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Die
Erfindung betrifft einen Verkehrsführungsassistenten zur
Unterstützung des Fahrzeugführers eines Kraftfahrzeugs
an einer Fahrspurverengung beim Fahrspurwechsel, insbesondere an
einer Fahrspurzusammenführung.
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Stand der Technik
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Um
mehrere Fahrspuren in eine Fahrspurrichtung einer Straße
zusammenzuführen, wird im Straßenverkehr das sogenannte
Reißverschlussverfahren zur effizienten Verkehrsführung
an Fahrspurverengungsstellen wie z. B. Baustellen, Unfallorten, Kreuzungen
und Auffahrten angewandt. An diesen Punkten herrscht üblicherweise
eine erhöhte Unfall- und Staugefahr. Ursache hierfür
ist eine unbefriedigende Ausnutzung der vorhandenen Fahrstreifen
sowie unkoordinierte Fahrstreifenwechsel der Verkehrsteilnehmer
bedingt durch Unwissenheit und bewusstes Fehlverhalten, etwa um
ein Einfädeln weiterer Verkehrsteilnehmer zu verhindern.
Das Verhalten der einzelnen Verkehrsteilnehmer resultiert beispielsweise
in einer Staubildung durch frühzeitiges Einfahren in die
zu wechselnde Fahrspur sowie zu einer erhöhten Unfallgefahr
indem einzelne Verkehrsteilnehmer den nötigen Sicherheitsabstand
beträchtlich unterschreiten, um ein Einfädeln
anderer Verkehrsteilnehmer in die einzufädelnde Fahrspur
zu unterbinden.
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Um
die Stau- und Unfallgefahr an Fahrspurverengungen zu reduzieren,
wird üblicherweise durch eine Beschilderung entlang der
Straße auf das anzuwendende Reißverschlussverfahren
hingewiesen. Üblicherweise werden aber keine technischen Lösungen
eingesetzt, um den Fahrer des Fahrzeugs bei der Anwendung und Umsetzung
des Reißverschlussverfahrens aktiv zu unterstützen.
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Die
DE 101 46 744 A1 beschreibt
ein Verfahren sowie ein System, bei dem der Fahrzeugführer eines
Kraftfahrzeuges von einem Navigationssystem eine Routenführung
vorgegeben wird, um an den gewünschten Zielpunkt zu gelangen.
Dabei gibt das Navigationssystem vor, auf welcher der zur Verfügung stehenden
Fahrspuren der Fahrzeugführer sich am besten einordnen
sollte, um so die empfohlene Route des Navigationssystems einfach
abfahren zu können.
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Offenbarung der Erfindung
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur
verbesserten Anwendung des Reißverschlussverfahrens an
Fahrspurverengungen bereitzustellen.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Verkehrsführungsassistenten gemäß Anspruch
1 und durch ein Verfahren gemäß Anspruch 8 gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen
Ansprüchen angegeben.
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Erfindungsgemäß wurde
erkannt, dass das Reißverschlussverfahren an Fahrspurverengungen dadurch
verbessert angewandt wird, indem ein Verkehrsführungsassistent
den Fahrzeugführer eines Kraftfahrzeugs in der Verkehrsführung
bei einem Fahrspurwechsel an einer Fahrspurverengung, insbesondere
an einer Fahrspurzusammenführung, aktiv unterstützt,
indem der Verkehrsführungsassistent Informationen über
Fahrspurverengungen sammelt, diese auswertet und die Fahrspurverengungen
erkennt und die auf den Fahrspurwechsel bezogene Verkehrsführung
signalisiert.
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Unter
einer Verkehrsführung wird im Sinne der Erfindung verstanden,
dass dem Fahrzeugführer zur Verkehrsführung ein
Fahrspurwechsel signalisiert wird oder ein durch den Fahrzeugführer
eingeleiteter Fahrspurwechsel unterdrückt wird.
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Auf
diese Weise wird aktiv auf den Fahrer des Kraftfahrzeugs entsprechend
der Situationslage eingewirkt, um so eine effiziente Verkehrsführung
an Fahrspurverengungen zu gewährleisten.
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In
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der
Verkehrsführungsassistent eine Verkehrsführungseinrichtung
auf, die ein Erfassungsmodul und ein Vorschlagsmodul umfasst, wobei
das Erfassungsmodul ausgelegt ist, Umgebungsdaten aus der Umgebung
des Fahrzeugs zu ermitteln, und das Vorschlagsmodul ausgelegt ist,
die Umgebungsdaten des Erfassungsmodul beim Signalisieren zu berücksichtigen.
Auf diese Weise kann der Verkehrsführungsassistent zuverlässig
die Umgebung des Fahrzeugs erfassen und entsprechend der Umgebung
auf den Fahrzeugführer und/oder das Fahrverhalten einwirken.
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In
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der
Verkehrsführungsassistent ein Steuergerät auf,
das ausgelegt ist, auf Grundlage der Signalisierung eine Aktuatorik
und/oder einer Anzeigeneinheit anzusteuern. Auf diese Weise kann
dem Fahrzeugführer einfach und deutlich die bestmögliche
Verhaltensweise durch die Anzeigeneinheit angezeigt und/oder der
Fahrspurwechsel mittels einer Aktuatorik selbstständig
durchgeführt werden oder der durch den Fahrzeugführer
eingeleitete Fahrspurwechsel unterdrückt.
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In
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Aktuatorik
ausgelegt, das Fahrzeug mittels einer Fahrzeugbremse zu verzögern,
mittels einer Blockiereinrichtung die Betätigung des Fahrtrichtungsanzeigers
zu verhindern und/oder mittels einer Lenkeinrichtung ein Drehmoment
an der Lenksäule anzulegen. Auf diese Weise kann der Verkehrsführungsassistent
aktiv in das Fahrverhalten des Kraftfahrzeugsführer eingreifen.
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In
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Verkehrsführungsassistent
an- bzw. abschaltbar. Auf diese Weise wird gewährleistet,
dass der Verkehrsführungsassistent in kritischen Situationen,
in denen der Verkehrsführungsassistent die Fahrspurzusammenführung
nicht erkennen konnte, nicht in das Fahrgeschehen eingreift.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand einer Figur näher erläutert.
Dabei zeigt:
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1 ein
Blockschaltbild eines erfindungemäßen Verkehrsführungsassistenten.
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1 zeigt
ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Verkehrsführungsassistenten 10. Der
Verkehrsführungsassistent 10 weist dabei eine Situationserkennungseinrichtung 1 auf,
die ein Berechnungsmodul 11 und ein Verkehrsführungsabtastmodul 2 umfasst.
Das Verkehrsführungsabtastmodul 2 weist ein Navigationsmodul 24,
ein Verkehrszeichenerkennungsmodul 23 und ein Empfangsmodul 22 auf.
Das Verkehrsführungsabtastmodul 2 kann jedoch
auch nur ein einzelnes Modul oder eine Kombination aus diesen Modulen
umfassen. Das Verkehrsführungsabtastmodul 2 ist
dazu ausgelegt, Streckendaten über Fahrspurverengungen
zu ermitteln und dem Berechnungsmodul 11 mittels eines
Datenpfades 21 zu übergeben. Das Empfangsmodul 22 empfängt
ein Signal eines Senders, der an der Fahrspurverengungsstelle angebracht
ist. Auf diese Weise wird das Vorhandensein der Fahrspurverengungsstelle
angezeigt, wobei das Signal des Senders auch Informationen über
dessen Position und den Abstand des Fahrzeugs zu dem Sender enthalten
kann.
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Das
Verkehrszeichenerkennungsmodul 23 ist ausgelegt, Verkehrszeichen,
insbesondere Verkehrszeichen für die Anwendung eines Reißverschlussverfahrens
und Zusatzschilder mit Entfernungsangabe zu der Fahrspurverengungsstelle,
die entlang der Straße angeordnet sind, zu erkennen. Das
Empfangsmodul 22 und das Verkehrszeichenerkennungsmodul 23 eignen
sich insbesondere, um sich bewegende Fahrspurverengungsstellen,
die z. B. durch Wanderbaustellen, Wartungsarbeiten an Straßen
oder Fahrzeuge, die Mäharbeiten durchführen, bedingt
sind, zu erkennen.
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Ferner
umfasst das Verkehrsführungsabtastmodul 2 ein
Navigationsmodul 24, das ausgelegt ist, die Position des
Fahrzeugs zu bestimmen und anhand von Position und Kartenmaterial
eine Fahrspurverengung zu erfassen. Insbesondere eignet sich hierfür
ein Navigationsmodul 24, das auf Basis des Global Positioning
Systems (GPS) arbeitet. Das Navigationsmodul 24 kann ferner
aktuelle Informationen über Fahrspurverengungsstellen über
einen Traffic Message Channel (TMC) empfangen. Auf diese Weise kann
das Navigationsmodul 24 an aktuelle Verkehrsdaten z. B.
den Aufenthaltshort von Wanderbaustellen angepasst werden.
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Die
gewonnenen Informationen werden als Streckendaten von dem Verkehrsführungsabtastmodul 2 an
das Berechnungsmodul 11 mittels des ersten Datenpfades 21 übertragen.
Das Berechnungsmodul 11 ist dazu ausgelegt, auf Grundlage
der Daten des Verkehrsführungsabtastmoduls 2 eine
Fahrspurauslegung bzw. eine Fahrspurverengungsstelle zu erkennen
und bei Erkennen der Fahrspurverengung ein Aktivierungssignal zu
senden. Das Aktivierungssignal der Situationserkennungseinrichtung 1 wird über
einen zweiten Datenpfad 14 an eine Verkehrsführungseinrichtung 4 übertragen.
Auf Grundlage des Aktivierungssignals wird die Verkehrsführungseinrichtung 4 aktiviert.
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Alternativ
kann der Fahrzeugführer des Kraftfahrzeugs selbst manuell
ein Signal mittels eines Bedienelements 3 erzeugen, das
mittels des dritten Datenpfades 31 an die Situationserkennungseinrichtung 1 gesendet
wird. Ferner ist denkbar, den Verkehrführungsassistenten 10 abschaltbar
auszugestalten. Hierzu kann von dem Bedienelement 3 ein Signal über
den dritten Datenpfad 31 gesendet werden, das die Information
für die Situationserkennungseinrichtung 1 enthält,
kein Aktivierungssignal an die Verkehrsführungseinrichtung 4 zu übertragen.
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Die
Verkehrsführungseinrichtung 4 umfasst ein Vorschlagsmodul 9 und
ein Erfassungsmodul 5, wobei das Erfassungsmodul 5 dazu
eingerichtet ist, Informationen über die Umgebung des Fahrzeugs und/oder
das Fahrzeug zu ermitteln. Das Erfassungsmodul 5 umfasst
in der Ausführungsform ein Fahrstreifenzugehörigkeitsmodul 51,
ein Umfelderfassungsmodul 52 und ein Abstandserfassungsmodul 53,
wobei alternativ das Erfassungsmodul 5 nur eines dieser
Module oder eine Kombination aus den Modulen aufweisen kann oder
auch auf das Erfassungsmodul 5 verzichtet werden kann.
Das Fahrstreifenzugehörigkeitsmodul 51 erfasst
die Fahrstreifenzugehörigkeit, wobei diese in Fahrstreifen
eingeteilt werden, die weitergeführt werden oder in Fahrstreifen
die in den weitergeführten Fahrstreifen eingefädelt
werden. Entsprechend der Fahrstreifenzugehörigkeit hat
das Fahrzeug die Fahrspur zu wechseln oder weitere Fahrzeuge auf
die eigene Fahrspur einfädeln zu lassen.
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Das
Umfelderfassungsmodul 52 ermittelt Informationen über
das Fahrzeug umgebende Verkehrsteilnehmer, z. B. Position oder Geschwindigkeit insbesondere
aber Informationen über Fahrzeuge der Nachbarfahrstreifen.
Das Umfelderfassungsmodul 52 kann dabei als Car-to-Car-Kommunikation ausgebildet
sein. Hierbei verfügt jedes Fahrzeug über eine
Sender- und Empfängereinheit, die mit einer Recheneinheit
verbunden ist, und dazu ausgelegt ist, Informationen zwischen den
einzelnen Fahrzeugen untereinander auszutauschen. Auf diese Weise
können die Fahrzeuge untereinander sich eine Reihenfolge
zuordnen, die regelt, welches Fahrzeug vor welchem Fahrzeug einzufädeln
hat. Auf diese Weise wird ermöglicht, dass die einzufädelnden Fahrzeuge
gleichmäßig zwischen den Fahrzeugen, die auf der
weitergeführten Fahrspur fahren, verteilt werden. Ferner
kann das Erfassungsmodul 5 Informationen über
die Umgebung und die Infrastruktur, z. B. den Straßentyp
z. B. eine Autobahn oder eine Landstraße, auf dem das Fahrzeug
entlang fährt, erfassen. Das Abstanderfassungsmodul 53 ist
dazu ausgelegt den Abstand des Fahrzeugs zur Fahrbahnverengungsstelle
zu ermitteln.
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Das
Vorschlagsmodul 9 ist mittels des vierten Datenpfades 54 mit
dem Erfassungsmodul 5 verbunden, wobei das Vorschlagsmodul 9 dazu
ausgelegt ist, aus den Informationen des Erfassungsmoduls 5 eine
auf den Fahrspurwechsel bezogene Verkehrsführung festzulegen
und zu signalisieren. In der Ausführungsform werden die
Informationen des Erfassungsmoduls 5 in Kombination miteinander
durch das Vorschlagsmodul 9 verarbeitet, um den Verkehrsführungsvorschlag
zu präzisieren. Alternativ kann das Vorschlagsmodul 9 auch
mittels anderer Eingangsdaten bzw. einer anderen Kombination von Informationen
des Erfassungsmoduls 5 einen Verkehrsführungsvorschlag
für den Fahrspurwechsel ermitteln. Insbesondere können
hierzu auch Streckendaten aus dem Verkehrsführungsabtastmodul 2 herangezogen
werden, um die Umgebungsdaten des Erfassungsmoduls 5 zu
ergänzen. Zum Ermitteln des Verkehrsführungsvorschlags
berücksichtigt das Vorschlagsmodul 9 beispielsweise
den ermittelten Straßentyp, die unterschiedlichen Fahrgeschwindigkeiten
sowie Abstände der einzelnen Fahrzeuge zueinander.
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Der
Verkehrsführungsvorschlag wird mittels eines fünften
Datenpfades 46 an ein Steuergerät 6 übertragen.
Das Steuergerät 6 ist dazu ausgelegt, über
den Datenpfad 67, 68 eine Aktuatorik 7 und/oder
eine Anzeigeneinheit 8 anzusteuern und einen Fahrspurwechsel
einzuleiten oder einen durch den Fahrzeugführer eingeleiteten
Fahrspurwechsel zu unterbinden. Der Fahrspurwechsel kann beispielsweise über
einen Hinweis an den Kraftfahrzeugführer oder durch aktives
Steuern von Fahrzeugkomponenten eingeleitet werden. Die Aktuatorik 7 umfasst
in der Ausführungsform eine automatische Aktivierung eines
Fahrtrichtungsanzeigers 71, um das Einleiten eines Fahrspurwechsels
optisch anderen Verkehrsteilnehmern zu signalisieren. Des Weiteren
wird dem Fahrzeugführer in der Ausführungsform mittels
visueller Anzeigenelemente 72 der Vorschlag für
den Fahrspurwechsel bzw. für das Einfädeln von weiteren
Fahrzeugen angezeigt. Ferner können auch akustische Signale
und/oder eine Sprachausgabe 73 der Informationen, die mittels
der Anzeigenelemente in der Ausführungsform dargestellt
sind, dem Fahrzeugführer mitgeteilt werden. Die Aktuatorik 7 umfasst
in der Ausführungsform ein automatisches Aktivieren eines
Fahrtrichtungsanzeigers, um weiteren Fahrzeugen ein optisches Signal
zum Fahrspurwechsel anzuzeigen.
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Um
den Fahrzeugführer zu animieren, weiter auf einer dem Verkehrsführungsvorschlag
entsprechenden Fahrspur zu fahren, wird der Auslösemechanismus
des Fahrtrichtungsanzeigers mittels einer Blockiereinrichtung 81,
die im Fahrrichtungsanzeigerbedienelement angeordnet ist, blockiert.
Ferner wird mittels der Fahrzeugbremse 82 das Fahrzeug sanft
abgebremst, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs an den übrigen
Verkehrsfluss anzupassen oder ein Einfädeln anderer Fahrzeuge
auf die Fahrspur des eigenen Fahrzeugs zu ermöglichen.
Des Weiteren wird in der Ausführungsform dem Fahrzeugführer
ein Fahrspurwechsel durch ein Anlegen eines Drehmoments durch eine
Lenkeinrichtung 83 am Lenkrad aufgezeigt, sodass der Fahrzeugführer für
einen günstigen Fahrspurwechsel der vorgegebenen Richtung
des Lenkrads nur nachgeben muss.
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In
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der Fahrspurwechsel
von dem Steuergerät 6 und der Aktuatorik 7 selbständig
durchgeführt und durch den Fahrzeugführer überwacht.
Ferner ist denkbar, dass der Fahrzeugführer nur durch einen Teil
der beispielhaft aufgeführten Anzeigenelemente oder Signale
zu einem Fahrspurwechsel animiert wird. Es sind jedoch auch andere
Kombinationen aus Anzeigenelemente oder Aktuatorik möglich.
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Der
Verkehrsführungsassistent ist auch als Einfädelassistent
beim Auffahren auf Autobahnen oder Bundesstraßen einsetzbar.
Dies hat den Vorteil, dass dem Fahrzeugführer Unterstützung
beim Einfahren auf eine Autobahn oder eine Bundesstraße bereitgestellt
wird, um so das Unfallrisiko durch eine Fehlabschätzung
des Verkehrsgeschehens und/oder der unterschiedlichen Fahrgeschwindigkeiten
der Verkehrsteilnehmer zu reduzieren.
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Dem
Fachmann ist selbstverständlich geläufig, dass
der beschriebene Verkehrsführungsassistent zur Unterstützung
des Fahrzeugsführers eines Kraftfahrzeugs an einer Fahrspurverengung
beim Fahrspurwechsel, insbesondere an einer Fahrspurzusammenführung,
beispielhaft ist. Insbesondere die angeführten Anzeigenelemente,
Aktuatoren oder Eingangsdaten sind beispielhaft für den
in der Ausführungsform dargestellten Verkehrsführungsassistenten.
Wesentlich ist jedoch, dass der Verkehrsführungsassistent
ausgelegt ist, den Fahrzeugführer aktiv beim Reißverschlussverfahren
an einer Fahrspurverengung zu unterstützen, indem der Verkehrsführungsassistent
Informationen über Fahrspurverengungen sammelt, die Informationen
auswertet und die Fahrspurverengung erkennt. Die Erkennung ist wesentlich,
um den Fahrzeugführer auf das Reißverschlussverfahren
hinzuweisen und ihn entsprechend zu beeinflussen oder den Fahrspurwechsel
mittels einer Aktuatorik selbstständig durchzuführen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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