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Die
Erfindung betrifft Verfahren zur Unterstützung des Fahrers
eines Fahrzeugs bei der Fahrzeugführung gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die
Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus
den Unteransprüchen.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Vorzugsweise
wird der angebotene Wechsel bei ausbleibender Quittiereingabe nach
Ablauf einer vorgegebenen Quittierwartezeit automatisch durchgeführt.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Vorzugsweise
wird dabei eine Fahrerwarnung an den Fahrer ausgegeben wird, wenn
dieser die Quittieranfrage nicht innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls
bestätigt.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Vorzugsweise
umfasst die erste Querführungsbetriebsart eine Betriebsart,
die einer Kombination der Fahrspurfolgebetriebsart und der Objektfolgebetriebsart
entspricht, sofern bei dieser Kombination die Fahrspurfolgebetriebsart
dominiert.
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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.
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Vorzugsweise
ist die Querführungsunterstützung in der zweiten
Querführungsbetriebsart ausschließlich dann verfügbar,
wenn die Längsführungsunterstützung aktiv
ist.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf Figuren näher beschrieben. Dabei zeigen:
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1:
ein vereinfachtes Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels
eines Fahrerassistenzsystems zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens,
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2:
ein Flussdiagram zur Darstellung der Verfahrensschritte bei einem
fahrerseitig zu bestätigenden Wechsel von einer ersten
Querführungsbetriebsart zu einer zweiten Querführungsbetriebsart,
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3:
ein Flussdiagram zur Darstellung der Verfahrensschritte bei einem
fahrerseitig optional zu bestätigenden Wechsel von einer
ersten Querführungsbetriebsart zu einer zweiten Querführungsbetriebsart,
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4:
ein Flussdiagram zur Darstellung der Verfahrensschritte bei einem
automatischen Wechsel von einer ersten Querführungsbetriebsart
zu einer zweiten Querführungsbetriebsart,
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5:
ein Flussdiagram zur Darstellung der Verfahrensschritte bei einem
Wechsel von der zweiten Querführungsbetriebsart zurück
zur ersten Querführungsbetriebsart.
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Einander
entsprechende Teile sind in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen
versehen.
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Gemäß 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.
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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.
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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.
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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.
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Die
Fahrzustandserfassungseinheit 1 erfasst die aktuelle Geschwindigkeit
v_ist des Fahrzeugs sowie eine fahrerseitige Lenkradbetdtigung 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.
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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.
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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.
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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.
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Die
Querassistenzreglereinheit 14 generiert ein Lenkstellsignal
uL, das der Lenkungsansteuerungseinheit 6 zugeführt
wird und durch das der Fahrer beim Lenken unterstützt wird.
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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.
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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.
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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.
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Die
Querassistenzreglereinheit 14 bestimmt in Abhängigkeit
der aktuellen Querführungsbetriebsart eine Setzgeschwindigkeit
v_setLOF 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.
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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.
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Die
Vorgehensweise bei der Umschaltung der Querführungsbetriebsarten
wird nachfolgend anhand der 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.
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Gemäß 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 v_ist 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_setLOF 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 S120 wird der Fahrer schließlich über
den vollzogenen Wechsel zur zweiten Querführungsbetriebsart
LOF informiert.
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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.
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Die
Vorgehensweise gemäß 3 unterscheidet
sich von der Vorgehensweise gemäß 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 S10 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.
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4 zeigt
die Vorgehensweise bei einer automatischen Umschaltung von der ersten
Querführungsbetriebsart LKA zur zweiten Querführungsbetriebsart
LOF. Abweichend von der Vorgehensweise gemäß 2 und 3 wird
Schritt S20 mit Schritt S70 fortgesetzt. In Schritt S70 wird geprüft,
ob die momentane Geschwindigkeit v_ist 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 2 abgearbeitet.
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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.
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Die
Vorgehensweise beim Übergang von der zweiten Querführungsbetriebsart
LOF zu der als verfügbar vorausgesetzten ersten Querführungsbetriebsart
LKA wird nachfolgend anhand der 5 näher
beschrieben.
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Die
Schritte S200 und S210 entsprechen den Schritten S100 bzw. S110
aus den 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.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 10017279
A1 [0002]
- - DE 19919644 C2 [0004]
- - DE 102006012997 A1 [0005]