DE102005023185A1 - Lane change assistant for motor vehicles - Google Patents

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Abstract

Spurwechselassistent für Kraftfahrzeuge, mit einer Überwachungseinrichtung zur Überwachung des Verkehrs im Vorfeld und im Rückraum des eigenen Fahrzeugs (26) und einer Entscheidungseinrichtung zur Entscheidung, ob ein gefahrloser Spurwechsel möglich ist, gekennzeichnet durch eine Empfehlungseinrichtung (16), die dazu ausgebildet ist, die zeitliche Entwicklung von Fahrzeugabständen vorauszuberechnen und eine Empfehlung (40) für einen Spurwechsel auszugeben, wenn dieser Spurwechsel gefahrlos möglich ist und wenn der Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug (32) auf der eigenen Spur (28) innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne kleiner als ein vorgegebener Mindestabstand werden wird.Lane change assistant for motor vehicles, with a monitoring device for monitoring the traffic ahead and in the back of the own vehicle (26) and a decision device for deciding whether a safe lane change is possible, characterized by a recommendation device (16) which is adapted to the temporal Predict the development of vehicle distances and issue a recommendation (40) for a lane change if this lane change is safely possible and if the distance to a preceding vehicle (32) on its own lane (28) within a predetermined period of time will be less than a predetermined minimum distance ,

Description

Die Erfindung betrifft 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.The The invention relates to a lane change assistant for motor vehicles, with a monitoring device for monitoring traffic in the apron and in the back room own vehicle and a decision-making body to decide whether a safe lane change possible is.

In DE 199 37 489 A1 wird ein Spurwechselassistent beschrieben, bei dem das Vorfeld und der Rückraum des Fahrzeugs mit Videosystemen überwacht werden. Durch elektronische Bildauswertung werden dann die Verkehrssituation sowie Fahrbahnmarkierungen und Streckenverbotsschilder automatisch erkannt. Wenn der Fahrer Anstalten zu einem Spurwechsel, insbesondere zu einem Überholvorgang macht, obwohl die Verkehrssituation dies nicht zuläßt oder ein Überholverbot besteht, erhält der Fahrer durch das System einen Warnhinweis. Weiterhin wird in dieser Druckschrift die Möglichkeit angedeutet, den Spurwechselassistenten direkt auf das Antriebssystem, das Bremssystem und die Lenkung des Fahrzeugs einwirken zu lassen, um einen "Autopiloten" zu realisieren. Die Kriterien für solche Eingriffe in die Fahrzeugführung werden jedoch nicht näher spezifiziert, und es bleibt offen, wie dabei dem Gebot der Verkehrssicherheit Rechnung getragen werden soll.In DE 199 37 489 A1 a lane change assistant is described in which the apron and the rear space of the vehicle are monitored by video systems. By electronic image analysis, the traffic situation and lane markings and route prohibition signs are then automatically detected. If the driver makes preparations for a lane change, in particular to overtake, although the traffic situation does not allow this or there is a passing ban, the driver is warned by the system. Furthermore, in this document, the possibility is hinted to let the lane change assistant act directly on the drive system, the brake system and the steering of the vehicle in order to realize an "autopilot". However, the criteria for such interventions in vehicle management are not specified and it remains unclear how the road safety requirement should be met.

In der Praxis beobachtet man häufig, daß auf Autobahnen, insbesondere auf dreispurigen Autobahnen, die äußerste rechte Fahrspur vom Personenverkehr kaum genutzt wird, mit der Folge, daß die Verkehrskapazität der Autobahn nicht voll ausgenutzt wird und es auf der oder den linken Spuren zu Stauungen kommt. Eine wesentliche Ursache für dieses Phänomen ist darin zu sehen, daß viele Autofahrer sich überfordert fühlen, wenn sie bei hoher Verkehrsdichte von der äußersten rechten Spur auf die Überholspur wechseln sollen, um etwa einen LKW zu überholen.In In practice, one often observes that on highways, especially on three-lane highways, the extreme right lane of Passenger traffic is hardly used, with the result that the traffic capacity of the highway not fully exploited and it on the left or the left tracks comes to congestion. A major cause of this phenomenon is that many Motorists overwhelmed feel, when in heavy traffic from the extreme right lane to the fast lane should change, for example, to overtake a truck.

In der Tat stellt dieses Manöver an den Fahrer nicht geringe Anforderungen. Er muß nämlich nicht nur den Abstand und die Relativgeschwindigkeit zum vorausfahrenden, langsameren Fahrzeug richtig einschätzen, sondern zugleich auch im Rückspiegel den Nachfolgeverkehr auf der Nebenspur im Auge behalten und auch den Abstand und die Relativgeschwindigkeit eines sich auf der Überholspur nähernden Fahrzeugs richtig einschätzen. Häufig zögert der Fahrer in dieser Situation zu lange, so daß er daß Zeitfenster für das Einfädeln in den Verkehr auf der Überholspur versäumt. Um nicht zu dicht auf das vordere Fahrzeug aufzufahren, ist der Fahrer gezwungen, die Geschwindigkeit zu reduzieren, was dann den Wechsel auf die Überholspur um so schwieriger und gefährlicher macht. Um diese unangenehme Situation zu vermeiden, ziehen viele Autofahrer es vor, gleich auf der Überholspur zu bleiben.In indeed, this maneuver represents not small demands on the driver. He does not just have to distance himself and the relative speed to the preceding, slower Properly assess the vehicle, but also in the rearview mirror keep track of succession traffic on the side lane and also the distance and the relative speed of an on the fast lane approaching Assess vehicle correctly. Often hesitates the driver in this situation too long, so that he has the time window for threading in the traffic in the fast lane failed. In order not to drive too close to the front vehicle is the Drivers forced to reduce the speed, then the Change to the fast lane the more difficult and dangerous power. To avoid this unpleasant situation, many draw Motorists want to stay in the fast lane.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Die Erfindung mit den in den Ansprüchen 1 und 3 angegebenen Merkmalen gibt dem Fahrer in der oben geschilderten Situation eine Hilfestellung und trägt so dazu bei, die Fahrsicherheit zu erhöhen und zugleich den Verkehrsfluß zu verbessern.The Invention with the in the claims 1 and 3 features given to the driver in the above Situation and thus contributes to the driving safety to increase and at the same time the traffic flow too improve.

Bei der Lösung nach Anspruch 1 erhält der Fahrer eine Entscheidungshilfe für einen vorausschauenden, rechtzeitigen Wechsel auf die Überholspur. Dabei wird nicht abgewartet, bis der Fahrer eine Überholabsicht zu erkennen gibt oder bis der Mindestabstand zu dem vorausfahrenden langsameren Fahrzeug erreicht ist, sondern der Spurwechselassistent ergreift selbst die Initiative und schlägt dem Fahrer rechtzeitig einen Wechsel auf die Überholspur vor.at the solution according to claim 1 receives the driver is a decision-making aid for a forward-looking, timely Change to the fast lane. It does not wait for the driver to overtake to recognize or until the minimum distance to the preceding slower vehicle is reached, but the lane change assistant Take the initiative yourself and beat the driver in time Change to the fast lane.

Die Lösung nach Anspruch 3, die zweckmäßig mit der Lösung nach Anspruch 1 kombiniert werden kann, betrifft den umgekehrten Fall, daß sich der Fahrer bereits auf der Überholspur befindet. In diesem Fall wird dem Fahrer ein Wechsel auf die langsamere Spur, in Ländern mit Rechtsverkehr also auf die rechte Spur, vorgeschlagen, wenn diese Spur frei ist, insbesondere dann, wenn sich von hinten ein schnelleres Fahrzeug auf der Überholspur annähert.The solution according to claim 3, which expediently with the solution can be combined according to claim 1, concerns the reverse Case, that the driver already in the fast lane located. In this case, the driver is a change to the slower Track, in countries with right-hand traffic so on the right lane, if proposed This track is free, especially if from behind a faster Vehicle in the fast lane approaches.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.advantageous Further developments and embodiments of the invention will become apparent the dependent claims.

Zur Überwachung des Verkehrsumfelds können Radarsensoren eingesetzt werden, wie sie bei Abstandsregelsystemen (ACC; Adaptive Cruise Control) bereits im Einsatz sind. Vorzugsweise werden winkelauflösende Radarsensoren verwendet, die eine korrekte Zuordnung der georteten Fahrzeuge zu den verschiedenen Fahrspuren der Fahrbahn ermöglichen. Alternativ oder ergänzend können auch Videosysteme eingesetzt werden, die dann auch verschiedene Weiterbildungen des Systems ermöglichen, beispielsweise eine automatische Erkennung von Fahrspurgrenzen und eine Spurverlassenswarnung oder eine automatische Spurhaltefunktion (LKS, Lane Keeping System), sowie gegebenenfalls eine automatische Erkennung und Auswertung von Verkehrsschildern.For monitoring of the traffic environment Radar sensors are used, as in distance control systems (ACC; Adaptive Cruise Control) are already in use. Preferably, angle-resolving radar sensors used, the correct assignment of the located vehicles to the allow different lanes of the roadway. Alternatively or additionally, too Video systems are used, which then also various training enable the system For example, an automatic detection of lane boundaries and a lane departure warning or an automatic lane keeping function (LKS, Lane Keeping System), and possibly an automatic detection and evaluation of road signs.

Die Ausgabe der Spurwechselempfehlung erfolgt vorzugsweise mit einer Signaleinrichtung, die verschiedene Zustände annehmen kann, so daß sich die Bedingungen für den Spurwechsel näher spezifizieren lassen. Zweckmäßig ist eine optische Anzeige der Spurwechselempfehlung, etwa in der Form eines Pfeils, der je nach Richtung des empfohlenen Spurwechsels nach links oder nach rechts weist. Durch unterschiedliche Farbgebung des Pfeils kann angegeben werden, ob ein gefahrloser Spurwechsel möglich ist oder nicht. So könnte etwa eine Spurwechselempfehlung durch einen grünen Pfeil symbolisiert werden, während ein roter Pfeil darauf hinweist, daß ein Spurwechsel unterbleiben sollte, weil sich ein nachfolgendes Fahrzeug im toten Winkel befindet oder sich so schnell annähert, daß eine Gefährdung oder zumindest eine erhebliche Behinderung eintreten würde. Wenn der Fahrer dennoch Anstalten zu einem Spurwechsel macht, etwa durch Setzen des Blinkers oder durch Eingriff in die Lenkung, kann ergänzend ein akustischer Warnhinweis ausgegeben werden.The output of the lane change recommendation is preferably carried out with a signal device which can assume different states, so that the conditions for the lane change more specifi specifi let decorate. It is expedient to have a visual indication of the lane change recommendation, for example in the form of an arrow, which points to the left or to the right depending on the direction of the recommended lane change. By different colors of the arrow can be specified whether a safe lane change is possible or not. Thus, for example, a lane change recommendation could be symbolized by a green arrow, while a red arrow indicates that a lane change should be omitted because a subsequent vehicle is in the blind spot or approaching so quickly that a hazard or at least a significant hindrance would occur , If the driver nevertheless makes preparations for a lane change, such as by setting the turn signal or by engaging in the steering, an audible warning can be issued in addition.

Bei einer Spurwechselempfehlung kann durch Blinken des grünen Pfeils die Dringlichkeit der Empfehlung symbolisiert werden. Beispielsweise kann die Blinkfrequenz in dem Maße erhöht werden, wie sich das Zeitfenster für den gefahrlosen Spurwechsel verkürzt. Durch einen Farbumschlag, beispielsweise nach gelb, kann symbolisiert werden, daß ein gefahrloser Spurwechsel nur noch möglich ist, wenn zugleich das eigene Fahrzeug beschleunigt wird.at A lane change recommendation can be made by flashing the green arrow the urgency of the recommendation will be symbolized. For example, can the flashing frequency to the extent elevated be how the time window for the safe lane change shortened. By a color change, for example to yellow, can be symbolized be that one safe lane change is only possible if at the same time the own vehicle is accelerated.

Besonders zweckmäßig ist eine Kombination des Spurwechselassistenten mit einem ACC-System. Wenn der Fahrer auf eine Spurwechselempfehlung reagiert, etwa durch Setzen des Blinkers, wird dann durch das ACC-System so in die Längsführung des Fahrzeugs eingegriffen, daß sich das Fahrzeug optimal in den Verkehr auf der Nebenspur einfädelt. In Kombination mit einem LKS-System kann dann in einer weiteren Ausbaustufe auch eine vollautomatische Durchführung des Spurwechselvorgangs implementiert werden, einschließlich des Setzens des Blinkers.Especially is appropriate a combination of lane change assistant with an ACC system. If the driver reacts to a lane change recommendation, such as Setting the turn signal, then through the ACC system so in the longitudinal guidance of the Vehicle intervened that the vehicle is optimally threaded into the traffic on the secondary lane. In Combination with a LKS system can then be in a further expansion stage also a fully automatic execution of the lane change process to be implemented, including setting the turn signal.

Zeichnungdrawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.One embodiment The invention is illustrated in the drawings and in the following Description closer explained.

Es zeigen:It demonstrate:

1 ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Spurwechselassistenten; und 1 a block diagram of a lane change assistant according to the invention; and

2 bis 8 Skizzen zur Erläuterung des Verhaltens des Spurwechselassistenten in unterschiedlichen Verkehrssituationen. 2 to 8th Sketches to explain the behavior of the lane change assistant in different traffic situations.

Beschreibung des Ausführungsbeispielsdescription of the embodiment

Der in 1 gezeigte Spurwechselassistent umfaßt eine Überwachungseinrichtung 10 zur Überwachung des Verkehrsumfelds, eine Entscheidungseinrichtung 12 zur Entscheidung, ob ein gefahrloser Spurwechsel möglich ist, und eine Empfehlungseinrichtung 14 zur Ausgabe einer Spurwechselempfehlung über ein Display 16. Ein weiterer Ausgang der Empfehlungseinrichtung 14 ist mit einem automatischen Fahrzeug-Längsführungssystem 18 (ACC) verbunden.The in 1 lane change assistant shown comprises a monitoring device 10 for monitoring the traffic environment, a decision-making body 12 to decide whether a safe lane change is possible, and a recommendation device 14 for issuing a lane change recommendation via a display 16 , Another exit of the recommendation facility 14 is with an automatic vehicle longitudinal guidance system 18 (ACC) connected.

Die Überwachungseinrichtung 10 überwacht den Verkehr im Vorfeld des Fahrzeugs mit Hilfe eines vorn im Fahrzeug eingebauten winkelauflösenden Radarsensors 20. Zur Überwachung des rückwärtigen Verkehrs sind zwei weitere, vorzugsweise ebenfalls winkelauflösende Radarsensoren 22 vorgesehen. Diese sind vorzugsweise so in das Fahrzeug eingebaut, daß sie insbesondere den Verkehr auf der linken bzw. rechten Nebenspur überwachen können und auch noch Fahrzeuge erfassen, die sich auf der Nebenspur in geringem Abstand zum eigenen Fahrzeug, und damit im toten Winkel befinden. In größeren Abständen sollten die Ortungsbereiche der beiden Radarsensoren 22 gemeinsam auch die eigene Fahrspur abdecken, so daß auch Fahrzeuge geortet werden können, die sich auf der eigenen Spur annähern.The monitoring device 10 monitors the traffic in front of the vehicle with the aid of a front-mounted angle-resolving radar sensor 20 , For monitoring the rear traffic are two more, preferably also angle-resolving radar sensors 22 intended. These are preferably installed in the vehicle so that they can monitor in particular the traffic on the left and right side lane and also detect vehicles that are located on the side lane at a short distance to the car, and thus in the blind spot. At longer distances, the detection ranges of the two radar sensors should 22 together cover their own lane, so that vehicles can be located, which approach on their own lane.

In der Überwachungseinrichtung 10 wird anhand der Ortungsdaten der Radarsensoren 20, 22 ermittelt, auf welcher Fahrspur sich die georteten Fahrzeuge jeweils befin den, und die Abstände und Relativgeschwindigkeiten dieser Fahrzeuge werden periodisch gemessen und zeitlich verfolgt, so daß man ein weitgehend vollständiges Bild der aktuellen Verkehrssituation erhält.In the monitoring device 10 is determined by the location data of the radar sensors 20 . 22 determines on which lane the located vehicles are each befin, and the distances and relative speeds of these vehicles are periodically measured and tracked in time, so that you get a largely complete picture of the current traffic situation.

Mit der Entscheidungseinrichtung 12 wird dann insbesondere anhand der Daten der Radarsensoren 22 entschieden, ob ein gefahrloser Spurwechsel auf die rechte oder linke Nebenspur möglich ist oder nicht. Beispielsweise wird dazu für jedes im Rückraum auf der Nebenspur geortete Fahrzeug berechnet, wie stark dieses Fahrzeug verzögern müßte, damit im Fall eines Spurwechsels des eigenen Fahrzeugs eine Kollision vermieden wird bzw. ein angemessener Sicherheitsabstand eingehalten werden kann. Wenn die so berechnete Fahrzeugverzögerung dem Betrage nach oberhalb eines bestimmten Schwellenwertes liegt, wird entschieden, daß ein gefahrloser Spurwechsel nicht möglich ist, und dies wird auf dem Display 16 angezeigt.With the decision maker 12 is then in particular based on the data of the radar sensors 22 decided whether a safe lane change to the right or left secondary lane is possible or not. For example, this is calculated for each located in the back space on the secondary lane vehicle, how much this vehicle would have to delay, so that in the event of a lane change of the own vehicle, a collision is avoided or a reasonable safety margin can be met. If the calculated vehicle deceleration is above a certain threshold value, it is decided that a safe lane change is not possible, and this is shown on the display 16 displayed.

Im folgenden soll als Beispiel angenommen werden, daß im Einsatzgebiet des Spurwechselassistenten Rechtsverkehr gilt. Der geltende Verkehrsinn kann am System eingestellt oder gegebenenfalls auch automatisch mit Hilfe eines Navigationssystems ermittelt werden.In the following, it should be assumed as an example that applies in the field of application of the lane change assistant right-hand traffic. The current sense of traffic can be set on the system or, if necessary also be determined automatically with the aid of a navigation system.

Wenn die Entscheidungseinrichtung 12 festgestellt hat, daß ein Wechsel auf die linke Nebenspur (Überholspur) möglich ist, so wird in der Empfehlungseinrichtung 14 anhand der Ortungsdaten des Radarsensors 20 geprüft, ob eine Spurwechselempfehlung auszugeben ist. Das wird beispielsweise dann der Fall sein, wenn sich ein langsameres vorausfahrendes Fahrzeug auf der eigenen Spur befindet, während die Überholspur frei ist, und wenn außerdem ab sehbar ist, daß der Abstand zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem eigenen Fahrzeug bei Weiterfahrt mit unveränderter Geschwindigkeit ohne Spurwechsel innerhalb einer vorgegeben Zeitspanne x unter den aus Sicherheitsgründen notwendigen (geschwindigkeitsabhängigen) Mindestabstand abnehmen würde. Die Zeitspanne x kann dabei vom Fahrer eingestellt und/oder automatisch in Abhängigkeit von der Anzahl der Fahrspuren und/oder der Verkehrsdichte variiert werden.If the decision maker 12 has determined that a change to the left secondary lane (fast lane) is possible, it is in the recommendation device 14 based on the location data of the radar sensor 20 checked whether a lane change recommendation is to be issued. This will for example be the case when a slower preceding vehicle is on its own lane, while the fast lane is free, and also if it can be seen that the distance between the vehicle in front and the own vehicle when driving on with unchanged speed without Lane change within a predetermined period x would decrease below the necessary for safety reasons (speed-dependent) minimum distance. The period of time x can be set by the driver and / or varied automatically depending on the number of lanes and / or the traffic density.

Wenn, wie im gezeigten Beispiel, die Überwachungseinrichtung 10 ausschließlich auf Radarsensoren und nicht zusätzlich auf Videosensoren basiert, kann durch statistische Auswertung der Ortungsdaten der Radarsensoren (wie sie z.B. auch zur Kursprädiktion stattfinden kann) festgestellt werden, wie viele Fahrspuren vorhanden sind und auf welcher Spur sich das eigene Fahrzeug befindet. Eine Empfehlung für einen Wechsel auf die linke Nebenspur wird selbstverständlich nur dann ausgegeben, wenn sich das Fahrzeug nicht bereits auf der äußersten linken Spur befindet.If, as in the example shown, the monitoring device 10 Based exclusively on radar sensors and not additionally on video sensors, it can be determined by statistical evaluation of the location data of the radar sensors (such as can also take place for Kursprädiktion), how many lanes are present and on which lane is the own vehicle. Of course, a recommendation for a change to the left side lane will only be issued if the vehicle is not already on the leftmost lane.

Wenn die Entscheidungseinrichtung 12 festgestellt hat, daß ein Spurwechsel nach rechts gefahrlos möglich ist, und wenn sich das eigene Fahrzeug nicht bereits auf der äußersten rechten Spur befindet, so prüft die Empfehlungseinrichtung 14 anhand der Ortungsdaten des Radarsensors 20, ob die rechte Nebenspur frei ist und ein längefristiges Fahren mit Sollgeschwindigkeit erlaubt (oder zumindest mit einer Geschwindigkeit, die nicht kleiner ist als auf der aktuellen Spur), und sie gibt dann über das Display 16 eine Empfehlung für einen Spurwechsel nach rechts aus.If the decision maker 12 has determined that a lane change to the right is safely possible, and if the own vehicle is not already on the rightmost lane, so the recommendation device checks 14 based on the location data of the radar sensor 20 whether the right side lane is clear and allows lifelong driving at target speed (or at least at a speed no less than the current lane), and then passes over the display 16 a recommendation for a lane change to the right.

Wenn der Fahrer auf die Spurwechselempfehlung nach rechts oder links durch Setzen des entsprechenden Fahrtrichtungsanzeigers reagiert, so wird dies durch einen Blinkzustandsensor 24 an die Empfehlungseinrichtung 14 gemeldet, die daraufhin das Längsführungssystem 18 veranlaßt, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs an die Geschwindigkeit des fließenden Verkehrs auf der betreffenden Nebenspur bzw. an die Sollgeschwindigkeit anzupassen.If the driver reacts to the lane change recommendation to the right or left by setting the corresponding direction indicator, this is done by a flashing state sensor 24 to the recommendation institution 14 reported, which then the longitudinal guidance system 18 caused to adapt the speed of the vehicle to the speed of the flowing traffic on the respective secondary lane or to the target speed.

Die Überwachungseinrichtung 10, die Entscheidungseinrichtung 12 und die Empfehlungseinrichtung 14 sowie auch das Längsführungssystem 18 werden in der Praxis durch ein elektronisches Datenverarbeitungssystem mit einem oder mehreren Mikrorechnern sowie geeignete Software gebildet. Das Längsführungssystem 18 kann dabei im Rahmen der Abstandsregelung auch direkt auf die Daten der Überwachungseinrichtung 10 und insbesondere des vorderen Radarsensors 20 zugreifen.The monitoring device 10 , the decision-making body 12 and the recommendation device 14 as well as the longitudinal guidance system 18 are formed in practice by an electronic data processing system with one or more microcomputers and suitable software. The longitudinal guidance system 18 As part of the distance control, it can also directly access the data of the monitoring device 10 and in particular the front radar sensor 20 access.

In 2 bis 8 sind Beispiele für das Systemverhalten des oben beschriebenen Spurwechselassistenten illustriert. Dabei ist jeweils im linken Teil der Figur eine Skizze einer Verkehrssituation und im rechten Teil das entsprechende Anzeigebild auf dem Display 16 gezeigt.In 2 to 8th Examples of the system behavior of the lane change assistant described above are illustrated. In each case, in the left part of the figure is a sketch of a traffic situation and in the right part of the corresponding display image on the display 16 shown.

In 2 fährt ein mit dem Spurwechselassistenten ausgerüstetes Fahrzeug 26, im folgenden als "eigenes Fahrzeug" bezeichnet, auf der äußersten rechten Spur 28 einer dreispurigen Fahrbahn 30. Weiter vorn fährt auf der Spur 28 ein langsameres Fahrzeug 32, das gerade noch von einem Fahrzeug 34 auf der mittleren Spur 36 (Überholspur) überholt wird. von hinten nähert sich auf der Überholspur ein schnelleres Fahrzeug 38. Die Geschwindigkeitsvektoren der Fahrzeuge sind als Pfeile dargestellt. Die Fahrzeugabstände sind im Verhältnis zur realen Situation verkürzt dargestellt.In 2 drives a vehicle equipped with the lane change assistant 26 , hereinafter referred to as "own vehicle", in the far right lane 28 a three-lane roadway 30 , Further ahead drives on the track 28 a slower vehicle 32 that just got off a vehicle 34 on the middle lane 36 (Fast lane) is overtaken. From behind, a faster vehicle approaches in the fast lane 38 , The speed vectors of the vehicles are shown as arrows. The vehicle distances are shown shortened in relation to the real situation.

Da das eigene Fahrzeug 26 schneller ist als das vorausfahrende Fahrzeug 32, wird der Abstand zwischen diesen Fahrzeugen in absehbarer Zeit auf den empfohlenen Mindestabstand abnehmen. Als "Mindestabstand" soll hier der Einfachheit halber der Sollabstand betrachtet werden, der der Abstandsregelung durch das Längsführungssystem 18 zugrunde liegt. Die Empfehlungseinrichtung 14 berechnet, wie lange es bei unveränderten Geschwindigkeiten noch dauern würde, bis der Sollabstand erreicht ist.As the own vehicle 26 faster than the preceding vehicle 32 , the distance between these vehicles will decrease in the foreseeable future to the recommended minimum distance. As a "minimum distance" is here the sake of simplicity, the target distance to be considered, the distance control by the longitudinal guide system 18 underlying. The recommendation device 14 Calculates how long it would take at unchanged speeds, until the target distance is reached.

Wenn diese Zeitspanne kleiner ist als die vorgegebene Zeitspanne x von beispielsweise 5 s, überprüft die Empfehlungseinrichtung 14 anhand der Daten der Entscheidungseinrichtung 12, ob ein Spurwechsel auf die linke Nebenspur, das ist hier die mittlere Spur 36, möglich ist. Der Abstand zwischen den Fahrzeugen 26 und 38 ist so groß und die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen diesen Fahrzeugen ist so klein, daß der Fahrer des Fahrzeugs 38 nur geringfügig zu verzögern brauchte, um den Sicherheitsabstand zum eigenen Fahrzeug 26 einzuhalten. Somit ist ein gefahrloser Spurwechsel möglich. Demgemäß wird durch die Empfehlungseinrichtung 14 eine Spurwechselempfehlung auf dem Display 16 ausgegeben. Dazu erscheint auf dem Display 16 ein nach links weisender grüner Pfeil 40.If this period of time is less than the predetermined time period x of, for example, 5 s, the recommendation device checks 14 based on the data of the decision maker 12 whether a lane change to the left secondary lane, this is the middle lane 36 , is possible. The distance between the vehicles 26 and 38 is so big and the speed difference between these vehicles is so small that the driver of the vehicle 38 only slightly delayed to the safety distance to your own vehicle 26 observed. Thus, a safe lane change is possible. Accordingly, by the recommendation device 14 a lane change recommendation on the display 16 output. This will be indicated on the display 16 a green arrow pointing to the left 40 ,

Vor der Ausgabe dieser Spurwechselempfehlung überprüft die Empfehlungseinrichtung 14 auch den Abstand und die Relativgeschwindigkeit des Fahrzeugs 34. Wäre dieses Fahrzeug 34 langsamer als das Fahrzeug 32, oder wäre der Abstand zum Fahrzeug 34 bereits sehr klein, so würde die Spurwechselempfehlung unterbleiben.Before issuing this lane change recommendation, the recommendation device checks 14 also the distance and the relative speed of the vehicle 34 , Would this vehicle 34 slower than the vehicle 32 , or would be the distance to the vehicle 34 already very small, so the lane change recommendation would be omitted.

In 3 hat der Fahrer des eigenen Fahrzeugs 26 noch nicht auf die Spurwechselempfehlung reagiert, und der Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug 32 ist kleiner geworden. Auch das Fahrzeug 38 ist weiter aufgerückt, ist jedoch noch so weit entfernt, daß ein Spurwechsel nach wie vor möglich ist. Allerdings hat sich das Zeitfenster für den Spurwechsel verkürzt. Dies wird auf dem Display 16 dadurch angezeigt, daß der Pfeil 40 blinkt. Je kleiner das Zeitfenster wird, desto höher wird die Blinkfrequenz.In 3 has the driver of the own vehicle 26 not yet responded to the lane change recommendation, and the distance to the vehicle ahead 32 has become smaller. Also the vehicle 38 is further advanced, but is still so far away that a lane change is still possible. However, the time window for the lane change has shortened. This will be on display 16 indicated by the arrow 40 flashes. The smaller the time window, the higher the flash frequency.

In 4 hat sich das Fahrzeug 38 weiter angenähert. Ein gefahrloser Spurwechsel ist jetzt nur noch möglich, wenn das Fahrzeug 26 beschleunigt wird, unter anderem auch deshalb, weil inzwischen die Abstandsregelung aktiv geworden ist und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 26 abgenommen hat. Um eine stetige Fahrweise des Fahrzeugs 26 zu erreichen, sollte die Zeitspanne x möglichst so gewählt werden, daß die erste Ausgabe der Spurwechselaufforderung erfolgt, bevor die Abstandsregelung eingesetzt hat.In 4 has the vehicle 38 further approximated. A safe lane change is now only possible if the vehicle 26 is accelerated, partly because now the distance control has become active and the speed of the vehicle 26 has decreased. To a steady driving of the vehicle 26 If possible, the time period x should be selected such that the first output of the lane change request takes place before the distance control has started.

Auf dem Display 16 wird durch einen Farbumschlag des Pfeils 40 nach gelb angezeigt, daß sich das Zeitfenster zu schließen beginnt und eine Beschleunigung des Fahrzeugs 26 erforderlich ist. Wenn der Fahrer jetzt auf die Spurwechselempfehlung reagiert und den Blinker setzt, so wird die nötige Beschleunigung des Fahrzeugs 26 automatisch durch das Längsführungssystem 18 veranlaßt.On the display 16 is caused by a color change of the arrow 40 after yellow it indicates that the time window starts to close and an acceleration of the vehicle 26 is required. If the driver now reacts to the lane change recommendation and sets the turn signal, then the necessary acceleration of the vehicle 26 automatically through the longitudinal guidance system 18 causes.

5 zeigt eine andere Situation, in der das Fahrzeug 38 eine wesentlich höhere Geschwindigkeit hat. Ein Spurwechsel des Fahrzeugs 26 würde deshalb zu einer erheblichen Behinderung oder gar zu einer Gefährdung des Fahrers des Fahrzeugs 38 führen. Dies wird auf dem Display 16 durch einen durchgestrichenen roten Pfeil 42 symbolisiert. Das gleiche Symbol würde auch erscheinen, wenn das Fahrzeug 38 langsamer wäre, aber sich bereits annähernd auf gleicher Höhe mit dem Fahrzeug 26 befände. Zweckmäßigerweise wird die Bewegung des Fahrzeugs 38 durch die Entscheidungseinrichtung 12 in die Zukunft extrapoliert, so daß eine ungefähre Abschätzung der Position des Fahrzeugs 38 auch dann noch möglich ist, wenn dieses Fahrzeug bereits den Ortungsbereich des Radarsensors 22 verlassen hat. Auf diese Weise wird virtuell der tote Winkel zwischen den Ortungsbereichen der Radarsensoren 22 und 20 geschlossen. Alternativ kann auch die Information eines Totwinkelsensors (z.B. Short Range Radar oder Videosystem) genutzt werden. 5 shows a different situation in which the vehicle 38 has a much higher speed. A lane change of the vehicle 26 would therefore be a significant hindrance or even a threat to the driver of the vehicle 38 to lead. This will be on display 16 by a crossed out red arrow 42 symbolizes. The same symbol would also appear when the vehicle 38 slower, but already almost at the same height with the vehicle 26 befände. Conveniently, the movement of the vehicle 38 by the decision maker 12 extrapolated into the future, giving an approximate estimate of the position of the vehicle 38 is still possible even if this vehicle already the detection range of the radar sensor 22 has left. In this way, virtually the dead angle between the detection ranges of the radar sensors 22 and 20 closed. Alternatively, the information of a blind spot sensor (eg Short Range Radar or video system) can be used.

In der in 6 gezeigten Situation befindet sich das eigene Fahrzeug 26 auf der Überholspur, während sich das Fahrzeug 38 mit hoher Relativgeschwindigkeit annähert und gerade ein Fahrzeug 44 überholt. Die Entscheidungseinrichtung 12 prüft anhand der Ortungsdaten für das Fahrzeug 44, ob ein Spurwechsel auf die rechte Nebenspur 28' gefahrlos möglich ist. Diese Bedingung ist hier erfüllt. Wenn die rechte Spur frei wäre, so würde die Empfehlungseinrichtung 14 unmittelbar eine Spurwechselempfehlung nach rechts ausgeben, auf dem Display 16 symbolisiert durch einen nach rechts weisenden grünen Pfeil 46.In the in 6 shown situation is your own vehicle 26 in the fast lane while getting the vehicle 38 with high relative speed approaches and just a vehicle 44 outdated. The decision maker 12 checks using the location data for the vehicle 44 , whether a lane change to the right secondary lane 28 ' is possible safely. This condition is fulfilled here. If the right lane were free, then the recommender would 14 immediately output a lane change recommendation to the right, on the display 16 symbolized by a green arrow pointing to the right 46 ,

Da im vorliegenden Fall jedoch das Fahrzeug 32 vorhanden ist, überprüft die Empfehlungseinrichtung 14 zusätzlich noch, ob der räumliche oder zeitliche Abstand zwischen den Fahrzeugen 26 und 32 groß genug ist. Beispielsweise wird geprüft, ob die Zeitlücke zwischen diesen Fahrzeugen oberhalb eines bestimmten Schwellenwertes liegt.However, in the present case, the vehicle 32 is present, the referrer checks 14 additionally, whether the spatial or temporal distance between the vehicles 26 and 32 is big enough. For example, it is checked whether the time gap between these vehicles is above a certain threshold.

In einer verfeinerten Ausführungsform stellt die Empfehlungseinrichtung 14 die folgenden Berechnungen an: Zunächst wird berechnet, wie stark das Fahrzeug 38 verzögern müßte, wenn das eigene Fahrzeug 26 auf der Überholspur bliebe. Weiterhin wird anhand des Abstands und der Relativgeschwindigkeit des Fahrzeugs 38 berechnet, wie lange der Überholvorgang des Fahrzeugs 38 dauern würde, wenn das eigene Fahrzeug 26 durch einen Spurwechsel nach rechts diesen Überholvorgang ermöglichen würde. Anhand der so berechneten Dauer wird dann berechnet, wie stark das eigene Fahrzeug 26 verzögert werden müßte, um nicht zu dicht auf das Fahrzeug 32 auf zu fahren. Die Spurwechselempfehlung wird nur dann ausgegeben, wenn zwischen den so berechneten Verzögerungen für die Fahrzeuge 38 und 26 eine vorgegebene Beziehung besteht, beispielsweise wenn das Fahrzeug 38 stärker verzögert werden müßte als das Fahrzeug 26.In a more refined embodiment, the recommendation device provides 14 the following calculations: First, how strong the vehicle 38 would have to delay if the own vehicle 26 stay in the fast lane. Furthermore, based on the distance and the relative speed of the vehicle 38 Calculates how long the overtaking of the vehicle 38 would take if own vehicle 26 by a lane change to the right would allow this overtaking. Based on the calculated duration is then calculated how strong your own vehicle 26 should be delayed so as not to close the vehicle 32 to drive on. The lane change recommendation will only be issued if between the calculated delays for the vehicles 38 and 26 a predetermined relationship exists, for example when the vehicle 38 should be delayed more than the vehicle 26 ,

Gegebenenfalls kann hier auch in Rechnung gestellt werden, daß ein rücksichtsvoller Fahrer des Fahrzeugs 38 seinerseits beschleunigen würde, um den Überholvorgang abzukürzen. Dies gilt insbesondere dann, wenn sich aus der Historie der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 38 ergibt, daß dieses Fahrzeug ursprünglich schneller war und seine Geschwindigkeit nur vorübergehend an die des eigenen Fahrzeugs angepaßt hat.If necessary, it can also be charged that a considerate driver of the vehicle 38 in turn would accelerate to shorten the overtaking process. This is especially true if the history of the speed of the vehicle 38 shows that this vehicle was originally faster and has adapted its speed only temporarily to that of the own vehicle.

Für den Fall, daß in 6 keine Spurwechselempfehlung ausgegeben wird, weil das Fahrzeug 26 deutlich stärker verzögern müßte als das Fahrzeug 38, kann gemäß einer Weiterbildung vorgesehen sein, daß die Empfehlungseinrichtung 14 auch eine Beschleunigungsempfehlung und dannnach Quittierung durch den Fahrer einen Beschleunigungsbefehl an das Längsführungssystem 18 ausgibt, damit das eigene Fahrzeug 26 das Fahrzeug 32 schneller überholt und dann den Spurwechsel nach rechts vornehmen kann. Wenn kein ACC-System vorhanden ist, kann ersatzweise auch auf dem Display 16 ein Signal, etwa in der Form eines gelben Blinklichts, angezeigt werden, das den Fahrer auffordert, die Geschwindigkeit vorübergehend zu erhöhen. Die Spurwechselempfehlung nach rechts wird dann ausgegeben, sobald das Fahrzeug 32 überholt wurde.In the event that in 6 no lane change recommendation is issued because the vehicle 26 much more delay than the vehicle 38 , may be provided according to a development that the recommendation device 14 also an acceleration recommendation and then after acknowledgment by the driver an acceleration command to the longitudinal guidance system 18 out gives, so that the own vehicle 26 the vehicle 32 overtake faster and then make the lane change to the right. If no ACC system is available, it can also replace the display 16 a signal, such as in the form of a yellow flashing light, may be displayed, prompting the driver to temporarily increase the speed. The lane change recommendation to the right is then output as soon as the vehicle 32 was overhauled.

7 illustriert die Situation, in der das eigene Fahrzeug 26 gerade das Fahrzeug 32 überholt, den Überholvorgang aber noch nicht abgeschlossen hat, während der Fahrer des Fahrzeugs 38"drängelt". Auf dem Display 16 wird dann durch einen durchgestrichenen, nach rechts weisenden roten Pfeil 48 angezeigt, daß ein Spurwechsel nach rechts noch nicht möglich ist. 7 illustrates the situation in which your own vehicle 26 just the vehicle 32 overhauled, but the overtaking process has not been completed while the driver of the vehicle 38 " urges. "On the display 16 is then crossed by a red arrow pointing to the right 48 indicated that a lane change to the right is not yet possible.

8 illustriert eine mögliche Ausgestaltung im Hinblick auf die häufig anzutreffende Situation, daß sich der Verkehr auf der Überholspur staut, so daß die Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs 26 und eines vorausfahrenden Fahrzeugs 50 auf der Überholspur kaum größer ist als die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 32 auf der rechten Spur. Der Fahrer des Fahrzeugs 38 nähert sich hier mit hoher Geschwindigkeit auf der rechten Spur und ist offenbar im Begriff, verbotenerweise rechts zu über holen und sich dann in den Sicherheitsabstand zwischen den Fahrzeugen 26 und 50 zu drängen. Auch in diesem Fall kann eine Spurwechselempfehlung nach rechts ausgegeben werden, solange das Zeitfenster noch groß genug ist. Als weiteres Kriterium kann in diesem Zusammenhang geprüft werden, ob sich auf der Überholspur hinter dem eigenen Fahrzeug 26 noch ein weiteres Fahrzeug befindet (nicht gezeigt). Wenn der Abstand eines solchen Fahrzeugs klein und/oder die Relativgeschwindigkeit hoch ist, sollte die Spurwechselaufforderung unterbleiben. 8th illustrates a possible embodiment in view of the frequently encountered situation that the traffic jams in the fast lane, so that the speed of the own vehicle 26 and a preceding vehicle 50 in the fast lane is barely greater than the speed of the vehicle 32 in the right lane. The driver of the vehicle 38 is approaching at high speed on the right lane and is apparently about to overtake on the right and then in the safety distance between the vehicles 26 and 50 to urge. Also in this case, a lane change recommendation can be issued to the right, as long as the time window is still large enough. As a further criterion can be checked in this context, whether in the fast lane behind the own vehicle 26 yet another vehicle is located (not shown). If the distance of such a vehicle is small and / or the relative speed is high, the lane change request should be omitted.

Claims (9)

Spurwechselassistent für Kraftfahrzeuge, mit einer Überwachungseinrichtung (10) zur Überwachung des Verkehrs im Vorfeld und im Rückraum des eigenen Fahrzeugs (26) und einer Entscheidungseinrichtung (12) zur Entscheidung, ob ein gefahrloser Spurwechsel möglich ist, gekennzeichnet durch eine Empfehlungseinrichtung (14), die dazu ausgebildet ist, die zeitliche Entwicklung von Fahrzeugabständen vorauszuberechnen und eine Empfehlung für einen Spurwechsel auszugeben, wenn dieser Spurwechsel gefahrlos möglich ist und wenn der Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug (32) auf der eigenen Spur (28) innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne kleiner als ein vorgegebener Mindestabstand werden wird.Lane change assistant for motor vehicles, with a monitoring device ( 10 ) to monitor traffic in the apron and in the back of the own vehicle ( 26 ) and a decision-making body ( 12 ) for deciding whether a safe lane change is possible, characterized by a recommendation device ( 14 ), which is designed to predict the time development of vehicle distances and to issue a recommendation for a lane change if this lane change is possible without danger and if the distance to a vehicle in front ( 32 ) on your own track ( 28 ) within a predetermined period of time will be smaller than a predetermined minimum distance. Spurwechselassistent nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfehlungseinrichtung (14) dazu ausgebildet ist, vor der Ausgabe einer Spur wechselempfehlung auf eine Überholspur (36) zusätzlich zu prüfen, ob die Überholspur vor dem eigenen Fahrzeug (26) frei ist.Lane change assistant according to claim 1, characterized in that the recommendation device ( 14 ) is adapted, prior to the issue of a lane change recommendation in a fast lane ( 36 ) in addition to checking whether the fast lane ahead of the vehicle ( 26 ) free is. Spurwechselassistent nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Empfehlungseinrichtung (14), die dazu ausgebildet ist, die zeitliche Entwicklung von Fahrzeugabständen vorauszuberechnen und eine Empfehlung für einen Spurwechsel von einer Überholspur (36) auf eine Nebenspur (28') auszugeben, wenn dieser Spurwechsel gefahrlos möglich ist und wenn kein vorausfahrendes Fahrzeug auf der Nebenspur vorhanden ist oder der Abstand zu einem solchen Fahrzeug (32) eine bestimmte, vorzugsweise zeitabhängige Mindestgröße hat.Lane change assistant according to the preamble of claim 1 or according to claim 1 or 2, characterized by a recommendation device ( 14 ), which is designed to predict the time evolution of vehicle distances and a recommendation for a lane change from a fast lane ( 36 ) on a secondary track ( 28 ' ) if this lane change is possible without danger and if there is no preceding vehicle on the secondary lane or the distance to such a vehicle ( 32 ) has a certain, preferably time-dependent minimum size. Spurwechselassistent nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ausgabeeinrichtung (16) für die Spurwechselempfehlung dazu ausgebildet ist, auch ein Signal (42; 48) auszugeben, das anzeigt, daß ein gefahrloser Spurwechsel nicht möglich ist.Lane change assistant according to one of the preceding claims, characterized in that an output device ( 16 ) is designed for the lane change recommendation, also a signal ( 42 ; 48 ) indicating that a safe lane change is not possible. Spurwechselassistent nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ausgabeeinrichtung (16) für die Spurwechselempfehlung dazu ausgebildet ist, ein Signal (40) auszugeben, das in Abhängigkeit von der Größe des für den Spurwechsel noch zur Verfügung stehenden Zeitfensters variiert.Lane change assistant according to one of the preceding claims, characterized in that an output device ( 16 ) is designed for the lane change recommendation, a signal ( 40 ), which varies depending on the size of the time window still available for the lane change. Spurwechselassistent nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabeeinrichtung ein Display (16) zur Ausgabe eines optischen Signals (40; 42; 46; 48) ist.Lane change assistant according to claim 4 or 5, characterized in that the output device is a display ( 16 ) for outputting an optical signal ( 40 ; 42 ; 46 ; 48 ). Spurwechselassistent nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfehlungseinrichtung (14) mit einem Längsführungssystem (18) des Fahrzeugs verbunden und dazu ausgebildet ist, im Fall einer Spurwechselempfehlung an dieses Längsführungssystem einen Befehl zur Anpassung der Geschwindigkeit des eigen Fahrzeugs an die Geschwindigkeit auf der künftigen Spur auszugeben.Lane change assistant according to one of the preceding claims, characterized in that the recommendation device ( 14 ) with a longitudinal guide system ( 18 ) of the vehicle and is adapted to issue in the case of a lane change recommendation to this longitudinal guidance system a command to adjust the speed of the vehicle itself to the speed on the future lane. Spurwechselassistent nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfehlungseinrichtung (14) dazu ausgebildet ist, ein Signal zu empfangen, das auf eine Spurwechselabsicht des Fahrers hinweist, und den Befehl an das Längsführungssystem (18) als Reaktion auf dieses Signal auszugeben.Lane change assistant according to claim 7, characterized in that the recommendation device ( 14 ) is adapted to receive a signal indicative of a lane change intent of the driver, and the command to the longitudinal guidance system ( 18 ) in response to this signal. Spurwechselassistent nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er dazu ausgebildet ist, in Kombination mit einem Qureführungssystem (LKS) einen autonomen Spurwechsel durchzführen.Lane change assistant according to one of the preceding claims, characterized in that it is designed to be used in combination with a Qure management system (LKS) to carry out an autonomous lane change.
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