on the vehicle 16, which detect the areas 112 and 113.
  • With increasing efficiency of the sensors at the Vehicle 16 may include not only other vehicles or larger objects in the outputs of driver assistance system 12, but also smaller objects, pedestrians, or cyclists.
  • the information about the surrounding situation must be available holistically. Due to the mostly high relative speeds in the longitudinal direction, the corresponding sensors must have very long ranges. As a guideline for a well representable function should be here, as shown in Figure 4, 200-30Om sufficient. In the side area, however, are sufficient 10-15m, since the speeds in the transverse direction in the road are usually not high. In intersection situations in which vehicles come from the side exist for the driver assistance system 12 described here, anyway, little meaningful intervention options. For interventions on highways, however, objects on the neighboring lanes must also be considered. This would require detection in the range of 15-20m.
  • map material In order for the driver assistance system 12 to warn of dangerous bends, there must be appropriate map material and a functionally coupled satellite navigation system (e.g., GPS or Galileo).
  • satellite navigation system e.g., GPS or Galileo
  • the minimum sensor requirements are thus 200m in the longitudinal direction of the vehicle and 15m in the transverse direction of the vehicle.
  • a hands-off detection is needed to warn the driver 14 to give the control to the vehicle 16, because the driver 14 is always needed to adaptively respond in extremely dynamic dangerous situations. Therefore, the vehicle 16 must also slow down as soon as the driver 14 releases the steering wheel 20.
  • Lidarsensoren would have the advantage that especially at construction sites and objects can be detected, which are not necessary as the radar, conductive. Thus, it can also be guaranteed that the driver 14 can be pointed haptically on construction site entrances, which are limited by construction site barges.
  • FIG. 5 shows an exemplary embodiment of a sensor concept.
  • 79GHz radar sensors 200, 201 for the far range are integrated with the front and rear bumpers of the vehicle 16. These cover areas which are indicated by the reference numerals 202 and 203.
  • camera systems 210, 211 are placed behind the front and rear windows of the vehicle 16. The camera systems detect areas which are indicated in FIG. 5 by the reference symbols 212 and 213.
  • lidar sensors 220, 221 are placed behind the front and rear windows of the vehicle 16 to which the detection areas 222 and 223 are associated.
  • Radar systems 230, 231 which serve to monitor the lateral areas of the vehicle 16, are integrated in the rocker of the vehicle 16 under the C-pillars. These radar systems 230, 231 cover the areas 232 and 233.
  • FIG. 6 shows a further exemplary embodiment of a sensor concept.
  • a radar sensor 300 is integrated into the front bumper of the vehicle 16, which covers a long range, labeled 301.
  • a radar sensor 302 is integrated in the front bumper which covers a vicinity 303.
  • a radar sensor 304 for the far range 305 and a radar sensor 306 for the near range 307 are integrated. All these radar sensors work with a frequency of 79GHz.
  • camera systems 310, 311 are placed behind the front and rear windows of the vehicle 16. The camera systems 310,
  • 312 and 313 are indicated.
  • care must be taken to ensure that these systems are installed in the wiped or protected area of the vehicle windows.
  • radar systems 320, 321, 322, 323 are integrated, which serve to monitor the lateral areas of the vehicle 16. These radar systems 320-323 cover the areas 324, 325, 326 and 327.
  • an ACC or a lane keeping functionality and a parking assistant can be realized. These functions must then be switched on separately by the driver 14 and have to transfer the control functions back to the driver 14 as soon as the system limits are reached. The design of this transfer entails additional risk factors and should not be part of the driver assistance system 12. However, such additional features can improve the cost-to-functionality ratio.
  • the driver 14 is assisted in maintaining a safety distance as information about the surrounding traffic situation, the accelerator pedal 24 being pressed against the situation when the safety distance is undershot and the vehicle 16 is autonomously delayed in a critical traffic situation in order to avoid this Driver 14 to give another haptic feedback.
  • a brake pedal 22 will be easier to operate by the brake pressure is increased to the necessary pressure without decoupling the brake pedal 22.
  • the driver 14 is assisted in driving too fast and crossing intersections.
  • the driver 14 in the observance of Speed rules is supported and that the driver 14 is also visually informed about the current speed, which is above the prescribed speed limit.
  • a warning against driving on a road opposite to the prescribed direction of travel takes place.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem (12), welches Informationen über die umgebende Verkehrssituation (10) und eine Unterstützung über Fahrzeugkomponenten (21, 23, 25) zur Bewältigung einer vorliegenden Verkehrssituation (10) an den Fahrer (14) ausgibt.

Description

FahrerassistenzSystem
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem.
Technologischer Hintergrund
Bekannt sind Fahrerassistenzsysteme die einen Fahrer bei bestimmten Situationen unterstützen. Prinzipiell wird hierdurch auf die vom Fahrer durchgeführten Aktivitäten durch das Fahrerassistenzsystem reagiert. Dabei liegt das Augenmerk auf der Unterstützung bei der Beherrschung der Fahrzeugeigendynamik. Bei solchen Fahrerassistenzsystemen droht jedoch die Gefahr, dass sich der Fahrer unterfordert fühlt oder den Eingriff des Fahrerassistenzsystems als Kontrollverlust über die Steuerung des Fahrzeugs empfindet.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein alternatives Fahrerassistenzsystem zu schaffen. Diese Aufgabe wird mit einem Fahrerassistenzsystem und einem Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Ein Ausführungsbeispiel baut auf dem gattungsgemäßen Stand der Technik auf durch ein Fahrerassistenzsystem, bei dem Informationen über die umgebende Verkehrssituation und eine Unterstützung über Fahrzeugkomponenten, insbesondere ein Lenksystem, ein Bremssystem und ein Leistungssteuerungssystem, zur Bewältigung der vorliegenden Verkehrssituation an den Fahrer ausgegeben werden.
Bei der Erfindung handelt es sich um eine neue umfassende Überlegung für ein Fahrerassistenzsystem, das als „Active Car" bezeichnet wird. Der Fahrer soll dabei sowohl bei seinen Entscheidungs- als auch bei den Regelungsaufgaben unterstützt werden. Um ein solches System auf dem Markt umsetzen zu können soll die Tatsache genutzt werden, dass sich bisherige Neuerungen im Automobilsektor eher durchsetzten, wenn diese für jeden Nutzer und jede Situation einfach ver- und anwendbar waren. Eine einfache Bedienung, sowie ein für den Fahrer einleuchtendes Verhalten ist dabei Grundvoraussetzung. So wird bei dem bisher erfolgreichen Assistenzsystem ESP derart in das Fahrverhalten des Fahrzeugs eingegriffen, dass der Fahrerwunsch im Rahmen der physikalischen Möglichkeiten erhalten bleibt. Dass diese Art der Fahrerunterstützung Erfolg verspricht belegen die aktuellen Zahlen.
Auf dieser Basis baut das Fahrerassistenzsystem auf und geht technologisch entscheidende Schritte weiter. Der Fahrer soll nicht mehr nur in Situationen unterstützt werden, in denen ein Kontrollverlust über das eigene Fahrzeug droht, sondern soll zu jeder Zeit über die aktuelle Verkehrssituation informiert werden .
Das Augenmerk liegt nicht auf der Unterstützung bei der Beherrschung der Fahrzeugeigendynamik, sondern bei der Beherrschung der Verkehrssituation selbst. Eine Möglichkeit hierzu wäre die autonome Regelung des Fahrzeugs in Längs- und Querrichtung oder eine akustische oder visuelle Warnung des Fahrers. Diese Lösungen sollen nicht verfolgt werden, weil bei diesen Lösungen eine Unterforderung droht bzw. die Warnung seitens des Fahrers zu der entsprechenden Situation schlecht zuordenbar ist.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel sind die Fahrzeugkomponenten über Fahrzeugbedienelemente, insbesondere ein Lenkrad, ein Bremspedal und ein Gaspedal, bedienbar und die Informationen werden über die Fahrzeugbedienelemente ausgegeben. Anstelle von Lenkrad, Bremspedal und Gaspedal kann auch ein Joystick eingesetzt werden, der die Funktion der drei erstgenannten Fahrzeugbedienelemente teilweise oder ganz in sich vereint.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel werden die Informationen haptisch an den Fahrer ausgegeben. Somit kann der Fahrer schnell erreicht werden, ohne ihn von der Verkehrssituation abzulenken. Ferner wird so die Warnung seitens des Fahrers intuitiv der entsprechenden Situation zugeordnet .
Darüber hinaus kann in einem Ausführungsbeispiel das Fahrerassistenzsystem das Ausmaß der haptischen Warnungen von der Kritikalität der Verkehrssituation abhängig machen. So kann dem Fahrer ein gutes Bild über die Dringlichkeit seines Handelns vermittelt werden.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist darauf gerichtet, dass das Fahrerassistenzsystem die Betätigungskraft der Fahrzeugbedienelemente verändert, so dass das dadurch veränderte Fahrgefühl eine Informationsquelle für den Fahrer bereitstellt. Der Fahrer wird somit direkt über die ohnehin zu bedienenden Fahrzeugbedienelemente informiert, wodurch die Information vom Fahrer einfach zuzuordnen ist.
Ferner kann vorgesehen sein, dass das Fahrerassistenzsystem eine Regelkette zwischen dem Fahrzeug und dem Fahrer beibehält. Somit wird die Regelkette zum Führen des Fahrzeugs nie unterbrochen, was dem Fahrer das Gefühl vermittelt, jederzeit Kontrolle über das Fahrzeug zu besitzen.
Außerdem kann vorgesehen sein, dass das Ausmaß der Unterstützung abhängig von einem Straßentyp ist. Somit kann das Ausmaß der Unterstützung davon abhängen, ob es sich um Stadtverkehr, eine Landstraße oder eine Autobahn handelt, was die Qualität der Unterstützung verbessert, weil vom Straßentyp die Dringlichkeit des Handelns des Fahrers abhängen kann.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass das Ausmaß der Unterstützung abhängig von der Messgenauigkeit der Verkehrssituationserfassung ist. Auch hierdurch wird die Qualität der Information und Unterstützung seitens des Fahrerassistenzsystems verbessert . Ferner kann vorgesehen sein, dass des Weiteren eine Anzeige vorgesehen ist, die den Fahrer optisch über die Ursache der Unterstützung informiert. Somit bleibt der Fahrer über den Grund der Unterstützung informiert, auch wenn der Grund beispielsweise in einer Geschwindigkeitsbeschränkung liegt und das entsprechende Verkehrsschild längst passiert wurde.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass zur Erfassung der Verkehrssituation Sensoren am Fahrzeug angebracht sind. Dies können beispielsweise Kamerasysteme, Radarsensoren und/oder Lidarsensoren sein.
Ferner kann vorgesehen sein, dass zur Erfassung der Verkehrssituation ein Satellitennavigationsempfänger und/oder eine digitale Karte, vorzugsweise eine Straßenkarte, vorgesehen ist.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass zur Erfassung der Verkehrssituation das Fahrerassistenzsystem mit einer Verkehrsinfrastruktur und/oder mit anderen Fahrzeugen kommuniziert. Somit können auch Informationen an das Fahrerassistenzsystem übermittelt werden, die den oben beschriebenen Sensoren verborgen bleiben, wodurch das Fahrerassistenzsystem noch genauer informiert und unterstützt.
Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann vorgesehen sein, dass die Unterstützung eine Lenkmoment- oder Lenkwinkelüberlagerung und/oder eine Kraftüberlagerung zur Bremspedalbetätigung umfasst.
Ferner kann vorgesehen sein, dass das subjektive Fahrempfinden des Fahrers ermittelt und ausgewertet wird. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird versucht, das Verhalten eines Fahrers vorab abzuschätzen und Unterstützung bei der Bewältigung einer Verkehrssituation bereitzustellen.
Darüber hinaus stellt die vorliegende Erfindung ein Fahrzeug mit einem solchen Fahrerassistenzsystem bereit. Dieses Fahrzeug bietet die oben beschriebenen Vorteile in übertragener Weise.
Im Folgenden werden mit Verweis auf die Figuren Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.
Kurze Figurenbeschreibung
Fig. 1 zeigt ein schematisches Funktionsdiagramm des Fahrerassistenzsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 zeigt ein Diagramm welches das Ausmaß der Information und der Unterstützung des Fahrerassistenzsystems 12 darstellt;
Fig. 3 ist ein Diagramm, welches ein Ausmaß der Information und der Unterstützung über die Zeit veranschaulicht;
Fig. 4 veranschaulicht die geforderte Reichweite von Sensoren zur Erfassung der Verkehrssituation;
Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Sensorkonzept; und Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Sensorkonzept .
Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Figur 1 zeigt ein schematisches Funktionsdiagramm des Fahrerassistenzsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Eine vorliegende Verkehrssituation 10 wird von dem Fahrerassistenzsystem 12 erfasst und von dem Fahrer 14 wahrgenommen. Das Fahrerassistenzsystem 12 umfasst eine CPU 11 und eine mit dieser verbundenen Speichereinheit 13 in der eine Vielzahl potentieller Verkehrssituationen und Parameter, die einen Zusammenhang zwischen potentiellen Verkehrssituationen und Ausgaben des Fahrerassistenzsystems 12 herstellen, gespeichert sind. Das Fahrerassistenzsystem 12 unterstützt den Fahrer 14 je nach Verkehrssituation 10 bei der Bewältigung der Verkehrssituation 10, so dass der Fahrer 14 ein Fahrzeug 16 in geeigneter Weise steuert. Die Steuerung des Fahrzeugs 16 hat wiederum Einfluss auf die Verkehrssituation 10, die wiederum vom Fahrerassistenzsystem 12 und vom Fahrer 14 erfasst wird. Die Steuerung bzw. Bedienung des Fahrzeugs 16 erfolgt über schematisch dargestellte Fahrzeugkomponenten, wie einem Lenksystem 21, einem Bremssystem 23 sowie einem Leistungssteuerungssystem 25. Das Lenksystem 21 umfasst ein Lenkrad 20, das Bremssystem 23 umfasst ein Bremspedal 22 und das Leistungssteuerungssystem 25 umfasst ein Gaspedal 24. Die Schnittstelle zwischen diesen Fahrzeugkomponenten und dem Fahrer 14 wird über das Lenkrad 20, das Bremspedal 22 und das Gaspedal 24 hergestellt, die zusammenfassend als Fahrzeugbedienelemente bezeichnet werden. Die Fahrzeugbedienelemente können ferner einen Scheibenwischanlagenhebel, einen Lichtschalter, einen Blinkerhebel, usw. umfassen. Anstelle von Lenkrad, Bremspedal und/oder Gaspedal kann auch ein Joystick verwendet werden. In diesem Ausführungsbeispiel werden jedoch nur die klassischen Fahrzeugbedienelemente beschrieben. Eine Umsetzung über einen Joystick ist jedoch von der Erfindung abgedeckt.
Dabei erfährt der Fahrer 14 in allen Verkehrssituationen 10 haptisch über die Fahrzeugbedienelemente 20, 22, 24, ob er bzw. die anderen Verkehrsteilnehmer sich entsprechend der gültigen Verkehrsregeln richtig verhalten und wird situationsadaptiv auf Fehlverhalten hingewiesen. Dabei behält er immer die Kontrolle über das Fahrzeug 16, d.h. der Fahrer ist immer Teil der Regelkette. Die Funktionalität des Fahrerassistenzsystems 12 umfasst keinen autonomen Eingriff in die Steuerung des Fahrzeugs 16.
Das Fahrerassistenzsystem 12 soll so ausgelegt werden, dass es immer funktionsfähig bleibt, egal ob Autobahn, Landstraße oder Stadt. Hierzu kann eine elektronische Straßenkarte verwendet werden, die mit einem GPS-Empfänger 18 gekoppelt ist, um gezielt zwischen den Straßentypen zu unterscheiden und Parameter des Fahrerassistenzsystems 12 anzupassen. So muss in der Stadt berücksichtigt werden, dass für alle Manöver weniger Platz zur Verfügung steht. Die Eingriffe müssen daher etwas später, dafür aber stärker erfolgen. Ausnahmen sind Verkehrssituationen 10, in denen haptische Informationen über das Lenkrad 20 an den Fahrer 14 ausgegeben werden und sich auf beiden Seiten des eigenen Fahrzeugs 16 relevante Objekte befinden. Hier kann der Fahrer 14 dauerhaft informiert werden. Es ist jedoch sicherzustellen, dass der Fahrer 14 vom Fahrerassistenzsystem 12 nicht von stehenden Fahrzeugen weg, hin zu Bürgersteigen oder Fahrradwegen geleitet wird.
Der Fahrer 14 soll bei diesem Fahrerassistenzsystem 12 ständig entsprechend der Verkehrssituation 10 haptisch über die Fahrzeugbedienelemente 20, 22, 24 informiert werden und so in das Fahrzeugverhalten indirekt eingegriffen werden. Somit bleibt der Fahrer immer Herr der Situation, d.h. Teil der Regelkette zum Steuern des Fahrzeugs, ist aber besser informiert .
Eine Unterstützung soll in fast allen Aufgabenbereichen des Fahrers 14 stattfinden, nämlich dem Beschleunigen, Bremsen, Lenken, Blinken und Bedienen von Scheibenwischern und Licht.
Um den Fahrer 14 möglichst schnell zu erreichen, werden alle Eingriffe auf haptischer Basis realisiert. Zusätzlich kann eine optische, möglichst dezente, Informierung darüber, welche Gefahrensituation vorliegt, vorgesehen sein. Es sollen keine autonomen Brems- oder Lenkeingriffe erfolgen. Das System dient vorranging der Informierung des Fahrers.
Dabei soll das Fahrerassistenzsystem 12 unter anderem folgende Verkehrssituationen 10 erkennen und entsprechend informieren und unterstützen:
1. Unterstützung beim Halten eines Sicherheitsabstandes:
Unterschreitet der Fahrer den Sicherheitsabstand, so kann ihm das Gaspedal situationsabhängig entgegengedrückt werden. In kritischen Situationen kann zusätzlich das Fahrzeug leicht verzögert werden, um dem Fahrer eine weitere haptische Rückmeldung zu geben. Dabei hat der Fahrer immer die Möglichkeit diesen Eingriff mit dem Gaspedal zu übersteuern.
2. Unterstützung bei einer Bremsung:
Muss der Fahrer aufgrund einer Verkehrssituation bremsen, soll das Bremspedal leichtgängiger werden. Dies wird erreicht, indem der Bremsdruck auf den zur Bewältigung der Verkehrssituation notwendigen Druck erhöht wird, ohne das Bremspedal zu entkoppeln.
3. Unterstützung beim Heranfahren und Überqueren von Kreuzungen :
Sollte der Fahrer zu schnell an eine Kreuzung heranfahren, kann er vor dem Überfahren von roten Ampeln oder Vorfahrtsmissachtungen seinerseits wie bereits unter Punkt 1 und 2 beschrieben gewarnt werden.
4. Unterstützung bei der Einhaltung von GeschwindigkeitsvorSchriften :
In diesem Fall soll der Fahrer bei Überschreiten der vorgeschriebenen Geschwindigkeit entsprechend Punkt 1 gewarnt werden. Bei diesem Punkt ist vorteilhaft, dass der Fahrer zusätzlich optisch über seinen Fehler informiert wird, da das entsprechende Schild beim Eingriff des Fahrerassistenzsystems nicht mehr sichtbar ist.
5. Warnung vor Befahren einer Straße entgegengesetzt zur vorgeschriebenen Fahrtrichtung (Einbahnstraße, Autobahn) : Hier kann ein Einbahnstraßenschild wie eine rote Ampel behandelt werden. Aufgrund der hohen Kritikalität erfolgt die Warnung etwas stärker, so dass der Fahrer gemäß Punkt 1 und 2 sein Fahrzeug noch vor den entsprechenden Schildern zum Stehen bringen kann. Zusätzlich wird durch Entgegendrücken des Gaspedals das Einfahren erschwert.
6. Unterstützung beim Beschleunigen:
Wechselt der Fahrer mit einer zu geringen Geschwindigkeit auf die Nachbarfahrspur, so kann ein Rückstellmoment des Gaspedals reduziert werden, so dass das Fahrzeug bei gleicher Fußkraft schneller beschleunigt, ohne den Fahrerwunsch auszublenden. Auch das Verhältnis Gaspedalstellung zu Fahrzeugbeschleunigung bleibt immer erhalten und ist so für den Fahrer plausibel. Punkt 1 und
2 haben jedoch Vorrang.
7. Unterstützung beim Spurhalten:
Um es dem Fahrer zu erleichtern die Fahrspur zu halten, kann bei einer Annäherung an die Spurmarkierung seitens des Fahrerassistenzsystems ein leichtes Gegenmoment auf die Lenkung aufgebracht werden.
8. Unterstützung beim Spurwechsel:
Um den Fahrer vor einem gefährlichen Spurwechsel zu warnen, kann das Lenksystem mit einem stärkeren Gegenmoment überlagert werden. Der Fahrer kann solange leicht dagegenhalten, bis ein Spurwechsel möglich ist und wird dann spüren, dass das Gegenmoment abgebaut wird. Sollte die Gefahr einer versetzten Kollision mit dem vorderen Fahrzeug bestehen, wird nicht im Lenksystem unterstützt sondern grundsätzlich entsprechend Punkt 1 und 2 eingegriffen. 9. Unterstützung bei der Annäherung anderer Fahrzeuge an das Eigene :
Sollten sich das eigene Fahrzeug seitlich zu weit an feststehende Hindernisse oder andere Fahrzeuge annähern, so wird dem Lenkrad ein entsprechendes Gegenmoment überlagert. Dies kann der Situation entsprechend sehr hoch sein, muss aber vom Fahrer übersteuerbar bleiben.
10. Unterstützung beim Blinken:
Sollte der Fahrer trotz des Gegenmoments im Lenkrad einen Spurwechsel erzwingen, so kann in diesem Moment der Blinker automatisch aktiviert werden.
11. Unterstützung bei der Anpassung der Geschwindigkeit an die Umwelt :
Sollte die Geschwindigkeit für die nächste Kurve zu hoch sein kann der Fahrer gemäß Punkt 1 und 2 auf die Verkehrssituation hingewiesen werden. Auch hier ist eine zusätzliche optische Information notwendig, da die Gefahr für den Fahrer offensichtlich nicht erkennbar ist.
Wie bereits oben erwähnt ist das Fahrerassistenzsystem mit drei Fahrzeugbedienelementen 20, 22, 24 bzw. Aktoren gekoppelt, die im Folgenden genauer erläutert werden. Diese Fahrzeugbedienelemente 20, 22, 24 bilden die Mensch-Maschine- Schnittstelle zwischen dem Fahrerassistenzsystem 12 und dem Fahrer 14 sowie zwischen dem Fahrzeug 16 und dem Fahrer 14.
Bei dem Gaspedal 24 handelt es sich um ein Force-Feedback- Pedal, das mittels eines Aktuators eine Kraft in dieselbe Richtung oder entgegen der Betätigungskraft seitens des Fahrers 14 aufbringen kann. Dabei wird dem Fahrer 14 das Gaspedal 24 in einer Gefahrensituation entgegen gedrückt oder das Rückstellmoment wird reduziert. Zu berücksichtigen ist, dass das Gaspedal 24 konstruktiv so auszulegen ist, dass es niemals zu einem autonomen Gasgeben kommen kann.
Das Lenkrad 20 ist mit einem Aktuator gekoppelt, der dem vom Fahrer 14 aufgebrachten Lenkmoment oder Lenkwinkel ein unterstützendes oder entgegen gerichtetes Moment oder einen unterstützenden oder entgegen gerichteten Lenkwinkel überlagern kann. Alternativ kann eine elektrische Lenkung vorgesehen sein, um die entsprechenden unterstützenden Momente oder Gegenmomente auf das Lenkrad 20 aufbringen zu können. Das überlagerte Zusatzmoment (oder der überlagerte Zusatzwinkel) muss derart begrenzt sein, dass dem Fahrer 14 immer die Möglichkeit gegeben ist, dieses Zusatzmoment (oder diesen Zusatzwinkel) zu übersteuern. Dazu ist neben den Absolutwerten vor allem die Aufbaugeschwindigkeit entsprechend zu begrenzen.
Das Bremspedal 22 ist mit einem Aktuator versehen oder das Bremssystem 23 ist als aktives Bremssystem aufgebaut, so dass ohne Fremdkraft seitens des Fahrers 14 Bremsdruck aufgebaut werden kann. Da dieser Bremsdruckaufbau nicht vom Fahrer 14 übersteuerbar ist, soll er auf maximal 0,2g beschränkt werden, um dem Fahrer 14 auch hier haptisch die Ursache der Unterstützung mitzuteilen, darf das Bremspedal 22 nicht entkoppelt sein, sondern muss je nach (seitens des Fahrerassistenzsystem 12) instruiertem Bremsdruckaufbau mitbewegt werden.
Zusätzlich ist eine optische Mensch-Maschine-Schnittstelle vorgesehen, die den Fahrer 14 über den Grund des Eingriffs informiert. Hierfür bietet sich ein Display 26 an, wie es auch heute schon in den meisten Mittel- und Oberklassefahrzeugen verbaut ist. Die Anzeige soll mit Ausnahme der
Geschwindigkeitsüberschreitung (Fall 4 + 11) möglichst dezent erfolgen. Idealerweise ist die Information nur vom Fahrer 14 zu erkennen, da der Beifahrer sonst unnötig verunsichert werden könnte.
Figur 2 zeigt ein Diagramm welches das Ausmaß der Information und der Unterstützung des Fahrerassistenzsystems 12 darstellt. Das Ausmaß aller haptischen Warnungen wird der Kritikalität angepasst. Die Kritikalität wird in [m/s2] angegeben und entspricht der Beschleunigung mit der der Fahrer reagieren müsste, um einen drohenden Unfall zu vermeiden. Um gewährleisten zu können, dass die Funktion unter beinahe jeder Wetterbedingung einsatzfähig bleibt, werden 5m/s2 als dauerhaft mögliches Maximum angenommen. Dieser Wert muss aber sowohl zur Entwicklung als auch später parametrierbar bleiben. Er könnte beispielsweise durch den Fahrer angepasst werden, wenn er beim Fahrwerk beispielsweise einen Komfort- oder Sportmodus einstellt. In anderen Worten ausgedrückt muss das Fahrerassistenzsystem 12 so frühzeitig informieren und unterstützen, dass bei einer angenommenen maximalen (positiven oder negativen) Beschleunigung von 5m/s2 die Verkehrssituation 10 bewältigt werden kann.
Figur 3 ist ein Diagramm, welches ein Ausmaß der Information und der Unterstützung über die Zeit veranschaulicht. Je länger der Zeitraum ist, in dem Messungen über ein relevantes Objekt bzw. eine Verkehrssituation 10 vorliegen, desto zuverlässiger und genauer sind diese Messungen. Um diesen Effekt auszunutzen und gleichzeitig gewährleisten zu können, dass in den haptischen Warnungen keine Kraft- bzw. Momentensprünge vorkommen, die den Fahrer 14 irritieren könnten, werden die haptischen Warnungen definiert in ihrer Stärke über die Zeit aufgebaut. In anderen Worten ausgedrückt bedeutet dies, dass die Intensität der Information und der Unterstützung des Fahrerassistenzsystems über die Zeit zunimmt, bis die volle Information und Unterstützung nach einer Zeitspanne T vorliegt .
Die Dauer des Anstiegs hängt hauptsächlich von einer geschätzten Zuverlässigkeit der Messungen von Sensoren ab, die zur Erfassung der Verkehrssituation vorgesehen sind. Die haptischen Warnungen bleiben dabei in ihrer Kraft derart beschränkt, dass der Fahrer 14 immer die Möglichkeit hat diese zu übersteuern. Somit bleibt das Fahrzeug 16 auch bei potentiellen Fehleingriffen des Fahrerassistenzsystems 12 für den Fahrer 14 kontrollierbar.
Um in Verkehrssituation 10 reagieren zu können, in denen die Messdaten auf Grund der Messdatenanzahl bzw. des Messrauschens unzuverlässig sind, eine Situationsanalyse aber eine Gefahrensituation erkennt, soll genau in solchen Verkehrssituationen 10 bei einer Warnung die beaufschlagte Gegenkraft im Gaspedal 24 herabgesetzt werden. Somit erfährt der Fahrer 14 durch Erfühlen immer noch etwas über die Verkehrssituation 10 und kann sofort reagieren. Außerdem wird verhindert, dass auf Fehlmessungen, die als Gefahrensituation interpretiert werden würden, vom Fahrzeugassistenzsystem 12 bzw. vom Fahrer 14 unangemessen reagiert wird.
Einer der größten Vorteile des reagierenden oder agierenden Fahrerassistenzsystems 12 ist, dass es immer und gerade über die oben gezeigten Rampenfunktionen möglich ist, das Verhalten des Fahrerassistenzsystems 12 zu parametrisieren . So kann zum einen ein Originalgerätehersteller dafür sorgen, dass sich sein mit dem Fahrerassistenzsystem 12 ausgestattetes Fahrzeug 16 entsprechend der Firmenphilosophie verhält. Zum anderen kann durch entsprechende Bedienelemente das Verhalten des Fahrerassistenzsystems 12 auch durch den Fahrer 14 beeinflusst oder abgeschaltet werden.
Durch die sehr einfache für den Fahrer 14 leicht verständliche Mensch-Maschine-Schnittstelle fällt beim Fahrer 14 ein Großteil der Informationsverarbeitungskette weg, wodurch dieser stark entlastet wird. Zusätzlich erlaubt es dem Fahrer 14 in eine beliebige Richtung zu schauen um eine evtl. Gefahrensituation zu erkennen und kann trotzdem auf eine andere Gefahrensituation hingewiesen werden. Dies ist bei optischen Warnungen nicht und bei akustischen Warnungen nur sehr schwer möglich.
Das Fahrerassistenzsystem ist somit über die in Figur 2 und 3 dargestellten Eingriffskennlinien parametrisierbar .
Figur 4 veranschaulicht die geforderte Reichweite von Sensoren zur Erfassung der Verkehrssituation. Für die Erfassung der Verkehrssituation 10 sind Sensoren am Fahrzeug angebracht. Beispielsweise können Sensoren 100, 101 (z.B. Kamerasysteme, Lidarsysteme oder Radarsysteme) hinter der Front- und Heckscheibe oder im vorderen und hinteren Stoßfänger des Fahrzeugs 16 platziert sein. Diese Sensoren 100, 101 erfassen Bereiche, die in Figur 4 mit den Bezugszeichen 102 und 103 angedeutet sind. Ferner können Sensoren 110, 111 seitlich am Fahrzeug 16 angebracht sein, welche die Bereiche 112 und 113 erfassen. Mit steigender Leistungsfähigkeit der Sensoren am Fahrzeug 16 können nicht nur andere Fahrzeuge oder größere Objekte mit in die Ausgaben des Fahrerassistenzsystems 12 einbezogen werden, sondern auch kleinere Objekte, Fußgänger oder Fahrradfahrer.
Um die entsprechenden Warnungen effektiv umzusetzen, müssen die Informationen über die Umfeldsituation ganzheitlich vorhanden sein. Aufgrund der meist hohen Relativgeschwindigkeiten in Längsrichtung, müssen die entsprechenden Sensoren sehr hohe Reichweiten aufweisen. Als Richtwert für eine gut darstellbare Funktion sollen hier, wie in Figur 4 dargestellt, 200-30Om ausreichen. Im Seitenbereich genügen allerdings 10-15m, da die Geschwindigkeiten in Querrichtung im Straßenverkehr in der Regel nicht hoch sind. In Kreuzungssituationen, in denen Fahrzeuge von der Seite kommen bestehen für das hier beschriebene Fahrerassistenzsystem 12 ohnehin wenig sinnvolle Eingriffsmöglichkeiten. Für Quereingriffe auf Autobahnen müssen allerdings auch Objekte auf den Nachbarspuren betrachtet werden. Hierfür wäre eine Erkennung im Bereich von 15-20m erforderlich. Damit das Fahrerassistenzsystem 12 vor gefährlichen Kurven warnen kann, muss entsprechendes Kartenmaterial und ein funktionell damit gekoppeltes Satellitennavigationssystem bzw. Ortungssystem (z.B. GPS oder Galileo) vorhanden sein. Die minimalen Sensoranforderungen betragen somit 200m in Längsrichtung des Fahrzeugs und 15m in Querrichtung des Fahrzeugs.
Eine zusätzliche Lösung wäre der Einsatz von C2I („Car-to- Infrastructure") Kommunikation, um lokale Eigenschaften von Kurven zu übertragen. Hierzu würden auch Reibwertbedingungen gehören. Die C2C (Car-to-Car) Kommunikation kann hingegen verwendet werden, um die Erfassungsbereiche der Sensoren zu erweitern oder diese gar zu ersetzen. Die Mindestanforderungen an dieses Sensorkonzept wären ebenfalls die in Figur 4, nicht maßstabsgetreu, dargestellten Erfassungsbereiche.
Alle Warnungen und Eingriffe sollten nur im Komfortbereich stattfinden. Entsprechende Notbrems- und Notlenkfunktionen bleiben getrennt als separate Funktion vorhanden und sollen nur in wirklichen Notsituationen eingreifen. Durch die Beschränkung der Funktion und somit der auftretenden Beschleunigungen auf den Komfortbereich kann weiterhin gewährleistet werden, dass die Systeme unter beinnahe jeder Witterungsbedingung einsatzbereit bleiben.
Bei der Umsetzung sollen zwei Grundbedingungen beachtet werden. Zum einen sollen die Objekte die von vorne oder von hinten heraneilen durch ein zweites in seinen Eigenschaften orthogonales Sensorsystem validiert werden. Damit wäre es zusätzlich möglich in Auffahrsituationen mit hohen Relativgeschwindigkeiten stärker zu Warnen und den Fahrer bei der Bremsung besser zu unterstützen. Zur Seite genügen Strahlsensoren, da hier außer in Kreuzungssituationen mit Querverkehr keine hohen Relativgeschwindigkeiten auftreten. In solchen Situationen kann der Fahrer 14 allerdings nicht ausreichend vom Fahrerassistenzsystem 12 unterstützt werden, da die Ausweichmöglichkeiten sehr eingeschränkt sind.
Weiterhin wird eine Hands-off Erkennung benötigt um den Fahrer 14 davor zu warnen, die Kontrolle an das Fahrzeug 16 zu übergeben, denn der Fahrer 14 wird immer benötigt, um in extrem dynamischen Gefahrensituationen adaptiv zu reagieren. Daher muss das Fahrzeug 16 auch langsamer werden, sobald der Fahrer 14 das Lenkrad 20 loslässt.
Nach vorne ist es vorteilhaft, ein Kamerasystem einzusetzen, um Schilder (Vorfahrt, Geschwindigkeit) und Ampeln erkennen zu können .
Eine Verwendung von Lidarsensoren hätte den Vorteil, dass insbesondere an Baustellen auch Objekte erkannt werden können, die nicht wie beim Radar notwendig, leitfähig sind. Somit kann auch garantiert werden, dass der Fahrer 14 haptisch auf Baustelleneinfahrten hingewiesen werden kann, die durch Baustellenbarken begrenzt sind.
Als Beispiel für eine Fahrzeugintegration sollen die folgenden, nicht notwendigerweise einzigen Konfigurationen herangezogen werden. Aus der Forderung, dass keine zu hohen Kosten bei der Wahl der Sensoren auftreten sollen, würden sich die folgenden, in den Figuren 5 und 6 dargestellten, Sensorkonzepte anbieten.
Figur 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Sensorkonzept. In diesem Konzept sind Radarsensoren 200, 201 mit 79GHz für den Fernbereich in Front- und Heckstoßstangen des Fahrzeugs 16 integriert. Diese decken Bereiche ab, die mit den Bezugszeichen 202 und 203 angedeutet sind. Ferner sind Kamerasysteme 210, 211 hinter der Front- und Heckscheibe des Fahrzeugs 16 platziert. Die Kamerasysteme erfassen Bereiche, die in Figur 5 mit den Bezugszeichen 212 und 213 angedeutet sind. Ebenso sind Lidarsensoren 220, 221 hinter der Front- und Heckscheibe des Fahrzeugs 16 platziert, denen die Erfassungsbereiche 222 und 223 zugeordnet sind. Bei der Integration der Kamerasysteme 210, 211 und der Lidarsensoren 220, 221 ist darauf zu achten, dass beide Systeme im gewischten oder geschützten Bereich der Fahrzeugscheiben angebracht werden sollten. In Bodenschweller des Fahrzeugs 16 unter den C-Säulen sind Radarsysteme 230, 231 integriert, welche zur Überwachung der seitlichen Bereiche des Fahrzeugs 16 dienen. Diese Radarsysteme 230, 231 decken die Bereiche 232 und 233 ab.
Figur 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Sensorkonzept. In diesem Konzept ist ein Radarsensor 300 in die Frontstoßstange des Fahrzeugs 16 integriert, der einen Fernbereich abdeckt, der mit 301 gekennzeichnet ist. Ferner ist ein Radarsensor 302 in die Frontstoßstange integriert, der einen Nahbereich 303 abdeckt. In die Heckstoßstange des Fahrzeugs 16 sind ein Radarsensor 304 für den Fernbereich 305 und ein Radarsensor 306 für den Nahbereich 307 integriert. All diese Radarsensoren arbeiten mit einer Frequenz von 79GHz. Ferner sind Kamerasysteme 310, 311 hinter der Front- und Heckscheibe des Fahrzeugs 16 platziert. Die Kamerasysteme 310,
311 erfassen Bereiche, die in Figur 6 mit den Bezugszeichen
312 und 313 angedeutet sind. Bei der Integration der Kamerasysteme 310, 311 ist darauf zu achten, dass diese Systeme im gewischten oder geschützten Bereich der Fahrzeugscheiben angebracht werden sollten. In die vorderen und hinteren Kotflügel des Fahrzeugs 16 sind Radarsysteme 320, 321, 322, 323 integriert, welche zur Überwachung der seitlichen Bereiche des Fahrzeugs 16 dienen. Diese Radarsysteme 320 - 323 decken die Bereiche 324, 325, 326 und 327 ab. Als zusätzliche Funktion kann in einem Ausführungsbeispiel auch eine ACC- oder eine Spurhaltefunktionalität sowie ein Einparkassistent realisiert werden. Diese Funktionen müssen dann separat vom Fahrer 14 eingeschaltet werden und müssen die Regelfunktionen wieder an den Fahrer 14 übergeben, sobald die Systemgrenzen erreicht werden. Die Gestaltung dieser Übergabe birgt zusätzliche Risikofaktoren und soll nicht Teil des Fahrerassistenzsystems 12 sein. Solche zusätzliche Funktionen können jedoch das Verhältnis von Kosten zu Funktionalität verbessern .
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass als Information über die umgebende Verkehrssituation der Fahrer 14 beim Einhalten eines Sicherheitsabstandes unterstützt wird, wobei das Gaspedal 24 situationsabhängig entgegen gedrückt wird, wenn der Sicherheitsabstand unterschritten wird und das Fahrzeug 16 autonom in kritischen Verkehrssituation verzögert wird, um dem Fahrer 14 eine weitere haptische Rückmeldung zu geben .
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass zur Unterstützung bei einer Bremsung ein Bremspedal 22 leichtgängiger zu betätigen wird, indem der Bremsdruck auf den notwendigen Druck erhöht wird, ohne das Bremspedal 22 zu entkoppeln .
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der Fahrer 14 beim zu schnellen Heranfahren und Überqueren von Kreuzungen unterstützt wird.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der Fahrer 14 bei der Einhaltung von Geschwindigkeitsvorschriften unterstützt wird und dass der Fahrer 14 zusätzlich optisch über die aktuelle Geschwindigkeit, die über der vorgeschriebenen Geschwindigkeitsbeschränkung liegt, informiert wird.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass eine Warnung vor Befahren einer Straße entgegengesetzt zur vorgeschriebenen Fahrtrichtung erfolgt.
Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass Merkmale, die mit Verweis auf eine der obigen Weiterentwicklungen beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen anderer oben beschriebener Weiterentwicklungen verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.

Claims

Patentansprüche :
1. Fahrerassistenzsystem (12) dadurch kennzeichnet, dass Informationen über die umgebende Verkehrssituation (10) und eine Unterstützung über Fahrzeugkomponenten (21, 23, 25) zur Bewältigung einer vorliegenden Verkehrssituation (10) an den Fahrer (14) ausgegeben werden.
2. Fahrerassistenzsystem (12) gemäß Anspruch 1, wobei die Fahrzeugkomponenten über Fahrzeugbedienelemente (20, 22, 24) bedienbar sind und die Informationen über die Fahrzeugbedienelemente (20, 22, 24) ausgegeben werden.
3. Fahrerassistenzsystem (12) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Informationen haptisch an den Fahrer (14) ausgegeben werden.
4. Fahrerassistenzsystem (12) gemäß Anspruch 3, wobei das Ausmaß der haptischen Informationen von der Kritikalität der Verkehrssituation (10) abhängt.
5. Fahrerassistenzsystem (12) gemäß einem Ansprüche 2 bis 4, wobei das Fahrerassistenzsystem (12) die Betätigungskraft der Fahrzeugbedienelemente (20, 22, 24) verändert, so dass das dadurch veränderte Fahrgefühl eine Informationsquelle für den Fahrer (14) bereitstellt.
6. Fahrerassistenzsystem (12) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrerassistenzsystem (12) eine Regelkette zwischen dem Fahrzeug (16) und dem Fahrer (14) beibehält .
7. Fahrerassistenzsystem (12) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ausmaß der Unterstützung abhängig von einem Straßentyp ist.
8. Fahrerassistenzsystem (12) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ausmaß der Unterstützung abhängig von der Messgenauigkeit der Verkehrssituationserfassung ist.
9. Fahrerassistenzsystem (12) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei des Weiteren eine Anzeige (26) vorgesehen ist, die den Fahrer (14) optisch über die Ursache der Unterstützung informiert.
10. Fahrerassistenzsystem (12) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zur Erfassung der Verkehrssituation Sensoren
(100, 101, 111, 112, 200, 201, 210, 211, 220, 221, 230, 231) am Fahrzeug angebracht sind.
11. Fahrerassistenzsystem (12) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zur Erfassung der Verkehrssituation ein Satellitennavigationsempfänger (18) und/oder eine digitale Karte vorgesehen ist.
12. Fahrerassistenzsystem (12) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zur Erfassung der Verkehrssituation das Fahrerassistenzsystem (12) mit einer Verkehrsinfrastruktur und/oder mit anderen Fahrzeugen kommuniziert.
13. Fahrerassistenzsystem (12) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Unterstützung eine Lenkmoment- oder Lenkwinkelüberlagerung umfasst.
14. Fahrerassistenzsystem (12) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Unterstützung eine Kraftüberlagerung zur Bremspedalbetätigung umfasst.
15. Fahrerassistenzsystem (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das subjektive Fahrempfinden des Fahrers (14) ermittelt und ausgewertet wird.
16. Fahrzeug (16) mit einem Fahrerassistenzsystem (12) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
17. Verfahren zum Assistieren eines Fahrers (14) mit den Schritten :
Erfassen der Verkehrssituation (10), und Informieren und Unterstützen des Fahrers (14) über
Fahrzeugkomponenten (21, 23, 25) zur Bewältigung der vorliegenden Verkehrssituation (10) .
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