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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Längsführungsassistent für ein Kraftfahrzeug
zur Unterstützung
des Fahrers beim Fahrspurwechsel von einer Momentanspur auf eine
Zielspur nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Zunehmend
werden Kraftfahrzeuge mit immer mehr Fahrerassistenzsystemen ausgestattet, die
den Fahrer einerseits bei der Durchführung bestimmter Fahrmanöver unterstützen sollen
und andererseits in kritischen Situationen eingreifen oder an den
Fahrer eine Warnung ausgeben. Zur Unterstützung des Fahrers bei der Längsregelung
seines Kraftfahrzeugs sind beispielsweise abstandsbezogene Geschwindigkeitsregelsysteme
bekannt, bei denen die Geschwindigkeit des Fahrzeugs entweder auf
eine vorgegebene Geschwindigkeit, oder, falls ein vorausfahrendes
Fahrzeug vorhanden ist, auf einen vorgegebenen Abstand zu diesem
vorausfahrenden Fahrzeug geregelt wird. Bei einem Spurwechsel während einer
solchen Folgefahrt muss das abstandsbezogene Geschwindigkeitsregelsystem
entweder zeitweise deaktiviert, vom Fahrer übersteuert, oder auf das auf
der Zielspur vorausfahrende Fahrzeug umgeschaltet werden, um das
Annähern
und Vorbeifahren an dem auf der Startspur vorausfahrenden Fahrzeug
zu ermöglichen.
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Des
Weiteren gibt es Fahrerassistenzsysteme, die den Fahrer bei der
Querregelung seines Kraftfahrzeugs im Hinblick auf ein Fahren innerhalb seiner
Fahrspur unterstützen.
Diese Systeme unterstützen
den Fahrer beim Spurhalten durch ein zusätzlich auf das Lenkrad aufgebrachtes
Lenkmoment in Richtung Spurmitte und/oder warnen ggf. akustisch
und/oder durch Vibrationen im Lenkrad vor einem unbeabsichtigten
Verlassen der eigenen Fahrspur.
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Will
der Fahrer bei aktiver unterstützender Querführung einen
Spurwechsel vornehmen, sind derartige Systeme hinderlich, da sie
das Fahrzeug immer in Richtung Spurmitte lenken und/oder den Fahrer
durch die Warnungen irritieren. Um dieses Problem zu umgehen, wird
bei einem Verfahren gemäß der
DE 10 2004 012 144
A1 der Lenkeingriff unterbunden, wenn ein Spurwechsel erkannt
wird.
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Gerade
für den
Spurwechsel, der vom Fahrer eine erhöhte Aufmerksamkeit fordert,
sind somit Systeme wichtig, die dem Fahrer den Spurwechsel von einer
Momentanspur auf eine Nachbarspur erleichtern.
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Hierzu
ist aus der
DE 102
10 723 A1 ein Spurwechselassistent bekannt, der beim Detektieren einer
Spurwechselabsicht des Fahrers in Abhängigkeit von der Betätigung eines
entsprechenden Bedienelements die Querführung von der Momentanspur auf
die Zielspur unterschiedlich dynamisch steuert. Verfügt das Kraftfahrzeug
zusätzlich über ein
automatisches Längsführungssystem,
kann in Abhängigkeit
vom ausgesendeten Signal des oben genannten Bedienelements zusätzlich der
Ortungsbereich eines im Fahrzeug vorhandenen Radars entsprechend dem
Spurwechsel angepasst werden und/oder die Fahrgeschwindigkeit beim
Spurwechsel erhöht
werden.
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Die
DE 197 25 656 A1 offenbart
einen Überholassistenten,
der beim Detektieren einer Spurwechselabsicht in Abhängigkeit
von den erfassten vorausfahrenden und rückwärtigen Fahrzeugen einen Überholweg
und/oder eine Überholzeit
berechnet. Ist kein gefahrloses Überholen
möglich,
wird der Fahrer gewarnt. Reagiert der Fahrer darauf nicht, kann
zusätzlich
derart in die Lenkung und/oder das Bremssystem und/oder eine Leistungsregelung
des Antriebsaggregats eingegriffen werden, dass der vom Fahrer vorgenommene Überholvorgang
verhindert wird.
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Schließlich ist
aus der
DE 10
2004 029 369 A1 ein Spurwechselassistent für Kraftfahrzeuge
mit einem Geschwindigkeitsregelsystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1 bekannt. Wird ein Spurwechselwunsch erkannt und liegt eine ausreichende Lücke auf
der Zielspur vor, wird eine an die Lücke angepasste Beschleunigungsstrategie
einschließlich des
Zeitpunkts für
den Beschleunigungsbeginn berechnet. Ein Ansatz für die Ermittlung
der Beschleunigungsstrategie besteht darin, dass unter Berücksichtigung
des Beschleunigungsvermögens
des Kraftfahrzeugs und unter Komfortgesichtspunkten ein geeigneter
Wert für
die Beschleunigung und die Zielgeschwindigkeit festgelegt wird,
die bis zum spättestmöglichen
Spurwechselzeitpunkt erreicht werden soll. Ein alternativer Ansatz
besteht darin, dass in Abhängigkeit
vom Abstand des Kraftfahrzeugs zum vorausfahrenden Fahrzeug auf
der Zielspur und/oder in Anhängigkeit
vom Abstand des Kraftfahrzeugs rückwärtigen Fahrzeug
auf der Zielspur, eine optimale, durch möglichst geringe Beschleunigungen
gekennzeichnete Weg/Zeit-Kurve festgelegt wird, aus der der Beschleunigungsverlauf
abgeleitet wird. Das Lenkmanöver
für den
eigentlichen Fahrspurwechsel bleibt dem Fahrer überlassen. Um ein zu dichtes
Auffahren auf das vorausfahrende Fahrzeug durch die automatische
Beschleunigung zu unterbinden, wird die Beschleunigung bei einem
vorgegebenen Abstand, der etwas größer als der notwendige Sicherheitsabstand
ist, abgebrochen, falls der Fahrer kein für den Spurwechsel notweniges
Lenkmanöver durchführt. Dadurch
kann es passieren, dass das Kraftfahrzeug bei erkanntem Spurwechselwunsch zuerst
beschleunigt wird, und anschließend
wieder abgebremst wird, wenn der Fahrer trotz Spurwechselwunsch
doch kein entsprechendes Lenkmanöver durchführt. Dies
führt zu
einem unkomfortablen Fahrverhalten.
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Aufgabe
der Erfindung ist es nun, eine im Hinblick auf die Sicherheit und
den Fahrkomfort verbesserte Vorrichtung zur Unterstützung des
Fahrers eines Kraftfahrzeugs beim Fahrspurwechsel von einer Momentanspur
auf eine benachbarte Zielspur anzugeben.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Längsführungsassistenten
nach Anspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Der
Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der Fahrer beim selbstständigen Spurwechsel ohne
Unterstützung
alle relevanten Umgebungsfahrzeuge berücksichtigt und seinen Spurwechsel
darauf abstimmt. Dies ist insbesondere beim Einscheren in knappe
Lücken
im Kolonnenverkehr von Bedeutung. In diesen Fällen beschleunigt ein vorausschauender Fahrer
schon vor dem Spurwechsel, verkürzt
den Abstand zu den Vorderfahrzeugen auf der Momentanspur und Zielspur
in angemessenem Ausmaß,
schert auf die Zielspur und lässt
sich anschließend
wieder etwas zurückfallen,
um dem neuen vorausfahrendem Fahrzeug auf der Zielspur im angemessenen
Abstand folgen zu können.
Diese Strategie ermöglicht ihm
einen Spurwechsel in knappe Lücken.
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Der
erfindungsgemäße Längsführungsassistent
für ein
Kraftfahrzeug zur Unterstützung
des Fahrers beim Fahrspurwechsel von einer Momentanspur auf eine
Zielspur umfasst eine Umfeldsensorik zur Erfassung des Verkehrsumfeldes
einschließlich
des Verkehrs auf einer Zielspur, eine Erkennungseinrichtung, die
dazu ausgebildet ist, anhand der Daten der Umfeldsensorik eine Lücke für ein gefahrloses
Einscheren auf die Zielspur zu erkennen, eine Entscheidungseinrichtung
zur Entscheidung, ob ein Spurwechselwunsch des Fahrers anzunehmen
ist und eine Befehlseinrichtung, die im Falle eines Spurwechselwunsches
und bei Erkennen einer ausreichenden Lücke für ein gefahrloses Einscheren
auf die Zielspur einen Beschleunigungsbefehl an das abstandsbezogene
Geschwindigkeitsregelsystem ausgibt. Wird der Spurwechselwunsch
und die ausreichende Lücke
während
einer durch das abstandsbezogene Geschwindigkeitsregelsystem vorgenommenen
abstandsgeregelten Folgefahrt des Kraftfahrzeugs mit einem vorgegebenen
Abstand auf ein vorausfahrendes Fahrzeug detektiert, gibt die Befehlseinrichtung
in Abhängigkeit
von der Querbewegung des Kraftfahrzeugs einen Beschleunigungsbefehl aus.
Durch diesen Zusammenhang kann sichergestellt werden, dass der Fahrer
nicht nur einen Spurwechselwunsch angezeigt hat, sondern diesen
auch tatsächlich
durchführen
will. Nur wenn der Fahrer ein dem Spurwechsel entsprechendes Lenkmanöver durchführt, wird
ein Beschleunigungsbefehl ausgegeben, der von dem herkömmlichen,
durch das abstandsbezogene Geschwindigkeitsregelsystem während einer
Folgefahrt erzeugten Beschleunigungsbefehl abweicht.
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Eine
vorteilhafte Auslegung der Befehlseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet,
dass die Befehlseinrichtung solange nicht in die Beschleunigungsstrategie
des herkömmlichen
abstandsbezogenen Geschwindigkeitsregelsystems eingreift, bis das Kraftfahrzeug
bis zu einem vorgegebenen Abstand auf das vorausfahrendes Fahrzeug
aufgeschlossen hat. Erst dann werden Beschleunigungsbefehle in Abhängigkeit
von der Querbewegung des Kraftfahrzeugs ausgegeben. Durch diese
Beschleunigungsbefehle werden die Aktuatoren eines Beschleunigungs-
und/oder Verzögerungssystems
derart angesteuert, dass sich eine entsprechende Beschleunigung
oder Geschwindigkeit oder ein reduzierter vorgegebener Abstand einstellt.
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Eine
weitere vorteilhafte Auslegung zeichnet sich dadurch aus, dass Position,
Entfernung, Geschwindigkeit und ggf. Beschleunigung eines auf der Zielspur
rückwärtig herannahenden
Fahrzeugs ausgewertet werden, um den Startzeitpunkt der Beschleunigungsbefehle
so zu bestimmen, dass ein beginnender Spurwechsel den rückwärtigen Fahrzeugen
rechtzeitig signalisiert wird, aber eine unnötige Behinderung durch zu frühzeitigen
Spurwechselbeginn vermieden wird.
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Vorteilhafterweise
ist der Beschleunigungsbefehl derart ausgestaltet, dass der Abstand
zu dem auf der Momentanspur vorausfahrenden Fahrzeug in Abhängigkeit
von der Querüberlappung
des eigenen Kraftfahrzeugs zu diesem vorausfahrenden Fahrzeug auf
einen vorgegebenen reduzierten Abstand kontinuierlich reduziert
wird. Wird also ein Spurwechselwunsch während der durch das Geschwindigkeitsregelsystem
vorgenommenen abstandsgeregelten Folgefahrt des Kraftfahrzeugs mit
einem vorgegebenen Abstand auf ein vorausfahrendes Fahrzeug detektiert,
wird in Abhängigkeit
von der Querüberlappung
ein reduzierter Abstand vorgegeben und aus dieser Vorgabe der Beschleunigungsbefehl
zum Erreichen des reduzierten Abstands ausgegeben. Somit regelt
das abstandsbezogene Geschwindigkeitsregelsystem während der
Folgefahrt nicht mehr auf einen in der Regel konstant vorgegebenen
Abstand, sondern auf den sich kontinuierlich verändernden reduzierten Abstand.
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Bei
vollständiger Überlappung
kann der reduzierte Abstand entweder dem durch das Geschwindigkeitsregelsystem
vorgegebenen Abstand, oder bereits einem zu diesem Abstand tatsächlich reduziertem
Abstand entsprechen. In Abhängigkeit
von der abnehmenden Querüberlappung
des Kraftfahrzeugs zum vorausfahrenden Fahrzeug erfolgt somit ein
automatisches Aufschließen
zu dem vorausfahrenden Fahrzeug.
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Vorteilhafterweise
darf der durch den Beschleunigungsbefehl eingestellte vorgegebene
reduzierte Abstand einen ermittelten Mindestabstand zu dem vorausfahrenden
Fahrzeug auf der Momentanspur nicht unterschreiten. Dieser Sicherheitsabstand ist
notwendig, damit bei einer plötzlichen
Gefah rensituation noch die Möglichkeit
besteht, einen Auffahrunfall zu vermeiden. Ebenso muss auch der
Sicherheitsabstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug auf der Zielspur
eingehalten werden. Der Mindestabstand kann fest vorgegeben sein
oder in Abhängigkeit
von verschiedenen Parametern, bspw. der Momentangeschwindigkeit
oder dem Fahrverhalten des Fahrers variabel sein.
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Vorteilhafterweise
wird der reduzierte Abstand in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit
des Kraftfahrzeugs und/oder der Relativgeschwindigkeit und/oder
Relativbeschleunigung der vorausfahrenden Fahrzeuge und/oder eines
rückwärtigen Fahrzeugs
auf der Fahrspur zum Kraftfahrzeug vorgegeben oder situationsabhängig errechnet.
Es können auch
noch andere Parameter abgefragt werden und in die jeweilige Ermittlung
des reduzierten Abstands einfließen.
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Vorteilhafterweise
kann auch das rückwärtige Fahrzeug
auf der Zielspur in die Regelstrategie bzw. in die Ermittlung des
Beschleunigungsbefehls einfließen
und zu einer Korrektur des Beschleunigungsbefehls führen. Bleibt
beispielsweise der Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und dem rückwärtigen Fahrzeug
während
des gesamten Spurwechsels ausreichend groß, wird während des Spurwechsels ein
Beschleunigungsbefehl ausgegeben, der nur eine so große Beschleunigung
erzeugt, dass das anschließende
Verzögern
und Zurückfallen
nach dem Spurwechsel auf der Zielspur mit Hilfe einer moderaten,
begrenzten Verzögerung,
vorteilhafterweise in der Größe des Motorschleppmoments,
erfolgen kann und kein zusätzlicher
Bremseingriff erforderlich ist. Nähert sich das rückwärtige Fahrzeug
jedoch aufgrund hoher Relativgeschwindigkeit oder Relativbeschleunigung
so schnell an das den Spurwechsel ausführende Kraftfahrzeug an, dass
der Spurwechsel möglichst
früh bzw.
schnell durchgeführt
werden muss, erfolgt zur Erhaltung eines möglichst großen Abstands zum rückwärtigen Fahrzeug
auf der Zielspur eine stärkere
Beschleunigung unter Inkaufnahme einer anschließenden aktiven Verzögerung des Kraftfahrzeugs
durch einen Eingriff in das Bremssystem zum Erreichen des vorgegebenen
Abstands zum vorausfahrenden Fahrzeug auf der Zielspur.
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Dieser
Längsführungsassistent
basiert grundsätzlich
darauf, dass der Fahrer selbst die Querbewegung des Fahrzeugs bei
Spurwechsel vornimmt. Er kann das Lenkrad frei bedienen, d. h. es wird
kein zusätzliches
Lenkmoment auf das Lenkrad aufgebracht. Ist ein Spurhalteassistenzsystem
oder ein Spurverlassen-Warnsystem beim Detektieren des Spurwechselwunsches
und einer ausreichenden Lücke
auf der Zielspur aktiv, werden die Systeme für den Spurwechselvorgang zumindest
teilweise deaktiviert, so dass der Fahrer beim Lenken nicht behindert
oder irritiert wird.
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Lediglich,
wenn das Kraftfahrzeug aufgrund der Lenkung des Fahrers droht, von
der Fahrbahn bzw. Straße
abzukommen, wird in einer vorteilhaften Auslegung entweder ein Lenkmoment
erzeugt, das den Fahrer zu einer Lenkbewegung in Richtung Straße bewegt,
und/oder eine Warnung in Form eines akustischen, optischen oder
haptischen Signals ausgeben.
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Wird
beim Erfassen der Spurwechselabsicht keine ausreichende Lücke für ein gefahrloses
Einscheren auf die Zielspur erfasst, kann die Befehlseinrichtung
vorteilhafterweise einen Querführungsbefehl an
ein Querregelsystem und/oder eine optische und/oder akustische und/oder
haptische Warnung ausgeben. Der Querführungsbefehl kann entweder zu
einem zusätzlichen
Lenkmoment am Lenkrad führen
oder direkt zu einem Eingriff in den Radwinkel. Er kann aber auch
zu einem derartigen Bremseingriff führen, dass ähnlich einem Stabilitäts-Kontroll-System,
eine bestimmte Querführung
des Kraftfahrzeugs erreicht wird. Wie bereits oben erwähnt, kann
das Querregelsystem ein Spurhaltesystem sein, welches ein Lenkmoment
auf das Lenkrad erzeugt. Der Querführungsbefehl an das Querregelsystem
soll einer vom Fahrer in Richtung Zielspur vorgenommenen Querbewegung
entgegenwirken.
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Vorteilhafterweise
sind die Beschleunigungsbefehle und/oder Querführungsbefehle aus Sicherheitsgründen vom
Fahrer jederzeit übersteuerbar.
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Die
Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei
zeigen
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1 ein
Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Längsführungsassistenten
und
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2a-2e einen
gemäß der Erfindung durchgeführten Spurwechsel
zu verschiedenen Zeitpunkten zur Veranschaulichung des ermittelten
Beschleunigungsbefehls.
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Die 1 zeigt
ein Kraftfahrzeug KFZ auf einer Momentanspur MS während einer
abstandsgeregelten Folgefahrt mit einem vorgegebenen Abstand auf
ein vorausfahrendes Fahrzeug vF1 auf der Momentanspur MS. Auf einer
Nachbarspur, der Zielspur ZS, befindet sich zusätzlich ein vorausfahrendes Fahrzeug
vF2 und ein rückwärtiges Fahrzeug
rF. Das Kraftfahrzeug KFZ ist mit einem abstandsbezogenen Geschwindigkeitsregelsystem
G zur Regelung der Geschwindigkeit auf eine vorgegebene Geschwindigkeit
oder – wie
hier – auf
einen vorgegebenen Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug vF1, und
mit einem Längsführungsassistenten
LFA ausgestattet. Der Längsführungsassistent
LFA dient zur Unterstützung
des Fahrers des Kraftfahrzeugs KFZ beim Fahrspurwechsel von der
Momentanspur MS auf die benachbarte Zielspur ZS während der
abstandsgeregelten Folgefahrt.
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Der
Längsführungsassistent
LFA umfasst eine mit verschiedenen Sensoren S ausgestattete Umfeldsensorik
US mit einer Bildverarbeitungseinheit BV, eine Erkennungseinrichtung
EK, eine Entscheidungseinrichtung EN, eine Querpositionsbeobachter
Q und eine Befehlseinrichtung BE.
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Die
mit verschiedenen Sensoren S zur Überwachung des Vor-, Rück, und
Seitenraums des Kraftfahrzeugs ausgestattete Umfeldsensorik US erfasst zusätzlich zum
vorausfahrendem Fahrzeug vF1 auf der Momentanspur MS unmittelbar
vorausfahrende, rückwärtige und
seitliche Fahrzeuge vF1 und rF auf der Zielspur ZS. Die Sensoren
S können
Sensoren des abstandsbezogenen Geschwindigkeitsregelsystems G und/oder
eines Spurhaltesystems und/oder eines Spurverlassen-Warnsystems
sein. Es können auch
noch zusätzliche
Sensoren S vorhanden sein, die den rückwärtigen und seitlichen Bereich
des Kraftfahrzeugs KFZ überwachen.
Die Umfeldsensorik US kann eine Komponente des abstandsgeregelten
Geschwindigkeitsregelsystems G oder ein im Kraftfahrzeug vorhandenes
Spurhaltesystem sein.
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Zusätzlich werden über eine
in der Umfeldsensorik US integrierten Bildverarbeitungseinheit BV
Lage, Breite und Krümmungen
der Fahrspuren MS und ZS erfasst und die Position der Umgebungsfahrzeuge
vF1, vF2 und rF in Relation zu den Fahrspuren bestimmt. Durch Speicherung
dieser Daten für
den relevanten Zeitraum und Modellierung und Propagierung des Fahrzeugszustandes
ist auch eine Spurzuordnung des rückwärtigen Fahrzeugs rF möglich. Die
Bildverarbeitungseinheit BV ist nicht zwingend erforderlich, sondern
kann auch durch alternative Methoden der Fahrspurbestimmung ersetzt
werden. Die Umfeldsensorik US gibt unter Berücksichtigung der Geschwindigkeit
v und der Beschleunigung a des Kraftfahrzeugs KFZ die relevanten
Daten wie Abstand d, relative Geschwindigkeit vrel und relative Beschleunigung
arel der Umgebungsfahrzeuge vF1, vF2 und rF zum Kraftfahrzeug KFZ
an die Erkennungseinrichtung EK weiter.
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Die
Erkennungseinrichtung EK ist dazu ausgebildet, um anhand der Daten
d, vrel und arel der Umfeldsensorik US eine Lücke für ein gefahrloses Einscheren
auf die Zielspur erkennen zu können.
Ist eine derartige Lücke
erkennbar, sendet die Erkennungseinrichtung EK ein Signal lü an die
Befehlseinrichtung BE.
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Schließlich umfasst
der Längsführungsassistent
LFA eine Entscheidungseinrichtung EN zur Entscheidung, ob ein Spurwechselwunsch
des Fahrers des Kraftfahrzeugs KFZ anzunehmen ist. Sobald durch
Indikatoren wie das Setzen eines Blinkers oder das Zufahren auf
die Spurberandung der Beginn eines Spurwechsels erkannt wird, sendet
die Entscheidungseinrichtung EN ein Signal w an den Querpositionsbeobachter
Q. Der Querpositionsbeobachter Q erfasst dann die Querbewegung des
Kraftfahrzeugs KFZ und sendet ein entsprechendes Signal r an die Befehlseinrichtung
BE. Die Befehlseinrichtung BE gibt dann im Falle eines Spurwechselwunsches
w und bei Erkennen einer ausreichenden Lücke lü für ein gefahrloses Einscheren
auf die Zielspur ZS in Abhängigkeit
von der Querbewegung r des Kraftfahrzeugs KFZ einen Beschleunigungsbefehl
l an das im Fahrzeug vorhandene Geschwindigkeitsregelsystem G aus.
Der Beschleunigungsbefehl l ist derart ausgestaltet, dass in Abhängigkeit
von der abnehmenden Querüberlappung
des Kraftfahrzeugs KFZ zum vorausfahrenden Fahrzeug vF1 auf der
Momentanspur ein kontinuierliches Aufschließen zu den Vorderfahrzeugen
vF1 und vF2 erfolgt, wobei ein ausreichender Sicherheitsabstand
jedoch gewahrt wird. Der Beschleunigungsbefehl kann zusätzlich direkt
von den Daten d, vrel und arel des rückwärtigen Fahrzeugs rF abhängig sein.
Hierzu wird näher
in den 2a-2e eingegangen.
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Wird
von der Erkennungseinrichtung EK keine ausreichende Lücke lü erkannt
oder fährt
das Kraftfahrzeug KFZ in Richtung Fahrbahnbegrenzung kann die Befehlseinrichtung
BE auch einen Lenk- oder Warnbefehl q ausgeben, wodurch ein Lenkmoment
auf das Lenkrad in Richtung Fahrbahnmitte erzeugt wird, oder eine
Warnung an den Fahrer ausgegeben wird.
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Anhand
der 2a-2e wird die durch den Beschleunigungsfehl
l resultierende Beschleunigung a des Kraftfahrzeugs KFZ veranschaulicht.
Die 2a-2e zeigen
einen gemäß der Erfindung vorgenommenen
Spurwechsel zu verschiedenen Zeitpunkten.
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2a zeigt
eine Verkehrsituation, bei der das Kraftfahrzeug KFZ auf einer Momentanspur
MS während
einer abstandsgeregelten Folgefahrt mit einem vorgegebenen Abstand
dacc einem vorausfahrendes Fahrzeug vF1 auf der Momentanspur MS folgt.
Zur Abstandsregelung wird ein allgemein bekanntes, hier nicht dargestelltes
abstandsbezogenes Geschwindigkeitsregelsystem verwendet. Das vorausfahrende
Fahrzeug vF1 auf der Momentanspur bewegt sich mit einer konstanten
Geschwindigkeit v1. Auf einer Nachbarspur, der Zielspur ZS, befindet sich
zusätzlich
ein vorausfahrendes Fahrzeug vF2 mit einer konstanten Geschwindigkeit
v2, die größer ist
als v1 ist, und ein rückwärtiges Fahrzeug
rF mit einer Geschwindigkeit v1. Mittels einer hier nicht dargestellten
Umfeldsensorik im Kraftfahrzeug KFZ werden zusätzlich zum vorausfahrenden
Fahrzeug vF1 auf der Momentanspur MS das unmittelbar vorausfahrende
Fahrzeug vF2 und das rückwärtige rF
auf der Zielspur ZS erfasst und für jedes erfasste Fahrzeug der
Abstand, die Relativgeschwindigkeit und Relativbeschleunigung zum
Kraftfahrzeug KFZ ermittelt. Weiter werden mittels der hier nicht
dargestellten Erkennungseinrichtung die Daten der Umfeldsensorik
derart ausgewertet, ob eine Lücke
für ein
gefahrloses Einscheren auf die Zielspur vorliegt. Bei der hier dargestellten
Verkehrssituation ist eine ausreichende Lücke vorhanden, weshalb die
Erkennungseinrichtung ein entsprechendes Signal an die Befehlseinrichtung
sendet.
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Der
Fahrer des Kraftfahrzeug KFZ beabsichtigt nun, einen Spurwechsel
vorzunehmen und zeigt dies durch Betätigung seines Blinker BL an.
Daraufhin erkennt die hier nicht dargestellte Entscheidungseinrichtung
einen Spurwechselwunsch des Fahrers und gibt ein entsprechendes
Signal an die Befehlseinrichtung ab. Die von der Befehlseinrichtung
erzeugten Beschleunigungsbefehle werden an Stellaktuatoren einer
Längsregeleinheit,
die Teil des Geschwindigkeitsregelsystems ist, übermittelt. Im Hinblick auf die
Längsregelung
werden die Beschleunigungsbefehle an die Brems- und/oder Antriebsaktuatorik des Kraftfahrzeugs
KFZ übermittelt.
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2b zeigt
nun die Auswirkung auf alle Umgebungsfahrzeuge vF1, vF2 und rF zu
Beginn des Spurwechsels. Um das rückwärtige Fahrzeug rF möglichst
wenig zu behindern, erzeugt die Befehlseinrichtung unmittelbar nach
dem Spurwechselwunsch und dem Erkennen einer ausreichenden Lücke auf
der Zielspur einen Beschleunigungsbefehl, der zu einer Beschleunigung
a und somit zu einer Reduzierung des aktuellen Abstands dacc zwischen dem
Kraftfahrzeug KFZ und dem vorausfahrenden Fahrzeug vF1 auf einen
vorgegebenen reduzierten Abstand d1 führt. Der durch das Geschwindigkeitsregelsystem
vorgegebene Abstand dacc wird reduziert. Die Reduzierung des Abstands
dacc auf den Abstand d1 kann bspw. proportional zum vorgegebenen
Abstand dacc erfolgen.
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Sobald
der Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug KFZ und dem vorausfahrendem
Fahrzeug vF1 dem reduzierten Abstand d1 entspricht und solange das
Fahrzeug seine Querbewegung bzw. seine Querüberlappung zum vorausfahrenden
Fahrzeug vF1 nicht verändert,
erfolgt keine weitere Beschleunigung, d. h. der reduzierte Abstand
d1 wird gehalten.
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Beginnt
der Fahrer des Kraftfahrzeugs KFZ mit dem Ausscheren, wird ein von
der Querbewegung QV des Kraftfahrzeugs KFZ abhängiger Beschleunigungsbefehl
ausgegeben, siehe 2c. Der Beschleunigungsbefehl
ist dann derart ausgestaltet, dass durch Beschleunigung a des Kraftfahrzeugs KFZ
der vorgegebene reduzierte Abstand d1 auf das vorausfahrende Fahrzeug
vF1 in Abhängigkeit
von der Querüberlappung
des Kraftfahrzeugs KFZ zum vorausfahrenden Fahrzeug auf der Momentanspur weiter
kontinuierlich reduziert wird. Der sich einstellende Abstand ist
mit dem Bezugszeichen d123 gekennzeichnet. Bei der Ermittlung der
kontinuierlich reduzierten Abstands d123 wird jedoch ein Sicherheits-
bzw. Mindestabstand dmin zu den voraus fahrenden Fahrzeugen vF1 und
vF2 berücksichtigt,
der aus Sicherheitsgründen
nicht unterschritten werden darf.
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Der
reduzierte Abstand d1 und auch der kontinuierlich reduzierte Abstand
d123 kann in Abhängigkeit
von der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und/oder der Relativgeschwindigkeit
und/oder Relativbeschleunigung der vorausfahrenden Fahrzeuge und/oder
eines rückwärtigen Fahrzeugs
auf der Fahrspur zum Kraftfahrzeug vorgegeben werden.
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Um
eine Beschleunigung in Lücken
zu ermöglichen,
kann auch der vom Geschwindigkeitsregelsystem vorgegebene Abstand
dacc zum vorausfahrende Fahrzeug vF2 auf der Zielspur unterschritten
werden, falls dies zu einer geringeren Behinderung des rückwärtigen Fahrzeugs
führt.
So zeigt 2d, dass bei der hier dargestellten
Verkehrsituation nach dem tatsächlichen
Spurwechsel der Abstand d3 zwischen dem Kraftfahrzeug KFZ und dem vorausfahrenden
Fahrzeug vF2 auf der Zielspur ZS geringer ist als der vorgegebene
Abstand dacc.
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Nach
dem Spurwechsel wird ein Beschleunigungsbefehl ausgegeben, der zu
einer Beschleunigung a bzw. Verzögerung
a des Kraftfahrzeugs in der Weise führt, dass der Abstand zwischen
dem Kraftfahrzeug KFZ und dem vorausfahrendem Fahrzeug vF2 auf der
Zielspur ZS vom Abstand d3 auf den vom Geschwindigkeitsregelsystem
prinzipiell vorgegebenen Abstand dacc vergrößert wird.
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Schließlich kann
auch der Abstand zwischen dem rückwärtigen Fahrzeug
rF und dem Kraftfahrzeug KFZ, die Relativgeschwindigkeit oder die
Relativbeschleunigung für
die Ermittlung bzw. die Korrektur des Beschleunigungsbefehls herangezogen
werden. Bei einem Abstand zwischen dem rückwärtigen Fahrzeug rF und dem
Kraftfahrzeug KFZ, der einen vorgegebenen Abstandsgrenzwert überschreitet oder
bei einer Relativbeschleunigung oder Relativgeschwindigkeit des
rückwärtigen Fahrzeugs
zum Kraftfahrzeug, das einen vorgegebenen Relativbeschleunigungsgrenzwert
oder Relativgeschwindigkeitsgrenzwert überschreitet, gibt die Befehlseinrichtung
während
des gesamten Spurwechsels einen derartigen Beschleunigungsbefehl
aus, der nur zu einer so großen
Beschleunigung a des Kraftfahrzeugs KFZ führt, dass die nach dem Spurwechsel
erforderliche Verzögerung
des Kraftfahrzeugs zum Erreichen des vom Geschwindigkeitsregelsystems
vorgegebenen Abstands dacc zu dem auf der Zielspur vorausfahrenden
Fahrzeug vF2 ohne Bremseingriff erzeugt werden kann. Bleibt also
der Abstand zum rückwärtigen Fahrzeug
rF während
des gesamten Spurwechsels ausreichend hoch, wird während des
Spurwechsels nur so stark beschleunigt, dass das anschließende Verzögern und
Zurückfallenlassen
mit Hilfe einer moderaten, begrenzten Verzögerung, typischerweise von
der Größe des Motorschleppmoments,
erfolgen kann und kein zusätzlicher
Bremseingriff notwendig ist.