DE102015201878A1

DE102015201878A1 - Halbautomatisierter Spurwechsel

Info

Publication number: DE102015201878A1
Application number: DE102015201878.4A
Authority: DE
Inventors: Sybe Dirk Jan Bosch; Oliver Fochler; Stefan Lüke; Matthias Strauss
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2015-02-04
Filing date: 2015-02-04
Publication date: 2016-08-04
Also published as: WO2016124178A1; CN107000763A; US20170334446A1; EP3253635A1; JP2018512315A; DE112016000135A5

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Spurwechselassistenten für ein Fahrzeug mit einer Sensoranordnung, um Informationen zu Fahrspuren und anderen Verkehrsteilnehmern zu ermitteln. Es ist eine Recheneinheit vorgesehen, Bewegungspfade für einen ersten Spurwechsel und einen darauffolgenden zweiten Spurwechsel auf die ursprüngliche Fahrspur zu ermitteln. Der Fahrzeugführer kann die ermittelten Spurwechsel freigeben oder einleiten. Eine Aktuatoreinheit kann darauf die von der Recheneinheit ermittelten und durch den Fahrzeugführer eingeleiteten Spurwechsel auf ein Signal der Recheneinheit hin ausführen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Spurwechselassistenten für ein Fahrzeug, sowie ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Ausführen eines halbautomatischen, zweifachen Spurwechsels.
Spurwechselassistenten können als zusätzliches Merkmal eines Spurhalteassistenten angeboten werden. Ein System, das eine solche Aktion automatisch durchführt und gleichzeitig selbst die Entscheidung zur Durchführung der Aktion fällt, wird autonomes System genannt. In autonomen Spurwechselsystemen ist großer Aufwand für die Sensorik zur Umgebungs- und Verkehrsüberwachung zu betreiben, da ein Spurwechsel stets eine sicherheitskritische Aktion darstellt, die im Falle eines vollautomatischen Systems vom Fahrzeug selbst durchgeführt wird.
Ein Fahrerassistenzsystem mit einem autonomen Spurwechselsystem ist deshalb nur mit hohem Aufwand in kommerzielle Fahrzeuge zu integrieren. Solch ein autonomer Spurwechselassistent müsste detaillierte Informationen über die Verkehrsteilnehmer in der Umgebung des Fahrzeugs und herannahende Fahrzeuge erfassen können, um Unfälle wirksam zu vermeiden. Daneben ist für ein solches System auch eine vollständige Kenntnis über die Fahrspuren und Fahrtrichtungen auf diesen Fahrspuren notwendig.
Des Weiteren sind teilautomatisierte Fahrspurwechselsysteme bekannt, bei denen zwar das Fahrerassistenzsystem einen einzelnen Fahrspurwechsel zwar automatisch durchführt, dies jedoch nur auf Kommando des Fahrers.
Es kann als Aufgabe der Erfindung betrachtet werden, ein sicheres und kostengünstiges Fahrerassistenzsystem zum Fahrspurwechsel zu schaffen, das den Fahrer weitgehend entlastet.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der folgenden Beschreibung.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein Spurwechselassistent für ein Fahrzeug angegeben. Der Spurwechselassistent weist dabei eine Sensoranordnung auf, wobei die Sensoranordnung ausgeführt ist, Informationen zu Fahrspuren und anderen Verkehrsteilnehmern zu ermitteln. Der Spurwechselassistent weist ferner eine Recheneinheit auf, wobei die Recheneinheit ausgeführt ist, Bewegungspfade für einen ersten Spurwechsel von der ursprünglichen Fahrspur auf eine danebenliegende zweite Fahrspur und einen darauffolgenden zweiten Spurwechsel zurück auf die ursprüngliche Fahrspur zu ermitteln. Weiter ist eine Eingabeeinheit vorgesehen, wobei die Eingabeeinheit ausgeführt ist, eine Eingabe des Fahrzeugführers zu erfassen und an die Recheneinheit zu übermitteln. Schließlich weist der Spurwechselassistent eine Aktuatoreinheit auf, wobei die Aktuatoreinheit ausgeführt ist, von der Recheneinheit ermittelte und durch den Fahrzeugführer eingeleitete Spurwechsel auf ein Signal der Recheneinheit hin auszuführen.
Insbesondere kann der Spurwechselassistent als Überholassistent ausgeführt sein.
Die Sensoranordnung kann beispielsweise eine Radaranordnung umfassen, die es erlaubt, andere Verkehrsteilnehmer zu erfassen und deren Bewegungen zu beobachten. Nicht zwingend sind dabei Sensoren in alle Richtungen vorhanden, wie es beispielsweise bei autonomen Systemen der Fall sein könnte. Dafür können Sensoren zu den Seiten des Fahrzeugs und nach vorne, in die Hauptfahrtrichtung des Fahrzeugs gerichtet sein. Auch schräg nach hinten gerichtete Sensoren mögen enthalten sein. Hauptaufgabe der Sensoranordnung ist die Verkehrserkennung, um andere Verkehrsteilnehmer zu erkennen und deren Verhalten zu erfassen. Ein wichtiges Element des Verhaltens kann z.B. die Geschwindigkeit der anderen Verkehrsteilnehmer sein. Auch die Position auf den Fahrspuren und die Richtungsänderungen der anderen Teilnehmer können von Bedeutung sein. Neben Radargeräten können auch Lidarsensoren oder Ultraschallsensoren verwendet werden.
Die Recheneinheit berechnet die voraussichtlichen Bewegungspfade, denen das Fahrzeug im Falle der Spurwechsel zu folgen hat. Die Berechnung der voraussichtlichen Bewegungspfade kann vollständig bereits vor Beginn des ersten Spurwechsels erfolgen. Die Bewegungspfade sind geglättete Solltrajektorien zum Spurwechsel einerseits und zum Spurhalten andererseits. Ein limitierender Faktor der Zeit, in der der Spurwechsel erfolgt, kann die höchst-zulässige auftretende Seitenbeschleunigung am Sitz des Fahrzeugführers sein. Dies ist auch entscheidend für die Sicherheit bei widrigen Wetterbedingungen wie Regen, Schnee oder vereister Fahrbahn.
Die Recheneinheit kann zum Beispiel bei entsprechender Sensorik ausgeführt sein, die Bewegungspfade anzupassen. Primär ist der engste zulässige Kurvenradius des Spurwechsels aber von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs abhängig. Außerdem koordiniert die Recheneinheit alle Prozesse mit peripheren Elementen oder Vorrichtungen, wie der Sensoranordnung, der Aktuatoreinheit oder der Benachrichtigungseinheit.
Die Eingabeeinheit ist ein Teil des sogenannten „Human Machine Interface“ und erwartet Eingaben des Fahrzeugführers. Die Eingabeeinheit kann aus einem oder mehreren Bedienelementen bestehen. Dazu sind zwei Kategorien zu unterscheiden. Zum einen kann die Eingabeeinheit ein Bedienelement sein, das nicht zur Fahrzeugführung im Sinne von Lenken oder der Geschwindigkeitsanpassung dient. Zum Beispiel kann der Blinkerhebel diese Eingabeeinheit sein, wobei ein Einleiten des ermittelten Spurwechsels durch Betätigen des Blinkerhebels vom Fahrzeugführer durchgeführt wird. Dies kann beispielsweise Blinken selbst sein, oder eine gesonderte Funktion am Blinkerhebel. Es mögen auch andere Eingabeeinheiten vorgesehen sein, wie gesonderte Knöpfe, Schalter, oder eine Sprachsteuerung.
Zum anderen kann die Eingabeeinheit aber auch ein Bedienelement zur Fahrzeugführung wie das Lenkrad sein, wobei in diesem Fall das Einleiten des ermittelten Spurwechsels durch Bewegen des Lenkrads in die entsprechende Richtung durch den Fahrzeugführer erfolgen kann. Dann übernimmt der Spurwechselassistent den Überholvorgang, der ohne weiteres Zutun des Fahrzeugführers ausgeführt wird. Es mag erforderlich sein, dass bestimmte Bedingungen an diese Lenkradbewegung, zum Beispiel hinsichtlich der Auslenkung, gestellt werden. Es kann aber auch jede Lenkradauslenkung in die Richtung des ersten ermittelten Spurwechsels als Einleiten des Spurwechselvorgangs interpretiert werden, vor allem dann, wenn ein Spurhalteassistent zuvor aktiv ist und ein manuelles Lenken daher in der Regel nicht notwendig ist.
Hat der Fahrzeugführer ein entsprechendes Signal an die Eingabeeinheit übermittelt, gibt die Eingabeeinheit das Signal an die Recheneinheit weiter. Die Recheneinheit kann dann die geplanten Spurwechsel koordinieren.
Die Aktuatoreinheit führt über entsprechende Kraftwirkungen die Fahrzeugbewegungen. Möglichkeiten zur Trajektorienbeeinflussung können Erhöhen der Motorleistung, Bremsen oder Lenken sein. Aktuatoren können sich an einem oder mehreren der Steuerungsorgane zur Fahrzeugführung befinden.
Zusätzlich zu Lenkaktuatoren, die die Lenkwinkel der angelenkten Räder regeln, kann zum Beispiel am Motor ein entsprechendes Stellglied sein, das die Motorleistung einer Regelung folgend einstellt. Auch die Bremse kann über einen Aktuator verfügen, der über die Recheneinheit angesteuert ist. Dies mag beispielsweise beim Wiedereinscheren in die ursprüngliche Fahrspur von Bedeutung sein. Die Aktuatoreinheit ist üblicherweise mit entsprechender Bandbreite ausgestattet, um die dynamischen Manöver, wie sie von der Recheneinheit vorgegeben werden, auszuführen. Es mag weiterhin ein Sensor an den Aktuatoren zum Erfassen von Saturierungen angegeben sein, der der Recheneinheit rückmeldet, ob die Spurwechsel so ausgeführt werden können, wie von der Recheneinheit geplant. Dies mag vor allem die Beschleunigung in Hauptfahrtrichtung betreffen, wenn zum Beispiel ein schwerer Anhänger oder schwere Zuladung des Fahrzeugs eine kommandierte Beschleunigung auch bei maximaler Motorleistung unerreichbar werden lassen.
Gemäß dem Aspekt der Erfindung führt ein Fahrzeug einen Überholvorgang mit zwei automatischen Spurwechseln und auf nur eine Aktion des Fahrers zu Beginn des ersten Spurwechsels hin durch.
Es mag die vorteilhafte Wirkung der Erfindung sein, dass keine aufwändige Sensorik wie für autonome Fahrzeuge notwendig ist und trotzdem die Arbeitsbelastung für einen Fahrer reduziert wird.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist der Spurwechselassistent weiterhin eine Benachrichtigungseinheit auf, wobei die Benachrichtigungseinheit ausgeführt ist, dem Fahrzeugführer Informationen über die ermittelten Spurwechsel mitzuteilen.
Die Benachrichtigungseinheit ist im Fahrzeug verbaut und erteilt dem Fahrzeugführer eine Mitteilung. Dies kann durch ein akustisches Signal erfolgen. Beispielsweise erfolgt ein Ton oder eine Tonfolge, die eindeutig dem Spurwechselereignis zuordenbar ist. Dies kann auch durch visuelle Hinweise von Statten gehen. Beispielsweise werden dem Fahrzeugführer über ein Head-Up Display oder ein Head-Down Display die möglichen Spurwechsel angezeigt. Auch über haptische Signale können zum Beispiel an den Bedienelementen des Fahrzeugs Signale übermittelt werden. Zum Beispiel kann das Lenkrad automatisch eine kleine Bewegung in die Richtung des ersten Spurwechsels vorgeben oder das Lenkrad wird in Schwingungen versetzt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Spurwechselassistent ausgeführt, beide Spurwechsel vollständig autonom nach genau einer Bestätigung der durch die Benachrichtigungseinheit mitgeteilten Informationen durch den Fahrzeugführer vor Einleiten des ersten Spurwechsels hin durchzuführen.
Genau eine Bestätigung des Fahrzeugführers kann bedeuten, dass beide Spurwechsel, also der Spurwechsel auf eine Überholspur und der zweite Spurwechsel zurück auf die ursprüngliche Fahrspur aufgrund nur einer Bestätigung erfolgen. Diese Bestätigung findet üblicherweise vor dem Einleiten des ersten Spurwechsels und nach Anzeige der geplanten Spurwechsel durch die Benachrichtigungseinheit statt.
Die Eingaben können auf die Informationen der Benachrichtigungseinheit hin erfolgen. Dies kann im Wesentlichen zeitgleich oder beispielsweise kurze Zeit nach der Informationsübermittlung durch die Benachrichtigungseinheit erfolgen. Die Zeit zur möglichen Eingabe nach einer Benachrichtigung kann auf einen vordefinierten Grenzwert beschränkt sein, um einen rechtzeitigen Ablauf der Spurwechsel zu gewährleisten, wie sie in der Recheneinheit geplant sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Aktuatoreinheit ausgeführt, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs vor und während des ersten Spurwechsels zu erhöhen und während und nach dem zweiten Spurwechsel zu verringern.
Beispielsweise wird nach der Eingabe des Fahrzeugführers und mit Einleiten des ersten Spurwechsels die Motorleistung des Fahrzeugs erhöht, um die Geschwindigkeit während eines Überholvorgangs zu vergrößern. Dies kann beispielsweise auf Landstraßen, wo nur begrenzte Sicht herrscht oder mit Gegenverkehr zu rechnen ist, der Sicherheit dienlich sein. Bei Einschwenken auf die ursprüngliche Fahrbahn kann es zweckmäßig sein, die Geschwindigkeit wieder zu verringern, um Kollisionen zu weiteren Fahrzeugen zu verhindern. Es kann aber auch sein, dass die erhöhte Geschwindigkeit nur geringfügig oder gar nicht verringert wird, nämlich dann zum Beispiel, wenn die überholten Hindernisse eine deutlich langsamere als die erlaubte Geschwindigkeit aufweisen, und die momentanen Bedingungen auch das Fahren mit der erlaubten Geschwindigkeit zulassen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Spurwechselassistent ausgeführt, den zweiten Spurwechsel auf die ursprüngliche Fahrspur nicht durchzuführen, wenn die Sensoranordnung an die Recheneinheit Information über detektierte Hindernisse auf der ursprünglichen Fahrspur übergibt.
Wird beispielsweise ein Hindernis überholt und wird erst während dieses Überholvorgangs ein weiteres Hindernis erkannt, welches sich in so kurzem Abstand zum ersten Hindernis befindet, dass ein gefahrloses Einscheren auf die ursprüngliche Fahrbahn nicht möglich erscheint, kann die Recheneinheit den zweiten Spurwechsel zunächst verwerfen und zeitlich verschieben.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Spurwechselassistent ausgeführt, den zweiten Spurwechsel auf die ursprüngliche Fahrspur nicht durchzuführen, wenn die Sensoranordnung an die Recheneinheit Information über ein oder mehrere Fahrzeuge auf der zweiten Fahrspur übergibt, die sich langsamer bewegen als die Zielgeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs, zumindest falls sich diese Fahrzeuge innerhalb eines Mindestabstands zum eigenen Fahrzeug befinden.
Es kann auch vorgesehen sein, dass diese Information nur dann übergeben wird, wenn ein Mindestabstand zu dem einen oder mehreren Fahrzeugen auf der zweiten Fahrspur unterschritten ist.
Beispielsweise kann der Spurwechselassistent so ausgelegt werden, dass bei mehreren in gleiche Richtung führende Fahrspuren kein Rückwechsel auf die ursprüngliche Fahrspur erfolgt, wenn die Geschwindigkeit der vorausfahrenden Fahrzeuge auf der zweiten Spur langsamer als die eingestellte Zielgeschwindigkeit ist. So wird verhindert, dass das Fahrzeug zu häufig zurückwechselt und bei jedem neuen Hindernis auf der ursprünglichen Spur wieder eine Lücke in der zweiten Spur finden muss. Die Zielgeschwindigkeit des Fahrzeugs kann in einem Tempomat des Fahrerassistenzsystems eingestellt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Spurwechselassistent weiterhin eine Speichereinheit auf, wobei die Speichereinheit eine digitale Karte mit Informationen zu der Anzahl der Fahrspuren aufweist und ausgeführt ist, diese Informationen der Recheneinheit zu übergeben und wobei der Spurwechselassistent ausgeführt ist, die Spurwechsel nur zu ermitteln, wenn in der digitalen Karte mindestens zwei Fahrspuren gespeichert sind.
Beispielsweise werden die beiden Spurwechsel nicht ermittelt, sofern die digitale Karte Informationen an die Recheneinheit übermittelt, dass beispielsweise nur eine Fahrspur vorhanden ist, wodurch ein Spurwechsel ausgeschlossen ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Spurwechselassistent ausgeführt, die Spurwechsel nur zu ermitteln, wenn die zweite Fahrspur eine Fahrspur für die momentane Hauptfahrtrichtung des Fahrzeugs auf der ursprünglichen Fahrspur ist.
In dieser Ausführungsform werden die Spurwechsel nur dann ermittelt, wenn auch die zwei vorhandenen Fahrspuren für die gleiche Fahrtrichtung gedacht sind. Dies ist zum Beispiel auf Autobahnen oder auf Schnellstraßen mit baulich getrennten Fahrbahnen der Fall.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Spurwechselassistent ausgeführt, die Spurwechsel nur zu ermitteln, wenn die zweite Fahrspur die schnellere Fahrspur ist.
Herrscht in einem Land Rechtsverkehr vor, so ist üblicherweise eine linke Fahrspur die schnellere, das heißt die Überholspur. Überholen auf einer rechten Fahrspur ist häufig gesetzlich verboten. Demnach werden in dieser Ausführungsform die Spurwechsel nur dann ermittelt, wenn ein Überholen auf einer linken Spur möglich ist. So können beispielsweise Gefahrensituationen oder Gesetzesverstöße durch Überholen auf einer rechten Fahrspur vermieden werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Spurwechselassistent ausgeführt, die Spurwechsel nur zu ermitteln, wenn die Recheneinheit ausreichend Raum für das Fahrzeug auf der zweiten Fahrspur ermittelt.
Ist beispielsweise die zweite Fahrspur verengt und das Fahrzeug breiter, als es für ein gefahrloses Wechseln auf diese Spur erforderlich ist, kann die Recheneinheit die ermittelten Spurwechseln verwerfen oder überhaupt nicht durchführen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Spurwechselassistent ausgeführt, die Spurwechsel nur dann durchzuführen, wenn die zum Ausführen des Pfades ermittelte Zeit eine vordefinierte Zeitdauer unterschreitet.
Eine begrenzte Zeitdauer des Überholvorgangs mag je nach Umgebung oder Verkehrssituation wichtig sein. Befindet sich beispielsweise das Fahrzeug auf einer Landstraße, so ist mit Gegenverkehr zu rechnen und ein schneller Überholvorgang trägt zur sicheren Ausführung bei. Die vordefinierte Zeitdauer kann statisch implementiert sein, das heißt unveränderlich in der Recheneinheit oder Speichereinheit gespeichert sein, oder aber dynamisch sein, beispielsweise an die Informationen aus der digitalen Karte angepasst sein. Auch die Berechnung der Zeitdauer bis zur Vollendung der beiden Spurwechsel kann sich beispielsweise an die Situation anpassen, wenn zum Beispiel die Kombination eines Motordrehmomentsensors oder eines ähnlichen Sensors mit einem Beschleunigungssensor eine überdurchschnittliche hohe Fahrzeuggesamtmasse ergibt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Fahrzeug mit einem Spurwechselassistenten wie beschrieben angegeben.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren für ein Fahrzeug zum Ausführen eines ersten Spurwechsels und eines darauffolgenden zweiten Spurwechsels auf die ursprüngliche Fahrspur des Fahrzeugs angegeben, wobei eine Sensoranordnung Informationen zu Fahrspuren und anderen Verkehrsteilnehmern ermittelt, und wobei eine Recheneinheit Bewegungspfade für den ersten Spurwechsel und den darauffolgenden zweiten Spurwechsel auf die ursprüngliche Fahrspur ermittelt, und wobei ein Fahrzeugführer eine Eingabe an der Eingabeeinheit vornimmt, und wobei eine Aktuatoreinheit von der Recheneinheit ermittelte und durch den Fahrzeugführer bestätigte Spurwechsel auf ein Signal der Recheneinheit hin durch Lenkbewegungen des Fahrzeugs ausführt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Programmelement angegeben, das, wenn es auf einer Recheneinheit eines Spurwechselassistenten ausgeführt wird, den Spurwechselassistenten veranlasst, das oben beschriebene Verfahren auszuführen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein computerlesbares Medium angegeben, auf dem ein Programmelement, wie oben beschrieben, gespeichert ist.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit entsprechenden Vorrichtungen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
3 zeigt eine schematische Darstellung der Spurwechsel gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die Darstellung in den Figuren ist schematisch und nicht maßstabsgetreu. Werden in den verschiedenen Figuren die gleichen Bezugszeichen verwendet, so bezeichnen diese gleiche oder ähnliche Elemente.
1 zeigt ein Verfahren für ein Fahrzeug 1 zum Ausführen eines ersten Spurwechsels 21 und eines darauffolgenden zweiten Spurwechsels 22 auf die ursprüngliche Fahrspur des Fahrzeugs 1. Dieses Verfahren weist die Schritte auf:

– Ermitteln S1 von Informationen zu Fahrspuren 50a, 50b und anderen Verkehrsteilnehmern durch eine Sensoranordnung 11,
– Ermitteln S2 von Bewegungspfaden für den ersten Spurwechsel 21 und den darauffolgenden zweiten Spurwechsel 22 auf die ursprüngliche Fahrspur 50a durch eine Recheneinheit 12,
– Vornehmen S3 einer Eingabe an einer Eingabeeinheit (14) durch den Fahrzeugführer, und
– Ausführen S4 der von der Recheneinheit 12 ermittelten und durch den Fahrzeugführer eingeleiteten Spurwechsel 21, 22 auf ein Signal der Recheneinheit 12 hin durch die Aktuatoreinheit 15 durch Lenkbewegungen des Fahrzeugs 1.

2 zeigt ein Fahrzeug 1 mit einem Spurwechselassistent, aufweisend eine Sensoranordnung 11, einer Recheneinheit 12, einer Benachrichtigungseinheit 13, einer Eingabeeinheit 14, und einer Aktuatoreinheit 15.
3 zeigt ein mögliches Ausführungsbeispiel zur Durchführung der Spurwechsel mit einem Fahrzeug 1. Dazu seien zwei Fahrspuren gegeben, die rechte Fahrspur 50a und die linke Fahrspur 50b. Das Fahrzeug möge sich in diesem Beispiel zunächst auf der rechten Fahrspur 50a befinden, als das Hindernis 30 von der Sensoranordnung 11 detektiert wird. Die rechte Fahrspur 50a ist also die ursprüngliche Fahrspur. In diesem Beispiel sei die linke Fahrspur 50b eine zweite Fahrspur in gleicher Richtung zur ersten Fahrspur 50a. Das Beispiel gelte für Länder, in denen Rechtsverkehr herrscht. Demnach ist die erste Fahrspur 50a die nominal langsamere, und die zweite Fahrspur 50b die nominale Überholspur. Da die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 größer ist als die Geschwindigkeit des Hindernis 30, und die Sensoranordnung 11 des Fahrzeugs 1 dieses auch so detektiert, ermittelt die Recheneinheit 12 ein mögliches Überholmanöver, welches aus zwei Spurwechsel 21, 22 besteht. Da diejenigen Sensoren der Sensoranordnung 11, die zur Seite und leicht schräg nach hinten gerichtet sind, keine weiteren Hindernisse auf der zweiten Fahrspur 50b erkennen, wird diese als frei betrachtet. Die Recheneinheit 12 ermittelt daher zwei Spurwechsel 21, 22, wobei der zweite Spurwechsel 22 zurück auf die rechte Fahrspur 50a gerichtet ist, und sendet ein Signal zur Benachrichtigung an die Benachrichtigungseinheit 13. Die Benachrichtigungseinheit 13 teilt dem Fahrzeugführer die möglichen Spurwechsel 21, 22 mit. Daraufhin kann der Fahrzeugführer selbst entscheiden, eventuell nach Prüfung der Verkehrssituation, ob er den vorgeschlagenen Spurwechseln 21, 22 zustimmt. Stimmt der Fahrzeugführer den vorgeschlagenen Spurwechseln 21, 22 zu, so teilt er das dem Fahrzeug 1 über die Eingabeeinheit 14 mit. Ein Signal mit der Information zur Bejahung der möglichen Spurwechsel wird an die Recheneinheit 12 von der Eingabeeinheit 14 übermittelt. Die Recheneinheit 12 kann dann an die Aktuatoreinheit 15 zur Durchführung der Spurwechsel 21, 22 passende Signale weiterleiten. Es kann möglich sein, dass die Recheneinheit 12 und die Aktuatoreinheit 15 zusammen mit der Sensoranordnung 11 während der Durchführung der Spurwechsel 21, 22 weiterhin interagieren, da es sich grundsätzlich um eine regelungstechnische Aufgabe handelt, die Spurwechsel 21, 22 auch wie geplant durchzuführen. Dies mag einige Korrekturen durch die Aktuatoreinheit 15 erfordern, da alle Störgrößen von Anfang an unmöglich vollständig zu erfassen sind. Beispiele für Störgrößen können Böen von der Seite, Fahrbahnwellen, Fahrbahnunebenheiten, Asymmetrie der Radaufhängungen oder auch Kurven der Straße sein, denen die Aktuatoren an der Fahrzeuglenkung entgegnen können.
Nach positiver Bestätigung wird nun der erste Spurwechsel 21 durch Lenken vom Fahrzeug 1, insbesondere der Aktuatoreinheit 15 eingeleitet. Die positive Bestätigung des Fahrzeugführers möge in diesem Beispiel durch Betätigen des Blinkerhebels, also nach links blinken, erfolgen. Der Spurwechsel 21 kann sich beispielsweise aus zwei gegenläufigen Kreisbögen und jeweils einer transienten Phase zu Beginn und zum Ende des Spurwechsels 21 und in der Umkehrung des Lenksinns von „links lenken“ nach „rechts lenken“ zusammensetzen. Das Fahrzeug 1 befinde sich nun auf der zweiten Fahrbahn 50b und beschleunigt ab dem ersten Spurwechsel 21. Die Sensoranordnung erkennt das Passieren des Hindernis 30 und meldet dies an die Recheneinheit 12. Die Recheneinheit 12 listet weiterhin den zweiten Spurwechsel 22‘ als noch durchzuführende Aufgabe, die auszuführen ist, sobald das Hindernis 30 in ausreichendem Abstand überholt ist. In diesem Beispiel jedoch möge die Sensoranordnung 11 nach Passieren des Hindernis 30 ein weiteres Hindernis 31 erkennen und gleichzeitig den Abstand zwischen dem Hindernis 30 und dem Hindernis 31 erfassen, und dies an die Recheneinheit 12 übermitteln. Es sei in diesem Beispiel gegeben, dass der Abstand zwischen den beiden Hindernissen 30, 31 von der Recheneinheit als zu kurz eingeschätzt wird, um einen gefahrlosen zweiten Spurwechsel 22‘ hinter dem ersten Hindernis 30 durchzuführen. Der Spurwechsel 22‘ wird also von der Recheneinheit verworfen, und ein zweiter Spurwechsel 22 hinter dem zweiten Hindernis 31 wird von der Recheneinheit 12 vorgesehen. Dies kann auch über die Benachrichtigungseinheit 13 dem Fahrzeugführer mitgeteilt werden. Das Fahrzeug 1 bleibt also weiterhin auf der zweiten Fahrspur 50b, bis die Sensoranordnung 11 das Überholen des Hindernis 31 mit ausreichendem Abstand an die Recheneinheit 12 übermittelt. Ist dieses Ereignis eingetreten, übermittelt die Recheneinheit 12 ein Kommando zum Spurwechsel an die Aktuatoreinheit 15, wobei dieser Spurwechsel 22 zurück auf die ursprüngliche Fahrspur 50a des Fahrzeugs 1 gerichtet ist. Das Fahrzeug 1 führt somit automatisch den zweiten Spurwechsel 22 durch und befindet sich wieder auf der ursprünglichen Fahrspur 50a.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
11: Sensoranordnung
12: Recheneinheit
13: Benachrichtigungseinheit
14: Eingabeeinheit
15: Aktuatoreinheit
21: erster Spurwechsel
22: zweiter Spurwechsel
22‘: zweiter Spurwechsel
50a: ursprüngliche Fahrspur
50b: zweite Fahrspur
30: Hindernis
31: Hindernis
S1: Ermitteln
S2: Ermitteln
S3: Vornehmen
S4: Ausführen

Claims

Spurwechselassistent für ein Fahrzeug (1), aufweisend: eine Sensoranordnung (11), wobei die Sensoranordnung (11) ausgeführt ist, Informationen zu Fahrspuren (50a, 50b) und anderen Verkehrsteilnehmern zu ermitteln, eine Recheneinheit (12), wobei die Recheneinheit (12) ausgeführt ist, Bewegungspfade für einen ersten Spurwechsel (21) und einen darauffolgenden zweiten Spurwechsel (22) auf die ursprüngliche Fahrspur (50a) zu ermitteln, eine Eingabeeinheit (14), wobei die Eingabeeinheit (14) ausgeführt ist, eine Eingabe des Fahrzeugführers zu erfassen und an die Recheneinheit (12) zu übermitteln, und eine Aktuatoreinheit (15), wobei die Aktuatoreinheit (15) ausgeführt ist, die von der Recheneinheit (12) ermittelten und durch den Fahrzeugführer eingeleiteten Spurwechsel (21, 22) auf ein Signal der Recheneinheit (12) hin auszuführen.
Spurwechselassistent nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend: eine Benachrichtigungseinheit (13), wobei die Benachrichtigungseinheit (13) ausgeführt ist, dem Fahrzeugführer Informationen über die ermittelten Spurwechsel (21, 22) mitzuteilen.
Spurwechselassistent nach Anspruch 2, wobei der Spurwechselassistent ausgeführt ist, beide Spurwechsel (21, 22) auf genau eine Bestätigung der durch die Benachrichtigungseinheit (13) mitgeteilten Informationen durch den Fahrzeugführer vor Einleiten des ersten Spurwechsels (21) hin durchzuführen.
Spurwechselassistent nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Aktuatoreinheit (15) weiter ausgeführt ist, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs (1) vor und während des ersten Spurwechsels (21) zu erhöhen und während und nach dem zweiten Spurwechsel (22) zu verringern.
Spurwechselassistent nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Spurwechselassistent ausgeführt ist, den zweiten Spurwechsel (22‘) auf die ursprüngliche Fahrspur nicht durchzuführen, wenn die Sensoranordnung (11) an die Recheneinheit (12) Information über detektierte Hindernisse (31) auf der ursprünglichen Fahrspur (50a) übergibt.
Spurwechselassistent nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Spurwechselassistent ausgeführt ist, den zweiten Spurwechsel (22‘) auf die ursprüngliche Fahrspur nicht durchzuführen, wenn die Sensoranordnung (11) an die Recheneinheit (12) Information über ein oder mehrere Fahrzeuge auf der zweiten Fahrspur übergibt, welche Fahrzeuge sich langsamer bewegen als die Zielgeschwindigkeit des Fahrzeugs (1).
Spurwechselassistent nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend: eine Speichereinheit (15), wobei die Speichereinheit eine digitale Karte mit Informationen zu der Anzahl der Fahrspuren (50a, 50b) aufweist und ausgeführt ist, diese Informationen der Recheneinheit (12) zu übergeben, und wobei der Spurwechselassistent ausgeführt ist, die Bewegungspfade für die Spurwechsel (21, 22) nur zu ermitteln, wenn in der digitalen Karte mindestens zwei Fahrspuren (50a, 50b) gespeichert sind.
Spurwechselassistent nach Anspruch 7, wobei der Spurwechselassistent ausgeführt ist, die Bewegungspfade für die Spurwechsel (21, 22) nur zu ermitteln, wenn die zweite Fahrspur (50b) eine Fahrspur für die momentane Hauptfahrtrichtung des Fahrzeugs (1) auf der ursprünglichen Fahrspur (50a) ist.
Spurwechselassistent nach Anspruch 8, wobei der Spurwechselassistent ausgeführt ist, die Bewegungspfade für die Spurwechsel (21, 22) nur zu ermitteln, wenn die zweite Fahrspur (50b) die schnellere Fahrspur ist.
Spurwechselassistent nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei der Spurwechselassistent ausgeführt ist, die Bewegungspfade für die Spurwechsel (21, 22) nur zu ermitteln, wenn die Recheneinheit (12) ausreichend Raum für das Fahrzeug (1) auf der zweiten Fahrspur (50b) ermittelt.
Spurwechselassistent nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Spurwechselassistent ausgeführt ist, die Spurwechsel nur dann durchzuführen, wenn die zum Ausführen der Bewegungspfade ermittelte Zeit eine vordefinierte Zeitdauer unterschreitet.
Fahrzeug (1) mit einem Spurwechselassistent nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verfahren für ein Fahrzeug (1) zum Ausführen eines ersten Spurwechsels (21) und eines darauffolgenden zweiten Spurwechsels (22) auf die ursprüngliche Fahrspur (50a) des Fahrzeugs (1), wobei eine Sensoranordnung (11) Informationen zu Fahrspuren (50a, 50b) und anderen Verkehrsteilnehmern ermittelt (S1), wobei eine Recheneinheit (12) Bewegungspfade für den ersten Spurwechsel (21) und den darauffolgenden zweiten Spurwechsel (22) auf die ursprüngliche Fahrspur (50a) ermittelt (S2), wobei der Fahrzeugführer eine Eingabe an der Eingabeeinheit (14) vornimmt (S3), und wobei eine Aktuatoreinheit (15) von der Recheneinheit (12) ermittelte und durch den Fahrzeugführer eingeleitete Spurwechsel (21, 22) auf ein Signal der Recheneinheit (12) hin durch Lenkbewegungen des Fahrzeugs (1) ausführt (S4).
Programmelement, das, wenn es auf einer Recheneinheit (12) eines Spurwechselassistenten ausgeführt wird, den Spurwechselassistenten veranlasst, das Verfahren nach Anspruch 13 auszuführen.
Computerlesbares Medium, auf dem ein Programmelement nach Anspruch 14 gespeichert ist.