DE19818259A1

DE19818259A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung eines Fahrspurwechsels eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE19818259A1
Application number: DE19818259A
Authority: DE
Inventors: Ernst Lissel
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1997-05-03
Filing date: 1998-04-23
Publication date: 1998-11-05

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung eines Fahrspurwechsels eines Kraftfahrzeuges.

Die Entwicklung hat in den letzten Jahren auf den Straßen zu einem rapiden Anstieg der Verkehrsdichte geführt. Daher sind sogenannte Fahrer-Assistenz-Systeme entwickelt worden, um den Fahrzeugführer in kritischen Situationen zu entlasten und auf Gefahren hinzuweisen.

Aus der DE 43 13 568 ist ein Verfahren zur Leithilfe für einen Fahrspurwechsel von einer Momentanspur auf eine benachbarte Zielspur durch ein Kraftfahrzeug bekannt, bei dem der Vorraum und der Rückraum wenigstens der benachbarten Zielspur für den gewünschten Spurwechsel überwacht, die Abstände von dort detektierten Objekten und deren Geschwindigkeiten gemessen, sowie daraus Sicherheitsabstände berechnet werden. Wenn alle gemessenen Abstände größer als die errechneten Sicherheitsabstände sind, wird dies als möglicher Spurwechsel erkannt. Der Fahrer wird dadurch weitestgehend von Überwachungsaufgaben und einem Schätzen von Abständen und Geschwindigkeiten nachfolgender und vorausfahrender Fahrzeuge entlastet. Das Verfahren wird eingeleitet durch einen Aktivierungsschritt, der durch eine Betätigung eines Fahrtrichtungsanzeigehebels gebildet wird. Die Aktivierung des Systems erfolgt somit gleichzeitig mit dem Auslösen des Fahrtrichtungsanzeigers. Als Alternative kann vorgesehen sein, daß die Verfahrensaktivierung durch ein bloßes Antippen des Fahrtrichtungsanzeigehebels erfolgt, ohne daß bereits die Fahrtrichtungsanzeige ausgelöst wird, so daß die anderen Verkehrsteilnehmer nicht durch die Absicht eines möglicherweise augenblicklich noch gar nicht realisierbaren Spurwechsel irritiert werden. Die Fahrtrichtungsanzeige erfolgt dann erst, wenn eine Lücke für einen möglichen Spurwechsel erkannt und das eigene Fahrzeug die für den Spurwechsel erforderliche Position erreicht hat. Weiter ist es aus der Druckschrift bekannt, daß alternativ das System, das das Verfahren durchführt ständig aktiviert bleibt und lediglich die Datenausgabe an entsprechende Anzeigeeinrichtung oder fahrzeugbewegungsregelnde Einrichtungen jeweils durch die Fahrrichtungsanzeigeanforderung aktiviert wird. Bei dieser Verfahrensweise sind die Rechner und die Datenleitungen ständig belegt und bereit. Die Aufforderung zur Betätigung des Fahrtrichtungsanzeigers kann dem Fahrer auch durch die Vorraumüberwachung auf der Momentanspur vermittelt werden, wenn hierbei festgestellt wird, daß sich ein Objekt in diesem Vorraumbereich befindet, welches sich langsamer in Fahrtrichtung bewegt als das eigene Fahrzeug. Nachteilig an dem bekannten Verfahren ist, daß dieses ein korrektes Verkehrsverhalten des Fahrers voraussetzt und bei verkehrswidrigen Verhalten nicht anspricht. Gerade aber verkehrswidriges Verhalten bei Überholvorgängen ist eine häufige Ursache für Verkehrsunfälle.

Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, ein Verfahren zur Überwachung eines Fahrspurwechsels eines Kraftfahrzeuges zu schaffen, das auch bei verkehrswidrigem Verhalten des Kraftfahrzeugführers voll funktionstüchtig ist.

Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 8. Durch die Erfassung eines beginnenden Spurwechsels des Kraftfahrzeuges durch die erste und/oder zweite Überwachungseinrichtung oder eine separate Spurerfassungseinrichtung und Abgabe eines Aktivierungssignals für die Vorrichtung wird sichergestellt, daß eine Warnung und die Breitstellung der Fahrerassistenz auch bei verkehrswidrigem Verhalten erfolgt. Die Spurerfassung kann sich dabei z. B. an vorhandenen Rand- und/oder Fahrstreifen orientieren. Vergißt der Fahrzeugführer bei Einleitung eines Spurwechsels z. B. die Betätigung des Fahrtrichtungsanzeigers, so wird dem Fahrzeugführer mit Beginn des Spurwechsels signalisiert, ob alle Sicherheitsabstände eingehalten sind. Ist dies der Fall, so kann das Manöver fortgeführt werden, gegebenenfalls kann dann auch automatisch der Fahrrichtungsanzeiger betätigt werden. Ansonsten erfolgt mittels der Warneinrichtung ein entsprechender Hinweis an den Fahrzeugführer. Das Verfahren warnt gleichzeitig auch den Fahrzeugführer, falls dieser wegen Übermüdung die Kontrolle über das Kraftfahrzeug verliert und ungewollt seine Fahrspur verläßt. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die alternative Aktivierung des Verfahrens mittels eines Schalters wird sichergestellt, daß der Kraftfahrzeugführer nicht erst die Fahrspur verlassen muß, damit dieser von dem Verfahren über die Sicherheitsabstände zu anderen Fahrzeugen informiert wird. Eine besonders wirksame Warnung für den Kraftfahrzeugführer stellt die Erzeugung eines haptischen Moments am Lenkrad bei Unterschreitung eines Sicherheitsabstandes dar.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die optischen Warnsignale im Außen- und/oder im Rückspiegel dargestellt. Dies erleichtert dem Fahrzeugführer die Warnhinweise wahrzunehmen, da die Warnung an intuitiv richtiger Stelle erfolgt, ohne vom eigentlichen Spurwechselvorgang abzulenken.

Weiter kann bei Einleitung des Überholvorganges bzw. Spurwechsels bei Unterschreitung des Sicherheitsabstandes aktiv in die Lenkung eingegriffen werden, indem dem Spurwechsel entgegengewirkt wird und das Kraftfahrzeug in seine ursprüngliche Spur zurückgeführt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die einzige Figur zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Überwachung eines Fahrspurwechsels eines Kraftfahrzeuges.

Die Vorrichtung 1 zur Überwachung eines Fahrspurwechsels eines Kraftfahrzeuges umfaßt eine Überwachungseinrichtung 2 für den Vorraum und eine Überwachungseinrichtung 3 für den rückwärtigen Raum des Kraftfahrzeuges, ein Schaltglied 4, einen Mikroprozessor 5, eine Warnvorrichtung 6, eine Spurerfassungseinrichtung 7, einen Betätigungsschalter 8 und ein Oder-Gatter 9. Die Überwachungseinrichtungen 2, 3 detektieren im jeweiligen Raum Kraftfahrzeuge, die sich auf relevanten Fahrspuren befinden. Dabei kann durch geeignete Algorithmen bei Bedarf nicht relevanter Gegenverkehr z. B. auf der Autobahn ausgeblendet werden. Die Überwachungseinrichtung 3 ist dabei vorzugsweise derart ausgebildet, daß auch benachbarte Fahrzeuge im toten Winkel miterfaßt werden. Die beiden Überwachungseinrichtungen 2, 3 können dabei auf allen bekannten Erfassungsarten wie z. B. Radar, Laser oder Video-Kameras beruhen. Die jeweiligen Ausgangssignale der Überwachungseinrichtungen 2, 3 sind auf die Dateneingänge des Schaltgliedes 4 geschaltet. Das Schaltglied 4 wird entweder durch die Spurerfassungseinrichtung 7 oder den Betätigungsschalter 8 durchgeschaltet, so daß das Verfahren aktiviert wird. Der Betätigungsschalter 8 kann z. B. der Fahrtrichtungsanzeiger sein. Dieser wird betätigt, wenn der Kraftfahrzeugführer beabsichtigt, die Fahrspur zu wechseln. In diesem Fall schaltet das Oder-Gatter 9 auf logisch high und schaltet das Schaltglied 4 durch, so daß die Signale der Überwachungseinrichtungen auf den Mikroprozessor 5 geschaltet werden. Alternativ schaltet das Oder-Gatter 9 auf logisch high, wenn die Spurerfassungseinrichtung 7 einen beginnenden Spurwechsel erfaßt. Der Mikroprozessor 5 errechnet aus den Signalen der Überwachungseinrichtung 2, 3 die entsprechenden Sicherheitsabstände zu den erfaßten Kraftfahrzeugen, die einzuhalten sind, um den Spurwechselvorgang gefahrlos durchzuführen. Ergibt die Berechnung des Mikroprozessors 5, daß bei der gegenwärtigen Verkehrssituation in Abhängigkeit von der Momentangeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges ein Sicherheitsabstand unterschritten wird, so steuert der Mikroprozessor 5 die Warnvorrichtung 6 an. Die Warnvorrichtung 6 ist z. B. als optischer und/oder akustischer Warnanzeiger ausgebildet. Die Warnvorrichtung 6 kann auch derart ausgebildet sein daß diese unterschiedliche Signale für Einhaltung bzw. Unterschreitung der Sicherheitsabstände erzeugen kann. Optisch kann dies z. B. durch unterschiedliche Farben wie Rot und Grün erfolgen.

Des weiteren ist eine Wirkverbindung von Mikroprozessor 5 bzw. Warneinrichtung 6 zu einer die Lenkung des Kraftfahrzeuges beeinflussenden Steuereinrichtung 10 bzw. direkt zur Lenkung vorgesehen. Bei Unterschreitung eines Sicherheitsabstandes erzeugt die Warnvorrichtung 6 oder der Mikroprozessor 5 ein haptisches Moment am Lenkrad, um den Kraftfahrzeugführer auf die Gefahrensituation aufmerksam zu machen. Vorzugsweise erfolgt die Warnung mittels haptischen Moments jedoch nur, wenn das Verfahren durch die Spurerfassungseinrichtung 7 aktiviert wurde. Neben der Warnung ist auch ein aktiver Eingriff in die Lenkung möglich, so daß der begonnene Spurwechsel abgebrochen und das Kraftfahrzeug gegebenenfalls in die ursprüngliche Ausgangslage zurückgelenkt wird.

Die Spurerfassungseinrichtung 7 ist vorzugsweise als Videokamera ausgebildet, wobei dann mittels bekannter Bildverarbeitungsalgorithmen die Fahrspur z. B. anhand der Fahr- und/oder Randstreifen ermittelt wird. Des weiteren kann die Spurerfassungseinrichtung 7 auch in die erste und/oder zweite Überwachungseinrichtung 2, 3 integriert sein. Insbesondere wenn die Überwachungseinrichtungen 2, 3 selbst als Videokameras ausgebildet sind, kann durch entsprechende Bilddatenaufbereitung die Spurerfassungseinrichtung 7 ohne zusätzliche Hardware realisiert werden. Weiter ist es möglich, die Signalausgänge der Spurerfassungseinrichtung 7 und des Betätigungsschalters 8 direkt auf den Mikroprozessor 5 zu schalten. Das beschriebene Verfahren und die Vorrichtung 1 können auch als Teil eines automatischen Fahrzeugführungsverfahrens verwendet werden. Wird z. B. ein vorherfahrendes Kraftfahrzeug in der gleichen Fahrspur mit niedriger Geschwindigkeit erfaßt, so kann automatisch das Spurwechselverfahren aktiviert und bei Einhaltung der Sicherheitsabstände automatisch der Spurwechsel vollzogen werden. Ist dagegen ein Spurwechsel bei den gegebenen Abständen nicht möglich, so wird entsprechend die Geschwindigkeit derart abgeregelt, daß der Sicherheitsabstand zum vorherfahrenden Kraftfahrzeug eingehalten wird.

Claims

1. Verfahren zur Überwachung eines Fahrspurwechsels eines Kraftfahrzeuges, umfassend folgende Verfahrensschritte:

a) Einleitung des Verfahrens durch ein Aktivierungssignal,
b) Überwachung des Vorraumes des Kraftfahrzeuges mittels einer ersten Überwachungseinrichtung,
c) Überwachung des Rückraumes des Kraftfahrzeuges mittels mindestens einer zweiten Überwachungseinrichtung,
d) Berechnung von Sicherheitsabständen zu benachbarten Objekten mittels der von der ersten und zweiten Überwachungseinrichtung erfaßten Signale, die ein gefahrloses Wechseln der Fahrspur zulassen und
e) Abgabe eines Warnsignals mittels mindestens einer Warnvorrichtung bei Unterschreitung eines der Sicherheitsabstände,
dadurch gekennzeichnet, daß das bei Erfassung eines beginnenden Spurwechsels des Kraftfahrzeuges durch die erste und/oder zweite Überwachungseinrichtung (2, 3) oder eine weitere, separate Spurerfassungseinrichtung (7) ein Aktivierungssignal erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein alternatives Aktivierungssignal durch Betätigung eines Schalters (8) erzeugt wird, um einen beabsichtigten Spurwechsel anzuzeigen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erfassung eines beginnenden Spurwechsels und Unterschreitung eines Sicherheitsabstandes ein haptisches Moment am Lenkrad erzeugt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Unterschreitung eines Sicherheitsabstandes ein akustisches und/oder optisches Warnsignal erzeugt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Warnsignal im Rück- und/oder Außenspiegel erkennbar ist.

6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Unterschreitung eines Sicherheitsabstandes die Lenkung in Richtung des beabsichtigten Spurwechsels behindert wird.

7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren Bestandteil eines automatischen Fahrzeugführungsverfahrens ist.

8. Vorrichtung zur Überwachung eines Fahrspurwechsels eines Kraftfahrzeuges, mit einer ersten Überwachungseinrichtung zur Überwachung des Vorraumes, einer zweiten Überwachungseinrichtung zur Überwachung des Rückraumes, deren Signalausgänge mit einem Mikroprozessor verbunden sind, der einen Warnanzeiger ansteuert, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorrichtung (1) eine Spurerfassungseinrichtung (7) zugeordnet ist, mittels deren Ausgangssignal die Vorrichtung (1) aktivierbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spurerfassungseinrichtung (7) als Videokamera ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Spurerfassungseinrichtung (7) in die ersten Überwachungseinrichtung (2) und/oder zweite Überwachungseinrichtung (3) integriert ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen Betätigungsschalter (8) zur alternativen Aktivierung der Vorrichtung (1) aufweist.