DE102022211251A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Längsführung eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrassistenten zur Längsführung eines Kraftfahrzeugs ist gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte: Ausführung einer automatisierten Längsführung des Kraftfahrzeugs in einer ersten Fahrspur mit einer relativen Höchstgeschwindigkeit; Evaluierung einer Verkehrssituation in einer Nebenspur des Kraftfahrzeugs; Entscheidung bzgl. einer Überhöhung der relativen Höchstgeschwindigkeit unter Berücksichtigung einer identifizierten Risikosituation für das Kraftfahrzeug aufgrund der Verkehrssituation in der Nebenspur. Weiterhin umfasst die Erfindung eine Vorrichtung, die eingerichtet ist, das Verfahren auszuführen, sowie eine entsprechendes Computerprogramm.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrassistenten zur Längsführung eines Kraftfahrzeugs ist gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte: Ausführung einer automatisierten Längsführung des Kraftfahrzeugs in einer ersten Fahrspur mit einer relativen Höchstgeschwindigkeit; Evaluierung einer Verkehrssituation in einer Nebenspur des Kraftfahrzeugs; Entscheidung bzgl. einer Überhöhung der relativen Höchstgeschwindigkeit unter Berücksichtigung einer identifizierten Risikosituation für das Kraftfahrzeug aufgrund der Verkehrssituation in der Nebenspur. Weiterhin umfasst die Erfindung eine Vorrichtung, die eingerichtet ist, das Verfahren auszuführen, sowie eine entsprechendes Computerprogramm.
  • Stand der Technik
  • Aus dem Stand der Technik sind automatisierte Längsregelungen bekannt, auch Adaptive Cruise Control (ACC) genannt. Bei einem ACC wird bspw. die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs an eine maximale Geschwindigkeit angepasst. Die Maximalgeschwindigkeit wird bspw. dann reduziert, wenn in der Spur vor dem Fahrzeug ein langsamerer Verkehrsteilnehmer fährt und ein Sicherheitsabstand unterschritten wird. Die Querregelung wird hierbei vom Fahrer übernommen.
  • Aus dem Stand der Technik sind weiterhin Baustellenassistenten bekannt. Der Bosch-Baustellenassistent ist bspw. eine Erweiterung eines Spurhalteassistenten und unterstützt den Fahrer bei enger Spurführung dabei, einen seitlichen Sicherheitsabstand zu Fahrzeugen auf der Nebenspur sowie Leitplanken einzuhalten. Zudem vermisst der Videosensor die Freifläche vor dem Fahrzeug. Dadurch kann der Baustellenassistent den Fahrer im Baustellenbereich auf Autobahnen rechtzeitig vor einer Engstelle warnen, wenn das Fahrzeug zu breit für die verengte Spur ist.
  • Aus dem Stand der Technik ist weiterhin bspw. die DE 10 2005 023 185 A1 bekannt. Diese Schrift beschreibt einen Spurwechselassistenten für Kraftfahrzeuge, mit einer Überwachungseinrichtung zur Überwachung des Verkehrs im Vorfeld und im Rückraum des eigenen Fahrzeugs und einer Entscheidungseinrichtung zur Entscheidung, ob ein gefahrloser Spurwechsel möglich ist.
  • Weiterhin ist aus dem Stand der Technik die Patentschrift EP 3 044 061 B1 bekannt. Diese Schrift betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Host-Fahrzeugs, wobei eine Steuereinheit konfiguriert ist auf ein Verkleinern des vorher bestimmten Sicherheitsabstands auf einen zweiten Mindestsicherheitsabstand, wenn ein kritischer Heckkollisionszustand erkannt wird, und automatisches Erhöhen der Geschwindigkeit des Host-Fahrzeugs, um den zweiten Mindestsicherheitsabstand zwischen dem Host-Fahrzeug und dem Fahrzeug, das vor dem Host-Fahrzeug fährt, beizubehalten, wenn ein kritische Heckkollisionszustand erkannt wird.
  • Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Patentschrift EP 1 359 047 B1 . Diese Schrift betrifft eine automatische Fahrzeuggeschwindigkeitssteuervorrichtung, wobei ein „Fahren in der Flotte“ ermöglicht wird, wobei das eigene Fahrzeug mit derselben Geschwindigkeit fährt wie der des vorausfahrenden Fahrzeugs, durch Erhöhen der oberen Grenze der Fahrzeuggeschwindigkeit, die bei deiner Fahrzeugabstand-Steuerung existiert, wobei die oberer Grenze der Fahrzeuggeschwindigkeit unter der Steuerung des Fahrzeugabstandes erhöht wird über die vorher eingestellte Geschwindigkeit.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Vorteilhaft ermöglicht hingegen das erfindungsgemäße Verfahren ein sicheres (teil-)automatisiertes Führen eines Kraftfahrzeugs, insbesondere auf mehrspurigen Straßen. Hierbei wird insbesondere das Risiko für einen Unfall gesenkt. Darüber hinaus wird durch die beschriebene Funktion dem Fahrer ein erhöhtes Sicherheitsgefühl und ein „Mitdenken“ seines (teil)autonom fahrenden Fahrzeugs suggeriert. Dies führt zu einer gesteigerten Akzeptanz beim Nutzer. Dies führt wiederum zu einer häufigeren Anwendung und damit zu einer Erhöhung der Fahrerentlastung sowie Reduzierung der Unfallwahrscheinlichkeit.
  • Ermöglicht wird dies gemäß der Erfindung durch die in den unabhängigen Patentansprüchen angegebenen Merkmale. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Fahrassistenten zur Längsführung eines Kraftfahrzeugs ist gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte: Ausführung einer automatisierten Längsführung des Kraftfahrzeugs in einer ersten Fahrspur mit einer relativen Höchstgeschwindigkeit; Evaluierung einer Verkehrssituation in einer Nebenspur des Kraftfahrzeugs; Entscheidung bzgl. einer Überhöhung der relativen Höchstgeschwindigkeit unter Berücksichtigung einer identifizierten Risikosituation für das Kraftfahrzeug aufgrund der Verkehrssituation in der Nebenspur.
  • Mit dem Begriff „Verkehrssituation“ soll eine zum aktuellen Zeitpunkt bestehende Verkehrssituation beschrieben werden. Eine Verkehrssituation kann durch einen oder mehrere Verkehrsteilnehmer gebildet werden. Bspw. umfasst die Verkehrssituation eine Fahrtrajektorie, bzw. ein Fahrprofil und/oder das Fahrverhalten eines einzelnen anderen Fahrzeugs. Als Nebenspur soll insbesondere eine benachbarte Fahrspur, d.h. eine an die erste Fahrspur links oder rechts direkt anschließende weitere Fahrspur verstanden werden. Unter dem Begriff „Risikosituation“ soll eine Situation verstanden werden, in welcher ein gewisses Risiko für das Kraftfahrzeug (auch Ego-Kraftfahrzeug genannt) in der ersten Spur besteht. Insbesondere soll hierunter eine Situation verstanden werden, die eine gewissen Wahrscheinlichkeit für einen Unfall beinhaltet. Hierbei kann auch ein Risikolevel der Risikosituation berücksichtigt werden, welches bspw. als Zeitdauer bis möglicher Kollision (time-to-collision) gemessen, bzw. definiert wird. In einer solchen Situation kann auf eine Überhöhung der aktuell ausgeführten relativen Höchstgeschwindigkeit, bzw. der aktuell gefahrenen Geschwindigkeit entschieden werden. Eine Überhöhung kann bspw. innerhalb einem definierten Ausmaß erfolgen, wobei dieses als prozentuale oder absolute Überschreitung der aktuellen Geschwindigkeit definiert werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Überhöhung auch als Beschleunigungswert definiert werden, bspw. als begrenzte oder maximal mögliche Beschleunigung des Kraftfahrzeugs, solange die Risikosituation besteht.
  • In diesem Verständnis kann das Verfahren bspw. derart ausgebildet sein, dass das Fahrverhalten eines weiteren Fahrzeugs in einer benachbarten Fahrspur des Kraftfahrzeugs ermittelt und bewertet wird sowie eine Unfallswahrscheinlichkeit für das Ego-Kraftfahrzeug aufgrund des Fahrverhaltens des weiteren Fahrzeugs ermittelt wird. Im Anschluss erfolgt unter Berücksichtigung der Gesamtsituation eine Entscheidung bzgl. einer Erhöhung der definierte Höchstgeschwindigkeit sowie ggf. eine befristete Ausführung der Erhöhung solange die ermittelte Unfallwahrscheinlichkeit besteht.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die relative Höchstgeschwindigkeit eine vom Fahrer definierte Maximalgeschwindigkeit ist, wobei diese Maximalgeschwindigkeit durch weitere Restriktionen beschränkt sein kann.
  • Unter dem Begriff der relativen Höchstgeschwindigkeit wird die reguläre Geschwindigkeit verstanden, in welcher das Kraftfahrzeug mittels automatisierter Längsführung zum Zeitpunkt der Erkennung der Risikosituation bewegt wird. Diese Geschwindigkeit entspricht im Wesentlichen einer vom Fahrer definierten Geschwindigkeitsgrenze. Eine vom Fahrer als maximal vorgesehene Geschwindigkeit wird jedoch häufig aufgrund weiterer Restriktionen nicht durch das Fahrassistenten eingestellt. So können bspw. regulative Begrenzungen der Geschwindigkeit für den vorliegenden Straßenabschnitt (insb. Geschwindigkeits- begrenzende Verkehrszeichen) von dem Fahrassistenten ermittelt und berücksichtigt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Geschwindigkeit auch aufgrund der aktuellen Verkehrssituationen (bspw. langsamer vorausfahrende Verkehrsteilnehmer) begrenzt werden. Ebenfalls ist eine automatisierte Begrenzung der Geschwindigkeit durch den Fahrassistenten aufgrund der Fahrsituation (bspw. Wetterbedingungen, Regen, Schnee, Glatteis) denkbar. Die (teil-)automatisierte Längsführung umfasst damit eine Geschwindigkeitsregelung.
  • Die Erfindung kann also vorteilhaft eine Erhöhung der aktuellen ersten Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs (relative Höchstgeschwindigkeit) auf eine höhere Geschwindigkeit vorsehen. Diese Erhöhung kann bspw. mit maximal möglicher Beschleunigung des Kraftfahrzeugs ausgeführt werden. Sobald die Risikosituation für das Kraftfahrzeug aufgelöst ist, bspw. ein möglicher Kollisionsbereich verlassen wurde, kann die erreichte zweite Geschwindigkeit bspw. wieder auf die erste Geschwindigkeit (relative Höchstgeschwindigkeit) reduziert werden.
  • In einer möglichen Ausgestaltung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass in der Nebenspur ein Verkehrsteilnehmer evaluiert wird, welcher im Wesentlichen auf der gleichen Höhe wie das Kraftfahrzeugs fährt.
  • Hierunter wird verstanden, dass bei der Evaluierung der Verkehrssituation in der Nebenspur des Ego-Kraftfahrzeugs überprüft wird, ob sich für das Ego-Kraftfahrzeug eine Risikosituation durch ein anderes Fahrzeug ergibt, welches auf der Nebenspur auf ähnlicher Höhe zum Ego-Kraftfahrzeugs unterwegs ist.
  • In einer bevorzugten Ausführung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass ein Fahrprofil und/oder ein Fahrverhalten eines Verkehrsteilnehmers in der Nebenspur evaluiert wird.
  • Hierunter wird verstanden, dass bei der Evaluierung der Verkehrssituation in der Nebenspur des Ego-Kraftfahrzeugs überprüft wird, ob sich für das Ego-Kraftfahrzeug eine Risikosituation durch das Fahrprofil und/oder die Fahrtrajektorie und/oder das Fahrverhalten eines anderen Fahrzeugs auf der Nebenspur ergibt.
  • In einer alternativen Weiterbildung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass bei der Entscheidung bzgl. der Überhöhung der relativen Höchstgeschwindigkeit berücksichtigt wird, ob ein alternatives Fahrmanöver die Risikosituation auflösen kann.
  • Hierunter wird verstanden, dass eine Evaluierung der Situation dahin gehend erfolgt, ob eine Geschwindigkeitsüberhöhung eine geeignete Möglichkeit zur Reduzierung des Risikos ist. Die Geschwindigkeitsüberhöhung ist insbesondere dann eine geeignete Option, wenn keine alternative Möglichkeiten vorhanden sind, oder ebenfalls wesentliche Nachteile mit sich bringen, bspw. Erhöhung der Risikosituation oder nur Verlagerung des Risikos von einer ersten Risikosituation hin zu einer anderen zweiten Risikosituation. In diesem Verständnis kann das Verfahren auch vorteilhaft die folgenden Verfahrensschritte umfassen: Ermittlung und Bewertung, ob auch alternative Fahrmanöver des Kraftfahrzeug ein Unfallsrisiko beseitigen oder erheblich reduzieren könnten.
  • In einer möglichen Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass als alternatives Fahrmanöver evaluiert wird, ob ein Bremsmanöver die Risikosituation auflösen kann.
  • Hierunter wird verstanden, dass vorteilhafterweise eine positive Entscheidung für eine Überhöhung der relativen Höchstgeschwindigkeit nur dann ergeht, wenn bspw. ein Bremsmanöver des Ego-Kraftfahrzeugs nicht möglich ist oder zumindest keinen Zustand erzeugt, in welchem ein Unfallrisiko bzgl. des Ego-Kraftfahrzeugs beseitig oder zumindest erheblich reduziert ist. Ein Bremsmanöver ist bspw. dann nicht möglich, wenn hinter dem Ego-Kraftfahrzeug in derselben Spur ein weiteres Fahrzeug mit geringem Abstand fährt. Ein Bremsmanöver ist weiterhin bspw. dann nicht sinnvoll, wenn dadurch die Risikosituation bzgl. des Ego-Kraftfahrzeugs erhöht wird. In diesem Verständnis umfasst das Verfahren bspw. die Verfahrensschritte: Ermittlung und Bewertung einer Verkehrssituation in der eigenen Spur hinter dem Kraftfahrzeug. Hierbei ist ebenfalls denkbar, dass der Fahrer eine Einstellmöglichkeit besitzt, um bspw. die Sensitivität der Überhöhung der Geschwindigkeit zu verändern. So ist denkbar, dass der Fahrer mittels Einstellung Einfluss nehmen kann auf die Auslöseschwellen, bspw. den Abstand und/oder Beschleunigungsunterschiede zwischen dem Ego-Fahrzeug und dem nachfolgenden Fahrzeug.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass als alternatives Fahrmanöver evaluiert wird, ob ein Spurwechselmanöver die Risikosituation auflösen kann.
  • Hierunter wird verstanden, dass vorteilhafterweise eine positive Entscheidung für eine Überhöhung der relativen Höchstgeschwindigkeit nur dann ergeht, wenn bspw. keine Möglichkeit für einen Spurwechsel auf eine andere Spur. Als Spurwechsel, bzw. als Spurwechselmanöver, wird ein Wechsel des Kraftfahrzeugs von der aktuellen Fahrspur auf eine weitere Fahrspur verstanden, insb. auf eine Fahrspur, die entfernt ist in Bezug auf die Fahrspur, von welcher die Risikosituation ausgeht. Bspw. ein Wechsel auf die linke von drei Fahrspuren, wenn das Ego-Kraftfahrzeug auf der mittleren Spur fährt und das Risiko von einem Fahrzeug auf der rechten Fahrspur ausgeht, bspw. ein Wechsel auf die rechte Fahrspur, wenn das Risiko von einem Fahrzeug auf der linken Fahrspur ausgeht.
  • Ein Spurwechsel ist bspw. dann nicht möglich, wenn ein Spurwechselmanöver strukturell nicht ausführbar ist, bspw. da keine weitere Fahrspur vorhanden ist. Denkbar sind auch Situationen in einen ein Spurwechsel vorschriftsbezogen unterbunden ist, bspw. gekennzeichnet durch aufgrund einer durchgezogenen Linie. Je nach Ausgestaltung der Erfindung (oder auch Einstellung durch den Fahrer) kann ein derartiger möglicher, aber unerlaubter Spurwechsel als mögliche oder nicht mögliche Option bewertet werden.
    Ein Spurwechsel ist weiterhin dann nicht möglich, wenn ein Spurwechselmanöver situativ nicht ausführbar ist. Dies ist bspw. dann der Fall, wenn zwar eine andere Fahrspur vorhanden ist, aber ein Wechsel aktuell nicht möglich, bspw. da keine ausreichende Lücke im Verkehr (auf der anderen Spur) ermittelbar ist.
    Auch ist denkbar, dass eine Fahrereinstellung hinsichtlich der Schärfe dieser Kriterien vorgenommen werden kann. Bei einer geänderten Einstellung, würden entsprechend häufiger bzw. weniger Geschwindigkeitsüberhöhungen ausgeführt werden und stattdessen auch bei kleinen Verkehrslücken Ausweichmanöver nach links vorgeschlagen oder automatisiert ausgeführt werden.
  • In diesem Verständnis umfasst das Verfahren auch vorteilhaft die Verfahrensschritte: Ermittlung und Bewertung einer Verkehrssituation in einer zweiten Nebenspur des Kraftfahrzeugs, welche von der Nebenspur des Kraftfahrzeugs abgewandt ist, welche die Risikosituation erzeugt.
  • In einer alternativen Ausführung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass bei der Entscheidung bzgl. der Überhöhung der relativen Höchstgeschwindigkeit berücksichtigt wird, ob eine Überhöhung der relativen Höchstgeschwindigkeit ausführbar ist.
  • Hierunter wird verstanden, dass eine Evaluierung der Gesamtsituation dahin gehend erfolgt, ob eine Geschwindigkeitsüberhöhung auch praktisch umgesetzt werden kann und damit eine tatsächliche Lösungsoption ist. Hierzu erfolgt eine Überprüfung, ob eine Überhöhung der relativen Höchstgeschwindigkeit in der aktuellen Situation tatsächlich in einer Art und Weise möglich ist, so dass ein Unfallsrisiko bzgl. des Kraftfahrzeugs beseitig oder reduziert wird. In diesem Verständnis umfasst das Verfahren auch vorteilhaft die Verfahrensschritte: Ermittlung und Bewertung einer praktischen Ausführbarkeit einer Überhöhung der relativen Höchstgeschwindigkeit.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass zur Überprüfung der Ausführbarkeit der Überhöhung der relativen Höchstgeschwindigkeit eine Evaluation einer Verkehrssituation des Kraftfahrzeugs erfolgt.
  • Hierunter wird verstanden, dass eine Evaluierung der Gesamtsituation dahin gehend erfolgt, ob sich in der Fahrspur vor dem Ego-Kraftfahrzeug ein weiteres Fahrzeug befindet oder ob die Fahrspur frei ist und damit eine Geschwindigkeitsüberhöhung des Ego-Kraftfahrzeugs auch praktisch umgesetzt werden kann. Falls ein weiteres Fahrzeug in der Spur vor dem Ego-Kraftfahrzeug ermittelt ist, wird evaluiert, ob der aktuelle Abstand zwischen dem Ego-Kraftfahrzeug und dem weiteren Fahrzeug ausreichend ist, um eine Überhöhung der relativen Höchstgeschwindigkeit auszuführen, um die Risikosituation aufzulösen. Wobei hier weiterhin ein definierter Sicherheitsabstand eingehalten werden soll. Dieser Sicherheitsabstand kann bspw. in Abhängigkeit von der aktuellen und/oder von der geschätzten Ziel-Geschwindigkeit des Ego-Kraftfahrzeugs definiert sein. Falls erkannt wird, dass die Distanz zwischen den Fahrzeugen nicht ausreichend ist, bei einer möglichen Geschwindigkeitsüberhöhung den definierten Sicherheitsabstand weiterhin einzuhalten, wird in einem nächsten Schritt evaluiert, ob eine Verringerung des definierten Sicherheitsabstandes möglich erscheint. So kann bei spezifischen Bedingungen ein Sicherheitsabstand innerhalb definierter Grenzen reduziert werden, bspw. bei einer trockenen Straße und hohe Validität bei der Erkennung von weiteren Fahrobjekten und Fahrtrajektorien. In diesem Verständnis umfasst das Verfahren auch vorteilhaft die Verfahrensschritte: Ermittlung und Bewertung einer Verkehrssituation in der eigenen Spur vor dem Kraftfahrzeug.
  • In einer möglichen Ausführung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass zur Überprüfung der Ausführbarkeit der Überhöhung der relativen Höchstgeschwindigkeit eine Evaluation einer Fahrsituation des Kraftfahrzeugs erfolgt.
  • Hierunter wird verstanden, dass eine Evaluierung der Gesamtsituation dahin gehend erfolgt, ob aufgrund von Umgebungsbedingungen eine Geschwindigkeitsüberhöhung des Ego-Kraftfahrzeugs auch praktisch umgesetzt werden kann. Hierbei wird insb. der aktuelle und bevorstehende Straßenverlauf berücksichtigt, bspw. wird überprüft, dass keine starke Kurve bevorsteht, welche zu einem erhöhten Risiko führen würde bei einer Erhöhung der Geschwindigkeit. Die Ermittlung kann mittels einer Auswertung von Videodaten und/oder einer digitalen Straßenkarte erfolgen. Weiterhin kann auch eine Überprüfung von Wetterbedingungen vorteilhaft. So kann bspw. ermittelt werden, ob es regnet oder schneit. Vorteilhaft kann auch geschätzt werden, ob die Fahrbahn vereist ist. In diesem Verständnis umfasst das Verfahren auch vorteilhaft die Verfahrensschritte: Ermittlung und Bewertung einer Fahrsituation des Kraftfahrzeugs.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass zur Überprüfung der Ausführbarkeit der Überhöhung der relativen Höchstgeschwindigkeit eine Evaluation einer Leistungsfähigkeit des Kraftfahrzeugs erfolgt.
  • Hierunter wird verstanden, dass eine Evaluierung der Gesamtsituation dahin gehend erfolgt, ob die Leistungsfähigkeit des Kraftfahrzeugs ausreichend ist, die bestehende Risikosituation aufzulösen. Hierbei können technische Parameter des Ego-Kraftfahrzeugs wie bspw. Höchstgeschwindigkeit oder Beschleunigungsvermögen (auch Elastizität) berücksichtigt werden. Diese absolute Leistungsfähigkeit kann zusammen mit dem aktuell abgerufenen Leistungsniveau sowie der bestehenden Umgebungssituation (bspw. Steigung der Fahrbahn) zusammengeführt. Bei der Evaluation wird vorteilhafterweise auch das Risikolevel der Risikosituation entsprechend berücksichtigt In diesem Verständnis umfasst das Verfahren auch vorteilhaft den Verfahrensschritt: Ermittlung und Bewertung einer Leistungsfähigkeit des Kraftfahrzeugs.
  • In einer alternativen Ausführung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Entscheiden bzgl. einer Überhöhung der relativen Höchstgeschwindigkeit die Gesamtsituation bzgl. des Kraftfahrzeugs berücksichtigt wird, insb. berücksichtigt wird, ob eine Überhöhung der Höchstgeschwindigkeit in der aktuellen Fahrsituation für das Kraftfahrzeug möglich ist und ob eine Überhöhung sinnvoll erscheint unter Berücksichtigung alternativer Fahrmanöver zur Auflösung der Risikosituation.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Verfahren gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte: Ausführung einer Überhöhung der relativen Höchstgeschwindigkeit zur Auflösung der Risikosituation; Anpassung einer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeug nach Auflösung der Risikosituation; Weiterführung der automatisierten Längsführung des Kraftfahrzeugs in der ersten Fahrspur.
  • Hierunter wird verstanden, dass eine zeitlich begrenzte Erhöhung der Geschwindigkeit ausgeführt wird. Sobald erkannt wird, dass die Risikosituation nicht mehr besteht, erfolgt eine Reduzierung der überhöhten Geschwindigkeit des Ego-Fahrzeug. Die aktuelle Geschwindigkeit wird hierbei auf eine neue relative Höchstgeschwindigkeit herabgesetzt. Im Anschluss wird erneut die (teil-)automatisierte Längsführung des Ego-Kraftfahrzeugs mit der eingestellten neuen relativen Höchstgeschwindigkeit ausgeführt. Diese neue relative Höchstgeschwindigkeit kann bspw. (bei unveränderten Umgebungsbedingungen) die gleiche Geschwindigkeit sein, wie die erste relative Höchstgeschwindigkeit, mit der das Ego-Kraftfahrzeug vor Ermittlung der Risikosituation unterwegs war.
  • In einer möglichen Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass ein Hinweis an einen Kraftfahrzeugführer erfolgt, bzgl. einer Ausführung einer Überhöhung der relativen Höchstgeschwindigkeit.
  • Hierunter wird verstanden, dass technische Vorbereitungen getroffen werden, um den Fahrer über den bevorstehenden Geschwindigkeitsüberhöhung zu informieren. Hierzu werden entsprechend Datensignale codiert und bereitgestellt. Mittels der Datensignale können Ausgabevorrichtungen angesteuert werden, welche dem Fahrer eine entsprechende Information bereitstellen. Die Information kann dabei visuell, bspw. mittels eines Displays, an den Fahrer kommuniziert werden, oder bspw. akustisch mittels Sprachausgabe. Selbstverständlich sind auch haptische Informationen wie Sitzvibrationen denkbar. Neben einer Information im Vorfeld der tatsächlichen Ausführung kann die Information auch alternativ oder zusätzlich während der Ausführung bereitgestellt werden, um den Fahrer die Abweichung von der eingestellten Geschwindigkeit zu erläutern.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass eine Möglichkeit zur Einflussnahme auf die Ausführung einer Überhöhung der relativen Höchstgeschwindigkeit mittels des Fahrzeugführers besteht. Vorteilhaft erhält der Fahrer durch die rechtzeitige Information bzgl. des geplanten Fahrmanövers die Möglichkeit eine automatisierte Ausführung zu unterbinden, falls er dies wünscht. Die Unterbindung der automatisierten Ausführung kann in einem Abbruch der geplanten Überhöhung oder auch in einer Überstimmung des automatisierten Fahrmanövers durch den Fahrer bestehen, bspw. durch ein stärkeres Beschleunigung oder durch eine Abbremsung.
  • Dieses Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Steuergerät implementiert sein.
  • Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Vorrichtung, die ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung, kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
  • Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedene Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
  • Als Vorrichtung kann daher zählen ein Assistenzsystem zur (teil-)automatisierten Regelung der Längsführung, sowie ein Assistenzsystem zur Erkennung einer Risikosituation für ein Kraftfahrzeug oder auch ein Assistenzsystem zur Unterstützung des Fahrers durch Übermittlung von Hinweisen zur Fahrzeugführung. Weiterhin kann als Vorrichtung angesehen werden: eine Umfeld-Erfassungsvorrichtung, insb. eine Kamera oder sonstige optische Aufnahme-Vorrichtung und/oder ein zentrales oder dezentrales Steuergerät, welches eingerichtet ist zur Steuerung einer der genannten Vorrichtungen, bzw. zur Ausführung des beschriebenen Verfahrens.
  • Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
  • Ausführungsformen
  • Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeit der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Figuren.
  • Von den Figuren zeigt:
    • 1-3 schematische Darstellungen von Ausgestaltungen der Erfindung in verschiedenen Umgebungs- und Verkehrssituation; und
    • 4 eine Darstellung der Verfahrensschritte einer Ausführungsform der Erfindung.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausgestaltung der Erfindung in einer ersten Umgebungs- und Verkehrssituation.
  • Dargestellt ist ein Kraftfahrzeug 1 (auch als Ego-Fahrzeug a bezeichnet) auf einer Fahrbahn 10. Die Fahrbahn 10 umfasst dabei zwei Fahrspuren: eine linke Fahrspur 11a (auch erste Fahrspur genannt) und eine rechte Fahrspur 11b (auch zweite Fahrspur oder Nebenspur genannt).
  • Das Kraftfahrzeug 1 umfasst ein Fahrerassistenzsystem 2 (auch Fahrassistent) zur automatisierten Längsführung (bspw. ACC). Weiterhin dargestellt ist ein Sensorsystem 3 zur Umfelderfassung. Dieses umfasst einen Sensor 3a zur Umfelderfassung Front (bspw. eine Frontkamera), einen Sensor 3b zur Umfelderfassung Heck (bspw. eine Rückkamera), sowie mehrere Sensoren 3c zur Umfelderfassung Seite (bspw. Seitenkameras). Selbstverständlich können hierbei auch alternativ oder zusätzlich Radar, Lidar, oder sonstige geeignete Sensortypen zum Einsatz kommen. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst weiterhin eine Recheneinheit 4 (auch Steuergerät) zur Auswertung der Sensordaten und/oder zur Ausführung des Verfahrens und/oder zur Ansteuerung der Aktuatoren. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst ferner ein Aktuatorsystem 5. Dieses umfasst bspw. einen Aktuator zur Längssteuerung. Weiterhin ist eine Vorrichtung 6 zur Information des Fahrers eingerichtet. Diese Vorrichtung kann bspw. auf visuelle und/oder akustische und/oder haptische Art und Weise Informationen an den Fahrer übermitteln.
  • Das Kraftfahrzeug 1 bewegt sich in der Darstellung auf der Fahrtrajektorie sa mit der Geschwindigkeit Va. Diese Geschwindigkeit entspricht der vom Fahrer eingestellten, gewünschten Höchstgeschwindigkeit. In der dargestellten Verkehrssituation befinden sich auf der rechten Fahrspur 11b ein weiteres Fahrzeug b, welches in diesem Fall ein Lastkraftwagen ist. Das Fahrzeug 1 befindet sich dabei im vorderen Teil des LKW, auf Höhe des Führerhauses. Das Fahrzeug b fährt mit der Geschwindigkeit Vb, welche etwas geringer als die Geschwindigkeit Va ist. Weiterhin ist dessen Fahrtrajektorie sb dargestellt. Diese verläuft in Schlangenlinienform. Aus diesen Fahrverhaltens kann zumindest eine geringe Aufmerksamkeit abgeleitet werden. Durch das Fahrprofil wird weiterhin - auch in Kombination mit der Größe des Fahrzeugs b - die verbleibende Fahrbreite des Kraftfahrzeugs 1 beeinträchtigt. In Summe kann eine gewisse Wahrscheinlichkeit für einen möglichen Unfall ermittelt werden. Zumindest kann also eine Risikosituation erkannt, die durch die Verkehrssituation in der Nebenspur 11b ausgelöst wird.
  • Um diese akute Risikosituation aufzulösen, beschleunigt das Kraftfahrzeug 1 und überhöht damit die relative Höchstgeschwindigkeit. Dem Fahrzeugführer wird in dieser Situation mittels der Vorrichtung 6 eine entsprechende Information kommuniziert. Die Beschleunigung, bzw. Überhöhung der relativen Höchstgeschwindigkeit wird so lange fortgesetzt, bis die Risikosituation aufgelöst ist. Bspw. erfolgt die Überhöhung so lange bis das Kraftfahrzeug 1 den möglichen Kollisionsbereich mit dem Fahrzeug b verlassen hat. Nach Auflösung der Risikosituation erfolgt automatisiert eine Reduzierung der erreichten Geschwindigkeit, bspw. zurück auf die zuvor ausgeführte relative Höchstgeschwindigkeit.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausgestaltung der Erfindung in einer zweiten Umgebungs- und Verkehrssituation.
  • Das Kraftfahrzeug 1 fährt erneut mit der relativen Höchstgeschwindigkeit Va auf der ersten Fahrspur 11a. Die Fahrtrajektorie sb des Fahrzeugs b auf der zweiten Fahrspur 11b zeigt in diesem Fall zwar ein geradliniges Fahrprofil an. Jedoch deutet die Fahrtrichtung der Fahrtrajektorie sb auf einen möglichen kurz bevorstehenden Spurübertritt von der zweiten Spur 11b in die erste Spur 11a. Das Kraftfahrzeug 1 befindet sich im Wesentlichen auf derselben Höhe wie das Fahrzeug b. Es besteht also erneut eine Risikosituation für das Kraftfahrzeug 1.
  • Im Unterschied zu vorherigen Situation befindet sich das Kraftfahrzeug 1 auf etwas tieferer Höhe, genau genommen auf Höhe des Aufliegers des LKWs (Fahrzeug d). Dennoch ist ein Bremsmanöver des Kraftfahrzeugs 1 nicht geeignet die Risikosituation aufzulösen. In der dargestellten Verkehrssituation befindet sich nämlich auf der linken Fahrspur 11a ein weiteres Fahrzeug d, direkt hinter dem Kraftfahrzeug 1. Das Fahrzeug d fährt mit der Geschwindigkeit Vd, welche geringfügig höher ist als die Geschwindigkeit Va. Weiterhin ist Fahrtrajektorie sd des Fahrzeugs d dargestellt und daher eine weitere Verringerung des Abstandes zu erwarten. Eine Notbremsung des Kraftfahrzeugs 1 könnte evtl. die Risikosituation in Bezug auf das Fahrzeug d lösen, würde jedoch eine neue Risikosituation in Bezug auf einen Heckunfall durch das Fahrzeug d auslösen.
  • Daher wird auch in dieser Situation eine Entscheidung für eine Überhöhung der relativen Höchstgeschwindigkeit getroffen, um die Risikosituation aufzulösen.
  • 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausgestaltung der Erfindung in einer dritten Umgebungs- und Verkehrssituation.
  • Das Kraftfahrzeug 1 fährt erneut mit der relativen Höchstgeschwindigkeit Va auf der ersten Fahrspur 11a. Die Fahrtrajektorie sb des Fahrzeugs b auf der zweiten Fahrspur 11b zeigt in diesem Fall wiederum ein geradliniges Fahrprofil an sowie einen möglichen kurz bevorstehenden Spurübertritt von der zweiten Spur 11b in die erste Spur 11a. Das Kraftfahrzeug 1 befindet sich im Wesentlichen auf derselben Höhe wie das Fahrzeug b. Es besteht also erneut eine Risikosituation für das Kraftfahrzeug 1. Ein Bremsmanöver des Kraftfahrzeugs 1 nicht erneut nicht geeignet die Risikosituation aufzulösen, aufgrund eines nachfolgenden Fahrzeugs d.
  • Im Unterschied zu den bisherigen Situationsdarstellungen, findet sich diesmal eine dritte Fahrspur 11c links neben der ersten Fahrspur 11a auf der sich das Kraftfahrzeug befindet. Dennoch ist ein Spurwechselmanöver des Kraftfahrzeugs 1 nicht geeignet die Risikosituation aufzulösen. In der dargestellten Verkehrssituation befindet sich nämlich auf der dritten Fahrspur 11c ein weiteres Fahrzeug c, kurz hinter dem Kraftfahrzeug 1. Das Fahrzeug c fährt mit der Geschwindigkeit Vc, welche ähnlich ist zur Geschwindigkeit Va. Weiterhin ist Fahrtrajektorie sc des Fahrzeugs c dargestellt und daher eine kurzfristige Änderung der Fahrsituation nicht zu erwarten. Daher wird auch in dieser Situation eine Entscheidung für eine Überhöhung der relativen Höchstgeschwindigkeit getroffen, um die Risikosituation aufzulösen.
  • In 4 ist eine Darstellung der Verfahrensschritte einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt. In einem ersten Schritt S1 erfolgt der Start des Verfahrens. In einem Schritt S2 erfolgt die Ausführung der automatisierten Längsführung des Kraftfahrzeugs 1 in der ersten Fahrspur. Bspw. wird die automatisierte Längsführung durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs aktiviert. Die automatisierte Längsführung regelt die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeug entsprechend der Verkehrssituation auf eine vom Fahrer vorgegebene relative Höchstgeschwindigkeit. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine für den jeweiligen Straßenabschnitt erlaubte Maximalgeschwindigkeit die relative Höchstgeschwindigkeit begrenzen. In einem Schritt S3 wird die Verkehrssituation in einer ersten Nebenspur des Kraftfahrzeugs evaluiert, um eine Risikosituation bezogen auf das Kraftfahrzeug in der ersten Spur zu ermitteln. In einem nächsten Schritt S4 werden mögliche Handlungsoptionen für das Kraftfahrzeug analysiert. Insbesondere werden spezifische Umgebungsaspekte ermittelt und bewertet, ob ein definiertes alternatives Fahrmanöver möglich ist. Bspw. erfolgen hierbei eine Ermittlung und Bewertung der Verkehrssituation in derselben Spur hinter und/oder vor dem Kraftfahrzeug. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Ermittlung und Bewertung der Verkehrssituation in einer weiteren Nebenspur des Kraftfahrzeug erfolgen. Hierbei kann Schritt S4 kontinuierlich ausgeführt werden. Alternativ wird dieser Schritt nur dann ausgeführt, wenn eine Risikosituation ermittelt worden ist. In einer nachfolgenden Bedingung B1 wird eine Entscheidung über eine Überhöhung der aktuellen relativen Höchstgeschwindigkeit getroffen. Wird eine Entscheidung für eine Überhöhung getroffen (Y-Abzweig) erfolgt in einem nächsten Schritt S5 eine Information an einen Fahrer. Diese Information kann akustisch und/oder visuell und/oder haptisch erfolgen. In einem weiteren Schritt S6 erfolgt eine Ausführung der Überhöhung der Geschwindigkeit. Hierbei ist zu beachten, dass die Schritte S5 und S6 selbstverständlich parallel ausgeführt werden können. Der Fahrer hat weiterhin kontinuierlich die Möglichkeit zur Abbruch oder Überstimmung der automatisierten Geschwindigkeitsüberhöhung mittels einem Eingriff in das System, wie in der Bedingung B2 dargestellt ist. Erfolgt jedoch kein Abbruch durch den Fahrer (N-Abzweig), wird die Überhöhung so lange ausgeführt, wie die Risikosituation besteht. Dies wird mit einer Bedingung B3 überwacht. Die Risikosituation kann dann als beendet ermittelt werden (Y-Abzweig), wenn erkannt wird, dass sich bspw. das Fahrverhalten des Verkehrsteilnehmer auf der Nebenspur geändert hat, oder bspw. das Kraftfahrzeug einen möglichen Kollisionsbereich in der ersten Fahrspur verlassen konnte. In einem solchen Fall wird mit einer Bedingung B4 überprüft, ob eine Beendigung der automatischen Längsführung vorliegt. Ist dies nicht der Fall (N-Abzweig) wird mit Schritt S2 die automatische Längsführung weiter ausgeführt. Ist dies hingegen der Fall (Y-Abzweig), wird das Verfahren in dem Schritt S7 beendet.
  • 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 102005023185 A1 [0004]
    • EP 3044061 B1 [0005]
    • EP 1359047 B1 [0006]

Claims (13)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Fahrassistenten (2) zur Längsführung eines Kraftfahrzeugs (1) gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte: • Ausführung einer automatisierten Längsführung des Kraftfahrzeugs (1) in einer ersten Fahrspur (11 a) mit einer relativen Höchstgeschwindigkeit; • Evaluierung einer Verkehrssituation in einer Nebenspur (11b) des Kraftfahrzeugs (1); • Entscheidung bzgl. einer Überhöhung der relativen Höchstgeschwindigkeit unter Berücksichtigung einer identifizierten Risikosituation für das Kraftfahrzeug (1) aufgrund der Verkehrssituation in der Nebenspur (11b).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Nebenspur (11b) ein Verkehrsteilnehmer (b) evaluiert wird, welcher im Wesentlichen auf der gleichen Höhe wie das Kraftfahrzeugs (1) fährt.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fahrprofil und/oder ein Fahrverhalten eines Verkehrsteilnehmers (b) in der Nebenspur (11 b) evaluiert wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Entscheidung bzgl. der Überhöhung der relativen Höchstgeschwindigkeit berücksichtigt wird, ob ein alternatives Fahrmanöver die Risikosituation auflösen kann.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als alternatives Fahrmanöver evaluiert wird, ob ein Bremsmanöver die Risikosituation auflösen kann.
  6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als alternatives Fahrmanöver evaluiert wird, ob ein Spurwechselmanöver die Risikosituation auflösen kann.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Entscheidung bzgl. der Überhöhung der relativen Höchstgeschwindigkeit berücksichtigt wird, ob eine Überhöhung der relativen Höchstgeschwindigkeit ausführbar ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Überprüfung der Ausführbarkeit der Überhöhung der relativen Höchstgeschwindigkeit eine Evaluation einer Verkehrssituation des Kraftfahrzeugs (1) erfolgt.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Überprüfung der Ausführbarkeit der Überhöhung der relativen Höchstgeschwindigkeit eine Evaluation einer Fahrsituation des Kraftfahrzeugs (1) erfolgt.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte: • Ausführung einer Überhöhung der relativen Höchstgeschwindigkeit zur Auflösung der Risikosituation; • Anpassung einer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs nach Auflösung der Risikosituation; • Weiterführung der automatisierten Längsführung des Kraftfahrzeugs (1) in der ersten Fahrspur (11a).
  11. Vorrichtung (1, 2, 3, 4, 5, 6), die eingerichtet ist, das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 auszuführen.
  12. Computerprogramm, das bei Ausführung des Programms durch eine Vorrichtung nach Anspruch 11 dazu eingerichtet ist, das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 auszuführen.
  13. Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 12 gespeichert ist.
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Citations (3)

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DE102005023185A1 (de) 2005-05-19 2006-11-23 Robert Bosch Gmbh Spurwechselassistent für Kraftfahrzeuge
EP1359047B1 (de) 2002-04-25 2009-03-04 Hitachi, Ltd. Automatische Steuerung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs
EP3044061B1 (de) 2013-09-11 2019-04-17 Robert Bosch GmbH Modifizierung einer adaptiven geschwindigkeitskontrolle zur abschwächung von auffahrunfällen

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