DE10159658A1 - System zur automatischen Folgeführung eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

System zur automatischen Folgeführung eines Kraftfahrzeugs

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein System zur automatischen Folgeführung, insbesondere zur automatischen Staufolgeführung, eines Kraftfahrzeugs (E), mit mindestens einem Sensor (2) zur Vorraumüberwachung und einer elektronischen Fahrt-, Brems- und Lenkregelung. Gemäß der Erfindung ist der Sensor zur Vorraumüberwachung dafür eingerichtet, einen Spurwechsel eines vorausfahrenden Fahrzeugs (A) zu erkennen, wobei die Fahrzeugführung an den Fahrer zurückgegeben wird oder der Fahrer zur Übernahme der Fahrzeugführung aufgefordert wird, wenn ein Spurwechsel eines vorausfahrenden Fahrzeugs erkannt wird. So ein System zur automatischen Folgeführung eines Kraftfahrzeugs arbeitet auf eine einfache und sichere Weise.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein System zur automatischen Folgeführung, insbesondere zur automatischen Staufolgeführung, eines Kraftfahrzeugs, mit mindestens einem Sensor zur Vorraumüberwachung und einer elektronischen Fahrt,- Brems- und Lenkregelung.
  • Automatische Folgeführung wird ermöglicht durch Fahrgeschwindigkeits- und Abstandsregler, im Englischen als ACC-Systeme bezeichnet (Autonomous Cruise Control, manchmal auch Adaptive Cruise Control). Ein ACC-System regelt die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs unter Berücksichtigung eines vorausfahrenden Fahrzeugs und kann unter Umständen auch automatisch dessen Spur folgen, d. h. automatisch die Spur wechseln.
  • ACC-Systeme sind z. B. beschrieben in den Druckschriften DE 196 37 245 A, WO 99/30920, WO 99/32318 und WO 00/62139. Die drei letzteren Druckschriften beziehen sich auch auf die Problematik bei Spurwechsel- bzw. Überholvorgängen, die durch geeignete Sensoriken und Regelungssysteme ermöglicht werden. Von Nachteil ist deren Komplexität, nicht nur wegen des regelungstechnischen Aufwandes, sondern auch, weil der Fahrer eine komplizierte Regelung nur schwer nachvollziehen kann und sich ihr somit "blind" anvertrauen muss.
  • In der DE 43 13 568 C ist ein Verfahren zur Leithilfe für einen Fahrspurwechsel durch ein Kraftfahrzeug beschrieben, ein sogenannter Spurwechsel-Assistent, bei dem nicht nur Vor- und Rückraum, sondern durch ein Radar im Rückspiegel auch ein toter Winkel überwacht werden und der Fahrer ggf. Warnungen oder Anweisungen erhält, wenn er einen Spurwechsel beabsichtigt. In einer Weiterbildung werden die Informationen des Spurwechsel- Assistenten für eine vollkommen autonome Fahrzeugführung verwendet. Ein ähnliches, durch Satellitennavigation und Fahrspurerkennung verbessertes Leithilfeverfahren ist in der EP 1052143 A beschrieben.
  • Der in den Patentansprüchen 1 bzw. 2 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zur automatischen Folgeführung einschließlich automatischen Spurwechsel zu schaffen, das auf einfache und sichere Weise arbeitet.
  • In technischer Hinsicht besonders einfach ist die erste Ausführungsform der Erfindung gemäß Patentanspruch 1, bei der der Sensor zur Vorraumüberwachung zusätzlich dafür eingerichtet ist, einen Spurwechsel eines vorausfahrenden Fahrzeugs zu erkennen. So eine Fähigkeit kann häufig einfach durch geeignete Software erzeugt werden, zum Beispiel durch Erkennung von Fahrbahnmarkierungen oder der Betätigung eines Fahrtrichtungsanzeigers des vorausfahrenden Fahrzeugs mittels elektronischer Bildverarbeitung, wenn der Sensor zur Vorraumüberwachung mit sichtbarem oder unsichtbarem Licht arbeitet. Wenn ein Spurwechsel eines vorausfahrenden Fahrzeugs erkannt wird, wird vorzugsweise die Fahrzeugführung an den Fahrer zurückgegeben, oder der Fahrer wird zur Übernahme der Fahrzeugführung aufgefordert. Vorzugsweise wird dies von einem Warnsignal begleitet.
  • In der zweiten Ausführungsform der Erfindung gemäß Patentanspruch 2 benötigt man neben entsprechender Software nur einen oder zwei Lateralsensoren zur Überwachung des oder der seitlichen Rückräume des Kraftfahrzeugs. Wenn so ein Lateralsensor signalisiert, dass das Kraftfahrzeug einen sicheren Abstand zu einem benachbarten Fahrzeug unterschreitet, wird vorzugsweise der Fahrer zur Übernahme der Fahrzeugführung aufgefordert, oder die Fahrzeugführung wird automatisch an den Fahrer zurückgegeben. Dies wird ebenfalls vorzugsweise von einem Warnsignal begleitet. Zusätzlich kann anhand der Signale des Lateralsensors sowie Daten der automatischen Folgeführung bezüglich Fahrgeschwindigkeit und Fahrroute schon vor Unterschreiten eines Sicherheitsabstandes vorausberechnet werden, ob das Kraftfahrzeug auch im weiteren Fahrtverlauf einen sicheren Abstand zu einem benachbarten Fahrzeug einhalten wird, damit die Übernahme oder Übergabe der Fahrzeugführung möglichst frühzeitig stattfindet.
  • In beiden Ausführungsformen verliert der Fahrer gegenüber vollautomatischen Spurwechselsystemen zwar etwas Komfort, in der zweiten Ausführungsform etwas weniger als in der ersten Ausführungsform, jedoch beschränkt sich die manuelle Steuerung des Fahrzeugs auf Situationen, die mittels Vollautomatik nur mit sehr hohem Aufwand sicher beherrschbar sind. Demgegenüber überwiegt der Vorteil, dass der Fahrer sicher sein kann, in kritischen Spurwechselsituationen sofort die Kontrolle über das Fahrzeug zu erhalten bzw. übernehmen zu können, so dass er bei automatischer Folgeführung nicht das Gefühl des Ausgeliefertseins hat.
  • Vollautomatische Folgeführung ist relativ kompliziert und im Straßenverkehr noch nicht zugelassen. Die Erfindung ermöglicht eine Art halbautomatische Folgeführung, bei der der Fahrer in Spurwechselsituationen einbezogen wird, die man der Automatik aus Sicherheitsgründen nicht überlassen möchte.
  • Die Ausführungsformen Eins und Zwei können auch miteinander kombiniert werden.
  • Die Erfindung eignet sich für jegliche Art von automatischer Folgeführung und insbesondere als System zur Staufolgeführung.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung. Darin zeigen in Draufsicht:
  • Fig. 1 eine typische Verkehrssituation mit eingeschaltetem Staufahrautomaten,
  • Fig. 2 eine Verkehrssituation bei einem Spurwechsel des vorausfahrenden Fahrzeugs, und
  • Fig. 3 die Situation von Fig. 2 mit einem Kraftfahrzeug, das über Lateralsensoren verfügt.
  • Fig. 1 zeigt ein Fahrzeug E mit einem System zur automatischen Staufolgeführung, einen Staufahrautomaten, der den Fahrer im Stau entlastet. So ein System ist im Stand der Technik bekannt und enthält einen Sensor 2 zur Vorraumüberwachung und eine elektronische Fahrt,- Brems- und Lenkregelung, die nicht gezeigt ist. Die Sensorik zur Vorraumüberwachung (Sensor 2 und zugehörige Elektronik) besteht beispielsweise aus einem Bildverarbeitungs-, Laser- oder Radarsystem mit einem Vorraumüberwachungswinkel β.
  • Das Fahrzeug E folgt mit eingeschaltetem Staufahrautomaten vollautomatisch entlang der Trajektorie 4 auf der linken Spur einer zweispurigen Straße einem vorausfahrenden Fahrzeug A.
  • Fig. 2 verdeutlicht, was bei einem Spurwechsel des vorausfahrenden Fahrzeugs A von der linken auf die rechte Spur geschehen kann. Das Fahrzeug E folgt einer Trajektorie 6 des Fahrzeugs A und hat wegen des begrenzten Vorraumüberwachungswinkels β keine Kenntnis von einem Fahrzeug B rechts neben ihm. Dies würde zu einer Kollision zwischen den Fahrzeugen E und B führen, wenn das Fahrzeug E weiterhin dem Fahrzeug A folgt, indem es dessen Spurwechsel mitmacht.
  • In einem ersten Ausführungsbeispiel ist der Sensor 2 zur Vorraumüberwachung dafür eingerichtet, den Spurwechsel des vorausfahrenden Fahrzeugs A zu erkennen, zum Beispiel mittels elektronischer Bildverarbeitung durch Erkennung der Fahrbahnmarkierungen, die das vorausfahrende Fahrzeug A überquert, und/oder durch Erkennung der Betätigung des Fahrtrichtungsanzeigers des vorausfahrenden Fahrzeugs A. Sobald auf diese Weise der Spurwechsel des vorausfahrenden Fahrzeugs A im Fahrzeug E erkannt worden ist, wird der Staufahrautomat deaktiviert und wird die Fahrzeugführung an den Fahrer zurückgegeben. Gleichzeitig oder etwas früher kann der Fahrer durch einen Warnton auf die Übergabe hingewiesen werden.
  • In einem zweiten Ausführungsbeispiel, in Fig. 3 dargestellt, ist z. B. im linken und im rechten Rückspiegel des Fahrzeugs E jeweils ein Lateralsensor 8, 10 zur Überwachung des entsprechenden seitlichen Rückraums 12, 14 untergebracht. Da Kraftfahrzeuge in der Regel eine Länge von mehr als 3 Metern haben, brauchen die überwachten seitlichen Rückräume 12, 14 möglicherweise nicht so weit nach vorne zu reichen wie in Fig. 3 eingezeichnet, wenn der Vorraumüberwachungswinkel β groß genug ist.
  • In der dargestellten Situation erfasst der Lateralsensor 10 das Fahrzeug B im rechten seitlichen Rückraum 14. Der Fahrer des Fahrzeugs E wird gewarnt bzw. zur Übernahme der Übernahme der Fahrzeugführung aufgefordert, wenn das Fahrzeug E einen sicheren Abstand vom benachbarten Fahrzeug B unterschreitet oder vorausberechnet in Zukunft unterschreiten wird, falls es entlang der Trajektorie 6 weiterhin dem Fahrzeug A folgt. Dieses Kriterium wird unabhängig davon angewandt, ob eine Spur vorhanden ist oder nicht. Die Ausführungsbeispiele Eins und Zwei können aber beide in einem Fahrzeug realisiert werden.
  • Im Rahmen dieser Anmeldung wird unter dem Begriff Lateralsensor einen Sensor, welcher den Raum um ein Kraftfahrzeug, insbesondere den Neben- und Rückraum einsieht. Beispielhaft sind hierfür in Fig. 3 die Bereiche 12 und 14 für die entsprechenden Lateralsensoren 8 und 10 aufgezeigt. Den Einblick in vor dem Fahrzeug liegende Bereiche ist für einen Lateralsensor jedoch nicht zwingend notwendig, sondern es ist auch denkbar diesen so auszuführen, dass nur der bezüglich des Fahrzeuges rückwärtige Raum eingesehen wird (entsprechend einem Totwinkelsensor).

Claims (4)

1. System zur automatischen Folgeführung, insbesondere zur automatischen Staufolgeführung, eines Kraftfahrzeugs, mit mindestens einem Sensor zur Vorraumüberwachung und einer elektronischen Fahrt,- Brems- und Lenkregelung, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (2) zur Vorraumüberwachung dafür eingerichtet ist, einen Spurwechsel eines vorausfahrenden Fahrzeugs (A) zu erkennen, und dass die Fahrzeugführung an den Fahrer zurückgegeben wird oder der Fahrer zur Übernahme der Fahrzeugführung aufgefordert wird, wenn ein Spurwechsel eines vorausfahrenden Fahrzeugs erkannt wird.
2. System zur automatischen Folgeführung, insbesondere zur automatischen Staufolgeführung, eines Kraftfahrzeugs, mit mindestens einem Sensor zur Vorraumüberwachung und einer elektronischen Fahrt,- Brems- und Lenkregelung, dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens ein Lateralsensor (8; 10) zur Überwachung eines seitlichen Rückraums (12; 14) des Kraftfahrzeugs (E) vorgesehen ist,
dass aufgrund von Signalen des Lateralsensors und/oder Daten der automatischen Folgeführung laufend ermittelt wird, ob das Kraftfahrzeug einen sicheren Abstand zu einem von dem Lateralsensor erfassten Fahrzeug unterschreitet oder unterschreiten wird, und
dass der Fahrer zur Übernahme der Fahrzeugführung aufgefordert wird oder die Fahrzeugführung automatisch an den Fahrer zurückgegeben wird, wenn das Kraftfahrzeug einen sicheren Abstand zu einem von dem Lateralsensor erfassten Fahrzeug unterschreitet oder unterschreiten wird.
3. System nach Anspruch 1 und Anspruch 2.
4. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrer zusätzlich gewarnt wird, wenn ein Spurwechsel eines vorausfahrenden Fahrzeugs (A) erkannt wird bzw. das Kraftfahrzeug (E) einen sicheren Abstand zu einem von dem Lateralsensor (8; 10) erkannten Fahrzeug (B) unterschreitet oder unterschreiten wird.
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