WO2014029598A1 - Spurwahlassistent zur optimierung des verkehrsflusses (verkehrsflussassistent) - Google Patents

Description

Beschreibung Titel

Spurwahlassistent zur Optimierung des Verkehrsflusses (Verkehrsflussassistent) Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren für einen

Verkehrsflussassistenten für ein Fahrzeug, aufweisend eine Umfeldsensorik, die verkehrsrelevante Objekte auf einer Fahrspur erkennt, auf der das Fahrzeug fährt und auf wenigstens einer weiteren Nachbarspur, wobei mittels der

Umfeldsensorik Lücken im Verkehr erkannt werden und fahrdynamische

Parameter der Objekte zu bestimmt werden und hieraus zukünftige Lücken im Verkehrsgeschehen prädiziert werden können. Für diese erkannten Lücken und prädizierten Lücken wird eine Möglichkeiten zum Spurwechsel ermittelt und von dieser und dem aktuellen und/oder prädiziertem Vorhandensein von zum

Spurwechsel geeigneten Lücken im Verkehr und dem fahrdynamischen Zustand des Fahrzeugs, wird ein Signal zur Spurwahl erzeugt, das von den Möglichkeiten zum Spurwechsel und einer Optimierungsstrategie abhängig ist.

Vielen Fahrern von Fahrzeugen fällt es schwer, auf mehrspurigen Fahrbahnen einen günstigen Zeitpunkt für einen Spurwechsel zu wählen. Insbesondere der Wechsel von der rechten Spur in den schnelleren Verkehr der linken Spur wird dabei als gefährlich eingeschätzt, da es ungeübten Fahrern oft schwerfällt, Relativgeschwindigkeiten zu anderen Fahrzeugen einzuschätzen, d.h.

vorherzusehen, wie schnell sich ein anderes Fahrzeug nähert. Dies gelingt einem Menschen in der Regel nur, indem er beobachtet, wie schnell ein anderes Fahrzeug„größer" wird. Für rückwärtige Fahrzeuge bedeutet dies jedoch einen längeren Blick in den Spiegel, der vom Fahrgeschehen vor dem eigenen

Fahrzeug ablenken kann. Sensoren wie z.B. Radar- oder Videosysteme sind jedoch in der Lage, neben der Entfernung auch die Relativgeschwindigkeit eines Objekts schnell und präzise zu vermessen.

Systeme, die einen einfachen Spurwechselassistenten betreffen, sind bereits bekannt und betreffen ein Warnsystem, das im Falle einer erkannten

Gefahrensituation warnt. Insbesondere warnen diese, wenn der Fahrer ein Fahrmanöver beabsichtigt, das eine gefährliche Fahrsituation erzeugt.

Die DE 43 13 568 Cl zeigt ein System zur Vermessung und Bestimmung von Lücken, die einen Fahrspurwechsel ermöglichen. Dabei zieht es auch

Fahrgeschwindigkeitsänderungen des eigenen Fahrzeugs in Betracht, um diese Lücken zu erreichen. Das Verfahren wird jedoch nur dann eingeleitet, wenn der Fahrer manuell einen Fahrtrichtungswechselanzeigehebel (Blinker) betätigt. Zusätzlich kann, wenn die Vorraumüberwachung ein langsameres Objekt vor dem Fahrzeug feststellt, eine Aufforderung zur Betätigung dieses

Fahrtrichtungswechselanzeigehebels erfolgen.

Auch die DE 10 2007 007 507 AI zeigt einen„Lückenmelder", der bestimmt, wann auf der Nachbarspur eine Lücke frei ist, um dies dem Fahrer mitzuteilen. Ggf. werden diesem auch Fahranweisungen (bremsen, beschleunigen, warten bis zum nächsten Fahrzeug) gegeben. Dazu werden die Geschwindigkeiten und Beschleunigungs-, bzw. Verzögerungsmöglichkeiten berücksichtigt. Es werden jedoch nicht die Beschleunigungen der fremden Fahrzeuge ermittelt, sondern lediglich eine Historie des eigenen Beschleunigungsverhaltens herangezogen, um Hinweise auf das Beschleunigungsvermögen zu erhalten. Fahrhinweise sollen mittels einer Dialogeinrichtung nur dann ausgegeben werden, wenn das Verhalten des Fahrers auf einen solchen Spurwechselwunsch hindeutet.

Nicht bekannt ist jedoch ein System, das autonom Spurwechselempfehlungen ausgibt, die nicht zwangsläufig in Zusammenhang mit einem Fahrerwunsch stehen. Offenbarung der Erfindung

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung und ein Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche, zur Ausgabe eines Signals, das eine

Spurwahlempfehlung repräsentiert, gelöst.

Der Kern der Erfindung betrifft einen Verkehrsflussassistenten für ein Fahrzeug, der eine Umfeldsensorik beinhaltet, die verkehrsrelevante Objekte auf einer Fahrspur erkennt, auf der das Fahrzeug fährt.

Unter dem Begriff„verkehrsrelevante Objekte" sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung andere Verkehrsteilnehmer zu verstehen (insbesondere

Kraftfahrzeuge, gegebenenfalls auch unbewegliche Objekte), die Einfluss auf das Fahr- bzw. Verkehrsverhalten des eigenen Fahrzeugs haben werden oder bereits haben, da der Fahrer des eigenen Fahrzeugs hierauf reagiert oder zukünftig reagieren muß.

Vorteilhafterweise wird diese Erkennung von verkehrsrelevanten Objekten auch für wenigstens eine Nachbarfahrspur durchgeführt, da die Kenntnis der momentanen Verkehrssituation auf der Nachbarfahrspur für einen

Spurwechselassistenten notwendig ist. Vorteilhafterweise kann die

Umfeldsensorik so ausgelegt sein, dass sie alle relevanten Fahrspuren, die durch das Fahrzeug befahren werden können, erfassen kann und eventuell vorhandene Objekte erkennt. Dies sind in der Regel alle Fahrspuren mit gleicher

Fahrtrichtung, wie die Fahrspur, in die das eigene Fahrzeug fährt.

Vorteilhafterweise kann die Umfeldsensorik so ausgelegt sein, dass der Verkehr auf den Spuren nach vorne (im Voraus), oder nach hinten, also der rückwärtige Verkehr, erfasst werden kann. Besonders vorteilhaft ist es, wenn beide

Richtungen erfasst werden, um ein vollständiges Bild der umgebenden verkehrsrelevanten Objekte zu erhalten (z.B. Hindernisse voraus und sich nähernde Fahrzeuge von hinten). Dies kann vorteilhafterweise durch

verschiedene Arten von Umfeldsensoriken durchgeführt werden, beispielsweise mittels einer Radarsystem das den Verkehr in Form der verkehrsrelevanten Objekte vor dem eigenen Fahrzeug erfasst und einer Rückfahrkamera, die den rückwärtigen Verkehr erfasst. Entsprechend einer Weiterbildung der Erfindung können auch die Seitenbereiche des eigenen Fahrzeugs auf der

Nachbarfahrspur erfasst werden und Objekte auf der Naschbarfahrspur, die sich auf„gleicher Höhe" bewegen also in etwa die gleiche Longitudinalposition haben, erfasst werden.

In der Regel dürfte eine solche Umfeldsensorik Sensoren im eigenen Fahrzeug umfassen, die die Umgebungssituation wahrnehmen und unabhängig von fahrzeugexternen Stellen verwenden und auswerten können. Primär dürften hier als Sensoren videobasierte Systeme (Kameras), aber auch Radarsysteme, Ultraschallsysteme oder Lidarsysteme zum Einsatz kommen.

Es ist jedoch auch denkbar, dass die Umfeldsensorik unter Zuhilfenahme fahrzeugexterner Sensoren, und/oder externer Informationsquellen, die gewünschten Parameter der verkehrsrelevanten Objekte ermittelt, indem die externe Sensorik und die externen Informationsquellen nicht im eigenen

Fahrzeug angeordnet sind, jedoch deren Signal in der Regel über

Datenverbindungen von externen Stellen oder Fahrzeugen zum Fahrzeug übertragen werden, insbesondere unter Verwendung von Car-To-Car- Kommunikation (C2C, oder C2X). So können der Aufenthaltsort und die fahrdynamischen Parameter anderer verkehrsrelevanter Objekte von diesen selbst ermittelt werden und an das eigene Fahrzeug kommuniziert werden.

Üblicherweise ermittelt die Umfeldsensorik die Position der verkehrsrelevanten Objekte auf den verschiedenen Fahrspuren, wodurch es möglich ist, Lücken im Verkehrsfluss zu erkennen. Eine Lücke existiert dann, wenn der Abstand zwischen zwei verkehrsrelevanten Objekten so groß ist, dass das eigene

Fahrzeug dazwischen, gegebenenfalls unter Berücksichtigung eines

Sicherheitsabstandes, Platz hat. Eine Lücke im Verkehr bedeutet wortgemäß das gleiche, da Verkehr hier die zielgerichtete Bewegung der verkehrsrelevanten Objekte, den Verkehrsteilnehmern, bedeutet. Weiterhin ist die Umfeldsensorik in der Lage, fahrdynamische Parameter der Objekte zu bestimmen, zu denen insbesondere die absoluten Geschwindigkeiten, die Relativgeschweindigkeit zum eigenen Fahrzeug, Beschleunigungen,

Entfernungen der Objekte zum Fahrzeug und die zwischen diesen Objekten gehören können. Weiterhin ist es möglich, dass die Umfeldsensorik auch eine Objekterkennung durchführen kann, die beispielsweise eine Klassifizierung des Verkehrsteilnehmers oder die Art des Verkehrsteilnehmers festlegt. Aus diesen Parametern kann, wenn diese für ausreichend viele Objekte vorliegen, unter Verwendung bestimmter Modellannahmen und unter Zuhilfenahme der

Eigenschaften der Objektklassen, bestimmt werden, welche Lücken im Verkehr sich zukünftig entstehen werden, sich vergrößern werden oder welche Lücken sich verkleinern werden und evtl. ganz verschwinden. Dabei kann beispielsweise ein mathematisches Modell unter Zuhilfenahme von Wahrscheinlichkeiten verwendet werden.

Auf Basis dieser fahrdynamischen Parameter der Objekte können Lücken im Verkehr prädiziert werden. Mittels dieser Prädiktion, gegebenenfalls alternativ oder zusätzlich unter Berücksichtigung der aktuell vorhandenen Lücken können zusammen mit dem fahrdynamischen Zustand des eigenen Fahrzeugs eine gewisse Anzahl an Möglichkeiten zum Spurwechsel des eigenen Fahrzeugs ermittelt werden. Hierbei ist auch die Möglichkeit der Beibehaltung der eigenen Spur berücksichtigt.

Auf Basis dieser ermittelten Möglichkeiten zum Spurwechsel wird dem Fahrer ein Signal ausgegeben, das dem Fahrer eine Fahrspur empfiehlt, und eine eventuell hierfür notwendige Spurwahl bestimmt, wobei dieser Spurwahlvorschlag auf Basis einer Optimierungsstrategie erzeugt wird.

Dieses Signal, das eine Spurwahl angibt, kann eine Empfehlung für einen einmaligen oder einzigen Spurwechsel umfassen, oder auch eine Vielzahl von Spurwechseln, die in sequentieller Abfolge ein„Hindurchschlängeln" durch den Verkehr ermöglichen. Diese Pluralität an Spurwahlempfehlungen kann auch als sogenannte geplante Solltrajektorie oder Sollfahrschlauch bezeichnet werden, wobei diese Information gegebenenfalls anderen Fahrerassistenzsystemen (wie einem Spurhaltesystem) ebenfalls zugeführt wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des jeweiligen unabhängigen Anspruchs haben den Vorteil, den Verkehrsfluss zu optimieren. Dies kann einer kürzeren Fahrzeit, also einem schnelleren Vorwärtskommen, niedrigeren Kraftstoffverbrauch, oder einer erhöhten Fahrsicherheit dienen.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Erfindung vorgesehen.

Zur Bestimmung der Möglichkeiten zum Spurwechsel können, zusätzlich zu den fahrdynamischen Parametern, auch als Zustände bezeichnet), die

fahrdynamischen Fähigkeiten des eigenen Fahrzeugs und/oder der

verkehrsrelevanten Objekte herangezogen werden. So kann aus der

Kalssifikation des Typs des Objekts berücksichtigt werden, welche

Ausweichmöglichkeiten bzw. Beschleunigungen oder

Verzögerungsmöglichkeiten das eigene bzw. ein anders Fahrzeug hat, da dies Auswirkungen auf die Lückenbildung haben kann. So ist das

Beschleunigungsvermögen eines LKWs als eher gering anzunehmen, das eines Sportwagens eher hoch und das Ausweichverhalten eines Fahrzeugs weniger flexibel, als das eines Zweirades, das schneller Richtungswechsel und

Querbeschleunigungen durchführen kann. Hierzu kann eine bereits erwähnte Objekterkennung dienen, die z.B. den Fahrzeugtyp ermittelt und aus einer Datenbank die technischen Parameter, insbesondere die Fähigkeiten des jeweiligen Fahrzeugs ermittelt. Ein geeignetes Modell zur prädiktiven

Lückenbestimmung berücksichtigt diese Fähigkeiten, beispielsweise indem es abschätzt, wie hoch die Wahrscheinlich ist, dass ein verkehrsrelevantes Objekt diese, dem Objekt zugeschriebenen Fähigkeiten ausnutzt und gegenbenenfalls in welchem Grade dieses ausgenutzt wird und somit auf das Entstehen von Lücken Einfluss hat. So kann beispielsweise davon ausgegangen werden, dass ein sportlich bewegtes Fahrzeug, das aufgrund seiner Längsbeschleunigung erkannt werden kann, eine bestehende Lücke nutzt, wohingegen ein träges Fahrzeug dies eher nicht tut. Dies kann über einen Zwischenschritt der Prädiktion der fahrdynamischen Parameter dieser Objekte durchgeführt werden, indem bei Kenntnis der fahrdynamischen Fähigkeiten eines Objekts die zukünftigen möglichen fahrdynamischen Parameter dieses Objekts abgeschätzt und auf Basis dieser Abschätzung wiederum die Vielfalt an möglichen Lücken prädiziert wird.

Im folgenden werden nun verschiedene Strategien beschrieben, wie die erfindungsgemäße Optimierungsstrategie ausgeführt sein kann und aus der der Fahrer die momentan für ihn geeignete auswählen kann.

Eine Optimierungsstrategie kann sein, ein möglichst schnelleren

Vorwärtskommen im Verkehr zu ermöglichen, so dass versucht wird, durch eine möglichst geschickte Lückenausnützung eine höhere

Durchschnittsgeschwindigkeit zu erreichen und somit die Fahrzeit zu reduzieren.

Eine weitere Möglichkeit für eine Optimierungsstrategie für den

Verkehrsflussassistenten besteht darin, die Anzahl der Spurwechsel zu reduzieren, so dass Querbeschleunigungen der Insassen möglichst vemieden werden oder zumindest möglichst gering gehalten werden, was die Fahrgäste als eine Erhöhung des Fahrkomforts und der Sicherheit wahrnehmen, da

Spurwechsel immer auch ein Sicherheitsrisiko bergen.

Eine weitere, mögliche Optimierungsstrategie besteht darin, dass möglichst große Sicherheitsabstände vor dem eigenen Fahrzeug zu den vorausfahrenden Objekten eingehalten und eingeregelt werden, was der Erhöhung der

Fahrsicherheit dient. Sind mehrere Sicherheitsabstände zu verschiedenen Objekten relevant, so kann abhängig von einem Gefährdungspotential ein größerer Abstand zu dem Objekt gewählt werden, das durch sein Fahrverhalten eine potenziell höhere Gefährdung für das eigene Fahrzeug erzeugt.

Weiterhin ist es möglich, die Optimierungsstrategie dahingehend auszulegen, dass ein möglichst geringer Energie- und Kraftstoffverbrauch verursacht wird. Dies reduziert die Betriebskosten des betreffenden Fahrzeugs und fördert den Umweltschutz sowie die Lebensdauer mancher technischer Komponenten des Fahrzeugs.

Weiterhin kann die Optimierungsstrategie in vorteilhafter Weise so ausgelegt sein, dass eine möglichst gering Beschleunigung oder eine möglichst gleichmäßige Beschleunigung oder eine über der zeit möglichst gleichverteilte Beschleunigung verursacht wird. Dies wird durch die Insassen als ein besonders fahrgastfreundliches Fahren wahrgenommen und dient einem komfortablen Fahrerlebnis. Es ist weiterhin auch möglich, die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Fahrzeug und den anderen, erkannten verkehrsrelevanten Objekten so zu wählen, dass die Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen diesen möglichst gering wird, was den Insassen ebenfalls ein komfortables Fahrgefühl vermittelt, da Annäherungen an andere Fahrzeuge vermieden werden und das eigene Fahren als ein Mitschwimmen im Verkehrsfluss wahrgenommen wird.

Weitherin ist es vorteilhaft, wenn die Optimierungsstrategie so gewählt ist, dass eine möglichst geringe Gefährdung entsteht bzw. ein durch das System ermitteltes Gefährdungspotential, minimiert wird. So können mögliche und sinnvolle Spurwahlempfehlungen unterdrückt werden, durch die andere

Verkehrsteilnehmer gefährdet werden könnten oder die die Verkehrsteilnehmer zu einer gefährlichen Reaktion veranlassen könnten. Zur Umsetzung dieser Strategie ist es möglich, eine Wahrscheinlichkeit zu ermitteln, die eine solche Reaktion eines anderen Verkehrsteilnehmers beschreibt und abhängig von einem Schwellwert dann eine Spurwahlempfehlung unterdrückt.

Vorteilhafter Weise kann die Optimierungsstrategie eine frühzeitige

Signalwirkung auf andere Objekte ausüben, indem in Fällen, in denen mehrere Möglichkeiten zur Spurwahlempfehlung vorliegen, diejenige ausgewählt wird, die andere Verkehrsteilnehmer frühzeitig informiert und auf dieses Manöver vorbereitet, welchen Weg das eigene Fahrzeug nehmen wird. So kann beispielsweise ein Spurwechsel so früh wie möglich vorgenommen werden, oder stattdessen erst zu einem späteren Zeitpunkt, nach einer angemessenen Blinkphase, umgesetzt werden. Die Auswahl einer oder gegebenenfalls mehrerer dieser Strategien kann auf unterschiedliche Arten erfolgen. Beispielsweise kann diese Auswahl durch eine manuelle Eingabe seitens des Fahrers erfolgen, d.h. der Fahrer wählt direkt die gewünschte Strategie oder die gewünschten Strategien mit den entsprechenden Priorisierungen der Strategienaus. Weiterhin ist es alternativ möglich, dass dem Fahrer eine passende Strategie vorgeschlagen wird oder mehrere Strategien mit den entsprechenden Priorisierungen vorgeschlagen werden, indem das frühere Fahrverhalten ausgewertet wird, beispielsweise ob häufig zwischen

Beschleunigung und Verzögerung gewechselt wurde, ob stark beschleunigt wurde, ob stark verzögert wurde, ob häufig gelenkt wurde und/oder ob große Lenkwinkelausschläge eingesetzt wurden. Daraufhin wird dem Fahrer eine geeignete Optimierungsstrategie oder eine geeignete Kombination aus

Optimierungsstrategien angeboten und der Fahrer kann diese bestätigen oder es ist alternativ denkbar, dass diese Strategie ohne Fahrerbestätigung umgesetzt wird.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn Umweltbedingungen einen Einfluss auf die Strategie oder die Priorisierung mehrerer Strategien haben. So ist es denkbar, dass bei Erkennung einer schlechten Fahrbahnbeschaffenheit eine

Optimierungsstrategie gewählt wird, die ein langsames Vorwärtskommen erlaubt und gleichzeitig große Abstände zum vorausfahrenden Fahrzeug eingehalten werden, damit der Fahrer die Möglichkeit hat, die Fahrbahnbeschaffenheit frühzeitig wahrzunehmen, ohne dass ihm das vorausfahrende Fahrzeug die rechtzeitige Sicht auf die Fahrbahn verdeckt. Ebenso können

Witterungsbedingungen erfasst werden und bei schlechtem Wetter eine defensive Fahrweise gewählt werden. Weiterhin ist es denkbar, dass die Verkehrsdichte erfasst wird und berücksichtigt wird, beispielsweise indem bei einer unfallträchtigen Verkehrsdichte eine defensive Optimoerungsstrategie gewählt wird. Auch die Fahrweise der anderen Verkehrsteilnehmer kann berücksichtigt werden; fahren diese überwiegend sportlich und hochdynamisch, so werden häufige und schnelle Spurwechseln vorgesehen. Es ist denkbar, dass nicht nur eine einzige Optimierungsstrategie angewendet wird, sondern zeitgleich mehrere Strategien verwendet werden, die jedoch unterschiedlich stark priorisiert sind so dass deren jeweiliger momentaner Einfluß auf die Ausgabe der Spurwechselempfehlung unterschiedlich ist. Auf Basis der Umfeldsensorsignale können Situationen erfasst werden und in einem

Berechnungsmodell verarbeitet werden, wobei die beschriebenen Strategien angewendet werden um mit den vorgenannten Möglichkeiten eine

Optimierungsstrategie zu erzeugen, die dann konkrete Spurwahlempfehlungen ausgibt oder umsetzt. Dieses Berechnungsmodell kann mit bekannten mathematischen Verfahren, wie z.B. neuronalen Netzen oder Fuzzy-Logic realisiert werden.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn Informationen anderer interner

Fahrzeugsysteme berücksichtigt werden, so etwa dass eine energiesparende Fahrweise gewählt wird, wenn die Energie- bzw. Kraftstoffreserve niedrig ist, so dass hierdurch die verbleibende Reichweite erhöht wird.

Vorteilhafter Weise kann der Grad der Auswirkungen der Optimierungsstrategie auf die Fahrumgebung eingestellt werden. So kann die Optimierungsstrategie so ausgelegt sein, dass nur das eigene Fahrzeug von dieser Fahrweise profitiert und auf andere Verkehrsteilnehmer gegebenenfalls weniger Rücksicht genommen wird. Dies mag dann vorteilhaft sein, wenn kein

Informationsaustausch mit Fahrzeugsystemen anderer Verkehrsteilnehmer möglich ist, so dass kein Optimum für mehrere Verkehrsteilnehmer erreicht werden kann oder wenn die Bedürfnisse des Fahrers des eigenen Fahrzeugs im eigenen Ermessen als höher prior eingestuft werden als die der anderen

Verkehrsteilnehmer. Hierbei sollten jedoch die Verkehrsregeln und Vorschriften berücksichtigt werden. Alternativ kann die Optimierungsstrategie dazu dienen, für andere verkehrsrelevante Objekte einen der beschreibenen Vorteile (schnelles Vorankommen, Sicherheit, Kraftstoffeinsparung) zu bieten, indem beispielsweise das eigene Fahrzeug anderen Fahrzeugen, die beispielsweise überholen oder einfädeln wollen, Platz macht oder indem das eigene Fahrzeug beschleunigt, um einen Hintermann nicht aufzuhalten. Falls mehrere verkehrsrelevante Objekte in Form von Verkehrsteilnehmern vorhanden sind, können bestimmte Verkehrsteilnehmer priorisiert werden oder es wird ein optimales Mittel versucht zu bestimmen, das möglichst vielen gerecht wird.

Vorteilhafterweise kann auch priorisiert werden, wen die auszuwählende

Strategie am ehesten unterstützen soll, insbesondere indem angegeben wird wie sehr die Strategie die Vorteile zwischen anderen Verkehrsteilnehmern und dem eigenen Fahrzeug verteilen soll.

Vorteilhafter Weise kann das Signal zur Spurwahl auf verschiedene Arten ausgegeben werden.

So kann im einen Fall der Fahrer eine Spurwahlempfehlung bekommen, die ihm beispielsweise akustisch oder visuell mitgeteilt wird. Diese Empfehlung sollte sich von Warnungen anderer Fahrerassistenzsysteme unterscheiden, so dass der Fahrer die Empfehlung ohne weiteres und intuitiv aufnehmen kann. Sollte weiterhin eine ernsthafte Gefährdung des Fahrzeugs entstehen, so wird dies dem fahrer deutlicher signalisiert, als die Spurwahlempfehlung.

Alternativ kann die Spurwahlempfehlung auch an eine Lenkaktorik

weitergegeben werden , so dass ohne weiteres Zutun des Fahrers automatisch ein Fahrmanöver eingeleitet wird. Diese Ausprägung entlastet den Fahrer von

Fahrentscheidungen und Fahraufgaben, indem das Fahrzeug automatisch die für die jeweils ausgewählte Optimierungsstrategie geeignetste Fahrspur auswählt und diese automatisch beibehält oder auf diese wechselt. Weiterhin ist es möglich, dass der Fahrer ein vorgeschlagenes Spurwechselmanöver bestätigt und nach erfolgter Fahrerbestätigung dieses Fahrmanöver ohne weiteres zutun des Fahrers automatisch umgesetzt wird. Um die Verantwortung jederzeit beim Fahrer zu belassen ist es weiterhin möglich, dass ein Lenkmoment über einem Spurhaltesystem (LKS) aufgebracht wird, das das Fahrzeug ohne Fahreraktion gemäß der Empfehlung lenkt und gegen das der Fahrer jederzeit eine Lenkkraft aufwenden kann um der Empfehlung nicht zu folgen sondern anderweitige

Lenkaktionen umzusetzen. Diese Variante hat den Vorteil, dass sie besonders intuitiv ist. Zusätzlich zum Lenkeingriff ist es möglich, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs durch beschleunigen oder verzögern dem Verkehrsfluss oder gemäß der gewählten Optimierungsstrategie angepasst wird. Eine weitere, vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass zusätzlich eine Spurbewertung der eigenen oder der Nachbarfahrspuren durchzuführen, die unabhängig vom derzeitigen Verkehrsaufkommen ist und angibt, wie gut die jeweilige Fahrbahn für eine mögliche Strategie ist. So kann für eine Strategie der erhöhten Fahrsicherheit erfasst werden, ob es im Rahmen der Fahrsicherheit besser ist, die eine oder ander Fahrspur zu verwenden. Andererseits kann für eine Strategie des erhöhten Fahrkomforts erfasst werden, ob es im Rahmne des Fahrkomforts besser ist, die eine oder andere Fahrspur zu verwenden.

Im Rahmen der Fahrsicherheit kann vorteilhafterweise die Geometrie und

Beschaffenheit der jeweiligen Fahrspuren ermittelt und verglichen werden. So bietet beispielsweise eine breite Fahrspur eine größere Sicherheit als eine schmale, andererseits kann die Bodenbeschaffenheit oder die Qualität des Fahrbahnbelags diese Sicherheit beeinflussen, so dass eine rechte Fahrspur auf einer Autobahn eine höhere Sicherheit durch die größere Breite beitet, jedoch aufgrund eines schlechteren Fahrbahnbelags diese Sicherheitsreserve negativ beeinflusst wird. Hier ist eine entsprechende Abschätzung für die Fahrspur zu tätigen, da manche Fahrspuren für eine gewünschte Strategie eher vorteilhaft sind als andere. Dies geht über eine Lückenerkennung hinaus und hat im Grunde nichts mit vorhandenen anderen Fahrzeugen zu tun. So kann beispielsweise auf

Basis dieser Spurbewertung eine Möglichkeit zur Spurwahl gewählt werden, die einen wahrscheinlicheren Erfolg gemäß der gewünschten Strategie verspricht.

Dabei kann auch berücksichtigt werden, dass es Fahrspuren geben kann, auf denen es wahrscheinlicher ist dass ein Verkehrsteilnehmer seine

Geschwindigkeit ändert, als auf anderen. Dies ist beispielsweise bei Fahrspuren der Fall, die gleichzeitig eine Abbiegespur beinhalten. Daher wird ein

vorausfahrendes Fahrzeug auf einer solchen Spur mit Abbiegemöglichkeit mit einer höheren Wahrscheinlichkeit bremsen, da es möglicherweise abbiegen will, als ein Fahrzeug, das auf der benachbarten Fahrspur ohne diese

Abbiegemöglichkeit fährt.

Weiterhin ist es sinnvoll, bevorstehende Spurenden, Spurzusammenführungen oder Spuraufweitungen zu erfassen, da diese Situationen Auswirkungen darauf haben, wie geeignet die eine oder andere Fahrspur ist, um eine jeweilige Optimierungsstrategie umzusetzen. Steht beispielsweise eine

Fahrspuraufweitung auf der rechten Spur bevor, so kann es vorteilhaft sein, auf dieser Fahrspur zu bleiben obwohl ein langsameres Fahrzeug vorausfährt, da davon ausgegangen werden kann, dass das vorausfahrende Fahrzeug nach rechts ausweicht und somit die neu entstandene Fahrspur freigibt.

Umgekehrt kann eine Spurzusammenführung der linkesten Fahrspur dazu führen, dass sich auf dieser tendenziell der Verkehr staut, wodurch die Wahl einer rechten Fahrspur voraussichtlich geeigneter ist.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass bei der Erstellung einer Optimierungsstrategie für den Verkehrsflussassistenten die geltenden Vorschriften, insbesondere die jeweiligen Verkehrsregeln eingehalten werden und Spurwahlempfehlungen ermittelt werden, bei deren Umsetzung die Vorschriften eingehalten werden können. Dies gilt auch für die Einhaltung von Sicherheitsabständen, sowie der Einhaltung der zulässigen Höchstgeschwindigkeit. Vorteilhaft wird die

Optimierungsstrategie so ausgelegt sein, dass gegen diese Vorschriften nicht verstoßen wird, außer in Fahrsituationen mit Gefahrensituation in denen die Übertretung von Vorschriften ermöglicht wird um Unfälle zu vermeiden.

Beschreibung der Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Die in den Figuren 1 - 13 abgebildeten Fahrsituationen verdeutlichen, wie ein Spurwahl-Assistent, bzw. Verkehrsflussassistent den Fahrer in bestimmten Fahrsituationen unterstützen kann. In den Abbildungen ist das eigene Fahrzeug als„Ego-Fahrzeug" und alle anderen Fahrzeuge als„Fremd- Fahrzeug" bezeichnet. Beschreibung von Ausführungsbeispielen

In Figur 1 ist eine Straße 10 mit mehreren Fahrbahnen 11, 12 dargestellt, auf der Fahrzeuge fahren. Das mit dem erfindungsgemäßen Verkehrsflussassistenten ausgerüstete Ego- Fahrzeug 13 fährt auf ein deutlich langsameres

Fremdfahrzeug 1 zu. Hier kann der Verkehrsflussassistent unterstützen, indem er beispielsweise einen Spurwechsel empfiehlt, 10 Sekunden bevor das Ego- Fahrzeug das Fremdfahrzeug 1 bei unveränderter Geschwindigkeit einholen würde. Damit wechselt der Fahrer weder zu früh noch zu spät in die Überhol- Fahrspur. Ist stattdessen der Geschwindigkeitsunterschied zwischen Ego-

Fahrzeug 13 und Fremdfahrzeug 1 nur gering (z.B. < 5km/h) könnte der

Verkehrsfluss-Assistent empfehlen, in der aktuellen Spur 12 zu verbleiben.

In Figur 2 nähert sich das Ego-Fahrzeug 13 einem etwas langsameren

Fremdfahrzeug 1. Wenn das Egofahrzeug 13 jetzt von der Spur 12 auf die

Nachbarspur 11 wechseln würde, käme es jedoch mit dem deutlich schnelleren Fremdfahrzeug 2 in Gefahr. Die Entscheidung gemäß der Optimierungsstrategie lautet hier, mit dem Spurwechsel kurze Zeit zu warten, bis das deutlich schnellere Fremd- Fahrzeug 2 das Ego- Fahrzeug 13 passiert hat. Der Verkehrsfluss- Assistent würde also zunächst empfehlen„in der aktuellen Spur 12 bleiben" und nach Passieren des Fremdfahrzeugs 2 sofort empfehlen„Spur wechseln".

In Figur 3 nähert sich das Ego-Fahrzeug 13 auf Spur 12 einem deutlich langsameren Fremdfahrzeug 1, das ebenfalls auf Spur 12 fährt, während sich auf der Überholspur 11 ein nur geringfügig schnelleres Fremdfahrzeug 2 von hinten nähert. Die optimale Entscheidung lautet hier, sofort den Spurwechsel zu beginnen, damit das Fremdfahrzeug 2 frühzeitig verzögern kann.

In Figur 4 nähert sich das Ego-Fahrzeug 13 einem deutlich langsamerem

Fremdfahrzeug 1 in der Fahrspur 12, während in der Überholspur 11 nur geringfügig schnellere Fremdfahrzeuge 2, 3, 4 fahren. Da bei einem sofortigen Spurwechsel das Egofahrzeug 13 mit Fremdfahrzeug 3 kollidieren würde, empfiehlt der Verkehrsfluss-Assistent„In der aktuellen Spur bleiben". Sobald sich aber die Situation in Figur 5 einstellt, empfiehlt der Assistent „Spurwechsel nach links".

In Figur 6 befindet sich das Ego-Fahrzeug 13 auf der Überholspur 11 und nähert sich einem geringfügig langsameren Fremdfahrzeug 1 auf der Fahrspur 12, während ein deutlich schnelleres Fremdfahrzeug 2 sich von hinten nähert. In dieser Situation berechnet der Verkehrsfluss-Assistent ein Manöver, wonach das Fremdfahrzeug 2 das Egofahrzeug 13 passieren kann, deutlich bevor das Egofahrzeug das Fremdfahrzeug 1 erreicht, und empfiehlt eine sofortigen „Spurwechsel nach rechts" auf die Fahrbahn 12 und einen anschließenden

„Spurwechsel nach links", nachdem das Ego-Fahrzeug 13 von dem schnelleren Fremdfahrzeug 2 auf der Fahrspur 11 überholt wurde.

In Figur 7 dagegen hat das Ego-Fahrzeug 13, bei annähernd gleicher

Geschwindigkeit wie das auf der gleichen Fahrspur 11 hinterherfahrende

Fremdfahrzeug 2, das Fremdfahrzeug 1 in wenigen Sekunden überholt und das von hinten kommende Fremdfahrzeug 2 ist nur geringfügig schneller als das Ego- Fahrzeug 13. Der Verkehrsfluss-Assistent empfiehlt daher in dieser Situation„in der aktuellen Spur 11 bleiben". Auch bei aggressivem Auffahren des

Fremdfahrzeugs 2 kann der Verkehrsfluss-Assistent damit einen unsicheren

Fahrer im Egofahrzeug 13 unterstützen.

In Figur 8 wird beispielhaft dargestellt, dass in der gleichen Fahrspur 11, auf der das Egofahrzeug 13 gerade fährt, Fremd-Fahrzeuge 2 bis 5 vorausfahren und dabei abbremsen. So hat das Fremd-Fahrzeug 2 beispielsweise bereits 20 km/h erreicht und es ist vorauszusehen, dass die Fremdfahrzeuge 3 bis 5 in der gleichen Spur in Kürze ebenfalls auf eine Geschwindigkeit von etwa 20 km/h verzögern werden. In der rechten Fahrspur 12 dagegen fließt der Verkehr deutlich schneller. In dieser Situation empfiehlt der Verkehrsfluss-Assistent entsprechend der Optimierungsstrategie, dass ein„Spurwechsel nach rechts", auf die Fahrspur 12 durchgeführt werden soll, allerdings nur, falls direkt rechts neben dem Ego-Fahrzeug 13 kein Fremdfahrzeug fährt. In Figur 9 ist eine Fahrsituation aufgezeigt, nach der aus Sicht des Ego- Fahrzeugs 13 auf den ersten Blick beide Fahrspuren 11 und 12 gleich zähfließend aussehen. Jedoch fahren in der rechten Fahrspur 12 die Fremd- Fahrzeuge 5 und 6 bereits schneller als die benachbarften Fremdfahrzeuge 1, 2 und 3 auf der Nachbarfahrspur 11, so dass die rechte Spur 12 die Fahrspur ist, auf der man schneller vorwärtkommen kann. Der Spurwahl-Assistent empfiehlt daher„Spurwechsel nach rechts". Sogar bei gleichen Geschwindigkeiten aller Fremdfahrzeuge 1 bis 7 auf der linken und der rechten Fahrspur 11, 12 wäre die rechte Spur vorteilhaft, da auf der rechten Spur 12 weniger Fahrzeuge mit unterwegs sind und dabei größere Abständen zueinander einhalten und somit absehbar ist, dass das Egofahrzeug 13 auf der rechten Spur 12 zügiger voran kommen wird.

In der in Figur 10 dargestellten Fahrsituation wäre ein Spurwechsel des Ego- Fahrzeugs 13 zwar vorteilhaft, so dass nicht vor dem langsameren

Fremdfahrzeug 1 abgebremst werden muss, aber der Spurwechsel ist wegen der durchgezogenen Linie zwischen den Fahrspuren 11 und 12 verboten. Der Spurwahl-Assistent empfiehlt daher keinen Spurwechsel. Die bisher dargestellten Situationen zeigen Beispiele, in denen eine Spurwahl-

Entscheidung relativ eindeutig getroffen werden kann. Zusätzlich zu diesen eindeutigen Kriterien können zusätzliche Kriterien hinzugezogen werden, wie in den folgenden Abbildungen dargestellt: In Figur 11 erscheinen beide Fahrspuren 11 und 12 gleich stark durch

Verkehrsteinehmer 1, 2, 3, 4 ausgelastet, sofern man ausschließlich die

Fremdfahrzeuge 1 bis 4 betrachtet. Die Pfeile auf den Fahrbahnen 11, 12 signalisieren jedoch, dass in der linken Spur 11 die Gefahr besteht, dass kurzfristig eines der Fremdfahrzeuge 1 oder 3 bremsen wird, um nach links abzubiegen, wie es durch den Richtungspfeil auf der Fahrbahn angegeben ist.

Insofern ist in dieser Fahrsituation die rechte Spur 12 vorteilhafter, so dass der Spurwahl-Assistent einen Spurwechsel nach rechts empfehlen wird. In der in Figur 12 dargestellten Fahrsituation erscheinen erneut beide Fahrspuren 11 und 12 gleichwertig hinsichtlich der zu erwartenden Fahrgeschwindigkeit, wenn man ausschließlich die Fremdfahrzeuge 1 bis 4 betrachtet. Jedoch besteht in der rechten Spur 12 die Gefahr, dass kurzfristig eines der Fremdfahrzeuge 2 oder 4 bremsen wird um rechts in die Seitenstraße 14 abzubiegen, oder weil ein nicht dargestelltes Fremdfahrzeug aus der Seitenstraße 14 einbiegen wird und die Fremdfahrzeuge 2 und 4 bremsen müssen um nicht zu kollidieren. Aus dieser Situation heraus wird die Optimierungsstrategie in dieser Fahrsituation die linke Fahrspur 11 bevorzugen und dem Fahrer empfehlen, die Fahrspur 11 weiterhin zu benutzen.

Analog kann die Spurwahl-Empfehlung beispielsweise eine Fahrspur

bevorzugen, die sich im weiteren Fahrtverlauf auf zwei Spuren aufweitet, oder von einer Fahrspur abraten, in die sich im weiteren Fahrtverlauf eine weitere Fahrspur einfädelt.

Der Verkehrsfluss-Assistent kann bei der Entscheidungsfindung auch ein gesamt-ökonomisches Optimum berücksichtigen. Beispielsweise ist es in der Situation der Figur 13 schwer einzuschätzen, ob das Egofahrzeug 13 die Spur nach links auf Fahrspur 11 wechseln soll oder nicht und auf der Fahrspur 12 weiterfahren soll. Der Spurwechsel nach links auf Fahrspur 11 würde dem wartenden Fremdfahrzeug das Einfädeln ermöglichen mit einem beispielhaften Zeitvorteil von etwa 5 Sekunden, gleichzeitig werden aber auch die

Fremdfahrzeuge 1 und 2 und eventuell weitere nachfolgende Fahrzeuge zum Bremsen gezwungen, so dass jedem bettroffenen Verkehrsteilnehmer beispielhaft ein Zeitnachteil von jeweils 3 Sekunden entstände. In solchen Situationen könnte der Spurwahl-Assistent beispielsweise für beide

Entscheidungsoptionen (Spurwechsel ja oder nein) den Zeitverlust der

Fremdfahrzeuge 1 bis 3 addieren und die Option mit der kleineren Summe an Zeitnachteilen empfehlen. Alternativ könnte der Spurwahl-Assistent die Option mit dem günstigsten Summen-Kraftstoffverbrauch empfehlen. Beispielsweise könnte ohne Spurwechsel das Fremdfahrzeug 3 durch das längere Warten 0,01 L mehr Kraftstoff verbrauchen, aber mit Spurwechselempfehlung könnten die Fremdfahrzeuge 1 und 2 durch die Bremsung und das spätere Wieder- Beschleunigen jeweils 0,02 L mehr Kraftstoff verbrauchen. Dann wäre es gesamt-ökonomisch günstiger, keine Spurwahlempfehlung auszugeben.

Es könnte jedoch genauso gut gesamt-ökonomisch günstiger sein, eine Spurwahl auszugeben, falls hinter dem Fremdfahrzeug 3 viele weitere Fahrzeuge warten oder falls wenige Meter im weiteren Fahrtverlauf ein Tempolimit die

Fremdfahrzeuge 1 und 2 sowieso zum Abbremsen zwingt, da dann der Nachteil im Kraftstoffverbrauch für die Fremdfahrzeuge 1 und 2 damit auch wegfällt.

In Figur 14 wird dargestellt, wie eine mögliche Visualisierung der

Spurwahlempfehlung im Kombiinstrument des Egofahrzeugs 13 aussehen könnte. Figur 14a zeigt beispielhaft eine Empfehlung„in der aktuellen Fahrspur bleiben", Figur 14b zeigt beispielhaft, wie eine Empfehlung„Spurwechsel nach links" ausgestaltet sein könnte und Figur 14c zeigt beispielhaft, wie eine

Empfehlung„Spurwechsel nach rechts" ausgestaltet sein kann.

Denkbar ist auch eine mehrstufige Anzeige, dass beispielsweise bei einem empfohlenen Wechsel in eine vorteilhaftere Fahrspur die Visualisierung der Spurwahlempfehlung in grün oder blau angezeigt wird, aber im Falle einer Gefahr die Visualisierung der Spurwahlempfehlung in rot oder gelb und diese zusätzlich oder alternativ blinkend angezeigt wird.

Claims

Ansprüche

1. Verkehrsflussassistent für ein Fahrzeug (13) mit einer Umfeldsensorik,

- die verkehrsrelevante Objekte (1 bis 7) auf einer Fahrspur (11,12), auf der das Fahrzeug (13) fährt, erkennt und wenigstens einer Nachbarspur (11,12), und

- diese oder eine weitere Umfeldsensorik dazu ausgebildet ist, Lücken im Verkehr zu erkennen und fahrdynamische Parameter der Objekte (1 bis 7) zu bestimmen, aus denen Lücken im Verkehr prädiziert werden können, wobei

- Möglichkeiten zum Spurwechsel ermittelt werden abhängig von aktuellem und/oder prädiziertem Vorhandensein von zum Spurwechsel geeigneten Lücken im Verkehr und dem fahrdynamischen Zustand des Fahrzeugs (13), und

- ein Signal zur Spurwahl erzeugt wird, abhängig von

- den Möglichkeiten zum Spurwechsel und

- einer Optimierungsstrategie.

2. Verkehrsflussassistent nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der Möglichkeiten zum Spurwechsel zusätzlich fahrdynamische Fähigkeiten des eigenen Fahrzeugs (13) und/oder der verkehrsrelevanten Objekte (1 bis 7) berücksichtigt werden.

3. Verkehrsflussassistent nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Optimierungsstrategie

- eine Strategie des möglichst schnellen Vorwärtskommen und/oder

- eine Strategie einer möglichst geringen Anzahl von Spurwechseln und/oder

- eine Strategie des Erzielens möglichst großer Sicherheitsabstände des eigenen Fahrzeugs von den anderen Objekten und/oder

- eine Strategie eines möglichst geringen Energie- oder Kraftstoffverbrauchs und/oder

- eine Strategie einer möglichst geringen oder gleichverteilten oder

gleichmäßigen Beschleunigung oder eine möglichst geringen Geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Fahrzeug und wenigstens einen Objekt und/oder

- eine Strategie einer möglichst geringen Gefährdung oder Gefährdungspotenzial und/oder

- eine Strategie einer frühzeitigen Signalwirkung auf die anderen Objekte beinhaltet.

4. Verkehrsflussassistent nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die bevorzugte Strategie durch

- manuelle Eingabe,

- Umweltbedingungen

- Priorisierung oder

- fahrdynamische Fähigkeiten des eigenen Fahrzeugs (13)

bestimmt wird.

5. Verkehrsflussassistent nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Optimierungsstrategie

- nur auf das eigene Fahrzeug (13) oder

- für auf im Wesentlichen oder im Mittel für alle verkehrsrelevanten Objekte (1 bis 7), sofern sie Fahrzeuge sind oder

- auf diese ( 1 bis 7), inklusive des eigenen Fahrzeugs (13)

ausgerichtet ist.

6. Verkehrsflussassistent nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf Basis des Signals

- die Spurwahl dem Fahrer autonom vorgeschlagen wird, oder

- ein Fahrmanöver ohne Zutun des Fahrers automatisch eingeleitet wird.

7. Verkehrsflussassistent nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine Spurbewertung der eigenen und/oder der wenigsten einen oder mehrerer Nachbarfahrspuren vorgenommen wird, die das Signal zur Spurwahlempfehlung beeinflusst.

8. Verkehrsflussassistent nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spurbewertung

- von einer aktuellen oder vorausliegenden Geometrie oder Bodenbeschaffenheit der Fahrspuren und/oder

- von aktuellen oder vorausliegenden Gründen für eine mögliche

Fahrgeschwindigkeitsänderung, insbesondere bei Spuren mit

Abbiegemöglichkeit, oder

- von einem aktuellen oder vorausliegenden Spurende oder Spuraufweitung abhängt.

9. Verkehrsflussassistent nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Vorschriften, wie Verkehrsregeln, bei der

Spurwahlempfehlung mit berücksichtigt werden.

10. Verfahren zur Optimierung eines Verkehrsflusses für ein Fahrzeug (13), wobei

- verkehrsrelevante Objekte (1 bis 7) auf einer Fahrspur (11,12), auf der das Fahrzeug (13)fährt, und auf wenigstens einer Nachbarspur (11,12), erkannt werden, und

- Lücken im Verkehr ermittelt werden und fahrdynamische Parameter der Objekte (1 bis 7)bestimmt werden, aus denen Lücken im Verkehr prädiziert werden können, und

- Möglichkeiten zum Spurwechsel ermittelt werden abhängig von aktuellem und/oder prädiziertem Vorhandensein von zum Spurwechsel geeigneten Lücken im Verkehr und dem fahrdynamischen Zustand des Fahrzeugs (13), und

- ein Signal zur Spurwahl erzeugt wird, abhängig von

- den Möglichkeiten zum Spurwechsel und

- einer Optimierungsstrategie.