Beschreibung

Titel

VERFAHREN UND VORRICHTUNG FüR DIE STEUERUNG EINES FAHRERASSISTENZSYSTEMS

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Steuerung eines Fahrerassistenzsystems nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Es sind bereits Fahrerassistenzsysteme mit der Assistenzfunktion ACC (Adaptive Cruise Control), bekannt, die den Fahrer eines Fahrzeugs bei der Einhaltung des Abstands zu vorausfahrenden Fahrzeugen unterstützen. Das Fahrerassistenzsystem umfasst hierzu umfelderfassende Sensoren, wie insbesondere Radar- und/oder Lidarsensoren, die in der Lage sind, den Abstand und/oder die Geschwindigkeit eines Objekts in dem Umfeld des Fahrzeugs zu detektie- ren. Weiterhin sind Fahrerassistenzsysteme bekannt, die den Fahrer bei dem Einhalten einer gewählten Fahrspur unterstützen. Das Fahrerassistenzsystem umfasst dazu Assistenzfunktionen wie LDW (Lane Departure Warning) und LKS (Lane Keeping Support). Die Assistenzfunktion LDW warnt den Fahrer vor einem Verlassen der Fahrspur durch Erzeugung von optischen und/oder akustischen und/oder haptischen Signalen. Die Assistenzfunktion LKS greift aktiv in Bordsysteme des Fahrzeugs, wie beispiels- weise das Lenksystem, und/oder das Bremssystem oder ein ESP-System ein, um ein von der Fahrspur abweichendes Fahrzeug in der Fahrspur zu halten. Das Fahrerassistenzsystem umfasst dazu ein insbesondere mindestens einen Videosensor umfassendes Sensorsystem für die Erfassung von Fahrspurmarkierungen oder dergleichen. In Entwicklung befindet sich weiterhin ein Fahrerassistenzsystem mit der Assistenzfunkti- on LCA (Lane Change Aid), die den Fahrer bei einem Spurwechsel unterstützt. Dabei wird der rückwärtige Bereich des Fahrzeugumfelds, insbesondere die Zielspur, auf die der Fahrer bei einem Spurwechsel wechseln möchte, mit einem rückwärts schauenden Sensor, wie insbesondere einem Radarsensor, überwacht. Hierdurch soll ein Spurwechsel nur bei freier Nachbarspur ermöglicht werden. Die Spurwechselabsicht des

Fahrers soll dabei in der Regel durch eine Betätigung des Blinkers erkannt werden. Sollte der Fahrer einen Spurwechsel ohne Betätigung des Blinkers einleiten, kann jedoch bei herkömmlichen Fahrerassistenzsystemen eine Spurwechselabsicht nicht ohne weiteres erkannt werden.

Offenbarung der Erfindung

Technische Aufgabe

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrerassistenzsystem der gattungsgemäßen Art dahingehend zu verbessern, dass ein Spurwechsel auch dann sicher durchgeführt werden kann, wenn der Fahrer den Spurwechsel nicht ausdrücklich durch Betätigung des Blinkers ankündigt.

Technische Lösung

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren für die Steuerung eines Fahrerassistenzsystems mit einem Spurverlassenswarner, einem Spurhalteassistent und einem Spurwechselassistent gelöst, indem bei Erfassen einer Fahrtrichtungsänderung ohne vorherige Betätigung des Fahrtrichtungsanzeigers das Vorhandensein und die Anzahl von benachbarten Fahrspuren in einem Verkehrsraum (30, 40, 60) erfasst werden, und dass bei Feststellung mehrerer befahrbarer Fahrspuren der Spurwechselassistent aktiviert wird. Besonders vorteilhaft werden bei der Erfassung der befahrbaren Fahrspuren Daten über den Straßentyp aus einem Navigationssystems berücksichtigt, da hierdurch die Detektionswahrscheinlichkeit für befahrbare Fahrspuren verbessert werden kann. Vorteilhaft werden bei Nicht- erfassung von befahrbaren benachbarten Fahrspuren der Spurwechselassistent deaktiviert, und der Spurverlassenswarner und ggf. der Spurhalteassistent aktiviert werden, um so einen unbeabsichtigten oder unzulässigen Wechsel der Fahrspur nach Möglichkeit zu verhindern. Vorteilhaft wird die Befahrbarkeit benachbarter Fahrspuren anhand von Fahrspurmarkierungen, und/oder Verkehrs- zeichen und/oder der Fahrtrichtung von Objekten in dem Verkehrsraum erfasst.

Vorteilhafte Wirkungen

Die Erfindung ermöglicht eine weitere Verbesserung des Fahrkomforts bei einem mit einem Fahrerassistenzsystem ausgestatteten Fahrzeug, da die Fehlertoleranz gegenüber Bedienungsfehlern des Fahrzeugs erhöht wird, ohne Abstriche an Sicherheitserwägungen machen zu müssen. So wird durch die Erfindung ein verkehrssicherer Spurwechsel ermöglicht, auch wenn der Fahrer es versäumt, einen beabsichtigten Spurwechsel durch Betätigung des Blinkers einzuleiten. Ohne die erfindungsgemäße Lösung würde das Funktionsmodul LDW (Spurver- lassenswarner) ständig ein Warnsignal bereitstellen, sofern der Fahrer einen Spurwechsel ohne Setzen des Blinkers einleitet, da der Fahrerwunsch nicht voll- ständig erfasst wird. Zudem könnte ein Funktionsmodul LCA (Spurwechselassistent) einen beabsichtigten Spurwechsel nicht vollständig und zuverlässig erfassen und es könnte zu Fehlreaktionen kommen. Durch Berücksichtigung der Ausgangssignale des Videosensors eines Funktionsmoduls LDW kann ermittelt werden, ob, abgesehen von der eigenen Fahrspur, noch weitere prinzipiell befahrba- re Fahrspuren, insbesondere links und rechts der eigenen Fahrspur liegende

Fahrspuren, vorhanden sind. In diesem Fall könnte ein Spurwechsel prinzipiell in Frage kommen, so dass eine Spurwechselassistenzfunktion aktiviert werden kann, um dem Fahrer einen sicheren Wechsel der Fahrspur zu ermöglichen. Sind keine benachbarten Fahrspuren vorhanden, bleibt der Assistent für den Spurwechsel deaktiviert und der Spurverlassenswarner warnt den Fahrer bei einem drohenden Verlassen der eigenen Fahrspur. Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung, der Zeichnung und den Unteransprüchen. Durch die Steigerung des Fahrkomforts ergibt sich ein größerer Nutzen für den Fahrer. Dadurch wird auch die Akzeptanz für das Fahrerassistenzsystem gesteigert. Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

Figur 1 ein Blockdiagramm eines Fahrerassistenzsystems;

Figur 2 ein Ablaufdiagramm;

Figur 3 eine Aufsicht auf einen Verkehrsraum mit einer mehrspurigen

Richtungsfahrbahn;

Figur 4 eine Aufsicht auf einen Verkehrsraum mit einer einspurigen Rich- tungsfahrbahn;

Figur 5 eine Aufsicht auf einen Verkehrsraum mit einer einspurigen Richtungsfahrbahn;

Figur 6 eine Aufsicht auf einen Verkehrsraum mit einer mehrspurigen

Richtungsfahrbahn;

Figur7 eine Aufsicht auf einen Verkehrsraum mit einer mehrspurigen

Richtungsfahrbahn;

Figur 8 eine Aufsicht auf einen Verkehrsraum mit je einer einspurigen

Richtungsfahrbahn.

Ausführungsformen der Erfindung

Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Figur 1 zeigt ein Blockdiagramm eines Fahrerassistenzsystems 1. Figur 2 zeigt ein Ablaufdiagramm. Figur 3, Figur 4, Figur 5, Figur 6, Figur 7 und Figur 8 zeigen jeweils eine Aufsicht auf einen Verkehrsraum zur Verdeutlichung unterschiedlicher Verkehrssituationen, die mit der Erfindung gemeistert werden können. So zeigt Figur 3 die Fahrt eines Fahrzeugs 100 auf einer zweispurigen Richtungsfahrbahn, also auf einer Schnellstraße oder Autobahn. Figur 4, Figur 5 und Figur 8 zeigen die Fahrt eines Fahrzeugs 100 auf einer Bundes- oder Landstraße mit je einer Richtungsfahrbahn. Figur 6 verdeutlicht einen Spurwechsel eines Fahrzeugs 100 auf eine von einem anderen Fahrzeug

101 befahrene Zielspur. Figur 7 zeigt die Fahrt eines Fahrzeugs 100 auf einer 3 Richtungsspuren umfassenden Fahrbahn.

Das in Figur 1 dargestellte Fahrerassistenzsystem 1 umfasst ein Funktionsmodul LDW 3 (Lane Departure Warning), ein Funktionsmodul LCA 2 (Lane Change Aid)

und ein Funktionsmodul LKS 5. Das Funktionsmodul LDW 3 ist mit mindestens einem Videosensor 3.1 verbunden. Das Funktionsmodul LCA 2 ist mit mindestens einem Radarsensor 2.1 verbunden. Beispielhaft werden hier nur mindestens ein Videosensor und mindestens ein Radarsensor erwähnt. Alternativ und/oder zusätzlich können auch noch andere Sensortypen, wie beispielsweise Lidarsen- soren und Ultraschallsensoren, vorgesehen sein. Ausgangsseitig sind die Funktionsmodule LDW 3 und LCA 2 mit einem Funktionsmodul Koordination 4 verbunden. Mit Hilfe des mindestens einen Videosensors 3.1 erfasst das Funktionsmodul LDW 3 des Fahrerassistenzsystems 1 Fahrspurmarkierungen der vor dem Fahrzeug liegenden Fahrspur bzw. Fahrspuren, um so insbesondere den

Verlauf der eigenen Fahrspur zu detektieren. Mit Hilfe des mindestens einen Radarsensors 2.1 überwacht das Funktionsmodul LCA 2 vorzugsweise die hinter dem eigenen Fahrzeug oder seitlich hinter dem eigenen Fahrzeug liegenden Bereiche des Verkehrsraums, um auf diese Weise Objekte in dem Verkehrsraum, insbesondere sich dem eigenen Fahrzeug nähernde Fremdfahrzeuge zu erfassen. Das Funktionsmodul Koordination 4 koppelt die Funktionsmodule LCA 2 und LDW 3 und steuert diese in Abhängigkeit von Funktionsabläufen, die im Folgenden anhand des in Figur 2 dargestellten Ablaufdiagramms erläutert werden. In Schritt 20 wird geprüft, ob der Fahrer des Fahrzeugs den Blinker betätigt hat oder nicht. Zusätzlich kann, mittels eines nicht dargestellten Lenkwinkelsensors, der jeweilige Lenkwinkel erfasst werden. Auf diese Weise kann die Schaltlage des Blinkers plausibilisiert werden. Falls der Fahrer den Blinker gesetzt hat, wird dies von dem Fahrerassistenzsystem 1 als zu respektierende Entscheidung des Fahrers gewertet. über den Schritt 20.1 wird zu dem Schritt 25 verzweigt, in dem das Funktionsmodul LCA 2 aktiviert wird, um den Fahrer bei dem bevorstehenden

Spurwechsel zu unterstützen. Der Spurwechsel in die von dem Fahrer angestrebte Zielspur wird zugelassen, wenn das Fahrerassistenzsystem mit Hilfe des Funktionsmoduls LCA 2 feststellt, dass die von dem Fahrer angestrebte Zielspur frei von Objekten oder Hindernissen, wie insbesondere einem sich nähernden Fahrzeug, ist. Sofern ein Hindernis detektiert wird, kann über das Funktionsmodul LDW 3 zumindest ein Warnsignal ausgegeben werden. Dabei sind ein optisches und/oder akustisches und/oder haptisches Warnsignal bzw. beliebige Kombinationen dieser Warnsignale möglich. Weiterhin kann, über ein Funktionsmodul LKS 5, in Bordsysteme des Fahrzeugs, wie beispielsweise das Lenk- System, das Bremssystem oder ein ESP-System eingegriffen werden, um zumin-

dest zeitweise einen Spurwechsel zu unterbinden, solange ein Risiko besteht. Sofern der Fahrer den Blinker nicht betätigt hat, wird über den Schritt 20.2 zu dem Schritt 21 übergeleitet. In dem Schritt 21 wird, durch Auswertung der Daten des Videosensors 3.1, überprüft, ob in dem Verkehrsraum, abgesehen von der eigenen Fahrspur, noch weitere befahrbare Fahrspuren vorhanden sind. Befahrbar im Sinne der vorliegenden Erfindung bezieht sich dabei nicht nur auf das Vorhandensein benachbarter Fahrspuren, sondern auch auf die Zulässigkeit oder Möglichkeit, eine benachbarte Fahrspur mittels eines Spurwechsels zu erreichen und zu befahren. Eine benachbarte Fahrspur, die jedoch durch eine ununterbro- chene Fahrspurmarkierung von der eigenen Fahrspur abgetrennt ist, wäre also im vorliegenden Sinne nicht befahrbar, da ein Spurwechsel auf diese Fahrspur unzulässig ist. Vorteilhaft kann weiterhin, beispielsweise anhand der Daten eines Navigationssystems 6 oder durch Beobachtung und Analyse des Verkehrsflusses, festgestellt werden, um welchen Straßentyp (Autobahn, Landstraße) es sich handelt und ob mit Gegenverkehr auf einer benachbarten Fahrspur, insbesondere auf der angestrebten Zielspur, gerechnet werden muss. Sind keine befahrbaren Nachbarspuren vorhanden, zum Beispiel bei Fahrt auf einer Bundes- oder Landstraße, wie in Figur 4 und Figur 5 dargestellt, dann erfolgt über den Schritt 21.2 ein übergang zu dem Schritt 23. In Schritt 23 werden das Funktionsmodul LDW 3 und das Funktionsmodul LKS 5 aktiviert. über den Schritt 23.1 erfolgt eine überleitung zu dem Schritt 24. In dem Schritt 24 wird geprüft, ob das Fahrzeug die eigene Fahrspur in Richtung einer nicht vorhandenen Fahrspur oder in Richtung einer nicht zulässigen Fahrspur zu verlassen droht. Ist das nicht der Fall, kann über den Schritt 24.2 zu dem Schritt 25 übergeleitet werden. Sofern ein Verlassen der eigenen Fahrspur droht, wird über den Schritt 24.1 zu dem

Schritt 26 übergeleitet, in dem das Funktionsmodul LDW 3 zumindest ein Warnsignal bereitstellt, um den Fahrer vor dem Verlassen der eigenen Spur zu warnen. Notfalls kann weiter zu dem Schritt 27 übergegangen werden, um mittels des Funktionsmoduls LKS 5 zumindest zeitweilig ein Verlassen der eigenen Fahrspur zu unterbinden. Im Folgenden wird die Beschreibung mit Darstellung der noch nicht beschriebenen Alternative des Schritts 21 fortgesetzt. Wird in dem Schritt 21 festgestellt, dass mehrere Fahrspuren vorhanden sind, wird zu dem Schritt 21.1 verzweigt. In dem Schritt 21.1 wird die Anzahl der in dem Verkehrsraum vorhandenen Fahrspuren erfasst. Werden dabei mindestens zwei befahr- bare Nachbarspuren festgestellt, die beispielsweise links und rechts der eigenen

Fahrspur liegen (Figur 7), dann wird das Funktionsmodul LCA 2 aktiviert ( über Schritt 22.1 zu dem Schritt 25) und das Funktionsmodul LDW 3 wird deaktiviert. Ist dagegen nur eine einzige befahrbare Nachbarspur vorhanden (Figur 3), dann wird zunächst das Funktionsmodul LDW 3 aktiviert (über Schritt 22.2 zu Schritt 23) und geprüft, ob das Fahrzeug 100 die Fahrspur in Richtung einer nicht vorhandenen Fahrspur verlässt. Sollte dies, wie in Figur 3 dargestellt der Fall sein, wird wiederum zunächst mindestens ein Warnsignal erzeugt (Schritte 23.1, 24, 26 in Figur 2). Deutet sich jedoch, alternativ, ein Spurwechsel in Richtung einer vorhandenen Fahrspur an (also ein Wechsel von der Fahrspur 32 in Richtung der Fahrspur 31 in Figur 3), dann wird über den Schritt 24.2 zu dem Schritt 25 verzweigt und das den Spurwechsel unterstützende Funktionsmodul LCA aktiviert. Besonders vorteilhaft können bei der Erfassung benachbarter und befahrbarer Fahrspuren auch Daten eines Navigationssystems 6 (Figur 1) verwendet werden, sofern ein solches System in dem Fahrzeug vorhanden ist. Auf diese Weise kann, durch Plausibilisierung, noch eine größere Sicherheit bei der Erfassung des Straßentyps und der Anzahl der dort vorhandenen Fahrspuren erreicht werden. Für die Befahrbarkeit detektierter Fahrbahnen werden vorteilhaft die von Sensoren des Fahrerassistenzsystems 1 erkannten Verkehrszeichen, und/oder Fahrbahnmarkierungen und/oder die Bewegungsrichtung von Objekten in dem Verkehrsraum herangezogen.

Im Folgenden werden die in Figur 3, Figur 4, Figur 5, Figur 6, Figur 7 und Figur 8 dargestellten Ausführungsbeispiele noch eingehender erläutert. Figur 3 zeigt einen Verkehrsraum 30 mit zwei durch Fahrspurmarkierungen 3OA, 3OB, 3OC be- grenzten Fahrspuren 31 und 32. Auf den Fahrspuren 31, 32 ist ein paralleler

Verkehr in die Fahrtrichtungen 33, 34 möglich. Auf der Fahrspur 32 bewegt sich ein Fahrzeug 100 in Fahrtrichtung 34. Wenn das Fahrzeug 100 ohne vorhergehende Betätigung des Fahrtrichtungsanzeigers eine Richtungsänderung in Richtung des Pfeils 36 durchführt, wird der Spurwechselassistent (Funktionsmodul LCA 2) deaktiviert, da das Fahrerassistenzsystem 1 die nicht überfahrbare Fahrspurmarkierung 3OC in Gestalt einer ununterbrochenen Linie erfasst hat. Erfolgt die Richtungsänderung dagegen in Richtung des Pfeils 35, kann das Funktionsmodul LCA 2 einen zulässigen Spurwechsel in die benachbarte Fahrspur 31 unterstützen. Die Zulässigkeit eines Spurwechsels von der Fahrspur 32 in die Ziel- spur 31 wird von dem Fahrerassistenzsystem 1 an der unterbrochenen Fahr-

spurmarkierung 3OB erkannt. Selbstverständlich müssen dabei von dem Fahrerassistenzsystem 1 noch Fahrzeuge beachtet werden, die sich auf der Fahrspur 31 in Fahrtrichtung 33 bewegen.

Die in Figur 4 und Figur 5 dargestellten Szenen in einem Verkehrsraum 40 sind typisch für eine Verkehrsituation auf einer Bundesstraße oder Landstraße mit je einer Fahrspur 41, 42 für jede Fahrtrichtung 43, 44. Die Fahrspuren 41, 42 sind von Fahrspurmarkierungen 4OA, 4OB, 4OC begrenzt. In Figur 4 und Figur 5 bewegen sich ein Fahrzeug 100 in Fahrtrichtung 43 und ein Fahrzeug 102 in Fahrt- richtung 44. Bei einer Richtungsänderung des Fahrzeugs 100 in Richtung des

Pfeils 45 (Figur 4) wird der Spurwechselassistent (Funktionsmodul LCA 2) deaktiviert, da ein Spurwechsel in diese Richtung unzulässig bzw. unmöglich ist. Dies erkennt das Fahrerassistenzsystem 1 an der ununterbrochenen Fahrspurmarkierung 4OA. ändert das Fahrzeug 100 dagegen, wie in Figur 5 dargestellt, seine Fahrtrichtung in Richtung des Pfeils 46, um beispielsweise ein vor ihm fahrendes

Fahrzeug 104 zu überholen, dann ist zumindest ein vorübergehender Spurwechsel prinzipiell möglich, da in der Fahrspur 42 eine befahrbare Zielspur vorhanden ist. Ein überfahren der unterbrochenen Fahrspurmarkierung 4OB ist zulässig. Das Fahrerassistenzsystem 1 muss lediglich noch den Gegenverkehr, hier durch das Fahrzeug 102 repräsentiert, berücksichtigen.

Figur 6 ähnelt der schon in Figur 3 dargestellten Verkehrssituation. Der in Figur 6 dargestellte Verkehrsraum 60 umfasst wiederum zwei von Fahrspurmarkierungen 6OA, 6OB, 6OC begrenzte Fahrspuren 61, 62, die einen Fahrzeugverkehr in die gleichen Fahrtrichtungen 64, 65 zulassen. Auf der Fahrspur 61 bewegt sich ein Fahrzeug 100; auf der Fahrspur 62 ein Fahrzeug 101. Die Richtungsänderung des Fahrzeugs 100 in Richtung des Pfeils 63 und ein Spurwechsel auf die benachbarte Fahrspur 62 ist, unter Beachtung des auf der benachbarten Fahrspur vorhandenen Verkehrs, hier insbesondere des Fahrzeugs 101, grundsätz- lieh möglich. Das Funktionsmodul LCA 2 ist daher aktiv und kann einen ohne Betätigung des Fahrtrichtungsanzeigers eingeleiteten Spurwechsel des Fahrzeugs 100 von der Fahrspur 61 in die Zielspur 62 unterstützen.

Bei der in Figur 7 dargestellten Situation umfasst der Verkehrsraum 70 eine Rich- tungsfahrbahn mit insgesamt drei Fahrspuren 71, 72, 73, die einen Fahrzeugver-

kehr in Fahrtrichtung 78 ermöglichen. Die Fahrspuren 71, 72, 73 sind von Fahrspurmarkierungen 74A,74B,74C,74D begrenzt. Auf der Fahrspur 72 bewegt sich ein Fahrzeug 100. Anhand des Verkehrszeichens 75 erkennt das Fahrerassistenzsystem 1 dass der Verkehrsraum 70 insgesamt drei Fahrspuren umfasst, nämlich die hauptsächlich zur Aufnahme des Fahrzeugverkehrs bestimmten

Fahrspuren 72, 73, sowie eine befahrbare Randspur 75. Aufgrund der von dem Fahrerassistenzsystem 1 erfassten, als unterbrochene Linie ausgebildeten Fahrspurmarkierungen 74B.74C, kann das Fahrerassistenzsystem 1 ableiten, dass ein Fahrspurwechsel zwischen den Fahrspuren 72 und 71 einerseits oder zwi- sehen den Fahrspuren 72 und 73 andererseits prinzipiell möglich ist, da die der

Fahrspur 72 benachbarten Fahrspuren 71 und 73 als befahrbare Fahrspuren im Sinne der Erfindung gelten. Falls daher die Fahrtrichtung des Fahrzeugs 100 sich ohne vorherige Betätigung des Fahrtrichtungsanzeigers in Richtung der Pfeile 76 oder 77 ändert, ist das Funktionsmodul LCA 2 aktiv und kann den Fahrer des Fahrzeugs bei einem Spurwechsel unterstützen.

Figur 8 zeigt einen Verkehrsraum 80 mit zwei von Fahrspurmarkierungen 8OA, 8OB, 8OC begrenzten Fahrspuren 81, 82. Ein Spurwechsel des sich auf der Fahrspur 81 bewegenden Fahrzeugs 103 in Richtung des Pfeils 85 ist nicht zu- lässig, da außer der eigenen Fahrspur 81 keine befahrbare Fahrspur zur Verfügung steht. Die Fahrspuren 81, 82 sind durch eine ununterbrochene Fahrspurmarkierung 8OB voneinander getrennt, die von dem Fahrzeug 103 nicht überfahren werden darf.

Das geschilderte Verfahren findet auch bei einem System ohne Spurhalteassistent (LKS) Anwendung.