WO2009103388A1 - Verfahren zur unterstützung des fahrers eines fahrzeugs bei der fahrzeugführung - Google Patents

Verfahren zur unterstützung des fahrers eines fahrzeugs bei der fahrzeugführung Download PDF

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WO2009103388A1
WO2009103388A1 PCT/EP2009/000304 EP2009000304W WO2009103388A1 WO 2009103388 A1 WO2009103388 A1 WO 2009103388A1 EP 2009000304 W EP2009000304 W EP 2009000304W WO 2009103388 A1 WO2009103388 A1 WO 2009103388A1
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WO
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mode
driver
vehicle
speed
lof
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PCT/EP2009/000304
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English (en)
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Inventor
Hans Fritz
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Daimler Ag
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Application filed by Daimler Ag filed Critical Daimler Ag
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/14—Adaptive cruise control
    • B60W30/16—Control of distance between vehicles, e.g. keeping a distance to preceding vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/10—Path keeping
    • B60W30/12—Lane keeping

Definitions

  • the invention relates to methods for assisting the driver of a vehicle in the vehicle guidance according to the preamble of patent claim 1.
  • a generic method is known in which the driver of the vehicle is relieved by the transverse and longitudinal guidance of the vehicle is completely taken over by the system in a typical for a stop-and-go operation low driving speed range.
  • the transverse guidance of the vehicle takes place optionally in a track-data-based transverse guidance mode in which the vehicle is guided along a lane marked lane markings, wherein the lane markings are detected by means of a video camera, or in an object-data-based transverse guidance mode in which the vehicle in its transverse movement as the Object detected preceding leading vehicle is tracked.
  • the disadvantage here is that the availability of the support offered to the driver is limited to the typical for stop-and-go operation driving speed range and also low in this speed range, since the driver assistance system is disabled when the first detected lane markers are no longer recognized . Such situations in which the lane markings are no longer recognized, however, often occur especially in stop-and-go operation, since lane markings are frequently obscured by the preceding vehicles at the usual low vehicle interim distances for this operation.
  • Another disadvantage is that a change between the Quer Operations surges horrsart done automatically, which can lead to irritation in the driver and thus to acceptance problems due to the consequent change in system behavior.
  • a driver assistance system for supporting the driver of a vehicle in the vehicle transverse guidance in which a vehicle ahead of the vehicle is detected as a leading vehicle and wherein the distance to the leading vehicle and its direction angle to the longitudinal axis of the vehicle or the lateral distance between the vehicle and the leading vehicle are determined to generate from these data, a steering control signal by which the steering angle of the vehicle is varied so that the vehicle is tracked as closely as possible to the leading vehicle in its path.
  • the support is thus in the sense of a property follow-up regulation, in which the vehicle is tracked in its transverse movement of the leading vehicle.
  • This type of vehicle guidance is also referred to as a drawbar control, since the vehicle follows the leading vehicle as if it were connected to it via a fictitious drawbar.
  • the angle between the longitudinal axis of the vehicle and the fictitious drawbar, ie the angle of view from the vehicle to a fixed point on the leading vehicle, for example to a lateral center at the rear of the leading vehicle, is therefore also referred to as drawbar angle.
  • a driver assistance system in which the two o. G., Based on a lane detection or object detection, transverse control modes are combined in accordance with situation-dependent prioritization data.
  • the disadvantage here is that a change in the prioritization data have a change in the system behavior result, which can lead to irritation in the driver and thus to acceptance problems.
  • the invention has for its object to provide a method for assisting the driver of a vehicle in the vehicle guidance according to the preamble of claim 1, whose behavior is comprehensible by the driver and leads to no acceptance problems.
  • the assistance comprises a longitudinal guidance assistance, which is carried out as an adaptive distance and speed control, in which the Vehicle is tracked distance-controlled a detected leading vehicle ahead or is speed-controlled with a predetermined L Kunststoffs operationssetz 1987 moves, as well as in a first Quer Operationss GmbH and in a second Quer Operationss waterss concede operated Quer operationsunterstützung that the driver when lane keeping the vehicle in a detected limited, in particular by infrastructure-based lane boundaries (z B. lane markings, delineators, beacons) limited, lane and / or assisted in the cross-tracking of the distance control underlying control vehicle.
  • infrastructure-based lane boundaries z B. lane markings, delineators, beacons
  • the lateral guidance assistance is carried out in the first transverse guidance mode with a lower degree of automation than in the second transverse guidance mode, and the longitudinal guidance setting speed is set such that it corresponds to the minimum between a transverse command setting speed determined by the transverse guidance mode and a driver setting speed predeterminable by the driver.
  • the speed range in which the vehicle can follow the guidance vehicle with distance control is limited to a value that depends on the lateral guidance mode.
  • the driver recognizes then on the basis of this deviating from his desire limit that a change of the lateral guidance mode is required or recommended, if he wants to continue the distance-controlled following drive with lateral guidance assistance.
  • the first lateral guide mode is primarily intended for operation in a high speed range and the second lateral guide mode is primarily intended for operation in a low speed range.
  • Quer entriesssetz Alfa set in the first Quer operations horrsart to a first set value corresponding to a maximum achievable by the vehicle speed.
  • the transverse guidance setting speed in the second transverse guidance mode is set to a second setting value, which depends on the speed of the vehicle at the time of Activation of the second Quer Operationss sunnysart or from a predetermined lower limit speed is dependent.
  • the second setting value is preferably determined such that it corresponds to the maximum between the speed of the vehicle at the time of activation of the second transverse guidance mode and the predetermined lower limit speed plus a predetermined hysteresis value.
  • the driver in the first transverse guidance mode is offered a change to the second transverse control mode as soon as a predetermined upper limit speed is exceeded during a distance-controlled travel.
  • the offered change is carried out according to an acknowledgment input made by the driver, which advantageously takes place by actuating an input means for activating the longitudinal guidance assistance or by actuating an accelerator pedal.
  • the change offered is automatically carried out in the absence of acknowledgment input after a predetermined Quittierwartezeit.
  • a change from the first transverse control mode to the second transverse control mode is automatically carried out as soon as the predetermined lower limit speed is exceeded during a distance-controlled travel.
  • a steering takeover request is issued to the driver as a request to take over the steering task.
  • an acknowledgment request is issued to the driver as a request as to whether a change to the first transverse control mode is to be made, and the change to the first lateral guide mode is performed when the driver confirms the Acknowledge request.
  • the driver actuates an input means for activating the longitudinal guidance assistance or an accelerator pedal or a steering wheel of the vehicle as an acknowledgment input for confirming the acknowledgment request.
  • a driver warning is output to the driver if he does not confirm the acknowledgment request within a predetermined time interval.
  • the driver is informed in any case about the implementation of a change of Quer Operationss Scsart. This prevents the driver from being surprised by a change in the support behavior due to the change.
  • the second transverse control mode is deactivated with output of a steering takeover request and a driver warning to the driver and without subsequent activation of the first transverse control mode, if predetermined switch-off conditions are met.
  • these predetermined shutdown conditions include at least one of the following conditions:
  • a change to the first transverse guidance mode is not possible, for example because the vehicle is not on a marked lane or because the lane is not recognized despite existing lane markings,
  • the longitudinal guidance assistance is no longer available, for example because the leading vehicle no longer exists or is no longer detected or because the driver has deactivated the longitudinal guidance assistance, the leading vehicle has left a predetermined distance range in front of the vehicle,
  • the leading vehicle has left a predetermined drawbar angle range in front of the vehicle.
  • the first transverse guidance mode comprises a lane following mode in which the driver is assisted in lane keeping the vehicle in the detected limited lane, in particular by infrastructure-based traffic lane boundaries (eg lane markings, guide posts, beacons), and the second transverse guidance mode is an object following mode in which the driver is assisted in tracing the master vehicle used as the basis of the distance control.
  • infrastructure-based traffic lane boundaries eg lane markings, guide posts, beacons
  • the first lateral guide mode comprises a mode corresponding to a combination of the lane following mode and the object following mode, as long as the lane following mode dominates in this combination.
  • the second lateral guide mode preferably comprises a mode corresponding to a combination of the lane following mode and the object following mode, as long as the object following mode dominates in this combination.
  • the lateral guidance assistance in the second lateral guidance mode is available only when the longitudinal guidance assistance is active.
  • FIG. 1 is a simplified block diagram of an embodiment of a driver assistance system for carrying out the method according to the invention
  • FIG. 2 shows a flow diagram for the representation of the method steps in the case of a change to be confirmed on the driver side from a first transverse guidance operating mode to a second transverse control operating mode
  • FIG. 3 is a flow diagram for illustrating the method steps in the case of a driver side optionally to be confirmed change from a first transverse guide mode to a second transverse guide mode
  • FIG. 4 shows a flow diagram for the representation of the method steps in the case of an automatic change from a first transverse guidance mode to a second transverse control mode
  • FIG. 5 shows a flow chart for the representation of the method steps during a change from the second transverse guidance mode back to the first transverse control mode.
  • the lateral guide support unit 1 includes a driving condition detection unit 11, an object detection unit 12, a lane detection unit 13 which detects the attitude of the vehicle relative to the lane boundary, a lateral assist control unit 14, a shutdown decision unit 15, a maximum speed memory 16 and a selector switch 17, and the longitudinal guidance support unit 2 includes a minimum formation unit 21 and a pitch control unit 22.
  • the minimum forming unit 21 obtains from the operating and display unit 3 a driver set speed v_setF which corresponds to a desired constant driving speed with which the driver wants to travel in free lane, and receives from the lateral guide support unit 1 a lateral guidance speed v_setQ which is from a current lateral guidance mode the transverse guide support unit 1 is dependent.
  • the minimum formation unit 21 compares the driver set speed v_setF with the lateral guide set speed v_setQ, and forwards the smaller of these values as the longitudinal guidance set speed v_setACC to the adaptive control speed unit 22.
  • the pitch control speed unit 22 performs conventional distance and speed control. Such a regulation is usually referred to as “adaptive cruise control” (ACC). It is the object of such a regulation to set the speed v_act of the vehicle to the predetermined one
  • the distance control torque unit 22 generates corresponding actuating signals uM, uB for activating the motor drive unit 4 and the brake drive unit 5 for this purpose.
  • the driving condition detection unit 1 detects the current speed v_act of the vehicle and a driver-side steering wheel operation Z, in particular a driver's steering torque applied to the steering wheel or a steering angle speed of the steering wheel, and forwards this information to the lateral assistance controller unit 14 and to the shutdown decision unit 15.
  • the object detection unit 12 is designed, for example, as a radar unit. It detects the leading vehicle ahead of the vehicle and forwards the object position data y_obj regarding the distance between the vehicle and the leading vehicle to the shutdown decision unit 15 as well as to the lateral assistance control unit 13.
  • the lane detection unit 13 is embodied, for example, as a video-based lane recognition system which records the course of the lane traveled by the lane on the basis of lane-limiting lane markings, guide posts, beacons or the like and transmits corresponding position data of the vehicle relative to the lane or lane boundaries y_spur to the lateral assistance controller unit 14 .
  • the lane detection unit 13 may include a radar system and / or laser systems and / or a Gobal Positioning System (GPS) and / or a system which performs communication between the vehicle and transmission units provided in the lane for determining the lane or lane boundaries ,
  • the switch-off decision unit 15 decides on the basis of the speed v_act and the object position data y_obj whether predetermined switch-off conditions for interrupting an object-based mode of the transverse control assistance are fulfilled and, upon fulfillment of the switch-off conditions, forwards a corresponding switch-off signal SW to the assist control unit 14.
  • the lateral assist control unit 14 generates a steering control signal ⁇ L which is supplied to the steering drive unit 6 and by which the driver is assisted in steering.
  • the cross-assisting control unit 14 is selectively operated in a first or second transverse control mode.
  • the first lateral guide mode is, for example, a track-based mode in which the driver is assisted in holding the lane detected by the lane detection unit 13.
  • the second lateral guidance mode is the above-mentioned object-based mode in which the driver is assisted in keeping track of the leading vehicle also used by the cruise control torque unit 22 as the control target.
  • the lane-based and object-based modes of operation may also be combined with one another, such a combination being attributed to the first crossguide mode when the track-based mode dominates, and the second crossguide mode being attributed when the object-based mode dominates.
  • the first lateral guide mode is performed with a lower degree of automation than the second lateral guide mode. This means that in the first transverse guidance mode, the driver must steer more, ie less support receives, as in the second Quer Installations GmbH.
  • the first lateral guide mode can basically be offered as a support measure in the entire speed range and is preferably intended for operation at high speeds.
  • the second lateral guide mode is primarily intended for low speed operation, since a high degree of automation is less critical at low speeds than at high speeds.
  • the driver is, if a change in the transverse guidance mode is possible or recommended, informed about the control and display unit 3 about this. For this purpose, the operating and display unit 3 receives corresponding driver information data yF from the transverse assistance control unit 14.
  • a corresponding acknowledgment signal qb is output to the lateral assistance controller unit 14, whereupon it performs the offered change.
  • the maximum speed memory 16 is provided for storing a maximum achievable by the vehicle speed v_max and gives this speed v_max as the first set value to the selector switch 17 on.
  • the Querassistenzreglertician 14 determines a set speed v_setl_OF for the second Quer executions surgesart depending on the current Quer operations surge and passes them as a second set value to the selector switch 17 on.
  • the selector switch 17 further receives a mode signal QBA from the assisting control unit 14 indicating which of the two lateral control modes the lateral guidance assistance is currently performing, and selects whether the first setting value v_max of the first lateral guiding mode or the second setting value v_setLOF depends on the mode signal QBA second transverse guide mode is to be output to the minimum forming unit 21 as the resulting transverse guide network speed v_setQ.
  • the lateral guide assistance in the second lateral guidance mode is only available when the longitudinal guidance assistance is active. If the longitudinal guidance support is deactivated, then the transverse guidance support of the second transverse guidance mode is also deactivated at the same time.
  • the speed of the vehicle may vary over a wide range according to the speed of the leading vehicle. It may be useful to switch over the crossguide mode if certain limit speeds are exceeded or exceeded. In particular, it is advantageous to relieve the driver at low speeds, for example in traffic situations, more than at high speeds and therefore to propose or make a change to the higher automated second transverse control mode at low speeds.
  • the procedure for switching the transverse control modes is explained in more detail below with reference to FIGS. 2 to 5.
  • step S10 when assistance is provided in the first lateral guidance mode LKA, the lateral guidance setting speed v_setQ is set to the first setting value v_max (step S10) and the longitudinal guidance setting speed v_setACC is set via the minimum forming unit 21 to the driver preset driving speed v_setF (step S20).
  • step S20 it is checked whether the current speed v_act of the vehicle is less than a predetermined upper limit speed vo of, for example, 60 km / h. If this is the case, a branch is made to step S40, otherwise a branch is made back to step S10.
  • step S40 a first driver information is output to the driver to inform the driver that a change to the driver's more assisting second lateral guidance mode LOF is possible, and an acknowledgment request is issued to the driver to request confirmation from him the offered change to the second transverse guidance mode LOF is to be made.
  • step S50 a first acknowledgment inquiry is carried out, by which it is queried whether the driver has confirmed the acknowledgment request by an acknowledgment input, for example by actuating an operating lever for activating the adaptive cruise control unit 22 or by actuating an accelerator pedal.
  • step S60 if the acknowledgment request is not confirmed, that is, if the driver does not want the offered change, the system branches back to step S10 via the no branch.
  • step S70 it is checked whether the current speed vjst is less than a predetermined lower limit speed vu of, for example, 30 km / h. If this is the case, a branch is made to step S80, otherwise a branch is made to step S90.
  • step S80 the set speed v_setLOF for the second Quer actuators SclussLF set to the sum of the lower limit speed vu and a predetermined hysteresis .DELTA.v.
  • step S90 the set speed v_setl_OF for the second lateral control mode LOF is set to the sum of the actual speed v_act and the predetermined hysteresis value ⁇ v.
  • Step S80 and step S90 are continued with step S100.
  • step S100 a change is made to the second lateral guide mode LOF, and lateral guide setting speed v_setQ is set to the setting speed v_setLOF determined in steps S80 and S90, respectively.
  • step S110 the longitudinal guidance setting speed v_setACC is set to the minimum between the lateral guidance setting speed v_setQ and the driver setting speed v_setF desired by the driver.
  • step S 120 the driver is finally informed about the completed change to the second lateral guidance mode LOF.
  • the limitation of the longitudinal guide setting speed v_setACC limits the speed range within which the space control speed unit 22 is effective in pitch control.
  • the driver receives feedback that a change back to the driver less relieving first lateral travel mode LKA is required if he wants to follow the lead vehicle distance-controlled with active lateral guidance assistance.
  • the driver can determine from which speed the limitation should take effect.
  • the procedure according to FIG. 3 differs from the procedure according to FIG. 2 only in step S61. Thereafter, a branch is made from step S60 in the no branch to step S61, where it is checked whether a predetermined acknowledgment waiting time Top has elapsed since the issuance of the acknowledgment request.
  • step S70 a branch is made to step S70, otherwise a branch is made to step S1O.
  • This corresponds to an automatic confirmation acknowledgment after expiration of the acknowledgment wait time Top, if the acknowledgment request has not already been confirmed by the driver.
  • the driver is thus offered the option of deciding within the acknowledgment wait time Top whether and when he wants to confirm the acknowledgment request. If the driver does not accept this option, the procedure is as if he had confirmed the acknowledgment request immediately after the end of the acknowledgment wait time Top.
  • FIG. 4 shows the procedure for an automatic change-over from the first transverse guidance mode LKA to the second transverse control mode LOF.
  • step S20 is continued with step S70.
  • step S70 it is checked whether the current speed vjst is lower than the lower limit speed vu. If this is the case, a branch is made to step S71, otherwise a branch is made back to step S10.
  • step 71 driver information is output to the driver to inform him that an automatic change to the second lateral guidance mode LOF is made.
  • step S72 it is checked whether a predetermined change waiting time Tw has elapsed since the output of this driver information. If this is not the case, the process branches back to step S71, otherwise step S80 is branched and subsequently steps S100, S110, S120 are processed in the same way as in FIG.
  • the vehicle If the vehicle is accelerated in the second transverse guidance mode LOF due to the distance-controlled following travel, it makes sense to make a change to the first lateral guidance mode LKA, if available, ie if the infrastructure-based lane boundaries, in particular lane-limiting lane markings, are present and have been detected, and otherwise completely terminate the lateral guidance assistance.
  • the termination is advantageously carried out by a gradual withdrawal of the support measure after the driver has been informed about this and a predefinable control takeover time has elapsed.
  • the procedure for the transition from the second transverse control mode LOF to the first transverse guidance mode LKA assumed to be available is described in more detail below with reference to FIG.
  • Steps S200 and S210 correspond to steps S100 and S110, respectively, of FIGS. 2 to 4.
  • Step S210 is followed by step S230, in which it is checked whether the current speed v_act of the vehicle has reached or exceeded the setting speed v_setLOF. If this is not the case, the process branches to step S200 and the second transverse control operating mode LOF remains active. Otherwise, the process branches to step S240, in which a steering takeover request is issued to the driver, who asks the driver to take over the steering task in the higher amount required after the mode change, and an acknowledgment request to the driver is additionally issued by the driver the driver is requested to confirm the steering takeover request by an acknowledgment input.
  • step S250 a query is made as to whether the driver has confirmed the acknowledgment request by the expected acknowledgment input.
  • step S260 if the driver has confirmed the acknowledgment request, it branches to step S270, otherwise it branches to step S300.
  • step S270 the change is made to the first lateral guide mode LKA and the transverse guide setting speed v_setQ is set to the first set value v_max.
  • step S280 the longitudinal guidance setting speed v_setACC is set via the minimum formation unit 21 to the driver setting speed desired v_setF.
  • step S290 the driver is informed about the change to the first transverse guidance mode LKA.
  • step S300 it is checked whether a predetermined initial warning time Taw has elapsed since the issuance of the acknowledgment request. If this is not the case, the process branches back to step S240, otherwise a branch is made to step S310.
  • step S310 it is checked if a predetermined end warning time Tew has elapsed from the issuance of the acknowledgment request. If this is not the case, the process branches back to step S240, otherwise a branch is made to step S320, in which a driver warning is triggered by which the driver is informed of an imminent automatic deactivation of the second transverse control mode LOF.
  • the driver warning can be displayed optically, for example by a flashing light display, and / or acoustically, for example by a beep, and / or haptically, for example by a steering wheel vibration, with a stepped output in several escalation stages is advantageous.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

Die Erfindung betriff ein Verfahren zur Unterstützung des Fahrers eines Fahrzeugs bei der Fahrzeugführung, wobei die Unterstützung eine Längsführungsunterstützung umfasst, die als adaptive Abstands- und Geschwindigkeitsregelung durchgeführt wird, bei das Fahrzeug einem erfassten vorausfahrenden Führungsfahrzeug abstandsgeregelt nachgeführt wird bzw. geschwindigkeitsgeregelt mit einer vorgebbare Längsführungssetzgeschwindigkeit (v_setACC) bewegt wird, und wobei die Unterstützung weiterhin eine in einer ersten Querführungsbetriebsart (LKA) und in einer zweiten Querführungsbetriebsart (LOF) betreibbare Querführungsunterstützung umfasst, die den Fahrer beim Spurhalten des Fahrzeugs in einer erfassten begrenzten Fahrspur und/oder beim Querverfolgen des der Abstandsregelung zugrunde gelegten Führungsfahrzeugs unterstützt. Dabei wird die Querführungsunterstützung in der ersten Betriebsart (LKA) mit einem geringeren Automatisierungsgrad durchgeführt als in der zweiten Betriebsart (LOF) und die Längsführungssetzgeschwindigkeit (v_setACC) wird derart vorgegeben, dass sie dem Minimum zwischen einer in Abhängigkeit der Querführungsbetriebsart (LKA, LOF) bestimmten Querführungssetzgeschwindigkeit (v_setQ) und einer vom Fahrer vorgebbaren Fahrersetzgeschwindigkeit (v_setF) entspricht (S110, S210).

Description

Daimler AG
Verfahren zur Unterstützung des Fahrers eines Fahrzeugs bei der Fahrzeugführung
Die Erfindung betrifft Verfahren zur Unterstützung des Fahrers eines Fahrzeugs bei der Fahrzeugführung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 100 17 279 A1 ist ein gattungsgemäßes Verfahren bekannt, bei dem der Fahrer des Fahrzeugs entlastet wird, indem in einem für einen Stop-and-go-Betrieb typischen niederen Fahrgeschwindigkeitsbereich die Quer- und Längsführung des Fahrzeugs vom System vollständig übernommen wird. Die Querführung des Fahrzeugs erfolgt wahlweise in einer spurdatenbasierten Querführungsbetriebsart, in der in der das Fahrzeug entlang einer mit Fahrspurmarkierungen markierten Fahrspur geführt wird, wobei die Fahrspurmarkierungen mittels einer Videokamera erkannt werden, oder in einer objektdatenbasierten Querführungsbetriebsart, in der das Fahrzeug in seiner Querbewegung dem als Objekt erfassten vorausfahrenden Führungsfahrzeug nachgeführt wird. Nachteilig ist hierbei, dass die Verfügbarkeit der dem Fahrer angebotenen Unterstützung auf den für den Stop-and-go-Betrieb typischen Fahrgeschwindigkeitsbereich beschränkt ist und in diesem Geschwindigkeitsbereich zudem gering ist, da das Fahrerassistenzsystem deaktiviert wird, sobald die zunächst erkannten Fahrspurmarkierungen nicht mehr erkannt werden. Solche Situationen, in denen die Fahrspurmarkierungen nicht mehr erkannt werden, treten jedoch gerade im Stop-and-go-Betrieb häufig auf, da Fahrspurmarkierungen bei den für diesen Betrieb üblichen geringen Fahrzeugzwischenabständen von den vorausfahrenden Fahrzeugen häufig verdeckt werden. Nachteilig ist weiterhin, dass ein Wechsel zwischen den Querführungsbetriebsarten automatisch erfolgt, was aufgrund der dadurch bedingten Änderung des Systemverhaltens zu Irritationen beim Fahrer und damit zu Akzeptanzproblemen führen kann. Aus der DE 199 19 644 C2 ist ein Fahrerassistenzsystem zur Unterstützung des Fahrers eines Fahrzeugs bei der Fahrzeugquerführung bekannt, bei dem ein dem Fahrzeug vorausfahrendes Fahrzeug als Führungsfahrzeug detektiert wird und bei dem der Abstand zu dem Führungsfahrzeug sowie dessen Richtungswinkel zu der Längsachse des Fahrzeugs oder der laterale Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem Führungsfahrzeug ermittelt werden, um aus diesen Daten ein Lenkstellsignal zu generieren, durch das der Lenkwinkel des Fahrzeugs derart variiert wird, das das Fahrzeug dem Führungsfahrzeug möglichst genau in dessen Bahn nachgeführt wird. Die Unterstützung erfolgt somit im Sinne einer Objektfolgeregelung, bei der das Fahrzeug in seiner Querbewegung dem Führungsfahrzeug nachgeführt wird. Diese Art der Fahrzeugführung wird auch als Deichselregelung bezeichnet, da das Fahrzeug dem Führungsfahrzeug folgt, als ob es mit diesem über eine fiktive Deichsel verbunden wäre. Der Winkel zwischen der Längsachse des Fahrzeugs und der fiktiven Deichsel, d.h. der Sichtwinkel vom Fahrzeug zu einem Fixpunkt am Führungsfahrzeug, beispielsweise zu einem lateralen Mittelpunkt am Heck des Führungsfahrzeugs, wird daher auch als Deichselwinkel bezeichnet.
Aus der DE 10 2006 012 997 A1 ist ein Fahrerassistenzsystem bekannt, bei dem die beiden o. g., auf einer Fahrspurerfassung bzw. Objekterfassung beruhenden, Querführungsbetriebsarten nach Maßgabe von situationsabhängigen Priorisierungsdaten miteinander kombiniert werden. Nachteilig ist hierbei, dass eine Änderung der Priorisierungsdaten eine Änderung des Systemverhaltens zur Folge haben, was zu Irritationen beim Fahrer und damit zu Akzeptanzproblemen führen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Unterstützung des Fahrers eines Fahrzeugs bei der Fahrzeugführung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 anzugeben, dessen Verhalten vom Fahrer nachvollziehbar ist und zu keinen Akzeptanzproblemen führt.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Unterstützung des Fahrers eines Fahrzeugs bei der Fahrzeugführung, umfasst die Unterstützung eine Längsführungsunterstützung, die als adaptive Abstands- und Geschwindigkeitsregelung durchgeführt wird, bei der das Fahrzeug einem erfassten vorausfahrenden Führungsfahrzeug abstandsgeregelt nachgeführt wird bzw. geschwindigkeitsgeregelt mit einer vorgebbaren Längsführungssetzgeschwindigkeit bewegt wird, sowie eine in einer ersten Querführungsbetriebsart und in einer zweiten Querführungsbetriebsart betreibbaren Querführungsunterstützung, die den Fahrer beim Spurhalten des Fahrzeugs in einer erfassten begrenzten, insbesondere durch infrastrukturbasierte Fahrspurgrenzen (z. B. Fahrspurmarkierungen, Leitpfosten, Baken) begrenzten, Fahrspur und/oder beim Querverfolgen des der Abstandsregelung zugrunde gelegten Führungsfahrzeugs unterstützt. Dabei wird die Querführungsunterstützung in der ersten Querführungsbetriebsart mit einem geringeren Automatisierungsgrad durchgeführt als in der zweiten Querführungsbetriebsart und die Längsführungssetzgeschwindigkeit wird derart vorgegeben, dass sie dem Minimum zwischen einer in Abhängigkeit der Querführungsbetriebsart bestimmten Querführungssetzgeschwindigkeit und einer vom Fahrer vorgebbaren Fahrersetzgeschwindigkeit entspricht.
Auf diese Art wird der Geschwindigkeitsbereich, in dem das Fahrzeug dem Führungsfahrzeug abstandsgeregelt folgen kann auf einen Wert begrenzt, der von der Querführungsbetriebsart abhängig ist. Der Fahrer erkennt dann anhand dieser von seinen Wunsch abweichenden Begrenzung, dass ein Wechsel der Querführungsbetriebsart erforderlich ist oder empfohlen wird, wenn er die abstandsgeregelte Folgefahrt mit Querführungsunterstützung fortsetzen will.
Vorzugsweise ist die erste Querführungsbetriebsart vorwiegend für den Betrieb in einem hohen Geschwindigkeitsbereich und die zweite Querführungsbetriebsart vorwiegend für den Betrieb in einem niedrigen Geschwindigkeitsbereich vorgesehen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird die
Querführungssetzgeschwindigkeit in der ersten Querführungsbetriebsart auf einen ersten Setzwert gesetzt, der einer vom Fahrzeug maximal erzielbaren Geschwindigkeit entspricht.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird die Querführungssetzgeschwindigkeit in der zweiten Querführungsbetriebsart auf einen zweiten Setzwert gesetzt, der von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs zum Zeitpunkt der Aktivierung der zweiten Querführungsbetriebsart oder von einer vorgegebenen unteren Grenzgeschwindigkeit abhängig ist.
Vorzugsweise wird der zweite Setzwert dabei derart bestimmt, dass er dem Maximum zwischen der Geschwindigkeit des Fahrzeugs zum Zeitpunkt der Aktivierung der zweiten Querführungsbetriebsart und der vorgegebenen unteren Grenzgeschwindigkeit zuzüglich eines vorgegebenen Hysteresewertes entspricht.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird dem Fahrer in der ersten Querführungsbetriebsart ein Wechsel zur zweiten Querführungsbetriebsart angeboten, sobald während einer abstandsgeregelten Fahrt eine vorgegebene obere Grenzgeschwindigkeit unterschritten wird.
Vorzugsweise wird der angebotene Wechsel dabei nach einer vom Fahrer vorgenommenen Quittiereingabe durchgeführt, welche vorteilhafterweise durch Betätigen eines Eingabemittels zur Aktivierung der Längsführungsunterstützung oder durch Betätigen eines Fahrpedals erfolgt.
Vorzugsweise wird der angebotene Wechsel bei ausbleibender Quittiereingabe nach Ablauf einer vorgegebenen Quittierwartezeit automatisch durchgeführt.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrenes wird ein Wechsel von der ersten Querführungsbetriebsart zur zweiten Querführungsbetriebsart automatisch durchgeführt, sobald während einer abstandsgeregelten Fahrt die vorgegebene untere Grenzgeschwindigkeit unterschritten wird.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird in der zweiten Querführungsbetriebsart beim Überschreiten einer dem zweiten Setzwert entsprechenden Geschwindigkeit eine Lenkübernahmeaufforderung an den Fahrer ausgegeben als Aufforderung, die Lenkaufgabe zu übernehmen.
Vorzugsweise wird in der zweiten Querführungsbetriebsart beim Überschreiten einer dem zweiten Setzwert entsprechenden Geschwindigkeit eine Quittieranfrage an den Fahrer ausgegeben als Anfrage, ob ein Wechsel zur ersten Querführungsbetriebsart vorgenommen werden soll, und der Wechsel zur ersten Querführungsbetriebsart wird durchgeführt, wenn der Fahrer die Quittieranfrage bestätigt.
Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass der Fahrer als Quittiereingabe zur Bestätigung der Quittieranfrage ein Eingabemittel zur Aktivierung der Längsführungsunterstützung oder ein Fahrpedal oder ein Lenkrad des Fahrzeugs betätigt.
Vorteilhafte Kriterien für die Feststellung, dass der Fahrer die Quittieranfrage durch Betätigen des Lenkrades bestätigt hat, sind die Feststellung einer Überschreitung eines Mindestgrenzwerts für ein am Lenkrad erfasstes Fahrerhandmoment und/oder eines Mindestgrenzwert für eine am Lenkrad erfasste Lenkwinkelgeschwindigkeit.
Vorzugsweise wird dabei eine Fahrerwarnung an den Fahrer ausgegeben wird, wenn dieser die Quittieranfrage nicht innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls bestätigt.
Vorteilhafterweise wird der Fahrer in jedem Fall über die Durchführung eines Wechsels der Querführungsbetriebsart informiert. Dadurch wird verhindert, dass der Fahrer durch eine aufgrund des Wechsels bedingte Änderung des Unterstützungsverhaltens überrascht wird.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird die zweite Querführungsbetriebsart mit Ausgabe einer Lenkübernahmeaufforderung und einer Fahrerwarnung an den Fahrer und ohne nachfolgende Aktivierung der ersten Querführungsbetriebsart deaktiviert wird, wenn vorbestimmte Abschaltbedingungen erfüllt sind.
Vorzugsweise umfassen diese vorbestimmten Abschaltbedingungen mindestens eine der folgenden Bedingungen:
- ein Wechsel zur ersten Querführungsbetriebsart ist nicht möglich, beispielsweise weil das Fahrzeug sich nicht auf einer markierten Fahrspur befindet oder die weil die Fahrspur trotz vorhandener Fahrspurmarkierungen nicht erkannt wird,
- die Längsführungsunterstützung ist nicht mehr verfügbar, beispielsweise weil das Führungsfahrzeug nicht mehr vorhanden ist oder nicht mehr erfasst wird oder weil der Fahrer die Längsführungsunterstützung deaktiviert hat, - das Führungsfahrzeug hat einen vorbestimmten Entfernungsbereich vor dem Fahrzeug verlassen,
- das Führungsfahrzeug hat einen vorbestimmten Deichselwinkelbereich vor dem Fahrzeug verlassen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens umfassen die erste Querführungsbetriebsart eine Fahrspurfolgebetriebsart, in der der Fahrer beim Spurhalten des Fahrzeugs in der erfassten begrenzten, insbesondere durch infrastrukturbasierte Fahrspurgrenzen (z.B. Fahrspurmarkierungen, Leitpfosten, Baken) begrenzten, Fahrspur unterstützt wird, und die zweite Querführungsbetriebsart eine Objektfolgebetriebsart, in der der Fahrer beim Querverfolgen des der Abstandsregelung zugrunde gelegten Führungsfahrzeugs unterstützt wird.
Vorzugsweise umfasst die erste Querführungsbetriebsart eine Betriebsart, die einer Kombination der Fahrspurfolgebetriebsart und der Objektfolgebetriebsart entspricht, sofern bei dieser Kombination die Fahrspurfolgebetriebsart dominiert.
Analog dazu umfasst die zweite Querführungsbetriebsart vorzugsweise eine Betriebsart, die einer Kombination der Fahrspurfolgebetriebsart und der Objektfolgebetriebsart entspricht, sofern bei dieser Kombination die Objektfolgebetriebsart dominiert.
Vorzugsweise ist die Querführungsunterstützung in der zweiten Querführungsbetriebsart ausschließlich dann verfügbar, wenn die Längsführungsunterstützung aktiv ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Figuren näher beschrieben. Dabei zeigen:
Fig. 1 : ein vereinfachtes Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Fahrerassistenzsystems zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 2: ein Flussdiagram zur Darstellung der Verfahrensschritte bei einem fahrerseitig zu bestätigenden Wechsel von einer ersten Querführungsbetriebsart zu einer zweiten Querführungsbetriebsart, Fig. 3: ein Flussdiagram zur Darstellung der Verfahrensschritte bei einem fahrerseitig optional zu bestätigenden Wechsel von einer ersten Querführungsbetriebsart zu einer zweiten Querführungsbetriebsart,
Fig. 4: ein Flussdiagram zur Darstellung der Verfahrensschritte bei einem automatischen Wechsel von einer ersten Querführungsbetriebsart zu einer zweiten Querführungsbetriebsart,
Fig. 5: ein Flussdiagram zur Darstellung der Verfahrensschritte bei einem Wechsel von der zweiten Querführungsbetriebsart zurück zur ersten Querführungsbetriebsart.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Gemäß Figur 1 umfasst ein zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignetes Fahrerassistenzsystem eine Querführungsunterstützungseinheit 1 , eine Längsführungsunterstützungseinheit 2, eine Bedien- und Anzeigeeinheit 3, eine Motoransteuerungseinheit 4, eine Bremsansteuerungseinheit 5 und eine Lenkungsansteuerungseinheit 6.
Die Querführungsunterstützungseinheit 1 umfasst ihrerseits eine Fahrzustandserfassungseinheit 11 , eine Objekterfassungseinheit 12, eine Fahrspurerfassungseinheit 13, welche die Lage des Fahrzeuges relativ zur Fahrspur bzw. zu den Fahrspurgrenzen ermittelt, eine Querassistenzreglereinheit 14, eine Abschaltentscheidungseinheit 15, einen Maximalgeschwindigkeitsspeicher 16 sowie einen Auswahlschalter 17 und die Längsführungsunterstützungseinheit 2 umfasst eine Minimumbildungseinheit 21 und eine Abstandsregeltempomateinheit 22.
Die Minimumbildungseinheit 21 erhält von der Bedien- und Anzeigeeinheit 3 eine vom Fahrer vorgegebene Fahrersetzgeschwindigkeit v_setF, die einer gewünschten konstanten Fahrgeschwindigkeit entspricht, mit der Fahrer bei freier Fahrspur fahren möchte, und sie erhält von der Querführungsunterstützungseinheit 1 eine Querführungsetzgeschwindigkeit v_setQ, die von einer aktuellen Querführungsbetriebsart der Querführungsunterstützungseinheit 1 abhängig ist. Die Minimumbildungseinheit 21 vergleicht die Fahrersetzgeschwindigkeit v_setF mit der Querführungsetzgeschwindigkeit v_setQ und gibt den kleineren dieser Werte als Längsführungssetzgeschwindigkeit v_setACC an die Abstandsregeltempomateinheit 22 weiter.
Die Abstandsregeltempomateinheit 22 führt eine herkömmliche Abstands- und Geschwindigkeitsregelung durch. Eine derartige Regelung wird üblicherweise als „adaptive cruise control" (ACC) bezeichnet. Es ist Aufgabe einer derartigen Regelung, die Geschwindigkeit v_ist des Fahrzeugs auf die vorgegebene
Längsführungssetzgeschwindigkeit v_setACC zu regeln, sofern hierbei ein vorgegebener geschwindigkeitsabhängiger Sollabstand zu einem vorausfahrenden Führungsfahrzeug nicht unterschritten wird, und ansonsten den Abstand zum Führungsfahrzeug auf den Sollabstand zu regeln. Die Abstandsregeltempomateinheit 22 erzeugt hierzu entsprechende Stellsignale uM, uB zur Ansteuerung der Motoransteuerungseinheit 4 und der Bremsansteuerungseinheit 5.
Die Fahrzustandserfassungseinheit 1 erfasst die aktuelle Geschwindigkeit v_ist des Fahrzeugs sowie eine fahrerseitige Lenkradbetätigung Z, insbesondere ein auf das Lenkrad aufgebrachtes Fahrerhandlenkmoment oder eine Lenkwinkelgeschwindigkeit des Lenkrads, und gibt diese Informationen an die Querassistenzreglereinheit 14 und an die Abschaltentscheidungseinheit 15 weiter.
Die Objekterfassungseinheit 12 ist beispielsweise als Radareinheit ausgeführt. Sie erfasst das dem Fahrzeug vorausfahrende Führungsfahrzeug und gibt Objektpositionsdaten y_obj betreffend den Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem Führungsfahrzeug an die Abschaltentscheidungseinheit 15 sowie an die Querassistenzreglereinheit 13 weiter.
Die Fahrspurerfassungseinheit 13 ist beispielsweise als videobasiertes Spurerkennungssystem ausgeführt, das den Verlauf der vom Fahrzeug befahrenen Fahrspur anhand von spurbegrenzenden Fahrspurmarkierungen, Leitpfosten, Baken oder dergleichen erfasst, und gibt entsprechende Positionsdaten des Fahrzeuges relativ zur Fahrspur bzw. zu den Fahrspurgrenzen y_spur an die Querassistenzreglereinheit 14 weiter. Alternativ kann die Fahrspurerfassungseinheit 13 zur Ermittlung der Fahrspur bzw. der Fahrspurgrenzen auch ein Radarsystem und/oder Lasersysteme und/oder ein Gobal Positioning System (GPS) und/oder ein System, welches eine Kommunikation zwischen Fahrzeug und in der Fahrbahn vorgesehenen Sendeeinheiten durchführt, beinhalten. Die Abschaltentscheidungseinheit 15 entscheidet anhand der Geschwindigkeit v_ist und der Objektpositionsdaten y_obj, ob vorbestimmte Abschaltbedingungen zur Unterbrechung einer objektbasierten Betriebsart der Querführungsunterstützung erfüllt sind, und gibt bei Erfüllung der Abschaltbedingungen ein entsprechendes Abschaltsignal SW an die Querassistenzreglereinheit 14 weiter. Diese Abschaltbedingungen sind beispielsweise dann erfüllt, wenn das Führungsfahrzeug als Regelziel für die Abstandsregeltempomateinheit 22 nicht mehr vorhanden ist, weil es beispielsweise die Fahrspur des Fahrzeugs verlassen hat, oder wenn das Führungsfahrzeug einen vorbestimmten Abstandsbereich und/oder Deichselwinkelbereich vor dem Fahrzeug verlassen hat. Verlassen des Deichselwinkelbereich bedeutet, dass der Deichselwinkel zwischen dem Fahrzeug und dem Führungsfahrzeug, d.h. der Winkel zwischen einer Längsachse des Fahrzeugs und einer Sichtlinie vom Fahrzeug zu einem Fixpunkt des Führungsfahrzeugs (z.B. zu einem lateralen Mittelpunkt am Heck des Führungsfahrzeugs) betragsmäßig eine vorbestimmte Deichselwinkelgrenze überschritten hat.
Die Querassistenzreglereinheit 14 generiert ein Lenkstellsignal uL, das der Lenkungsansteuerungseinheit 6 zugeführt wird und durch das der Fahrer beim Lenken unterstützt wird.
Die Querassistenzreglereinheit 14 wird wahlweise in einer ersten oder zweiten Querführungsbetriebsart betrieben. Die erste Querführungsbetriebsart ist beispielsweise eine spurbasierte Betriebsart, in der der Fahrer beim Halten der mittels der Fahrspurerfassungseinheit 13 erfassten Fahrspur unterstützt wird. Die zweite Querführungsbetriebsart ist die oben erwähnte objektbasierte Betriebsart, in der der Fahrer beim Querverfolgen des gleichzeitig auch von der Abstandsregeltempomateinheit 22 als Regelziel verwendeten Führungsfahrzeugs unterstützt wird. Die spurbasierte und objektbasierte Betriebsart können auch miteinander kombiniert werden, wobei eine derartige Kombination der ersten Querführungsbetriebsart zugerechnet wird, wenn die spurbasierte Betriebsart dominiert, und der zweiten Querführungsbetriebsart zugerechnet, wenn die objektbasierte Betriebsart dominiert.
Die erste Querführungsbetriebsart wird mit geringerem Automatisierungsgrad durchgeführt als die zweite Querführungsbetriebsart. Das heißt, dass der Fahrer in der ersten Querführungsbetriebsart mehr mitlenken muss, d.h. eine geringere Unterstützung erhält, als in der zweiten Querführungsbetriebsart. Die erste Querführungsbetriebsart kann grundsätzlich im gesamten Geschwindigkeitsbereich als Unterstützungsmaßnahme angeboten werden und sie ist vorzugsweise für den Betrieb bei hohen Geschwindigkeiten vorgesehen. Die zweite Querführungsbetriebsart ist vorwiegend für den Betrieb bei niedrigen Geschwindigkeiten vorgesehen, da ein hoher Automatisierungsgrad bei geringen Geschwindigkeiten weniger kritisch ist als bei hohen Geschwindigkeiten. Der Fahrer wird, wenn ein Wechsel der Querführungsbetriebsart möglich ist oder empfehlenswert ist, über die Bedien- und Anzeigeeinheit 3 hierüber informiert. Die Bedien- und Anzeigeeinheit 3 erhält hierzu von der Querassistenzreglereinheit 14 entsprechende Fahrerinformationsdaten yF. Wenn der Fahrer eine Quittieranfrage zur Bestätigung eines angebotenen Wechsels der Querführungsbetriebsart bestätigt, wird ein entsprechendes Quittierbestätigungssignal qb an die Querassistenzreglereinheit 14 abgegeben, woraufhin diese den angebotenen Wechsel durchführt.
Der Maximalgeschwindigkeitsspeicher 16 ist zur Speicherung einer vom Fahrzeug maximal erzielbaren Geschwindigkeit v_max vorgesehen und gibt diese Geschwindigkeit v_max als ersten Setzwert an den Auswahlschalter 17 weiter.
Die Querassistenzreglereinheit 14 bestimmt in Abhängigkeit der aktuellen Querführungsbetriebsart eine Setzgeschwindigkeit v_setl_OF für die zweite Querführungsbetriebsart und gibt diese als einen zweiten Setzwert an den Auswahlschalter 17 weiter. Der Auswahlschalter 17 erhält von der Querassistenzreglereinheit 14 weiterhin ein Betriebsartsignal QBA, das angibt, nach welcher der beiden Querführungsbetriebsarten die Querführungsunterstützung momentan erfolgt, und wählt in Abhängigkeit des Betriebsartsignals QBA aus, ob der erste Setzwert v_max von ersten Querführungsbetriebsart oder der zweite Setzwert v_setLOF von der zweiten Querführungsbetriebsart als resultierende Querführungsetzgeschwindigkeit v_setQ an die Minimumbildungseinheit 21 ausgegeben werden soll.
Die Querführungsunterstützung in der zweiten Querführungsbetriebsart ist nur verfügbar, wenn die Längsführungsunterstützung aktiv ist. Wird die Längsführungsunterstützung deaktiviert, dann wird gleichzeitig auch die Querführungsunterstützung der zweiten Querführungsbetriebsart deaktiviert. Bei aktiver Längsführungsunterstützung kann die Geschwindigkeit des Fahrzeugs entsprechend der Geschwindigkeit des Führungsfahrzeugs über einen großen Bereich variieren. Dabei kann es sinnvoll sein, eine Umschaltung der Querführungsbetriebsart vorzunehmen, wenn bestimmte Grenzgeschwindigkeiten unterschritten oder überschritten werden. Insbesondere ist es vorteilhaft, den Fahrer bei geringen Geschwindigkeiten, beispielsweise in Stausituationen, stärker zu entlasten als bei hohen Geschwindigkeiten und daher bei geringen Geschwindigkeiten einen Wechsel zu der höher automatisierten zweiten Querführungsbetriebsart vorzuschlagen oder vorzunehmen. Die Vorgehensweise bei der Umschaltung der Querführungsbetriebsarten wird nachfolgend anhand der Figuren 2 bis 5 näher erläutert. Die erste Querführungsbetriebsart wird dabei als LKA (LKA = lane keeping assistance) bezeichnet und die zweiten Querführungsbetriebsart wird als LOF (LOF = lateral object following) bezeichnet.
Gemäß Figur 2 wird, wenn die Unterstützung in der ersten Querführungsbetriebsart LKA erfolgt, die Querführungssetzgeschwindigkeit v_setQ auf den ersten Setzwert v_max gesetzt (Schritt S10) und die Längsführungssetzgeschwindigkeit v_setACC über die Minimumbildungseinheit 21 auf die fahrerseitig vorgegebene Fahrersetzgeschwindigkeit v_setF gesetzt (Schritt S20). Im anschließenden Schritt S20 wird geprüft, ob die aktuelle Geschwindigkeit v_ist des Fahrzeugs kleiner ist als eine vorgegebene obere Grenzgeschwindigkeit vo von beispielsweise 60 km/h. Ist dies der Fall, wird zu Schritt S40 verzweigt, ansonsten wird zurück zu Schritt S10 verzweigt. In Schritt S40 wird eine erste Fahrerinformation an den Fahrer ausgegeben, um den Fahrer zu informieren, dass ein Wechsel zu der den Fahrer stärker unterstützenden zweiten Querführungsbetriebsart LOF möglich ist und es wird eine Quittieranfrage an den Fahrer ausgegeben, um von ihm eine Bestätigung anzufordern, dass der angebotene Wechsel zur zweiten Querführungsbetriebsart LOF vorgenommen werden soll. Im darauf folgenden Schritt S50 wird eine erste Quittierabfrage durchgeführt, durch die abgefragt wird, ob der Fahrer die Quittieranfrage durch eine Quittiereingabe, beispielsweise durch Betätigen eines Bedienhebels zur Aktivierung der Abstandsregeltempomateinheit 22 oder durch eine Betätigung eines Fahrpedals, bestätigt hat. Im Schritt S60 wird, bei ausbleibender Bestätigung der Quittieranfrage, d.h. wenn der Fahrer den angebotenen Wechsel nicht wünscht, über den nein-Zweig zurück zu Schritt S10 verzweigt. Ansonsten wird zu Schritt S70 verzweigt. In Schritt S70 wird geprüft, ob die momentane Geschwindigkeit vjst geringer ist als eine vorgegebene untere Grenzgeschwindigkeit vu von beispielsweise 30 km/h. Ist dies der Fall, wird zu Schritt S80 verzweigt, ansonsten wird zu Schritt S90 verzweigt. In Schritt S80 wird die Setzgeschwindigkeit v_setLOF für die zweite Querführungsbetriebsart LOF auf die Summe aus der unteren Grenzgeschwindigkeit vu und einem vorgegebenen Hysteresewert Δv gesetzt. In Schritt S90 wird die Setzgeschwindigkeit v_setl_OF für die zweite Querführungsbetriebsart LOF auf die Summe aus aktuellen Geschwindigkeit v_ist und dem vorgegebenen Hysteresewert Δv gesetzt. Schritt S80 und Schritt S90 werden mit Schritt S100 fortgesetzt. In Schritt S100 wird ein Wechsel zur zweiten Querführungsbetriebsart LOF vorgenommen und Querführungssetzgeschwindigkeit v_setQ wird auf die in Schritt S80 bzw. S90 bestimmte Setzgeschwindigkeit v_setLOF gesetzt. Im darauf folgenden Schritt S110 wird die Längsführungssetzgeschwindigkeit v_setACC auf das Minimum zwischen der Querführungssetzgeschwindigkeit v_setQ und der vom Fahrer gewünschten Fahrersetzgeschwindigkeit v_setF gesetzt. In Schritt S 120 wird der Fahrer schließlich über den vollzogenen Wechsel zur zweiten Querführungsbetriebsart LOF informiert.
Bei dieser Vorgehensweise findet, wenn das Fahrzeug aufgrund einer Verzögerung des Führungsfahrzeug die vorgenannte obere Grenzgeschwindigkeit vo unterschreitet, ein Wechsel von der ersten Querführungsbetriebsart LKA zur zweiten Querführungsbetriebsart LOF statt, jedoch nur dann, wenn der Fahrer den Wechsel durch eine entsprechende Quittiereingabe bestätigt. Die nach dem Wechsel wirksame Längsführungssetzgeschwindigkeit v_setACC wird dabei auf einen Wert begrenzt, der abhängig ist von der Geschwindigkeit, mit der das Fahrzeug zum Zeitpunkt der Quittiereingabe fährt. Dieser begrenzte Wert der Längsführungssetzgeschwindigkeit v_setACC stellt die Geschwindigkeit dar, bis zu der das Fahrzeug beschleunigt werden kann, wenn das Führungsfahrzeug nach der Verzögerung wieder beschleunigt und das Fahrzeug dem Führungsfahrzeug abstandsgeregelt folgt. Das heißt, durch die Begrenzung der Längsführungssetzgeschwindigkeit v_setACC wird der Geschwindigkeitsbereich begrenzt, innerhalb dessen die Abstandsregeltempomateinheit 22 abstandsregelnd wirksam ist. Anhand der Geschwindigkeitsbegrenzung erhält der Fahrer eine Rückmeldung, dass ein Wechsel zurück zu der den Fahrer weniger entlastenden ersten Querführungsbetriebsart LKA erforderlich ist, wenn er dem Führungsfahrzeug abstandsgeregelt mit aktiver Querführungsunterstützung folgen will. Über den Zeitpunkt der Quittiereingabe und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu diesem Zeitpunkt kann der Fahrer bestimmen, ab welcher Geschwindigkeit die Begrenzung wirksam werden soll. Die Vorgehensweise gemäß Figur 3 unterscheidet sich von der Vorgehensweise gemäß Figur 2 lediglich in Schritt S61. Danach wird von Schritt S60 im nein-Zweig zu Schritt S61 verzweigt, wo geprüft wird, ob seit der Ausgabe der Quittieranfrage eine vorbestimmte Quittierwartezeit Top verstrichen ist. Ist dies der Fall, wird zu Schritt S70 verzweigt, ansonsten wird zu Schritt S1O verzweigt. Dies entspricht einer automatischen Quittierbestätigung nach Ablauf der Quittierwartezeit Top, wenn die Quittieranfrage nicht schon vorher vom Fahrer bestätigt worden ist. Insgesamt wird dem Fahrer somit die Option geboten, innerhalb der Quittierwartezeit Top zu entscheiden, ob und wann er die Quittieranfrage bestätigen möchte. Nimmt der Fahrer diese Option nicht wahr, wird so verfahren, als ob er die Quittieranfrage ummittelbar nach Ablauf der Quittierwartezeit Top bestätigt hätte.
Figur 4 zeigt die Vorgehensweise bei einer automatischen Umschaltung von der ersten Querführungsbetriebsart LKA zur zweiten Querführungsbetriebsart LOF. Abweichend von der Vorgehensweise gemäß Figur 2 und 3 wird Schritt S20 mit Schritt S70 fortgesetzt. In Schritt S70 wird geprüft, ob die momentane Geschwindigkeit vjst geringer ist als die untere Grenzgeschwindigkeit vu. Ist dies der Fall, wird zu Schritt S71 verzweigt, ansonsten wird zurück zu Schritt S10 verzweigt. In Schritt 71 wird eine Fahrerinformation an den Fahrer ausgegeben, um ihn zu informieren, dass ein automatischer Wechsel zur zweiten Querführungsbetriebsart LOF vorgenommen wird. Im nachfolgenden Schritt S72 wird geprüft, ob seit der Ausgabe dieser Fahrerinformation eine vorgegebene Wechselwartezeit Tw verstrichen ist. Ist dies nicht der Fall wird zurück zu Schritt S71 verzweigt, ansonsten wird Schritt S80 verzweigt und es werden anschließend die Schritte S100, S110, S120 in gleicher Weise wie in Figur 2 abgearbeitet.
Wenn das Fahrzeug in der zweiten Querführungsbetriebsart LOF aufgrund der abstandsgeregelten Folgefahrt beschleunigt wird, ist es sinnvoll, einen Wechsel zu der ersten Querführungsbetriebsart LKA vorzunehmen, sofern diese verfügbar ist, d.h. sofern die infrastrukturbasierten Fahrspurgrenzen, insbesondere spurbegrenzende Fahrspurmarkierungen, vorhanden sind und erfasst worden sind, und andernfalls die Querführungsunterstützung vollständig zu beenden. Die Beendigung erfolgt dabei vorteilhafterweise durch eine allmähliche Rücknahme der Unterstützungsmaßnahme nachdem der Fahrer hierüber informiert worden ist und eine vorgebbare Steuerungsübernahmezeit verstrichen ist. Die Vorgehensweise beim Übergang von der zweiten Querführungsbetriebsart LOF zu der als verfügbar vorausgesetzten ersten Querführungsbetriebsart LKA wird nachfolgend anhand der Figur 5 näher beschrieben.
Die Schritte S200 und S210 entsprechen den Schritten S100 bzw. S110 aus den Figuren 2 bis 4. Auf Schritt S210 folgt Schritt S230, in dem geprüft wird, ob die aktuelle Geschwindigkeit v_ist des Fahrzeugs die Setzgeschwindigkeit v_setLOF erreicht oder überschritten hat. Ist dies nicht der Fall, wird zu Schritt S200 verzweigt und die zweite Querführungsbetriebsart LOF bleibt weiterhin aktiv. Andernfalls wird zu Schritt S240 verzweigt, in dem eine Lenkübernahmeaufforderung an den Fahrer ausgegeben wird, durch die der Fahrer aufgefordert wird, die Lenkaufgabe in dem nach dem Betriebsartenwechsel erforderlichen höheren Umfang zu übernehmen, und es wird zusätzlich eine Quittieranfrage an den Fahrer ausgegeben, durch die der Fahrer aufgefordert wird, die Lenkübernahmeaufforderung durch eine Quittiereingabe zu bestätigen. In dem anschließenden Schritt S250 wird abgefragt, ob der Fahrer die Quittieranfrage durch die erwartete Quittiereingabe bestätigt hat. In Schritt S260 wird, wenn der Fahrer die Quittieranfrage bestätigt hat, zu Schritt S270 verzweigt, ansonsten wird zu Schritt S300 verzweigt. In Schritt S270 wird der Wechsel zur ersten Querführungsbetriebsart LKA vorgenommen und die Querführungssetzgeschwindigkeit v_setQ auf den ersten Setzwert v_max gesetzt. Daraufhin wird in Schritt S280 die Längsführungssetzgeschwindigkeit v_setACC über die Minimumbildungseinheit 21 auf die fahrerseitig gewünschte Fahrersetzgeschwindigkeit v_setF gesetzt. Anschließend wird der Fahrer in Schritt S290 über den erfolgten Wechsel in die erste Querführungsbetriebsart LKA informiert. In Schritt S300 wird geprüft, ob seit der Ausgabe der Quittieranfrage eine vorgegebene Anfangswarnzeit Taw verstrichen ist. Ist dies nicht der Fall, wird zurück zu Schritt S240 verzweigt, ansonsten wird zu Schritt S310 verzweigt. In Schritt S310 wird geprüft, ob eine vorgegebene Endwarnzeit Tew seit der Ausgabe der Quittieranfrage verstrichen ist. Ist dies nicht der Fall, wird zurück zu Schritt S240 verzweigt, ansonsten wird zu Schritt S320 verzweigt, in dem eine Fahrerwarnung ausgelöst wird, durch die der Fahrer über eine bevorstehende automatische Deaktivierung der zweiten Querführungsbetriebsart LOF informiert wird. Die Fahrerwarnung kann dabei optisch ausgegeben werden, beispielsweise durch eine blinkende Lichtanzeige, und/oder akustisch, beispielsweise durch einen Piepton, und/oder haptisch, beispielsweise durch eine Lenkradvibration, wobei eine gestufte Ausgabe in mehreren Eskalationsstufen vorteilhaft ist. Durch die Deaktivierung der zweiten Querführungsbetriebsart LOF wird die Querführungsunterstützung insgesamt beendet, da ein Wechsel in die erste Querführungsbetriebsart LKA aufgrund der fehlenden Quittierbestätigung nicht vorgenommen wird.

Claims

Daimler AGPatentansprüche
1. Verfahren zur Unterstützung des Fahrers eines Fahrzeugs bei der Fahrzeugführung, wobei die Unterstützung eine Längsführungsunterstützung umfasst, die als adaptive Abstands- und Geschwindigkeitsregelung durchgeführt wird, bei der das Fahrzeug einem erfassten vorausfahrenden Führungsfahrzeug abstandsgeregelt nachgeführt wird bzw. geschwindigkeitsgeregelt mit einer vorgebbaren Längsführungssetzgeschwindigkeit (v_setACC) bewegt wird, und wobei die Unterstützung weiterhin eine in einer ersten Querführungsbetriebsart (LKA) und in einer zweiten Querführungsbetriebsart (LOF) betreibbare Querführungsunterstützung umfasst, die den Fahrer beim Spurhalten des Fahrzeugs in einer erfassten begrenzten Fahrspur und/oder beim Querverfolgen des der Abstandsregelung zugrunde gelegten Führungsfahrzeugs unterstützt, dadurch gekennzeichnet, dass die Querführungsunterstützung in der ersten Betriebsart (LKA) mit einem geringeren Automatisierungsgrad durchgeführt wird als in der zweiten Betriebsart (LOF) und dass die Längsführungssetzgeschwindigkeit (v_setACC) derart vorgegeben wird, das sie dem Minimum zwischen einer in Abhängigkeit der Querführungsbetriebsart (LKA, LOF) bestimmten Querführungssetzgeschwindigkeit (v_setQ) und einer vom Fahrer vorgebbaren Fahrersetzgeschwindigkeit (v_setF) entspricht (S110, S210).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Querführungsbetriebsart (LKA) vorwiegend für den Betrieb in einem hohen Geschwindigkeitsbereich und die zweite Querführungsbetriebsart (LOF) vorwiegend für den Betrieb in einem niedrigen Geschwindigkeitsbereich vorgesehen ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Querführungssetzgeschwindigkeit (v_setQ) in der ersten Querführungsbetriebsart (LKA) auf einen ersten Setzwert (v_max) gesetzt wird (S10), der einer vom Fahrzeug maximal erzielbaren Geschwindigkeit entspricht.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Querführungssetzgeschwindigkeit (v_setQ) in der zweiten Querführungsbetriebsart (LOF) auf einen zweiten Setzwert (v_setLOF) gesetzt wird, der von der Geschwindigkeit (v_ist) des Fahrzeug zum Zeitpunkt der Aktivierung der zweiten Querführungsbetriebsart (LOF) oder von einer vorgegebenen unteren Grenzgeschwindigkeit (vu) abhängig ist (S80, S90).
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Setzwert (v_setLOF) derart bestimmt wird, dass er dem Maximum zwischen der Geschwindigkeit (v_ist) des Fahrzeug zum Zeitpunkt der Aktivierung der zweiten Querführungsbetriebsart (LOF) und der vorgegebenen unteren Grenzgeschwindigkeit (vu) zuzüglich eines vorgegebenen Hysteresewertes (Δv) entspricht.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass dem Fahrer in der ersten Querführungsbetriebsart (LKA) ein Wechsel von der ersten Querführungsbetriebsart (LKA) zur zweiten Querführungsbetriebsart (LOF) angeboten wird, wenn während einer abstandsgeregelten Fahrt eine vorgegebene obere Grenzgeschwindigkeit (vo) unterschritten wird (S30).
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der angebotene Wechsel nach einer vom Fahrer vorgenommenen Quittiereingabe durchgeführt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Quittiereingabe durch Betätigen eines Eingabemittels zur Aktivierung der Längsführungsunterstützung oder durch Betätigen eines Fahrpedals erfolgt.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der angebotene Wechsel bei ausbleibender Quittiereingabe nach Ablauf einer vorgegebenen Quittierwartezeit (Top) automatisch durchgeführt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Querführungsbetriebsart (LKA) ein Wechsel zur zweiten Querführungsbetriebsart (LOF) automatisch durchgeführt wird, sobald während einer abstandsgeregelten Fahrt die vorgegebene untere Grenzgeschwindigkeit (vu) unterschritten wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Querführungsbetriebsart (LOF) beim Überschreiten einer dem zweiten Setzwert (v_set_LOF) entsprechenden Geschwindigkeit (S230) eine Lenkübernahmeaufforderung an den Fahrer ausgegeben wird.
12. Verfahren nach Ansprüche 4 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Querführungsbetriebsart (LOF) beim Überschreiten einer dem zweiten Setzwert (v_set_LOF) entsprechenden Geschwindigkeit (S230) eine Quittieranfrage an den Fahrer ausgegeben wird als Anfrage, ob ein Wechsel zur ersten Querführungsbetriebsart (LKA) vorgenommen werden soll, und dass der Wechsel zur ersten Querführungsbetriebsart (LKA) durchgeführt wird, wenn der Fahrer die Quittieranfrage bestätigt.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestätigung der Quittieranfrage durch eine Quittiereingabe erfolgt, welche eine Betätigung eines Eingabemittels zur Aktivierung der Längsführungsunterstützung oder eine Betätigung eines Fahrpedals oder eine Betätigung eines Lenkrades des Fahrzeugs umfasst.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass als Kriterium für die Feststellung, ob der Fahrer die Quittieranfrage durch Betätigung des Lenkrads bestätigt hat, geprüft wird, ob ein Mindestgrenzwert für ein am Lenkrad erfasstes Fahrerhandmoment und/oder ein Mindestgrenzwert für ein am Lenkrad erfasste Lenkwinkelgeschwindigkeit überschritten wird
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fahrerwarnung (S320) an den Fahrer ausgegeben wird, wenn der Fahrer die Quittieranfrage nicht innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls (Taw) bestätigt.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrer über die Durchführung eines Wechsels der Betriebsart informiert wird (S120, S290).
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Querführungsbetriebsart (LOF) mit Ausgabe einer Lenkübernahmeaufforderung und einer Fahrerwarnung an den Fahrer und ohne Aktivierung der ersten Querführungsbetriebsart (LKA) deaktiviert wird, wenn vorbestimmte Abschaltbedingungen erfüllt sind.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmten Abschaltbedingungen mindestens eine der folgenden Bedingungen umfassen: - ein Wechsel zur ersten Querführungsbetriebsart (LKA) ist nicht möglich,
- die Längsführungsunterstützung ist nicht mehr verfügbar ist,
- das Führungsfahrzeug hat einen vorbestimmten Entfernungsbereich vor dem Fahrzeug verlassen,
- das Führungsfahrzeug hat einen vorbestimmten Deichselwinkelbereich vor dem Fahrzeug verlassen.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Querführungsbetriebsart (LKA) eine Fahrspurfolgebetriebsart umfasst, in der der Fahrer beim Spurhalten des Fahrzeugs in der erfassten begrenzten Fahrspur unterstützt wird, und dass die zweite Querführungsbetriebsart (LOF) eine Objektfolgebetriebsart umfasst, in der der Fahrer beim Querverfolgen des der Abstandsregelung zugrunde gelegten Führungsfahrzeugs unterstützt wird.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Querführungsbetriebsart (LKA) eine Betriebsart umfasst, die einer Kombination der Fahrspurfolgebetriebsart und der Objektfolgebetriebsart entspricht, sofern bei dieser Kombination die Fahrspurfolgebetriebsart dominiert.
21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Querführungsbetriebsart (LOF) eine Betriebsart umfasst, die einer Kombination der Fahrspurfolgebetriebsart und der Objektfolgebetriebsart entspricht, sofern bei dieser Kombination die Objektfolgebetriebsart gegenüber dominiert.
22. Verfahren nach einem vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Querführungsunterstützung in der zweiten Querführungsbetriebsart (LOF) ausschließlich bei aktiver Längsführungsunterstützung verfügbar ist.
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