DE102011016771A1

DE102011016771A1 - Vorrichtung zur Bedienung einer Fahrspurwechselunterstützung in einem Fahrzeug

Info

Publication number: DE102011016771A1
Application number: DE102011016771A
Authority: DE
Inventors: Dr. Dipl.-Ing. Fritz Hans
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2011-04-12
Filing date: 2011-04-12
Publication date: 2012-10-18

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bedienung einer Fahrspurwechselunterstützung in einem Fahrzeug (E), umfassend eine manuell betätigbare Bedieneinheit zum fahrerseitigen Auslösen eines Fahrspurwechsels. Erfindungsgemäß ist die Bedieneinheit mit einem Fahrtrichtungsgeber (FG) gekoppelt oder in diesen integriert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bedienung einer Fahrspurwechselunterstützung in einem Fahrzeug nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Aus dem Stand der Technik ist, wie in der DE 100 12 737 B4 beschrieben, eine Vorrichtung zur Durchführung eines Fahrspurwechsels durch ein Kraftfahrzeug bekannt. Die Vorrichtung umfasst eine Lageerkennungseinrichtung zur Ermittlung von Positionsinformationen des Kraftfahrzeugs relativ zu einer Momentanspur und von die Lage benachbarter Zielspuren betreffende Fahrspurinformationen, eine Trajektorienplanungseinrichtung zum Erzeugen eines von den Positions- und Fahrspurinformationen abhängigen Übergangsbahnkurvensignals für den Fahrspurwechsel, eine den Fahrzeuglenkwinkel beeinflussende Querführungseinrichtung zur Querführung des Kraftfahrzeugs entlang der Momentanspur und zum Wechseln des Kraftfahrzeugs von der Momentanspur auf eine Zielspur entsprechend dem Übergangsbahnkurvensignal, und eine Aktivierungseinrichtung zum Auslösen eines Fahrspurwechsels. Die Trajektorienplanungseinrichtung ist eingerichtet, das Übergangskurvensignal derart zu erzeugen, dass eine von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs vorgebbare Querbeschleunigung nicht überschritten wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung zur Bedienung einer Fahrspurwechselunterstützung in einem Fahrzeug anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zur Bedienung einer Fahrspurwechselunterstützung in einem Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Eine Vorrichtung zur Bedienung einer Fahrspurwechselunterstützung in einem Fahrzeug umfasst eine manuell betätigbare Bedieneinheit zum fahrerseitigen Auslösen eines Fahrspurwechsels.
Erfindungsgemäß ist die Bedieneinheit mit einem Fahrtrichtungsgeber gekoppelt oder in diesen integriert.
Auf diese Weise sind mittels des Fahrtrichtungsgebers zwei unterschiedliche Funktionen ansteuerbar, eine normale Blinkerfunktion bzw. Fahrtrichtungsanzeige und zusätzlich die Fahrspurwechselunterstützung. Dies ermöglicht eine einfache und sichere Bedienung der Fahrspurwechselunterstützung für einen unterstützten manuellen Fahrspurwechsel und/oder für einen kommandierten automatisierten Fahrspurwechsel.
Bei einem kommandierten automatisierten Fahrspurwechsel ist dieser durch das Fahrzeug automatisch durchführbar. Bei einem unterstützten manuellen Fahrspurwechsel erfolgt eine Unterstützung eines Fahrers durch einen Eingriff in eine Lenkvorrichtung, Bremsvorrichtung und/oder in einen Antriebsstrang des Fahrzeugs, um den Fahrer beim Führen des Fahrzeugs zu unterstützen. Dabei kann insbesondere der Eingriff in die Lenkvorrichtung zur Unterstützung des Fahrers während des Führens des Fahrzeugs derart erfolgen, dass der Fahrer durch haptische Signale auf eine jeweils durchzuführende Lenkbewegung hingewiesen wird, beispielsweise durch ein Lenkbewegungen des Fahrers entgegenwirkendes erhöhtes Lenkmoment, wenn diese Lenkbewegungen zu einem Abweichen des Fahrzeugs von einer für den Fahrspurwechsel ermittelten Trajektorie führen würden.
Des Weiteren ist durch diese Integration der Bedieneinheit in den Fahrtrichtungsgeber bzw. durch die Kopplung der Bedieneinheit mit dem Fahrtrichtungsgeber und vorzugsweise durch zumindest eine Anzeigeeinheit zur Anzeige eines aktuellen Betriebszustandes der Fahrspurwechselunterstützung und/oder von Warnsignalen eine hohe Transparenz über den aktuellen Betriebszustand der Fahrspurwechselunterstützung sichergestellt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
1 schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Fahrspurwechselunterstützung,
2 schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Fahrspurwechsels ohne weitere Verkehrsteilnehmer,
3A bis 3E schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Fahrspurwechsels mit einem vorausfahrenden Verkehrteilnehmer auf einer Momentanfahrspur,
4A bis 4D schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Fahrspurwechsels mit einem vorausfahrenden Verkehrteilnehmer auf einer Momentanfahrspur und einem vorausfahrenden Verkehrsteilnehmer auf einer Zielfahrspur,
5A bis 5C schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Fahrspurwechsels mit einem vorausfahrenden Verkehrteilnehmer auf einer Momentanfahrspur und einem vorausfahrenden Verkehrsteilnehmer auf einer Zielfahrspur,
6A bis 6C schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Fahrspurwechsels mit einem vorausfahrenden Verkehrteilnehmer auf einer Momentanfahrspur und einem vorausfahrenden sowie einem nachfolgenden Verkehrsteilnehmer auf einer Zielfahrspur,
7 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Bedieneinheit zum fahrerseitigen Auslösen eines Fahrspurwechsels,
8 schematisch ein Ausführungsbeispiel von Anzeigeeinheiten,
9 schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel einer Bedieneinheit zum fahrerseitigen Auslösen eines Fahrspurwechsels, und
10 schematisch ein drittes Ausführungsbeispiel einer Bedieneinheit zum fahrerseitigen Auslösen eines Fahrspurwechsels.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Fahrspurwechselunterstützungsvorrichtung V zur Durchführung eines Verfahrens zur Fahrspurwechselunterstützung, d. h. zur Unterstützung eines Fahrers eines Fahrzeugs E bei einem Fahrspurwechsel von einer Momentanfahrspur M auf eine benachbarte Zielfahrspur Z. Ausführungsbeispiele des Verfahrens sind in den 2 bis 6 dargestellt. Ausführungsbeispiele einer Vorrichtung zur Bedienung der Fahrspurwechselunterstützung, d. h. zur Bedienung der Fahrspurwechselunterstützungsvorrichtung V und/oder zur Bedienung, d. h. zur Beeinflussung bzw. Steuerung und/oder Regelung des Verfahrens zur Fahrspurwechselunterstützung, sind in den 7 bis 10 dargestellt.
Die Fahrspurwechselunterstützungsvorrichtung V umfasst eine Lagebestimmungseinheit 1 zur Erfassung der relativen Lage des Fahrzeugs E auf einer Fahrbahn. Die Lagebestimmungseinheit 1 weist beispielsweise eine oder mehrere Bilderfassungseinheiten, zum Beispiel in Form von Mono- oder Stereokameras, und eine Bildverarbeitungseinheit zur Ermittlung von Fahrbahnmarkierungen auf.
Des Weiteren umfasst die Fahrspurwechselunterstützungsvorrichtung V eine Umgebungserfassungseinheit 2 zur Erfassung einer Umgebung des Fahrzeugs E mittels Radar, Lidar, Ultraschall, Mikrowellen und/oder einer oder mehrerer Bilderfassungseinheiten. Weiterhin weist die Fahrspurwechselunterstützungsvorrichtung V eine Objekterkennungseinheit 3 auf, welche zum Beispiel basierend auf Radar, Lidar, Ultraschall, Mikrowellen und/oder einer oder mehrerer Bilderfassungseinheiten, insbesondere Stereokameras und einer nachgeschalteten Auswerteeinheit, bevorzugt unter Durchführung einer Sensordatenfusion, mindestens longitudinale und laterale Positionen von das Fahrzeug E umgebenden Verkehrsteilnehmern, insbesondere anderen Fahrzeugen auf benachbarten Fahrspuren bzw. Gegenfahrspuren relativ zum eigenen Fahrzeug E und/oder zur Momentanfahrspur M des eigenen Fahrzeugs E bestimmt. In vorteilhafter Ausführung erfolgt zusätzlich eine Ermittlung longitudinaler und lateraler Relativgeschwindigkeiten und Relativbeschleunigungen der das Fahrzeug E umgebenden Verkehrsteilnehmer relativ zum eigenen Fahrzeug E und/oder zur Momentanfahrspur M des eigenen Fahrzeugs E.
Zudem umfasst die Fahrspurwechselunterstützungsvorrichtung V eine Fahrzustandserkennungseinheit 4, welche einen Ist-Fahrzustand des Fahrzeugs E, bestehend aus den Größen Fahrgeschwindigkeit vE, Beschleunigung, Querbeschleunigung, Quergeschwindigkeit und Giergeschwindigkeit sowie Lenkwinkel ermittelt. Des Weiteren umfasst die Fahrspurwechselunterstützungsvorrichtung V eine Längs- und Querregelungseinheit 5, welche einen Abstandsregeltempomaten sowie eine Querführungseinrichtung beinhaltet und aufgrund von Fahrspurpositionsdaten Ze der Lagebestimmungseinheit 1, Umgebungsdaten Zu der Umgebungserfassungseinheit 2, Objektpositions- und -zustandsdaten Zo der Objekterkennungseinheit 3 und Fahrzustandsdaten Zf der Fahrzustandserkennungseinheit 4 einen Fahrerwunsch für einen Fahrspurwechsel erfasst und dann einen automatisierten Übergang in eine geeignete Fahrspurwechsel-Ausgangsposition durchführt, Bewegungsbahnen der anderen Verkehrsteilnehmer prädiziert, eine aktuelle Fahrsituation bewertet und entscheidet, ob in der aktuellen Fahrsituation ein Fahrspurwechsel zugelassen wird oder nicht, den Fahrer über eine Bedien- und Anzeigeeinheit 6 informiert und abhängig von einer gewählten Spurwechselunterstützungsbetriebsart den Fahrer unterstützt und Antriebsstellsignale Ua an eine Antriebsansteuerungseinheit 7 zum Eingriff in einen Antriebsstrang, d. h. in einen Motor und/oder in ein Getriebe des Fahrzeugs E, Bremsstellsignale Ub an eine Bremsansteuerungseinheit 8 zum Eingriff in eine Bremsvorrichtung des Fahrzeugs E und Lenkstellsignale Ul an eine Lenkansteuerungseinheit 9 zum Eingriff in eine Lenkvorrichtung des Fahrzeugs E ausgibt. Über die Bedien- und Anzeigeeinheit 6 sind Informationen über das Erreichen der Fahrspurwechsel-Ausgangsposition für den eigentlichen Fahrspurwechsel ausgebbar bzw. es ist anzeigbar, ob ein Fahrspurwechsel zugelassen wird oder nicht. Des Weiteren ist eine Bestätigungsaufforderung an den Fahrer für einen kommandierten automatisierten Fahrspurwechsel ausgebbar. Die Bedien- und Anzeigeeinheit 6 bildet die in den 7 bis 10 dargestellte Vorrichtung zur Bedienung der Fahrspurwechselunterstützung oder ist deren Bestandteil.
2 zeigt ein Beispiel für die Durchführung des Verfahrens ohne weitere Verkehrteilnehmer, insbesondere ohne ein in den folgenden Figuren dargestelltes erstes vorausfahrendes Fahrzeug F1 in der Momentanfahrspur M und ohne die in den folgenden Figuren dargestellten Fahrzeuge F2, F3 in der Zielfahrspur Z. Insbesondere befinden sich in einem in den nachfolgenden Figuren dargestellten Vorraum VR bzw. in einem Nebenraum NR und einem Rückraum RR keine den Fahrspurwechsel in die Zielfahrspur Z beeinträchtigenden anderen Verkehrsteilnehmer einschließlich eventueller Gegenverkehrsfahrzeuge. Das eigene Fahrzeug E wird mittels eines Abstandsregeltempomaten auf die vom Fahrer über einen Tempomathebel als Wunsch- bzw. Setz-Geschwindigkeit vorgegebene Fahrgeschwindigkeit vE längsdynamisch eingeregelt.
Nach Erkennung eines Fahrerwunsches für einen Fahrspurwechsel in die benachbarte Zielfahrspur Z, welche zweckmäßigerweise durch eine Bedieneinheit zum fahrerseitigen Auslösen eines Fahrspurwechsels erfolgt, welche mit einem Fahrtrichtungsgeber FG gekoppelt oder in diese integriert ist, erfolgt in einem ersten Verfahrensschritt, d. h. in einem Spurwechsel-Vorbereitungsschritt, eine Fahrerunterstützung in Form eines automatisierten Übergangs in eine geeignete Fahrspurwechsel-Ausgangsposition, in welcher das Fahrzeug E einen vorgegebenen Ausgangsposition-Querabstand yA zur Zielfahrspur Z aufweist. Hierzu wird zu einem Anfangszeitpunkt der Erkennung des Fahrerwunsches für den Fahrspurwechsel, im hier dargestellten Beispiel mit einer vom Fahrer vorgegebenen Zielfahrspur Z, die links neben der Momentanfahrspur M angeordnet ist, ein linker Querabstand als Querabstand yZ von einer Fahrzeugaussenkante zu einer Grenze der Momentanfahrspur M genommen. Ist die Zielfahrspur Z rechts der Momentanfahrspur M angeordnet, wird entsprechend ein rechter Querabstand als Querabstand yZ von einer Fahrzeugaussenkante zu einer Grenze der Momentanfahrspur M genommen.
Im ersten Verfahrensschritt erfolgt nun ein automatisierter Quer-Übergang mit Hilfe einer Ausgangsposition-Trajektorie AT ausgehend vom Querabstand yZ zur Fahrspurgrenze des eigenen Fahrzeugs E in Richtung Zielfahrspur Z hin zum Ausgangsposition-Querabstand yA für den eigentlichen Fahrspurwechsel in die Zielfahrspur Z. Entsprechend einer vom Fahrer einstellbaren maximalen Querbeschleunigung aymax ergibt sich unter Verwendung eines eine Bahnform bestimmenden Bewertungsfaktors k eine Trajektorienzeit bzw. Ausgangsposition-Übergangszeit TAT für die Ausgangsposition-Trajektorie AT, welche von dem Querabstand yZ und von dem zu erreichenden Ausgangsposition-Querabstand yA abhängig ist:
Vorteilhafterweise kann zur Erhöhung der Sicherheit eine Sicherheitslinie MS auf der Momentanfahrspur M mit einem Sicherheitsquerabstand ysav zur Zielfahrspurgrenze festgelegt werden, welche nicht überschritten werden darf und daher bei der Bestimmung und Festlegung des Ausgangsposition-Querabstandes yA berücksichtigt werden muss. Nach Erreichen der geeigneten Fahrspurwechsel-Ausgangsposition erfolgt eine Fahrerinformation bzw. Fahreraufforderung und in einem zweiten Verfahrensschritt, d. h. in einem Spurwechsel-Durchführungsschritt erfolgt abhängig von der ausgewählten Spurwechselunterstützungsbetriebsart manueller Spurwechsel oder kommandierter automatisierter Spurwechsel entweder eine haptische Unterstützung bei der manuellen Durchführung des Fahrspurwechsels oder ein automatisierter Fahrspurwechsel, sofern der Fahrer nach entsprechender Information und Fahreraufforderung durch zusätzliche Bedieneingabe den automatisierten Spurwechsel bestätigt. In beiden Spurwechselunterstützungsbetriebsarten werden hierzu Soll-Lateralpositionen für einen Quer-Übergang mit Hilfe einer als Spurwechsel-Trajektorie SWT bezeichneten zweiten Trajektorie bestimmt.
Für den der Spurwechsel-Trajektorie SWT zugrunde liegenden Fahrspurwechsel ergibt sich eine Spurwechsel-Übergangszeit TSW, welche von der ggf. vom Fahrer einstellbaren maximalen Querbeschleunigung aymax, dem zu bestimmenden Ausgangsposition-Querabstand yA, einer Fahrzeugbreite BE des eigenen Fahrzeugs E sowie einer Zielfahrspurbreite BZ abhängig ist. Daraus ergibt sich eine in der Spurwechsel-Übergangszeit TSW durchfahrene longitudinale Übergangslänge oder Längsübergangslänge XSW und eine laterale Übergangslänge, d. h. ein Spurwechselquerversatz YSW.
Die Längsübergangslänge XSW ist davon abhängig, mit welcher Fahrgeschwindigkeit vE der Fahrspurwechsel durchgeführt wird. Für den Spurwechselquerversatz YSW ergibt sich mit dem die Bahnform bestimmenden Bewertungsfaktor k die Spurwechsel-Übergangszeit TSW zu:
Wird als Spurwechselquerversatz YSW eine Zielfahrspurmitte genommen, so ergibt sich die Spurwechsel-Übergangszeit TSW zu:
Ziel des Verfahrens mit dem Zweitschritt-Ansatz ist es, den eigentlichen Fahrspurwechsel in möglichst kurzer Zeit durchzuführen. Beim Befahren von Straßen mit Fahrspuren in nur einer Richtung, zum Beispiel Autobahnen, ist dies besonders vorteilhaft in Fahrsituationen, in denen aufgrund der Zielfahrspurbelegung nur enge Lücken, d. h. nur kleine Längsabstände zweier hintereinander fahrender anderer Verkehrsteilnehmer auf der Zielfahrspur Z für einen Fahrspurwechsel vorhanden sind oder in Fahrsituationen, in denen auf der Zielfahrspur Z sich andere Verkehrsteilnehmer mit hoher Differenzgeschwindigkeit zum eigenen Fahrzeug E von hinten annähern.
Auch bei einem Fahrspurwechsel auf Straßen mit Fahrspuren in zwei Richtungen, zum Beispiel Landstraßen, mit dem Ziel, einen vorausfahrenden Verkehrsteilnehmer zu überholen, ist ein Fahrspurwechsel in möglicht kurzer Zeit wünschenswert. Daher ist es vorteilhaft, den Ausgangsposition-Querabstand yA vom Typ der Straße, beispielsweise Autobahn oder Landstraße, und/oder von einer Fahrspurkrümmung abhängig zu machen. Insbesondere bei Fahrspurwechseln auf Landstraßen kann durch Verringern des Ausgangsposition-Querabstandes yA die Sicht auf potentiellen Gegenverkehr in der Zielfahrspur Z verbessert und des Weiteren die benötigte Spurwechsel-Übergangszeit TSW für den Fahrspurwechsel verringert werden. Auch bei einem Fahrspurwechsel auf eine Zielfahrspur Z, welche sich von der eigenen Momentanfahrspur M aus betrachtet auf einer Kurvenaußenseite befindet, kann das Verringern des Ausgangsposition-Querabstandes yA die Sicht hinein in die Zielfahrspur Z und damit die Erfassung von anderen Verkehrsteilnehmern verbessern.
Die 3A bis 3E zeigen Ausführungsbeispiele für eine Fahrsituation auf einer mehrspurigen Fahrbahn in eine Fahrtrichtung, bei der in der Momentanfahrspur M zusätzlich zum eigenen Fahrzeug E ein erstes vorausfahrendes Fahrzeug F1 vorhanden ist. In 3A ist die Zielfahrspur Z in Relation zur Position des eigenen Fahrzeugs E auf der Momentanfahrspur M in die örtlichen Bereiche Rückraum RR, Nebenraum NR und Vorausraum VR eingeteilt, welche sich mit der Fahrgeschwindigkeit vE des eigenen Fahrzeugs E mitbewegen.
Des Weiteren ist in 3A eine Fahrsituation zum Zeitpunkt der Erkennung des Fahrerwunsches für den Fahrspurwechsel dargestellt. In dieser Situation befindet sich vor dem eigenen Fahrzeug E das erste vorausfahrende Fahrzeug F1 mit einer Fahrgeschwindigkeit in einem Längszeitabstand bzw. Längsabstand, welcher größer als ein für den Fahrspurwechsel und für ein sicheres Hinterherfahren erforderlicher, von der Fahrgeschwindigkeit vE des eigenen Fahrzeugs E abhängiger Mindestlängszeitabstand bzw. Mindestlängsabstand ist. Im Folgenden wird der Mindestlängszeitabstand zum jeweils relevanten vorausfahrenden Fahrzeug als relevanter Mindestvorabstand xvmin bezeichnet. In der dargestellten Fahrsituation ist die eigene Fahrgeschwindigkeit vE zum Zeitpunkt der Erkennung des Fahrerwunsches für den Fahrspurwechsel größer als die Fahrgeschwindigkeit des ersten vorausfahrenden Fahrzeugs F1 in der Momentanfahrspur M. Das eigene Fahrzeug E nähert sich mit einer negativen Relativgeschwindigkeit dem ersten vorausfahrenden Fahrzeug F1 an.
Prinzipiell wird nach Erkennung des Fahrerwunsches für den Fahrspurwechsel bis zum Ende oder Abbruch des Fahrspurwechsels von den auf der Zielfahrspur Z oder auf der Momentanfahrspur M vorhandenen Verkehrsteilnehmern das jenige vorausfahrende Fahrzeug als relevantes Fahrzeug für eine Abstandsregelung ausgewählt, welches den geringsten Längszeitabstand zum eigenen Fahrzeug E besitzt. Da in dieser Fahrsituation das erste vorausfahrende Fahrzeug F1 in der Momentanfahrspur M der einzige weitere Verkehrsteilnehmer ist, ist dieses zugleich für die Abstandsregelung das relevante Fahrzeug.
In 3B ist die Situation nach dem ersten Verfahrensschritt, d. h. nach dem Spurwechsel-Vorbereitungsschritt dargestellt, d. h. nach dem also ein automatisierter Quer-Übergang mit Hilfe der Ausgangsposition-Trajektorie AT ausgehend vom Querabstand yZ zur Momentanfahrspurgrenze des eigenen Fahrzeugs E in Richtung Zielfahrspur Z hin zu einem Ausgangsposition-Querabstand yA erfolgt ist. Da sich auf der Zielfahrspur Z keine weitere den Fahrspurwechsel beeinflussenden Verkehrsteilnehmer befinden, kann der Fahrer ab diesem Zeitpunkt nun abhängig von der ausgewählten Spurwechselunterstützungsbetriebsart einen manuellen Spurwechsel durchführen bzw. einen kommandierten, automatisierten Spurwechsel auslösen.
3C zeigt eine Situation, bei der der Fahrer den Fahrspurwechsel zu einem Zeitpunkt durchführt, bevor das eigene Fahrzeug E den relevanten Mindestvorabstand xvmin zum ersten vorausfahrenden Fahrzeug F1 erreicht hat. In diesem Fall ist die Fahrgeschwindigkeit vE des eigenen Fahrzeugs E trotz der Geschwindigkeitsanpassung durch die Abstandregelung noch größer als die Fahrgeschwindigkeit des ersten vorausfahrenden Fahrzeugs F1. Der Ausgangslängszeitabstand sowie die Ausgangsgeschwindigkeit für den Fahrspurwechsel werden vom Fahrer in der Spurwechselunterstützungsbetriebsart manueller Spurwechsel durch den Zeitpunkt der manuellen Durchführung bzw. in der Spurwechselunterstützungsbetriebsart kommandierter, automatisierter Spurwechsel durch den Zeitpunkt der Auslösung des kommandierten automatisierten Spurwechsels bestimmt.
3D zeigt eine Situation des stationären Hinterherfahrens in einem Mindestabstand, die dadurch entstanden ist, dass der Fahrer bis zum Zeitpunkt, bei dem der relevante Mindestvorabstand xvmin erreicht wurde, den Fahrspurwechsel nicht durchgeführt bzw. ausgelöst hat. Solange beim stationären Hinterherfahren die Zielfahrspur Z frei bleibt, kann der Fahrer einen Fahrspurwechsel durchführen bzw. auslösen. Als Ausgangslängszeitabstand bzw. Ausgangsgeschwindigkeit ergibt sich dann der aktuelle relevante Mindestvorabstand xvmin bzw. die aktuelle Fahrgeschwindigkeit des relevanten ersten vorausfahrenden Fahrzeugs F1 zum Zeitpunkt der Durchführung bzw. Auslösung des Fahrspurwechsels.
3E zeigt die Situation nach dem stationären Hinterherfahren zu einem Zeitpunkt des stationären Hinterherfahrens, bei dem der Fahrspurwechsel gerade beendet ist. Bis zu diesem Zeitpunk ist das erste vorausfahrende Fahrzeug F1 für die Abstandsregelung das relevante Fahrzeug. Ab diesem Zeitpunk ist der Fahrspurwechsel beendet und der Abstandsregel-Tempomat regelt die vom Fahrer über den Tempomathebel vorgegebene Wunsch- bzw. Setz-Geschwindigkeit ein.
Der für den Fahrspurwechsel und für ein sicheres Hinterherfahren erforderliche, von der Fahrgeschwindigkeit vE des eigenen Fahrzeugs E abhängige relevante Mindestvorabstand xvmin kann kleiner als der bei Abstandsregeltempomaten üblicherweise für den Normalbetrieb eingestellte Längsabstand sein. Diese temporäre Verringerung des Längszeitabstandes ist insbesondere bei dichtem Verkehr vorteilhaft, wenn beim stationären Hinterherfahren eine Lücke auf der Zielfahrspur Z für den Fahrspurwechsel gefunden werden soll. Wenn erkannt wird, dass der Fahrer seinen Fahrspurwechsel-Wunsch zurücknimmt d. h. den Fahrspurwechsel abbricht, oder aber der Fahrspurwechsel beendet ist, erfolgt ein Übergang vom relevanten Mindestvorabstand xvmin zurück zum ursprünglichen Längsabstand.
Die 4A bis 4D zeigen Ausführungsbeispiele mit einer mehrspurigen Fahrbahn in einer Richtung für eine Fahrsituation, bei der zusätzlich zum ersten vorausfahrenden Fahrzeug F1 auf der Momentanfahrspur M auf der Zielfahrspur Z ein zweites vorausfahrendes Fahrzeug F2 vorhanden ist. In der dargestellten Fahrsituation in 4A ist die eigene Fahrgeschwindigkeit vE zum Zeitpunkt der Erkennung des Fahrerwunsches für den Fahrspurwechsel größer als die mit annähernd gleicher Fahrgeschwindigkeit vorausfahrenden Fahrzeuge F1, F2. Das eigene Fahrzeug E nähert sich somit an die beiden vorausfahrenden Fahrzeuge F1, F2 von hinten an.
Da der Längszeitabstand zum zweiten vorausfahrenden Fahrzeug F2 auf der Zielfahrspur Z geringer als der Längszeitabstand zum ersten vorausfahrenden Fahrzeug F1 auf der Momentanfahrspur M ist, wird das zweite vorausfahrende Fahrzeug F2 in der Zielfahrspur Z das für die Abstandsregelung relevante Fahrzeug. Da sich verkehrsbedingt auch nach Beginn des zweiten Verfahrensschrittes, d. h. des Spurwechsel-Vorbereitungsschrittes, die Fahrgeschwindigkeiten der beiden vorausfahrenden Fahrzeuge F1, F2 sowie die Längszeitabstände zu diesen verändern können, erfolgt, solange der Fahrspurwechsel noch nicht beendet ist oder abgebrochen wird, eine Überprüfung hinsichtlich des für die Abstandsregelung jeweils relevanten Fahrzeugs.
Es wird stets dasjenige der vorausfahrenden Fahrzeuge F1, F2 auf der Momentanfahrspur M und auf der Zielfahrspur Z als relevantes Fahrzeug für die Abstandsregelung ausgewählt, welches den geringsten Längszeitabstand zum eigenen Fahrzeug E besitzt. Vorteilhafterweise wird also jeweils auf den kleineren der beiden Längszeitabstände, d. h. auf das Minimum der beiden Längszeitabstände abstandsgeregelt.
4B zeigt eine Situation, bei der der Fahrer den Fahrspurwechsel zu einem Zeitpunkt durchführt, bevor das eigene Fahrzeug E den relevanten Mindestvorabstand xvmin zum hier relevanten zweiten vorausfahrenden Fahrzeug F2 in der Zielfahrspur Z erreicht hat.
4C zeigt eine Situation des stationären Hinterherfahrens im relevanten Mindestvorabstand xvmin hinter dem hier relevanten zweiten vorausfahrenden Fahrzeug F2, die dadurch entstanden ist, dass der Fahrer bis zum Zeitpunkt, bei dem der relevante Mindestvorabstand xvmin erreicht wurde, den Fahrspurwechsel nicht durchgeführt bzw. ausgelöst hat. Solange beim stationären Hinterherfahren die Zielfahrspur Z, insbesondere der für den Fahrspurwechsel benötigte Nebenraum NR und Vorraum VR, frei bleibt, kann der Fahrer einen Fahrspurwechsel durchführen bzw. auslösen. Als Ausgangslängszeitabstand bzw. als Ausgangsgeschwindigkeit ergibt sich dann der aktuelle relevante Mindestvorabstand xvmin zum für die Abstandsregelung relevanten Fahrzeug bzw. die Fahrgeschwindigkeit des für die Abstandsregelung relevanten Fahrzeugs.
4D zeigt die Situation nach dem stationären Hinterherfahren zum Zeitpunkt, bei dem der Fahrspurwechsel gerade beendet ist. Ab diesem Zeitpunk erfolgt ein Übergang vom relevanten Mindestvorabstand xvmin zurück zum ursprünglichen Längsabstand. Die 5A bis 5C zeigen weitere Ausführungsbeispiele mit einer mehrspurigen Fahrbahn in einer Richtung für eine Fahrsituation, bei der wiederum auf der Momentanfahrspur M ein erstes vorausfahrendes Fahrzeug F1 und auf der Zielfahrspur Z ein zweites vorausfahrendes Fahrzeug F2 vorhanden ist. Zum Zeitpunkt der Erkennung des Fahrerwunsches für den Fahrspurwechsel ist die eigene Fahrgeschwindigkeit vE wiederum größer als die mit annähernd gleicher Fahrgeschwindigkeit vorausfahrenden Fahrzeuge F1, F2. Das eigene Fahrzeug E nähert sich an die beiden vorausfahrenden Fahrzeuge F1, F2 von hinten an. Da der Längszeitabstand zum zweiten vorausfahrenden Fahrzeug F2 auf der Zielfahrspur Z geringer als der Längszeitabstand zum ersten vorausfahrenden Fahrzeug F1 auf der Momentanfahrspur M ist, wird wiederum das zweite vorausfahrende Fahrzeug F2 in der Zielfahrspur Z das für die Abstandsregelung relevante Fahrzeug.
In der in 5A dargestellten Fahrsituation ist im Unterschied zu der in 4A dargestellten Fahrsituation zum Zeitpunkt der Erkennung des Spurwechselwunsches der Längszeitabstand zum zweiten vorausfahrenden Fahrzeug F2 auf der Zielfahrspur Z bereits geringer als der für den Fahrspurwechsel und für ein sicheres Hinterherfahren erforderliche relevante Mindestvorabstand xvmin. Daher erfolgt im ersten Verfahrensschritt, d. h. im Spurwechsel-Vorbereitungsschritt, sowohl ein automatisierter Übergang in eine geeignete Ausgangsquerposition yA als auch eine Anpassung des Längsabstand und der Längsgeschwindigkeit an das hier relevante zweite vorausfahrende Fahrzeug F2 auf der Zielfahrspur Z.
5B zeigt die Fahrsituation, nachdem der erste Verfahrensschritt, d. h. der Spurwechsel-Vorbereitungsschritt erfolgt ist. Die Ausgangsquerposition yA ist erreicht. Zusätzlich hat sich das eigene Fahrzeug E mit Hilfe der Abstandregelung auf den relevanten Mindestvorabstand xvmin zum zweiten vorausfahrenden Fahrzeug F2 auf der Zielfahrspur Z zurückfallen lassen. Als Ausgangslängszeitabstand bzw. Ausgangsgeschwindigkeit ergibt sich dann der aktuelle relevante Mindestvorabstand xvmin zum hier relevanten zweiten vorausfahrenden Fahrzeug F2 bzw. die aktuelle Fahrgeschwindigkeit des hier relevanten zweiten vorausfahrenden Fahrzeugs F2 zum Zeitpunkt der Durchführung bzw. Auslösung des Fahrspurwechsels.
5C zeigt die Fahrsituation, nachdem der zweite Verfahrensschritt, d. h. der Spurwechsel-Durchführungsschritt erfolgt ist. Da in dieser Fahrsituation das hier relevante zweite vorausfahrende Fahrzeug F2 auf der Zielfahrspur Z während des Fahrspurwechsels seine Fahrgeschwindigkeit erhöht hat, folgt das eigene Fahrzeug E zunächst mit einem vergrößerten relevanten Mindestvorabstand xvmin. Nachdem der Fahrspurwechsel beendet ist, erfolgt ein Übergang auf den für den Abstandregelnormalbetrieb vorgesehenen Längszeitabstand.
Die 6A bis 6C zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einer Fahrsituation, bei der wiederum auf der Momentanfahrspur M ein erstes vorausfahrendes Fahrzeug F1 und auf der Zielfahrspur Z ein zweites vorausfahrendes Fahrzeug F2 vorhanden ist. Zusätzlich nähert sich von hinten auf der Zielfahrspur Z ein nachfolgendes Fahrzeug F3 an.
6A zeigt die Fahrsituation zum Zeitpunkt der Erkennung des Fahrerwunsches für den Fahrspurwechsel. Zu diesem Zeitpunkt ist die eigene Fahrgeschwindigkeit vE wiederum größer als die mit annähernd gleicher Fahrgeschwindigkeit vorausfahrenden Fahrzeuge F1, F2.
Während sich das eigene Fahrzeug E den beiden vorausfahrenden Fahrzeugen F1, F2 nähert, nähert sich gleichzeitig von hinten das nachfolgende Fahrzeug F3 mit einer Fahrgeschwindigkeit v3, welche größer als die eigene Fahrgeschwindigkeit vE ist. Da der Längszeitabstand zum zweiten vorausfahrenden Fahrzeug F2 auf der Zielfahrspur Z geringer als der Längszeitabstand zum ersten vorausfahrenden Fahrzeug F1 auf der Momentanfahrspur M ist, wird wiederum das zweite vorausfahrende Fahrzeug F2 in der Zielfahrspur Z das für die Abstandsregelung relevante Fahrzeug.
6B zeigt die Fahrsituation zum Zeitpunkt, nachdem der erste Verfahrensschritt, d. h. der Spurwechsel-Vorbereitungsschritt bereits erfolgt ist, die Ausgangsposition-Querabstand yA erreicht ist und das eigene Fahrzeug E den relevanten Mindestvorabstand xvmin zum relevanten zweiten vorausfahrenden Fahrzeug F2 auf der Zielfahrspur Z noch nicht erreicht hat. Das auf der Zielfahrspur Z von hinten sich annähernde nachfolgende Fahrzeug F3 ist jedoch noch soweit entfernt, dass ein Fahrspurwechsel zugelassen werden kann.
6C zeigt die Situation zum Zeitpunkt, bei dem der Fahrspurwechsel gerade beendet ist. Ab diesem Zeitpunk erfolgt ein Übergang vom relevanten Mindestvorabstand xvmin zurück zum ursprünglichen Längsabstand.
Zusammenfassend gilt für das Verfahren:
Damit zu einem Zeitpunkt nach Beendigung des ersten Verfahrensschrittes, d. h. des Spurwechsel-Vorbereitungsschrittes, ein Fahrspurwechsel zugelassen werden kann, müssen für die Freigabe des Fahrspurwechsels wenigstens die folgenden Anforderungen erfüllt sein:

– Auf der Zielfahrspur Z befindet sich im Nebenraum NR kein Objekt bzw. Verkehrsteilnehmer.
– Der Abstand zum jeweils relevanten vorausfahrenden Fahrzeug ist größer oder gleich dem für einen sicheren Fahrspurwechsel erforderlichen relevanten Mindestvorabstand xvmin.
– Der Abstand zu einem von hinten auf der Zielfahrspur sich nähernden folgenden Fahrzeug F3 ist größer als ein von der Relativgeschwindigkeit und von einer Gesamtdauer TSWG des Fahrspurwechsels abhängiger Mindestanfangsabstand x3Amin.

Die resultierende Gesamtdauer TSWG lässt sich aus der Summe der Spurwechsel-Übergangszeit TSW und einer Reaktionszeit bilden. In der Betriebsart manueller Spurwechsel wird als Reaktionszeit eine mittlere Fahrer-Reaktionszeit fürs Lenken und in der Betriebsart kommandierter automatisierter Spurwechsel wird als Reaktionszeit eine mittlere Fahrer-Bestätigungseingabezeit verwendet.
Für einen sicheren Fahrspurwechsel sind vor allem bei dynamischem Verkehr zusätzlich zu den Differenz- bzw. Relativgeschwindigkeiten auch die Differenz- bzw. Relativbeschleunigungen der Fahrzeuge F1, F2, F3 zum eigenen Fahrzeug E zu berücksichtigen und in die erforderliche Prädiktion der Bewegungsbahnen, d. h. der Trajektorien mit einzubeziehen. Insbesondere ist sicherzustellen, dass, wenn sich ein nachfolgendes Fahrzeug F3 auf der Zielfahrspur mit hoher Differenzgeschwindigkeit zum eigenen Fahrzeug E von hinten annähert, der Mindestanfangsabstand x3Amin zu Beginn des zweiten Verfahrensschrittes, d. h. des Spurwechsel-Durchführungsschrittes nicht unterschritten ist.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens sieht für den Mindestanfangsabstand x3Amin folgende Bedingung vor: x3Amin > (ν3 – νE)·TSWG – 0,5·z·TSWG² + xrmin [14] wobei z eine längsdynamische, dem Fahrer im sich annähernden nachfolgenden Fahrzeug F3 zumutbare Verzögerung, zum Beispiel einer vom Motorschleppmoment erzeugten Verzögerung, und xrmin ein relevanter Mindestrückabstand vom jeweils relevanten nachfolgenden Fahrzeug F3 zum eigenen Fahrzeug E darstellen.
Der relevante Mindestrückabstand xrmin bzw. ein Mindestzeitabstand wird in vorteilhafter Weise von der Differenz der Fahrgeschwindwindigkeit v3 des relevanten nachfolgenden Fahrzeugs F3 auf der Zielfahrspur Z und der eigenen Fahrgeschwindwindigkeit vE, d. h. aus der sich daraus ergebenden Differenzgeschwindigkeit oder Relativgeschwindigkeit abhängig gemacht. Vorteilhaft werden aus Sicherheitsgründen nur dann Fahrspurwechsel zugelassen, wenn bei Annäherung die Relativgeschwindigkeit kleiner als ein Maximalwert vr3max ist. Für den relevanten Mindestrückabstand xrmin ergibt sich: xrmin = x3rest + (νE + νr3max)·TSWG [5] wobei x3rest einen Restabstand darstellt, der sich einstellt, wenn das eigene Fahrzeug E und das relevante nachfolgende Fahrzeug F3 zum Stillstand gekommen sind.
Der erforderliche Mindestanfangsabstand x3Amin zu einem von hinten sich nähernden nachfolgenden Fahrzeug F3 hängt bei dem hier vorgestellten Verfahren von der für den Fahrspurwechsel benötigten Gesamtdauer TSWG des Fahrspurwechsels und damit von der für den Fahrspurwechsel maximal zugelassenen, die Fahrzeugquerdynamik beschreibenden Größen maximale Querbeschleunigung aymax und Giergeschwindigkeit ab.
Eine weitere, besonders vorteilhafte Ausführungsform berücksichtigt Fahrsituationen bei dichtem Verkehr, bei denen sich die Fahrzeuge auf der Zielspur Z näherungsweise homogen mit einer Zielspurgeschwindigkeit vhz und die Fahrzeuge auf der Momentanspur M näherungsweise homogen mit einer Momentanspurgeschwindigkeit vhm bewegen, wobei die Zielspurgeschwindigkeit vhz größer als die Momentanspurgeschwindigkeit ist. Insbesondere für Fahrsituationen, in denen eine sich zwischen der Zielspur Z und Momentanspur M ergebende Relativspurgeschwindigkeit vrel_spur = vhz – vhm merklich größer als eine Mindestrelativspurgeschwindigkeit ist, kann im Spurwechsel-Vorbereitungsschritt der Ausgangslängszeitabstand vergrößert werden, um für den im Spurwechsel-Durchführungsschritt erforderlichen Längsbeschleunigungsvorgang zur Anpassung der eigenen Fahrgeschwindigkeit an die höhere Zielspurgeschwindigkeit genügend Abstand zum relevanten Vorausfahrzeug in der Momentanspur zu haben. Der relevante Mindestvorabstand xvmin zum vorausfahrenden Fahrzeug F1 auf der Momentanspur M, auf den sich das eigene Fahrzeug E zurückfallen lässt, berücksichtigt einen für den erforderlichen Längsbeschleunigungsvorgang zusätzlichen Längszeitabstand Txb. Dieser zusätzliche Längszeitabstand Txb ergibt sich aus der Relativspurgeschwindigkeit vrel_spur und einer während des Spurwechsel-Durchführungsschrittes maximal zugelassenen Längsbeschleunigung axmax zu:
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Verfahren als ein Zweischritt-Verfahren ausgebildet ist und bevorzugt in Fahrzeugen E durchführbar ist, welche eine Querassistenz, zum Beispiel ein Fahrspurhaltesystem, und bevorzugt auch eine Längsassistenz, zum Beispiel einen Abstandsregeltempomaten aufweisen. Nach Erkennung eines Fahrerwunsches für einen Fahrspurwechsel, zweckmäßigerweise durch Aktivieren der Bedieneinheit zum fahrerseitigen Auslösen eines Fahrspurwechsels, welche mit dem Fahrtrichtungsgeber FG gekoppelt oder in diesen integriert ist, erfolgt im ersten Verfahrensschritt eine Unterstützung in Form eines automatisierten Übergangs in eine geeignete Fahrspurwechsel-Ausgangsposition, d. h. Querposition, mit einem Ausgangsposition-Querabstand yA zur Zielfahrspur Z innerhalb der eigenen Momentanfahrspur M sowie ggf. eine Anpassung des Längsabstandes und der Längsgeschwindigkeit an das in der Momentanfahrspur M oder in der Zielfahrspur Z jeweils relevante vorausfahrende Fahrzeug F1, F2.
Der Ausgangsposition-Querabstand yA ist von dem Straßentyp, zum Beispiel autobahnähnliche Straße oder Landsstraße, und/oder der Fahrspurkrümmung und/oder von der Fahrspurbreite der Momentanfahrspur M abhängig. Bei Vorhandensein eines in der Momentanfahrspur M vorausfahrenden Fahrzeugs F1 ist der Ausgangsposition-Querabstand yA zusätzlich von der Querposition und/oder Breite des vorausfahrenden Fahrzeugs F1 abhängig. Die automatisierte querdynamische Positionierung hin zur Zielfahrspurgrenze auf den Ausgangsposition-Querabstand yA und die automatisierte längsdynamische Anpassung, d. h. das Längspositionieren durch Aufschließen bzw. Entfernen zum in der Momentanfahrspur M oder Zielfahrspur Z vorausfahrenden relevanten Fahrzeug auf den Längszeitabstand und die Längsgeschwindigkeit kann entweder zeitlich parallel oder zeitlich sequentiell erfolgen.
Nach Erreichen der geeigneten Fahrspurwechsel-Ausgangsposition, d. h. des Ausgangsposition-Querabstandes yA sowie ggf. des Ausgangslängszeitabstandes und der Ausgangslängsgeschwindigkeit, erfolgt in einem zweiten Verfahrensschritt abhängig von der vom Fahrer ausgewählten Spurwechselunterstützungsbetriebsart manueller Spurwechsel oder kommandierter automatisierter Spurwechsel entweder eine haptische Unterstützung bei der manuellen Durchführung des Fahrspurwechsels oder ein automatisierter Fahrspurwechsel, sofern der Fahrer dies nach Fahreraufforderung durch eine zusätzliche Bedieneingabe bestätigt.
Im ersten Verfahrensschritt, d. h. im Spurwechsel-Vorbereitungsschritt zum Zeitpunkt, in dem zum Beispiel durch Betätigung des Fahrtrichtungsgebers FG der Fahrerwunsch für den Fahrspurwechsel von der Momentanfahrspur M in die benachbarte Zielfahrspur Z erkannt wird, wird eine Ausgangsposition-Trajektorie AT geplant und anschließend ein automatisierter Übergang in die geplante Fahrspurwechsel-Ausgangsquerposition mit dem Ausgangsposition-Querabstand yA für den Fahrspurwechsel durchgeführt. Hierbei erfolgt eine Veränderung des Querabstandes yZ hin zur Zielfahrspur Z im Sinne eines möglichst kleinen Ausgangsposition-Querabstandes yA zur Fahrspurgrenze.
Des Weiteren wird im ersten Verfahrensschritt zusätzlich von den auf der Zielfahrspur Z oder auf der Momentanfahrspur M vorhandenen vorausfahrenden Fahrzeugen F1, F2 dasjenige vorausfahrende Fahrzeug F1, F2 als relevantes Fahrzeug für die Abstandsregelung ausgewählt, welches den geringsten Längszeitabstand zum eigenen Fahrzeug E besitzt.
Der erste Verfahrensschritt ist erst dann beendet, wenn die für den Fahrspurwechsel erforderliche Ausgangsquerposition mit dem Ausgangsposition-Querabstand yA erreicht ist und, falls ein relevantes Fahrzeug vorhanden ist, der Abstand zum relevanten Fahrzeug größer oder gleich dem für den Fahrspurwechsel notwendigen relevanten Mindestvorabstand xvmin ist.
Sobald die Fahrspurwechsel-Ausgangsposition, d. h. die Querposition mit dem Ausgangsposition-Querabstand yA und gegebenenfalls die Längsposition, erreicht ist, wird dies dem Fahrer angezeigt. Die Durchführung des Fahrspurwechsels wird nicht zugelassen, wenn zu Beginn der Durchführung des zweiten Verfahrensschrittes, d. h des Spurwechsel-Durchführungsschrittes, der Abstand von einem von hinten sich auf der Zielfahrspur Z annähernden nachfolgenden Fahrzeug F3 zum eigenen Fahrzeug E kleiner als der erforderliche Mindestanfangsabstand x3Amin ist. Dieser Mindestanfangsabstand x3Amin ist abhängig von einer Spurwechsel-Übergangszeit TSW für den Fahrspurwechsel und/oder von einer für den Fahrspurwechsel zugelassenen maximalen, die Fahrzeugquerdynamik beschreibenden Größe, zum Beispiel maximale Querbeschleunigung aymax und Giergeschwindigkeit und/oder einer Fahrer-Reaktionszeit und/oder einer mittleren Fahrer-Bestätigungseingabezeit.
Nach Erreichen der Fahrspurwechsel-Ausgangsposition wird im zweiten Verfahrensschritt, d. h. im Spurwechsel-Durchführungsschritt, abhängig von der ausgewählten Spurwechselunterstützungsbetriebsart der Fahrer in der Betriebsart manueller Spurwechsel bei der manuellen Durchführung des Fahrspurwechsels haptisch unterstützt und in der Betriebsart kommandierter automatisierter Spurwechsel kann der Fahrer durch eine zusätzliche Bedieneingabe einen automatisierten Fahrspurwechsel initiieren, sofern aufgrund der aktuellen Verkehrsituation ein sicherer Fahrspurwechsel möglich ist und zugelassen wird. Die haptische Unterstützung des Fahrers in der Betriebsart manueller Spurwechsel erfolgt beispielsweise durch haptische Zusatzlenkmomente am Lenkrad, welche so ausgebildet sind, dass sie den Fahrer beim Fahrspurwechsel entlang der Spurwechsel-Trajektorie SWT unterstützen, wobei Lenkbewegungen weg von der Spurwechsel-Trajektorie SWT erschwert und Lenkbewegungen hin zur Spurwechsel-Trajektorie SWT erleichtert werden.
Kann in der Betriebsart manueller Spurwechsel nach Erkennung des Fahrerwunsches für einen Fahrspurwechsel aufgrund der vorhandenen Verkehrssituation keine Spurwechsel-Trajektorie SWT für einen sicheren und gleichzeitig komfortablen Fahrspurwechsel geplant und ein Fahrspurwechsel durchgeführt werden, beispielsweise aufgrund von Verkehrsteilnehmern auf der Zielfahrspur Z oder aufgrund anderer nicht erfüllter Anforderungen, so wird der Fahrer vor Durchführung des Fahrspurwechsels optisch und/oder akustisch und/oder haptisch, beispielsweise mittels Lenkradvibration gewarnt.
Ist in der Betriebsart manueller Spurwechsel nach Ausführung des ersten Verfahrensschrittes, d. h. des Spurwechsel-Vorbereitungsschrittes mit dem Querpositionieren hin zur Zielfahrspurgrenze und ggf. dem Längspositionieren durch Aufschließen zum bzw. Entfernen vom vorausfahrenden relevanten Fahrzeug aufgrund der vorhandenen Verkehrssituation kein sicherer Fahrspurwechsel möglich und ignoriert der Fahrer die Warnhinweise und das eigene Fahrzeug E überschreitet die Fahrspurgrenze zur Zielfahrspur Z und/oder kommt einem Verkehrsteilnehmer auf der Nachbarspur gefährlich nahe, so wird eine Richtungskorrektur mittels Zusatzmomenten am Lenkrad durchgeführt, um einer möglichen Kollision entgegen zu wirken.
Vorzugsweise wird der Fahrer in der Betriebsart manueller Spurwechsel nach Erkennung des Fahrerwunsches für den Fahrspurwechsel, zweckmäßigerweise durch Aktivieren der Bedieneinheit zum fahrerseitigen Auslösen eines Fahrspurwechsels, welche mit dem Fahrtrichtungsgeber FG gekoppelt oder in diesen integriert ist, vor der manuellen Durchführung des Fahrspurwechsels optisch und/oder akustisch und/oder haptisch, beispielsweise mittels Lenkradvibration gewarnt, wenn Spurwechselverbote, zum Beispiel Verkehrschilder und/oder durchgezogene Fahrspurmarkierungen für die Zielfahrspur Z vorhanden sind und/oder keine befahrbare Zielfahrspur Z vorhanden ist. Ignoriert der Fahrer die Warnhinweise und lenkt das eigene Fahrzeug E in Richtung der Zielfahrspur Z, wird eine Richtungskorrektur mittels Zusatzmomenten am Lenkrad in Richtung der Momentanfahrspur M durchgeführt.
7 zeigt schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Bedieneinheit zum fahrerseitigen Auslosen eines Fahrspurwechsels, welche in den Fahrtrichtungsgeber FG integriert ist, so dass mit dem Fahrtrichtungsgeber FG zwei unterschiedliche Funktionen, eine normale Blinkerfunktion bzw. Fahrtrichtungsanzeige und zusätzlich die Fahrspurwechselunterstützung realisierbar sind. Dabei erfolgt im in 7 dargestellten Beispiel eine Umschaltung der Funktionsweise mittels eines zusätzlichen Tasters T1 am Fahrtrichtungsgeber FG.
Ist mittels des Tasters T1 vom Fahrer die Funktionsweise Fahrspurwechselunterstützung ausgewählt, so wird dies dem Fahrer mit einer Funktions-Anzeige A1 in einer beispielsweise als ein so genanntes Kombi-Instrument 10 ausgebildeten Anzeigeeinheit und/oder in einer beispielsweise als ein so genanntes Head-up Display 11 ausgebildeten Anzeigeeinheit optisch, z. B. mittels einer Licht emittierenden Diode (LED) und/oder mittels eines Schriftzuges mit Angabe einer Betriebsart der Fahrspurwechselunterstützung angezeigt, wie in 8 dargestellt.
In einer Ausführungsform der Fahrspurwechselunterstützung ist als einzige Betriebsart nur die Betriebsart manueller Spurwechsel vorgesehen. Für diese Ausführungsform kann ein herkömmlicher Fahrtrichtungsgeber FG mit einer Neutralstellung N, einer ersten linken Betätigungsstufe LE1 mit Einrastposition und einer ersten rechten Betätigungsstufe RE1 mit Einrastposition verwendet werden, um zusätzlich zur Fahrtrichtungsanzeige auch die linke bzw. die rechte Nachbarspur als Zielfahrspur Z auszuwählen und bei Erreichen der entsprechenden ersten Betätigungsstufe LE1, RE1 den ersten Verfahrensschritt, d. h. den Spurwechsel-Vorbereitungsschritt mit dem automatisierten Übergang in die Fahrspurwechsel-Ausgangsposition auszulösen.
Sobald die Fahrspurwechsel-Ausgangsposition erreicht wird, wird dieser Zustand dem Fahrer im Kombi-Instrument 10 und/oder im Head-up Display 11 angezeigt. Dies erfolgt beispielweise dadurch, dass dieser Bereit-Zustand durch eine zusätzliche optische Zustands-Anzeige A2 im Kombi-Instrument 10 und/oder im Head-up Display 11 angezeigt wird, wie in 8 dargestellt.
Zusätzlich kann der Bereit-Zustand mittels weiteren Anzeigeeinrichtungen 12 auch im Bereich von Außenspiegeln 13 angezeigt werden. Sofern aufgrund der vorhandenen Verkehrssituation keine Spurwechsel-Trajektorie SWT für einen sicheren und gleichzeitig komfortablen Fahrspurwechsel geplant und ein Fahrspurwechsel durchgeführt werden kann, beispielsweise aufgrund von anderen Verkehrsteilnehmern auf der Zielfahrspur Z oder anderen, oben bereits beschriebenen, nicht erfüllten Anforderung, wird der Fahrer vor der Durchführung eines Spurwechsels durch Blinken der Zustands-Anzeige A2 gewarnt. Sind weitere Anzeigeeinrichtungen 12 auch im Bereich der Außenspiegel 13 vorgesehen, so erfolgt die Anzeige im Bereich des in Richtung der Zielfahrspur Z am Fahrzeug E angeordneten Außenspiegels 13.
Das Blinken der Zustands-Anzeige A2 und gegebenenfalls der weiteren Anzeigeeinrichtung 12 kennzeichnet somit einen Warn-Zustand. Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass anstelle oder zusätzlich zur optischen Warnung der Fahrer haptisch, beispielsweise mittels Lenkradvibration, und/oder akustisch gewarnt wird.
Wenn aufgrund der vorhandenen Verkehrssituation weiterhin kein sicherer Fahrspurwechsel durchgeführt werden kann, der Fahrer die Warnhinweise ignoriert und das eigene Fahrzeug E die Fahrspurgrenze zur Zielfahrspur Z überschreitet oder das eigene Fahrzeug E einem anderen Verkehrsteilnehmer auf der Nachbarspur gefährlich nahe kommt, erfolgt eine Richtungskorrektur mittels Zusatzmomenten am Lenkrad, um einer möglichen Kollision entgegen zu wirken. Sobald aufgrund einer geänderten Verkehrssituation ein sicherer Fahrspurwechsel durchgeführt werden kann, wird der Warn-Zustand verlassen und das Blinken der Zustands-Anzeige A2 und gegebenenfalls der weiteren Anzeigeeinrichtung 12 und/oder die haptische und/oder akustische Warnung wird beendet.
Betätigt der Fahrer den Fahrtrichtungsgeber FG von der jeweiligen ersten Betätigungsstufe LE1, RE1 zurück in die Neutralstellung N, so wird der erste Verfahrensschritt, d. h. der Spurwechsel-Vorbereitungsschritt abgebrochen bzw. beendet und das Fahrzeug E in die ursprüngliche Längs- und Querposition in der Momentanfahrspur M zurückgeführt, aus der heraus der Übergang in die Fahrspurwechsel-Ausgangsposition gestartet wurde.
In einer weiteren Ausführungsform sind in der Funktionsweise Fahrspurwechselunterstützung die beiden Fahrspurwechselunterstützungsbetriebsarten manueller Spurwechsel und kommandierter automatisierter Spurwechsel vorgesehen. Der Fahrer kann zum Beispiel über eine Menüeingabe oder über einen Software- oder Hardwareschalter zwischen der Spurwechselunterstützungsbetriebsart manueller Spurwechsel und kommandierter automatisierter Spurwechsel auswählen.
In 9 ist eine vorteilhafte Ausführungsform eines Fahrtrichtungsgebers FG dargestellt, mittels welchem die beiden Unterstützungsbetriebsarten auswählbar sind. In diesem Ausführungsbeispiel besitzt der Fahrtrichtungsgeber FG zusätzlich zur Neutralstellung N und den beiden ersten Betätigungsstufen LE1, RE1 eine weitere, d. h. eine zweite linke Betätigungsstufe LE2 und eine zweite rechte Betätigungsstufe RE2 mit den jeweiligen Einrastpositionen. In der Betriebsart manueller Spurwechsel unterscheiden sich die Auswirkungen der jeweils zwei Betätigungsstufen LE1, LE2, RE1, RE2 hinsichtlich der Unterstützung nicht, d. h. wird der Fahrtrichtungsgeber FG in der ersten linken Betätigungsstufe LE1 oder in der zweiten linken Betätigungsstufe LE2 eingerastet, so erfolgt eine Fahrspurwechselunterstützung wie oben für die erste linke Betätigungsstufe LE1 beschrieben. Dies gilt analog für die erste und zweite rechte Betätigungsstufe RE1, RE2.
In der Betriebsart kommandierter automatisierter Spurwechsel unterscheiden sich die erste linke bzw. rechte Betätigungsstufe LE1, RE1 und die zweite linke bzw. rechte Betätigungsstufe LE2, RE2 hinsichtlich der Wirkungsweise bei der Unterstützung. Mit der ersten linken bzw. rechten Betätigungsstufe LE1, RE1 wird, wie oben in der Betriebsart manueller Spurwechsel bereits beschrieben, der erste Verfahrensschritt, d. h. der Spurwechsel-Vorbereitungsschritt und damit der erste Schritt des Spurwechsels ausgelöst.
Betätigt der Fahrer den in 9 zweistufigen Fahrtrichtungsgeber FG von der jeweiligen ersten Betätigungsstufe LE1, RE1 in die zugehörige zweite Betätigungsstufe LE2, RE2, so wird der zweite Verfahrensschritt, d. h. der Spurwechsel-Durchführungsschritt und damit der zweite Schritt des Spurwechsels ausgelöst und ein automatisierter Spurwechsel durchgeführt, sobald aufgrund der vorhandenen Verkehrssituation ein sicherer Fahrspurwechsel möglich ist.
Betätigt der Fahrer den Fahrtrichtungsgeber FG von der Neutralstellung N direkt in die zweite Betätigungsstufe LE2, RE2, so werden der erste Verfahrensschritt, d. h. der Spurwechsel-Vorbereitungsschritt und der zweite Verfahrensschritt, d. h. der Spurwechsel-Durchführungsschritt nacheinander ausgelöst.
Betätigt der Fahrer den in diesem Beispiel zweistufigen Fahrtrichtungsgeber FG von der ersten Betätigungsstufe LE1, RE1 zurück in die Neutralstellung N, so wird der erste Verfahrensschritt, d. h. der Spurwechsel-Vorbereitungsschritt abgebrochen bzw. beendet und das Fahrzeug E in die ursprüngliche Längs- und Querposition in der Momentanfahrspur M zurückgeführt, aus der heraus der Übergang in die Fahrspurwechsel-Ausgangsposition gestartet wurde.
Betätigt während der Durchführung des automatisierten Spurwechsels der Fahrer den Fahrtrichtungsgeber FG von der zweiten Betätigungsstufe LE2, RE2 zurück in die Neutralstellung N, so wird der zweite Verfahrensschritt, d. h. der Spurwechsel-Durchführungsschritt abgebrochen bzw. beendet und das Fahrzeug E in die ursprüngliche Längs- und Querposition in der Momentanfahrspur M zurückgeführt, aus der heraus der Übergang in die Fahrspurwechsel-Ausgangsposition gestartet wurde.
Betätigt während der Durchführung des automatisierten Spurwechsels der Fahrer den Fahrtrichtungsgeber FG von der zweiten Betätigungsstufe LE2, RE2 zurück in die erste Betätigungsstufe LE1, RE1, so wird der zweite Verfahrensschritt, d. h. der Spurwechsel-Durchführungsschritt abgebrochen bzw. beendet und das Fahrzeug E in die Fahrspurwechsel-Ausgangsposition zurückgeführt.
Eine alternative, in 10 dargestellte Ausführungsform sieht in der Betriebsart kommandierter automatisierter Spurwechsel die Kombination eines herkömmlichen Fahrtrichtungsgebers FG mit einem zusätzlichen separaten Taster T2 vor. Der herkömmliche Fahrtrichtungsgeber FG weist, wie in 7 dargstellt, eine Neutralstellung N sowie eine erste linke Betätigungsstufe LE1 mit Einrastposition und eine erste rechte Betätigungsstufe RE1 mit Einrastposition auf.
Der separate Taster T2 besitzt eine linke Tasterpositionen TL für einen Fahrspurwechsel nach links und eine von dieser örtlich getrennte rechte Tasterposition TR für einen Fahrspurwechsel nach rechts. Der erste Verfahrensschritt, d. h. der Spurwechsel-Vorbereitungsschritt, wird, wie bereits oben beschrieben, mit dem einstufigen Fahrtrichtungsgeber FG ausgelöst bzw. abgebrochen oder beendet. Der zweite Verfahrensschritt, d. h. der Spurwechsel-Durchführungsschritt wird, nachdem zuvor der Fahrtrichtungsgeber FG betätigt wurde, mit dem separaten Taster T2 ausgelöst.
Hierbei wird mit Betätigung der linken Tasterposition TL der zweite Verfahrensschritt, d. h. der Spurwechsel-Durchführungsschritt nach links nur dann ausgelost, wenn zuvor auch der Fahrtrichtungsgeber FG in die erste linke Betätigungsstufe LE1 eingerastet wurde. Entsprechend wird mit Betätigung der rechten Tasterpositionen TR, der zweite Verfahrensschritt, d. h. der Spurwechsel-Durchführungsschritt nach rechts nur dann ausgelöst, wenn zuvor auch der Fahrtrichtungsgeber FG in die erste rechte Betätigungsstufe RE1 eingerastet wurde.
Wird bei einem Fahrspurwechsel nach links während der Ausführung des zweiten Verfahrensschrittes, d. h. des Spurwechsel-Durchführungsschrittes vom Fahrer die rechte Tasterpositionen TR betätigt, so wird der zweite Verfahrensschritt, d. h. der Spurwechsel-Durchführungsschritt abgebrochen bzw. beendet und das Fahrzeug E in die Fahrspurwechsel-Ausgangsposition zurückgeführt. Entsprechend wird, wenn bei einem Fahrspurwechsel nach rechts während der Ausführung des zweiten Verfahrensschrittes, d. h. des Spurwechsel-Durchführungsschrittes vom Fahrer die linke Tasterpositionen TL betätigt wird, der zweite Verfahrensschritt, d. h. der Spurwechsel-Durchführungsschritt abgebrochen bzw. beendet und das Fahrzeug E in die Fahrspurwechsel-Ausgangsposition zurückgeführt.
Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht in der Betriebsart kommandierter automatisierter Spurwechsel vor, dass während der Durchführung des zweiten Verfahrensschrittes, d. h. des Spurwechsel-Durchführungsschrittes und damit des zweiten Schrittes des kommandierten Spurwechsels ein oder mehrere jeweilige Fahrtrichtungsanzeiger mit erhöhter Blinkfrequenz blinken. Daran können dann andere Verkehrsteilnehmer erkennen, dass gerade ein automatisierter Spurwechsel durchgeführt wird. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht in der Betriebsart kommandierter automatisierter Spurwechsel vor, dass nach Auslösen des ersten Verfahrensschrittes, d. h. des Spurwechsel-Vorbereitungsschrittes, eine Fahrtrichtungsanzeige für andere Verkehrsteilnehmer zunächst unterdrückt wird und erst nach Erreichen der Fahrspurwechsel-Ausgangsposition die Fahrrichtungsanzeige für andere Verkehrsteilnehmer freigegeben wird.
Bezugszeichenliste

1: Lagebestimmungseinheit
2: Umgebungserfassungseinheit
3: Objekterkennungseinheit
4: Fahrzustandserkennungseinheit
5: Längs- und Querregelungseinheit
6: Bedien- und Anzeigeeinheit
7: Antriebsansteuerungseinheit
8: Bremsansteuerungseinheit
9: Lenkansteuerungseinheit
10: Kombi-Instrument
11: Head-up Display
12: weitere Anzeigeeinrichtung
13: Außenspiegel
A1: Funktions-Anzeige
A2: Zustands-Anzeige
AT: Ausgangsposition-Trajektorie
BE: Fahrzeugbreite
BZ: Zielfahrspurbreite
E: Fahrzeug
F1: erstes vorausfahrendes Fahrzeug
F2: zweites vorausfahrendes Fahrzeug
F3: nachfolgendes Fahrzeug
FG: Fahrtrichtungsgeber
LE1: erste linke Betätigungsstufe
LE2: zweite linke Betätigungsstufe
M: Momentanfahrspur
MS: Sicherheitslinie
N: Neutralstellung
NR: Nebenraum
RE1: erste rechte Betätigungsstufe
RE2: zweite rechte Betätigungsstufe
RR: Rückraum
SWT: Spurwechsel-Trajektorie
T1: Taster
T2: separater Taster
TL: linke Tasterposition
TR: rechte Tasterposition
xvmin: relevanter Mindestvorabstand
xrmin: relevanter Mindestrückabstand
Ua: Antriebsstellsignal
Ub: Bremsstellsignal
Ul: Lenkstellsignal
V: Fahrspurwechselunterstützungsvorrichtung
VR: Vorraum
XSW: Längsübergangslänge
yA: Ausgangsposition-Querabstand
ysav: Sicherheitsquerabstand
YSW: Spurwechselquerversatz
yZ: Querabstand
Z: Zielfahrspur
Ze: Fahrspurpositionsdaten
Zf: Fahrzustandsdaten
Zo: Objektpositions- und -zustandsdaten
Zu: Umgebungsdaten

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10012737 B4 [0002]

Claims

Vorrichtung zur Bedienung einer Fahrspurwechselunterstützung in einem Fahrzeug (E), umfassend eine manuell betätigbare Bedieneinheit zum fahrerseitigen Auslösen eines Fahrspurwechsels, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedieneinheit mit einem Fahrtrichtungsgeber (FG) gekoppelt oder in diesen integriert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, umfassend zumindest eine Anzeigeeinheit zur Anzeige eines aktuellen Betriebszustandes der Fahrspurwechselunterstützung und/oder von Warnsignalen.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedieneinheit einen in den Fahrtrichtungsgeber (FG) integrierten oder mit diesem gekoppelten Taster (T1, T2) aufweist, durch dessen Betätigung die Fahrspurwechselunterstützung und/oder zumindest ein Verfahrensschritt der Fahrspurwechselunterstützung aktivierbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrtrichtungsgeber (FG) zwei zusätzliche Betätigungsstufen (LE2, RE2) zur Aktivierung der Fahrspurwechselunterstützung und/oder zumindest eines Verfahrensschrittes der Fahrspurwechselunterstützung zum Fahrspurwechsel in eine linke bzw. in eine rechte Zielfahrspur aufweist.