DE102018003609A1

DE102018003609A1 - Verfahren zum Unterstützen eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE102018003609A1
Application number: DE102018003609.0A
Authority: DE
Inventors: Michael Barjenbruch; Fridtjof Stein
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2018-05-04
Filing date: 2018-05-04
Publication date: 2018-10-25

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Unterstützen eines Fahrzeuges (1) bei einem Einfädeln in eine Fahrspur (F), wobei erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass- das im autonomen Fahrbetrieb bewegte Fahrzeug (1) am Beginn einer Auffahrspur (A) automatisch wartet bis ein Wechsel auf die Fahrspur (F) möglich ist und in Abhängigkeit eines fahrzeugseitig erfassten Freiraumes auf die Fahrspur (F) wechselt und/oder- mittels einer infrastrukturellen Sensorik (S1 bis S5) in Abhängigkeit von übermittelten Fahrzeugparametern ein passender Freiraum auf der Fahrspur (F) ermittelt wird und das im autonomen Fahrbetrieb bewegte Fahrzeug (1) nach einer infrastrukturellen Signalisierung (Si) einen Fahrspurwechsel von der Auffahrspur (A) auf die Fahrspur (F) durchführt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Unterstützen eines Fahrzeuges bei einem Einfädeln in eine Fahrspur.
Aus der DE 10 2012 006 882 A1 ist ein Verfahren zum Unterstützen eines Kraftwagens beim Einfädeln in eine Fahrspur bekannt. Dabei werden Bewegungsdaten, die eine Information über eine Bewegung von zumindest einem sich auf der Fahrspur befindenden Fahrzeug umfassen, erfasst. Anhand dieser Bewegungsdaten wird eine Sollgeschwindigkeit des Kraftwagens beim Erreichen eines Einfädelbereiches mit einer Recheneinrichtung bestimmt, wobei die Bewegungsdaten mit einer stationären Messeinrichtung erfasst und mittels einer Sendeeinrichtung dem einfädelnden Kraftwagen übermittelt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zum Unterstützen eines Fahrzeuges bei einem Einfädeln in eine Fahrspur anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Ein Verfahren zum Unterstützen eines Fahrzeuges bei einem Einfädeln in eine Fahrspur sieht erfindungsgemäß vor, dass das im autonomen Fahrbetrieb bewegte Fahrzeug am Beginn einer Auffahrspur automatisch wartet bis ein Wechsel auf die Fahrspur möglich ist und in Abhängigkeit eines fahrzeugseitig erfassten Freiraumes auf die Fahrspur wechselt und/oder mittels einer infrastrukturellen Sensorik in Abhängigkeit von übermittelten Fahrzeugparametern ein passender Freiraum auf der Fahrspur ermittelt wird und das im autonomen Fahrbetrieb bewegte Fahrzeug nach einer infrastrukturellen Signalisierung einen Fahrspurwechsel von der Auffahrspur auf die Fahrspur durchführt.
Durch Anwendung des Verfahrens ist ein vergleichsweise sicheres Einfädeln des autonom fahrenden Fahrzeuges auf die Fahrspur möglich, wodurch die Sicherheit sowohl für das Fahrzeug als auch für andere Verkehrsteilnehmer wesentlich erhöht werden kann.
Das Verfahren ist zur Anwendung für jedwede Ausführungsform von Auffahrspuren, auch für sogenannte Tapered-Entrances und -Exits geeignet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:

1 schematisch ein Fahrzeug am Beginn einer Auffahrspur,
2 schematisch das Fahrzeug auf der Auffahrspur vor einem Einfädeln auf eine Fahrspur,
3 schematisch das Fahrzeug auf der Fahrspur,
4 schematisch ein Fahrzeug am Beginn einer Auffahrspur mit guter Sichtweite,
5 schematisch das Fahrzeug am Beginn einer Auffahrspur mit eingeschränkter Sichtweite,
6 schematisch das Fahrzeug am Beginn der Auffahrspur und einen Erfassungsbereich zumindest einer Erfassungseinheit des Fahrzeuges,
7 schematisch das Fahrzeug auf der Auffahrspur und den Erfassungsbereich der Erfassungseinheit des Fahrzeuges,
8 schematisch das Fahrzeug am Beginn einer Auffahrspur und eine infrastrukturelle Sensorik und Signalisierung,
9 schematisch das Fahrzeug auf der Fahrzeugspur und die infrastrukturelle Sensorik und Signalisierung,
10 schematisch eine Vorrichtung mit der infrastrukturellen Sensorik und Signalisierung und
11 schematisch eine erweiterte Vorrichtung mit infrastruktureller Sensorik und Signalisierung.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt ein autonom fahrendes Fahrzeug 1 in Form eines Lastkraftwagens mit einer Zugmaschine und einem Auflieger am Beginn einer Auffahrspur A, wobei diese eine Einfädelungsspur auf eine rechte Fahrspur F einer Autobahn darstellt. Dabei ist die vorliegende Verkehrssituation zu einem Zeitpunkt t₁ gezeigt.
Autonom fahrende Fahrzeuge 1, insbesondere Lastkraftwagen, werden zukünftig auch Autobahnen befahren. Ein Problem dabei bildet eine Auffahrt und ein Einfädeln auf die Fahrspur F.
Zur Ermöglichung einer verhältnismäßig sicheren und autonomen Auffahrt des Fahrzeuges 1 von der Auffahrspur A auf die Fahrspur F, muss ein dem Fahrzeug 1 entsprechend großer Freiraum auf der Fahrspur F vorhanden sein.
Um im autonomen Fahrbetrieb des Fahrzeuges 1 eine verhältnismäßig sichere Auffahrt auf die Fahrspur F zu ermöglichen, ist ein im Folgenden beschriebenes Verfahren vorgesehen.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in 1 wartet das Fahrzeug 1 am Beginn der Auffahrspur A, insbesondere an einer Startlinie S, bis ein ausreichend großer Freiraum zum gefahrlosen Einfädeln mittels einer Umgebungssensorik des Fahrzeuges 1 erfasst wird.
Wird ein entsprechend großer Freiraum erfasst, beschleunigt das Fahrzeug 1 bis auf eine vorgegebene minimale Fahrgeschwindigkeit, unter welcher eine minimale akzeptable Fahrgeschwindigkeit zu verstehen ist.
Das Fahrzeug 1 beschleunigt und führt dann den Fahrspurwechsel durch, wie in 2 zu einem Zeitpunkt t₂ näher gezeigt ist.
In 3 ist das Fahrzeug 1 zu einem Zeitpunkt t₃ auf die Fahrspur F aufgefahren und fährt mit einer Fahrgeschwindigkeit, die mindestens der minimalen akzeptablen Fahrgeschwindigkeit entspricht.
Der Einfädelvorgang auf die Fahrspur F wird also auf Basis erfasster Signale der Umgebungssensorik des Fahrzeuges 1 sowie in Abhängigkeit von Fahrzeugparametern autonom gesteuert.
In einer in 4 gezeigten möglichen Verkehrssituation ist eine vergleichsweise gute Sicht und somit eine vergleichsweise gute Sichtweite für das Fahrzeug 1 zu verzeichnen, um einen ausreichend großen Freiraum für den autonomen Fahrspurwechsel des Fahrzeuges 1 zu erfassen.
Eine verhältnismäßig schlechte, d. h. unzureichende Sichtweite für eine Umgebungssensorik des Fahrzeuges 1 ist in 5 dargestellt. Die Autobahn weist eine Linkskurve auf, wodurch die Sicht des autonom fahrenden Fahrzeuges 1 eingeschränkt ist.
Alternativ oder zusätzlich kann die Sicht wegen einer vertikalen Krümmung einer Fahrbahn, gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Autobahn, eingeschränkt sein.
In 6 ist ein an der Startlinie S stehendes Fahrzeug 1 und ein Erfassungsbereich E zumindest einer Erfassungseinheit 2 der Umgebungssensorik des Fahrzeuges 1 dargestellt. Der Erfassungsbereich E deckt einen relativ großen Raum ab, so dass das Fahrzeug 1 selbst einen Startzeitpunkt zum Auffahren auf die Auffahrspur A und einem anschließenden Auffahren auf die Fahrspur F vorgibt. Das Fahrzeug 1 entscheidet also selbst, wann es losfährt.
7 zeigt das Fahrzeug 1 auf der Auffahrspur A und den Erfassungsbereich E der zumindest einen Erfassungseinheit 2.
Basierend auf einer zulässigen maximalen Fahrgeschwindigkeit auf der Autobahn, einer Beschleunigungsfähigkeit des Fahrzeuges 1 und einer momentanen Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges 1 kann eine erforderliche sensorische Sichtweite s der zumindest einen Erfassungseinheit 2 ermittelt werden.
In dem in 8 gezeigten Ausführungsbeispiel wird das autonom fahrende Fahrzeug 1 in Bezug auf das Auffahren auf die Fahrspur F mittels einer infrastrukturellen Sensorik S1 bis S5 und einer infrastrukturellen Signalisierung Si mittels einer Lichtsignalanlage 3 unterstützt. Eine Anzahl der infrastrukturellen Sensorik Si kann dabei variieren.
Auf der Fahrspur F fährt ein weiteres Fahrzeug 4, welches mittels der infrastrukturellen Sensorik S1 bis S5 erfasst wird. Die Lichtsignalanlage 3 zeigt aufgrund dessen Rot, so dass das Fahrzeug 1 gezwungen ist, am Beginn der Auffahrspur A stehen zu bleiben.
Hat das weitere Fahrzeug 4 das Fahrzeug 1 und/oder einen Bereich der Auffahrspur A passiert und mittels der infrastrukturellen Sensorik S1 bis S5 wird kein weiteres Fahrzeug 4 erfasst, schaltet die Lichtsignalanlage 3 als infrastrukturelle Signalisierung Si auf Grün, so dass das Fahrzeug 1 auf die Auffahrspur A und anschließend auf die Fahrspur F auffahren kann, wie in 9 gezeigt ist.
In 10 ist eine Vorrichtung 5 mit der infrastrukturellen Sensorik S1 bis S5 und der infrastrukturellen Signalisierung Si mittels der Lichtsignalanlage 3 dargestellt.
Sowohl die infrastrukturelle Sensorik S1 bis S5, die beispielsweise radarbasierte Sensoren, zumindest eine Kamera, zumindest eine Kontaktschleife, zumindest eine Lichtschranke, andere geeignete Sensoren und/oder eine Kombination genannter Komponenten umfasst, als auch die infrastrukturelle Signalisierung Si in Form der Lichtsignalanlage 3, sind mit einer infrastrukturellen Rechnereinheit 6 verbunden.
Zudem ist das Fahrzeug 1, insbesondere über eine Funkverbindung, mit der infrastrukturellen Rechnereinheit 6 verbunden, wobei diese Verbindung beispielsweise regional begrenzt herstellbar ist. D. h. dass das Fahrzeug 1 nur mit der infrastrukturellen Rechnereinheit 6 verbunden wird, wenn sich das Fahrzeug 1 in einem vorgegebenen Bereich, insbesondere der Auffahrspur A, befindet.
Ist die Verbindung zwischen dem Fahrzeug 1 und der infrastrukturellen Rechnereinheit 6 hergestellt, sendet das Fahrzeug 1 bestimmte Fahrzeugparameter, wie beispielsweise eine maximal mögliche Beschleunigung, ein Fahrzeuggewicht, eine Fahrzeuglänge, eine Anzahl der Fahrzeugachsen, ob ein Anhänger vorhanden ist und/oder diverse fahrzeugseitige Sensorikinformationen an die infrastrukturelle Rechnereinheit 6.
Die infrastrukturelle Rechnereinheit 6 ermittelt aus einer Anzahl der Fahrzeugparameter, d. h. anhand der maximal möglichen Beschleunigung, dem Fahrzeuggewicht und der Fahrzeuglänge den für das Fahrzeug 1 erforderlichen Freiraum zum Auffahren auf die Fahrspur F.
Eine Startinformation und gegebenenfalls sonstige Daten und/oder Informationen empfängt das Fahrzeug 1 von der infrastrukturellen Rechnereinheit 6, welche die infrastrukturelle Signalisierung Si steuert.
Eine erweiterte Vorrichtung 5 zur Unterstützung des Fahrzeuges 1 beim Einfädeln auf die Fahrspur F ist in 11 näher dargestellt.
Bei der erweiterten Vorrichtung 5 ist die infrastrukturelle Rechnereinheit 6 zusätzlich mit Anzeigetafeln, insbesondere Informationstafeln und/oder flexiblen Verkehrsschildern, beispielsweise einer Schilderbrücke 7 verbunden, um entsprechende Informationen anzuzeigen.
Mittels einer entsprechend angezeigten Information wird eine Warnung vor auffahrenden Fahrzeugen 1 an die weiteren Fahrzeuge 4 auf der Fahrspur F ausgegeben oder die Fahrspur F wird durch die Anzeige der entsprechenden Information temporär blockiert oder eine maximal zulässige Fahrgeschwindigkeit auf der Fahrspur F wird temporär begrenzt.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: Erfassungseinheit
3: Lichtsignalanlage
4: weiteres Fahrzeug
5: Vorrichtung
6: infrastrukturelle Rechnereinheit
7: Schilderbrücke
A: Auffahrspur
E: Erfassungsbereich
F: Fahrspur
S: Startlinie
S1 bis S5: infrastrukturelle Sensorik
Si: infrastrukturelle Signalisierung
s: sensorische Sichtweite
t₁ bis t₃: Zeitpunkt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102012006882 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Unterstützen eines Fahrzeuges (1) bei einem Einfädeln in eine Fahrspur (F), dadurch gekennzeichnet, dass - das im autonomen Fahrbetrieb bewegte Fahrzeug (1) am Beginn einer Auffahrspur (A) automatisch wartet bis ein Wechsel auf die Fahrspur (F) möglich ist und in Abhängigkeit eines fahrzeugseitig erfassten Freiraumes auf die Fahrspur (F) wechselt und/oder - mittels einer infrastrukturellen Sensorik (S1 bis S5) in Abhängigkeit von übermittelten Fahrzeugparametern ein passender Freiraum auf der Fahrspur (F) ermittelt wird und das im autonomen Fahrbetrieb bewegte Fahrzeug (1) nach einer infrastrukturellen Signalisierung (Si) einen Fahrspurwechsel von der Auffahrspur (A) auf die Fahrspur (F) durchführt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einer infrastrukturellen Rechnereinheit (6) als Fahrzeugparameter eine maximal mögliche Beschleunigung, ein Fahrzeuggewicht und eine Fahrzeuglänge übermittelt wird, wobei anhand der Fahrzeugparameter ein für den Fahrspurwechsel erforderlicher Freiraum auf der Fahrspur (F) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass basierend auf einer maximal zulässigen Fahrgeschwindigkeit auf der Fahrspur (F), einer maximal möglichen Beschleunigung und einer momentanen Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges (1) eine sensorische Sichtweite (s) ermittelt wird.