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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs, das einen Betriebsmodus zur automatischen Geschwindigkeitsregelung aufweist.
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Verfahren der eingangs genannten Art sind im Stand der Technik bekannt. Kraftfahrzeuge werden seit einiger Zeit zum Teil mit Abstandsregelsystemen ausgestattet, die in der Lage sind, einen Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug zu regeln. Die Fahrzeuge können hierzu automatisch Gas geben und bremsen. Die Fahrzeuge sind mit einer Sensorik ausgestattet, die den Abstand zum Vordermann bestimmen kann, beispielsweise mittels Radar oder mittels optischer Systeme. Beschleunigt der Vordermann, wird das entsprechend ausgerüstete Fahrzeug innerhalb bestimmter Grenzen, z. B. einer angegebenen Höchstgeschwindigkeit, ebenfalls beschleunigt. Bremst das vorausfahrende Fahrzeug, wird das abstandsgeregelte Fahrzeug ebenfalls verzögert.
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Zudem sind Verfahren bekannt, mit denen Kraftfahrzeuge vollkommen autonom fahren können. Bei derartigen Systemen tritt ein Fahrer die gesamte Fahraufgabe an ein entsprechendes System ab. Für solche Systeme ist es notwendig, dass die automatisierte Regelung Vorgaben und Funktionen enthält, die Regeln der Straßenverkehrsordnungen und übliche Gepflogenheiten menschlichen Fahrens abbildet. Wichtig sind u. a. vorausschauendes und hinreichend defensives Fahren sowie ein kooperatives Verhalten hinsichtlich der anderen Kraftfahrzeuge auf der Straße.
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Aus der
DE 10 2009 015 170 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung einer eigenen Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeugs bekannt, insbesondere eines Nutzfahrzeugs. Die Fahrgeschwindigkeit wird in Abhängigkeit einer Fahrgeschwindigkeit von in Fahrtrichtung hinter dem Fahrzeug und/oder seitlich zu dem Fahrzeug detektierten Fremdfahrzeugen gesteuert, wobei die eigene Fahrgeschwindigkeit derart geregelt wird, dass überholende und/oder von einer Fahrspur mit begrenzter Länge in eine eigene Fahrspur einfahrende Fremdfahrzeuge rechtzeitig einscheren können. Das dort beschriebene Verfahren erfordert in der Praxis eine sichere Erkennung eines auf einer anderen Spur fahrenden und einscherwilligen Kraftfahrzeugs, um dessen Einscheren zu ermöglichen. Bei Störungen des Systems oder bei Nichterkennen des einscherenden Kraftfahrzeugs kann das System nicht reagieren.
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Aufgabe der Erfindung ist es somit, ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass ein sicherer Einschervorgang auch dann ermöglicht wird, wenn ein einscherwilliges Kraftfahrzeug nicht entsprechend erkannt wird. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Einscheren auch ohne entsprechende nach hinten oder zur Seite weisende Sensorik zu ermöglichen.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1. Weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs, das in einem Betriebsmodus durch automatische Geschwindigkeitsregelung einen gegebenen Abstand zu einem vorausfahrenden Kraftfahrzeug auf der Straße regelt, sieht vor, dass der Abstand an Zufahrten und/oder an Abfahrten von der Straße automatisch auf einen vergrößerten Abstand vergrößert wird. Der zuvor bezeichnete gegebene Abstand wird nachfolgend als normaler Abstand bezeichnet.
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Durch die Vergrößerung des Abstands zum Vordermann kann an Auffahrten oder Einfahrten, also einer Zusammenführung einer Straße mit der Straße, auf der das Kraftfahrzeug fährt, erreicht werden, dass das einscherende Kraftfahrzeug, also das Kraftfahrzeug, das nur eine begrenzte Strecke zur Verfügung hat, um die Spur zu wechseln, dies ohne Schwierigkeiten und sicher bewerkstelligen kann. Auch bei Abfahrten, bei denen eine Abzweigung der Straße auf eine andere Straße führt, müssen Kraftfahrzeuge unter Umständen einscheren, um abfahren zu können. Beispielsweise können Kraftfahrzeuge von einer Überholspur auf die rechte Spur (bei Rechtsverkehr, bei Linksverkehr die linke Spur) einscheren müssen, um die Abfahrt nehmen zu können. Durch Vergrößerung des Abstands zum vorausfahrenden Fahrzeug wird diesen Kraftfahrzeugen ein Einscheren und ein anschließendes Abfahren ermöglicht.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kommt in dieser Ausgestaltung ohne Erkennung anderer hinter oder seitlich des Kraftfahrzeugs fahrender Kraftfahrzeuge aus, sodass auch bei Nichterkennen eines solchen Kraftfahrzeugs ein Einfädeln ermöglicht wird.
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Gemäß einem weiterführenden Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens können Zufahrten und/oder Abfahrten auf der Straße mittels eines Navigationssystems erkannt werden. In einem Navigationssystem sind solche Informationen über Auffahrten und Abfahrten regelmäßig hinterlegt, da sie für die Navigation des Kraftfahrzeugs erforderlich sind. Alternativ oder zusätzlich kann eine Erkennung von Abfahrten, beispielsweise über eine Verkehrsschilderkennung realisiert werden.
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Ein anderer weiterführender Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein autonom fahrendes Kraftfahrzeug. Bei autonom fahrenden Kraftfahrzeugen interagiert der Fahrer mit dem Kraftfahrzeug gar nicht und das Kraftfahrzeug übernimmt sämtliche Steuerungsfunktionen. Das Vorsehen einer Vergrößerung des Abstands an Zufahrten und Abfahrten erlaubt bei autonom fahrenden Kraftfahrzeugen ein kooperatives Fahrverhalten.
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Ein weiterführender Aspekt der Erfindung betrifft das Vergrößern des Abstandes in einer vorgegebenen Distanz vor der Zufahrt oder vor der Abfahrt. Auf diese Weise wird einerseits ein sanftes Fahrverhalten ermöglicht, wodurch abrupte Fahrmanöver vermieden werden. Andererseits wird dadurch der vergrößerte Abstand bereits rechtzeitig eingestellt. Insbesondere bei Abfahrten ist mit einem Einscheren von Kraftfahrzeugen von der Überholspur auf die zur Abbiegespur angrenzende Spur im Vorfeld zur eigentlichen Abfahrt zu rechnen, sodass der vergrößerte Abstand vor allem in einem solchen Abstand hilfreich ist.
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Gemäß einem anderen weiterführenden Aspekt der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Abstand nach der Zufahrt oder Abfahrt wieder verringert wird. Somit wird statt des vergrößerten Abstands nach Zufahrt oder Abfahrt wieder der reguläre Abstand eingestellt und eine normale Fortsetzung der Fahrt ermöglicht.
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Gemäß einem anderen Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass der vergrößerte Abstand zwischen einer Gruppe von Abfahrt und Zufahrt konstant gehalten wird. Insbesondere an Autobahnen sind Abfahrt und Zufahrt häufig in relativ geringem Abstand hintereinander angeordnet, sodass ein Anpassen des Abstandes vom vergrößerten Abstand auf den normalen Abstand zwischen Abfahrt und Zufahrt nur für eine sehr kurze Strecke möglich wäre und der Abstand anschließend wieder vergrößert werden würde. Durch Konstanthalten des Abstandes in einer solchen Gruppe können entsprechende Manöver vermieden werden.
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Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens können der normale Abstand und/oder der vergrößerte Abstand eine Funktion der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und/oder Benutzervorgaben sein. Insbesondere können normaler Abstand und/oder vergrößerter Abstand bei höheren Geschwindigkeiten größer werden, um den Sicherheitsanforderungen und den Vorschriften der jeweiligen Straßenverkehrsordnungen zu genügen.
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Des Weiteren kann in einer Weiterbildung vorgesehen sein, dass vor und/oder an einer Abfahrt ein tatsächlicher Abstand zu einem einscherenden Fahrzeug in die Lücke zwischen dem Kraftfahrzeug und dem vorausfahrenden Kraftfahrzeug nicht auf einen normalen Abstand gebracht wird. Dieser Umstand trägt der Tatsache Rechnung, dass die meisten Kraftfahrzeuge, die kurz vor Abfahrten einscheren, dies mit der Absicht tun, die Abfahrt zu verlassen. Durch kurzfristiges Nichtanpassen der Geschwindigkeit kann ein hektisches Bremsen, das Auswirkungen auf den zurückliegenden Verkehr hat, vermieden werden. Sollte das eingescherte Kraftfahrzeug nicht an der Abfahrt die Straße verlassen, kann der Abstand auf einen normalen Abstand vergrößert werden.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann eine Detektion einscherender Kraftfahrzeuge erfolgen und eine Abschätzung über zu erwartende Geschwindigkeit und Relativposition des oder der einscherenden Kraftfahrzeuge vorgenommen werden, wobei der Abstand abhängig von der Abschätzung angepasst wird. Dies kann an einer Auffahrt oder an einer Abfahrt erfolgen. Dies ist zum Beispiel an einer Auffahrt bei Lastkraftwagen, die nur langsam beschleunigen können, sinnvoll, um ein geschmeidiges Fahren zu ermöglichen.
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Gemäß einem weiterführenden Aspekt kann beurteilt werden, ob das einscherende Kraftfahrzeug vor oder hinter dem eigenen Kraftfahrzeug einscheren wird und der Abstand abhängig von der Beurteilung angepasst werden. Auf diese Weise wird verhindert, dass für jedes einscherende Kraftfahrzeug Platz gemacht wird, was den Verkehrsfluss auf der durchgehenden Straße hemmen könnte. Vielmehr kann entschieden werden, dass bestimmte Kraftfahrzeuge hinter dem eigenen Kraftfahrzeug einscheren sollen und der Abstand so angepasst werden, dass auch das hinter dem eigenen Kraftfahrzeug einscherende Kraftfahrzeug dies sicher und flüssig machen kann.
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Gemäß einem weiterführenden Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Anpassung der Abstände über Abstandsregelungsmodi verwirklicht und der Wechsel zwischen unterschiedlichen Abstandsregelungsmodi durch Rampenfunktionen realisiert werden. Diese Modi können beispielsweise normaler Abstand, vergrößerter Abstand, vergrößerter Abstand an Zufahrt, vergrößerter Abstand an Abfahrt, vergrößerter Abstand an Zu- und Abfahrt und dergleichen mehr sein. Durch eine Rampenfunktion wird ein sprunghaftes Fahrverhalten und damit plötzliche Beschleunigungen oder Bremsmanöver vermieden.
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Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Dabei zeigen schematisch:
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1 bis 6 Darstellungen des erfindungsgemäßen Verfahrens an Abfahrten und Auffahrten sowie
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7 eine Darstellung der unterschiedlichen Modi des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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1 bis 6 zeigen unterschiedliche Phasen und Verkehrssituationen an einer Abfahrt 2 und einer Auffahrt 4 von einer Autobahn 6.
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Die Autobahn 6 weist drei Fahrspuren 6.1 bis 6.3 auf. Dargestellt ist Rechtsverkehr, sodass die Abfahrt 2 und die Auffahrt 4 von der rechten Spur 6.1 abzweigen bzw. auf diese führen.
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Die 1 bis 3 zeigen das erfindungsgemäße Verfahren an der Abfahrt 2.
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Zwei Kraftfahrzeuge 8, 10 fahren mit gleichbleibender Geschwindigkeit v (visualisiert durch die gleichlangen Pfeile) mit einem normalen Abstand DN hintereinander her. Abstände werden nachfolgend allgemein mit D gekennzeichnet. Das Kraftfahrzeug 10 wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben und regelt automatisch den Abstand zum vorausfahrenden Kraftfahrzeug 8. Wenn das vorausfahrende Kraftfahrzeug 8 bremst oder beschleunigt, so bremst das hinterherfahrende Kraftfahrzeug 10 ebenfalls oder beschleunigt bis zu einer vorgegebenen Grenzgeschwindigkeit mit. Der Abstand DN zwischen den beiden Fahrzeugen 8, 10 ist eine Funktion der Geschwindigkeit und wächst mit dieser. Zudem kann der Abstand DN in manchen Ausgestaltungen von dem Benutzer beeinflusst werden.
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Das Kraftfahrzeug 10 ist mit einem Navigationssystem ausgerüstet, in dem die Lage der Abfahrt 2 sowie der Auffahrt 4 gekennzeichnet ist.
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In der Situation gemäß 1 nähern sich die Kraftfahrzeuge 8, 10 der Abfahrt 2. Im erfindungsgemäßen Verfahren zufolge vergrößert das Kraftfahrzeug 10 den Abstand zwischen ihm und dem vorausfahrenden Kraftfahrzeug 8, sodass im Bereich direkt vor und an der Abfahrt eine größere Lücke zwischen den Fahrzeugen 8 und 10 geschaffen wird, die es anderen Fahrzeugen ermöglicht, von der Autobahn 6 an der Abfahrt 2 abzufahren.
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Gemäß 2 wird die Vergrößerung des Abstands auf einen Abstand DL dadurch erreicht, dass das Fahrzeug 10 gegenüber dem vorausfahrenden Fahrzeug 8 langsamer wird, wie dies durch den kürzeren Pfeil an Fahrzeug 10 dargestellt ist. Ein weiteres Fahrzeug 12, das mit höherer Geschwindigkeit auf der mittleren Spur 6.2 fährt, kann somit leichter in die zwischen den beiden Fahrzeugen 8, 10 auf der Spur 6.1 fahrenden Kraftfahrzeuge einscheren, wodurch das Einscheren für das Kraftfahrzeug 12 sicherer wird.
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Der Einschervorgang von Kraftfahrzeug 12 ist in 3 gezeigt. Das Kraftfahrzeug 12 wechselt von der mittleren Spur 6.2 auf die rechte Spur 6.1, um dann kurz danach an der Abfahrt 2 auszuscheren.
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In dem kurzen Moment, in dem das Kraftfahrzeug 12 zwischen dem Fahrzeug 8 und dem Fahrzeug 10 fährt, passt das Kraftfahrzeug 10 gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung den Abstand zum unmittelbar vorausfahrenden Kraftfahrzeug 12 nicht an, da zu erwarten ist, dass das Kraftfahrzeug 12 die Spur 6.1 an der Abfahrt 2 verlässt und somit das Kraftfahrzeug 8 wieder das dem Kraftfahrzeug 10 vorausfahrende Kraftfahrzeug ist. Sollte sich herausstellen, dass das Kraftfahrzeug 12 nicht vor hatte, die Autobahn 6 an der Abfahrt 2 zu verlassen, kann nach einer vorgegebenen Zeit oder einer vorgegebenen zurückgelegten Distanz oder anderen passenden Kriterien der passende Abstand zum Kraftfahrzeug 12 hergestellt werden.
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In 4 befinden sich die Kraftfahrzeuge 8, 10 auf einem Zwischenstück zwischen Abfahrt 2 und Auffahrt 4. Da Abfahrt 2 und Auffahrt 4 eine Gruppe bilden, wird hier der Abstand der beiden Kraftfahrzeuge 8, 10 nicht angepasst und das Kraftfahrzeug 10 fährt mit dem Abstand DL hinter dem Kraftfahrzeug 8 her. Sofern Abfahrt 2 und Auffahrt 4 keine Gruppe bilden, kann auch der normale Abstand DN zwischen den beiden Fahrzeugen 8, 10 wiederhergestellt werden. Ob Ab- und Auffahrten eine Gruppe bilden, kann beispielsweise über den Abstand von Abfahrten und Auffahrten bestimmt werden. Es kann ausreichend sein, muss aber nicht, dass Ab- und Auffahrten einer Gruppe auf dieselbe Straße münden.
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5 zeigt eine Phase eines Einschervorgangs eines Kraftfahrzeugs 14 an der Auffahrt 4. Zwischen den beiden auf der Spur 6.1 fahrenden Kraftfahrzeugen 8, 10 ist erhöht und beträgt DL.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Kraftfahrzeug 10 mit einer Sensorik ausgestattet, die eine Erkennung des Kraftfahrzeugs 14 und Abschätzung der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 14 erlaubt. Hierdurch wird eine Einschätzung für das Kraftfahrzeug 10 möglich, mit welcher Geschwindigkeit und welcher Relativposition das Kraftfahrzeug 14 vor dem Kraftfahrzeug 10 einscheren wird. Die Sensorik kann dabei so gestaltet sein, dass sie auch die Beschleunigung des Kraftfahrzeugs erfasst. In einer Ausgestaltung kann die Sensorik derart ausgestaltet sein, dass sie auch die Art des Kraftfahrzeugs erfasst.
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6 zeigt die Phase des Einscherens des Kraftfahrzeugs 14 in die Lücke zwischen den Kraftfahrzeugen 8 und 10. Nach Passieren der Auffahrt 4 stellt das Kraftfahrzeug 10 den normalen Abstand DN zum Kraftfahrzeug 14 ein.
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7 zeigt den Übergang zwischen den Regelungsmodi, die in dem erfindungsgemäßen Verfahren bereitgehalten werden.
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Pfeil 1 zeigt den Übergang vom Standardabstandsregelungsmodus ”Lückenbereitstellung für Einfädler”. Der Wechsel zwischen diesen Modi findet statt, wenn das Kraftfahrzeug sich einer Einfädelspur annähert. Der Wechsel wird, wie dargestellt, über eine Rampenfunktion verwirklicht. Der Abstand wird also in einem bestimmten Zeitintervall erhöht.
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Der Übergang gemäß Pfeil 2 zeigt den Wechsel vom Standardabstandsregelungsmodus zum Modus ”Lückenbereitstellung für Ausfädler”. Dieser Modus wird aktiviert, wenn sich das Kraftfahrzeug einer Ausfädelspur annähert.
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Der Übergang gemäß Pfeil 3 von Lückenbereitstellung für Einfädler zu Standardabstandsregelungsmodus zeigt den Übergang der Modi nach Passieren der Einfädelspur.
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Der Übergang gemäß Pfeil 4 zeigt den Übergang von Lückenbereitstellung für Ausfädler zum Standardabstandsregelungsmodus nach dem Passieren der Ausfädelspur.
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Der Übergang gemäß Pfeil 5 von Lückenbereitstellung für Ausfädler zu Lückenbereitstellung für Einfädler wird aktiviert, wenn zwischen einer Ausfädelspur und einer Einfädelspur ein bestimmter Abstand nicht überschritten wird. In diesem Fall wird der gleiche vergrößerte Abstand beibehalten.
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Gleiches gilt, wenn eine Ausfädelspur einer Einfädelspur in gewissem Abstand folgt, was durch den Moduswechsel nach dem Übergang gemäß Pfeil 6 dargestellt ist.
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Die Entfernung D kann weitere Faktoren berücksichtigen, zum Beispiel den Typ der zusätzlichen Spur, also ob es sich um eine Ausfahrt oder eine Einfahrt handelt. Auch die Länge der Ausfädelspur oder Einfädelspur kann berücksichtigt werden. Bei besonders kurzen Ausfahrten kann die Entfernung größer gewählt werden, da in solchen Fällen die Ausfahrer früher auf die der Ausfädelspur angrenzende Spur wechseln müssen.
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Die zeitliche Bereitstellung des vergrößerten Abstands kann über Mindestzeitdauern vorgegeben werden. Bei Einfahrten kann des Weiteren berücksichtigt werden, dass hier größere Abstände sinnvoll sein können, um auch Lastkraftwagen das Einfädeln zu erlauben. An Ausfahrten ist es eher unwahrscheinlich, dass Lastkraftwagen kurz vor der Ausfahrt von einer mittleren Spur auf beispielsweise die rechte Spur wechseln, um danach die Ausfahrt zu nehmen.
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In dem Modus Lückenbereitstellung für Einfahrt können auf der Einfädelspur mehrere Fahrzeuge detektiert werden. Unter Prüfung der jeweiligen Geschwindigkeiten und Positionen wird eine Vorhersage getroffen, wo diese Fahrzeuge und mit welcher Geschwindigkeit sie einscheren werden. Dies kann u. a. von der Fahrzeugart, der Steigung usw. abhängen. Dann wird geprüft, welche dieser Fahrzeuge durch Anpassung der eigenen Geschwindigkeit ein Spurwechsel gewährt werden kann. Dies kann von Randbedingungen „Verringerung der eigenen Geschwindigkeit”, „maximale eigene Verzögerung” und „Einscherabstand” abhängen. Das am weitesten zurückliegende Fahrzeug, dem noch das Einscheren gewährt werden soll, wird dann als regelungsrelevantes Fahrzeug ausgewählt. Die Geschwindigkeitsanpassung wird dann so durchgeführt, dass das Fahrzeug einscheren kann.
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Des Weiteren ist es möglich, dass die entsprechenden Modi abgebrochen werden können, wenn dies aus Sicherheitsgründen oder anderen Gründen erforderlich sein sollte.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Abfahrt
- 4
- Auffahrt
- 6
- Autobahn
- 6.1
- rechte Fahrspur
- 6.2
- mittlere Fahrspur
- 6.3
- linke Fahrspur
- 8
- vorausfahrendes Kraftfahrzeug
- 10
- hinterherfahrendes Kraftfahrzeug
- 12
- einscherendes Kraftfahrzeug
- 14
- einscherendes Kraftfahrzeug
- D
- Abstand
- DN
- normaler Abstand
- DL
- vergrößerter Abstand
- v
- Geschwindigkeit
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009015170 A1 [0004]
