DE102020117159A1

DE102020117159A1 - Fahrassistenzsystem mit einer Spurwechselfunktion zum Durchführen eines automatisierten Spurwechsels auf eine Ausfahrt, entsprechendes Verfahren und entsprechende Software

Info

Publication number: DE102020117159A1
Application number: DE102020117159.5A
Authority: DE
Inventors: Sami Fayad; Patrick Sauermann
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2020-06-30
Filing date: 2020-06-30
Publication date: 2021-12-30

Abstract

Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug mit einer Spurwechselfunktion zum Durchführen eines automatisierten Spurwechsels mit zumindest automatisierter Querführung auf eine Ausfahrt, welches eingerichtet ist, aufgrund von Information eines kartenbasierten Navigationssystems zur Zielführung festzustellen, dass ein Spurwechsel auf eine Ausfahrt erforderlich ist, um der Zielführung zu folgen. Das System ist ferner eingerichtet, nach Feststellung eines erforderlichen Spurwechsels auf die Ausfahrt, basierend auf Information des kartenbasierten Navigationssystems eine Ausfahrtlänge zum Spurwechsel auf die Ausfahrt zu bestimmen, und die bestimmte Ausfahrtlänge bei der Spurwechselfunktion zu berücksichtigen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug mit einer Spurwechselfunktion zum Durchführen eines automatisierten Spurwechsels mit zumindest automatisierter Querführung auf eine Ausfahrt, ein entsprechendes Verfahren und entsprechende Software.
Aus der Druckschrift DE 10 2016 216 135 A1 ist ein Fahrassistenzsystem mit einer Spurwechselfunktion zum automatisierten Durchführen eines Mehrfach-Spurwechsels mit zumindest automatisierter Querführung auf eine Ausfahrt bekannt, welches aufgrund von Information eines Navigationssystems zur Zielführung feststellt, dass mehrere Spurwechsel ausgehend von der aktuellen Fahrspur auf eine Ausfahrt erforderlich sind, um der Zielführung zu folgen. Der Fahrer wird dann über ein Erfordernis zum Spurwechsel informiert und in Reaktion auf eine fahrerseitige Auslöse-Bedienhandlung wird der Mehrfach-Spurwechsel ausgehend von der aktuellen Fahrspur auf die Ausfahrtspur mit zumindest automatisierter Querführung Spur für Spur automatisiert durchgeführt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, bekannte Fahrassistenzsysteme mit einer Spurwechselfunktion zum automatisierten Durchführen eines Spurwechsels auf eine Ausfahrt weiter zu verbessern.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug (insbesondere für einen Kraftwagen) mit einer Spurwechselfunktion zum Durchführen eines automatisierten Spurwechsels mit zumindest automatisierter Querführung (insbesondere mit automatisierter Längs- und Querführung), ausgehend bespielweise von einer Autobahn oder einer autobahnähnlichen Straße auf eine Ausfahrt (auch Abfahrt genannt). Der Spurwechsel erfolgt dabei im Allgemeinen auf einen neben der Ausgangsstraße verlaufenden Verzögerungsstreifen der Ausfahrt. Dieser Verzögerungsstreifen der Ausfahrt ergibt sich im Allgemeinen nach einer Aufspaltung der bei Rechtsverkehr rechten Spurmarkierung der ganz rechten Fahrspur oder der bei Linksverkehr linken Spurmarkierung der ganz linken Fahrspur.
Bei dem Spurwechsel kann es sich um einen Mehrfach-Spurwechsel mit mehreren Einzel-Spurwechseln handeln, wobei der letzte Einzel-Spurwechsel dann auf die Spur der Ausfahrt erfolgt.
Das Fahrassistenzsystem kann ein Fahrassistenzsystem mit einem beliebigen Automatisierungsgrad sein. Beispielhafte Automatisierungsgrade sind ein assistiertes, teilautomatisiertes, hochautomatisiertes oder vollautomatisiertes Fahren. Diese Automatisierungsgrade wurden von der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) definiert (siehe BASt-Publikation „Forschung kompakt“, Ausgabe 11/2012). Beim assistierten Fahren führt der Fahrer beispielsweise dauerhaft die Längsführung aus, während das Fahrassistenzsystem die Querführung in gewissen Grenzen übernimmt. Beim teilautomatisierten Fahren (TAF) übernimmt das System die Längs- und Querführung für einen gewissen Zeitraum und/oder in spezifischen Situationen, wobei der Fahrer das System wie beim assistierten Fahren dauerhaft überwachen muss. Beim hochautomatisierten Fahren (HAF) übernimmt das System die Längs- und Querführung für einen gewissen Zeitraum, ohne dass der Fahrer das System dauerhaft überwachen muss; der Fahrer muss aber in einer gewissen Zeit in der Lage sein, die Fahrzeugführung zu übernehmen. Beim vollautomatisierten Fahren (VAF) kann das System für einen spezifischen Anwendungsfall das Fahren in allen Situationen automatisch bewältigen; für diesen Anwendungsfall ist kein Fahrer mehr erforderlich. Die vorstehend genannten vier Automatisierungsgrade entsprechen den SAE-Level 1 bis 4 der Norm SAE J3016 (SAE - Society of Automotive Engineering). Beispielsweise entspricht das hochautomatisierte Fahren (HAF) Level 3 der Norm SAE J3016. Ferner ist in der SAE J3016 noch der SAE-Level 5 als höchster Automatisierungsgrad vorgesehen, der in der Definition der BASt nicht enthalten ist. Der SAE-Level 5 entspricht einem fahrerlosen Fahren, bei dem das System während der ganzen Fahrt alle Situationen wie ein menschlicher Fahrer automatisch bewältigen kann; ein Fahrer ist generell nicht mehr erforderlich.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Fahrassistenzsystem um ein Fahrassistenzsystem gemäß SAE-Level 2.
Das Fahrassistenzsystem ist eingerichtet, verschiedene nachfolgend beschriebene Tätigkeiten durchzuführen. Dies erfolgt typischerweise mittels einer elektronischen Steuereinheit, die auch über mehrere Steuergeräte verteilt sein kann. Die Steuereinheit kann einen oder mehrere Prozessoren umfassen, die über ein oder mehrere Software-Programme gesteuert in erfindungsgemäßer Weise arbeiten.
Vorzugsweise umfasst das Fahrassistenzsystem eine Funktion zur automatisierten Längs- und Querführung (beispielsweise gemäß SAE-Level 2), beispielsweise einen Abstandstempomaten mit Spurhaltfunktion, welche vor Auslösung eines Spurwechsels bereits aktiv ist.
Das Assistenzsystem ist eingerichtet, aufgrund von Information eines kartenbasierten Navigationssystems zur Zielführung festzustellen, dass ein Spurwechsel auf eine Ausfahrt erforderlich ist, um der Zielführung zu folgen. Vorzugsweise ist dem Spurwechselassistenzsystem bekannt, auf welcher Fahrspur sich das eigene Fahrzeug aktuell befindet und in welche Zielspur (beispielsweise den Verzögerungsstreifen der Ausfahrt) zu wechseln ist, um der aktiven Zielführung zu folgen.
Nach Feststellung eines erforderlichen Spurwechsels auf die Ausfahrt wird gemäß einer ersten Variante der Erfindung mittels einer fahrzeugseitigen Kamerasensorik eine den Beginn der Ausfahrt kennzeichnende Spurmarkierungsaufspaltung und/oder -änderung detektiert.
Am Punkt der Spurmarkierungsaufspaltung spaltet sich die bei Rechtsverkehr rechte Spurmarkierung der äußeren rechten Fahrspur (bzw. bei Linksverkehr linke Spurmarkierung der äußeren Fahrspur) in zwei Spurmarkierungen: nämlich in eine Spurmarkierung, die dem Pfad dieser Spur weiter folgt (typischerweise als nicht-durchgezogene Spurmarkierung), und eine Spurmarkierung (typischerweise als durchgezogene Spurmarkierung), die dem Pfad dieser Spur nicht mehr folgt und die neu entstehende Ausfahrtspur (typischerweise mit der Funktion eines Verzögerungsstreifens) bei Rechtsverkehr rechts begrenzt (bzw. bei Linksverkehr links begrenzt).
Die den Beginn der Ausfahrt kennzeichnende Spurmarkierungsaufspaltung kann mittels der Kamerasensorik detektiert werden.
Alternativ oder zusätzlich kann auch vorgesehen werden, dass mittels der Kamerasensorik eine den Beginn der Auffahrt kennzeichnende Spurmarkierungsänderung detektiert wird. Am Punkt der Spurmarkierungsänderung ändert sich die bei Rechtsverkehr rechte Spurmarkierung der äußeren rechten Fahrspur (bzw. bei Linksverkehr linke Spurmarkierung der äußeren Fahrspur) typischerweise von einer durchgezogenen Spurmarkierung in eine nicht durchgezogene Spurmarkierung.
Die Kamerasensorik kann dabei den Beginn der Auffahrt vorzugsweise sowohl unter Berücksichtigung der Spurmarkierungsaufspaltung als auch unter Berücksichtigung der Spurmarkierungsänderung feststellen.
Die detektierte Spurmarkierungsaufspaltung und/oder -änderung wird gemäß der ersten Variante bei der Spurwechselfunktion berücksichtigt. Die mittels der fahrzeugseitigen Kamerasensorik detektierte Spurmarkierungsaufspaltung und/oder -änderung kann für verschiedene Gesichtspunkte der Spurwechselfunktion berücksichtigt werden, wie dies später im nachstehenden Text beschrieben wird.
Nach Feststellung eines erforderlichen Spurwechsels auf die Ausfahrt wird bei einer zweiten Variante der Erfindung basierend auf Information des kartenbasierten Navigationssystems eine Ausfahrtlänge zum Spurwechsel auf die Ausfahrt bestimmt. Die Ausfahrtlänge beschreibt dabei eine Länge, die zur Verfügung steht, um bei Rechtsverkehr von der äußeren rechten Fahrspur (bzw. bei Linksverkehr von der äußeren linken Fahrspur) auf die Fahrspur der Ausfahrt (typischerweise Verzögerungsstreifen) zu wechseln.
Die Ausfahrtlänge ist beispielsweise die Länge beginnend ab der Position der Spurmarkierungsaufspaltung und/oder -änderung, bei der die rechte Spurmarkierung der (ohne Berücksichtigung des Verzögerungsstreifens) äußeren rechten Fahrspur (bzw. bei Linksverkehr die linke Spurmarkierung der äußeren linken Fahrspur) vom durchgezogenen Markierungstyp auf den nicht-durchgezogenen Markierungstyp wechselt, bis zu der Position, an der der nicht-durchgezogene Markierungstyps wieder auf den durchgezogenen Markierungstyp wechselt.
Die Ausfahrtlänge wird gemäß der zweiten Variante bei der Spurwechselfunktion berücksichtigt. Diese kann für verschiedene Aspekte der Spurwechselfunktion berücksichtigt werden, wie dies später im nachstehenden Text beschrieben wird.
Vorzugsweise werden sowohl die detektierte Spurmarkierungsaufspaltung und/oder -änderung gemäß der ersten Variante als auch die Ausfahrtlänge gemäß der zweiten Variante bei der Spurwechselfunktion bei dem erfindungsgemäßen Fahrassistenzsystem berücksichtigt.
Nachfolgend beschriebene bevorzugte Ausführungsformen des Fahrassistenzsystems beruhen

- auf der Berücksichtigung der detektierten Spurmarkierungsaufspaltung und/oder -änderung gemäß der ersten Variante,
- auf der Berücksichtigung der Ausfahrtlänge gemäß der zweiten Variante oder
- auf der Berücksichtigung sowohl der detektierten Spurmarkierungsaufspaltung und/oder -änderung als auch der Ausfahrtlänge.

Vorzugsweise ist das Fahrassistenzsystem eingerichtet, den automatisierten Spurwechsel auf die Ausfahrt nur unter der Voraussetzung durchzuführen, dass die Ausfahrtlänge oder eine von der Ausfahrtlänge abhängige Größe, insbesondere die Länge eines Spurwechselkorridors, ein bestimmtes Kriterium erfüllt, insbesondere ausreichend lang ist. Beispielsweise wird der automatisierte Spurwechsel nur unter der Voraussetzung durchgeführt, dass die Ausfahrtlänge oder eine von der Ausfahrtlänge abhängige Größe, insbesondere die Länge eines Spurwechselkorridors, größer oder größer gleich einem bestimmten Schwellwert ist.
Hierzu kann beispielsweise die Ausfahrtlänge I_A (oder eine von der Ausfahrtlänge I_A abhängige Größe) mit einem Schwellwert S verglichen werden und für eine Ausfahrtlänge I_A (bzw. für eine von der Ausfahrtlänge abhängige Größe) größer oder größer gleich dem Schwellwert S ein automatisierter Spurwechsel auf die Ausfahrt durchgeführt werden (ggf. unter der Voraussetzung, dass ein angebotener Spurwechsel vom Fahrer durch eine entsprechende Bedienhandlung auch akzeptiert wird). Demgegenüber wird für eine Ausfahrtlänge I_A (bzw. für eine von der Ausfahrtlänge abhängige Größe) kleiner gleich bzw. kleiner gleich dem Schwellwert S der Spurwechsel nicht durchgeführt (beispielsweise weil der Spurwechsel in diesem Fall überhaupt nicht angeboten wird).
Beispielsweise wird eine Korridorlänge I_K als Funktion der Ausfahrtlänge I_A gemäß I_K = I_A - R für einen Spurwechselkorridor berechnet, wobei die Größe R einer Reserve entspricht und beispielsweise im Bereich von 30 bis 140 m liegt (z. B. R = 70 m). Es wird beispielweise entschieden, den automatisierten Spurwechsel auf die Ausfahrt für eine Korridorlänge
I_K = I_A - R > S (oder in einer alternativen Implementierung I_K = I_A - R ≥ S) anzubieten, mit S beispielsweise im Bereich von 50 m bis 200 m, z. B. S = 100 m.
Die Durchführung des automatisierten Spurwechsels kann davon abhängig sein, dass ein automatisierter Spurwechsel dem Fahrer überhaupt angeboten wird, wobei das Angebot von einem automatisierten Spurwechsel dann wiederum von der der Ausfahrtlänge abhängig sein kann, so dass die Durchführung des automatisierten Spurwechsels dann von der Ausfahrtlänge abhängig ist.
Vorzugsweise ist das Fahrassistenzsystem eingerichtet, über das Anbieten eines automatisierten Spurwechsels auf die Ausfahrt an den Fahrer in Abhängigkeit der Ausfahrtlänge zu entscheiden, nämlich ob der automatisierte Spurwechsel auf die Ausfahrt angeboten wird oder nicht. Bei einer langen Ausfahrtlänge wird vorzugsweise ein automatisierter Spurwechsel auf die Ausfahrt angeboten, wohingegen bei einer kurzen Ausfahrtlänge kein automatisierter Spurwechsel auf die Ausfahrt angeboten wird. Der Spurwechsel auf die Ausfahrt wird in Abhängigkeit der Ausfahrtlänge beispielsweise als durchführbar oder als nicht durchführbar gewertet.
Hierzu kann beispielsweise die Ausfahrtlänge I_A (oder eine von der Ausfahrtlänge I_A abhängige Größe) mit einem Schwellwert S verglichen werden und für eine Ausfahrtlänge I_A (bzw. für eine von der Ausfahrtlänge abhängige Größe) größer oder größer gleich dem Schwellwert S ein automatisierter Spurwechsel auf die Ausfahrt angeboten werden, wohingegen für eine Ausfahrtlänge I_A (bzw. für eine von der Ausfahrtlänge abhängige Größe) kleiner gleich bzw. kleiner dem Schwellwert S der Spurwechsel nicht angeboten wird.
Beispielsweise wird eine Korridorlänge I_K als Funktion der Ausfahrtlänge I_A gemäß I_K = I_A - R für einen Spurwechselkorridor berechnet, wobei die Größe R einer Reserve entspricht und beispielsweise im Bereich von 30 bis 140 m liegt (z. B. R = 70 m). Es wird beispielweise entschieden, den automatisierten Spurwechsel auf die Ausfahrt für eine Korridorlänge
I_K = I_A - R > S (oder in einer alternativen Implementierung I_K = I_A - R ≥ S) anzubieten, mit S beispielsweise im Bereich von 50 m bis 200 m, z. B. S = 100 m.
Gemäß der Entscheidung wird dann ein automatisierter Spurwechsel auf die Ausfahrt dem Fahrer angeboten oder nicht angeboten. Beispielsweise wird im Fall einer positiven Entscheidung dem Fahrer auf einem Bildschirm im Cockpit angezeigt, dass der Fahrer durch Betätigen des Blinkerhebels von der Ruhestellung in die Tippblinken-Stellung einen automatisierten Spurwechsel (auf die Ausfahrt) auslösen soll (beispielsweise mit folgender Textausgabe: „Spurwechsel auslösen, Verkehr beachten“). Im Fall einer negativen Entscheidung kann beispielsweise Spurwechselhinweis zur Durchführung eines manuellen Spurwechsels an den Fahrer ausgegeben werden.
Es wird dann geprüft, ob der Fahrer eine entsprechende Bedienhandlung zur Durchführung des automatisierten Spurwechsels durchgeführt hat, beispielsweise ob der Fahrer den Blinkerhebel betätigt hat, beispielsweise in der Tippblinken-Stellung überführt hat. Statt der Betätigung eines Bedienelements wäre als Bedienhandlung aber auch ein fahrerseitiges Sprachkommando (z. B. „Spurwechsel starten“) denkbar, welches vom System erkannt wird.
Unter der Voraussetzung einer fahrerseitigen Bedienhandlung wird dann der automatisierte Spurwechsel auf die Ausfahrt durchgeführt.
Bei dem Anbieten eines automatisierten Spurwechsels kann es sich um eine zwingende Voraussetzung zur anschließenden Durchführung eines automatisierten Spurwechsels handeln, d. h. ohne Anbieten des Spurwechsels führt das System keinen automatisierten Spurwechsel durch. Alternativ kann es sich bei dem Anbieten eines automatisierten Spurwechsels auch um einen Hinweis zum Auslösen eines automatisierten Spurwechsels handeln, wobei der automatisierte Spurwechsel auch ohne vorherigen Hinweis seitens des Fahrers durch eine entsprechende Bedienhandlung möglich ist.
Bei einer einfachen Ausführungsform unterstützt das Assistenzsystem lediglich Einzel-Spurwechsel von einer Fahrspur auf die jeweils benachbarte Fahrspur. Die vorstehende Entscheidung über ein Angebot zum Spurwechsel auf die Ausfahrt erfolgt beispielsweise, wenn das Fahrzeug bereits auf der der Ausfahrt benachbarten Fahrspur vor der Ausfahrt ist. Wenn das Fahrzeug aber zunächst nicht auf der der Ausfahrt benachbarten Fahrspur ist, kann dem Fahrer jeweils sukzessive ein automatisierter Einzel-Spurwechsel auf die jeweils benachbarte Fahrspur angeboten werden, bis das Fahrzeug die der Ausfahrt benachbarte Fahrspur erreicht, wobei nach Erreichen der der Ausfahrt benachbarten Fahrspur in Abhängigkeit der Ausfahrtlänge - wie vorstehend bereits beschrieben - entschieden wird, ob ein automatisierter Spurwechsel auf die Fahrspur der Ausfahrt angeboten wird oder nicht. Hierbei wäre es denkbar, dass auch ohne explizites Angebot eines automatisierten Spurwechsels der Fahrer trotzdem einen automatisierten Spurwechsel von der der Ausfahrt benachbarten Fahrspur auf die Ausfahrt auslösen kann.
Es ist aber von Vorteil, wenn das Fahrassistenzsystem auch Mehrfach-Spurwechsel unterstützt (d. h. mehrere nacheinander durchgeführte automatisierte Einzel-Spurwechsel jeweils über eine Spur), ohne dass der Fahrer jeden Einzel-Spurwechsel einzeln auslösen muss.
Aufgrund von Information des Navigationssystems zur Zielführung wird dann festgestellt, dass ein Mehrfach-Spurwechsel ausgehend von der aktuellen Fahrspur auf eine Ausfahrt erforderlich ist, um der Zielführung zu folgen. Der Mehrfach-Spurwechsel auf die Ausfahrt wird dann in Abhängigkeit von der bestimmten Ausfahrtlänge und/oder der detektierten Spurmarkierungsaufspaltung und/oder -änderung durchgeführt oder nicht durchgeführt. Für die Durchführung des Mehrfach-Spurwechsels ist vorzugsweise eine Bedienhandlung des Fahrers erforderlich, beispielsweise das Betätigen des Blinkerhebels in die Tippblinken-Stellung (je nach Implementierung beispielsweise nur kurzfristig oder längerfristig während des gesamten Mehrfach-Spurwechsels)
Das Fahrassistenzsystem ist vorzugsweise eingerichtet, über das Anbieten eines automatisierten Mehrfach-Spurwechsels an den Fahrer zu entscheiden, wobei ein Mehrfach-Spurwechsel nur im Fall von mindestens zwei durchführbaren Einzel-Spurwechseln angeboten wird, und der letzte Einzel-Spurwechsel auf die Ausfahrt in Abhängigkeit der Ausfahrtlänge als durchführbar oder nicht durchführbar gewertet wird, wie dies beispielsweise vorstehend beschrieben wurde. Wenn die Ausfahrtlänge zu kurz ist (z. B. I_K = I_A - R < S), wird der letzte Einzel-Spurwechsel auf die Ausfahrt als nicht durchführbar gewertet, wohingegen bei ausreichend lange Ausfahrtlänge (z. B. I_K = I_A - R ≥ S) der letzte Einzel-Spurwechsel auf die Ausfahrt als durchführbar gewertet wird.
Wenn also ausgehend von der aktuellen Fahrspur die Gesamtzahl der durchführbaren Einzel-Spurwechsel auf die Ausfahrt unter der Berücksichtigung des letzten Einzel-Spurwechsels auf die Ausfahrt zwei oder größer ist, wird der Mehrfach-Spurwechsel angeboten (z. B. durch die Ausgabe („Spurwechsel auslösen, um Route zu folgen“). Es wird geprüft, ob der Fahrer das Angebot zum Mehrfach-Spurwechsel durch eine durchzuführende Bedienhandlung (z. B. Betätigen des Blinkerhebels in die Tippblinken-Stellung) bestätigt. Wenn der Fahrer den Mehrfach-Spurwechsel durch die Bedienhandlung bestätigt hat, wird ein automatisierter Mehrfach-Spurwechsel durchgeführt, der je nach Anzahl der durchführbaren Einzel-Spurwechseln bis auf die Spur der Ausfahrt oder nur auf eine dazu weiter links liegende Fahrspur reicht (bzw. bei Linksverkehr auf eine dazu weiter rechts liegende Fahrspur reicht).
Wenn kein Mehrfach-Spurwechsel angeboten wird, werden beispielsweise ein oder nacheinander mehrere automatisierte Einzel-Spurwechsel angeboten (z. B. jeweils mit der Ausgabe „Spurwechsel auslösen, Verkehr beachten“), bei denen der Fahrer jeden automatisierten Einzel-Spurwechsel durch eine Bedienhandlung einzeln auslösen muss.
Wenn bei einem Mehrfach-Spurwechsel mit zwei oder mehr Einzel-Spurwechseln der Spurwechsel von der der Ausfahrt benachbarten Fahrspur auf die Ausfahrtspur nicht durchführbar ist, muss spätestens nach Erreichen der der Ausfahrt benachbarten Fahrspur der Fahrer aufgrund der in diesem Fall zu kurzen Ausfahrtlänge den Spurwechsel von dieser Fahrspur auf die Ausfahrt manuell durchführen, ggf. ist bereits schon vorher ein manueller Spurwechsel auf die der Ausfahrt benachbarte Fahrspur oder auf eine noch weiter links (bzw. bei Linksverkehr weiter rechts) liegende Fahrspur durchzuführen. Das System fordert den Fahrer in diesem Fall spätestens bei Erreichen der der Ausfahrt benachbarten Fahrspur hierzu auf (beispielsweise durch folgende Textausgabe: „Mehrfach-Spurwechsel beendet. Route bitte manuell folgen“).
Vorstehend wurde bereits die Verwendung einer Korridorlänge für einen Spurwechselkorridor zur Entscheidung über die Durchführung des Spurwechsels auf die Ausfahrt, insbesondere das Anbieten des Spurwechsels, diskutiert. Die Korridorlänge kann dabei in Abhängigkeit einer bekannten Ausfahrtlänge und einer angenommenen Reserve bestimmt werden, ohne dass der konkrete Spurwechselkorridor von der positionsbezogenen Erstreckung her festgelegt wird.
Eine dem Fahrassistenzsystem bekannte Korridorlänge oder auch die Ausfahrtlänge können dafür verwendet werden, um das Fahrzeug vor dem automatisierten Spurwechsel auf die Ausfahrt in der der Ausfahrt benachbarten Spur auf eine Spurwechsel-Ausgangsgeschwindigkeit (Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs) zu verzögern, mit der dann nach der Verzögerung der Spurwechsel von der Ausfahrt benachbarten Spur auf die Ausfahrt erfolgt. Die Spurwechsel-Ausgangsgeschwindigkeit ist dabei vorzugsweise ein Sollwert für den Geschwindigkeitsregler, der dann die Geschwindigkeit auf den Sollwert regelt, insbesondere die Fahrzeuggeschwindigkeit reduziert, wenn diese vorher über dem Sollwert lag.
Hierbei kann die Spurwechsel-Ausgangsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Ausfahrtlänge oder einer von der Ausfahrtlänge abhängigen Größe, insbesondere der Länge des Spurwechselkorridors, bestimmt werden. Vorzugsweise sollte bei geringerer Ausfahrtlänge die Spurwechsel-Ausgangsgeschwindigkeit geringer als bei einer im Vergleich zu der geringeren Ausfahrtlänge größeren Ausfahrtlänge sein. Bei einer geringeren Ausfahrtlänge wird daher typischerweise auf eine geringere Geschwindigkeit verzögert als bei einer dazu größeren Ausfahrtlänge. Ab einer bestimmten Ausfahrtlänge ist die Spurwechsel-Ausgangsgeschwindigkeit aber vorzugsweise gleich (beispielsweise kann eine gleiche Spurwechsel-Ausganggeschwindigkeit für eine Ausfahrtlänge von 600 m und 700 m verwendet werden).
Es ist von Vorteil, wenn das Fahrassistenzsystem eingerichtet ist, nach Detektion einer Spurmarkierungsaufspaltung und/oder -änderung einen konkreten Spurwechselkorridor für den Spurwechsel von der der Ausfahrt benachbarten Fahrspur auf die Ausfahrtspur in Abhängigkeit

- der Ausfahrtlänge und
- der den Beginn der Ausfahrt kennzeichnenden Spurmarkierungsaufspaltung und/oder -änderung

Anhand der Ausfahrtlänge wird beispielsweise ausgehend von der den Beginn der Ausfahrt kennzeichnenden Spurmarkierungsaufspaltung und/oder -änderung ein Spurwechselkorridor für den Spurwechsel auf die Ausfahrt definiert, der sich je nach Implementierung über einen Teil der Ausfahrtlänge oder die gesamte Ausfahrtlänge erstreckt. Hierbei kann der automatisierte Spurwechsel (von der der Ausfahrt benachbarten Fahrspur auf die Ausfahrtspur) auf den Spurwechselkorridor so ausgerichtet werden, dass das Spurwechselmanöver von der der Ausfahrt benachbarten Fahrspur auf die Ausfahrt in dem Spurwechselkorridor zumindest teilweise durchgeführt wird, insbesondere in dem Spurwechselkorridor startet. Der automatisierte Spurwechsel von der der Ausfahrt benachbarten Fahrspur auf die Ausfahrtspur im Rahmen eines Mehrfach-Spurwechsels wird beispielsweise bei der Manöverplanung nur in diesem Spurwechselkorridor zugelassen, insbesondere darf im Fall eines Mehrfach-Spurwechsels das querführende Teil des Spurwechselmanövers von der der Ausfahrt benachbarten Fahrspur auf die Ausfahrtspur nur in diesem Spurwechselkorridor systemseitig beginnen.
Der Spurwechselkorridor entspricht beispielsweise dem Streckenabschnitt der Ausfahrtlänge vermindert um einen Reservestreckenabschnitt mit der Länge R (z. B. R = 70), der vom Ende der Strecke der Ausfahrtlänge her den Spurwechselkorridor begrenzt.
Es ist von Vorteil, wenn das Fahrassistenzsystem eingerichtet ist, den automatisierten Spurwechsel von der der Ausfahrt benachbarten Fahrspur auf die Ausfahrt unter der Voraussetzung durchzuführen, dass vorher mittels der fahrzeugseitigen Kamerasensorik die den Beginn der Ausfahrt kennzeichnende Spurmarkierungsaufspaltung und/oder -änderung detektiert wurde. Sofern keine Spurmarkierungsaufspaltung und/oder -änderung erkannt wurde, wird der Spurwechsel auf die Ausfahrt nicht durchgeführt. In diesem Fall wird verhindert, dass der Spurwechsel beispielsweise aufgrund eines Versatzes zwischen der Position des Ausfahrtbeginns und dem tatsächlichen Ausfahrtbeginn an der Position der Spurmarkierungsaufspaltung versetzt erfolgt. Die vorherige Prüfung auf Detektion der Spurmarkierungsaufspaltung und/oder -änderung macht insbesondere bei einem Mehrfach-Spurwechsel auf die Ausfahrt besondere viel Sinn, da dann der (letzte) Spurwechsel von der der Ausfahrt benachbarten Fahrspur auf die Ausfahrtspur systeminitiiert ist. Es ist von Vorteil, bei einem Mehrfach-Spurwechsel auf die Ausfahrt vor dem letzten Einzel-Spurwechsel auf die Ausfahrtspur eine vorherige Erkennung einer Spurmarkierungsaufspaltung und/oder -änderung zu fordern. Bei einem vom System angebotenen automatisierten Spurwechsel von der der Ausfahrt benachbarten Fahrspur auf die Ausfahrtspur ist diese Voraussetzung im Allgemeinen nicht erforderlich, da dann der Fahrer durch eine entsprechende Bedienhandlung den Spurwechsel auslöst.
Es ist ferner von Vorteil, die Position der detektierten Spurmarkierungsaufspaltung und/oder -änderung mit einer (typischerweise bereits vor der Detektion der Spurmarkierungsaufspaltung und/oder - änderung vorliegenden) auf dem kartenbasierten Navigationssystems basierenden Position des Ausfahrtbeginns abzugleichen, insbesondere die Position der detektierten Spurmarkierungsaufspaltung und/oder -änderung mit der in der Karte hinterlegten Position des Beginns der Ausfahrt zu plausibilisieren. Hierzu kann insbesondere geprüft werden, ob die Position der detektierten Spurmarkierungsaufspaltung und/oder -änderung in einem Toleranzband um die Position des Ausfahrtbeginns liegt. Wenn die Position der detektierten Spurmarkierungsaufspaltung und/oder -änderung beispielsweise in dem Toleranzband liegt, wird diese berücksichtigt (beispielsweise wie vorstehend beschrieben als Freigabevoraussetzung für einen automatisierten Spurwechsel), wohingegen bei einer detektierten Spurmarkierungsaufspaltung und/oder -änderung außerhalb des Toleranzbands um die kartenbasierten Position des Ausfahrtbeginns die Spurmarkierungsaufspaltung und/oder -änderung als ungültig verworfen wird.
Mithilfe einer erkannten Spurmarkierungsaufspaltung kann die tatsächliche Distanz zur Ausfahrt ermittelt werden und falsche Karteninformation in Bezug auf den Beginn der Ausfahrt kann unter Verwendung einer detektierten Spurmarkierungsaufspaltung korrigiert werden. Wenn eine Spurmarkierungsaufspaltung erkannt wird, die auf eine Ausfahrt hinweist und anhand der Karte wird der Beginn der Ausfahrt mit einem Versatz erkannt, so kann dieser Versatz korrigiert werden. Eine erkannte Spurmarkierungsaufspaltung kann so beispielsweise dafür genutzt werden, um einen rechtzeitigen Spurwechselhinweis auszugeben, falls die Kartendaten nicht exakt genug sind.
Es ist von Vorteil, wenn ferner ein automatisierter Spurwechsel von der äußeren Fahrspur auf die Spur der Ausfahrt nur unter der Voraussetzung durchgeführt wird, dass ein neben der (in Richtung der Ausfahrt) äußeren Fahrspur befindlicher

- Freiraum und/oder
- Standstreifen

Hierbei wird vorzugsweise geprüft, ob neben dem Fahrzeug ein Freiraum bzw. Standstreifen vorliegt.
Mithilfe einer Freiraum- oder/und einer Standstreifenerkennung kann so der Beginn der Ausfahrt verifiziert werden.
Der Freiraum kann mit Hilfe einer Radarsensorik erkannt werden, insbesondere mittels eines Seitenradars; der Standstreifen kann mittels einer Kamera erkannt werden.
Zur Bestimmung, ob direkt neben dem Fahrzeug ein Freiraum bzw. Standstreifen vorliegt, kann auch eine in Fahrtrichtung gerichtete Sensorik verwendet werden, wenn ein an einer vorausliegenden Position befindlicher Freiraum bzw. Standstreifen erkannt wurde und das eigene Fahrzeug kurz darauf diese Position erreicht (und sich dann der Freiraum / Standstreifen neben dem Fahrzeug befindet).
Beispielsweise wird im Fall einer erkannten Spurmarkierungsaufspaltung und/oder -änderung (vorzugsweise unmittelbar, z. B. 40 m vor der bereits erkannten Spurmarkierungsaufspaltung und/oder -änderung) eine Prüfung ausgelöst, ob ein Freiraum und/oder Standstreifen neben der (in Richtung der Ausfahrt) äußeren Fahrspur vorliegt.
Es wäre denkbar, die vorstehend beschriebene Freiraum- und/oder Standstreifendetektion für eine Spurwechselfunktion in der vorstehend beschriebenen Weise zu verwenden, ohne dass die Spurwechselfunktion eine Ausfahrtlänge oder Spurmarkierungsaufspaltung/-änderung verwendet.
Eine erkannte Spurmarkierungsaufspaltung und/oder -änderung kann (insbesondere in bestimmten Situationen) auch als Trigger für die Ausgabe eines Spurwechselhinweises betreffend das Erfordernis eines Spurwechsels auf die Ausfahrt verwendet werden. Der Spurwechselhinweis dient beispielsweise dazu, dass der Fahrer einen automatisierten Spurwechsel (insbesondere von der der Ausfahrt benachbarten Spur) auf die Ausfahrt durch eine vorgegebene Bedienhandlung auslöst, oder einen Spurwechsel selbst manuell durchführt.
Eine erkannte Spurmarkierungsaufspaltung und/oder -änderung kann beispielsweise dafür genutzt werden, einen rechtzeitigen Spurwechselhinweis auszugeben, falls eine angenommene Distanz zu einer in einer elektronischen Karte vermerkten Position des Ausfahrtbeginns nicht der Realität entspricht, insbesondere wenn die Position einer erkannten Spurmarkierungsaufspaltung und/oder -änderung deutlich vor der laut elektronischer Karte angenommenen Position der Ausfahrtbeginns liegt.
Beispielsweise ist das Fahrassistenzsystem eingerichtet, eine (zeitliche oder streckenbezogene) Distanz zu einer Navigationssystem basierten Position des Ausfahrtbeginns zu bestimmen, d. h. es wird die Distanz von der seitens des Navigationssystem angenommenen aktuellen Position des Fahrzeugs zu einer in der elektronischen Karte des Navigationssystems vermerkten Position des Beginns des Ausfahrt ermittelt. Unter der Voraussetzung, dass mittels einer fahrzeugseitigen Kamerasensorik noch keine den Beginn der Ausfahrt kennzeichnende Spurmarkierungsaufspaltung und/oder -änderung detektiert wurde, wird ein Spurwechselhinweis zum Wechsel auf die Ausfahrt unter einer Distanzbedingung ausgegeben, dass die Distanz zu der Navigationssystem basierten Position des Ausfahrtbeginns einen bestimmten Schwellwert (z. B. 3 s) erreicht oder unterschreitet. Hingegen wird unter der Voraussetzung, dass die den Beginn der Ausfahrt kennzeichnende Spurmarkierungsaufspaltung bereits detektiert wurde (beispielsweise an einer Fahrzeugposition 40 m vor der Position der Spurmarkierungsaufspaltung und/oder -änderung) der Spurwechselhinweis zum Wechsel auf die Ausfahrt unabhängig von dem Erfüllen der vorstehend genannten Distanzbedingung ausgegeben (insbesondere völlig unabhängig von der Distanz), beispielsweise unmittelbar nach Detektion der Spurmarkierungsaufspaltung und/oder -änderung oder in Abhängigkeit von dem (abnehmenden) Abstand zur detektierten Spurmarkierungsaufspaltung und/oder -änderung.
Die vorstehend beschriebene Verwendung einer Spurmarkierungsaufspaltung und/oder -änderung in Hinblick auf die Ausgabe eines Spurwechselhinweises kann - wie vorstehend bereits beschrieben - davon abhängig sein, dass die Position der Spurmarkierungsaufspaltung in einem definierten Toleranzband um die Navigationssystem basierte Position des Ausfahrtbeginns liegt (andernfalls kann die Spurmarkierungsaufspaltung und/oder -änderung beispielsweise als ungültig verworfen werden).
Es ist von Vorteil, wenn das Fahrassistenzsystem eingerichtet ist, (als Teil der Spurwechselfunktion) vor dem automatisierten Spurwechsel auf die Ausfahrt das Kraftfahrzeug in der der Ausfahrt benachbarten Spur auf eine Spurwechsel-Ausgangsgeschwindigkeit automatisiert zu verzögern. Zur Längsführung des Fahrzeugs wird typischerweise ein Geschwindigkeitsregler verwendet, welcher einen Zielwert für die zu regelnden Fahrgeschwindigkeit entgegennimmt, beispielweise eine vom Fahrer vorgegebene Setzgeschwindigkeit der Geschwindigkeitsregelung. Vor dem automatisierten Spurwechsel wird der Zielwert für die Fahrgeschwindigkeit auf die Spurwechsel-Ausgangsgeschwindigkeit reduziert, so dass die Fahrzeuggeschwindigkeit auf die Spurwechsel-Ausgangsgeschwindigkeit geregelt wird.
Die verwendete Spurwechsel-Ausgangsgeschwindigkeit hängt von der Ausfahrtlänge oder einer von der Ausfahrtlänge abhängigen Größe, insbesondere der Länge eines Spurwechselkorridors, ab. Hierbei nimmt vorzugsweise zumindest für einen Wertebereich möglicher Werte der Ausfahrtlänge oder der Länge des Spurwechselkorridors die Spurwechsel-Ausgangsgeschwindigkeit mit abnehmender Ausfahrtlänge bzw. Länge des Spurwechselkorridors ab, so dass bei kurzen Ausfahrtlängen die Fahrzeuggeschwindigkeit vor dem Spurwechsel von der der Ausfahrt benachbarten Fahrspur auf die Ausfahrt ausreichend stark reduziert wird, um eine sichere Durchfahrung der Ausfahrt zu gewährleisten.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Durchführen eines automatisierten Spurwechsels mit zumindest automatisierter Querführung auf eine Ausfahrt seitens eines Kraftfahrzeugs. Das Verfahren umfasst die Schritte:

- Festzustellen aufgrund von Information eines kartenbasierten Navigationssystems zur Zielführung, dass ein Spurwechsel auf eine Ausfahrt erforderlich ist, um der Zielführung zu folgen;
- nach Feststellung eines erforderlichen Spurwechsels auf die Ausfahrt,
- • gemäß einer ersten Variante des Verfahrens: Detektieren mittels einer fahrzeugseitigen Kamerasensorik eine den Beginn der Ausfahrt kennzeichnende Spurmarkierungsaufspaltung und/oder -änderung; und/oder
- • gemäß einer zweiten Variante des Verfahrens: Bestimmen basierend auf Information des kartenbasierten Navigationssystems einer Ausfahrtlänge zum Spurwechsel auf die Ausfahrt; und
- Berücksichtigen
- • der detektierten Spurmarkierungsaufspaltung und/oder - änderung und/oder
- • der bestimmten Ausfahrtlänge
für den automatisierten Spurwechsel.

Die vorstehenden Ausführungen zum erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystem nach dem ersten Aspekt der Erfindung gelten in entsprechender Weise auch für das erfindungsgemäße Verfahren nach dem zweiten Aspekt der Erfindung. An dieser Stelle und in den Patentansprüchen nicht explizit beschriebene vorteilhafte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechen den vorstehend beschriebenen oder in den Patentansprüchen beschriebenen vorteilhaften Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Systems.
Ein dritter Aspekt betrifft Software mit Programmcode zur Durchführung des Verfahrens nach dem zweiten Aspekt der Erfindung, wenn die Software auf einer oder mehreren softwaregesteuerten Einrichtungen abläuft.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Zuhilfenahme der beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigen:

1 einen beispielhaften Personenkraftwagen mit einem beispielhaften erfindungsgemäßen Fahrwechselassistenzsystem;
2 ein beispielhaftes, vereinfachtes Ablaufdiagramm zur Durchführung eines automatisierten Spurwechsels auf eine Ausfahrt;
3 einen beispielhaften Fahrablauf (nicht maßstabsgetreu); und
4 eine beispielhafte Ausfahrtlänge I_A, Korridorlänge I_A und Reserve R (nicht maßstabsgetreu).

In 1 ist ein sich in Pfeilrichtung bewegender beispielhafter Personenkraftwagen 1 auf einer Ausgangsfahrspur 10 mit einem Ausführungsbeispiel eines im Fahrzeug 1 integrierten Fahrassistenzsystems 12 dargestellt. Bei der Ausgangsfahrspur 10 handelt es sich beispielsweise um eine Überholspur auf einer Autobahn mit drei Spuren pro Fahrtrichtung. Der dargestellte Pfeil markiert neben der Fahrtrichtung auch die Spurmitte der Fahrspur 10.
Das Fahrzeug 1 umfasst ein Lenkrad 3 zum manuellen Lenken des Fahrzeugs 1 und einen insbesondere im Lenkstock integrierten Blinkerhebel 4. Der Blinkerhebel 4 kann sich in der Nullstellung, in einer der beiden Tippblinken-Stellungen für einen Fahrspurwechsel links oder rechts oder in einer der beiden eingerasteten Dauerblinken-Stellung links oder rechts befinden.
Zur Erfassung der Stellung des Blinkerhebels 4 dient eine Bedienelektronik 2, die die Stellung des Blinkerhebels 4 an das Fahrerassistenzsystem 12 weiterleitet.
Ferner ist eine elektromechanische Lenkung mit einem Lenkungsstellglied 5 mit einem Elektromotor vorgesehen, welches über ein elektronisches Lenkungssteuergerät 6 gesteuert wird.
Darüber hinaus ist ein Umfeldsensorik 13 mit einer Frontkamera und einem Frontradar vorhanden. Mittels des Kamerabildes der Frontkamera können in der Kameraauswertung des Fahrassistenzsystems 12 die seitlichen Begrenzungslinien der aktuelle Fahrspur 10 vermessen und die Nebenfahrspur 11 erkannt und vermessen werden. Ferner können anhand des Kamerabilds eine den Beginn einer Ausfahrt kennzeichnende Spurmarkierungsaufspaltung sowie bei Befahren der äußeren Spur ein Standstreifen neben der äußeren Spur erkannt werden. Anhand des Kamerabilds kann eine erkannte Nebenspur als Standstreifen klassifiziert werden, dies Klassifizierung als Standstreifen kann z.B. basierend auf der Erkennung des Spurmarkierungstyps, der Auswertung der Spurbreite und der Detektion von Randbebauung erfolgen.
Die Umfeldsensorik 13 umfasst neben der Frontkamera ein Radarsystem zur Erfassung anderer Verkehrsteilnehmer. Zur Detektion von seitlichen Objekten bzw. zur Angabe eines Freiraums neben dem Fahrzeug können ein oder mehrere seitliche Radarsensoren vorgesehen sein (beispielsweise drei Radarsensoren pro Seite: vorne, mitte, hinten).
Das Fahrassistenzsystem 12 dient unter anderem dazu, das Fahrzeug 1 automatisiert in einer auf die aktuelle Fahrspur 10 bezogenen Querposition zu halten (Spurhaltefunktion). Hierzu wird das Lenkungssteuergerät 6 seitens des Fahrerassistenzsystems 12 im Rahmen der automatisierten Querführung geeignet angesteuert. Das Fahrassistenzsystem 12 dient ferner zur automatisierten Längsführung des Kraftfahrzeugs 1. Während der aktiven Spurhaltefunktion arbeitet die automatisierte Längsführung im Sinne einer Geschwindigkeits- und Abstandsregelung, auch ACC (Adaptive Cruise Control) genannt. Zur automatisierten Längsführung steuert das Fahrassistenzsystem 12 sowohl das Antriebsmoment des Fahrzeugantriebs 25 als auch ein etwaig angefordertes Bremsmoment des Betriebsbremssystems 26.
Das Fahrassistenzsystem 12 umfasst außerdem auch eine Spurwechselfunktion zum Durchführen automatisierter Spurwechsel mit automatisierter Längs- und Querführung. Mittels der Spurwechselassistenzfunktion wird in Reaktion auf eine Auslösebetätigung des Blinkerhebels 4 das Fahrzeug 1 im Rahmen eines automatisierten Spurwechselmanövers mit automatischer Quer- und Längsführung ausgehend von der aktuellen Fahrspur 10 auf eine unmittelbar benachbarte Zielfahrspur (z. B. die Fahrspur 11) automatisiert gesteuert. Beispielsweise wird ein automatisierter Spurwechsel ausgelöst, falls der Blinkerhebel 4 in einer Tippblinken-Stellung für eine Zeitdauer größer oder größer gleich als ein Schwellwert (z. B. 1 s) gehalten wird. Während des automatisierten Spurwechselmanövers wird sowohl die Querführung als auch die Längsführung vom Fahrerassistenzsystem 12 übernommen. Die Spurwechselfunktion dient ferner dazu, das Fahrzeug auf entsprechende Lücken zwischen Fahrzeugen auf der Nachbarspur mittels automatisierter Längsführung auszurichten.
Ferner ist ein Navigationssystem 23 zur Zielführung vorgesehen. Bei aktiver Zielführung informiert das Navigationssystem 23 das Fahrerassistenzsystem 12 unter anderem mit Information bezüglich der nächsten vorausliegenden Autobahn-Ausfahrt, die sich auf der Route der Zielführung befindet.
Sofern das Fahrerassistenzsystem 12 bei Kenntnis der aktuellen Fahrspur 10 und der Zielfahrspur feststellt, dass ein oder mehrere Spurwechsel erforderlich sind, um einer im Rahmen der Zielführung zu nehmenden, vorausliegenden Ausfahrt zu folgen, wird der Fahrer über die Spurwechsel durch eine Anzeige im Fahrzeugcockpit oder über ein Head-Up-Display informiert. Durch eine geeignete Auslöse-Bedienhandlung, z. B. durch Tippblinken, kann der Fahrer dann eine automatisierte Durchführung der erforderlichen Spurwechsel auf die Ausfahrt auslösen.
Nachfolgend wird in 2 in Verbindung mit 3 und 4 die Funktionsweise des Fahrassistenzsystems 12 bei der Durchführung von automatisierten Spurwechseln im Fall einer vorausliegenden Autobahnausfahrt beschrieben.
Es wird beispielsweise davon ausgegangen, dass das Fahrzeug 1 zunächst auf der linken Fahrspur 10 einer beispielsweise dreispurigen Autobahn mit aktiver automatisierter Quer- und Längsführung mit hoher Geschwindigkeit fährt, wie dies in 3 dargestellt ist.
Das Ablaufdiagramm in 2 ist im Hinblick auf die in 3 dargestellte Ausfahrtsituation vereinfacht worden und gibt nicht sämtliche mögliche Ausfahrtsituationen wieder. Außerdem sind nicht alle vom Fahrassistenzsystem durchgeführten Schritte dargestellt.
Es wird davon ausgegangen, dass ACC, die Spurhaltefunktion und die Zielführung aktiviert wurden (s. Schritt 100 in 2).
Das Fahrassistenzsystem 12 stellt dann in Schritt 110 aufgrund der Information des Navigationssystems 23 fest, dass eine vorausliegende Ausfahrt genommen werden muss.
In der Position P1 in 3 ist dem Fahrerassistenzsystem 12 bekannt, auf welcher Fahrspur sich das Fahrzeug 1 aktuell befindet (nämlich auf der Fahrspur 10) und auf welche Zielspur (hier die Fahrspur 32) zu wechseln ist, um dem Navigationsziel (der Ausfahrt) zu folgen. Ferner ist dem Fahrzeug 1 bekannt, dass n Spurwechsel (hier n = 3) erforderlich sind, um der Ausfahrt zu folgen.
In Schritt 120 wird die Korridorlänge für den letzten Einzel-Spurwechsel von der der Ausfahrt benachbarten Spur 31 auf die Ausfahrtspur 32 bestimmt.
In 4 sind die Ausfahrtlänge I_A, die Korridorlänge I_K und die Reserve R beispielhaft dargestellt. Die Ausfahrtlänge I_A wird hier vom Beginn der Ausfahrt bis zum Ende der nicht-durchgezogenen rechten Spurmarkierung der äußeren Fahrspur 31 gemessen. Die davon abhängige Länge I_K des Spurwechselkorridors ergibt sich als Ausfahrtlänge I_A vermindert um eine Reserve R, d. h. I_K = I_A - R, wobei die Reserve beispielsweise im Bereich von 30 bis 140 m liegt, z. B. R = 70 m.
Ferner wird in Schritt 120 der zeitlich erste Einzel-Spurwechsel vorbereitet, indem das Fahrzeug 1 auf der aktuellen Fahrspur 10 durch Anpassung der Fahrzeuggeschwindigkeit auf eine für den ersten Einzel-Spurwechsel geeignete Lücke zwischen den Fahrzeugen auf der benachbarten Spur 11 ausgerichtet wird.
In Schritt 130 wird geprüft, ob ein automatisierter Mehrfach-Spurwechsel von der aktuellen Fahrspur 10 auf die Fahrspur 32 der Ausfahrt durchführbar ist und dem Fahrer angeboten werden kann.
Bei dem Ausführungsbeispiel wird dem Fahrer ein Mehrfach-Spurwechsel nur im Fall von mindestens zwei durchführbaren Einzel-Spurwechseln angeboten, wobei der letzte Einzel-Spurwechsel auf die Ausfahrt in Abhängigkeit der Ausfahrtlänge I_A als durchführbar oder nicht durchführbar gewertet wird: Wenn die Ausfahrtlänge I_A und damit die Korridorlänge I_K zu kurz ist (z. B. I_K = I_A - R < S), wird der letzte Einzel-Spurwechsel auf die Ausfahrt als nicht durchführbar gewertet, wohingegen bei ausreichend langer Ausfahrtlänge und damit ausreichend langer Korridorlänge I_K (z. B. I_K = I_A - R ≥ S) der letzte Einzel-Spurwechsel auf die Ausfahrt als durchführbar gewertet wird.
Wenn also ausgehend von der aktuellen Fahrspur 10 die Gesamtzahl der durchführbaren Einzel-Spurwechsel auf die Ausfahrt 32 unter der Berücksichtigung des letzten Einzel-Spurwechsels auf die Ausfahrt 32 mindestens 2 ist, wird dem Fahrer ein Mehrfach-Spurwechsel angeboten, s. Schritt 140 (z. B. durch die Ausgabe im Fahrzeugcockpit „Spurwechsel auslösen, um Route zu folgen“).
Es wird in Schritt 150 geprüft, ob der Fahrer das Angebot zum Mehrfach-Spurwechsel durch eine durchzuführende Bedienhandlung (z. B. Betätigen des Blinkerhebels in die Tippblinken-Stellung) bestätigt. Wenn der Fahrer den Mehrfach-Spurwechsel durch die Bedienhandlung bestätigt hat, wird ein automatisierter Mehrfach-Spurwechsel gestartet.
Es wird vereinfachend davon ausgegangen, dass der Mehrfach-Spurwechsel problemlos zunächst bis zur äußeren Fahrspur 31, d. h. bis zur der Ausfahrt 32 benachbarten Fahrspur 31 durchgeführt werden kann (s. Schritt 160). Das Fahrzeug 1 befindet sich dann in der äußeren Fahrspur 31 auf Höhe von P2 in 3. Über die tatsächliche Durchführung des verbleibenden Einzel-Spurwechsels von der äußeren Fahrspur 31 auf die Fahrspur 32 wird in Abhängigkeit weiterer Voraussetzungen entschieden.
In Schritt 170 wird das Fahrzeug 1 auf eine Spurwechsel-Ausgangsgeschwindigkeit (Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs) automatisiert verzögert, mit der dann nach der Verzögerung der Spurwechsel von der Ausfahrt benachbarten Spur 31 auf die Ausfahrt 32 erfolgen kann.
Hierbei wird die vom Fahrgeschwindigkeitsregler einzustellende Spurwechsel-Ausgangsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Länge I_K des Spurwechselkorridors bestimmt, die wiederum von der Ausfahrtlänge I_A abhängt. Bei einer geringeren Ausfahrtlänge I_A wird auf eine geringere Geschwindigkeit verzögert als bei einer dazu größeren Ausfahrtlänge I_A.
Für die Durchführung des automatisierten Spurwechsels muss eine den Beginn der Ausfahrt kennzeichnende Spurmarkierungsaufspaltung 40 mittels der Kamerasensorik detektiert werden, um die in der elektronischen Karte des Navigationssystems 23 hinterlegte Position des Ausfahrtbeginns zu verifizieren. Wie in 4 dargestellt, spaltet sich an dem Punkt der Spurmarkierungsaufspaltung 40 die rechte Spurmarkierung der äußeren rechten Fahrspur 31 in zwei Spurmarkierungen, nämlich in eine nicht-durchgezogene Spurmarkierung 41, die dem Pfad dieser Spur 31 weiter folgt, und in eine durchgezogene Spurmarkierung, die dem Pfad dieser Spur 31 nicht mehr folgt und die neu entstehende Ausfahrtspur 32 rechts begrenzt.
Die Detektion der Spurmarkierungsaufspaltung erfolgt beispielsweise ca. 40 m vor dem Beginn der Ausfahrt (in der 3 nicht maßstabsgetreu an der Position P3).
Es wird in Schritt 180 geprüft, ob die Position der detektierten Spurmarkierungsaufspaltung 40 in einem definierten Toleranzband um die seitens des Navigationssystems 23 angenommene Position des Ausfahrtbeginns liegt. Das Toleranzband weist beispielsweise eine Länge von ± 150 m um die seitens des Navigationssystems 23 angenommene Position des Ausfahrtbeginns auf. Wenn die Position der detektierten Spurmarkierungsaufspaltung 40 innerhalb des Toleranzbands um angenommene die Position des Ausfahrtbeginns liegt, wird Detektion der Spurmarkierungsaufspaltung als Freigabevoraussetzung für einen automatisierten Spurwechsel berücksichtigt, wohingegen bei einer detektierten Spurmarkierungsaufspaltung, deren Position sich außerhalb des Toleranzbands um den angenommenen Ausfahrtbeginn befindet, die Spurmarkierungsaufspaltung als ungültig verworfen wird.
Sofern in Schritt 180 eine gültige Spurmarkierungsmarkierung im Toleranzband detektiert wurde, wird in Schritt 190 unter der Verwendung der Umfeldsensorik geprüft, ob sich rechts neben der befahrenen Spur 31, und zwar neben dem Fahrzeug 1 (d.h. ungefähr auf Höhe des Fahrzeugs 1), ein Freiraum und ein Standstreifen befindet. Dies deutet darauf hin, dass sich das Fahrzeug 1 vor der Ausfahrt befindet. Der erkannte Freiraum und Standstreifen neben dem Fahrzeug auf Höhe der Position P3 ist in 3 mit dem Bezugszeichen 41 markiert.
Anhand der Ausfahrtlänge I_A wird in Schritt 200 ausgehend von der Position der Spurmarkierungsaufspaltung 40 ein Spurwechselkorridor K bestimmt, der um eine Reserve R kürzer ist als die Ausfahrtlänge I_A. In diesem Spurwechselkorridor K soll das laterale Einzel-Spurwechselmanöver von der der Ausfahrt 32 benachbarten Spur 31 auf die Ausfahrt gestartet werden.
Sofern in Schritt 210 erkannt wurde, dass das Fahrzeug 1 den Spurwechselkorridor K erreicht hat, wird in Schritt 220 der verbleibende Spurwechsel von der äußeren Fahrspur 31 auf die Ausfahrt 32 in dem Spurwechselkorridor K gestartet (in 3 ist dieser Punkte mit P4 gekennzeichnet).
Der automatische Spurwechsel auf die Ausfahrt 32 wird also nur dann zugelassen, wenn durch die Kamerasensorik eine gültige Spurmarkierungsaufspaltung 40 erkannt wurde und die Ausfahrt gemäß der Kartendaten lang genug ist. Anhand der Ausfahrtlänge I_A wurde ausgehend von der Position der Spurmarkierungsaufspaltung der Korridor K definiert, in dem der Spurwechsel gestartet werden darf und der kleiner sein muss als die Ausfahrtlänge I_A.
Sofern in Schritt 190 die Freiraumerkennung oder die Standstreifenerkennung negativ ist oder in Schritt 180 nach Ablauf einer Abbruchdauer (s. die punktierte Verbindung in 2) keine gültige Spurmarkierungsaufspaltung detektiert wird, erfolgt in der äußeren Fahrspur 31 ein Manöverabbruch und der Fahrer erhält einen entsprechend Hinweis auf den Manöverabbruch (beispielsweise durch folgende Textausgabe: „Mehrfach-Spurwechsel beendet. Route bitte manuell folgen“). Der Fahrer muss den verbleibenden Wechsel von der Fahrspur 31 auf die Ausfahrt 32 dann manuell durchführen.
Wenn gemäß der Abfrage 130 kein Mehrfach-Spurwechsel bis auf die Ausfahrt angeboten wird, werden gemäß Schritt 300 nacheinander mehrere automatisierte Einzel-Spurwechsel angeboten (z. B. jeweils mit der Ausgabe „Spurwechsel auslösen, Verkehr beachten“), bei denen der Fahrer jeden automatisierten Einzel-Spurwechsel durch eine Bedienhandlung einzeln auslösen muss (s. die Abfrage 310), wodurch der jeweilige Einzel-Spurwechsel dann automatisiert durchgeführt wird (s. Schritt 320).
Wenn in der Abfrage 330 festgestellt wird, dass die äußere Fahrspur 31 erreicht wurde, wird gemäß Schritt 340 das Fahrzeug 1 auf eine von der Korridorlänge I_K abhängige Spurwechsel-Ausgangsgeschwindigkeit verzögert, wie dies bereits im Zusammenhang mit Schritt 170 erläutert wurde.
Wenn in der Abfrage 350 erkannt wurde, dass sich das Fahrzeug 1 der Ausfahrt 32 bereits auf eine Distanz D kleiner einem Schwellwert Ds genähert hat oder gemäß der Abfrage 360 eine Spurmarkierungsaufspaltung innerhalb eines Toleranzbands (wie hinsichtlich Abfrage 180 bereits erläutert wurde) erkannt wurde, wird unter der Voraussetzung, dass die Korridorlänge I_K größer gleich dem Schwellwert S ist (s. Abfrage 370), ein Spurwechselhinweis zum Durchführen eines automatisierten Spurwechsels von der äußeren Fahrspur 31 auf die Ausfahrt 32 an den Fahrer ausgegeben (s. Schritt 380, z. B. Ausgabe „Spurwechsel auslösen, Verkehr beachten“). Wenn eine entsprechende Bedienhandlung fahrerseitig durchgeführt wird (s. die Abfrage 400), erfolgt der finale automatisierte Einzel-Spurwechsel von der äußeren Fahrspur 31 auf die Ausfahrt 32 (s. Schritt 220).
Wenn hingegen die Korridorlänge I_K gemäß Abfrage 370 zu kurz ist, erfolgt ein Hinweis zur Durchführung eines manuellen Spurwechsels (s. Schritt 390, z. B. Ausgabe „Spur jetzt wechseln, um Route zu folgen“).
Wenn bei einem Mehrfach-Spurwechsel mit zwei oder mehr Einzel-Spurwechseln der Einzel-Spurwechsel von der der Ausfahrt benachbarten Fahrspur 31 auf die Ausfahrtspur 32 nicht durchführbar ist, muss spätestens nach Erreichen der der Ausfahrt benachbarten Fahrspur 31 der Fahrer aufgrund der in diesem Fall zu kurzen Ausfahrtlänge I_A den Spurwechsel von dieser Fahrspur 31 auf die Ausfahrt 32 manuell durchführen, ggf. ist bereits schon vorher ein manueller Spurwechsel auf die der Ausfahrt benachbarte Fahrspur 31 oder auf eine noch weiter links liegende Fahrspur durchzuführen. Das System fordert den Fahrer in diesem Fall spätestens bei Erreichen der der Ausfahrt benachbarten Fahrspur 31 hierzu auf (beispielsweise durch folgende Textausgabe: „Mehrfach-Spurwechsel beendet. Route bitte manuell folgen“).
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 102016216135 A1 [0002]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Norm SAE J3016 [0007]

Claims

Fahrassistenzsystem (12) für ein Kraftfahrzeug (1) mit einer Spurwechselfunktion zum Durchführen eines automatisierten Spurwechsels mit zumindest automatisierter Querführung auf eine Ausfahrt (32), welches eingerichtet ist, - aufgrund von Information eines kartenbasierten Navigationssystems (23) zur Zielführung festzustellen, dass ein Spurwechsel auf eine Ausfahrt (32) erforderlich ist, um der Zielführung zu folgen, - nach Feststellung eines erforderlichen Spurwechsels auf die Ausfahrt (32), basierend auf Information des kartenbasierten Navigationssystems (23) eine Ausfahrtlänge (I_A) zum Spurwechsel auf die Ausfahrt (32) zu bestimmen, und - die bestimmte Ausfahrtlänge (I_A) bei der Spurwechselfunktion zu berücksichtigen.
Fahrassistenzsystem (12) nach Anspruch 1, wobei das Fahrassistenzsystem (12) eingerichtet ist, den automatisierten Spurwechsel auf die Ausfahrt (32) unter der Voraussetzung durchzuführen, dass die Ausfahrtlänge (I_A) oder eine von der Ausfahrtlänge abhängige Größe, insbesondere die Länge (I_K) eines Spurwechselkorridors, größer oder größer gleich einem bestimmten Schwellwert ist.
Fahrassistenzsystem (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrassistenzsystem (12) eingerichtet ist, - über das Anbieten eines automatisierten Spurwechsels auf die Ausfahrt (32) an den Fahrer in Abhängigkeit der Ausfahrtlänge (I_A) zu entscheiden, insbesondere in Abhängigkeit der Länge (I_K) eines von der Ausfahrtlänge (I_A) abhängigen Spurwechselkorridors, - gemäß der Entscheidung einen automatisierten Spurwechsel auf die Ausfahrt (32) anzubieten, - eine fahrerseitige Bedienhandlung zur Durchführung des automatisierten Spurwechsels auf die Ausfahrt (32) festzustellen, - unter der Voraussetzung der Bedienhandlung den automatisierten Spurwechsel auf die Ausfahrt (32) durchzuführen.
Fahrassistenzsystem (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrassistenzsystem einen automatisierten Mehrfach-Spurwechsel über mehrere Spuren unterstützt, welcher mehrere nacheinander durchgeführte automatisierte Einzel-Spurwechsel jeweils um eine Spur umfasst, und das Fahrassistenzsystem eingerichtet ist, einen Mehrfach-Spurwechsel auf die Ausfahrt (32), insbesondere den Einzel-Spurwechsel von der Ausfahrt benachbarten Spur (31) auf die Ausfahrt (32), in Abhängigkeit von der bestimmten Ausfahrtlänge (I_A) durchzuführen.
Fahrassistenzsystem (12) nach Anspruch 4, wobei das Fahrassistenzsystem eingerichtet ist, - über das Anbieten eines automatisierten Mehrfach-Spurwechsels an den Fahrer zu entscheiden, wobei ein Mehrfach-Spurwechsel im Fall von mindestens zwei durchführbaren Einzel-Spurwechseln angeboten wird, und ein Einzel-Spurwechsel auf die Ausfahrt (32) in Abhängigkeit der Ausfahrtlänge (I_A), insbesondere in Abhängigkeit der Länge (I_K) eines von der Ausfahrtlänge abhängigen Spurwechselkorridors, als durchführbar oder nicht durchführbar gewertet wird, - gemäß der Entscheidung einen automatisierten Mehrfach-Spurwechsel dem Fahrer anzubieten, - eine fahrerseitige Bedienhandlung zur Durchführung des Mehrfach-Spurwechsels festzustellen, und - unter der Voraussetzung einer fahrerseitigen Annahme den automatisierten Mehrfach-Spurwechsel durchzuführen.
Fahrassistenzsystem (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrassistenzsystem eingerichtet ist, die Länge (I_K) eines Spurwechselkorridors für den Spurwechsel von der der Ausfahrt benachbarten Spur auf die Ausfahrt in Abhängigkeit - der Ausfahrtlänge (I_A) und - einer Reserve (R) zu bestimmen.
Fahrassistenzsystem (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrassistenzsystem eingerichtet ist, - nach Detektion einer den Beginn der Ausfahrt (32) kennzeichnenden Spurmarkierungsaufspaltung (40) und/oder - änderung einen Spurwechselkorridor (K) zum Spurwechsel von der der Ausfahrt benachbarten Spur (31) auf die Ausfahrtspur (32) zu bestimmen in Abhängigkeit • der den Beginn der Ausfahrt kennzeichnenden Spurmarkierungsaufspaltung (40) und/oder -änderung und • der Ausfahrtlänge (I_A) , und - den automatisierten Spurwechsel von der der Ausfahrt benachbarten Spur (31) auf die Ausfahrtspur (40) auf den Spurwechselkorridor (K) so auszurichten, dass das automatisierte Spurwechselmanöver von der der Ausfahrt benachbarten Spur (31) auf die Ausfahrt (32) in dem Spurwechselkorridor (K) zumindest teilweise durchgeführt wird, insbesondere in dem Spurwechselkorridor (K) startet.
Fahrassistenzsystem (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrassistenzsystem eingerichtet ist, einen automatisierten Spurwechsel von der der Ausfahrt benachbarten Fahrspur (31) auf die Ausfahrt (32) unter einer Voraussetzung durchzuführen, dass ein neben dieser Fahrspur (31) befindlicher, insbesondere neben dem Fahrzeug (1) befindlicher, - Freiraum und/oder - Standstreifen erkannt wurde.
Fahrassistenzsystem (12) nach Anspruch 8, wobei das Fahrassistenzsystem einen automatisierten Mehrfach-Spurwechsel über mehrere Fahrspuren unterstützt, welcher mehrere nacheinander durchgeführte automatisierte Einzel-Spurwechsel jeweils um eine Fahrspur umfasst, und das Fahrassistenzsystem eingerichtet ist, bei einem automatisierten Mehrfach-Spurwechsel auf die Ausfahrt den automatisierten Einzel-Spurwechsel von der der Ausfahrt benachbarten Fahrspur (31) auf die Ausfahrt (32) unter der Voraussetzung durchzuführen, dass ein neben dieser Fahrspur befindlicher - insbesondere neben dem Kraftfahrzeug (1) befindlicher - Freiraum (41) und/oder Standstreifen (41) erkannt wurde.
Fahrassistenzsystem (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrassistenzsystem eingerichtet ist, vor dem automatisierten Spurwechsel auf die Ausfahrt (32) das Kraftfahrzeug (1) in der der Ausfahrt benachbarten Spur (31) auf eine Spurwechsel-Ausgangsgeschwindigkeit zu verzögern und die Spurwechsel-Ausgangsgeschwindigkeit von der Ausfahrtlänge (I_A) oder einer von der Ausfahrtlänge abhängigen Größe, insbesondere der Länge (I_K) eines Spurwechselkorridors, abhängt.
Fahrassistenzsystem (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrassistenzsystem eingerichtet ist, in Abhängigkeit der Ausfahrtlänge (I_A), insbesondere in Abhängigkeit der Länge (I_K) eines von der Ausfahrtlänge (I_A) abhängigen Spurwechselkorridors, einen Spurwechselhinweis zum Auslösen eines automatisierten Spurwechsels von der der Ausfahrt benachbarten Fahrspur auf die Ausfahrt an den Fahrer auszugeben, insbesondere in Abhängigkeit der Ausfahrtlänge (I_A) - entweder einen Spurwechselhinweis zum Auslösen eines automatisierten Spurwechsels von der der Ausfahrt benachbarten Fahrspur auf die Ausfahrt oder - einen Spurwechselhinweis zum Durchführen eines manuellen Spurwechsels von der der Ausfahrt benachbarten Fahrspur auf die Ausfahrt auszugeben.
Verfahren zum Durchführen eines automatisierten Spurwechsels mit zumindest automatisierter Querführung auf eine Ausfahrt (32) seitens eines Kraftfahrzeugs (1), mit den Schritten: - Festzustellen aufgrund von Information eines kartenbasierten Navigationssystems (23) zur Zielführung, dass ein Spurwechsel auf eine Ausfahrt erforderlich ist, um der Zielführung zu folgen; - nach Feststellung eines erforderlichen Spurwechsels auf die Ausfahrt, Bestimmen basierend auf Information des kartenbasierten Navigationssystems (23) einer Ausfahrtlänge (I_A) zum Spurwechsel auf die Ausfahrt, und - Berücksichtigen der bestimmten Ausfahrtlänge (I_A) für den automatisierten Spurwechsel.
Software mit Programmcode zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 12, wenn die Software auf einer oder mehreren