DE102014200896A1

DE102014200896A1 - Lane change assistance for a motor vehicle

Info

Publication number: DE102014200896A1
Application number: DE102014200896.4A
Authority: DE
Inventors: Patrick Pascheka; Markus Schaper
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2014-01-20
Filing date: 2014-01-20
Publication date: 2015-07-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen einer Fahrerassistenz für einen bevorstehenden Fahrspurwechsel eines Eigenfahrzeugs (14). Eine Fahrerassistenzvorrichtung (28) des Eigenfahrzeugs (14) hält zum Spurwechselzeitpunkt (t0) während des Fahrspurwechsels bei einem Einscheren des Eigenfahrzeugs (14) vor einem Partnerfahrzeug (22) eine Zeitlücke (T) ein, die mindestens gleich einer vorbestimmten Mindestzeitlücke (Tmin) ist. Vorher ermittelt die Fahrerassistenzvorrichtung (28) eine zum Spurwechselzeitpunkt (t0) benötigte, ein vorbestimmtes Sicherheitskriterium erfüllende Eigengeschwindigkeit (Vef) und abhängig von der benötigten Eigengeschwindigkeit (Vef) eine Mindestbeschleunigung (Amin) zum Erreichen der Eigengeschwindigkeit (Vef). Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einem Fahrer bei einem bevorstehenden Fahrspurwechsel zu unterstützen, damit potentielle Spurwechselmöglichkeiten effizient genutzt werden können. Die Fahrerassistenzvorrichtung prädiziert hiezu eine zukünftige Partnergeschwindigkeit (Vpf) und eine zukünftige Partnerbeschleunigung (Apf) des Partnerfahrzeugs (22) für den Spurwechselzeitpunkt (t0) und ermittelt die benötigte Eigengeschwindigkeit (Vef) in Abhängigkeit von der Partnergeschwindigkeit (Vpf) und der Partnerbeschleunigung (Apf).The invention relates to a method for providing driver assistance for an imminent lane change of an own vehicle (14). A driver assistance device (28) of the own vehicle (14) stops a time gap (T) at least equal to a predetermined minimum time gap (Tmin) at the lane change time point (t0) during lane change when the own vehicle (14) is collapsed in front of a partner vehicle (22) , Previously, the driver assistance device (28) determines an own speed (Vef) required for the lane change time (t0), fulfilling a predetermined safety criterion, and a minimum acceleration (Amin) for achieving the airspeed (Vef) depending on the required airspeed (Vef). The invention is based on the object to support a driver in an imminent lane change, so that potential lane change options can be used efficiently. The driver assistance device predicts for this a future partner speed (Vpf) and a future partner acceleration (Apf) of the partner vehicle (22) for the lane change time (t0) and determines the required airspeed (Vef) as a function of the partner speed (Vpf) and the partner acceleration (Apf) ,

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrerassistenzvorrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren, um mittels der Fahrerassistenzvorrichtung einem Fahrer bei einem bevorstehenden Fahrspurwechsel zu assistieren. Das mit der Fahrerassistenzvorrichtung ausgestattete Kraftfahrzeug wird im Folgenden auch als Eigenfahrzeug bezeichnet. Um den Fahrer zu unterstützen, wird eine Mindestbeschleunigung ermittelt, die nötig ist, um eine Eigengeschwindigkeit für den Fahrspurwechsel zu erreichen, mit der sicher vor einem Partnerfahrzeug eingeschert werden kann.The invention relates to a driver assistance device for a motor vehicle and to a method for assisting a driver in the event of an imminent lane change by means of the driver assistance device. The motor vehicle equipped with the driver assistance device is also referred to below as an own vehicle. In order to assist the driver, a minimum acceleration is determined, which is necessary in order to achieve an airspeed for the lane change, with which can be sheared in front of a partner vehicle safely.

In der DE 10 2011 106 746 A1 ist ein Spurwechselassistenzsystem beschrieben, welches Fahrzeuge auf einer benachbarten Fahrbahnspur sowie Lücken zwischen den Fahrzeugen detektiert und qualitativ bewertet. In diese qualitative Bewertung fließt ein, mit welcher Geschwindigkeit sich eine Lücke, d.h. die lückenbildenden Fahrzeuge, bewegen. Dabei wird bestimmt, ob im Rahmen vorgegebener Systemgrenzen ein Erreichen dieser Geschwindigkeit durch das Eigenfahrzeug möglich ist, um dann in eine Lücke einscheren zu können. In the DE 10 2011 106 746 A1 a lane change assistance system is described, which detects vehicles on an adjacent lane and gaps between the vehicles and assessed qualitatively. In this qualitative evaluation flows at what speed a gap, ie the gap-forming vehicles move. In the process, it is determined whether it is possible for the vehicle to reach this speed within the framework of predetermined system limits, in order then to be able to intervene in a gap.

In der DE 10 2012 006 882 A1 ist beschrieben, eine Autobahnauffahrt mit einer stationären Messeinrichtung auszurüsten, um Informationen für vorbeifahrende Fahrzeuge bereitzustellen. In the DE 10 2012 006 882 A1 It is described to equip a highway entrance with a stationary measuring device to provide information for passing vehicles.

Aus der DE 10 2011 016 770 A1 ist ein Verfahren für einen Fahrspurwechsel bekannt, bei welchem das Fahrzeug vor dem eigentlichen Fahrspurwechsel außerfahrstreifenmittig, mittenversetzt gefahren wird, nachdem der Fahrer signalisiert hat, dass er einen Fahrspurwechsel wünscht. From the DE 10 2011 016 770 A1 a method is known for a lane change, in which the vehicle is driven off-lane center, center-offset before the actual lane change after the driver has signaled that he wants a lane change.

Systeme zur Unterstützung oder automatischen Durchführung des Einfädelns in den fließenden Verkehr, beispielsweise der Wechsel des Fahrstreifens oder das Auffahren auf eine Autobahn, haben mit sensorischen Grenzen zu kämpfen. Beispielsweise werden für Spurwechselassistenzsysteme in der Regel Radarsensoren genutzt, deren Reichweite zur Detektion rückwärtiger Verkehrsteilnehmer regelmäßig 100 m unterschreitet. Darüber hinaus ist es äußerst schwierig, Lücken im rückwärtigen Verkehr, auch auf benachbarten Fahrstreifen, zu erkennen. Im Regelfall steht daher nur die Information über höchstens ein Fahrzeug im rückwärtigen Verkehrsraum zur Verfügung, das überdies erst dann erkannt wird, wenn es innerhalb der Sensorreichweite liegt.Systems for assisting or automatically implementing threading into flowing traffic, such as lane change or highway access, have sensory limitations. For example, radar sensors are generally used for lane change assistance systems whose range for the detection of rear road users regularly falls below 100 m. In addition, it is extremely difficult to detect gaps in the rear traffic, even on adjacent lanes. As a rule, therefore, only the information about at most one vehicle in the rear traffic area is available, which, moreover, is only recognized when it lies within the sensor range.

Weiterhin sind beim Einfädeln in den fließenden Verkehr, insbesondere beim Auffahren auf eine Autobahn, teilweise hohe Geschwindigkeitsdifferenzen zu überwinden. Schon ein Lastkraftwagen ist im Regelfall etwa 40 km/h schneller als das auffahrende Kraftfahrzeug am Beginn des Beschleunigungsstreifens, wenn der Lastkraftwagen durch die Umfeldsensorik erkannt werden kann.Furthermore, when threading in the flowing traffic, especially when driving on a highway, sometimes high speed differences to overcome. Even a truck is usually about 40 km / h faster than the approaching motor vehicle at the beginning of the acceleration strip when the truck can be detected by the environment sensors.

Es werden also sensorisch bedingt erst spät Fahrzeuge, die sich von hinten annähern, erkannt, und diese können sich mit hoher Relativgeschwindigkeit annähern. Aufgrund der beschränkten Sensorreichweite und der hohen Geschwindigkeitsdifferenz werden so häufig hohe Beschleunigungen erforderlich, um ein Einfädeln zu ermöglichen. Diese können – je nach Systemausprägung – selbst gesetzte Komfortgrenzen (bei informierenden Systemen) oder Beschränkungen der ACC-Norm ISO 15622 (2,5 m/s², bei automatischer Längsführung) überschreiten, sodass eine Einfädelassistenz häufig nicht möglich sein wird.So it is sensory due late vehicles that approach from behind, recognized, and these can approach with high relative speed. Due to the limited sensor range and the high speed difference, high accelerations are often required to allow threading. Depending on the system characteristics, these can set self-imposed comfort limits (in the case of information systems) or restrictions of the ACC standard ISO 15622 (2.5 m / s ² , with automatic longitudinal guidance) so that a threading assistance will often not be possible.

Gleichzeitig ist es aber so, dass viele Teilnehmer am Straßenverkehr sich kooperativ gegenüber anderen Verkehrsteilnehmern verhalten. So ist regelmäßig zu beobachten, dass Fahrer auf dem rechten Fahrstreifen einer Bundesautobahn ihr Fahrzeug verlangsamen, beschleunigen oder den Fahrstreifen wechseln, um einem Fahrer auf dem Beschleunigungsstreifen das Einfädeln zu ermöglichen oder zu erleichtern.At the same time, however, many road users are cooperative with other road users. Thus, it is regularly observed that drivers on the right-hand lane of a federal highway slow down their vehicle, accelerate or change the lane in order to enable or facilitate a driver on the acceleration lane threading.

Aus der EP 2 042 398 B1 ist ein Verfahren zum Betrieb eines auf das Einhalten der aktuellen Fahrspur eines Kraftfahrzeugs bezogenen Fahrerassistenzsystems bekannt. Das Fahrerassistenzsystem kann eine erkannte Fahrsituation im Hinblick auf Differenzgeschwindigkeit, Abstände zu Fremdfahrzeugen, Zeitlücken, eine Änderung der Zeitlücken, eine voraussichtliche Zeit bis zu einer Kollision, eine Differenz zwischen einer Wunsch- und einer Ist-Geschwindigkeit, das Vorhandensein einer Ausweichspur und die Position von Fremdfahrzeugen analysieren. From the EP 2 042 398 B1 For example, a method is known for operating a driver assistance system related to maintaining the current traffic lane of a motor vehicle. The driver assistance system may have a recognized driving situation with respect to differential speed, distances to other vehicles, time gaps, a change in the time gaps, an estimated time to a collision, a difference between a desired and an actual speed, the presence of an alternative track and the position of Analyze foreign vehicles.

Aus der DE 10 2009 046 826 A1 ist zum Optimieren eines Verkehrsflusses ein Verfahren bekannt, bei welchem zwei Fahrzeuge mit annähernd gleicher Geschwindigkeit hintereinander fahren und dann das eine Fahrzeug beschleunigt und das andere abbremst derart, dass eine Lücke entsteht, in die eingeschert werden kann. Damit ist eine Unterstützung eines Fahrers beim Einfädeln gemäß dem Reißverschlussverfahren möglich. From the DE 10 2009 046 826 A1 For optimizing a traffic flow, a method is known in which two vehicles travel at approximately the same speed one behind the other and then one vehicle accelerates and the other decelerates in such a way that a gap can be created in which it can be sheared. Thus, a driver's assistance in threading according to the zipper method is possible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Fahrer bei einem bevorstehenden Fahrspurwechsel zu unterstützen, damit potentielle Spurwechselmöglichkeiten effizient genutzt werden können. The invention is based on the object of supporting a driver in the event of an imminent lane change, so that potential lane change options can be used efficiently.

Die vorliegende Erfindung bietet hierzu ein Verfahren, damit ein kooperatives Entgegenkommen anderer Verkehrsteilnehmer erkannt und algorithmisch berücksichtigt werden kann, um die Verfügbarkeit der Fahrerassistenz zu steigern, ohne dabei zwingend auf Fahrzeug-zu-Fahrzeug-(Car-to-Car) oder Fahrzeug-Infrastruktur-Kommunikation angewiesen zu sein. For this purpose, the present invention offers a method so that a cooperative accommodation of other road users can be recognized and taken into account algorithmically, in order to avoid the Increase the availability of driver assistance without necessarily relying on vehicle-to-car or vehicle-infrastructure communication.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Betreiben einer Fahrerassistenzvorrichtung, um eine Fahrerassistenz für einen bevorstehenden Fahrspurwechsel von einer Eigenspur auf eine Nachbarspur bereitzustellen. Das erfindungsgemäße Verfahren geht dabei davon aus, dass auf der Nachbarspur ein Fremdfahrzeug oder Partnerfahrzeug fährt, vor dem durch den Fahrspurwechsel eingeschert werden soll. The method according to the invention serves to operate a driver assistance device in order to provide driver assistance for an imminent lane change from an own lane to an adjacent lane. The method according to the invention is based on the assumption that a third party vehicle or partner vehicle is traveling on the adjacent lane, before which the lane change is to be cut.

Während des Fahrspurwechsels soll beim Einscheren des Eigenfahrzeugs vor das Partnerfahrzeug zum und nach dem Spurwechselzeitpunkt eine Zeitlücke eingehalten werden können, die mindestens gleich einer vorbestimmten Mindestzeitlücke ist. Dies gilt sowohl für den Fall, dass der Fahrer selbst fährt, als auch für eine Fahrzeugführung durch einen Autopiloten. Unter dem Begriff „Zeitlücke“ wird hier das aus dem Stand der Technik bekannte Maß zum Angeben eines geschwindigkeitsproportionalen Abstandes zwischen zwei Fahrzeugen verstanden. Mit anderen Worten wird durch die Fahrerassistenzvorrichtung sichergestellt, dass während des Fahrspurwechsels ein geschwindigkeitsabhängiger Sicherheitsabstand oder Mindestabstand, der durch die Mindestzeitlücke definiert ist, eingehalten wird.During lane change, a time gap that is at least equal to a predetermined minimum time gap should be able to be maintained when the own vehicle is scrapped in front of the partner vehicle at and after the lane change time. This applies both in the event that the driver drives himself, as well as for a vehicle tour by an autopilot. The term "time gap" is understood here to be the measure known from the prior art for indicating a speed-proportional distance between two vehicles. In other words, it is ensured by the driver assistance device that a speed-dependent safety distance or minimum distance, which is defined by the minimum time gap, is maintained during the lane change.

Durch eine Fahrerassistenzvorrichtung wird vor dem Fahrspurwechsel eine zum Spurwechselzeitpunkt mindestens benötigte Eigengeschwindigkeit ermittelt, d. h. die Eigengeschwindigkeit muss ein vorbestimmtes Sicherheitskriterium erfüllen. Beispielsweise würde eine viel zu geringe Eigengeschwindigkeit das Partnerfahrzeug sofort ausbremsen. Bevorzugt wird durch das Sicherheitskriterium deshalb vorgegeben, dass die Zeitlücke im zeitlichen Verlauf nach dem Spurwechselzeitpunkt nicht sinkt. Bevorzugt soll nach dem Sicherheitskriterium sowohl zum als auch nach dem Spurwechselzeitpunkt die Zeitlücke stets gleich der oder größer als die Mindestzeitlücke sein.By means of a driver assistance device, an at least required intrinsic speed is determined before the lane change, that is, at the lane change time. H. the airspeed must meet a predetermined safety criterion. For example, a much too low airspeed would slow down the partner vehicle immediately. Preference is therefore given by the safety criterion that the time gap does not decrease over time after the lane change time. Preferably, according to the safety criterion both at and after the lane change time, the time gap should always be equal to or greater than the minimum time gap.

Abhängig von der ermittelten Eigengeschwindigkeit wird dann durch die Fahrerassistenzvorrichtung eine Mindestbeschleunigung zum Erreichen der Eigengeschwindigkeit ermittelt. Die Beschleunigung muss dabei auf der Eigenspur durchgeführt werden, die in der Regel nur noch eine begrenzte verfügbare Weglänge aufweist, weil beispielsweise auf einer Autobahnauffahrt beschleunigt werden muss oder auf der Eigenspur ein langsameres Fremdfahrzeug vorausfährt.Depending on the determined airspeed, a minimum acceleration for achieving the airspeed is then determined by the driver assistance device. The acceleration must be carried out on the own lane, which usually has only a limited available path length, because for example, must be accelerated on a highway ramp or ahead of the natural lane on a slower foreign vehicle.

Um nun auch solche Einschermöglichkeiten vor ein Partnerfahrzeug nutzen zu können, die auf den ersten Blick nicht genutzt werden sollten, weil sich dann beim Einscheren beispielsweise ein zu geringer Fahrzeugabstand zu ergeben scheint, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass durch die Fahrerassistenzvorrichtung eine zukünftige Fahrgeschwindigkeit und eine zukünftige Fahrzeugbeschleunigung des auf der Nachbarspur fahrenden Partnerfahrzeugs für den Spurwechselzeitpunkt prädiziert oder vorhergesagt oder geschätzt wird. Diese Werte werden im Folgenden als Partnergeschwindigkeit und Partnerbeschleunigung bezeichnet. In order to be able to use such Einschermöglichkeiten before a partner vehicle, which should not be used at first glance, because then seems to result in the shearing too small vehicle spacing, the invention provides that by the driver assistance device a future driving speed and a future Vehicle acceleration of the driving on the neighboring lane partner vehicle for the lane change timing predicted or predicted or estimated. These values are referred to below as partner speed and partner acceleration.

Die Fahrerassistenzvorrichtung ermittelt die genannte benötigte Eigengeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Partnergeschwindigkeit und der Partnerbeschleunigung. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass die Eigengeschwindigkeit zum zukünftigen Spurwechselzeitpunkt genauer an die dann vorliegende Fahrsituation angepasst ist und hierdurch auch Spurwechselmöglichkeiten genutzt werden können, die ohne die prädizierte Partnergeschwindigkeit und die prädizierte Partnerbeschleunigung nicht erkannt würden. Das Eigenfahrzeug kann entlang der Eigenspur auf einer vorausliegend noch verfügbaren Weglänge beschleunigt werden, und es besteht mit größerer Wahrscheinlichkeit dann tatsächlich am Ende des Beschleunigungsvorgangs die Möglichkeit, auf die Nachbarspur vor das Partnerfahrzeug einzuscheren, ohne dass beim Einscheren die Zeitlücke kleiner als die Mindestzeitlücke ist.The driver assistance device determines said required airspeed as a function of the partner speed and the partner acceleration. This results in the advantage that the airspeed for the future lane change time is more accurately adapted to the then existing driving situation and thus also lane change options can be used that would not be detected without the predicted partner speed and the predicted partner acceleration. The own vehicle can be accelerated along the inherent lane on a previously available path length, and it is more likely then actually at the end of the acceleration process the opportunity to einzeren on the adjacent lane in front of the partner vehicle, without the time gap is less than the minimum time gap at the Einscheren.

Bevorzugt ermittelt die Fahrerassistenzvorrichtung die Eigengeschwindigkeit derart, dass im Spurwechselzeitpunkt ein zeitlicher Verlauf der Zeitlücke eine mathematische Ableitung nach der Zeit aufweist, deren Wert gleich Null oder größer als Null ist. Dann ist in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass sich auch für die Zeit unmittelbar nach dem Spurwechselzeitpunkt keine Verkehrssituation ergibt, bei welcher die Mindestzeitlücke unterschritten wird. The driver assistance device preferably determines the airspeed in such a way that, in the lane change time, a temporal course of the time gap has a mathematical derivative with respect to time whose value is equal to zero or greater than zero. Then it is ensured in an advantageous manner that even for the time immediately after the lane change time no traffic situation results, in which the minimum time gap is exceeded.

Besonders bevorzugt ist die Eigengeschwindigkeit Vef des Eigenfahrzeugs die prädizierte Partnergeschwindigkeit Vpf des Partnerfahrzeugs zuzüglich dem Produkt aus der vorgegebenen Mindestzeitlücke Tmin und der prädizierten Partnerbeschleunigung Apf, also Vef = Vpf + Tmin·Apf. Die Partnerbeschleunigung Apf ist bei entschleunigendem Partnerfahrzeug kleiner als Null. Verlangsamt das Partnerfahrzeug seine Fahrt, so ergibt sich für die Partnerbeschleunigung Apf ein negativer Wert, so dass also die Eigengeschwindigkeit Vef kleiner als die Partnergeschwindigkeit Vpf ist. Mit anderen Worten kann also das Eigenfahrzeug auf die Nachbarspur vor das Partnerfahrzeug einscheren, obwohl es langsamer als das Partnerfahrzeug fährt. Dennoch wird die Zeitlücke im zeitlichen Verlauf nicht kleiner als die Mindestzeitlücke. Diese Spurwechselmöglichkeit wird von aus dem Stand der Technik bekannten Fahrerassistenzsystemen nicht genutzt. Genauso wird aber bei einem beschleunigenden Partnerfahrzeug dessen Geschwindigkeitszunahme nach dem Fahrspurwechsel berücksichtigt und eine entsprechend größerer räumlicher Abstand durch eine entsprechend größere Eigengeschwindigkeit sichergestellt. Particularly preferably, the intrinsic speed Vef of the own vehicle is the predicted partner speed Vpf of the partner vehicle plus the product of the predefined minimum time gap Tmin and the predicted partner acceleration Apf, that is Vef = Vpf + Tmin · Apf. The partner acceleration Apf is less than zero when the partner vehicle decelerates. If the partner vehicle slows down its travel, the partner acceleration Apf results in a negative value, so that the own velocity Vef is smaller than the partner velocity Vpf. In other words, therefore, the own vehicle may crash into the neighboring lane in front of the partner vehicle even though it is traveling slower than the partner vehicle. Nevertheless, the time gap over time does not become smaller than the minimum time gap. This lane change possibility is from not known from the prior art driver assistance systems. Equally, however, in an accelerating partner vehicle whose speed increase is taken into account after the lane change and a correspondingly greater spatial distance is ensured by a correspondingly greater airspeed.

Zum Prädizieren der Partnergeschwindigkeit und/oder der Partnerbeschleunigung ermittelt die Fahrerassistenzvorrichtung bevorzugt zumindest einen beobachteten Fahrgeschwindigkeitswert des Partnerfahrzeug und/oder zumindest einen beobachteten Beschleunigungswert des Partnerfahrzeugs, also Werte, die sich auf die Vergangenheit und/oder die Gegenwart beziehen, also z. B. tatsächliche Messwerte. Beispielsweise kann ein Geschwindigkeitswert und/oder ein Beschleunigungswert mittels eines Radarsensors in bekannter Weise ermittelt werden. Um mehrere Fahrgeschwindigkeitswerte und/oder mehrere Fahrbeschleunigungswerte zu berücksichtigen, kann ein Mittelwert aus mehreren beobachteten Werten gebildet werden. Diese Mittelwertbildung kann in vorteilhafter Weise ein gewichtetes Mittel sein, das den zuletzt beobachteten Messwert höher gewichtet als vorangegangene, ältere Messwerte, die beispielsweise eine Sekunde zurückliegen. Zum Ermitteln eines Fahrgeschwindigkeitswerts und/oder eines Beschleunigungswerts kann auch auf eine Car-to-Car-Kommunikation zurückgegriffen werden. For predicting the partner speed and / or the partner acceleration, the driver assistance device preferably determines at least one observed vehicle speed value of the partner vehicle and / or at least one observed acceleration value of the partner vehicle, ie values relating to the past and / or the present, ie, for example. Eg actual measurements. For example, a speed value and / or an acceleration value can be determined by means of a radar sensor in a known manner. In order to take into account a plurality of driving speed values and / or a plurality of driving acceleration values, an average of a plurality of observed values can be formed. This averaging can advantageously be a weighted average, which weights the last observed measured value higher than previous, older measured values, which are for example one second ago. For determining a vehicle speed value and / or an acceleration value, car-to-car communication can also be used.

Als geeignete Prädiktion der Partnergeschwindigkeit und/oder der Partnerbeschleunigung hat es sich erwiesen, dass davon ausgegangen wird, dass das Partnerfahrzeug seine Beschleunigung bis zum Fahrspurwechsel nicht ändert. Dies entspricht einem typischen Verhalten eines Fahrers eines Partnerfahrzeugs, der bei einem Fahrspurwechsel kooperiert. Mit anderen Worten wird bevorzugt der jeweilige aktuelle Messwert oder der aktuelle Mittelwert der Partnerbeschleunigung für die Prädiktion der Partnergeschwindigkeit verwendet. As a suitable prediction of the partner speed and / or the partner acceleration, it has been found that it is assumed that the partner vehicle does not change its acceleration until the lane change. This corresponds to a typical behavior of a driver of a partner vehicle, who cooperates in a lane change. In other words, the respective current measured value or the current mean value of the partner acceleration is preferably used for the prediction of the partner speed.

Durch die Erfindung wird zum anderen ein Verfahren vorgestellt, wie eine Bestätigung an andere Verkehrsteilnehmer kommuniziert werden kann, damit ein kooperatives Entgegenkommen des Partnerfahrzeugs ausgelöst oder ein erkanntes kooperatives Entgegenkommen des Partnerfahrzeugs angenommen wird, ohne dass hierzu auf die funkbasierte Car-to-Car-Kommunikation zurückgegriffen werden muss. Stattdessen signalisiert eine Steuereinrichtung der Fahrerassistenzvorrichtung, also ein Autopilot oder zumindest eine für die selbsttätige Querführung des Kraftfahrzeugs ausgelegte Steuereinrichtung, vor dem Fahrspurwechsel dem Partnerfahrzeug den Fahrspurwechsel. Insbesondere führt die Steuereinrichtung das Eigenfahrzeug hierzu spurmittenversetzt auf der Eigenspur des Eigenfahrzeugs. Mit anderen Worten wird der geplante Fahrspurwechsel durch eine Querablage des Eigenfahrzeugs bezüglich der Fahrspurmitte und insbesondere hin zur Nachbarspur signalisiert. On the other hand, a method is presented by the invention on how a confirmation can be communicated to other road users, so that a cooperative accommodation of the partner vehicle is triggered or a recognized cooperative accommodation of the partner vehicle is assumed, without radio-based car-to-car communication must be resorted to. Instead, a control device of the driver assistance device, that is to say an autopilot or at least one control device designed for the automatic lateral guidance of the motor vehicle, signals the lane change to the partner vehicle before the lane change. In particular, the control device leads the own vehicle to this end offset on the own lane of the own vehicle. In other words, the planned lane change is signaled by a transverse storage of the own vehicle with respect to the lane center and in particular towards the neighboring lane.

Um den Fahrer nicht in eine unerwünscht riskante Fahrsituation zu bringen, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Fahrerassistenzvorrichtung überprüft, ob die ermittelte Mindestbeschleunigung größer als eine vorbestimmte Komfortbeschleunigung ist, beispielsweise größer als 2,5 m/s². Ist dies der Fall, ist also die Mindestbeschleunigung größer, so wird der Fahrspurwechsel abgebrochen. Beispielsweise kann hierzu eine Selbstbremsung eingeleitet werden oder der Fahrer gewarnt werden, dass er nicht vor dem Partnerfahrzeug einscheren soll. In order not to bring the driver into an undesirably risky driving situation, it is preferably provided that the driver assistance device checks whether the determined minimum acceleration is greater than a predetermined comfort acceleration, for example, greater than 2.5 m / s ² . If this is the case, ie if the minimum acceleration is greater, the lane change is aborted. For example, for this purpose, a self-braking be initiated or the driver to be warned that he should not einscheren in front of the partner vehicle.

Vor der Planung des Spurwechsel kann als eine weitere Sicherheitsüberprüfung durch die Fahrerassistenzvorrichtung überprüft werden, ob eine vorausliegend noch verfügbare Weglänge auf der Eigenspur kleiner als eine vorbestimmtes Mindestweglänge ist. Der Beschleunigungsweg kann beispielsweise auf einer Autobahnauffahrt oder bei einer Fahrspurverengung begrenzt sein, oder auch bei einem Überholvorgang durch ein vorausfahrendes, langsameres Fremdfahrzeug. Wäre der Beschleunigungsweg zu lang, so wird für diesen Fall der Fahrspurwechsel ebenfalls abgebrochen. Before planning the lane change, it can be checked as a further safety check by the driver assistance device whether a previously available path length on the own lane is less than a predetermined minimum path length. The acceleration path can be limited, for example, on a motorway entrance or in the case of a lane narrowing, or also in an overtaking process by a preceding, slower foreign vehicle. If the acceleration path is too long, the lane change is also aborted for this case.

Um bei Abbruch eines Fahrspurwechsels dennoch einen zügige Weiterfahrt zu ermöglichen, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Fahrerassistenzvorrichtung nach dem Abbrechen des Fahrspurwechsels eine Folgelücke sucht, also das besagte Partnerfahrzeug passieren lässt und für ein nachfolgendes, nächstes Partnerfahrzeug erneut dessen Partnergeschwindigkeit und Partnerbeschleunigung prädiziert und daraus eine neue Eigengeschwindigkeit und Mindestbeschleunigung berechnet. In order to still allow a speedy onward journey when canceling a lane change, it is preferably provided that the driver assistance device searches for a following gap after canceling the lane change, ie lets the said partner vehicle pass and predicts its partner speed and partner acceleration again for a subsequent, next partner vehicle and from this a new airspeed and minimum acceleration calculated.

Zu der Erfindung gehört auch eine Fahrerassistenzvorrichtung für ein Kraftfahrzeug. Die erfindungsgemäße Fahrerassistenzvorrichtung ist dazu ausgelegt, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. The invention also includes a driver assistance device for a motor vehicle. The driver assistance device according to the invention is designed to carry out an embodiment of the method according to the invention.

Ebenfalls zur Erfindung gehört ein Kraftfahrzeug, das eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fahrerassistenzvorrichtung aufweist. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgestaltet. Also part of the invention is a motor vehicle having an embodiment of the driver assistance device according to the invention. The motor vehicle according to the invention is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car.

Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt: In the following an embodiment of the invention is described. This shows:

1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, 1 a schematic representation of an embodiment of the motor vehicle according to the invention,

2 ein Flussschaubild zu einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, wie es durch das Kraftfahrzeug von 1 durchgeführt werden kann, 2 a flowchart of an embodiment of the method according to the invention, as it is by the motor vehicle of 1 can be carried out,

3 ein Skizze zur Veranschaulichung einer Zeitlücke, 3 a sketch to illustrate a time gap,

4 vier Diagramme zur Veranschaulichung von Quantitäten, die bei dem Verfahren von 2 berücksichtigt werden, und 4 four diagrams illustrating quantities that in the method of 2 be taken into account, and

5 eine Skizze zur Veranschaulichung eines Verfahrenschrittes des Verfahrens von 2. 5 a sketch illustrating a method step of the method of 2 ,

Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen aber die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiment explained below is a preferred embodiment of the invention. In the exemplary embodiment, however, the described components of the embodiment each represent individual features of the invention, which are to be considered independently of each other, which also develop the invention independently of one another and thus also individually or in a different combination than the one shown as part of the invention. Furthermore, the described embodiment can also be supplemented by further features of the invention already described.

In 1 ist eine Fahrsituation 10 gezeigt, bei welcher auf einer Autobahn 12 ein Kraftfahrzeug 14 auf einem Einfädelstreifen 16 einer Autobahnauffahrt fährt und einen Fahrspurwechsel auf eine rechte Fahrspur 18 vornehmen möchte, bevor ein Fahrspurende 20 des Einfädelstreifens 16 erreicht ist. Die rechte Fahrspur 18 stellt eine Nachbarspur 18 zum Einfädelstreifen 16 da. Der Einfädelstreifen 16 stellt eine Eigenspur 16 des Kraftfahrzeugs 14 dar. Auf der rechten Fahrspur 18 fährt ein Kraftfahrzeug 22, vor dem das Kraftfahrzeug 14 bei dem Fahrspurwechsel auf die rechte Fahrspur 18 einscheren möchte. Des Weiteren ist eine Überholspur 24 dargestellt. In 1 is a driving situation 10 shown at which on a highway 12 a motor vehicle 14 on a threading strip 16 a motorway entrance drives and a lane change to a right lane 18 want to make before a lane end 20 of the threading strip 16 is reached. The right lane 18 represents a neighbor track 18 to the threading strip 16 there. The threading strip 16 puts an own trace 16 of the motor vehicle 14 on the right lane 18 drives a motor vehicle 22 , in front of the motor vehicle 14 at the lane change on the right lane 18 would like to einscheren. Furthermore, there is a fast lane 24 shown.

Bei dem Kraftfahrzeug 14 handelt es sich um eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs. Es stellt ein Eigenfahrzeug 14 dar. Das Kraftfahrzeug 22 stellt bezüglich des Eigenfahrzeugs 14 ein Partnerfahrzeug 22 dar. In the motor vehicle 14 it is an embodiment of the motor vehicle according to the invention. It represents an own vehicle 14 dar. The motor vehicle 22 represents with respect to the own vehicle 14 a partner vehicle 22 represents.

Das Eigenfahrzeug 14 kann eine Sensoreinrichtung 26, ein Fahrerassistenzsystem 28, eine Ausgabeeinrichtung 30 und eine Aktoreinrichtung 32 zum fahrerunabhängigen Führen des Eigenfahrzeugs 14 aufweisen. The own vehicle 14 may be a sensor device 26 , a driver assistance system 28 , an output device 30 and an actuator device 32 for driver-independent guidance of the own vehicle 14 exhibit.

Die Sensoreinrichtung 26 kann beispielsweise einen Radarsensor aufweisen, um im Erfassungsbereich 34 der Sensoreinrichtung 26 von dem Partnerfahrzeug 22 beispielsweise einen Abstand und/oder eine Fahrgeschwindigkeit und/oder eine Beschleunigung ermitteln. Die Sensoreinrichtung 26 kann Sensordaten S an die Fahrerassistenzvorrichtung 28 ausgeben. The sensor device 26 For example, it may include a radar sensor to be within the detection range 34 the sensor device 26 from the partner vehicle 22 For example, determine a distance and / or a driving speed and / or acceleration. The sensor device 26 can sensor data S to the driver assistance device 28 output.

Die Fahrerassistenzvorrichtung 28 kann beispielsweise durch ein Steuergerät und/oder ein Programmmodul für eine Prozesseinrichtung des Eigenfahrzeugs 14, z. B. ein Infotainmentsystem oder eine zentrale Recheneinrichtung des Eigenfahrzeugs 14, realisiert sein. Die Fahrerassistenzvorrichtung 28 kann beispielsweise eine Trajektorienplanung 36 und eine Steuereinheit 38 zum Ansteuern der Aktoreinrichtung 32 aufweisen. Die Fahrerassistenzvorrichtung 28 kann auch dazu ausgebildet sein, die Anzeigevorrichtung 30 anzusteuern. Die Anzeigevorrichtung 30 kann beispielsweise einen Bildschirm in einer Mittelkonsole des Eigenfahrzeugs 14 umfassen. Über die Anzeigeeinrichtung 30 kann die Fahrerassistenzvorrichtung 28 einen Fahrer des Eigenfahrzeugs 14 beispielsweise einen Hinweis betreffend eine ermittelte Mindestbeschleunigung geben, damit der Fahrer das Eigenfahrzeug 14 auf dem Einfädelstreifen 16 ausreichend beschleunigt, bevor er vor dem Partnerfahrzeug 22 auf die Nachbarspur 18 einschert. The driver assistance device 28 For example, by a control unit and / or a program module for a process device of the own vehicle 14 , z. B. an infotainment system or a central computing device of the own vehicle 14 , be realized. The driver assistance device 28 For example, a trajectory planning 36 and a control unit 38 for driving the actuator device 32 exhibit. The driver assistance device 28 may also be adapted to the display device 30 head for. The display device 30 For example, a screen in a center console of your own vehicle 14 include. About the display device 30 can the driver assistance device 28 a driver of the own vehicle 14 For example, give an indication regarding a determined minimum acceleration, so that the driver's own vehicle 14 on the threading strip 16 accelerated sufficiently before coming in front of the partner vehicle 22 on the neighboring track 18 cuts in.

Die Fahrerassistenzvorrichtung 28 kann hierzu beispielsweise das in 2 veranschaulichte Verfahren durchführen. In dem Flussschaubild von 2 bedeutet das Pluszeichen (+) „ja“ und das Minuszeichen (–) „nein“. The driver assistance device 28 For example, this can be done in 2 perform illustrated procedures. In the flow chart of 2 the plus sign (+) means "yes" and the minus sign (-) means "no".

Zunächst wird ein Einfädelassistenzsystem des Fahrerassistenzsystems 28 aktiviert. Eine Aktivierung kann automatisch erfolgen, sobald das Befahren der Autobahnauffahrt 16, beispielsweise durch den Abgleich einer Ortung (beispielsweise GPS-basiert) mit Informationen aus einer digitalen Straßenkarte, erkannt wird. Alternativ kann in dieser Situation eine manuelle Aktivierung durch den Fahrer angeboten und erlaubt werden.First, a threading assistance system of the driver assistance system 28 activated. Activation can be done automatically as soon as you drive on the motorway 16 is detected, for example, by the comparison of a location (for example GPS-based) with information from a digital road map. Alternatively, in this situation, manual activation by the driver may be offered and allowed.

In einem Schritt S10 kann eine noch verfügbare Weglänge Deffs auf dem aktuell befahrenen Fahrstreifen, dem Einfädelstreifen 16, z. B. aus einer digitalen Straßenkarte (DATA) oder aus einer mittels einer in Fahrtrichtung auf die Straße gerichteten Kamera, wie sie beispielsweise in Spurhalteassistenten zur Anwendung kommt, erkannt werden. Ist die Weglänge Deffs kleiner als ein vorbestimmter Mindestwert, also keine ausreichende Weglänge Deffs vorhanden, so kann in einem Schritt S12 ein Anhaltemanöver BRK ausgelöst werden, was durch die Trajektorienplanung 36 geplant und durch Ansteuern der Steuereinheit 38 mittels der Aktoreinrichtung 32 umgesetzt werden kann oder dem Fahrer mittels der Anzeigeeinrichtung 30 empfohlen werden kann.In a step S10, a still available path length Deffs on the currently traveled lane, the threading strip 16 , z. B. from a digital road map (DATA) or from a directed by means of a direction of travel on the road camera, as used for example in lane departure warning, are detected. If the path length Deffs is smaller than a predetermined minimum value, that is to say if there is no sufficient path length Deffs, then in a step S12 a stopping maneuver BRK can be triggered, which is done by the trajectory planning 36 planned and by driving the control unit 38 by means of the actuator device 32 can be implemented or the driver by means of the display device 30 can be recommended.

Bei ausreichender Weglänge Deffs wird in einem Schritt S14 mithilfe der Sensoreinrichtung 26 (z. B. einer Radarsensorik) der rückwärtige Verkehr beobachtet und die Position und Geschwindigkeit von Verkehrsteilnehmern auf dem benachbarten Fahrstreifen, d. h. der Nachbarspur 18, bestimmt. Dabei wird das nächstgelegene rückwärtige Fahrzeug auf dem Zielfahrstreifen als Partnerfahrzeug 22, PF, identifiziert. Bei freier oder leerer Nachbarspur 18 kann unmittelbar in einem Schritt S16 der Fahrspurwechsel (LC – Lane Change) initiiert werden, was wiederum durch die Trajektorienplanung 36 geplant werden kann. If the path length Deffs is sufficient, the sensor device is used in a step S14 26 (Z. B. a radar sensor) of the backward traffic observed and the position and speed of road users on the adjacent lane, ie the adjacent lane 18 , certainly. The nearest rear vehicle on the destination lane becomes a partner vehicle 22 , PF, identified. With empty or empty neighbor lane 18 For example, the lane change (LC) can be initiated immediately in a step S16, which in turn is determined by the trajectory planning 36 can be planned.

Bei erkanntem Partnerfahrzeug 22 kann in einem Schritt S18 eine Mindestbeschleunigung Amin’ bestimmt werden, die erforderlich ist, um bis zum Ende der verfügbaren Weglänge Deffs in einem geschwindigkeitsabhängigen Minimalabstand, d. h. mit einer Minimalzeitlücke Tmin, bspw. 0,8 s, vor dem Partnerfahrzeug 22 einzuscheren, sofern dieses seine aktuelle Geschwindigkeit beibehält. Die Eigengeschwindigkeit Vef des Eigenfahrzeugs 14 beim Einfädelvorgang soll dabei zunächst die Partnergeschwindigkeit Vpf des Partnerfahrzeugs 22 möglichst nicht unterschreiten. Dadurch wird erreicht, dass die Zeitlücke T nach dem Einfädelvorgang jedenfalls nicht sinkt.With recognized partner vehicle 22 For example, in a step S18, a minimum acceleration Amin 'can be determined which is required before the end of the available path length Deffs in a speed-dependent minimum distance, ie with a minimum time gap Tmin, for example 0.8 s, before the partner vehicle 22 scissors as long as it maintains its current speed. The own velocity Vef of the own vehicle 14 During the threading process, the partner speed Vpf of the partner vehicle is initially intended 22 preferably not fall below. This ensures that the time gap T does not drop after the threading process anyway.

Sodann wird überprüft, ob die in Schritt S18 bestimmte erforderliche Mindestbeschleunigung Amin’ zulässig ist. Hierzu wird sie mit einer zulässigen Maximalbeschleunigung (z. B. entweder aus Komfortgründen oder im Hinblick auf Konformität mit der ISO 15622 , beispielsweise 2,5 m/s²) verglichen. Unterschreitet die erforderliche Beschleunigung den zulässigen Maximalwert, wird ein Einfädelmanöver vor das Partnerfahrzeug 22 im Schritt S16 geplant. Ein kooperatives Entgegenkommen des Partnerfahrzeugs durch Fahrstreifenwechsel oder Verzögerung ist in diesem Falle nicht erforderlich.Then it is checked whether the required minimum acceleration Amin 'determined in step S18 is permissible. For this purpose, it is used with a permissible maximum acceleration (eg either for reasons of comfort or in terms of conformity with the ISO 15622 , for example, 2.5 m / s ² ) compared. If the required acceleration falls below the permissible maximum value, a threading maneuver is performed in front of the partner vehicle 22 planned in step S16. A cooperative accommodation of the partner vehicle by lane change or delay is not required in this case.

Es kann jedoch sein, dass die erforderliche Mindestbeschleunigung aus Schritt S18 die zulässige Maximalbeschleunigung überschreitet. In diesem Falle kann ein Einfädeln vor dem Partnerfahrzeug 22 dennoch möglich sein, wenn das Partnerfahrzeug 22 in Form einer moderaten Verzögerung (beispielsweise durch das Ausrollenlassen des Fahrzeugs) kooperativ entgegenkommt. However, it may be that the required minimum acceleration from step S18 exceeds the permissible maximum acceleration. In this case, a threading in front of the partner vehicle 22 still be possible if the partner vehicle 22 in the form of a moderate delay (for example, by the Auslauflassen the vehicle) cooperatively accommodates.

Daher wird in einem Schritt S20 die Absicht des Partnerfahrzeugs 22, unseren Einfädelvorgang zu unterstützen, identifiziert und in der Planung berücksichtigt, also eine Kooperationsbereitschaft COOP des Partnerfahrzeugs 22 überprüft. In dem Schritt S20 wird (zeitgleich zu Schritt S18) aus der Beobachtung der Geschwindigkeit des Partnerfahrzeugs 22 auf dessen Beschleunigung geschlossen. Diese Beschleunigungsinformation wird z. B. teilweise von den Radarsensoren selbst generiert und ausgegeben. Aus dieser Beschleunigung wird z. B. über einen vorbestimmten Zeitraum, beispielsweise 2 s, ein Mittelwert gebildet. Diese Mittelwertbildung kann vorteilhafterweise ein gewichtetes Mittel sein, das die aktuelle Beschleunigung höher gewichtet als die z. B. 1 s zurückliegende Beschleunigung. Unterschreitet dieser Mittelwert einen definierten Grenzwert A_koop_min, wird eine kooperative Absicht des Partnerfahrzeugs identifiziert.Therefore, in a step S20, the intention of the partner vehicle becomes 22 to support our threading process, identified and taken into account in the planning, so a cooperative COOP of the partner vehicle 22 checked. In step S20, (at the same time as step S18), the observation of the speed of the partner vehicle is made 22 closed on its acceleration. This acceleration information is z. B. partially generated and output by the radar sensors themselves. From this acceleration is z. B. over a predetermined period, for example, 2 s, a mean value formed. This averaging can advantageously be a weighted average that weights the current acceleration higher than the z. B. 1 s past acceleration. If this average value falls below a defined limit value A_koop_min, a cooperative intention of the partner vehicle is identified.

In einem Schritt S22 wird erneut eine erforderliche Mindestbeschleunigung Amin berechnet. Grundlage ist wiederum die zur Verfügung stehende Restwegstrecke im eigenen Einfädelstreifen 16 sowie eine gleichmäßig verzögerte Bewegung des Partnerfahrzeugs. Es wird angenommen, dass das Partnerfahrzeug aus seiner aktuellen Geschwindigkeit heraus mit einer konstanten Verzögerung Apf bis hin zum Spurwechselzeitpunkt verzögert. Hierzu ist in 3 eine Skizze zur Veranschaulichung dargestellt. 3 zeigt eine von der Fahrerassistenzvorrichtung 28 durchgeführte Prädiktion, bei welcher sich das Partnerfahrzeug 22 zu einem Einfädelzeitpunkt t0 in einem Abstand vor einem Einfädelpunkt Xlc befindet, wobei der Abstand Dlc der Mindestzeitlücke Tmin entspricht. In a step S22, a required minimum acceleration Amin is again calculated. The basis is again the available remaining distance in its own threading strip 16 as well as a uniformly delayed movement of the partner vehicle. It is assumed that the partner vehicle delays from its current speed with a constant deceleration Apf up to the lane change time. This is in 3 a sketch is shown for illustration. 3 shows one of the driver assistance device 28 performed prediction, in which the partner vehicle 22 at a threading time t0 at a distance in front of a threading point Xlc, the distance Dlc corresponding to the minimum time gap Tmin.

Es wird für das Eigenfahrzeug 14 diejenige Mindestbeschleunigung Amin berechnet, die erforderlich ist, um bis zum Ende 20 des Einfädelstreifens 16 mit einer Zeitlücke T = Tmin·Vpf vor dem Partnerfahrzeug einzuscheren. It is for the own vehicle 14 the minimum amine calculated, which is required to complete 20 of the threading strip 16 with a time gap T = Tmin · Vpf in front of the partner vehicle.

Im Falle eines kooperativen Einfädelvorgangs kann aufgrund der Verzögerung Apf des Partnerfahrzeugs 22 die eigene Geschwindigkeit Vef zum Zeitpunkt t0 des Einfädelns um Tmin·Apf geringer sein als die prädizierte Geschwindigkeit Vpf des Partnerfahrzeugs 22 zum Einfädelzeitpunkt t0, ohne dass die Zeitlücke T nach dem Einfädelvorgang sinkt. Es muss daher nur bis auf eine Geschwindigkeit beschleunigt werden, die noch unterhalb der prädizierten Partnergeschwindigkeit Vpf des Partnerfahrzeugs 22 zum Spurwechselzeitpunkt t0 liegt, sofern das Partnerfahrzeug 22 unserem Einfädelwunsch durch ein kooperatives Verzögerungsmanöver mit der Partnerverzögerung Apf entgegenkommt. In the case of a cooperative threading operation may be due to the delay Apf of the partner vehicle 22 the own speed Vef at time t0 of threading by Tmin · Apf is less than the predicted speed Vpf of the partner vehicle 22 at the threading time t0, without the time gap T after the threading process decreases. It therefore only has to be accelerated to a speed that is still below the predicted partner speed Vpf of the partner vehicle 22 at the lane change time t0, if the partner vehicle 22 meets our threading request by a cooperative delay maneuver with the partner delay Apf.

Die explizite Berücksichtigung von dessen kooperativer Absicht ermöglicht also ein komfortableres Einfädelmanöver. Deshalb kann sie in einem optionalen Schritt S22’ auch für den Fall genutzt werden, dass das Eigenfahrzeug 14 auf ein kooperatives Fahrverhalten des Partnerfahrzeugs 22 nicht angewiesen ist. The explicit consideration of its cooperative intent thus allows a more comfortable Einfädelmanöver. Therefore, in an optional step S22 ', it can also be used in the event that the own vehicle 14 on a cooperative driving behavior of the partner vehicle 22 not instructed.

Ein beispielhaftes Manöver mit kooperativem Partnerfahrzeug und geringerer Geschwindigkeit vom Einfädeln ist in 4 dargestellt. Diagramm a) zeigt die X-Position über der Zeit t. Diagramm b) zeigt die Zeitlücke T über der Zeit t und die konstante Mindestzeitlücke Tmin. Diagramm c) zeigt die Fahrgeschwindigkeit V über der X-Position X. Diagramm d) zeigt die Fahrgeschwindigkeit V über der Zeit t. Graphen des Eigenfahrzeugs 14 sind mit EF, Graphen des Partnerfahrzeugs 22 sind mit PF gekennzeichnet. An exemplary maneuver with cooperative partner vehicle and lower speed of threading is in 4 shown. Diagram a) shows the X position over time t. Chart b) shows the time gap T over the time t and the constant minimum time gap Tmin. Diagram c) shows the vehicle speed V over the X-position X. Diagram d) shows the vehicle speed V over the time t. Graphene of the own vehicle 14 are with EF, graph of the partner vehicle 22 are marked with PF.

Trotz einer um eine Differenzgeschwindigkeit dVlc geringeren Fahrgeschwindigkeit V des Eigenfahrzeugs 14 gegenüber dem Partnerfahrzeug 22 zum Einfädelzeitpunkt t0 steigt die Zeitlücke T zwischen dem Partnerfahrzeugs 22 und dem Eigenfahrzeug 14 an. Liegt die in Schritt S22 berechnete erforderliche Mindestbeschleunigung Amin im Falle eines kooperativen Entgegenkommens unterhalb der zulässigen Maximalbeschleunigung, wird ein entsprechendes Einfädelmanöver gemäß Schritt S16 geplant.In spite of a vehicle speed V of the own vehicle which is lower by a differential speed dVlc 14 opposite the partner vehicle 22 At threading time t0, the time gap T between the partner vehicle increases 22 and the own vehicle 14 at. If the required minimum acceleration Amin calculated in step S22 is below the permissible maximum acceleration in the case of cooperative accommodation, a corresponding threading maneuver is planned according to step S16.

Gleichzeitig kann die Erkennung der kooperativen Absicht des Partnerfahrzeugs 22 und die Botschaft, auch tatsächlich vor dem Partnerfahrzeug 22 einfädeln zu wollen, in vorteilhafter Weise durch das Eigenfahrzeug 14 kommuniziert werden. Der Blinker selbst ist hierzu kein geeignetes Kommunikationsmedium; er ist in der Regel schon zu Beginn des Beschleunigungsstreifens aktiv. At the same time, the detection of the cooperative intention of the partner vehicle 22 and the message, actually in front of the partner vehicle 22 to want to thread, in an advantageous manner by the own vehicle 14 be communicated. The turn signal itself is not a suitable communication medium; it is usually active at the beginning of the acceleration stripe.

In 5 ist veranschaulicht, wie im Falle einer automatisierten Längs- und Querführung, z. B. durch die Steuereinrichtung 38, das Eigenfahrzeug 14 jedoch durch eine positive Querablage Ya im eigenen Fahrstreifen (d. h. ein außermittiges Fahren auf der Eigenspur 16, näher an der Nachbarspur 18) eine Bestätigungs-Botschaft oder Acknowledge-Botschaft an das Partnerfahrzeug senden kann, um eine gemeinsame Absicht zu kommunizieren.In 5 is illustrated as in the case of an automated longitudinal and transverse guidance, z. B. by the controller 38 , the own vehicle 14 but by a positive cross-shelf Ya in its own lane (ie an off-center driving on the own lane 16 , closer to the neighboring lane 18 ) may send an acknowledgment message or acknowledge message to the partner vehicle to communicate a common intent.

Überschreitet jedoch auch die in Schritt S22 unter Berücksichtigung einer kooperativen Absicht des Partnerfahrzeugs berechnete erforderliche Mindestbeschleunigung Amin den zulässigen Maximalwert, wird das Partnerfahrzeug verworfen, d. h. der Fahrspurwechsel in einem Schritt S24 abgebrochen und der dem Partnerfahrzeug 22 nachfolgende Verkehr (TRFC – Traffic) beobachtet. In diesem Falle wird keine Aknowledge-Botschaft über eine veränderte Querablage kommuniziert; ein Beschleunigungsmanöver wird nicht eingeleitet, das eigene Fahrzeug fährt mit konstanter Geschwindigkeit weiter auf dem eigenen Fahrstreifen. If, however, the required minimum acceleration Amin calculated in step S22 in consideration of a cooperative intention of the partner vehicle also exceeds the permissible maximum value, the partner vehicle is discarded, ie the lane change is aborted in a step S24 and that of the partner vehicle 22 following traffic (TRFC traffic) is observed. In this case, no Aknowledge message is communicated about a changed cross-shelf; an acceleration maneuver is not initiated, the own vehicle drives at constant speed on its own lane.

Wird in einem Schritt S26 ein nachfolgendes Fahrzeug im Zielfahrstreifen erkannt, beginnt der Algorithmus mit Schritt S18 von vorne, nachdem in einem Schritt S28 die geeignete Relativlage der nächsten Fahrzeuglücke abgewartet wurde (WAIT).If a following vehicle in the destination lane is detected in a step S26, the algorithm starts from the beginning with step S18, after the appropriate relative position of the next vehicle gap has been waited for in a step S28 (WAIT).

Ist innerhalb der Sensorreichweite kein Fahrzeug erkennbar, wird ein virtuelles Fahrzeug im Abstand der Sensorreichweite hinter dem eigenen Fahrzeug erzeugt, das sich mit einer Lkw-typischen Geschwindigkeit (bspw. 90 km/h) bewegt, und es erfolgt stattdessen in einem Schritt S30 eine Manöverplanung im Hinblick auf das virtuelle Fahrzeug.If no vehicle is detectable within the sensor range, a virtual vehicle is generated at a distance of the sensor range behind the own vehicle, which moves at a typical truck speed (for example 90 km / h), and instead a maneuver planning takes place in a step S30 with regard to the virtual vehicle.

Schließlich stellt beispielsweise im Falle eines Einfädelstreifens das Ende des eigenen Fahrstreifens eine zusätzliche Randbedingung dar. Daher wird während der gesamten Dauer der Einfädelassistenz berechnet, ob ein Halt noch im Einfädelfahrstreifen möglich ist. Dabei werden Randbedingungen an die maximale Beschleunigung berücksichtigt (beispielsweise – 3,5 m/s², ISO 15622 ). Sofern ein Halt im Einfädelstreifen gerade noch möglich ist, wird in einer automatischen Ausprägung des Systems ein Nothalt im eigenen Fahrstreifen durchgeführt, da ein Befahren des Standstreifens unzulässig sein kann. Mit anderen Worten wird der Schritt S10 durchgehen wiederholt, was in 2 nicht dargestellt ist. Finally, for example, in the case of a threading strip, the end of the own lane is an additional boundary condition. Therefore, it is calculated during the entire duration of the threading assistance whether a stop is still possible in the threading lane. In this case, boundary conditions are taken into account for the maximum acceleration (for example - 3.5 m / s ² , ISO 15622 ). If it is just possible to stop in the threading strip, an emergency stop is carried out in the driver's own lane in an automatic version of the system, since driving on the stationary strip may be inadmissible. In other words, the step S10 is repeated by repeating what is in 2 not shown.

Insgesamt soll ermittelt werden, ob das Eigenfahrzeug 14 (EF) unter Berücksichtigung eines kooperativen Entgegenkommens des Partnerfahrzeugs 22 (PF) vor diesem Einfädeln kann. Dazu wird gefordert, dass eine minimale Zeitlücke Tmin (z. B. 0,8 Sekunden) im zeitlichen Verlauf des Spurwechselmanövers beachtet wird. Overall, it should be determined whether the own vehicle 14 (EF) taking into account a cooperative accommodation of the partner vehicle 22 (PF) before this threading can. For this purpose, it is required that a minimum time gap Tmin (eg 0.8 seconds) be observed in the course of the lane change maneuver.

Dazu wird in zwei Schritten geprüft:

1) Liegt die Zeitlücke T zum Spurwechselzeitpunkt t0 über Tmin? Dazu wird angenommen, dass das Partnerfahrzeug mit der ermittelten Verzögerung Apf weiterfährt, das Eigenfahrzeug 14 beschleunigt dabei beispielsweise mit einer Eigenbeschleunigung Aef = 2,5 m/s² also der Grenze aus ISO 15622 . Das Eigenfahrzeug 14 muss sich dann mindestens im Abstand Vpf·Tmin vor dem Partnerfahrzeug 22 befinden.
2) Wird die Zeitlücke T unmittelbar nach dem Fahrspurwechsel größer? Die Zeitlücke T wird dann größer, wenn ihre zeitliche Ableitung positiv ist. Das ist der Fall, wenn die Geschwindigkeit Vef des Eigenfahrzeugs 14 beim Fahrspurwechsel mindestens Vpf + Tmin·Apf beträgt. Bei Verzögerung (Apf < 0) ist Vef dann kleiner als Vpf.

This will be tested in two steps:

1) Is the time gap T at the lane change time t0 above Tmin? For this purpose, it is assumed that the partner vehicle continues with the determined delay Apf, the own vehicle 14 accelerates, for example, with an intrinsic acceleration Aef = 2.5 m / s ² so the limit ISO 15622 , The own vehicle 14 must be at least a distance Vpf · Tmin before the partner vehicle 22 are located.
2) Will the time gap T increase immediately after the lane change? The time gap T becomes greater when its time derivative is positive. That is the case when the speed Vef of the own vehicle 14 at the lane change is at least Vpf + Tmin · Apf. With delay (Apf <0) Vef is then smaller than Vpf.

Das heißt: Obwohl nur mit Minimalabstand, d. h. bei der Mindestzeitlücke Tmin, vor dem Partnerfahrzeug 22 eingefädelt wird, darf die Eigengeschwindigkeit Vef dennoch (um Apf·Tmin) niedriger sein als die des Partnerfahrzeugs 22. Dann wird zwar der Abstand im nächsten Augenblick kleiner, nicht aber die Zeitlücke T. Und auf die kommt es an. That is: Although only with minimum distance, ie at the minimum time gap Tmin, in front of the partner vehicle 22 nevertheless, the airspeed Vef may nevertheless be lower (by app. Tmin) than that of the partner vehicle 22 , Then, although the distance in the next moment is smaller, but not the time gap T. And that's what matters.

Im Folgenden ist die Herleitung der Berechnungsformel Vef = Vpf + Tmin·Apf erläutert, d. h. die Minimalgeschwindigkeit Vef zum Zeitpunkt t = t0.The following is the derivation of the calculation formula Vef = Vpf + Tmin · Apf explained, ie the minimum speed Vef at the time t = t0.

Für die Zeit nach dem Einfädelmanöver soll die Zeitlücke T wachsen, d. h. ihre zeitliche Ableitung soll zum Spurwechselzeitpunkt t0 positiv sein: d/dt(T) > 0, wobei d/dt() der Ableitungsoperator für die mathematische Ableitung nach der Zeit t ist. For the time after the threading maneuver, the time gap T should grow, ie its time derivation should be positive at the track change time t0: d / dt (T)> 0, where d / dt () is the derivation operator for the mathematical derivative after time t.

Die Zeitlücke T wird durch den Quotienten aus Abstand Dlc zwischen Folge- und Führungsfahrzeug und der Geschwindigkeit Vpf des Folgefahrzeugs beschrieben. Das Folgefahrzeug stellt in diesem Betrachtungsfall das Partnerfahrzeug 22 dar: T = Dlc / Vpf. The time gap T is described by the quotient of the distance Dlc between following and leading vehicle and the speed Vpf of the following vehicle. The following vehicle represents the partner vehicle in this case 22 represents: T = Dlc / Vpf.

Somit ergibt sich die obige Formel zu: d/dt(Dlc/Vpf) = ((Vef - Vpf)·Vpf – Dlc·Apf) / Vpf² > 0. Thus, the above formula results in: d / dt (Dlc / Vpf) = ((Vef-Vpf) * Vpf-Dlc * Apf) / Vpf ² > 0.

Es gilt: Vpf² > 0 für Vpf ungleich Null.Vpf ² > 0 for Vpf not equal to zero.

Der Abstand Dlc im Spurwechselzeitpunkt t0 lässt sich durch die geforderte Minimalzeitlücke Tmin formulieren als: Dlc = Tmin·Vpf. The distance Dlc in the lane change time t0 can be formulated by the required minimum time gap Tmin as: Dlc = Tmin * Vpf.

Damit ergibt sich für den Spurwechselzeitpunkt t0: (Vef – Vpf)·Vpf – Tmin·Vpf·Apf > 0 This results in the lane change time t0: (Vef - Vpf). Vpf - Tmin. Vpf. Apf> 0

Da Vpf > 0 ergibt sich weiterhin: Vef – Vpf – Tmin·Apf > 0 Since Vpf> 0 the following results: Vef - Vpf - Tmin · Apf> 0

Und damit folgt die herzuleitende Berechnungsformel: Vef > Vpf + Tmin·Apf And thus follows the formula to be derived: Vef> Vpf + Tmin · Apf

Die erfindungsgemäße Lösung kann drei vorteilhafte Unterschiede zu bekannten Lösungsansätzen bringen:

1. Es wird aus der Beschleunigung des Partnerfahrzeugs auf dessen Absicht eines kooperatives Entgegenkommens geschlossen. Hierzu wird ein zeitlicher Mittelwert der Beschleunigung des Partnerfahrzeugs mit einem Grenzwert verglichen und daraus eine kooperative Absicht identifiziert. Insbesondere bedarf es vorteilhafterweise keiner besonderen Kommunikation (z. B. Car-to-Car-Kommunikation), um diese Absichten zu identifizieren. Zwar ist denkbar, die Absichtserkennung durch die Nutzung direkter Kommunikation weiter zu verbessern, sie ist jedoch nicht erforderlich. Insofern bedarf es keiner besonderen Infrastruktur.
2. Durch ein außerfahrstreifenmittiges Fahren im Einfädelstreifen kann dem kooperationswilligen Fahrer auf dem Zielfahrstreifen gezielt eine Art "Aknowledge-Botschaft" übermittelt werden. Dem Fahrer des Partnerfahrzeugs kann so – wiederum ohne die Nutzung von Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikation – bestätigt werden, dass seine kooperative Absicht erkannt wurde und eine gemeinsame Absicht (Einfädeln vor dem Partnerfahrzeug) vorliegt.
3. Es wird ermöglicht, mit einer geringeren Geschwindigkeit als der Geschwindigkeit des Partnerfahrzeugs vor diesem einzuscheren. Unter Berücksichtigung kooperativer Verzögerung (z. B. Ausrollenlassen) ist es nämlich möglich, mit einer um Tmin·Apf geringeren Geschwindigkeit vor das Partnerfahrzeug zu wechseln. Es reduziert sich dadurch im Anschluss an den Spurwechsel zwar anfänglich der absolute Abstand zwischen den Fahrzeugen, aufgrund der Verzögerung des Partnerfahrzeugs sinkt jedoch nicht die Zeitlücke.

The solution according to the invention can bring about three advantageous differences from known solutions:

1. It is concluded from the acceleration of the partner vehicle on its intention of a cooperative accommodation. For this purpose, a temporal mean value of the acceleration of the partner vehicle is compared with a limit value and from this a cooperative intention is identified. In particular, advantageously no special communication (eg car-to-car communication) is needed to identify these intentions. Although it is conceivable to further improve the recognition of intent by using direct communication, it is not necessary. In this respect, no special infrastructure is needed.
2. By a driving off-center in Einfädelstreifen the cooperative driver on the destination lane targeted a kind of "Aknowledge message" are transmitted. The driver of the partner vehicle can thus - again without the use of vehicle-vehicle communication - be confirmed that his cooperative intent was recognized and a common intention (threading in front of the partner vehicle) is present.
3. It is possible to scoot in front of it at a speed lower than the speed of the partner vehicle. In fact, taking into account cooperative deceleration (eg, uncoiling), it is possible to move ahead of the partner vehicle at a speed lower by Tmin · Apf. Although this initially reduces the absolute distance between the vehicles after the lane change, due to the delay of the partner vehicle, the time gap does not drop.

Insgesamt ergeben sich damit eine Erweiterung des Handlungsspielraums durch die Berücksichtigung kooperativer Absichten anderer Verkehrsteilnehmer und ein autarkes System, das nicht auf die Ausstattung anderer Fahrzeug mit Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtungen oder die besondere Ausprägung der Infrastruktur angewiesen ist. Durch die Kommunikation einer Aknowledge-Botschaft an andere Fahrzeuge werden Unklarheiten im Straßenverkehr vermieden. Die Botschaft ist für alle Verkehrsteilnehmer sichtbar.Overall, this results in an expansion of the scope of action by taking into account the cooperative intentions of other road users and a self-sufficient system that does not rely on the equipment of other vehicle with vehicle-vehicle communication equipment or the specific nature of the infrastructure. By communicating an Aknowledge message to other vehicles, ambiguity in traffic is avoided. The message is visible to all road users.

Insgesamt zeigt das Beispiel, wie durch die Erfindung ein Fahrerassistenzsystem zum automatischen Einfädeln unter Berücksichtigung kooperativen Verhaltens anderer Verkehrsteilnehmer realisiert werden kann. Overall, the example shows how can be realized by the invention, a driver assistance system for automatic threading taking into account cooperative behavior of other road users.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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DE 102012006882 A1 [0003]
DE 102011016770 A1 [0004]
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DE 102009046826 A1 [0010]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

ACC standard ISO 15622 [0007]
ISO 15622 [0046]
ISO 15622 [0060]
ISO 15622 [0062]

Claims

Method for providing driver assistance for an imminent lane change of an own vehicle ( 14 ) during lane change when the vehicle 14 ) in front of a partner vehicle ( 22 ) at and after a lane change time (t0) to maintain a time gap (T) which is at least equal to a predetermined minimum time gap (Tmin), wherein prior to the lane change a driver assistance device (T) 28 ) of the own vehicle ( 14 ) a minimum speed (Amin) for achieving the airspeed (Vef) determined at least required, a predetermined safety criterion fulfilling a predetermined safety criterion and dependent on the required airspeed (Vef), characterized in that the driver assistance device a future partner speed (Vpf) and a future partner acceleration (Apf) of the partner vehicle ( 22 ) for the lane change time (t0) and determines the required airspeed (Vef) as a function of the partner speed (Vpf) and the partner acceleration (Apf).

The method according to claim 1, wherein the safety criterion specifies that, at the lane change time point (t0), a time profile of the time gap (T) has a mathematical derivative after the time (t) whose value is equal to zero or greater than zero.

Method according to one of the preceding claims, wherein the partner speed Vpf plus the product of the minimum time gap Tmin and the partner acceleration Apf is set as the intrinsic speed Vef, ie Vef = Vpf + Tmin · Apf.

Method according to one of the preceding claims, wherein the intrinsic speed (Vef) is less than the partner speed (Vpf).

Method according to one of the preceding claims, wherein the driver assistance device ( 28 ) the partner speed (Vpf) and / or the partner acceleration (Apf) in each case on the basis of at least one observed vehicle speed value of the partner vehicle ( 22 ) and / or at least one observed acceleration value of the partner vehicle ( 22 ).

Method according to one of the preceding claims, wherein a control device ( 38 ) of the driver assistance device ( 28 ) before the lane change the partner vehicle ( 22 ) signals the lane change and in particular the control device ( 38 ) the own vehicle ( 14 ) tracked on a lane track ( 16 ) of the own vehicle ( 14 ) leads.

Method according to one of the preceding claims, wherein the driver assistance device ( 28 ) checks whether the minimum acceleration (Amin) is greater than a predetermined comfort acceleration (S22), and possibly terminates the lane change (S24).

Method according to one of the preceding claims, wherein the driver assistance device ( 28 ) checks (S10) whether a previously available path length (Deffs) is smaller than a predetermined minimum path length, and possibly terminates the lane change (S12).

Method according to claim 7 or 8, wherein the driver assistance device ( 28 ) searches for a following gap after canceling the lane change (S26).

Driver assistance device ( 28 ) for a motor vehicle, wherein the driver assistance device ( 28 ) is adapted to perform a method according to any one of the preceding claims.

Motor vehicle ( 14 ) with a driver assistance device ( 28 ) according to claim 10.