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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein adaptives Geschwindigkeits-Regelungs-/Steuerungssystem, welches die Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs regelt/steuert, indem das vorhergesagte Verhalten eines vorausfahrenden Fahrzeugs berücksichtigt wird, welches vor dem eigenen Fahrzeug in derselben Fahrspur oder in einer benachbarten Fahrspur fährt, und insbesondere ein adaptives Geschwindigkeits-Regelungs-/Steuerungssystem, welches zusätzlich das Risiko berücksichtigt, von welchem vorhergesagt ist, dass es von dem vorausfahrenden Fahrzeug während einer vorgegebenen zukünftigen Zeitdauer dargestellt wird.
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STAND DER TECHNIK
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Herkömmliche Geschwindigkeits-Regelungs-/Steuerungssysteme sind dazu eingerichtet, die Fahrgeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs auf ein konstantes Niveau einzustellen, ohne dass es erforderlich ist, dass der Fahrzeugbediener das Gaspedal weiterhin drückt. Jedoch muss der Fahrzeugbediener, wenn sich das eigene Fahrzeug einem vorausfahrenden Fahrzeug nähert, welches mit einer geringeren Geschwindigkeit fährt, das vorausfahrende Fahrzeug überholen oder die Fahrgeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs verringern, um einen Zusammenstoß mit dem vorausfahrenden Fahrzeug zu verhindern. In jedem Fall muss die Geschwindigkeits-Regelung/Steuerung wenigstens zeitweise außer Kraft gesetzt werden. Wenn eine bestimmte Verkehrsdichte vorliegt, findet dies derart oft statt, dass der Komfort des Geschwindigkeits-Regelungs-/Steuerungssystems verloren geht und der Fahrzeugbediener aufhören kann, sich auf das Geschwindigkeits-Regelungs-/Steuerungssystem zu verlassen.
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Um dieses Problem zu beheben, wurde das adaptive Geschwindigkeits-Regelungs-/Steuerungssystem eingeführt. Das adaptive Geschwindigkeits-Regelungs-/Steuerungssystem ist bereitgestellt mit einem Sensor, wie etwa einem Radar, um vorausfahrende Fahrzeuge zu detektieren, und einer Regelungs-/Steuerungseinheit, welche ein geeignetes Fahrzeug unter den vorausfahrenden Fahrzeugen als dasjenige Zielfahrzeug auswählt, dem zu folgen ist. Die Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs wird an die Geschwindigkeit des Zielfahrzeugs angepasst und die Regelungs-/Steuerungseinheit hält nicht nur die Fahrgeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs bei einem geeigneten Niveau, sondern behält ebenso den Abstand zu dem Zielfahrzeug bei, indem die Fahrgeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs und möglicherweise die Wetterbedingungen berücksichtigt werden. Wenn es wahrscheinlich ist, dass ein anderes Fahrzeug in die Lücke zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem Zielfahrzeug einfädelt, kann die Regelungs-/Steuerungseinheit das Zielfahrzeug auf das neue Fahrzeug umstellen.
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In fortschrittlichen adaptiven Geschwindigkeits-Regelungs-/Steuerungssystemen ist die Regelungs-/Steuerungseinheit ferner mit der Funktion bereitgestellt, die Bewegung der in einer benachbarten Fahrspur fahrenden Fahrzeuge vorherzusagen. Wenn das eigene Fahrzeug einem Zielfahrzeug in derselben Fahrspur folgt, kann ein anderes in der benachbarten Fahrspur fahrendes Fahrzeug in die Lücke zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem Zielfahrzeug in derselben Fahrspur einfädeln. In einer derartigen Situation sagt die Regelungs-/Steuerungseinheit die Bewegung des Fahrzeugs in der benachbarten Fahrspur voraus und kann das Zielfahrzeug in Abhängigkeit der dynamischen Bedingungen des anderen Fahrzeugs, welches dabei ist, einzufädeln, auf dasjenige Fahrzeug umstellen, welches dabei ist, einzufädeln. Indem das Zielfahrzeugs auf diese Weise bei Bedarf geändert wird, wird bewirkt, dass das eigene Fahrzeug die eigene Fahrspur dem Fahrzeug in der benachbarten Fahrspur freigibt, so dass das Fahrzeug in der benachbarten Fahrspur die Fahrspur in die eigene Fahrspur wechseln kann, ohne den Fahrer des eigenen Fahrzeugs unnötig zu alarmieren.
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ABRISS DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung ist mit der Zielsetzung verwirklicht worden, die herkömmlichen adaptiven Regelungs-/Steuerungssysteme derart zu verbessern, dass die Zuverlässigkeit des adaptiven Geschwindigkeits-Regelungs-/Steuerungssystems erhöht werden kann.
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Eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein adaptives Geschwindigkeits-Regelungs-/Steuerungssystem bereitzustellen, welches präzise die Risiken beurteilen kann, welche von den vorausfahrenden Fahrzeugen dargestellt werden, und welches bestimmen kann, welches der vorausfahrenden Fahrzeuge das höchste Risiko für das eigene Fahrzeug darstellt, wobei das System dieses Fahrzeug als das Zielfahrzeug auswählt.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung können diese Aufgaben gelöst werden durch Bereitstellen eines adaptiven Geschwindigkeits-Regelungs-/Steuerungssystems, welches in der Lage ist, eine Fahrgeschwindigkeit eines eigenen Fahrzeugs einzustellen, um einem vorausfahrenden Fahrzeug in einem konstanten Abstand zu folgen, umfassend: einen Umgebungssensor (7) zum Detektieren wenigstens eines Abstands zu einem vorausfahrenden Fahrzeug von dem eigenen Fahrzeug, wobei das vorausfahrende Fahrzeug sich entweder in derselben Fahrspur wie das eigene Fahrzeug oder in einer benachbarten Fahrspur zu derjenigen des eigenen Fahrzeugs befindet; eine Vorausfahrendes-Fahrzeug-Vorhersageeinheit (6), welche eine zukünftige Bewegung entweder eines in derselben Fahrspur fahrenden vorausfahrenden Fahrzeugs oder eines vorausfahrenden Fahrzeugs, welches in einer benachbarten Fahrspur fährt und von welchem gemäß einer Ausgabe von dem Umgebungssensor vorhergesagt ist, dass es vor das eigene Fahrzeug einfädelt, vorhersagt; und eine Zielfahrzeug-Auswahleinheit (14) zum Auswählen eines Zielfahrzeugs aus entweder einem vorausfahrenden Fahrzeug in derselben Fahrspur oder einem Fahrzeug, welches in einer benachbarten Fahrspur fährt und vom welchem gemäß einer Ausgabe von der Vorausfahrendes-Fahrzeug-Vorhersageeinheit vorhergesagt ist, dass es vor das eigene Fahrzeug einfädelt, wobei die Zielfahrzeug-Auswahleinheit das Zielfahrzeug durch Auswerten eines Risikos auswählt, von welchem vorhergesagt ist, dass es von dem vorausfahrenden Fahrzeug während einer vorgegebenen zukünftigen Zeitdauer dargestellt wird.
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Indem dadurch insbesondere eine bestimmte zukünftige Zeitdauer als ein Zeitpunkt definiert wird, zu welchem das von jedem vorausfahrenden Fahrzeug dargestellte Risiko auszuwerten ist, kann die Genauigkeit der Auswertung des von dem vorausfahrenden Fahrzeug dargestellten Risikos erhöht werden. Als Ergebnis davon muss das eigene Fahrzeug nicht unnötig einem in einer benachbarten Fahrspur fahrenden vorausfahrenden Fahrzeug Platz machen, welches nicht in die Fahrspur des eigenen Fahrzeugs nach alldem einfädelt. Ähnlich wird, indem präzise die zukünftige Position des vorausfahrenden Fahrzeugs vorhergesagt wird, verhindert, dass das eigene Fahrzeug dem Fahrzeug zu nahe kommt, welches in die Fahrspur des eigenen Fahrzeugs von der benachbarten Fahrspur eingefädelt ist.
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Vorzugsweise verändert sich die vorgegebene Zeitdauer in Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs. Typischerweise wird die vorgegebene Zeitdauer umso kürzer, je höher die Fahrgeschwindigkeit ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die vorgegebene Zeitdauer als eine Zeitdauer bestimmt, von welcher vorhergesagt ist, dass sie erforderlich für das vorausfahrende Fahrzeug ist, um von der benachbarten Fahrspur in die Fahrspur des eigenen Fahrzeugs einzufädeln.
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Um die Genauigkeit des adaptiven Geschwindigkeits-Regelungs-/Steuerungsprozesses weiter zu erhöhen, kann das System ferner einen Fahrzeugsensor zum Bestimmen eines Verhaltens des eigenen Fahrzeugs und eine Eigenes-Fahrzeug-Vorhersageeinheit zum Vorhersagen einer zukünftigen Bewegung des eigenen Fahrzeugs aus der Ausgabe des Fahrzeugsensors umfassen, wobei die Zielfahrzeug-Auswahleinheit zusätzlich eine Ausgabe von der Eigenes-Fahrzeug-Vorhersageeinheit zum Auswählen des Zielfahrzeugs berücksichtigt.
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Wenn kein Fahrzeug, welchem zu folgen ist, in der eigenen Fahrspur detektiert wird und wenn ein in einer benachbarten Fahrspur fahrendes Fahrzeug, von welchem vorhergesagt ist, dass es vor das eigene Fahrzeug einfädelt, als ein Fahrzeug detektiert wird, welchem in einem konstanten Abstand zu folgen ist, wird das in der benachbarten Fahrspur fahrende Fahrzeug als dasjenige Fahrzeug ausgewählt, welchem in einem konstanten Abstand zu folgen ist, unabhängig von einem Risiko, von welchem vorhergesagt ist, dass es von dem vorausfahrenden Fahrzeug während einer vorgegebenen zukünftigen Zeitdauer dargestellt wird.
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Um den Komfort des eher konventionellen Geschwindigkeits-Regelungs-/Steuerungssystems zu übernehmen, kann das adaptive Geschwindigkeits-Regelungs-/Steuerungssystem der vorliegenden Erfindung ferner umfassen: eine Geschwindigkeits-Einstelleinheit zum Einstellen einer Fahrgeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs gemäß einem dieser zugeführten eingegebenen Befehl; einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor zum Detektieren einer Fahrgeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs; eine manuelle Eingabeeinheit zum Bereitstellen des eingegebenen Befehls an die Geschwindigkeits-Einstelleinheit durch eine manuelle Auswahl eines Fahrzeugbedieners; und eine Hauptregelungs-/-steuerungseinheit, welche dazu eingerichtet ist, selektiv aktiviert zu werden, um den Eingabebefehl an die Geschwindigkeits-Einstelleinheit gemäß einer Ausgabe von der manuellen Eingabeeinheit, der Vorausfahrendes-Fahrzeug-Vorhersageeinheit und der Zielfahrzeug-Auswahleinheit bereitzustellen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die vorliegende Erfindung wird nun nachfolgend durch Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden. Dabei sind:
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1 ein Blockdiagramm der Gesamtstruktur eines adaptiven Geschwindigkeits-Regelungs-/Steuerungssystems, welches die vorliegende Erfindung verkörpert;
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2 bis 6 Darstellungen, welche beispielhafte Verkehrssituationen zum Beschreiben des Betriebsmodus des adaptiven Geschwindigkeits-Regelungs-/Steuerungssystems zeigen; und
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7 eine Darstellung, welche unterschiedliche Toleranzniveaus des adaptiven Geschwindigkeits-Regelungs-/Steuerungssystems zeigt, um für ein Fahrzeug Platz zu machen, welches dabei ist, einzufädeln.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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1 zeigt die Gesamtstruktur des adaptiven Geschwindigkeits-Regelungs-/Steuerungssystems 1, welches die vorliegende Erfindung verkörpert. Das adaptive Geschwindigkeits-Regelungs-/Steuerungssystem 1 umfasst eine Hauptregelungs-/-steuerungseinheit 2 zum Regeln/Steuern des Gesamtbetriebs des adaptiven Geschwindigkeits-Regelungs-/Steuerungssystems 1 und eine Geschwindigkeits-Einstelleinheit 3, welche die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs durch Bereitstellen eines Befehlssignals an eine Motor-Regelungs-/Steuerungseinheit 4 regelt/steuert. Eine manuelle Geschwindigkeits-Eingabeeinheit 5 ist mit der Hauptregelungs-/-steuerungseinheit 2 verbunden. Typischerweise umfasst die Geschwindigkeits-Einstelleinheit 3 einen Einstellschalter zum Einstellen der gegenwärtigen Geschwindigkeit als die eingestellte Geschwindigkeit, einen Wiederaufnahmeschalter zum Wiederaufnehmen der Geschwindigkeit, welche in dem vorhergehenden Betrieb des Geschwindigkeits-Regelungs-/Steuerungssystems 1 ausgewählt war, einen Deaktivierungsschalter zum Deaktivieren der Geschwindigkeits-Regelung/Steuerung. Durch Drücken des Wiederaufnahmeschalters und des Einstellschalters für eine kurze Zeitdauer kann die eingestellte Geschwindigkeit um einen kleinen Betrag erhöht bzw. verringert werden.
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Das adaptive Geschwindigkeits-Regelungs-/Steuerungssystem 1 umfasst ferner eine Vorausfahrendes-Fahrzeug-Vorhersageeinheit 6, welche mit wenigstens einem Umgebungssensor, wie etwa einem Radar, einem Lidar, einer Kamera, einem Sensorfusionssystem oder einem anderen an sich bekannten Sensor verbunden ist. In der dargestellten Ausführungsform wird ein Radar als ein derartiger Umgebungssensor verwendet. Der Radar 7 ist dazu eingerichtet, ein vorausfahrendes Fahrzeug in derselben Fahrspur wie das eigene Fahrzeug und vorausfahrende Fahrzeuge in den benachbarten Fahrspuren zu detektieren, und kann den Abstand zwischen dem eigenen Fahrzeug und jedem vorausfahrenden Fahrzeug und die Richtung zu jedem vorausfahrenden Fahrzeug bestimmen. Durch Analysieren des Signals von dem Radar 7 ist die Vorausfahrendes-Fahrzeug-Vorhersageeinheit 6 in der Lage, nicht nur die relative Längsgeschwindigkeit zu dem vorausfahrenden Fahrzeug zu detektieren, sondern ebenso die relative Quergeschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs relativ zu dem eigenen Fahrzeug. Das adaptive Geschwindigkeits-Regelungs-/Steuerungssystem 1 umfasst ferner eine Eigenes-Fahrzeug-Vorhersageeinheit 8, welche mit einem Geschwindigkeitssensor 9 zum Detektieren der Fahrgeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs verbunden ist, einen Pedalsensor 10 zum Detektieren der Betätigung eines Gaspedals und eines Bremspedals, einen Lenksensor 11 zum Detektieren einer Lenkbewegung eines Lenkrads, einen Blinksensor 12 zum Detektieren der Aktivierung eines Blinkers in jede Richtung und einen Quer-G-Sensor 13 zum Detektieren der Querbeschleunigung des eigenen Fahrzeugs. Die Eigenes-Fahrzeug-Vorhersageeinheit 6 ist in der Lage, die Quergeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs durch integrieren der Querbeschleunigung zu bestimmen, welche von dem Quer-G-Sensor 13 detektiert wird.
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Die Ausgabesignale der beiden Vorhersageeinheiten 6 und 8 werden einer Zielfahrzeug-Auswahleinheit 14, welche ein Zielfahrzeug gemäß den Ausgabesignalen der Vorausfahrendes-Fahrzeug-Vorhersageeinheit 6, welche zahlreiche Datenteile hinsichtlich der dynamischen Eigenschaften der vorausfahrenden Fahrzeuge auswertet, und der Eigenes-Fahrzeug-Vorhersageeinheit 8, welche unterschiedliche Datenteile hinsichtlich der dynamischen Eigenschaften des eigenen Fahrzeugs auswertet, zugeführt. Basierend auf diesen Datenteilen bestimmt die Zielfahrzeug-Auswahleinheit 14 gemäß einem vorgegebenen Algorithmus, welches von den vorausfahrenden Fahrzeugen das größte Risiko darstellt. Es ist in diesem Zusammenhang wichtig, zu bestimmen oder genau vorherzusagen, falls und wann ein in einer benachbarten Fahrspur fahrendes Fahrzeug in eine Lücke zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug in derselben Fahrspur einfädelt. In diesem Zusammenhang sollte angemerkt werden, dass das in der benachbarten Fahrspur fahrende Fahrzeug vor das eigene Fahrzeug einfädeln kann, wenn kein vorausfahrendes Fahrzeug vor dem Fahrzeug fährt. Dies kann auch für andere in dieser Beschreibung diskutierte Situationen gelten.
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In der dargestellten Ausführungsform sind die Vorausfahrendes-Fahrzeug-Vorhersageeinheit 6 und die Eigenes-Fahrzeug-Vorhersageeinheit 8 dazu eingerichtet, wenigstens die Positionen des eigenen Fahrzeugs und der vorausfahrenden Fahrzeuge während einer vorgegebenen zukünftigen Zeitdauer vorherzusagen. Die zukünftige Querposition eines vorausfahrenden Fahrzeugs oder des eigenen Fahrzeugs können aus der gegenwärtigen Quergeschwindigkeit und der gegenwärtigen Querbeschleunigung des entsprechenden Fahrzeugs vorhergesagt werden. Tatsächlich kann die Vorausfahrendes-Fahrzeug-Vorhersageeinheit 6 dazu eingerichtet sein, die gegenwärtigen Verkehrsgesamtsituationen zu erkennen, so dass eine intelligente Vorhersage hinsichtlich der wahrscheinlichsten Verhaltensweisen der vorausfahrenden Fahrzeuge getroffen werden kann. Im Falle des eigenen Fahrzeugs kann ebenso durch Detektieren des Lenkwinkels und der gegenwärtigen Geschwindigkeit die Querfahrt des eigenen Fahrzeugs während der vorgegebenen Zeitdauer berechnet werden.
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Die Zielfahrzeug-Auswahleinheit 14 leitet ein das Zielfahrzeug identifizierendes Signal an die Hauptregelungs-/-steuerungseinheit 2 weiter, welche einen Befehl an die Geschwindigkeits-Einstelleinheit 3 derart bereitstellt, dass das eigene Fahrzeug dem Zielfahrzeug in einem konstanten Abstand folgt, welcher für die gegenwärtige dynamische Bedingung (wie etwa die Fahrgeschwindigkeit) des eigenen Fahrzeugs und des Zielfahrzeugs ausgewählt ist. Dem Benutzer wird gestattet, den manuellen Modus, in welchem die Geschwindigkeits-Regelung/Steuerung auf der manuellen Auswahl basiert, welche an der Geschwindigkeits-Einstelleinheit 5 vorgenommen wird, und den Automatikmodus, in welchem die adaptive Geschwindigkeits-Regelung/Steuerung durchgeführt wird, auszuwählen.
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2 zeigt eine beispielhafte Verkehrssituation zum Beschreiben des Betriebsmodus des adaptiven Geschwindigkeits-Regelungs-/Steuerungssystems 1. Es wird angenommen, dass die Fahrzeuge auf der rechten Seite der Fahrbahn fahren. Das Spiegelbild der folgenden Beschreibung gilt für den Fall, in welchem die Fahrzeuge auf der linken Seite der Fahrbahn fahren. Die Fahrbahn weist drei Fahrspuren in diesem Fall auf, und das eigene Fahrzeug E fährt auf der mittleren Fahrspur hinter einem ersten vorausfahrenden Fahrzeug A bei adaptiver Geschwindigkeits-Regelung/Steuerung. Sechs weitere Fahrzeuge B1, B2, C1, C2, C3 und C4 sind vorhanden, welche in den benachbarten Fahrspuren vor dem eigenen Fahrzeug fahren.
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Die beiden Fahrzeuge B1 und B2 in der linken Fahrspur können als nicht relevant erachtet werden, da sie schneller als das eigene Fahrzeug E fahren. Das von einem vorausfahrenden (einfädelnden) Fahrzeug dargestellte Risiko kann als eine TTC (Zeit bis zu einer Kollision) berechnet werden. TTC = (Abstand zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug)/((Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs) – (Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs))
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Wenn das vorausfahrende Fahrzeug schneller als das eigene Fahrzeug fährt, ist die TTC negativ, so dass kein Kollisionsrisiko besteht.
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Die Fahrzeuge B1 und B2 können auch als nicht sehr relevant erachtet werden, entweder da das Fahrzeug B1 derart nah vor dem eigenen Fahrzeug E fährt, dass es nicht wahrscheinlich ist, dass das Fahrzeug B1 einfädelt, oder da das Fahrzeug B2 angemessen vor dem eigenen Fahrzeug E fährt, so dass das Fahrzeug B2 kein signifikantes Risiko darstellt, selbst wenn das Fahrzeug B2 vor das eigene Fahrzeug einfädelt. Verglichen mit den Fahrzeugen B1 und B2 ist es wahrscheinlich, dass die Fahrzeuge C2 und C3 vor das eigene Fahrzeug E einfädeln und ein signifikantes Risiko darstellen werden, wenn sie tatsächlich einfädeln. Von diesen beiden relativ relevanten Fahrzeugen C2 und C3 stellt das Fahrzeug C2 ein größeres Risiko als das andere dar, da der Abstand von dem eigenen Fahrzeug kleiner ist oder die Zeitspanne zwischen dem eigenen Fahrzeug und diesem potentiellen Zielfahrzeug (3) kleiner ist. Zeitspanne = (Abstand zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug)/(Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs)
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Die Zielfahrzeug-Auswahleinheit 14 wählt das Fahrzeug C2 als das potentielle Zielfahrzeug aus und auf eine Vorhersage hin, dass das Fahrzeug C2 in dieselbe Fahrspur vor das eigene Fahrzeug während einer vorgegebenen Zeitdauer (wie etwa 4 Sekunden) aus einem Verhalten des Fahrzeugs C2 (wie etwa einer Quergeschwindigkeit, dass sich das Fahrzeug C2 dem unmittelbar vorausfahrenden Fahrzeug C3 mit einer relativ schnellen Geschwindigkeit nähert oder aus einem anderen Anzeichen einer Absicht, einzufädeln), stellt sie das Zielfahrzeug von dem in derselben Fahrspur fahrenden vorausfahrenden Fahrzeug A auf das Fahrzeug C2 in der benachbarten Fahrspur um. Andererseits kann das Fahrzeug C2 nicht als das neue Zielfahrzeug ausgewählt werden, wenn das Fahrzeug C2 bremst oder beschleunigt und sich von dem eigenen Fahrzeug um einen angemessenen Abstand fortbewegt, wenn der Abstand zu dem Fahrzeug C2 derart klein ist, dass die adaptive Geschwindigkeits-Regelung/Steuerung nicht möglich ist, oder wenn der Fahrzeugbediener das System außer Kraft setzt.
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4 zeigt eine weitere beispielhafte Verkehrssituation zum Beschreiben des grundlegenden Betriebsprinzips des adaptiven Geschwindigkeits-Regelungs-/Steuerungssystems 1. Das eigene Fahrzeug E folgt einem vorausfahrenden Fahrzeug A in derselben Fahrspur, und von einem anderen vorausfahrenden Fahrzeug C1 in der rechten Fahrspur ist vorhergesagt, dass es in dieselbe Fahrspur wie das eigene Fahrzeug E einfädelt. Die von den beiden vorausfahrenden Fahrzeugen A und C1 dargestellten Risiken werden verglichen. Rth ist ein bestimmter Schwellrisikowert. Risiko(E – A) > Rth
Risiko(E – A) > Risiko(E – C1)
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In Einheiten der Zeit bis zu einer Kollision (TTC) kann es wie folgt dargestellt werden. Tth ist ein bestimmter Schwellzeitwert. TTC(E – A) < Tth
TTC(E – A) < TTC(E – C1)
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Basierend auf dieser Berechnung fährt die Zielfahrzeug-Auswahleinheit 14 damit fort, das vorausfahrende Fahrzeug A in derselben Fahrspur als das Zielfahrzeug auszuwählen.
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5 zeigt einen spezielleren Fall, in welchem das Fahrzeug C1, welches in der rechten Fahrspur fährt, etwas relevanter ist. Es wird angenommen, dass zum Zeitpunkt t0 es vorhergesagt wird, dass das Fahrzeug C1 einfädeln wird, und dass das Fahrzeug C1 zum Zeitpunkt t1 (t0 + 4 Sekunden beispielsweise) einfädeln wird. Das Fahrzeug C1 wird bis zum Zeitpunkt t1 kein Risiko darstellen, da das Fahrzeug C1 sich immer noch in der anderen Fahrspur befindet, und wird ein gewisses Risiko lediglich nach dem Zeitpunkt t1 darstellen. Hier wird angenommen, dass die beteiligten Fahrzeuge E, A und C1 weiterhin mit konstanten Geschwindigkeiten in dem Zeitintervall t0 bis t1 fahren werden. Wenn das Fahrzeug C1 während dieser Zeitdauer beschleunigt, kann es als ein Faktor zum Verringern des dadurch dargestellten Risikos berücksichtigt werden. In der dargestellten Ausführungsform ist t = t1 – t0 = 4 (Sekunden), die Zeitdauer t kann jedoch, falls gewünscht, in Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs verändert werden oder/und kann manuell von dem Fahrzeugbediener variiert werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die vorgegebene Zeitdauer als eine Zeitdauer bestimmt werden, von welcher vorhergesagt ist, dass sie für das vorausfahrende Fahrzeug erforderlich ist, um von der benachbarten Fahrspur in die Fahrspur des eigenen Fahrzeugs einzufädeln. Die Vorausfahrendes-Fahrzeug-Vorhersageeinheit 6 ist dazu eingerichtet, eine derartige Vorhersage unter anderen Funktionen davon zu treffen. Der Zustand des Einfädelns kann gekennzeichnet sein durch die Position des eingefädelten Fahrzeugs, welches in die Fahrspur des eigenen Fahrzeugs derart gelangt ist, dass das eigene Fahrzeug in das vorausfahrende Fahrzeug fahren kann, wenn sich die beiden Fahrzeuge einander nahe genug kommen.
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Basierend auf derartigen Annahmen sollte das Zielfahrzeug auf das neue vorausfahrende Fahrzeug C1 umgestellt werden, wenn die beiden nachfolgenden Bedingungen erfüllt sind. Risiko(E – C1) zum Zeitpunkt t1 > Risiko(E – A) zum Zeitpunkt t0
Risiko(E – C1) zum Zeitpunkt t1 > Risiko(E – A) zum Zeitpunkt t1
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In Einheiten der Zeitspanne, Zeitspanne(E – C1) zum Zeitpunkt t1 < Zeitspanne(E – A) zum Zeitpunkt t0
Zeitspanne (E – C1) zum Zeitpunkt t1 < Zeitspanne (E – A) zum Zeitpunkt t1
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Die von der Zielfahrzeug-Auswahleinheit 14 getroffene Auswahl kann außer Kraft gesetzt werden, indem der Fahrzeugbediener das Gaspedal drückt. Selbst wenn die Zielfahrzeug-Auswahleinheit 14 das Fahrzeug in der benachbarten Fahrspur als das Zielfahrzeug auswählen kann, kann der Fahrzeugbediener nicht wollen, dass das Fahrzeug einfädelt, beispielsweise da der Fahrzeugbediener in Eile ist oder er dem langsamen Fahrzeug keinen Platz machen will. Ebenso kann der Fahrzeugbediener selbst vorhersagen, dass das andere Fahrzeug nicht einfädeln wird, oder da der Fahrzeugbediener nicht möchte, dass seine Sicht durch ein großes Fahrzeug versperrt wird. In einem derartigen Fall kann der Fahrzeugbediener nicht wollen, dass er auf die Geschwindigkeit des anderen Fahrzeugs abbremst.
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6 zeigt eine weitere beispielhafte Verkehrssituation zum Beschreiben des Betriebsmodus des adaptiven Geschwindigkeits-Regelungs-/Steuerungssystems 1. In dieser Situation hat die Zielfahrzeug-Auswahleinheit 14 vorhergesagt, dass es wahrscheinlich ist, dass das Fahrzeug C1 in der benachbarten Fahrspur in die Fahrspur des eigenen Fahrzeugs einfädelt. Der Fahrzeugbediener des eigenen Fahrzeugs hat jedoch eine Absicht angezeigt, die Fahrspur in die benachbarte Fahrspur zu wechseln, welche der Fahrspur des Fahrzeugs C1 gegenüberliegt, bevor oder nachdem die Zielfahrzeug-Auswahleinheit 14 das Zielfahrzeug von dem vorausfahrenden Fahrzeug A in derselben Fahrspur auf das Fahrzeug C1 in der benachbarten Fahrspur umstellt oder umgestellt hat. Die Absicht des Fahrzeugbedieners des eigenen Fahrzeugs kann durch die Aktivierung eines Blinkers, eine Lenkbewegung oder/und eine Zunahme einer Quergeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs detektiert werden.
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Diese Situation ist üblich, wenn die linke Fahrspur frei ist. Der Fahrzeugbediener des eigenen Fahrzeugs kann die Absicht haben, dem Fahrzeug Platz zu machen, welches dabei ist, einzufädeln, und die Fahrt in der linken Fahrspur fortsetzen, ohne die Geschwindigkeit zu verringern. Als Ergebnis davon können die beiden Fahrzeuge weiter fahren, ohne abzubremsen. Daher setzt das Verhalten des eigenen Fahrzeugs das System außer Kraft, welches andernfalls das Zielfahrzeug auf dasjenige Fahrzeug umgestellt hätte, welches dabei war, von der rechten Fahrspur einzufädeln. Wenn das eigene Fahrzeug einmal die Fahrspuränderungsbewegung abgeschlossen hat (was durch die Deaktivierung des Blinkers, aus dem dynamischen Zustand des eigenen Fahrzeugs oder aus dem Videosignal detektiert werden kann, welches durch Überwachen der Fahrspurmarkierungen erhalten wird), kann das System eine Geschwindigkeits-Regelung/Steuerung basierend auf einer von dem Fahrzeugbediener zuvor ausgewählten Geschwindigkeit oder einen neuen adaptiven Regelungs-/Steuerungsprozess wieder aufnehmen.
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Alternativ kann die Hauptregelungs-/-steuerungseinheit 2 fortfahren, einen vorgegebenen Abstand zu dem Zielfahrzeug während einer vorgegebenen Zeitdauer aufrecht zu erhalten, nachdem das eigene Fahrzeug die Fahrspur gewechselt hat. Da es in einer derartigen Situation vorkommen kann, dass, nachdem das eigene Fahrzeug die Fahrspur in die linke Fahrspur gewechselt hat, das eigene Fahrzeug in die vorhergehende Fahrspur zurückkehrt, beispielsweise da das Fahrzeug in der rechten Fahrspur schließlich nicht die Fahrspur gewechselt hat oder da das eingefädelte Fahrzeug derart langsam ist, dass dieses Fahrzeug mit dem eigenen Fahrzeug während einer kurzen Zeitdauer Wechselwirken wird (oder ein Risiko für das eigene Fahrzeug darstellt). Vorausgesetzt, dass die Lücke zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug in der ursprünglichen Fahrspur (Zielfahrzeug) und dem eigenen Fahrzeug für die adaptive Geschwindigkeits-Regelung/Steuerung angemessen ist, kann die Hauptregelungs-/-steuerungseinheit 2 in jedem Fall vorzugsweise damit fortfahren, einen vorgegebenen Abstand zu dem Zielfahrzeug während einer vorgegebenen Zeitdauer aufrecht zu erhalten, selbst nachdem das eigene Fahrzeug die Fahrspur in die erste Fahrspur gewechselt hat.
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In jedem Fall wurde angenommen, dass die linke Fahrspur frei ist. Es ist jedoch möglich, dass die linke Fahrspur nicht vollständig frei ist. Beispielsweise kann sich ein Fahrzeug, welches sich schneller als das eigene Fahrzeug bewegt (oder ein Rettungsfahrzeug), von hinten annähern. In einem derartigen Fall kann die Hauptregelungs-/-steuerungseinheit 2 derart eingerichtet sein, dass die Geschwindigkeits-Regelung/Steuerung basierend auf dem Abstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug auf ein Wechseln der Fahrspur zu der linken Fahrspur hin deaktiviert wird (die Geschwindigkeits-Regelung/Steuerung kann insgesamt deaktiviert werden oder die Geschwindigkeits-Regelung/Steuerung basierend auf der von dem Fahrzeugbediener ausgewählten Geschwindigkeit kann wieder aufgenommen werden). Alternativ kann bewirkt werden, dass das eigene Fahrzeug beschleunigt, um das von dem sich von hinten annähernden Fahrzeug dargestellte Risiko zu minimieren.
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In der vorangehenden Beschreibung wurde angenommen, dass es ein vorausfahrendes Fahrzeug gibt, welches vor dem eigenen Fahrzeug in derselben Fahrspur fährt. Dem vorausfahrenden Fahrzeug kann unter der adaptiven Geschwindigkeits-Regelung/Steuerung gefolgt werden oder nicht. Andererseits kann es vorkommen, dass es kein vorausfahrendes Fahrzeug gibt, welches in derselben Fahrspur vor dem eigenen Fahrzeug fährt, und von einem Fahrzeug, welches in einer benachbarten Fahrspur fährt, ist vorhergesagt, dass es in dieselbe Fahrspur vor das eigene Fahrzeug einfädelt. Vorausgesetzt, dass das vorausfahrende Fahrzeug, welches in der benachbarten Fahrspur fährt, die Bedingung für den Start der adaptiven Geschwindigkeits-Regelung/Steuerung erfüllt, kann das in der benachbarten Fahrspur fahrende Fahrzeug in einem derartigen Fall, da es keine anderen zu vergleichenden relevanten Fahrzeuge gibt, als das Fahrzeug ausgewählt werden, dem in einem konstanten Abstand zu folgen ist, unabhängig von einem Risiko, von welchem vorhergesagt ist, dass es von dem vorausfahrenden Fahrzeug während einer vorgegebenen zukünftigen Zeitdauer dargestellt wird.
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Das System kann mit einem manuellen Auswahlschalter (wie durch eine imaginäre Linie in 1 gezeigt) bereitgestellt sein, welcher eine Einstellung des Verhaltens des Systems gestattet. Alternativ oder zusätzlich kann das System ferner eine automatische Toleranzbereichseinstelleinheit 15 umfassen, welche den Toleranzbereich durch Analysieren von Daten aus den vergangenen Verhaltensweisen eines Fahrzeugbedieners des eigenen Fahrzeugs einstellt, was durch eine imaginäre Box in der Zielfahrzeug-Auswahleinheit 14 gezeigt ist. Wenn das System ein Fahrzeug detektiert, welches in einer benachbarten Fahrspur fährt und dabei ist, einzufädeln, kann die Zielfahrzeug-Auswahleinheit 14 dieses Fahrzeug als das neue Zielfahrzeug in Abhängigkeit von dem von diesem Fahrzeug dargestellten Risiko auswählen. Wenn das Fahrzeug in der benachbarten Fahrspur einmal als ein Zielfahrzeug ausgewählt ist, bremst das eigene Fahrzeug typischerweise ab, um dem anderen Fahrzeug Platz zu machen, welches dabei ist, einzufädeln.
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Wenn das System dem in der benachbarten Fahrspur fahrenden Fahrzeug jedoch gestattet, zu schnell oder zu oft einzufädeln (oder die Schwelle der TTC ist zu lang), kann es den Fahrzeugbediener des eigenen Fahrzeugs ärgern, da ein plötzliches Bremsen von Zeit zu Zeit erforderlich sein kann oder/und da der Fahrzeugbediener das eigene Fahrzeug zu oft abbremsen muss, um dem Fahrzeug Platz zu machen, welches in die eigene Fahrspur einfädelt. In diesem Fall ist das System zu höflich und ermutigt zu viele Fahrzeuge dazu, einzufädeln. Daher muss der Fahrer nicht abbremsen. Umgekehrt kann es Fälle geben, wenn das System den in den benachbarten Fahrspuren fahrenden Fahrzeugen zu selten gestattet, einzufädeln (oder die Schwelle der TTC ist zu kurz), in denen Fahrzeuge unerwartet einfädeln, ohne als das Zielfahrzeug ausgewählt zu werden, und dies erfordert ebenso ein abruptes Abbremsen seitens des eigenen Fahrzeugs.
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Die manuelle Auswahleinheit gestattet der Schwelle der TTC beim Umstellen des Zielfahrzeugs von dem Fahrzeug, welches in derselben Fahrspur fährt, auf das Fahrzeug, welches in einer benachbarten Fahrspur fährt und dabei ist, einzufädeln, variiert zu werden. Dadurch kann das Verhalten der adaptiven Geschwindigkeits-Regelung/Steuerung an die Vorzüge des Fahrzeugbedieners angepasst werden.
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Alternativ oder zusätzlich kann das System dazu eingerichtet sein, an die Höflichkeit des eigenen Fahrzeugs hinsichtlich des Fahrzeugs anpassbar zu sein, welches dabei ist, in die eigene Fahrspur vor das eigene Fahrzeug einzufädeln. 7 ist eine Darstellung, welche einen Modus zum Auswählen des Verhaltens der adaptiven Geschwindigkeits-Regelung/Steuerung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Eine Mehrzahl von Toleranzniveaus kann gemäß der vorliegenden Erfindung definiert sein. In der veranschaulichten Ausführungsform sind drei Toleranzniveau-Verhaltensweisen als Beispiel definiert. In dem tolerantesten Niveau (höchstes Höflichkeitsniveau) gestattet das System einem Fahrzeug unter den meisten Bedingungen, einzufädeln (gestattet dem Zielfahrzeug, auf dasjenige Fahrzeug umgestellt zu werden, welches dabei ist, einzufädeln), selbst wenn die TTC derart ist, dass ein hartes Bremsen erforderlich ist, um dem einfädelnden Fahrzeug sicher Platz zu machen. Das eigene Fahrzeug macht dem eingefädelten Fahrzeug Platz, wenn der Abstand von dem eigenen Fahrzeug zu dem Fahrzeug der benachbarten Fahrspur, welches dabei ist, einzufädeln, größer als eine minimale Schwelle A1 ist.
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In dem Zwischentoleranzniveau (Zwischenhöflichkeitsniveau) gestattet das System einem Fahrzeug, einzufädeln (gestattet dem Zielfahrzeug auf dasjenige Fahrzeug umgestellt zu werden, welches dabei ist, einzufädeln), wenn die TTC derart ist, dass ein mittleres Bremsen erforderlich ist, um dem Fahrzeug sicher Platz zu machen, welches dabei ist, einzufädeln, gestattet jedoch dem Fahrzeug nicht, einzufädeln, wenn ein hartes Bremsen erforderlich ist, um dem eingefädelten Fahrzeug Platz zu machen. Mit anderen Worten macht das eigene Fahrzeug dem eingefädelten Fahrzeug Platz, wenn der Abstand von dem eigenen Fahrzeug zu dem Fahrzeug der benachbarten Fahrspur, welches dabei ist, einzufädeln, größer als ein Zwischenschwelle A2 ist (A2 > A1).
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In dem am wenigsten toleranten Niveau (oder geringsten Höflichkeitsniveau) gestattet das System einem Fahrzeug in einem relativ breiten Bedingungsbereich nicht einzufädeln (gestattet dem Zielfahrzeug auf das Fahrzeug umgestellt zu werden, welches dabei ist, einzufädeln), und kann einem Fahrzeug nicht gestatten, einzufädeln, wenn die TTC derart ist, dass lediglich ein sanftes Bremsen erforderlich ist, um dem einfädelnden Fahrzeug sicher Platz zu machen. Mit anderen Worten macht das eigene Fahrzeug dem eingefädelten Fahrzeug Platz, wenn der Abstand von dem eigenen Fahrzeug zu dem Fahrzeug in der benachbarten Fahrspur, welches dabei ist, einzufädeln, größer als eine maximale Schwelle A3 ist (A3 > A2).
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Obwohl die vorliegende Erfindung durch eine bevorzugte Ausführungsform davon beschrieben worden ist, ist es einem Fachmann bewusst, dass unterschiedliche Änderungen und Abwandlungen möglich sind, ohne von dem in den beigefügten Ansprüchen dargelegten Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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In einem adaptivem Geschwindigkeits-Regelungs-/Steuerungssystem, welches dazu in der Lage ist, eine Fahrgeschwindigkeit eines eigenen Fahrzeugs derart einzustellen, dass es einem vorausfahrenden Fahrzeug in einem konstanten Abstand folgt, sagt eine Vorausfahrendes-Fahrzeug-Vorhersageeinheit (6) eine zukünftige Bewegung entweder eines vorausfahrenden Fahrzeugs (A), welches in derselben Fahrspur fährt, oder eines Fahrzeugs (B, C), welches in einer benachbarten Fahrspur fährt und von welchem gemäß einer Ausgabe von einem Radar (7) vorhergesagt ist, dass es vor das eigene Fahrzeug einfädelt, voraus, und eine Zielfahrzeug-Auswahleinheit (14) wählt ein Zielfahrzeug aus entweder einem vorausfahrenden Fahrzeug in derselben Fahrspur oder einem Fahrzeug, welches in einer benachbarten Fahrspur fährt und von welchem gemäß einer Ausgabe von der Vorausfahrendes-Fahrzeug-Vorhersageeinheit vorhergesagt ist, dass es vor das eigene Fahrzeug einfädelt, aus. Die Zielfahrzeug-Auswahleinheit wählt insbesondere das Zielfahrzeug durch Auswerten eines Risikos aus, von welchem vorhergesagt ist, dass es von dem vorausfahrenden Fahrzeug während einer vorgegebenen zukünftigen Zeitdauer dargestellt wird.
