DE102008033432A1

DE102008033432A1 - Verfahren zum Steuern eines Lenkeingriffs für ein Fahrzeug und Verfahren zum Unterstützen des Betriebs eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102008033432A1
Application number: DE102008033432A
Authority: DE
Inventors: Michael Dr. Rohlfs; Andre Krampe
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2008-07-16
Filing date: 2008-07-16
Publication date: 2010-01-21

Abstract

Ein Verfahren zum Steuern eines Lenkeingriffs für ein Fahrzeug (15) umfasst die folgenden Schritte: Erfassen einer Fahrspur (13), auf welcher sich das Fahrzeug (15) bewegt, und einer Lage (20, 22) des Fahrzeugs (15) zu der Fahrspur (13), ein Bestimmen, ob ein Fahrspurwechsel auf eine andere Fahrspur (14) durch einen Fahrer des Fahrzeugs (15) beabsichtigt ist, ein Bestimmen, ob ein Fahrspurwechsel auf die andere Fahrspur (14) gefahrlos möglich ist, und ein Ansteuern des Lenkeingriffs, um das Fahrzeug (15) in der erfassten Fahrspur (13) zu halten, in Abhängigkeit der erfassten Lage (20, 22), der Bestimmung, ob ein Fahrspurwechsel beabsichtigt ist, und der Bestimmung, ob ein Fahrspurwechsel gefahrlos möglich ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Lenkeingriffs für ein Fahrzeug, ein Verfahren zum Unterstützen des Betriebs eines Fahrzeugs, ein Steuersystem zum Steuern eines Lenkeingriffs für ein Fahrzeug und ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug.
Bei modernen Fahrzeugen, wie z. B. Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, werden sogenannte Fahrerassistenzsysteme verwendet, um die Verkehrssicherheit im Betrieb des Fahrzeugs zu erhöhen. So wird beispielsweise ein sogenanntes Seitenassistenzsystem (Side Assist) verwendet, um beispielsweise im Rückspiegel des Fahrzeugs eine Anzeige bereitzustellen, welche dem Fahrer des Fahrzeugs signalisiert, wenn sich ein weiteres Fahrzeug schnell von hinten nähert oder im sogenannten toten Winkel befindet. Wenn der Fahrer überdies einen bevorstehenden Fahrspurwechsel durch Setzen des Blinkers anzeigt, kann ein derartiges Seitenassistenzsystem eine Warnung, beispielsweise eine blinkende Anzeige im Rückspiegel, ausgeben, um den Fahrer darüber zu informieren, dass ein Fahrspurwechsel derzeit gefährlich ist und zu einem Unfall führen kann.
Weiterhin werden sogenannte Spurassistenzsysteme (Lane Assist) eingesetzt, um einen Fahrer eines Fahrzeugs beim Halten der Fahrspur zu unterstützen. Wenn das Spurassistenzsystem die Fahrspur erkannt hat, auf welcher sich das Fahrzeug derzeit bewegt, unterstützt das System durch einen korrigierenden Lenkeingriff den Fahrer beim Halten der Fahrspur. Das System versucht ein Verlassen der Fahrspur zu verhindern, wenn der Fahrer nicht aktiv die Fahrspur wechseln will, was beispielsweise durch Setzen des Blinkers angezeigt wird. Dadurch kann ein unbeabsichtigtes Verlassen der Fahrspur, beispielsweise aufgrund einer Unaufmerksamkeit des Fahrers, verhindert werden.
Obwohl die zuvor beschriebenen Fahrerassistenzsysteme zu einer Erhöhung der Verkehrssicherheit eines Fahrzeugs im Betrieb beitragen, weisen diese Systeme erhebliche funktionale Einschränkungen auf, so dass diese Systeme beim Auftreten verschiedener Fahrsituationen dem Fahrer nur eine unzureichende Hilfestellung leisten können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, Verfahren und Systeme bereitzustellen, welche den Fahrer eines Fahrzeugs im Betrieb des Fahrzeugs weitergehend unterstützen und somit die Verkehrssicherheit verbessern.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Steuern eines Lenkeingriffs für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, ein Verfahren zum Unterstützen des Betriebs eines Fahrzeugs nach Anspruch 12, ein Steuersystem zum Steuern eines Lenkeingriffs für ein Fahrzeug nach Anspruch 22 und ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug nach Anspruch 24 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Steuern eines Lenkeingriffs für ein Fahrzeug die folgenden Schritte. Zunächst wird eine Fahrspur, auf welcher sich das Fahrzeug bewegt, und eine Lage des Fahrzeugs zu dieser Fahrspur erfasst. Zusätzlich wird bestimmt, ob ein Fahrspurwechsel auf eine andere Fahrspur durch einen Fahrer des Fahrzeugs beabsichtigt ist. Schließlich wird bestimmt, ob ein Fahrspurwechsel auf die andere Fahrspur gefahrlos möglich ist. Dann wird der Lenkeingriff in Abhängigkeit der erfassten Lage des Fahrzeugs zu der Fahrspur, der Bestimmung, ob ein Fahrspurwechsel beabsichtigt ist, und der Bestimmung, ob ein Fahrspurwechsel gefahrlos möglich ist, angesteuert oder aktiviert, um das Fahrzeug gegebenenfalls in der erfassten Fahrspur zu halten.
Gemäß einer Ausführungsform wird der Lenkeingriff angesteuert, wenn bestimmt wird, dass der Fahrspurwechsel auf die andere Fahrspur beabsichtigt ist, und wenn bestimmt wird, dass der Fahrspurwechsel auf die andere Fahrspur nicht gefahrlos möglich ist, und wenn erfasst wird, dass die Lage des Fahrzeugs zu der Fahrspur derart ist, dass ein vorgegebener Mindestabstand des Fahrzeugs zu einem Rand der Fahrspur in Richtung der anderen Fahrspur unterschritten ist. Auf diese Art und Weise wird durch den Lenkeingriff einem von dem Fahrer beabsichtigten Fahrspurwechsel entgegengewirkt, wenn sich die Lage des Fahrzeugs in Richtung der anderen Fahrspur ändert, wodurch ein Unfall mit einem weiteren Fahrzeug auf der anderen Fahrspur vermieden werden kann.
Alternativ oder zusätzlich kann gemäß einer Ausführungsform eine zeitliche Lageveränderung des Fahrzeugs zu der Fahrbahn bestimmt werden. Die zeitliche Lageveränderung kann beispielsweise aus der Lage des Fahrzeugs zu der Fahrbahn bestimmt werden, indem die Lage des Fahrzeugs zu mindestens zwei Zeitpunkten bestimmt wird und daraus eine zeitliche Lageveränderung über der Zeit bestimmt wird. Der Lenkeingriff wird dann angesteuert, wenn bestimmt wird, dass der Fahrspurwechsel auf die andere Fahrspur beabsichtigt ist, und wenn bestimmt wird, dass der Fahrspurwechsel auf die andere Fahrspur nicht gefahrlos möglich ist, und wenn erfasst wird, dass das Fahrzeugs innerhalb einer vorgegebenen Zeit einen Rand der Fahrspur in Richtung der anderen Fahrspur überschreiten wird, wenn die zeitliche Lageveränderung weiterhin besteht, d. h., wenn der Fahrer nicht gegenlenkt. Auf diese Art und Weise wird durch den Lenkeingriff einem von dem Fahrer beabsichtigten Fahrspurwechsel entgegengewirkt, wenn sich die Lage des Fahrzeugs in Richtung der anderen Fahrspur ändert, wodurch ein Unfall mit einem weiteren Fahrzeug auf der anderen Fahrspur vermieden werden kann. Die vorgegebene Zeit kann beispielsweise in einem Bereich von 0,1–3,0 s liegen und beträgt beispielsweise vorzugsweise 0,7 s. Die Zeit, die vorrausichtlich vergeht, bis ein Rand der Fahrspur in Richtung der anderen Fahrspur überschritten wird, wird auch als ”time to lane cross” oder ”time to line cross” oder abgekürzt als TLC bezeichnet.
Das Bestimmen, ob der Fahrspurwechsel auf die andere Fahrspur gefahrlos möglich ist, kann ein Bestimmen, ob sich ein weiteres Fahrzeug auf der anderen Fahrspur im toten Winkel des Fahrzeugs befindet, oder ein Bestimmen, ob sich ein weiteres Fahrzeug auf der anderen Fahrspur dem Fahrzeug von hinten nähert, umfassen. Da derartige Informationen typischerweise von einem Seitenassistenzsystem eines Fahrzeugs bereitgestellt werden können, ist eine kostengünstige Realisierung des Verfahrens zum Steuern eines Lenkeingriffs möglich.
Das Bestimmen, ob der Fahrspurwechsel durch den Fahrer des Fahrzeugs beabsichtigt ist, kann beispielsweise durch Erfassen einer Betätigung eines Fahrtrichtungsanzeigers, eines sogenannten Blinkers, erfolgen. So ist eine zuverlässige Erkennung eines von dem Fahrer beabsichtigten Fahrspurwechsels auf eine kostengünstige Art und Weise sichergestellt.
Der Lenkeingriff kann beispielsweise ein Bewegen des Lenkrads, ein Gegenlenken gegen eine Lenkbewegung des Fahrers und/oder eine Vibration an dem Lenkrad des Fahrzeugs umfassen. Ein Bewegen des Lenkrads kann beispielsweise ein Aufbringen eines erhöhten Drehmoments gegen die Lenkbewegung des Fahrers umfassen, so dass dem Fahrer durch die erhöhte Gegenkraft beim Lenken der Fahrspurwechsel erschwert wird oder sogar vollständig verhindert wird. Ein Gegenlenken gegen eine Lenkbewegung des Fahrers kann beispielsweise derart erfolgen, dass die Räder zumindest teilweise unabhängig von der Lenkbewegung des Fahrers derart angesteuert werden, dass das Fahrzeug in der Spur bleibt. Schließlich können die zuvor genannten Mechanismen auch in Abhängigkeit davon, wie weit sich das Fahrzeug bereits einem Rand der Fahrspur in Richtung der anderen Fahrspur angenähert hat, mit unterschiedlicher Intensität oder in Kombination eingesetzt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Lenkeingriff angesteuert, wenn bestimmt wird, dass kein Fahrspurwechsel beabsichtigt ist, und wenn erfasst wird, dass die Lage des Fahrzeugs zu der Fahrspur derart ist, dass ein vorgegebener Mindestabstand des Fahrzeugs zu einem Rand der Fahrspur unterschritten ist. Bei dieser Ausführungsform wird somit zuverlässig verhindert, dass ein unbeabsichtigter Fahrspurwechsel, beispielsweise aufgrund einer Unaufmerksamkeit des Fahrers, stattfindet.
Alternativ oder zusätzlich kann gemäß einer Ausführungsform der Lenkeingriff auch dann angesteuert werden, wenn bestimmt wird, dass kein Fahrspurwechsel beabsichtigt ist, und wenn erfasst wird, dass das Fahrzeugs innerhalb einer vorgegebenen Zeit einen Rand der Fahrspur in Richtung der anderen Fahrspur überschreiten wird, wenn eine wie zuvor beschriebene zeitliche Lageveränderung weiterhin besteht, d. h., wenn der Fahrer nicht gegenlenkt. Auch bei dieser Ausführungsform wird somit verhindert, dass ein unbeabsichtigter Fahrspurwechsel, beispielsweise aufgrund einer Unaufmerksamkeit des Fahrers, stattfindet.
Erfindungsgemäß wird ferner ein Verfahren zum Unterstützen des Betriebs eines Fahrzeugs bereitgestellt, welches die folgenden Schritte umfasst. Zunächst wird eine Fahrspur, auf welcher sich das Fahrzeug bewegt, und eine Lage des Fahrzeugs zu dieser Fahrspur erfasst. Darüber hinaus wird bestimmt, ob ein Fahrspurwechsel auf eine andere Fahrspur, beispielsweise eine benachbarte Fahrspur, gefahrlos möglich ist. In Abhängigkeit der erfassten Lage des Fahrzeugs zu der Fahrspur und der Bestimmung, ob der Fahrspurwechsel gefahrlos möglich ist oder nicht, wird eine Warnung an einen Fahrer des Fahrzeugs ausgegeben. Die Warnung kann beispielsweise ausgegeben werden, wenn bestimmt wird, dass der Fahrspurwechsel auf die andere Fahrspur nicht gefahrlos möglich ist, und wenn erfasst wird, dass sich das Fahrzeug innerhalb der Fahrspur unterhalb eines vorgegebenen Mindestabstandes zu dem Rand der Fahrspur in Richtung der anderen Fahrspur befindet. Dadurch wird unabhängig davon, ob der Fahrer des Fahrzeugs einen Fahrspurwechsel beabsichtigt oder nicht, eine Warnung ausgegeben, wenn die Gefahr besteht, dass das Fahrzeug mit einem weiteren Fahrzeug auf der anderen Fahrspur kollidiert.
Alternativ oder zusätzlich kann gemäß einer Ausführungsform die Warnung auch dann ausgegeben werden, wenn bestimmt wird, dass der Fahrspurwechsel auf die andere Fahrspur nicht gefahrlos möglich ist, und wenn erfasst wird, dass das Fahrzeugs innerhalb einer vorgegebenen Zeit einen Rand der Fahrspur in Richtung der anderen Fahrspur überschreiten wird, wenn eine wie zuvor beschriebene zeitliche Lageveränderung weiterhin besteht, d. h., wenn der Fahrer nicht gegenlenkt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird zusätzlich bestimmt, ob ein Fahrspurwechsel auf die andere Fahrspur durch den Fahrer des Fahrzeugs beabsichtigt ist. Wenn bestimmt wird, dass der Fahrspurwechsel auf die andere Fahrspur nicht gefahrlos möglich ist und der Fahrspurwechsel von dem Fahrer des Fahrzeugs beabsichtigt ist, wird eine Warnung an den Fahrer ausgegeben. Dadurch kann bereits eine Warnung an den Fahrer des Fahrzeugs ausgegeben werden, bevor ein möglicher Fahrspurwechsel aufgrund einer Lageveränderung des Fahrzeugs innerhalb der Fahrspur bestimmt wurde. Somit ist ein frühzeitiges Warnen des Fahrers möglich, wenn ein beabsichtigter Fahrspurwechsel nicht gefahrlos möglich ist. Die Absicht, die Fahrspur zu wechseln, kann beispielsweise durch Erfassen einer Betätigung eines Fahrtrichtungsanzeigers des Fahrzeugs erfolgen.
Wie zuvor beschrieben, kann ein Bestimmen, ob der Fahrspurwechsel auf die andere Fahrspur gefahrlos möglich ist, dadurch erfolgen, dass bestimmt wird, ob sich ein weiteres Fahrzeug auf der anderen Fahrspur im toten Winkel des Fahrzeugs befindet oder ob sich ein weiteres Fahrzeug auf der anderen Fahrspur dem Fahrzeug von hinten nähert. Dabei kann beispielsweise auch die Geschwindigkeit des sich von hinten nähernden Fahrzeugs berücksichtigt werden, so dass beispielsweise nur dann ein Fahrspurwechsel als gefährlich eingestuft wird, wenn sich das von hinten nähernde Fahrzeug mit einer vorbestimmten Mindestgeschwindigkeit, beispielsweise bezogen auf das eigene Fahrzeug, nähert.
Das Anzeigen der Warnung für den Fahrer kann beispielsweise ein Aktivieren einer blinkenden Anzeige in einem Rückspiegel des Fahrzeugs umfassen. Darüber hinaus ist eine akustische, Anzeige oder eine optische Anzeige in einem Armaturenbrett des Fahrzeugs oder eine optische in die Windschutzscheibe des Fahrzeugs eingeblendete Anzeige zum Warnen des Fahrers möglich.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren zum Unterstützen des Betriebs eines Fahrzeugs ferner den Schritt eines Ausgebens einer Information an den Fahrer des Fahrzeugs, welche angibt, dass ein Fahrspurwechsel auf eine andere Fahrspur nicht gefahrlos möglich ist, wenn dies zuvor bestimmt wurde. Die Informationsausgabe kann z. B. ein Aktivieren einer Daueranzeige in einem Rückspiegel des Fahrzeugs umfassen. Darüber hinaus ist eine entsprechende Informationsanzeige in einem Armaturenbrett des Fahrzeugs möglich. Dadurch erhält der Fahrer des Fahrzeugs eine Information bezüglich der Umgebung des Fahrzeugs noch bevor er Maßnahmen für einen Spurwechsel, wie z. B. das Setzen eines Fahrtrichtungsanzeigers oder das Verändern der Position des Fahrzeugs innerhalb der augenblicklichen Fahrspur in Richtung der weiteren Fahrspur, ergreift.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird weiterhin ein Steuersystem zum Steuern eines Lenkeingriffs für ein Fahrzeug bereitgestellt. Das Steuersystem umfasst eine Fahrspurerfassungsvorrichtung zum Erfassen einer Fahrspur, auf welcher sich das Fahrzeug bewegt, und einer Lage des Fahrzeugs innerhalb dieser Fahrspur. Das Steuersystem umfasst weiterhin eine Fahrspurwechselbestimmungsvorrichtung zum Bestimmen, ob ein Fahrspurwechsel auf eine andere Fahrspur durch einen Fahrer des Fahrzeugs beabsichtigt ist. Eine derartige Fahrspurwechselbestimmungsvorrichtung kann beispielsweise ein Blinkerschalter des Fahrzeugs sein. Weiterhin umfasst das Steuersystem eine Überwachungsvorrichtung zum Bestimmen, ob der Fahrspurwechsel auf die andere Fahrspur gefahrlos möglich ist, eine Lenkeingriffsvorrichtung, welche mit einer Lenkung des Fahrzeugs gekoppelt ist und welche für einen Eingriff in die Lenkung ausgestaltet ist, und eine Verarbeitungseinheit, welche mit der Fahrspurerfassungsvorrichtung, der Fahrspurwechselbestimmungsvorrichtung, der Überwachungsvorrichtung und der Lenkeingriffsvorrichtung gekoppelt ist. Die Verarbeitungseinheit wertet Signale der Fahrspurerfassungsvorrichtung, der Fahrspurwechselbestimmungsvorrichtung und der Überwachungsvorrichtung aus und steuert die Lenkeingriffsvorrichtung in Abhängigkeit dieser Signale an. Mit Hilfe eines derartigen Steuersystems kann somit das zuvor beschriebene Verfahren zum Steuern eines Lenkeingriffs für ein Fahrzeug durchgeführt werden. Dementsprechend umfasst ein derartiges Steuersystem die im Zusammenhang mit dem Verfahren beschriebenen Vorteile.
Schließlich stellt die vorliegende Erfindung ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug bereit. Das Fahrerassistenzsystem umfasst eine Fahrspurerfassungsvorrichtung zum Erfassen einer Fahrspur, auf welcher sich das Fahrzeug bewegt, und einer Lage des Fahrzeugs zu der Fahrspur. Das Fahrerassistenzsystem umfasst ferner eine Überwachungsvorrichtung zum Bestimmen, ob ein Fahrspurwechsel auf eine andere Fahrspur gefahrlos möglich ist, eine Ausgabevorrichtung zum Ausgeben einer Warnung an einen Fahrer des Fahrzeugs und eine Verarbeitungseinheit, welche mit der Fahrspurerfassungsvorrichtung, der Überwachungsvorrichtung und der Ausgabevorrichtung gekoppelt ist. Die Verarbeitungseinheit ist ausgestaltet, Signale von der Fahrspurerfassungsvorrichtung und der Überwachungsvorrichtung zu verarbeiten und in Abhängigkeit dieser Signale die Anzeigevorrichtung anzusteuern. Ein derartiges Fahrerassistenzsystem ist somit zum Durchführen des zuvor beschriebenen Verfahrens zum Unterstützen des Betriebs eines Fahrzeugs ausgestaltet und weist die damit verbundenen Vorteile auf.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Fahrerassistenzsystem weiterhin das Steuersystem zum Steuern eines Lenkeingriffs für ein Fahrzeug wie zuvor beschrieben umfassen. In einem derartigen kombinierten System können die Spurerfassungsvorrichtung, die Überwachungsvorrichtung und die Verarbeitungseinheit sowohl zum Durchführen des Verfahrens zum Steuern eines Lenkeingriffs für ein Fahrzeug als auch zum Durchführen eines Verfahrens zum Unterstützen des Betriebs eines Fahrzeugs wie zuvor beschrieben verwendet werden. Durch die gemeinsame Nutzung dieser Vorrichtungen kann das kombinierte Fahrerassistenzsystem kostengünstig realisiert werden.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen erläutert.
1 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Steuern eines Lenkeingriffs für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Unterstützen des Betriebs eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt schematisch eine Fahrbahn mit zwei Fahrspuren und ein Fahrzeug, welches mit einem Steuersystem zum Steuern eines Lenkeingriffs für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und einem Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist.
1 stellt ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des Verfahrens zum Steuern eines Lenkeingriffs für ein Fahrzeug dar. In einem Schritt 1 wird eine Fahrspur, auf welcher sich das Fahrzeug bewegt, und eine Lage des Fahrzeugs zu der Fahrspur erfasst. In einem Schritt 2 wird beispielsweise durch Auswerten eines Blinkerschalters des Fahrzeugs bestimmt, ob der Fahrer des Fahrzeugs einen Fahrspurwechsel auf eine andere Fahrspur beabsichtigt. Wenn ein Fahrspurwechsel beabsichtigt ist, wird in einem Schritt 3 bestimmt, ob ein Fahrspurwechsel auf die andere Fahrspur gefahrlos möglich ist. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass ein Raum neben dem Fahrzeug auf der anderen Fahrspur auf das Vorhandensein eines weiteren Fahrzeugs hin überprüft wird, und/oder, dass überprüft wird, ob sich auf der anderen Fahrspur ein weiteres Fahrzeug dem Fahrzeug von hinten nähert. Wenn in Schritt 3 festgestellt wird, dass ein Fahrspurwechsel gefahrlos möglich ist, ist kein Lenkeingriff erforderlich und das Verfahren beginnt mit Schritt 1 von vorne. Wird in Schritt 3 hingegen festgestellt, dass sich ein weiteres Fahrzeug auf der anderen Fahrspur neben dem Fahrzeug befindet, beispielsweise in einem toten Winkel des Fahrzeugs, oder dass sich ein Fahrzeug von hinten dem Fahrzeug nähert, wird in Schritt 4 die Lage des Fahrzeugs zu der Fahrspur ausgewertet. Wenn das Fahrzeug einen vorgegebenen Mindestabstand zu einem Rand der Fahrspur in Richtung der anderen Fahrspur unterschreitet, wird in Schritt 5 ein Lenkeingriff durchgeführt. Anderenfalls wird das Verfahren mit Schritt 1 fortgesetzt. Der vorgegebene Mindestabstand kann beispielsweise 0,1–1 m, vorzugsweise 0,3 m, betragen. Der Lenkeingriff kann beispielsweise ein Gegenlenken oder ein Vibrieren des Lenkrades umfassen. Nach erfolgtem Lenkeingriff wird das Verfahren mit Schritt 1 fortgesetzt.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des Verfahrens zum Unterstützen des Betriebs eines Fahrzeugs. In einem Schritt 6 wird eine Fahrspur, auf welcher sich das Fahrzeug bewegt, und eine Lage des Fahrzeugs innerhalb dieser Fahrspur erfasst. In einem Schritt 7 wird, wie zuvor beschrieben, bestimmt, ob ein Fahrspurwechsel auf eine andere Fahrspur, beispielsweise eine benachbarte Fahrspur, gefahrlos möglich ist. Falls ein Spurwechsel gefahrlos möglich ist, weil sich weder ein weiteres Fahrzeug neben dem Fahrzeug auf der anderen Fahrspur befindet noch ein weiteres Fahrzeug auf der anderen Fahrspur von hinten nähert, wird das Verfahren mit Schritt 6 fortgesetzt. Befindet sich hingegen ein weiteres Fahrzeug auf der ande ren Fahrspur oder nähert sich ein anderes Fahrzeug auf der anderen Fahrspur, so wird in Schritt 8 eine entsprechende Information an den Fahrer des Fahrzeugs ausgegeben. Dies kann beispielsweise durch eine Daueranzeige in einem Rückspiegel erfolgen, wobei ein linker Rückspiegel des Fahrzeugs beispielsweise eine Information ausgibt, welche anzeigt, dass ein Fahrspurwechsel nach links nicht gefahrlos möglich ist, und wobei ein rechter Außenspiegel beispielsweise eine Information ausgibt, welche anzeigt, dass ein Fahrspurwechsel auf eine benachbarte rechte Spur nicht gefahrlos möglich ist. Darüber hinaus kann eine derartige Anzeige auch in einem Armaturenbrett des Fahrzeugs, beispielsweise getrennt für die rechte und die linke Seite, ausgegeben werden.
Dann wird in einem Schritt 9 die Lage des Fahrzeugs innerhalb der aktuellen Fahrspur, auf welcher sich das Fahrzeug bewegt, bestimmt. Wird dabei festgestellt, dass sich das Fahrzeug einem Rand der Fahrspur nähert, indem beispielsweise ein Mindestabstand von beispielsweise 0,1–1 m, z. B. 0,3 m, zu dem Rand der Spur unterschritten wird, wird in einem Schritt 10 eine Warnung an den Fahrer des Fahrzeugs ausgegeben. Diese Warnung kann beispielsweise vergleichbar zu der Informationsausgabe eine blinkende Ausgabe in einem der Rückspiegel umfassen oder alternativ oder zusätzlich ein akustisches Warnsignal umfassen. Wird hingegen in Schritt 9 festgestellt, dass sich das Fahrzeug noch ausreichend innerhalb der Fahrspur befindet, wird in Schritt 11 bestimmt, ob der Fahrer einen Fahrspurwechsel auf eine andere Fahrspur beabsichtigt. Dies kann beispielsweise durch Auswerten eines Signals von einem Blinkerschalter des Fahrzeugs erfolgen. Wird in Schritt 11 erkannt, dass der Fahrer einen Fahrspurwechsel beabsichtigt, so wird, wie zuvor beschrieben, in Schritt 10 eine entsprechende Warnung ausgegeben. Nachdem die Warnung in Schritt 10 ausgegeben wurde, wird das Verfahren mit Schritt 6 fortgesetzt. Wurde in Schritt 11 hingegen festgestellt, dass der Fahrer keinen Fahrspurwechsel beabsichtigt, so wird das Verfahren ohne Ausgabe einer Warnung in Schritt 6 fortgesetzt.
3 zeigt eine Fahrbahn 12 mit einer rechten Fahrspur 13 und einer linken Fahrspur 14. Auf der rechten Fahrspur 13 befindet sich ein Fahrzeug 15, welches sich wie durch den Pfeil 16 angezeigt auf der Fahrbahn 13 von links nach rechts in 3 bewegt. Auf der Fahrspur 14 befindet sich ein weiteres Fahrzeug 17, welches sich ebenfalls wie durch den Pfeil 18 angezeigt auf der Fahrspur 14 von links nach rechts bewegt.
Das Fahrzeug 15 umfasst ein Steuersystem 25 (gestrichelte Linie) zum Steuern eines Lenkeingriffs, welches eine Spurerfassungsvorrichtung 19 umfasst, die derart ausgestaltet ist, dass sie erkennt, dass sich das Fahrzeug 15 auf der Fahrspur 13 bewegt und überdies die Lage des Fahrzeugs 15 bezogen auf die Fahrspur 13 erfasst. Die Lage des Fahrzeugs 15 zu der Fahrspur 13 kann beispielsweise dadurch erfasst werden, dass ein rechter Abstand 20 des Fahrzeugs 15 zu einem rechten Fahrspurrand 21 und ein linker Abstand 22 von dem Fahrzeug 15 zu einem linken Fahrspurrand 23 erfasst wird. Das Steuersystem 25 umfasst ferner eine Fahrspurwechselbestimmungsvorrichtung 24 zum Bestimmen, ob ein Fahrspurwechsel auf eine andere Fahrspur 14 durch einen Fahrer des Fahrzeugs beabsichtigt ist. Diese Fahrspurwechselbestimmungsvorrichtung 24 kann beispielsweise einen Blinkerhebelschalter des Fahrzeugs 15 umfassen. Weiterhin umfasst das Steuersystem 25 eine Überwachungsvorrichtung 26 zum Bestimmen, ob der Fahrspurwechsel auf die andere Fahrspur 14 gefahrlos möglich ist. Diese Überwachung kann beispielsweise mit Hilfe einer Kamera, einer Radarerfassungsvorrichtung, einer Lasererfassungsvorrichtung oder dergleichen erfolgen. Das Steuersystem 25 umfasst weiterhin eine Lenkeingriffsvorrichtung 27, welche mit einer Lenkung 28 des Fahrzeugs 15 gekoppelt ist. Die Lenkeingriffsvorrichtung 27 kann beispielsweise eine Vibration an dem Lenkrad der Lenkung 28 hervorrufen, um so den Fahrer auf eine gefährliche Situation hinzuweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die Lenkeingriffsvorrichtung 27 beispielsweise den Lenkwiderstand erhöhen oder direkt ein Gegenlenken gegen eine Steuerung des Fahrers bewirken. Schließlich umfasst das Steuersystem 25 eine Verarbeitungseinheit 29, welche mit der Fahrspurerfassungsvorrichtung 19, der Fahrspurwechselbestimmungsvorrichtung 24, der Überwachungsvorrichtung 26 und der Lenkeingriffsvorrichtung 27 gekoppelt ist. Die Verarbeitungseinheit 29 kann beispielsweise eine mikroprozessorgesteuerte Steuereinheit sein, welche elektrisch mit den zuvor genannten Vorrichtungen gekoppelt ist, um Signale von diesen Vorrichtungen zu empfangen bzw. Signale an die Vorrichtungen, insbesondere die Lenkeingriffsvorrichtung, auszugeben.
Mit Hilfe des zuvor beschriebenen Steuersystems 25 kann das zuvor beschriebene Verfahren zum Steuern eines Lenkeingriffs für das Fahrzeug 15 wie zuvor beschrieben ausgeführt werden.
Das Fahrzeug 15 der 3 umfasst ferner ein Fahrerassistenzsystem 30 (strichpunktierte Linie). Das Fahrerassistenzsystem 30 umfasst die Fahrspurerfassungsvorrichtung 19, die Überwachungsvorrichtung 26, eine Ausgabevorrichtung 31 zum Ausgeben einer Warnung für einen Fahrer des Fahrzeugs 15 und die Verarbeitungseinheit 29. Die Verarbeitungseinheit 29 ist mit der Fahrspurerfassungsvorrichtung 19, der Überwachungsvorrichtung 26 und der Ausgabevorrichtung 31 gekoppelt. Die Verarbeitungseinheit 29 ist derart ausgestaltet, dass sie Signale der Fahrspurerfassungsvorrichtung 19 und der Überwachungsvorrichtung 26 empfängt und in Abhängigkeit dieser empfangenen Signale die Ausgabevorrichtung 31, wie zuvor im Zusammenhang mit der Beschreibung des Verfahrens zum Unterstützen des Betriebs eines Fahrzeugs beschrieben, ansteuert. Die Ausgabevorrichtung 31 kann beispielsweise eine optische Leuchtanzeige in einem Rückspiegel des Fahrzeugs 15 umfassen, welche beim Ausgeben einer Warnung an den Fahrer beispielsweise blinkt oder in einer vorbestimmten Farbe leuchtet, und welche zum Ausgeben einer Information, dass ein Fahrspurwechsel derzeit nicht gefahrlos möglich ist, beispielsweise eine Dauerleuchtanzeige ausgibt. Darüber hinaus kann die Ausgabevorrichtung 31 auch eine akustische Ausgabevorrichtung zur Ausgabe eines Ton- oder Sprachsignals an den Fahrer umfassen oder eine entsprechende Anzeige in einem Armaturenbrett des Fahrzeugs 15 umfassen.
Wie aus 3 ersichtlich, werden die Fahrspurerfassungsvorrichtung 19, die Überwachungsvorrichtung 26 und die Verarbeitungseinheit 29 sowohl von dem Steuersystem 25 als auch von dem Fahrerassistenzsystem 30 verwendet. Die Verarbeitungseinheit 29 ist daher derart ausgestaltet, dass sie gleichzeitig sowohl das Verfahren zum Steuern eines Lenkeingriffs als auch das Verfahren zum Unterstützen des Betriebs eines Fahrzeugs wie zuvor beschrieben durchführt. Durch die gemeinsame Verwendung der Fahrspurerfassungsvorrichtung 19 und der Überwachungsvorrichtung 26 ist eine Realisierung des Steuersystems 25 und des Fahrerassistenzsystems 30 besonders kostengünstig möglich, wobei dem Fahrer gleichzeitig leistungsfähige Hilfssysteme bereitgestellt werden, um die Verkehrssicherheit des Fahrzeugs im Betrieb zu erhöhen.

1–11: Verfahrensschritt
12: Fahrbahn
13: Rechte Fahrspur
14: Linke Fahrspur
15: Fahrzeug
16: Fahrtrichtung
17: Weiteres Fahrzeug
18: Fahrtrichtung
19: Fahrspurerfassungsvorrichtung
20: Abstand rechter Fahrspurrand
21: Rechter Fahrspurrand
22: Abstand linker Fahrspurrand
23: Linker Fahrspurrand
24: Fahrspurwechselbestimmungsvorrichtung
25: Steuersystem
26: Überwachungsvorrichtung
27: Lenkeingriffsvorrichtung
28: Lenkung
29: Verarbeitungseinheit
30: Fahrerassistenzsystem
31: Ausgabevorrichtung

Claims

Verfahren zum Steuern eines Lenkeingriffs für ein Fahrzeug, umfassend die Schritte: – Erfassen (1) einer Fahrspur (13), auf welcher sich das Fahrzeug (15) bewegt, und einer Lage (20, 22) des Fahrzeugs (15) zu der Fahrspur (13), – Bestimmen (2), ob ein Fahrspurwechsel auf eine andere Fahrspur (14) durch einen Fahrer des Fahrzeugs (15) beabsichtigt ist, und – Bestimmen (3), ob ein Fahrspurwechsel auf die andere Fahrspur (14) gefahrlos möglich ist, gekennzeichnet durch – Ansteuern (5) des Lenkeingriffs, um das Fahrzeug (15) in der erfassten Fahrspur (13) zu halten, in Abhängigkeit der erfassten Lage (20, 22) des Fahrzeugs (15) zu der Fahrspur (13), der Bestimmung, ob ein Fahrspurwechsel beabsichtigt ist, und der Bestimmung, ob ein Fahrspurwechsel gefahrlos möglich ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenkeingriff angesteuert wird, wenn bestimmt wird, dass der Fahrspurwechsel auf die andere Fahrspur (14) beabsichtigt ist, und wenn bestimmt wird, dass der Fahrspurwechsel auf die andere Fahrspur (14) nicht gefahrlos möglich ist, und wenn erfasst wird, dass die Lage (20, 22) des Fahrzeugs (15) zu der Fahrspur (13) derart ist, dass ein vorgegebener Mindestabstand des Fahrzeugs (15) zu einem Rand (23) der Fahrspur (13) in Richtung der anderen Fahrspur (14) unterschritten ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Lage (20, 22) des Fahrzeugs (15) zu der Fahrspur (13) eine zeitliche Lageveränderung des Fahrzeugs (15) zu der Fahrspur (13) bestimmt wird, und dass der Lenkeingriff angesteuert wird, wenn bestimmt wird, dass der Fahrspurwechsel auf die andere Fahrspur (14) beabsichtigt ist, und wenn bestimmt wird, dass der Fahrspurwechsel auf die andere Fahrspur (14) nicht gefahrlos möglich ist, und wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug (15) der bestimmten zeitlichen Lageveränderung innerhalb einer vorgegebenen Zeit einen Rand (23) der Fahrspur (13) in Richtung der anderen Fahrspur (14) überschreiten wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenkeingriff angesteuert wird, wenn bestimmt wird, dass kein Fahrspurwechsel beabsichtigt ist, und wenn erfasst wird, dass die Lage (20, 22) des Fahrzeugs (15) zu der Fahrspur (13) derart ist, dass ein vorgegebener Mindestabstand des Fahrzeugs (15) zu einem Rand (21, 23) der Fahrspur (13) unterschritten ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Lage (20, 22) des Fahrzeugs (15) zu der Fahrspur (13) eine zeitliche Lageveränderung des Fahrzeugs (15) zu der Fahrspur (13) bestimmt wird, und dass der Lenkeingriff angesteuert wird, wenn bestimmt wird, dass kein Fahrspurwechsel beabsichtigt ist, und wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug (15) bei der bestimmten zeitlichen Lageveränderung innerhalb einer vorgegebenen Zeit einen Rand (23) der Fahrspur (13) in Richtung der anderen Fahrspur (14) überschreiten wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen (2), ob der Fahrspurwechsel auf die andere Fahrspur (14) gefahrlos möglich ist, ein Bestimmen, ob sich ein weiteres Fahrzeug (17) auf der anderen Fahrspur (14) im toten Winkel des Fahrzeugs (15) befindet, umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen (2), ob der Fahrspurwechsel auf die andere Fahrspur (14) gefahrlos möglich ist, ein Bestimmen, ob sich ein weiteres Fahrzeug (17) auf der anderen Fahrspur (14) dem Fahrzeug (15) von hinten nähert, umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen (3), ob der Fahrspurwechsel durch den Fahrer des Fahrzeugs (15) beabsichtigt ist, ein Erfassen einer Betätigung eines Fahrtrichtungsanzeigers (24) des Fahrzeugs (15) umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansteuern des Lenkeingriffs (5) ein Bewegen eines Lenkrads (28) des Fahrzeugs (15) umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansteuern des Lenkeingriffs (5) ein Gegenlenken gegen eine Lenkbewegung des Fahrers umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansteuern des Lenkeingriffs (5) eine Vibration an einem Lenkrad (28) des Fahrzeugs (15) umfasst.
Verfahren zum Unterstützen des Betriebs eines Fahrzeugs, umfassend die Schritte: – Erfassen (6) einer Fahrspur (13), auf welcher sich das Fahrzeug (15) bewegt, und einer Lage (20, 22) des Fahrzeugs (15) zu der Fahrspur (13), – Bestimmen (7), ob ein Fahrspurwechsel auf eine andere Fahrspur (14) gefahrlos möglich ist, gekennzeichnet durch – Ausgeben (10) einer Warnung für einen Fahrer des Fahrzeugs (15) in Abhängigkeit der erfassten Lage (20, 22) des Fahrzeugs (15) zu der Fahrspur (13) und der Bestimmung (7), ob der Fahrspurwechsel gefahrlos möglich ist.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Warnung für den Fahrer des Fahrzeugs (15) ausgegeben wird, wenn bestimmt wird, dass der Fahrspurwechsel auf die andere Fahrspur (14) nicht gefahrlos möglich ist, und wenn erfasst wird, dass die Lage (22) des Fahrzeugs (15) zu der Fahrspur (13) derart ist, dass ein vorgegebener Mindestabstand des Fahrzeugs (15) zu einem Rand (23) der Fahrspur (13) in Richtung der anderen Fahrspur (14) unterschritten ist.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Lage (20, 22) des Fahrzeugs (15) zu der Fahrspur (13) eine zeitliche Lageveränderung des Fahrzeugs (15) zu der Fahrspur (13) bestimmt wird, und dass die Warnung für den Fahrer des Fahrzeugs (15) ausgegeben wird, wenn bestimmt wird, dass der Fahrspurwechsel auf die andere Fahrspur (14) nicht gefahrlos möglich ist, und wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug (15) bei der bestimmten zeitlichen Lageveränderung innerhalb einer vorgegebenen Zeit einen Rand (23) der Fahrspur (13) in Richtung der anderen Fahrspur (14) überschreiten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12–14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner die Schritte umfasst: – Bestimmen (11), ob ein Fahrspurwechsel auf die andere Fahrspur (14) durch einen Fahrer des Fahrzeugs (15) beabsichtigt ist, und – Ausgeben (10) einer Warnung für den Fahrer des Fahrzeugs, wenn bestimmt wird, dass der Fahrspurwechsel auf die andere Fahrspur (14) nicht gefahrlos möglich ist, und wenn bestimmt wird, dass der Fahrspurwechsel durch den Fahrer des Fahrzeugs (15) beabsichtigt ist.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen (11), ob der Fahrspurwechsel durch einen Fahrer des Fahrzeugs (15) beabsichtigt ist, ein Erfassen einer Betätigung eines Fahrtrichtungsanzeigers (24) des Fahrzeugs (15) umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12–16, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen (7), ob der Fahrspurwechsel auf die andere Fahrspur (14) gefahrlos möglich ist, ein Bestimmen, ob sich ein weiteres Fahrzeug (17) auf der anderen Fahrspur (14) im toten Winkel des Fahrzeugs (15) befindet, umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12–17, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen (7), ob der Fahrspurwechsel auf die andere Fahrspur (14) gefahrlos möglich ist, ein Bestimmen, ob sich ein weiteres Fahrzeug (17) auf der anderen Fahrspur (14) dem Fahrzeug (15) von hinten nähert, umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12–18, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgeben (10) der Warnung ein Aktivieren einer blinkenden Anzeige in einem Rückspiegel (31) des Fahrzeugs (15) umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12–19, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner den Schritt umfasst: Ausgeben (8) einer Information für den Fahrer des Fahrzeugs (15), dass der Fahrspurwechsel auf die andere Fahrspur (14) nicht gefahrlos möglich ist, wenn bestimmt wurde, dass der Fahrspurwechsel auf die andere Fahrspur (14) nicht gefahrlos möglich ist.
Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgeben (8) der Information ein Aktivieren einer Daueranzeige in einem Rückspiegel (31) des Fahrzeugs (15) umfasst.
Steuersystem zum Steuern eines Lenkeingriffs für ein Fahrzeug, umfassend: – eine Fahrspurerfassungsvorrichtung (19) zum Erfassen einer Fahrspur (13), auf welcher sich das Fahrzeug (15) bewegt, und einer Lage (20, 22) des Fahrzeugs (15) zu der Fahrspur (13), – eine Fahrspurwechselbestimmungsvorrichtung (24) zum Bestimmen, ob ein Fahrspurwechsel auf eine andere Fahrspur (14) durch einen Fahrer des Fahrzeugs (15) beabsichtigt ist, – eine Überwachungsvorrichtung (26) zum Bestimmen, ob der Fahrspurwechsel auf die andere Fahrspur (14) gefahrlos möglich ist, – eine Lenkeingriffsvorrichtung (27), welche mit einer Lenkung (28) des Fahrzeugs (15) gekoppelt ist und welche für einen Eingriff in die Lenkung (28) ausgestaltet ist, und – eine Verarbeitungseinheit (29), welche mit der Fahrspurerfassungsvorrichtung (19), der Fahrspurwechselbestimmungsvorrichtung (24), der Überwachungsvorrichtung (26) und der Lenkeingriffsvorrichtung (27) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit (29) ausgestaltet ist, die Lenkeingriffsvorrichtung (27) in Abhängigkeit von Signalen der Fahrspurerfassungsvorrichtung (19), der Fahrspurwechselbestimmungsvorrichtung (24) und der Überwachungsvorrichtung (26) anzusteuern.
Steuersystem nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuersystem (25) zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1–11 ausgestaltet ist.
Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug, umfassend: – eine Fahrspurerfassungsvorrichtung (19) zum Erfassen einer Fahrspur (13), auf welcher sich das Fahrzeug (15) bewegt, und einer Lage (20, 22) des Fahrzeugs (15) zu der Fahrspur (13), – eine Überwachungsvorrichtung (26) zum Bestimmen, ob ein Fahrspurwechsel auf eine andere Fahrspur (14) gefahrlos möglich ist, – eine Ausgabevorrichtung (31) zum Ausgeben einer Warnung für einen Fahrer des Fahrzeugs (15), und – eine Verarbeitungseinheit (29), welche mit der Fahrspurerfassungsvorrichtung (19), der Überwachungsvorrichtung (26) und der Ausgabevorrichtung (31) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit (29) ausgestaltet ist, die Ausgabevorrichtung (31) in Abhängigkeit von Signalen der Fahrspurerfassungsvorrichtung (19) und der Überwachungsvorrichtung (26) anzusteuern.
Fahrerassistenzsystem nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrerassistenzsystem (30) zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 12–21 ausgestaltet ist.
Fahrerassistenzsystem nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrerassistenzsystem (30) ferner ein Steuersystem (25) zum Steuern eines Lenkeingriffs für ein Fahrzeug (15) nach Anspruch 22 oder Anspruch 23 umfasst.