DE102010063420A1

DE102010063420A1 - Fahrerassistenzsystem mit einer Sensoranordnung zur Erfassung des Abstandes des eigenen Fahrzeuges zu einem Fremdobjekt

Info

Publication number: DE102010063420A1
Application number: DE102010063420A
Authority: DE
Inventors: Thorsten Tronnier; Dr. Gresser Klaus
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2010-12-17
Filing date: 2010-12-17
Publication date: 2012-06-21
Also published as: US20120154135A1; US8717156B2

Abstract

Das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem mit einer Sensoranordnung zur Erfassung des Abstandes des eigenen Fahrzeuges zu einem Fremdobjekt und mit einer elektronischen Steuereinheit zur Aktivierung von fahrzeuginternen Aktuatoren in Abhängigkeit von Informationen, die aus Signalen der Sensoranordnung gewonnen werden, umfasst als Sensoranordnung mindestens einen Sensor, der in einer Längsseite des eigenen Fahrzeuges angeordnet ist und zur Messung des Abstandes eines Fremdobjektes von dieser Fahrzeug-Längsseite verwendbar ist. Dabei weist die Steuereinheit ein Programmmodul auf, durch das dem Fahrer während einer Vorwärtsfahrt durch eine Verbindung zu mindestens einem entsprechenden Aktuator eine Warninformation ausgebbar ist, wenn der gemessene Abstand eines Fremdobjektes zur Fahrzeug-Längsseite kleiner als ein vorgegebener Sicherheitsabstand ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrerassistenzsystem mit einer Sensoranordnung zur Erfassung des Abstandes des eigenen Fahrzeuges zu einem Fremdobjekt nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Systeme sind beispielsweise im Zusammenhang mit abstandsgeregelten Geschwindigkeitsregelsystemen (z. B. ACC) bekannt. Hierbei wird eine Geschwindigkeitsregelung in Abhängigkeit von einem Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug vorgenommen.
Weiterhin ist es im Zusammenhang mit Einparkhilfen (z. B. PDC) bekannt, den Abstand zu vorderen oder hinteren Hindernissen zu messen und abhängig davon eine akustische und/oder optische Warnung auszugeben.
Die Anmelderin entwickelt weiterhin einen sogenannten Engstellenassistenten, durch den vorausschauend eine Engstelle vermessen wird und dem Fahrer mitgeteilt wird, ob diese zum Durchfahren mit dem eigenen Fahrzeug ausreichend breit ist.
Schließlich sind Spurhalte- oder Spurwechselassistenten bekannt, durch die mittels nach hinten gerichteter Sensoren herannahende Fahrzeuge vorausschauend erkannt werden und durch die im Falle der Überfahrens einer Fahrbahnmarkierung oder einer anderen Spurwechselabsichtserkennung bei schnell herannahenden Fahrzeugen eine Warnung ausgegeben wird.
Es ist Aufgabe der Erfindung, Fahrerassistenzsysteme eingangs genannter Art im Hinblick auf eine weitere Erhöhung der Sicherheit auszubauen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem mit einer Sensoranordnung zur Erfassung des Abstandes des eigenen Fahrzeuges zu einem Fremdobjekt und mit einer elektronischen Steuereinheit zur Aktivierung von fahrzeuginternen Aktuatoren in Abhängigkeit von Informationen, die aus Signalen der Sensoranordnung gewonnen werden, umfasst mindestens einen Sensor, der in einer Längsseite des eigenen Fahrzeuges angeordnet ist und zur Messung des (Quer-)Abstandes eines Fremdobjektes von dieser Fahrzeug-Längsseite verwendbar ist. Dabei weist die Steuereinheit ein Programmmodul auf, durch das dem Fahrer während einer Vorwärtsfahrt – im Unterschied zu einem Einparkvorgang – durch eine Verbindung zu mindestens einem entsprechenden Aktuator eine Warninformation ausgebbar ist, wenn der gemessene (Quer-)Abstand eines Fremdobjektes kleiner als ein vorgegebener Sicherheitsabstand ist Die Warninformation kann akustisch, optisch und/oder haptisch sein.
Vorzugsweise ist ein Aktuator zur Ausgabe einer Warninformation eine erste Steuervorrichtung, durch die eine Warninformation in Form einer optische Anzeige – z. B. ein Symbol für eine Unfallgefahr – in einem Head-Up-Display ausgebbar ist. Hierdurch wird der Fahrer am schnellsten gewarnt und dabei am wenigsten von seiner Blickrichtung abgelenkt.
Zusätzlich oder alternativ ist ein Aktuator zur Ausgabe einer Warninformation vorzugsweise eine (zweite) Steuervorrichtung, durch die eine haptische Warninformation in Form eines Gegenlenkmoments am Lenkrad ausgebbar ist.
Vorzugsweise sind mindestens je ein Sensor bzw. eine Sensoranordnung zur Erfassung des (Quer-)Abstandes von Fremdobjekten zu beiden Fahrzeug-Längsseiten (links und rechts) vorgesehen. Die Steuereinheit ist dann derart ausgestaltet, dass ein Gegenlenkmoment am Lenkrad als Warninformation und zur Vergrößerung des (Quer-)Abstandes zu einem Fremdobjekt (z. B. links) nur dann ausgeübt wird, wenn dadurch der Abstand auf der anderen Fahrzeug-Längsseite (z. B. rechts) nicht ebenfalls kleiner als ein vorgegebener Sicherheitsabstand wird.
Ein Gegenlenkmoment am Lenkrad als Warninformation und zur Vergrößerung des Abstandes zu einem Fremdobjekt wird vorzugsweise nur dann ausgeübt, wenn das eigene Fahrzeug nicht dadurch einen Spurwechsel vornehmen würde.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird durch die Steuereinheit der Aktuator in Form der ersten Steuervorrichtung aktiviert, wenn der (Quer-)Abstand einen ersten Sicherheitsabstand unterschreitet, und wird der Aktuator in Form der zweiten Steuervorrichtung zusätzlich aktiviert, wenn der (Quer-)Abstand einen zweiten Sicherheitsabstand unterschreitet. Dabei ist der zweite Sicherheitsabstand kleiner als der erste Sicherheitsabstand. Beide Sicherheitsabstände sind jedenfalls kleiner als 1 Meter.
Die Steuereinheit kann durch eine Verbindung zu einem Bremssteuergerät einen automatischen Bremseingriff veranlassen, wenn das Unterschreiten eines vorgegebenen Sicherheitsabstandes trotz der Warninformation(en) für eine definierte Zeitdauer anhält.
Der Erfindung liegen folgende Überlegungen, Erkenntnisse und Ideen zugrunde:
Ausgangslage
Fahrerlose Transportsysteme verwenden zur Eigenlokalisierung abstandsmessende Sensoren (z. B. Ultraschall- und/oder Laser-basiert). Mit Hilfe von Kameras werden Fahrbahnmarkierungen detektiert und Spurverlassenswarnungen ausgegeben. Der Abstand des Eigenfahrzeugs zu vorausfahrenden Fahrzeugen wird mit Hilfe von Radar- oder Lidar-Sensoren gemessen. Fremdfahrzeuge, die sich im toten Winkel des Eigenfahrzeugs befinden werden detektiert und der Fahrer wird gewarnt, wenn er einen Spurwechsel vornehmen will, obwohl die Zielspur belegt ist. Es gibt aktuell keine Funktionen, die den Fahrer vor drohenden Kollisionen mit Fahrzeugen auf benachbarten Spuren warnen und diese verhindern, wenn die Fremdfahrzeuge sich dem Eigenfahrzeug annähern.
Während der Fahrt auf Autobahnen oder mehrspurigen Landstraßen kommt es oft vor, dass sich ein Fremdfahrzeug im toten Winkel des Eigenfahrzeugs befindet Kommt dieses Fremdfahrzeug dem Eigenfahrzeug nun beabsichtigt oder auch unbeabsichtigt näher, so wird dies vom Fahrer unter Umständen nicht rechtzeitig realisiert und es kann zur Kollision kommen. Die Sensorik, die für die Erkennung von Fremdfahrzeugen auf benachbarten Spuren derzeit verwendet wird, ist zu ungenau, um die Zeit zu berechnen, innerhalb derer es zu einer Kollision kommen wird.
Idee
Das vorgestellte System überwacht während der gesamten Fahrt den Seitenbereich des Eigenfahrzeugs mit Hilfe geeigneter Sensoren. Bei diesen Sensoren kann es sich beispielsweise um Ultraschall-Sensoren handeln.
Durch die exakte Überwachung des Seitenbereichs kennt das erfindungsgemäße System Fahrzeuge auf benachbarten Spuren und deren Abstand zum Eigenfahrzeug, sowie den Abstand zu baulichen Begrenzungen, wie z. B. Leitplanken, Straßenbaken, Baustellenabsperrungen, Wänden, und dergleichen.
Nähert sich das Fremdfahrzeug dem Eigenfahrzeug zu sehr an, so wird eine Warnung an den Fahrer ausgegeben. Diese Warnung könnte beispielsweise über das HeadUp-Display ausgegeben werden. In einer anderen Ausbaustufe könnte die Warnung auch als akustische Warnung ausgegeben werden. Falls das Fremdfahrzeug dem Eigenfahrzeug noch näher kommt, so wird der Fahrer in einer weiteren Ausbaustufe durch ein leichtes Lenkmoment gewarnt, das ihn von der Gefahrenstelle abstößt. Dieses Abstoßen kann als eine Art magnetische Kraft verstanden werden, die das Eigenfahrzeug vom Fremdfahrzeug weg drückt oder aber das noch näher an das Fremdfahrzeug heran fahren erschwert. Ebenso werden die Warnung und das Moment eingespielt, wenn sich das Eigenfahrzeug dem Fremdfahrzeug oder einem fest stehenden Objekt, wie Wänden, Leitplanken, usw. seitlich annähert. Dieses Moment wird nur eingespielt, wenn auf der Seite des Eigenfahrzeugs, in die das Moment wirken soll noch genügend Raum zum Ausweichen zur Verfügung steht. In einer weiteren Ausbaustufe wird der Eingriff in die Trajektorie des Eigenfahrzeugs über ein gezieltes Abbremsen einzelner Räder vorgenommen. In einer weiteren Ausbaustufe kann das vorgestellte System zusätzlich vorhandene Spurinformationen nutzen, um das Eigenfahrzeug nur innerhalb der eigenen Fahrspur abzustoßen, nicht jedoch über Straßenmarkierungen hinweg.
Der Fahrer wird bisher in Standard-Situationen durch Systeme wie Active Cruise Control und Lane-Departure-Warning unterstützt, sowie durch Heading Control, falls er bei einem Spurwechsel Fahrzeuge auf benachbarten Fahrspuren übersieht. Falls er selbst übersehen wird und ein anderes Fahrzeug einen Spurwechsel vornimmt, obwohl er sich neben diesem Fahrzeug befindet, können aktuelle Fahrerassistenzsysteme ihn jedoch nicht unterstützen. Durch das vorgestellte Assistenzsystem werden die kognitiven Fähigkeiten des Fahrers erweitert und es wird ihm ermöglicht, sehr schnell auf gefährliche Situationen zu reagieren, die er ohne System erst zu spät erkennen würde. Dies geschieht in erster Linie in einem Bereich, der nicht im primären Blickfeld des Fahrers liegt und somit ohne technische Unterstützung nicht überwacht werden kann. Das vorgestellte System erhöht somit die Sicherheit beim Befahren von Autobahnen und anderen mehrspurigen Straßen, indem es gefährliche Situationen entschärft.
In der Zeichnung sind die wichtigsten Komponenten des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems schematisch dargestellt.
Die einzige Figur zeigt das eigene Fahrzeug 1 (Ego-Fahrzeug). Das Fahrzeug 1 bewegt sich mit einer Fahrzeuggeschwindigkeit v > 0 km/h nach vorne (strichpunktierter Pfeil). Es weist eine Sensoranordnung 2 zur Erfassung des (seitlichen Quer-)Abstandes d_q hier beispielsweise zu Fremdobjekt F1, F2 und F3 auf der linken Fahrzeuglängsseite und eine Sensoranordnung 2' zur Erfassung des (seitlichen Quer-)Abstandes d_q hier beispielsweise zu einem Fremdobjekt F4 auf der rechten Fahrzeuglängsseite auf. Die Sensoren bzw. Sensoranordnungen 2 und 2' sind vorzugsweise gleich, werden hier jedoch unterschiedlich dargestellt, um Beispiele für unterschiedliche Sensorarten zu erläutern.
Die Sensoranordnung 2, die hier auf der linken Fahrzeug-Längsseite gezeigt ist, kann beispielsweise ein kostengünstiger Ultraschallsensor sein, der einen eher kleinen Öffnungswinkel (siehe schmale Keule) aufweist. Bei Verwendung der Sensoranordnung 2 sollten gegebenenfalls auf einer Fahrzeug-Längsseite zwei Sensoren dieser Art angebracht werden.
Die Sensoranordnung 2', die hier auf der rechten Fahrzeug-Längsseite gezeigt ist, kann beispielsweise ein Radarsensor mit eher halbkreisförmigem Messwirkungbereich (siehe gestrichelte Halbkreislinien) sein. Durch den breiteren Messwirkungsbereich dürfte ein einziger Sensor dieser Art ausreichend sein. Zur genaueren Lokalisierung eines Objekts könnte jedoch ein weiterer Sensor von Vorteil sein.
Die von den Sensoranordnungen 2 und 2' ausgehenden Doppelpfeile deuten einen vorgegebenen ersten Sicherheitsabstand d1 und einen kleineren vorgegebenen zweiten Sicherheitsabstand d2 auf. Der ersten Sicherheitsabstand d1 kann beispielsweise zwischen 10 cm und 50 cm liegen. Der zweite Sicherheitsabstand d2 kann beispielsweise zwischen 0 cm und 10 cm liegen.
Im dargestellten Beispiel sind auf der linken Fahrzeug-Längsseite als Fremdobjekte drei Fremdfahrzeuge F1 bis F3 in unterschiedlicher seitlicher Nähe dargestellt. Das Fahrzeug F1 ist weiter als der erste Sicherheitsabstand d1 entfernt. Hierfür ist erfindungsgemäß keine Maßnahme zu ergreifen. Das Fahrzeug F2 unterschreitet (nur) den ersten Sicherheitsabstand d1, das Fahrzeug F3 unterschreitet auch den zweiten Sicherheitsabstand d2. Auf der rechten Fahrzeug-Längsseite ist als Fremdobjekt eine Leitplanke F4 in einer seitlichen Nähe dargestellt, die ebenfalls (noch) außerhalb der vorgegebenen Sicherheitsabstände liegt.
Das Fahrzeug 1 weist eine elektronische Steuereinheit 3 zur Aktivierung von fahrzeuginternen Aktuatoren 4 und/oder 5 in Abhängigkeit von Informationen, die aus Signalen der Sensoranordnung 2 und/oder 2' gewonnen werden, auf. Hierzu weist die Steuereinheit 3 beispielweise Busverbindungen zu den Sensoranordnungen 2 und/oder 2' sowie zu den Aktuatoren 4 und 5 auf. Weiterhin weist die Steuereinheit 3 ein Programmmodul auf, durch das dem Fahrer während einer Vorwärtsfahrt (v > 0 km/h – hier 70 km/h) eine Warninformation ausgebbar ist, wenn der gemessene Abstand d_q eines Fremdobjektes F1, F2, F3, oder F4 zur Fahrzeug-Längsseite kleiner als ein vorgegebener Sicherheitsabstand d1 und/oder d2 ist. Dabei ist das System jedoch nicht auf 70 km/h beschränkt. Als Geschwindigkeit könnten beispielsweise auch 130 km/h vorliegen.
Vorzugsweise wird hier durch die Steuereinheit 3 über die Verbindung mit einer Steuervorrichtung 4 als Aktuator eine optische Warninformation in Form einer Anzeige 7 hier in Form eines Symbols für drohende Unfallgefahr in einem Head-Up-Display ausgegeben, wenn der Abstand d_q den ersten Sicherheitsabstand d1 unterschreitet – hier im Falle von Fremdobjekt F2. Zusätzlich wird durch die Steuereinheit 3 über die Verbindung mit einer Steuervorrichtung 5 als Aktuator eine haptische Warninformation in Form eines Gegenlenkmoments am Lenkrad 6 ausgegeben, wenn der Abstand d_q den zweiten Sicherheitsabstand d2 unterschreitet – hier im Falle von Fremdobjekt F3.
Vorzugsweise sind mindestens je eine Sensoranordnung 2 und/oder 2' zur Erfassung des Abstandes d_q zu Fremdobjekten F1, F2, F3 oder F4 zu beiden Fahrzeug-Längsseiten vorgesehen. Dann wird durch die Steuereinheit 3 ein Gegenlenkmoment am Lenkrad 6 als Warninformation und zur Vergrößerung des Abstandes d_q zu einem Fremdobjekt – hier F3 auf der linken Fahrzeug-Längsseite – nur dann ausgeübt, wenn dadurch der Abstand d_q auf der anderen (hier rechten) Fahrzeug-Längsseite nicht ebenfalls kleiner als ein vorgegebener Sicherheitsabstand – hier beispielsweise d2 bezüglich F4 – wird.
In einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung kann das Gegenlenkmoment am Lenkrad 6 nur dann ausgeübt werden, wenn das eigene Fahrzeug 1 nicht dadurch einen Spurwechsel vornehmen würde. Hierzu kann die Steuereinheit 3 mit einem Spurwechselassistenten zusammenarbeiten. Die Erfindung ist jedoch grundsätzlich unabhängig davon anwendbar, ob ein Fahrspurwechsel vorliegt oder wer (das Ego-Fahrzeug oder das Fremdobjekt) einen Annäherungsvorgang vornimmt.

Claims

Fahrerassistenzsystem mit einer Sensoranordnung (2; 2') zur Erfassung des Abstandes (d_q) des eigenen Fahrzeuges (1) zu einem Fremdobjekt (F1; F2; F3; F4) und mit einer elektronischen Steuereinheit (3) zur Aktivierung von fahrzeuginternen Aktuatoren (4; 5) in Abhängigkeit von Informationen, die aus Signalen der Sensoranordnung (2; 2') gewonnen werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (2; 2') mindestens einen Sensor umfasst, der in einer Längsseite des eigenen Fahrzeuges (1) angeordnet ist und zur Messung des Abstandes (d_q) eines Fremdobjektes (F1; F2; F3; F4) von dieser FahrzeugLängsseite verwendbar ist, wobei die Steuereinheit (3) ein Programmmodul aufweist, durch das dem Fahrer während einer Vorwärtsfahrt (v > 0 km/h) durch eine Verbindung zu mindestens einem entsprechenden Aktuator (4; 5) eine Warninformation ausgebbar ist, wenn der gemessene Abstand (d_q) eines Fremdobjektes (F1; F2; F3; F4) zur Fahrzeug-Längsseite kleiner als ein vorgegebener Sicherheitsabstand (d1; d2) ist.
Fahrerassistenzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Aktuator zur Ausgabe einer Warninformation eine erste Steuervorrichtung (4) ist, durch die eine Warninformation in Form einer optische Anzeige (7) in einem Head-Up-Display ausgebbar ist.
Fahrerassistenzsystem nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Anzeige (7) ein Symbol für eine Unfallgefahr darstellt.
Fahrerassistenzsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Aktuator zur Ausgabe einer Warninformation eine zweite Steuervorrichtung (5) ist, durch die eine haptische Warninformation in Form eines Gegenlenkmoments am Lenkrad (6) ausgebbar ist.
Fahrerassistenzsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens je eine Sensoranordnung (2 und 2') zur Erfassung des Abstandes (d_q) von Fremdobjekten (F1, F2, F3; F4) zu beiden Fahrzeug-Längsseiten vorgesehen sind, und dass die Steuereinheit (3) derart ausgestaltet ist, dass ein Gegenlenkmoment am Lenkrad (6) als Warninformation und zur Vergrößerung des Abstandes (d_q) zu einem Fremdobjekt (F3) nur dann ausgeübt wird, wenn dadurch der Abstand (d_q) auf der anderen Fahrzeug-Längsseite nicht ebenfalls kleiner als ein vorgegebener Sicherheitsabstand (d1; d2) wird.
Fahrerassistenzsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (3) derart ausgestaltet ist, dass ein Gegenlenkmoment am Lenkrad (6) als Warninformation und zur Vergrößerung des Abstandes (d_q) zu einem Fremdobjekt (F3) nur dann ausgeübt wird, wenn das eigene Fahrzeug (1) nicht dadurch einen Spurwechsel vornehmen würde.
Fahrerassistenzsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Steuereinheit (3) der Aktuator in Form der ersten Steuervorrichtung (4) aktiviert wird, wenn der Abstand (d_q) einen ersten Sicherheitsabstand (d1) unterschreitet, und dass der Aktuator in Form der zweiten Steuervorrichtung (5) zusätzlich aktiviert wird, wenn der Abstand (d_q) einen zweiten Sicherheitsabstand (d2) unterschreitet, wobei der zweite Sicherheitsabstand (d2) kleiner als der erste Sicherheitsabstand (d1) ist.
Fahrerassistenzsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Steuereinheit (3) ein automatischer Bremseingriff veranlasst wird, wenn das Unterschreiten eines vorgegebenen Sicherheitsabstandes (d1; d2) trotz der Warninformation(en) für eine definierte Zeitdauer anhält.