DE102009023444A1

DE102009023444A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Unterstützung eines Fahrers bei einem Fahrspurwechsel von einer Momentanspur auf eine benachbarte Zielspur

Info

Publication number: DE102009023444A1
Application number: DE102009023444A
Authority: DE
Inventors: Alexander Dipl.-Ing. Schaab
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2009-05-30
Filing date: 2009-05-30
Publication date: 2010-01-07

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Unterstützung eines Fahrers eines Fahrzeugs bei einem Fahrspurwechsel von einer Momentanspur auf eine benachbarte Zielspur. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Verkehrssituation im Rückraum und im Vorraum wenigstens der benachbarten Zielspur mittels Detektoren erfasst, ein möglicher Fahrspurwechsel auf die Zielspur auf Basis der erfassten Verkehrssituation ermittelt und dem Fahrer signalisiert. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass das Signalisieren mittels einer haptisch wahrnehmbaren Lenkradvibration erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Unterstützung eines Fahrers eines Fahrzeugs bei einem Fahrspurwechsel von einer Momentanspur auf eine benachbarte Zielspur. Ein derartiges Verfahren dient dazu den Fahrer bei einem Fahrspurwechsel, beispielweise zum Einfädeln in oder Ausfahren aus einer Schnellstraße, oder zum Überholen eines langsameren Fahrzeugs, zu unterstützen. Ein solches Verfahren ermöglicht den Fahrer teilweise von den hierbei erforderlichen Überwachungsmaßnahmen (Erfassen der Verkehrssituation, Analysieren der Verkehrssituation, Entscheiden, ob ein Fahrspurwechsel möglich ist) zu entlasten und ihn durch Auswertung der von Detektoren erfassten relevanten Verkehrssituation bei der Entscheidungsfindung, ob ein Fahrspurwechsel gefahrlos möglich ist, zu unterstützen.
Ein solches Verfahren ist beispielsweise in der Druckschrift DE 43 13 568 C1 offenbart. Durch eine Detektorüberwachung sowohl des Rückraums als auch des Vorraums der Zielspur, sowie der Gewinnung der erforderlichen Abstands- und Geschwindigkeitsdaten der dort detektierten Fahrzeuge, vermag dieses Verfahren zu erkennen, ob auf der Zielspur eine ausreichende Lücke für einen gewünschten Fahrspurwechsel vorhanden ist, und zwar unter Berücksichtigung einzuhaltender Gefahren verhütender Sicherheitsabstände. Der Fahrer wird dabei durch entsprechende Warnanzeigen und/oder Anweisungen von dem rechnergestützten Verfahren über das Vorhandensein einer ausreichenden Lücke auf der Zielspur im Falle eines gewünschten Spurwechsels informiert. Stellt der Rechner dabei fest, dass alle gemessenen Abstände größer oder wenigstens gleich groß sind wie jeweils zugehörige errechnete Sicherheitsabstände, so signalisiert er, dass ein Spurwechsel in der momentanen Situation realisierbar ist und zeigt dies dem Fahrer entsprechend an. Dabei erfolgt die Signalisierung mittels einer Anzeigeeinrichtung.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, das aus der Druckschrift DE 43 13 568 C1 bekannte Verfahren so zu verbessern, dass eine Reaktionszeit des Fahrers auf die Signalisierung eines möglichen Fahrspurwechsels verkürzt wird.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass der Mensch passive Wahrnehmungen mechanischer Eindrücke, d. h. taktile Wahrnehmungen, schneller verarbeitet als optische Wahrnehmungen. So verfügt der Mensch über Rezeptoren in der Haut, mit deren Hilfe Druck, Berührung und Vibrationen sowie Temperatur und Schmerz wahrgenommen werden können und schneller verarbeitet werden können als optische oder akustische Reize. Dies führt in vorteilhafter Weise dazu, dass beispielsweise haptisch wahrnehmbare Signale, bspw. Vibrationen schneller aufgenommen und geistig verarbeitet werden als optische Reize und so eine schnellere Reaktion des Fahrers ermöglicht wird. Taktil wahrnehmbare Reize sind darüber hinaus einfacher und kostengünstiger zu erzeugen als optische Signale. Weiterhin von Vorteil ist, dass der optische sowie der akustische Wahrnehmungskanal des Menschen für andere Aufgaben frei bleiben.
Die vorliegende Beschreibung der Erfindung nimmt explizit Bezug auf den vollständigen Offenbarungsgehalt der Druckschrift DE 43 13 568 C1 und bezieht diesen vollständig in die vorliegende Beschreibung mit ein.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers eines Fahrzeugs bei einem Fahrspurwechsel von einer Momentanspur auf eine benachbarte Zielspur, basiert darauf, dass eine Verkehrssituation im Rückraum und im Vorraum des Fahrzeugs für wenigstens die benachbarte Zielspur mittels Detektoren erfasst, ein möglicher Fahrspurwechsel auf die Zielspur auf Basis der erfassten Verkehrssituation ermittelt und dem Fahrer signalisiert wird. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass das Signalisieren mittels einer haptisch wahrnehmbaren Lenkradvibration erfolgt.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird zum Signalisieren eines möglichen Fahrspurwechsels auf die Zielspur zusätzlich ein auf ein Lenkrad des Fahrzeugs wirkendes Lenkmoment in Richtung auf die Zielspur erzeugt. In vorteilhafter Weise ist das dabei erzeugte Lenkmoment so groß, dass es einerseits haptisch wahrnehmbar ist, andererseits so gering, dass der Fahrer jederzeit eine Richtungskorrektur vornehmen kann, um einen ungewollten Fahrspurwechsel zu verhindern. Die Lenkradvibration und/oder das Lenkmoment sind dabei vorzugsweise zeitlich begrenzt, beispielsweise auf 1 bis 2 Sekunden.
Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens basiert darauf, dass im Fahrzeug ein Navigationssystem verfügbar ist. Das erfindungsgemäße Verfahren wird dabei erst dann ausgeführt, wenn das Navigationssystems erkannt hat, dass das Fahrzeug sich auf einer Beschleunigungsspur befindet und mittels eines Lenkwinkelsensors detektiert wird, dass der Fahrer das Fahrzeug von der Beschleunigungsspur in Richtung benachbarte Zielspur lenkt. Unter der vorstehenden Bedingung wird das Verfahren bevorzugt automatisiert ausgeführt. Grundsätzlich kann das Verfahren jedoch auch manuell beispielsweise durch ein Betätigen eines Fahrtrichtungsanzeigehebels aktiviert werden.
Der vorrichtungsgemäße Teil der Aufgabe wird von einer Vorrichtung für ein Fahrzeug zur Unterstützung des Fahrers bei einem Fahrspurwechsel von einer Momentanspur auf eine benachbarte Zielspur erfüllt, wobei die Vorrichtung aufweist: Detektoren mit denen eine Verkehrssituation im Rückraum und im Vorraum des Fahrzeugs für wenigstens die benachbarte Zielspur erfassbar ist, ein Mittel, mit dem auf Basis der erfassten Verkehrssituation ein möglicher Fahrspurwechsel ermittelbar ist, und zumindest ein Signalisierungsmittel, mit dem ein möglicher Fahrspurwechsel dem Fahrer signalisierbar ist. Die Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass das Signalisierungsmittel ein Lenkradvibrator ist. Derartige Lenkradvibratoren, beispielsweise Lenkradvibrationsmotoren, sind im Stand der Technik bekannt, und werden beispielsweise bei Spurverlassenswarnsystemen oder bei der Müdigkeits-Detektionsystemen verwendet.
Eine bevorzugte Ausführungsvariante der Vorrichtung umfasst als ein zusätzliches Signalisierungsmittel, ein Mittel zum Aufbringen von Lenkmomenten auf ein Lenkrad des Fahrzeugs. Durch die Kombination von Lenkradvibration und aufgebrachtem Lenkmoment wird der taktile Reiz für den Fahrer einerseits verstärkt und andererseits um eine Richtungsinformation (in Richtung Zielspur) ergänzt.
Mit den erfindungsgemäßen taktilen Reizen wird dem Fahrer ein möglicher Fahrspurwechsel signalisiert. Auf diese Reize kann der Fahrer mit einer geringeren Reaktionszeit reagieren. Die Unterstützungsfunktion von Fahrspurwechselassistenten wird dadurch verbessert.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigt:
1 eine Fahrsituation zur Illustration des erfindungsgemäßen Verfahrens.
1 zeigt eine Fahrsituation zur Illustration des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Figur zeigt schematisiert eine Schnellstraße mit den Schnellstraßenbegrenzungen 101 auf die eine Einmündungsspur 104 mit der Begrenzung 103 einmündet. Das eigene Fahrzeug 109 befindet sich auf der Momentanspur (Einmündungsspur) 104 und ist im Begriff sich auf der Zielspur 110 in den fließenden Verkehr der Schnellstraße einzuordnen (angedeutet durch die gestrichelte Linie mit Pfeil). Auf der Schnellstraße sind weitere vier Fahrzeuge 105, 106, 107 und 108 dargestellt, die sich wie das eigene Fahrzeug 109 von links nach rechts bewegen. Auf der Zielspur 110 sind die Fahrzeuge 107 und 108 gezeigt.
Das eigene Fahrzeug 109 weist eine Heckradareinrichtung zur Überwachung des Rückraums der Momentanspur 104 einer Abstandsradareinrichtung zur Überwachung des Vorraums der Momentanspur 104 eine Totwinkelradareinrichtung zur Überwachung des Rückraums der benachbarten Zielspur 110 sowie eine Vorraumradareinrichtung zur Überwachung des Vorraums der Zielspur 110 auf. Diese Detektoren erkennen zumindest das Vorhandensein der auf der Schnellstraße befindlichen Fahrzeuge 107 und 108 und gestatten außerdem die Bestimmung des Abstandes dieser Fahrzeuge sowie deren Geschwindigkeit (jeweils angedeutet durch Pfeile). Diese Informationen geben somit die für ein Einfädeln auf die Zielspur 110 relevante Verkehrssituation an.
Das Verfahren wird vorliegend automatisch aktiviert, sobald ein im Fahrzeug befindliches Navigationssystem erkennt, dass das Fahrzeug sich auf einer Beschleunigungsspur 104 befindet und mittels eines Lenkwinkelsensors im Fahrzeug detektiert wird, dass der Fahrer das Fahrzeug 109 von der Beschleunigungsspur 104 in Richtung auf die benachbarte Zielspur 110 lenkt.
Alternativ kann das Verfahren beispielsweise durch eine Betätigung eines Fahrtrichtungsanzeigehebels oder durch bloßes Antippen des Fahrtrichtungsanzeigehebels eingeleitet werden, wobei im letzteren Fall keine Fahrtrichtungsanzeige ausgelöst wird, so dass die anderen Verkehrsteilnehmer nicht durch die Absicht eines möglicherweise augenblicklich oder noch gar nicht realisierbaren Spurwechsels irritiert werden.
Nach dem Aktivieren des Verfahrens erfolgt die Erfassung der Verkehrssituation im Rückraum bzw. im Vorraum des Fahrzeugs 109 mittels der vorstehend beschriebenen Detektoren. Eine im Fahrzeug vorhandene Recheneinheit ermittelt auf Basis der dabei festgestellten Verkehrssituation, eigener Fahrzeugdaten, sowie vorgebbarer Sicherheitsabstände, ob ein Fahrspurwechsel von der Momentanspur 104 auf die Zielspur 110 gefahrlos möglich ist.
Stellt der Rechner dabei fest, dass alle gemessenen Abstände größer oder wenigstens gleich groß wie jeweils zugehörig errechnete oder vorgebbare Sicherheitsabstände sind, so signalisiert er erfindungsgemäß durch eine Vibration des Lenkrades, dass ein Spurwechsels in der momentanen Situation realisierbar ist. Diese Signalisierung wird zusätzlich in vorteilhafter Weise ergänzt durch das Erzeugen von einem auf das Lenkrad des Fahrzeugs 109 wirkenden Lenkmoments in Richtung auf die Zielspur 110.
Zusätzlich können optische und akustische Signale den möglichen Fahrspurwechsel auf die Zielspur signalisieren.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 4313568 C1 [0002, 0003, 0005]

Claims

Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers eines Fahrzeugs (109) bei einem Fahrspurwechsel von einer Momentanspur (104) auf eine benachbarte Zielspur (110), wobei eine Verkehrssituation im Rückraum und im Vorraum des Fahrzeugs (109) für wenigstens die benachbarte Zielspur (110) mittels Detektoren erfasst, ein möglicher Fahrspurwechsel auf die Zielspur (110) auf Basis der erfassten Verkehrssituation ermittelt und dem Fahrer signalisiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Signalisieren mittels einer haptisch wahrnehmbaren Lenkradvibration erfolgt.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Signalisieren zusätzlich ein auf ein Lenkrad des Fahrzeugs (109) wirkendes Lenkmoment in Richtung auf die Zielspur (110) erzeugt wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkradvibration zeitlich begrenzt ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkmoment zeitlich begrenzt ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Fahrzeug (109) ein Navigationssystem verfügbar ist und das Verfahren dann ausgeführt wird, wenn das Navigationssystem erkannt hat, dass das Fahrzeug (109) sich auf einer Beschleunigungsspur (104) befindet und mittels eines Lenkwinkelsensors detektiert wird, dass der Fahrer das Fahrzeug (109) von der Beschleunigungsspur (104) in Richtung benachbarte Zielspur (110) lenkt.
Vorrichtung für ein Fahrzeug (109) zur Unterstützung des Fahrers bei einem Fahrspurwechsel von einer Momentanspur (104) auf eine benachbarte Zielspur (110), aufweisend: Detektoren, mit denen eine Verkehrssituation im Rückraum und im Vorraum des Fahrzeugs (109) für wenigstens die benachbarte Zielspur (110) erfassbar ist, einem Mittel, mit dem auf Basis der erfassten Verkehrssituation ein möglicher Fahrspurwechsel ermittelbar ist, und zumindest einem Signalisierungsmittel, mit dem ein möglicher Fahrspurwechsel dem Fahrer signalisierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Signalisierungsmittel ein Lenkradvibrator ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein zusätzliches Signalisierungsmittel ein Mittel zum Aufbringen von Lenkmomenten auf ein Lenkrad des Fahrzeugs (109) ist.