DE102014226462B4

DE102014226462B4 - Adaptives fahrtsteuerungssystem mit ausscher-vorhersage

Info

Publication number: DE102014226462B4
Application number: DE102014226462.6A
Authority: DE
Inventors: Marcus KLEINEHAGENBROCK; Robert KASTNER; c/o Honda Research Institute Europ Schmüdderich Jens; c/o Honda Research Institute Europ Rebhan Sven
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2014-12-18
Filing date: 2014-12-18
Publication date: 2017-09-21
Anticipated expiration: 2034-12-19
Also published as: DE102014226462A1

Abstract

Adaptives Fahrtsteuerungssystem zum Steuern/Regeln einer Bewegung eines eigenen Fahrzeugs (E) gemäß einem Verhalten eines vorausfahrenden Fahrzeugs (P1), das aufweist: Umgebungssensoren (10–16) zum Erfassen einer Verkehrssituation in der Umgebung des eigenen Fahrzeugs (E); eine Vorausfahrendes-Fahrzeug-Erfassungseinheit (20) zum Erfassen eines Abstands zu zumindest einem vorausfahrenden Fahrzeug (P1), welches vor dem eigenen Fahrzeug (E) fährt, und eines Zustands des vorausfahrenden Fahrzeugs gemäß Ausgaben der Sensoren (10–16); und eine Bewegungsteuereinheit (17–25) zum Steuern/Regeln einer Bewegung des eigenen Fahrzeugs (P1) gemäß einer Ausgabe der Vorausfahrendes-Fahrzeug-Erfassungseinheit (20); eine Soll-Lücken-Berechnungseinheit (22) zum Auswählen des auf der gleichen Fahrbahn wie das eigene Fahrzeug (E) vorausfahrenden Fahrzeugs (P1) als Zielfahrzeug (P1) unter einer vorbestimmten Bedingung, und Bestimmen einer Soll-Lücke (Dt) zwischen dem eigenen Fahrzeug (E) und dem Zielfahrzeug (P1) zumindest gemäß der Fahrgeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs (E); eine Fahrbahnwechselvorhersageeinheit (21) zum Vorhersagen eines Fahrbahnwechsels des vorausfahrenden Fahrzeugs (P1) zu einer benachbarten Fahrbahn gemäß dem Zustand des vorausfahrenden Fahrzeugs (P1); und eine Bewertungseinheit (24) zum Bewirken, dass die Bewegungsteuereinheit (17–25) die Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs (E) erhöht, bevor der vorhergesagte Fahrbahnwechsel des vorausfahrenden Fahrzeugs (P1) stattfindet, wenn vor dem vorausfahrenden Fahrzeug (P1) kein weiter vorausfahrendes Fahrzeug (P2) erfasst wird und ...

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein intelligentes adaptives Fahrtsteuerungssystem, das durch Steuern/Regeln der Bewegung des eigenen Fahrzeugs gemäß dem Zustand eines vorausfahrenden Fahrzeugs, wie etwa der Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs, einen Fahrzeugfahrer dabei unterstützt, einem vorausfahrenden Zielfahrzeug zu folgen, während zu dem vorausfahrenden Fahrzeug ein vorbestimmter Abstand eingehalten wird.
STAND DER TECHNIK
Ein adaptives Fahrtsteuerungssystem ist mit einem Sensor versehen, wie etwa einem Radar, um vorausfahrende Fahrzeuge zu erfassen, und einer Steuereinheit, die unter den vorausfahrenden Fahrzeugen eines als das zu verfolgende Zielfahrzeug auswählt. Die Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs wird an die Geschwindigkeit des Zielfahrzeugs angepasst, und die Steuereinheit hält nicht nur die Fahrgeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs auf einem geeigneten Wert, sondern hält auch den Abstand zu dem Zielfahrzeug ein, indem die Fahrgeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs berücksichtigt wird, und möglicherweise Wetterbedingungen.
Wenn im Falle eines intelligenten adaptiven Fahrtsteuerungssystems ein anderes Fahrzeug wahrscheinlich in die Lücke zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem Zielfahrzeug einschert, kann die Steuereinheit das Einscheren vorhersagen und bewirken, dass das eigene Fahrzeug eine geeignete Aktion vornimmt, wie etwa die Lücke zum vorausfahrenden Fahrzeug vergrößern. In dem intelligenten adaptiven Fahrtsteuerungssystem werden die Positionen eines vorausfahrenden Fahrzeugs auf der gleichen Fahrbahn, eines vorausfahrenden Fahrzeugs auf einer benachbarten Fahrbahn und zumindest ein weiteres Fahrzeug, das dem vorausfahrenden Fahrzeug auf der benachbarten Fahrbahn vorausfährt, von einem Sensor wie etwa einem Radar erfasst (möglicherweise in Kombination mit einer Kamera), und die Abstände, die Relativgeschwindigkeit und die relativen Winkelpositionen und die relativen Quergeschwindigkeiten zwischen den vorausfahrenden Fahrzeugen und dem eigenen Fahrzeug werden aus Daten berechnet, die aus der Ausgabe des Sensors erhalten werden. Die berechneten Daten werden dann für die Vorhersage genutzt, dass das auf der benachbarten Fahrbahn fahrende Fahrzeug in die eigene Fahrbahn einschert. Siehe zum Beispiel JP H10-205366 A .
Es ist auch vorgeschlagen worden, die seitliche Position und Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs relativ zum eigenen Fahrzeug zu erfassen, und die seitliche Position des vorausfahrenden Fahrzeugs nach Ablauf einer vorgeschriebenen Zeitdauer vorherzusagen, zu dem Zweck, das Zielfahrzeug intelligenter auszuwählen und abzuwählen. Siehe zum Beispiel JP 2000-137900 A .
Dieser herkömmliche Vorschlag erlaubt, den Fahrbahnwechsel des vorausfahrenden Fahrzeugs, das als das Zielfahrzeug identifiziert ist, vorherzusagen, so dass die Auswahl und Abwahl des Zielfahrzeugs zeitlich richtig durchgeführt werden kann. Weil jedoch der Fahrbahnwechsel erst vorausgesagt werden kann, nachdem die seitliche Bewegung des vorausfahrenden Fahrzeugs um ein bestimmtes Ausmaß fortgeschritten ist, kann die Auswahl und Abwahl des Zielfahrzeugs erst erfolgen, nachdem das vorausfahrende Fahrzeug ein Fahrbahnwechselmanöver begonnen hat.
Wenn das Fahrzeug der adaptiven Fahrtsteuerung unterliegt, fährt das eigene Fahrzeug, bei Abwesenheit eines vorausfahrenden Fahrzeugs, mit einer konstanten Geschwindigkeit, die anfänglich als Setzgeschwindigkeit gegeben ist. Wenn sich das Fahrzeug einem vorausfahrenden Fahrzeug annähert, das langsamer fährt als das eigene Fahrzeug, wird die Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs an die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs angepasst, während ein vorbestimmter Abstand zwischen den zwei Fahrzeugen oder die Lücke auf einem vorbestimmten Wert gehalten wird.
Wenn das vorausfahrende Fahrzeug die Fahrbahn zur benachbarten Fahrbahn wechselt oder aus der gegenwärtigen Fahrbahn ausschert, verliert das eigene Fahrzeug das vorausfahrende Fahrzeug und beginnt zu beschleunigen, bis die gesetzte Geschwindigkeit erreicht ist, oder ein neues Zielfahrzeug erfasst wird. In dieser Situation beginnt die Beschleunigung erst, nachdem das vorausfahrende Fahrzeug die gegenwärtige Fahrbahn vollständig freigemacht hat, oder seitliche Bewegung um ein bestimmtes Ausmaß aufgezeigt hat. Daher könnte das eigene Fahrzeug die Beschleunigung erst beginnen, nachdem das vorausfahrende Fahrzeug die gegenwärtige Fahrbahn vollständig freigemacht hat, und dies könnte dem Fahrzeugfahrer gewisse Unannehmlichkeit verursachen, der beim Beschleunigen auf die gesetzte Geschwindigkeit keine Zeit verschwenden möchte, sobald das vorausfahrende Fahrzeug die gegenwärtige Fahrbahn verlassen hat.
Aus der DE 10 2011 102 437 A1 ist ein adaptives Fahrtsteuerungssystem nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 bekannt.
Aus der DE 102 07 580 A1 ist ein adaptives Fahrtsteuerungssystem bekannt. Wenn dort vorhergesagt wird, dass ein vorausfahrendes Zielfahrzeug zu einer benachbarten Fahrbahn wechselt, und ein weiteres Fahrzeug, das vor dem vorausfahrenden Zielfahrzeug fährt, erkannt wird, verwendet das System das weiter vorausfahrende Fahrzeug als neues Zielfahrzeug. Damit das eigene Fahrzeug dem neuen Zielfahrzeug mit der für das vorherige Zielfahrzeug bestimmten Soll-Lücke folgen kann, muss es beschleunigt oder abgebremst werden.
Daher gibt es Bedarf an einem adaptiven Fahrtsteuerungssystem, das beim Beschleunigen des eigenen Fahrzeugs keine Zeit verschwendet, wenn ein vorausfahrendes Fahrzeug vom gegenwärtigen Fahrzeug ausschert.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Im Hinblick auf diese Probleme vom Stand der Technik ist es primäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein intelligentes adaptives Fahrtsteuerungssystem anzugeben, das durch Vorhersage des Verhaltens des vorausfahrenden Zielfahrzeugs eine glatte und geeignete Fahrt des eigenen Fahrzeugs erlaubt.
Eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein adaptives Fahrtsteuerungssystem anzugeben, das beim Beschleunigen des eigenen Fahrzeugs keine Zeit verschwendet, wenn ein vorausfahrendes Fahrzeug aus der gegenwärtigen Fahrbahn des eigenen Fahrzeugs ausschert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können diese Aufgaben durch das Bereitstellen eines adaptiven Fahrtsteuerungssystems gemäß Anspruch 1 gelöst werden.
Das adaptive Fahrtsteuerungssystem enthält: Umgebungssensoren (10–16) zum Erfassen einer Verkehrssituation in der Umgebung des eigenen Fahrzeugs; eine Vorausfahrendes-Fahrzeug-Erfassungseinheit (20) zum Erfassen eines Abstands zu zumindest einem vorausfahrenden Fahrzeug, welches vor dem eigenen Fahrzeug fährt, und eines Zustands des vorausfahrenden Fahrzeugs gemäß Ausgaben der Sensoren; und eine Bewegungsteuereinheit (17; 25) zum Steuern/Regeln einer Bewegung des eigenen Fahrzeugs gemäß einer Ausgabe der Vorausfahrendes-Fahrzeug-Erfassungseinheit; eine Fahrbahnwechselvorhersageeinheit (21) zum Vorhersagen eines Fahrbahnwechsels des vorausfahrenden Fahrzeugs zu einer benachbarten Fahrbahn gemäß dem Zustand des vorausfahrenden Fahrzeugs; und eine Bewertungseinheit (24) zum Bewirken, dass die Bewegungsteuereinheit die Bewegung des eigenen Fahrzeugs modifiziert, wenn ein Fahrbahnwechsel des vorausfahrenden Fahrzeugs von einer gegenwärtigen Fahrbahn zu einer benachbarten Fahrbahn vorhergesagt wird, bevor der vorhergesagte Fahrbahnwechsel des vorausfahrenden Fahrzeugs stattfindet.
Hierdurch kann das adaptive Fahrtsteuerungssystem dem eigenen Fahrzeug erlauben, glattgängig und geeignet zu fahren, indem das Verhalten des vorausfahrenden Zielfahrzeugs vorhergesagt wird.
Wenn vorhergesagt wird, dass das vorausfahrende Fahrzeug die Fahrbahn zu einer benachbarten Fahrbahn wechselt, und ein Fahrzeug, das dem vorausfahrenden Zielfahrzeug weiter vorausfährt und mit nicht höherer Geschwindigkeit als das vorausfahrende Fahrzeug fährt, mit einer Lücke, die kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, erfasst wird, hält die Soll-Lücken-Berechnungseinheit die Soll-Lücke zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug auf dem normalen Wert oder bringt sie darauf zurück.
Wenn in diesem Fall dem eigenen Fahrzeug erlaubt wurde, die Lücke zum vorausfahrenden Fahrzeug zu schließen, würde das eigene Fahrzeug rasch auf das neue vorausfahrende Fahrzeug aufschließen, sobald das vorausfahrende Fahrzeug von der gegenwärtigen Fahrbahn des eigenen Fahrzeugs ausgeschert hat, und könnte verzögern müssen, um eine geeignete Lücke zum neuen vorausfahrenden Fahrzeug einzuhalten. Daher könnte das eigenen Fahrzeug gezwungen werden, zuerst stark zu beschleunigen, und könnte danach verzögern müssen, was dem Fahrzeugfahrer des eigenen Fahrzeugs Unannehmlichkeiten bereitet. Es ist daher wünschenswert, dass das eigene Fahrzeug nicht stark beschleunigt/verzögert, um die Lücke zum vorausfahrenden Fahrzeug zu schließen, wenn ein neues vorausfahrendes Fahrzeug erfasst wird.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung weist das System ferner auf: eine Sollgeschwindigkeits-Setzeinheit zum Setzen einer Sollgeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs gemäß einem Eingabebefehl; eine Soll-Lücken-Berechnungseinheit zum Auswählen eines vorausfahrenden Fahrzeugs auf der gleichen Fahrbahn wie das eigene Fahrzeug als Zielfahrzeug unter einer vorbestimmten Bedingung, und Bestimmen einer Soll-Lücke zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem Zielfahrzeug zumindest gemäß der Fahrgeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs; und eine Sollgeschwindigkeits-Berechnungseinheit zum Berechnen einer Sollgeschwindigkeit, die erforderlich ist, um dem vorausfahrenden Fahrzeug zu folgen, während die Soll-Lücke eingehalten wird; wobei, wenn ein Fahrbahnwechsel des vorausfahrenden Fahrzeugs von der gleichen Fahrbahn wie das eigene Fahrzeug zu einer benachbarten Fahrbahn vorhergesagt wird, die Bewertungseinheit bewirkt, dass die Soll-Lücken-Berechnungseinheit die Soll-Lücke von einem normalen Wert reduziert.
Hierdurch kann, wenn vorausgesagt wird, dass das vorausfahrende Fahrzeug ausschert, das eigene Fahrzeug beschleunigen, bevor das vorausfahrende Fahrzeug tatsächlich Fahrbahnen wechselt, und kann um die Zeit, die das vorausfahrende Fahrzeug die gegenwärtige Fahrbahn freigemacht hat, die Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs bereits auf ein signifikantes Ausmaß erhöht worden sein. Daher kann das eigene Fahrzeug rasch beschleunigen, ohne Zeit zu verschwenden, so dass die Belastung des Fahrzeugfahrers minimiert werden kann.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das System ferner eine Verkehrsregelerfassungseinheit auf, und wenn ein Fahrbahnwechsel des vorausfahrenden Fahrzeugs vorhergesagt wird, während eine Regel erfasst wird, die das Überholen des vorausfahrenden Fahrzeugs verhindert, hält die Soll-Lücken-Berechnungseinheit die Soll-Lücke auf dem normalen Wert oder bringt sie darauf zurück. Die Verkehrsregelerfassungseinheit kann aus einem TSR(Verkehrszeichenerkennungs-)System bestehen, das Verkehrsregeln aus externen Signalen erfasst, einem Maschinensichtsystem, das Verkehrszeichen und Straßenmarkierungen erkennt, einer Verkehrsregeldatenbank, die in einem GPS-System eingebaut ist, oder irgendwelchen anderen bekannten Verkehrsregelerfassungssystemen.
Weil in diesem Fall die Verkehrsregel, wie etwa Überholverbot und Geschwindigkeitsbeschränkung, nicht in jedem Fall gestattet, dass das eigene Fahrzeug beschleunigt, kann die Belastung des Fahrzeugfahrers minimiert werden, indem dem eigenen Fahrzeug erlaubt wird, die Fahrt in der gleichen Weise fortzusetzen, und die Fahrtsteuerung in gewöhnlicher Weise fortzusetzen.
Gemäß einem noch anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das System ferner eine Verkehrsinformationerfassungseinheit auf, und wenn ein Fahrbahnwechsel des vorausfahrenden Fahrzeugs vorhergesagt wird, während Hindernisinformation oder Straßenverengungsinformation, die das Überholen des vorausfahrenden Fahrzeugs verhindert, erfasst wird, hält-die Soll-Lücken-Berechnungseinheit die Soll-Lücke auf einem normalen Wert oder bringt sie darauf zurück.
Weil in diesem Fall die Verkehrsinformation, wie etwa Straßenbauarbeiten, ein Hindernis oder eine Straßenverengung nicht in jedem Fall gestattet, dass das eigene Fahrzeug beschleunigt, kann die Belastung des Fahrzeugfahrers minimiert werden, indem dem eigenen Fahrzeug erlaubt wird, die Fahrt in der gleichen Weise fortzusetzen und die Fahrtsteuerung in gewöhnlicher Weise fortzusetzen.
Wenn gemäß einem noch anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung vorausgesagt wird, dass das vorausfahrende Zielfahrzeug die Fahrbahn zu einer benachbarten Fahrbahn wechselt, ein anderes vorausfahrendes Fahrzeug, das mit einer Geschwindigkeit fährt, die nicht höher ist als eine voreingestellte Sollgeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs, auf einer anderen benachbarten Fahrbahn mit einer Lücke, die kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, erfasst wird, und vorhergesagt wird, dass dieses andere vorausfahrende Fahrzeug in die gegenwärtige Fahrbahn des eigenen Fahrzeugs vor dem eigenen Fahrzeug einschert, hält die Soll-Lücken-Berechnungseinheit die Soll-Lücke zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug auf dem normalen Wert oder bringt sie darauf zurück.
Weil in diesem Fall das Fahrzeug auf der anderen benachbarten Fahrbahn vor das eigene Fahrzeug einscheren könnte, auch wenn das vorausfahrende Fahrzeug auf die benachbarte Fahrbahn ausscheren könnte, und dies dem eigenen Fahrzeug nicht in jedem Fall zu beschleunigen erlaubt, kann die Belastung des Fahrzeugfahrers minimiert werden kann, um es dem eigenen Fahrzeug zu erlauben, die Fahrt in der gleichen Weise fortzusetzen und die Fahrtsteuerung in gewöhnlicher Weise fortzusetzen.
Gemäß einem noch anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Fahrbahnwechselvorhersageeinheit konfiguriert, um eine Wahrscheinlichkeit eines Fahrbahnwechsels eines vorausfahrenden Fahrzeugs zu berechnen, und ist die Soll-Lücken-Berechnungseinheit konfiguriert, um die Soll-Lücke von einem normalen Wert um einen zunehmenden Betrag mit zunehmender Wahrscheinlichkeit und/oder unmittelbarem Bevorstehen des vorhergesagten Fahrbahnwechsels zu reduzieren.
Hierdurch kann das eigene Fahrzeug in optimaler Weise beschleunigen.
Gemäß einem noch anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Fahrbahnwechselvorhersageeinheit konfiguriert, um eine Wahrscheinlichkeit eines Fahrbahnwechsels eines vorausfahrenden Fahrzeugs zu berechnen, und ist die Soll-Lücken-Berechnungseinheit konfiguriert, um die Soll-Lücke zu reduzieren, wenn die Wahrscheinlichkeit einen Schwellenwert überschritten hat, wobei dieser Schwellenwert einstellbar sein kann.
Hierdurch kann die Vorhersage in rationeller Weise durchgeführt werden, insbesondere dann, wenn eine kontextbasierte Vorhersage verwendet wird. Zum Beispiel kann die Wahrscheinlichkeit eines Fahrbahnwechsels, die durch die Fahrbahnwechselvorhersageeinheit berechnet wird, erhöht werden, wenn ein Raum für einen Fahrbahnwechsel des vorausfahrenden Fahrzeugs auf einer benachbarten Fahrbahn erfasst wird. Auch erlaubt die Verwendung der Wahrscheinlichkeit, dass eine kontextbasierte Vorhersage und eine physikalische Vorhersage in günstiger Weise kombiniert werden.
Gemäß einem noch anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wählt, wenn das vorausfahrende Zielfahrzeug die Fahrbahn zur benachbarten Fahrbahn gewechselt hat, die Soll-Lücken-Berechnungseinheit ein neues vorausfahrendes Fahrzeug auf der gleichen Fahrbahn wie das eigene Fahrzeug, wenn ein solches Fahrzeug erfasst wird, und liefert anderenfalls and die Sollgeschwindigkeits-Setzeinheit einen Eingabebefehl für eine voreingestellte Sollgeschwindigkeit.
Hierdurch bietet das Fahrsteuerungssystem immer eine günstige Steuerung/Regelung der Fahrgeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs.
Die Vorhersage braucht sich in der Praxis nicht als wahr herauszustellen. Wenn daher vorhergesagt wird, dass das vorausfahrende Fahrzeug die Fahrbahn wechselt, jedoch erfasst worden ist, dass es, entgegen der Vorhersage, auf der gleichen Fahrbahn bleibt, hält die Soll-Lückenberechnungseinheit den Sollwert auf dem normalen Wert oder bringt ihn darauf zurück.
Das Fahrtsteuerungssystem kann auch zu einer begrenzten autonomen Lenkaktion in der Lage sein. Wenn zum Beispiel das eigene Fahrzeug auf einer schnellen Fahrbahn fährt und ein vorausfahrendes Fahrzeug auf einer benachbarten langsameren Fahrbahn fährt, könnte, bei Vorhersage eines Fahrbahnwechsels des vorausfahrenden Fahrzeugs zu einer noch langsameren Fahrbahn, die Bewegungssteuereinheit dem eigenen Fahrzeug zumindest eine Unterstützung geben, die Fahrbahn zur benachbarten langsameren Fahrbahn zu wechseln. Dadurch wird verhindert, dass das Fahrzeug ohne jeden guten Grund auf der schnelleren Fahrbahn verbleibt, und es kann sich zur langsameren Fahrbahn hin bewegen, wie es sollte, ohne den Fahrzeugfahrer Belastung auszusetzen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Nun wird die vorliegende Erfindung im Folgenden im Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, worin:
1 ist ein Blockdiagramm einer ersten Ausführung eines intelligenten adaptiven Fahrtsteuerungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein Blockdiagramm einer zweiten Ausführung des intelligenten adaptiven Fahrtsteuerungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung;
3 zeigt ein Detail der Fahrbahnwechselvorhersageeinheit in den 1 und 2; und
4 bis 10 sind Diagramme, die unterschiedliche Betriebsmodi des intelligenten adaptiven Fahrtsteuerungssystems zeigen.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNG(EN)
Im Folgenden wird eine Ausführung des intelligenten adaptiven Fahrtsteuerungssystems 1 beschrieben, das die vorliegende Erfindung verkörpert. In der folgenden Beschreibung wird angenommen, dass das Fahrzeug auf der rechten Seite der Straße fährt. Jedoch ist die vorliegende Erfindung gleichermaßen auch auf Linksverkehr anwendbar, und in diesem Fall können die Zeichnungen und die Beschreibung modifiziert werden, indem die linken und rechten Seiten miteinander ausgetauscht werden.
Im Bezug auf 1 weist das Fahrtsteuerungssystem 1 auf: einen Abstandssensor 10, der typischerweise aus einer Radar- oder einer LIDAR-(Lichterfassungs- und Mess-)Vorrichtung besteht, die Positionen von Objekten erfasst, die zumindest vor dem eigenen Fahrzeug angeordnet sind; einen Sichtsensor 11, der das Bild des das Fahrzeug umgebenden Bereichs erfasst; insbesondere den Bereich vor dem Fahrzeug; ein GPS 12 zur globalen Positionierung des eigenen Fahrzeugs; eine Navigationsvorrichtung 13, die die Geometrie, Gradienten und Steigungen der Straßen von verschiedenen interessierenden Punkten speichert; eine TSR-(Verkehrszeichen-Erkennungs-)Vorrichtung 14, die Information über Verkehrsstaus, Verkehrsregeln und Straßenbaustellen liefert; und eine C2X-Vorrichtung 15, die mit anderen Fahrzeugen und festen Infrastrukturen kommuniziert, um verschiedene Informationstypen zu erfassen, wie etwa Verkehr, Wetter und geografische Information. Der Sichtsensor 11 kann konfiguriert sein, um nicht nur die Fahrzeuge zu erfassen, die vor dem eigenen Fahrzeug fahren, sondern auch Straßeninfrastrukturelemente wie etwa Fahrbahnmarkierungen, Verkehrssignale und Verkehrszeichen, und die Typen der vorausfahrenden Fahrzeuge, wie etwa Personenwagen, Busse, Lastwägen und Krafträder. Die Verkehrszeichen können die Überholverbotzeichen, die Geschwindigkeitsbeschränkung und andere Beschränkungen angeben, und die Straßenmarkierungen können verschiedene Typen von Fahrbahnmarkierungen angeben, und verschiedene Beschränkungen. Insbesondere kann der Sichtsensor 11 vorteilhaft im Zusammenwirken mit dem Radar oder LIDAR genutzt werden, so dass eine akkuratere Erfassung von Fahrzeugen erzielt werden kann.
Die von diesen Sensoren erhaltenen Daten werden zu einer Hauptsteuereinheit 2 weitergeleitet, die nun im Folgenden beschrieben wird. Eine Sollgeschwindigkeit-Setzeinheit 17 erhält eine manuelle Eingabe von der manuellen Geschwindigkeitseingabeeinheit 16. Typischerweise enthält die manuelle Geschwindigkeitseingabeeinheit 16 einen Setzschalter zum Setzen der gegenwärtigen Geschwindigkeit als Setzgeschwindigkeit, einen Wiederaufnahmeschalter zum Wiederaufnehmen der Geschwindigkeit, die bei der vorherigen Betätigung des Fahrtsteuerungssystems ausgewählt wurde, und einen Löschschalter zum Deaktivieren der Fahrtsteuerung. Durch Drücken des Wiederaufnahmeschalters und des Setzschalters für eine kurze Dauer kann die Setzgeschwindigkeit jeweils um einen kleinen Betrag erhöht und verringert werden. Bei Erhalt des Befehls von der manuellen Geschwindigkeitseingabeeinheit 16 liefert die Sollgeschwindigkeit-Setzeinheit 17 einen Befehl für das Drosselventil 18 des Motors und optional eine Bremse 19, so dass das Fahrzeug mit der Sollgeschwindigkeit fahren kann, die durch die manuelle Eingabe gewählt wurde. Dieses Teil des Systems liefert im Wesentlichen die Funktionen des herkömmlichen Fahrtsteuerungssystems.
Eine Vorausfahrendes-Fahrzeug-Erfassungseinheit 20 empfängt die Ausgabe der verschiedenen Sensoren und erfasst verschiedene Informationsstücke zu vorausfahrenden Fahrzeugen. Die vorausfahrenden Fahrzeuge enthalten nicht nur das Fahrzeug, das unmittelbar vor dem eigenen Fahrzeug auf der gleichen Fahrbahn fährt, sondern auch Fahrzeuge, die auf benachbarten Fahrbahnen fahren, und Fahrzeuge, die vor dem vorausfahrenden Fahrzeug auf der gleichen Fahrbahn fahren. Die von dem Sichtsensor 11 erhaltenen Daten können die Aktivierung von Abbiegesignalen enthalten, zusätzlich zum Typ des erfassten Fahrzeugs, wie etwa Personenfahrzeugen, Bussen und Lastwägen.
Eine Ausscher-Vorhersageeinheit 21 analysiert die Daten der Vorausfahrendes-Fahrzeug-Erfassungseinheit 20 und sagt, basierend auf dem Ergebnis der Analyse, das künftige Verhalten der vorausfahrenden Fahrzeuge voraus. Insbesondere ist die Ausscher-Vorhersageeinheit 21 konfiguriert, um die Wahrscheinlichkeit des Fahrbahnwechsels basierend auf verschiedenen Faktoren zu liefern, und sagt einen Fahrbahnwechsel voraus, wenn die Wahrscheinlichkeit einen vorbestimmten Schwellenwert überschritten hat. In der dargestellten Ausführung kann die Ausscher-Vorhersageeinheit 21 aus einem Teil einer Fahrbahnwechselvorhersageeinheit bestehen, auf die die Vorhersage eines Ausscherens abgestellt ist, während der restliche Teil der Fahrbahnwechselvorhersageeinheit andere Typen von Fahrbahnwechseln für andere Formen der Fahrerunterstützung vorhersagt.
Die Vorhersage wird durch eine Kombination einer physikalischen Vorhersage (PP) 28 und einer kontextbasierten Vorhersage (CBP) 21 gegeben, wie in 3 gezeigt. Die physikalische Vorhersageeinheit 28 macht Vorhersagen basierend auf der seitlichen Position und/oder der Quergeschwindigkeit des Fahrzeugs, und kann optional ein Modell, das die Bewegungen der relevanten Fahrzeuge beschreibt, verwenden. Wenn zum Beispiel das vorausfahrende Fahrzeug eine Fahrbahnmarkierung überquert hat, ist es unwahrscheinlich, dass sich das vorausfahrende Fahrzeug zur benachbarten Fahrbahn bewegen wird. Auch bevor das vorausfahrende Fahrzeug die Fahrbahnmarkierung überquert hat, ist es, wenn die Quergeschwindigkeit hoch genug ist, hochwahrscheinlich, dass sich das vorausfahrende Fahrzeug zur benachbarten Fahrbahn bewegen wird. Es ist auch möglich, die Kombination der seitlichen Position und Quergeschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs zu nutzen, um vorherzusagen, dass sich das vorausfahrende Fahrzeug zur benachbarten Fahrbahn bewegt oder bewegen könnte, und auch, wie bald das vorausfahrende Fahrzeug die gegenwärtige Fahrbahn freimachen wird.
Die kontextbasierte Vorhersageeinheit 27 macht Vorhersagen unter Verwendung von anderen Indikatoren und Situationsmodellen zur Bestimmung von Faktoren, die das vorausfahrende Fahrzeug dazu motivieren könnten, Fahrbahnen zu wechseln. Wenn zum Beispiel das vorausfahrende Fahrzeug ein Abbiegesignal aktiviert, ist es hochwahrscheinlich, dass das vorausfahrende Fahrzeug die Fahrbahnen wechseln wird. Wenn die benachbarte Fahrbahn leer ist oder eine geeignete Lücke in der benachbarten Fahrbahn (typischerweise der rechten Fahrbahn) vorhanden ist, ist es wahrscheinlich, dass das vorausfahrende Fahrzeug die Fahrbahnen wechseln wird. Auch wenn das nachfolgende Fahrzeug (das könnte das eigene Fahrzeug sein) aufschließt oder die Lücke zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem nachfolgenden Fahrzeug geschlossen hat, ist es wahrscheinlich, dass das vorausfahrende Fahrzeug die Fahrbahnen wechseln wird.
Die Vorhersage, die von der Ausscher-Vorhersageeinheit 21 gemacht wird, wird zum einer Bewertungseinheit 24 weitergeleitet, die in Antwort auf das vorhergesagte Ausscheren des vorausfahrenden Fahrzeugs die vom eigenen Fahrzeug vorzunehmende Aktion bestimmt, unter Berücksichtigung der Umgebungssituation des eigenen Fahrzeugs. Die Situation kann Verkehrsregeln beeinhalten, die über die TSR-Vorrichtung 14 erfasst werden könnten, die Geschwindigkeiten, Positionen und Typen der Fahrzeuge in der Umgebung des eigenen Fahrzeugs, und die Wetterbedingungen, die über die C2X-Vorrichtung 15 erfasst werden können.
Eine Soll-Lücken-Berechnungseinheit 22 konfiguriert, um die Lücke zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug gemäß den von der Bewertungseinheit 24 weitergeleiteten Daten zu bestimmen. Die Soll-Lücken-Bestimmungseinheit 22 liefert unter normalen Umständen eine Standardlücke in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs, wobei aber, in Abhängigkeit von den Daten oder dem Befehl, der von der Bewertungseinheit 24 weitergeleitet wurde, die Soll-Lücke der Standardlücke verkleinert oder vergrößert werden könnte. Eine manuelle Eingabe könnte in Zuordnung mit der Soll-Lücken-Berechnungseinheit 22 vorgesehen sein, so dass die Standardlücke von dem Fahrer innerhalb eines vorbestimmten Bereichs verändert werden kann.
Eine Sollgeschwindigkeitsberechnungseinheit 23 bestimmt die Fahrgeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs, die erforderlich ist, um die Lücke auf einem konstanten Wert zu halten. Dieser konstante Wert der Lücke kann aus der Fahrgeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs und möglicherweise anderen Faktoren bestimmt werden, wie etwa Wetterbedingungen, Straßenbedingungen und persönlichen Präferenzen, und kann aus einem Kennfeld gegeben werden, das in der Soll-Lücken-Berechnungseinheit 22 gespeichert ist. Dieses Teil der Fahrtsteuerung ist als die herkömmliche adaptive Steuerung bekannt. Jedoch kann in diesem Fall die von der Soll-Lücken-Berechnungseinheit 22 berechnete Lücke auf Daten beruhen, die von der Bewertungseinheit 24 geliefert werden. Wenn das eigene Fahrzeug dem vorausfahrenden Fahrzeug folgt, während ein bestimmter Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug (konstante Lücke) eingehalten wird, und ein Ausscheren (ein Fahrbahnwechsel zur rechts benachbarten Fahrbahn) durch das vorausfahrende Fahrzeug von der Ausscher-Vorhersageeinheit 21 nicht vorhergesagt wird, weist die Bewertungseinheit 24 die Soll-Lücken-Berechnungseinheit 22 an, die Standardlücke einzuhalten, und die Sollgeschwindigkeits-Berechnungseinheit 21 berechnet eine Fahrgeschwindigkeit, die erforderlich ist, um die Standardlücke einzuhalten, und leitet sie an die Sollgeschwindigkeits-Setzeinheit 17 weiter. Wenn andererseits das eigene Fahrzeug dem vorausfahrenden Fahrzeug folgt, während der vorbestimmte Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug eingehalten wird (konstante Lücke), und ein Ausscheren durch die Ausscher-Vorhersageeinheit 21 vorhergesagt wird, weist die Bewertungseinheit 24 die Soll-Lücken-Berechnungseinheit 22 an, die Lücke von dem normalen Wert um einen Betrag zu reduzieren, anteilig oder anderweitig die Wahrscheinlichkeit des Fahrbahnwechsels des vorausfahrenden Fahrzeugs korrigiert, und optional, dass das Auftreten des vorhergesagten Fahrbahnwechsels unmittelbar bevorsteht. Typischerweise wird, wenn das eigene Fahrzeug dem vorausfahrenden Fahrzeug gefolgt ist, wobei das eigene Fahrzeug mit einer Sollgeschwindigkeit fährt, die zum Konstanthalten der Lücke erforderlich ist, und das vorausfahrende Fahrzeug verliert, die zuvor gesetzte Sollgeschwindigkeit (Setzgeschwindigkeit) wieder hergestellt, und diese Geschwindigkeit ist normalerweise höher als die Sollgeschwindigkeit, erforderlich ist, um dem vorausfahrenden Fahrzeug mit konstanter Lücke zu folgen. Indem daher die Lücke geschlossen wird, wenn das vorausfahrende Fahrzeug voraussichtlich die Fahrbahnen wechselt, ist dem eigenen Fahrzeug erlaubt, zu einer früheren Zeitgebung zu beschleunigen als es anderenfalls möglich ist, so dass eine verzögerte Beschleunigung vermieden werden kann, und der Fahrzeugfahrer das eigene Fahrzeug fahren kann, ohne unter einer unerwünschten Belastung zu leiden. Auch wenn sich das eigene Fahrzeug dem Fahrzeug annähert, das gerade dabei ist, mit hoher Geschwindigkeit auszuscheren, um die Lücke zu schließen, könnte es nicht erforderlich sein, dass das eigene Fahrzeug überhaupt beschleunigt, oder es könnte erforderlich sein, um ein geringeres Ausmaß zu beschleunigen, das dem Ausscheren des vorausfahrenden Fahrzeugs folgt.
Die Bewertungseinheit 24 ist ferner mit den Funktionen versehen, die Ausschersituationen und allgemeinen Situationen gemäß den von den Sensoren 10 bis 15 erhaltenen Daten zu analysieren, und zu bestimmen, ob es irgendwelche Ausnahmezustände gibt, die bei der von Bewertungseinheit 24 durchgeführten Bewertung berücksichtigt werden sollten. Es gibt Ausnahmefälle, wo vorhergesagt wird, dass das vorausfahrende Fahrzeug Fahrbahnen wechselt, es nicht empfehlenswert ist, die Lücke zu verkürzen.
Die Bewertungseinheit 24 verhindert, dass die Lücke verkürzt wird, auch wenn vorausgesagt wird, dass das vorausfahrende Fahrzeug die Fahrbahnen wechselt.

(1) wenn ein vor dem vorausfahrenden Fahrzeug fahrendes Fahrzeug erfasst wird, und dieses neue vorausfahrende Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit fährt, die nicht höher ist als die vom vorausfahrenden Fahrzeug;
(2) wenn die Standardsollgeschwindigkeit (gesetzte Geschwindigkeit) gleich oder niedriger als die gegenwärtige Geschwindigkeit ist; oder
(3) wenn es ein Fahrzeug gibt, das vor dem vorausfahrenden Fahrzeug auf der linken Fahrbahn fährt, und vorhergesagt wird, dass dieses Fahrzeug vor das eigene Fahrzeug einscheren wird, unmittelbar bevor oder nachdem das vorausfahrende Fahrzeug die Fahrbahn gewechselt hat, oder während das vorausfahrende Fahrzeug die Fahrbahnen wechselt.

Die Bewertungseinheit 24 verhindert eine Verkürzung der Lücke, auch wenn vorausgesagt wird, dass das vorausfahrende Fahrzeug die Fahrbahn wechselt,

(1) wenn Überholen verboten ist;
(2) wenn die Geschwindigkeitsbeschränkung zu niedrig für das eigene Fahrzeug ist, um die Lücke zu verkleinern oder das vorausfahrende Fahrzeug zu überholen; oder
(3) wenn eine Straßensperre vorhanden ist, wie etwa eine Straßenbaustelle und eine Verengung der Straße vor dem vorausfahrenden Fahrzeug.

Die Sollgeschwindigkeit-Setzeinheit 17 erhält somit einen Befehl für die Sollgeschwindigkeit von der Sollgeschwindigkeit-Berechnungseinheit 23, wenn die adaptive Fahrtsteuerung stattfindet, und schickt einen entsprechenden Befehl zum Beispiel zum Drosselventil 18 des Motors und optional zur Bremse 19 des Fahrzeugs, so dass die Sollgeschwindigkeit erreicht und eingehalten wird.
Da die Bedeutung vom Verhalten des eigenen Fahrzeugs, das durch die von der Bewertungseinheit 24 durchgeführte Bewertung hervorgerufen wird, für den Fahrzeugfahrer nicht offenkundig sein könnte, ist es wünschenswert, die Information einer Anzeigeeinheit 32 für den Fahrzeugfahrer zur Kenntnis anzuzeigen. Wenn zum Beispiel eine Verkehrsregel gilt, wie etwa eine Geschwindigkeitsbeschränkung und Überholverbot, könnte diese auf der Anzeigeeinheit 32 gezeigt werden, so dass der Fahrzeugfahrer die Bedeutung des Verhaltens der adaptiven Fahrtsteuerung verstehen kann.
2 zeigt eine zweite Ausführung der vorliegenden Erfindung, in der nicht nur die Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs, sondern auch die Lenkbetätigung des eigenen Fahrzeugs durch das Fahrtsteuerungssystem 1 gesteuert/geregelt wird. In diesem Fall wird die Ausgabe der Bewertungseinheit 24 zu einer autonomen Fahrbahnwechseleinheit 25 weitergeleitet, die, zusätzlich zum Drosselventil 18 des Motors und der Bremse 19, auf ein Lenkunterstützungssystem 31 einwirkt, so dass das Fahrzeug autonom zum Fahrbahnwechsel geführt werden könnte, zusätzlich zur Beschleunigung und/oder Verzögerung. Insbesondere wird das eigene Fahrzeug zum Fahrbahnwechsel gesteuert, durch Koordinierung des Lenkmanövers des eigenen Fahrzeugs mit dessen Längsbewegung, falls erforderlich. Das Lenkunterstützungssystem 31 kann konfiguriert sein, um das Fahrzeug autonom zu lenken (natürlich, während die Überlaufaktion durch den Fahrzeugfahrer erlaubt wird), oder konfiguriert sein, um die Unterstützungskraft des Lenksystems zu steuern/zu regeln, so dass der Fahrzeugfahrer ermutigt werden könnte, das Fahrzeug in der erforderlichen Weise zu lenken.
Auch in diesem Fall ist es wünschenswert, die Information auf einer Anzeigeeinheit 32 für den Fahrzeugfahrer anzuzeigen, um die Bedeutung vom Verhalten des eigenen Fahrzeugs zu kennen, das durch die von der Bewertungseinheit 24 durchgeführte Bewertung hervorgerufen wird.
3 ist ein Diagramm, das Details der Ausscher-Vorhersageeinheit 21 zeigt. Die kontextbasierte Vorhersageeinheit 27 evaluiert einen Satz von Indikatoren aus den von der Vorausfahrendes-Fahrzeug-Erfassungseinheit 20 erhaltenen Daten, und zieht eine Schlussfolgerung aus der Analyse der Auswertungsergebnisse unter Verwendung jeder geeigneten Technik wie etwa einer gewichtete Summenauswertung, einer Fuzzy-Logik, einer Maximum- und Minimum-Auswahl, Maschinenlerntechniken wie etwa Single-Layer-Perceptron, Multi-Layer-Perceptron, Support-Vektor-Maschinen oder irgendeine Kombination dieser Techniken. Die Indikatoren können Bedingungen enthalten wie:

(1) die rechte Fahrbahn ist frei;
(2) es gibt eine Lücke auf der rechten Fahrbahn, die für einen Fahrbahnwechsel des vorausfahrenden Fahrzeugs geeignet ist;
(3) es gibt ein Fahrzeug, das vor dem vorausfahrenden Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit fährt, die nicht niedriger ist als die vom vorausfahrenden Fahrzeug, und die Lücke zwischen diesen Fahrzeugen ist größer als ein vorbestimmter Wert;
(4) das vorausfahrende Fahrzeug hat ein Abbiegesignal aktiviert;
(5) es gibt ein Fahrzeug, das sich dem vorausfahrenden Fahrzeug (in diesem Fall dem eigenen Fahrzeug) von hinten her annähert; und
(6) Überholen ist verboten (so dass die Fahrzeuge davon abgehalten werden, auf der Überholspur zu fahren).

Die physikalische Vorhersageeinheit 28 wertet aus, ob das Fahrzeug

(1) einfach geradeaus fährt;
(2) mit einer Bewegung nach links fährt; oder
(3) mit einer Bewegung nach rechts fährt.

Die Bewegung des vorausfahrenden Fahrzeugs nach rechts oder links kann durch den Seitenversatz und/oder die seitliche Geschwindigkeit des Fahrzeugs relativ zum eigenen Fahrzeug zur Fahrbahnmarkierung erfasst werden, und optional mittels eines Modells des physischen Fahrbahnwechsels. Diese physikalischen Werte können in Abhängigkeit von den Beträgen des seitlichen Versatzes und/oder der seitlichen Geschwindigkeit in Wahrscheinlichkeiten umgewandelt werden. Auch die von der kontextbasierten Vorhersageeinheit bestimmten Indikatoren können in Wahrscheinlichkeiten umgewandelt werden. In diesem Fall können die kontextbasierte Vorhersage und die physikalische Vorhersage günstigerweise kombiniert werden.
Durch Kombination dieser Indikatoren und Indizes der seitlichen Bewegung des vorausfahrenden Fahrzeugs oder der Wahrscheinlichkeit, die aus irgendeiner bekannten Technik abgeleitet werden, wie etwa gewichtete Summenauswertung, Fuzzy-Logik, Maximum- und Minimum-Auswahl, Maschinenlerntechniken wie etwa Single-Layer-Perceptron, Multi-Layer-Perceptron, Support-Vektor-Maschinen oder irgendeine Kombination dieser Techniken in Kombinationseinheiten 29A bis 29C, wird eine Vorhersage über das Verhalten des vorausfahrenden Fahrzeugs getroffen, wenn das vorausfahrende Fahrzeug bereits mit dem Ausscheren begonnen hat, ausscheren wird oder ausscheren kann. Basierend auf dem Ergebnis der Kombination bewirkt die Ausscher-Vorhersageeinheit 21, dass die Bewertungseinheit 24 die Soll-Lücken-Berechnungseinheit 24 anweist, die Lücke neu zu definieren, und die Sollgeschwindigkeits-Einheit 23, die Sollgeschwindigkeit zu berechnen, welche eine Verkleinerung der Lücke verursachen wird, wie sie durch die Soll-Lücken-Berechnungseinheit 22 neu definiert ist.
Nachfolgend wird der Betriebsmodus der vorliegenden Erfindung anhand von konkreten Beispielen beschrieben.
4 zeigt den Fall, wo das eigene Fahrzeug E einem vorausfahrenden Fahrzeug P1 folgt, das unmittelbar vor dem eigenen Fahrzeug auf der gleichen Fahrbahn fährt, die eine Überholspur ist (mittlere Spur einer dreispurigen Straße), und ein anderes Fahrzeug S1 auf der rechten Spur (Langsamspur) fährt. Es sei angenommen, dass das vorausfahrende Fahrzeug P1 langsamer als das eigene Fahrzeug ist, das mit einer bestimmten Geschwindigkeit (gesetzten Geschwindigkeit) gefahren ist, die vom Fahrzeugfahrer zuvor gewählt wurde. Das eigene Fahrzeug E erfasst dann das vorausfahrende Fahrzeug P1 und reduziert die Geschwindigkeit auf jene des vorausfahrenden Fahrzeugs P1, und hält eine vorbestimmte Lücke Dt. Wenn in diesem Fall das Fahrzeug S1 auf der rechten Fahrbahn langsamer fährt als das vorausfahrende Fahrzeug P1, ist die rechte Fahrbahn für das vorausfahrende Fahrzeug P1 frei für einen Fahrbahnwechsel. Daher indiziert die kontextbasierte Vorhersageeinheit (CBP) 27 eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass das vorausfahrende Fahrzeug P1 ausschert. Darüber hinaus zeigt das vorausfahrende Fahrzeug P1 eine Rechtsbewegung und eine Geschwindigkeit nach rechts, so dass die physikalische Vorhersageeinheit (PP) 28 eine hohe Wahrscheinlichkeit für das Ausscheren des vorausfahrenden Fahrzeugs angibt.
Basierend auf zumindest einem dieser Indikatoren sagt die Ausscher-Vorhersageeinheit 21 einen Fahrbahnwechsel voraus. Im Ergebnis reduziert das eigene Fahrzeug E die Lücke auf einen kleineren Wert Dt' für eine kurze Zeit (auf das Ausmaß, das durch Verkehrsregeln zugelassen ist). Gleichzeitig kann sich das eigene Fahrzeug auf eine Beschleunigung vorbereiten, die vorhergesagt wird, unmittelbar nachdem das vorausfahrende Fahrzeug die Fahrbahn zu der benachbarten (langsameren) Spur gewechselt hat, indem eine der folgenden vorbereitenden Maßnahmen getroffen wird:

– Herunterschalten Gänge, um eine frühe Beschleunigung vorzubereiten;
– Anpassen des Energiemanagements im Falle eines Hybridfahrzeugs (z. B. Herunterfahren der Klimaanlage, Laden der Batterie, um eine elektromotorische Unterstützung während der Beschleunigung zu erlauben, etc.); und
– Zünden von Zylindern, die für verbesserten Kraftstoffverbrauch deaktiviert worden sind, im Falle eine Motors mit variablem Hubraum.

Sobald das vorausfahrende Fahrzeug P1 die Fahrspur gewechselt hat, ist das vorausfahrende Fahrzeug P1 nicht mehr das Zielfahrzeug, so dass das eigene Fahrzeug E die bestimmte anfänglich gesetzte Geschwindigkeit beschleunigt. Weil die Lücke reduziert ist, bevor das vorausfahrende Fahrzeug die Fahrbahn tatsächlich gewechselt hat, und eine der oben erwähnten vorbereitenden Maßnahmen getroffen worden ist, beginnt die Beschleunigung des eigenen Fahrzeugs E früher als anderenfalls, die vorher gesetzte Geschwindigkeit kann mit weniger Verzögerung wiederhergestellt werden, wodurch die Belastung des Fahrzeugfahrers des eigenen Fahrzeugs reduziert wird.
5 zeigt den Fall, wo die Bedingung ähnlich ist wie in 4 gezeigt, aber ein noch weiteres Fahrzeug (neues vorausfahrendes Fahrzeug) P2 vorhanden ist, das unmittelbar vor dem vorausfahrenden Fahrzeug P1 fährt. Wenn in diesem Fall das neue vorausfahrende Fahrzeug P2 nicht signifikant schneller fährt als das vorausfahrende Fahrzeug P1, reduziert das eigene Fahrzeug die Lücke Dt nicht, oder reduziert die Lücke nur moderat, auch wenn ein Ausscheren des vorausfahrenden Fahrzeugs vorhergesagt wird. Das ist vorteilhaft, weil, wenn das eigene Fahrzeug E die Lücke Dt zwischen dem eigenen Fahrzeug E und dem vorausfahrenden Fahrzeug P1 reduziert hat, und das vorausfahrende Fahrzeug P1 tatsächlich die Fahrbahn wechselt, das eigene Fahrzeug zu dicht auf das neue vorausfahrende Fahrzeug P2 auffahren könnte (das ein neues Zielfahrzeug anstelle des vorausfahrenden Fahrzeugs wird), so bald, dass das eigene Fahrzeug, wegen des Vorhandenseins des neuen vorausfahrenden Fahrzeugs P2, verzögern müsste. Daher ist in diesem Fall die Verkürzung der Lücke Dt für den Fahrzeugfahrer des eigenen Fahrzeugs nicht günstig, sondern würde eine glattgängige Fahrt des eigenen Fahrzeugs verhindern und dem Fahrzeugfahrer Unannehmlichkeiten bereiten.
6 zeigt den Fall, wo die Bedingung ähnlich ist wie die in 4 gezeigte, aber in diesem Teil der Straße Überholen verboten ist. Auch in diesem Fall ist das Verkürzen der Lücke Dt auch dann nicht günstig, wenn ein Ausscheren des vorausfahrenden Fahrzeugs P1 vorhergesagt wird, weil das eigene Fahrzeug E von der Verkehrsregel daran gehindert wird, das vorausfahrende Fahrzeug P1 zu überholen, und entweder die gegenwärtige Geschwindigkeit halten muss oder dem vorausfahrenden Fahrzeug auf der langsamen Spur folgen muss. Solch eine Verkehrsregelinformation kann von einer Verkehrszeichen-Erkennungsvorrichtung (TSR) 15 erhalten werden. Eine ähnliche Situation entsteht, wenn eine Geschwindigkeitsbeschränkung gilt, und das eigene Fahrzeug E nicht in der Lage ist, wegen der Geschwindigkeitsbeschränkung das vorausfahrende Fahrzeug P1 zu überholen. Auch in diesem Fall ist das Verkürzen der Lücke nicht günstig und sollte verhindert werden.
7 zeigt den Fall, wo die Bedingung ähnlich ist wie in 4 gezeigt, aber ein Straßenhindernis wie etwa eine Straßenbaustelle vor dem vorausfahrenden Fahrzeug P1 erfasst wird. Auch in diesem Fall ist das Verkürzen der Lücke Dt nicht günstig, auch wenn ein Ausscheren des vorausfahrenden Fahrzeugs P1 vorhergesagt wird, weil das eigenen Fahrzeug wegen des Straßenhindernisses nicht am vorausfahrenden Fahrzeug P1 vorbeifahren darf und entweder die gegenwärtige Geschwindigkeit halten sollte oder dem vorausfahrenden Fahrzeug in die langsame Fahrbahn folgen sollte. Diese Straßeninformation kann von der Verkehrszeichen-Erkennungsvorrichtung (TSR) 14, der C2X-Vorrichtung 15 oder irgendeiner anderen Hinderniserfassungsvorrichtung erhalten werden.
8 zeigt den Fall, wo das eigene Fahrzeug E auf der mittleren Spur einer dreispurigen Straße unmittelbar hinter einem vorausfahrenden Fahrzeug P1 fährt. Es gibt auch ein zusätzliches vorausfahrendes Fahrzeug P2, das auf der äußerst linken Fahrbahn fährt. In diesem Fall könnte das Ausscheren des vorausfahrenden Fahrzeugs P1 vorhergesagt werden, und dies tatsächlich auch tun, aber es könnte, in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit, Position und anderen Bedingungen (einschließlich jener auf Kontextbasis) des anderen vorausfahrenden Fahrzeugs P2 nicht richtig sein, bevor das vorausfahrende Fahrzeug P1 ausschert, weil es wahrscheinlich sein könnte, dass das zusätzliche vorausfahrende Fahrzeug P2 in die mittlere Fahrbahn vor dem eigenen Fahrzeug E einschert. Die Wahrscheinlichkeit des Fahrbahnwechsels des zusätzlichen vorausfahrenden Fahrzeugs P2 ist hoch, z. B. dann, wenn die linke Fahrbahn vor dem zusätzlichen vorausfahrenden Fahrzeug P2 frei ist, und die mittlere Fahrbahn vor dem vorausfahrenden Fahrzeug P1 auch frei ist. Daher verhindert in diesem Fall die Bewertungseinheit 24, dass die Soll-Lücken-Berechnungseinheit 22 (erste Ausführung) oder die autonome Fahrbahnwechseleinheit 25 (zweite Ausführung) die Lücke Dt verkürzt. Selbst wenn daher vorausgesagt wird, dass das zusätzliche vorausfahrende Fahrzeug P2 nicht einscheren könnte oder tatsächlich nicht einschert, könnte, solange nicht das zusätzliche vorausfahrende Fahrzeug P2 schneller fährt als die Setzgeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs E, die Bewertungseinheit 24 verhindern, dass das eigene Fahrzeug beschleunigt, weil es in einigen Ländern wie etwa Deutschland verboten ist, ein Fahrzeug auf der rechten Seite zu überholen.
Wenn vorhergesagt wird, dass das zusätzliche vorausfahrende Fahrzeug P2 auf der linken Fahrbahn bleibt oder wesentlich schneller als das eigenen Fahrzeug E fährt, könnte das eigene Fahrzeug E die Lücke Dt schließen, in der Voraussicht, dass das vorausfahrende Fahrzeug P1 ausschert.
9 zeigt den Fall, wo das eigene Fahrzeug E auf der äußerst linken Fahrbahn einer dreispurigen Straße mit einer gesetzten Geschwindigkeit fährt (ohne irgendeinem vorausfahrenden Fahrzeug zu folgen). Es sei angenommen, dass das vorausfahrende Fahrzeug P3 auf der mittleren Fahrbahn voraussichtlich zur äußerst rechten Fahrbahn (langsamen Spur) ausschert. Dann ist es für das eigene Fahrzeug E richtig, die Fahrbahnen auf die mittlere Fahrbahn zu wechseln, bevorzugt so frühzeitig wie möglich (möglicherweise bevor das vorausfahrende Fahrzeug tatsächlich die Fahrbahn gewechselt hat). Zum Beispiel könnte, solange es eine adäquate Lücke gibt, das eigene Fahrzeug Fahrbahnen wechseln, sobald das vorausfahrende Fahrzeug, wie vorhergesagt, Fahrbahnen mit einer höheren als einer vorbestimmten Wahrscheinlichkeit wechselt. Obwohl auch in diesem Fall das vorausfahrende Fahrzeug nicht auf der gleichen Fahrbahn ist, bewirkt, wenn die Vorausfahrendes-Fahrzeug-Erfassungseinheit 20 das vorausfahrende Fahrzeug P3 erfasst hat und die Ausscher-Vorhersageeinheit 21 Fahrbahnwechsel des vorausfahrenden Fahrzeugs P3 vorhergesagt hat, die Bewertungseinheit, dass das Fahrzeug zur mittleren Spur wechselt, indem dies dem Fahrer über die Anzeigeeinheit vorgeschlagen wird (erste Ausführung), oder indem die autonome Fahrbahnwechseleinheit 25 angewiesen wird, dies über den koordinierten Betrieb der Drossel 8, der Bremse 19 und des Lenkunterstützungssystems 31 zu tun.
Die Eigenschaft der Ausscher-Vorhersageeinheit 21 kann gemäß der Präferenz des Fahrzeugfahrers einstellbar sein. Der Fahrzeugfahrer könnte eine sportliche Einstellung und eine konservative Einstellung wählen. 10 zeigt dieses Konzept. Auch in diesem Fall fährt das eigene Fahrzeug E auf der mittleren Fahrbahn einer dreispurigen Straße, und ein vorausfahrendes Fahrzeug P1 fährt vor dem eigenen Fahrzeug auf der gleichen Fahrbahn. Zur Zeit t₂ wird vorhergesagt, dass das vorausfahrende Fahrzeug P1 ausscheren kann (mittlere Ausscherwahrscheinlichkeit), aber das vorausfahrende Fahrzeug fährt auf der gleichen Fahrbahn weiter geradeaus. Zur Zeit t₁, die eine kurze Zeit später als die Zeit t₂ ist, wird vorausgesagt, dass das vorausfahrende Fahrzeug P1 ausscheren wird (hohe Ausscherwahrscheinlichkeit), aber das vorausfahrende Fahrzeug fährt auf der gleichen Fahrbahn weiter geradeaus. Zur Zeit t₀, die eine kurze Zeit später als die Zeit t₁ ist, wird vorausgesagt, dass das vorausfahrende Fahrzeug P1 mit dem Ausscheren begonnen hat (sehr hohe Ausscherwahrscheinlichkeit), und die Querbewegung des vorausfahrenden Fahrzeugs bereits wahrnehmbar ist.
Wenn die konservative Einstellung gewählt ist, folgt, bis zur Zeit t₁, das eigene Fahrzeug E dem vorausfahrenden Fahrzeug P1 mit der normalen Lücke unter der eher konventionellen normalen adaptiven Steuerung, aber zur Zeit t₀ beginnt das eigene Fahrzeug E, die Lücke vom normalen Wert zum reduzierten Wert zu verkürzen.
Wenn die sportliche Einstellung gewählt ist, folgt, bis zur Zeit t₂, das eigene Fahrzeug E dem vorausfahrenden Fahrzeug P1 mit der normalen Lücke unter der eher konventionellen normalen adaptiven Fahrtsteuerung, aber zur Zeit t₁ beginnt das eigenen Fahrzeug E, die Lücke vom normalen Wert auf einen ersten reduzierten Wert zu verkürzen. Zur Zeit t₀ verkürzt das eigene Fahrzeug E die Lücke noch weiter von dem ersten reduzierten Wert zu dem zweiten reduzierten Wert, der kleiner als der erste reduzierte Wert ist. Der zweite reduzierte Wert sollte immer noch adäquat sein, um dem Fahrzeugfahrer des eigenen Fahrzeugs eine sichere Fahrt zu gewährleisten.
Obwohl die vorliegende Erfindung im Hinblick auf bevorzugte Ausführungen davon beschrieben worden ist, ist es für einen Fachkundigen ersichtlich, dass zahlreiche Veränderungen und Modifikationen möglich sind, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, der in den beigefügten Ansprüchen aufgeführt ist.
Wenn in einem adaptiven Fahrtsteuerungssystem eine Fahrbahnwechselvorhersageeinheit (21) ein Ausscheren des vorausfahrenden Fahrzeugs (P1) von der gleichen Fahrbahn wie das eigene Fahrzeug (E) zu einer benachbarten Fahrbahn vorhergesagt hat, veranlasst die Bewertungseinheit (24), dass diese Soll-Lücken-Berechnungseinheit (23) die Soll-Lücke von einem normalen Wert reduziert. Hierdurch kann das eigene Fahrzeug (E) beschleunigen, bevor das vorausfahrende Fahrzeug P1 Fahrbahnen tatsächlich gewechselt hat. Daher kann das eigene Fahrzeug ohne Zeitverlust rasch beschleunigen, so dass die Belastung des Fahrzeugfahrers minimiert werden kann.

Claims

Adaptives Fahrtsteuerungssystem zum Steuern/Regeln einer Bewegung eines eigenen Fahrzeugs (E) gemäß einem Verhalten eines vorausfahrenden Fahrzeugs (P1), das aufweist: Umgebungssensoren (10–16) zum Erfassen einer Verkehrssituation in der Umgebung des eigenen Fahrzeugs (E); eine Vorausfahrendes-Fahrzeug-Erfassungseinheit (20) zum Erfassen eines Abstands zu zumindest einem vorausfahrenden Fahrzeug (P1), welches vor dem eigenen Fahrzeug (E) fährt, und eines Zustands des vorausfahrenden Fahrzeugs gemäß Ausgaben der Sensoren (10–16); und eine Bewegungsteuereinheit (17–25) zum Steuern/Regeln einer Bewegung des eigenen Fahrzeugs (P1) gemäß einer Ausgabe der Vorausfahrendes-Fahrzeug-Erfassungseinheit (20); eine Soll-Lücken-Berechnungseinheit (22) zum Auswählen des auf der gleichen Fahrbahn wie das eigene Fahrzeug (E) vorausfahrenden Fahrzeugs (P1) als Zielfahrzeug (P1) unter einer vorbestimmten Bedingung, und Bestimmen einer Soll-Lücke (Dt) zwischen dem eigenen Fahrzeug (E) und dem Zielfahrzeug (P1) zumindest gemäß der Fahrgeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs (E); eine Fahrbahnwechselvorhersageeinheit (21) zum Vorhersagen eines Fahrbahnwechsels des vorausfahrenden Fahrzeugs (P1) zu einer benachbarten Fahrbahn gemäß dem Zustand des vorausfahrenden Fahrzeugs (P1); und eine Bewertungseinheit (24) zum Bewirken, dass die Bewegungsteuereinheit (17–25) die Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs (E) erhöht, bevor der vorhergesagte Fahrbahnwechsel des vorausfahrenden Fahrzeugs (P1) stattfindet, wenn vor dem vorausfahrenden Fahrzeug (P1) kein weiter vorausfahrendes Fahrzeug (P2) erfasst wird und ein Fahrbahnwechsel des vorausfahrenden Fahrzeugs (P1) von einer gegenwärtigen Fahrbahn zu einer benachbarten Fahrbahn vorhergesagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn vorhergesagt wird, dass das vorausfahrende Fahrzeug (P1) die Fahrbahn zu einer benachbarten Fahrbahn wechselt, und ein Fahrzeug (P2), das dem vorausfahrenden Fahrzeug (P1) mit einem Abstand, der kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, weiter vorausfährt und mit nicht höherer Geschwindigkeit als das vorausfahrende Fahrzeug (P1) fährt, erfasst wird, die Soll-Lücken-Berechnungseinheit (22) die Soll-Lücke (Dt) zwischen dem eigenen Fahrzeug (E) und dem vorausfahrenden Fahrzeug (P1) auf dem von ihr bestimmten Wert hält oder darauf zurückbringt.
Das adaptive Fahrtsteuerungssystem nach Anspruch 1, wobei das System ferner aufweist: eine Sollgeschwindigkeits-Setzeinheit (17) zum Setzen einer Sollgeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs (E) gemäß einem Eingabebefehl; und eine Sollgeschwindigkeits-Berechnungseinheit (23) zum Berechnen einer Sollgeschwindigkeit, die erforderlich ist, um dem vorausfahrenden Fahrzeug (P1) zu folgen, während die Soll-Lücke (Dt) eingehalten wird; wobei, wenn ein Fahrbahnwechsel des vorausfahrenden Fahrzeugs (P1) von der gleichen Fahrbahn wie das eigene Fahrzeug (E) zu einer benachbarten Fahrbahn vorhergesagt wird, die Bewertungseinheit (24) bewirkt, dass die Soll-Lücken-Berechnungseinheit (22) die Soll-Lücke von einem normalen Wert reduziert.
Das adaptive Fahrtsteuerungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das System ferner eine Verkehrsregelerfassungseinheit aufweist, und wenn ein Fahrbahnwechsel des vorausfahrenden Fahrzeugs (P1) vorhergesagt wird, während eine Regel erfasst wird, die das Überholen des vorausfahrenden Fahrzeugs (P1) verhindert, die Soll-Lücken-Berechnungseinheit (22) die Soll-Lücke auf dem normalen Wert hält oder darauf zurückbringt.
Das adaptive Fahrtsteuerungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das System ferner eine Verkehrsinformationserfassungseinheit aufweist, und wenn ein Fahrbahnwechsel des vorausfahrenden Fahrzeugs (P1) vorhergesagt wird, während Hindernisinformation oder Straßenverengungsinformation, die das Überholen des vorausfahrenden Fahrzeugs (P1) verhindert, erfasst wird, die Soll-Lücken-Berechnungseinheit (22) die Soll-Lücke auf einem normalen Wert hält oder darauf zurückbringt.
Das adaptive Fahrtsteuerungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei, wenn vorhergesagt wird, dass das vorausfahrende Zielfahrzeug (P1) die Fahrbahnen zu einer benachbarten Fahrbahn wechselt, ein anderes vorausfahrendes Fahrzeug, das mit einer Geschwindigkeit fährt, die nicht höher ist als eine voreingestellte Sollgeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs (E), auf einer anderen benachbarten Fahrbahn mit einer Lücke, die kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, erfasst wird, und vorhergesagt wird, dass dieses andere vorausfahrende Fahrzeug in die gegenwärtige Fahrbahn des eigenen Fahrzeugs (E) vor dem eigenen Fahrzeug (E) einschert, die Soll-Lücken-Berechnungseinheit (22) die Soll-Lücke zwischen dem eigenen Fahrzeug (P1) und dem vorausfahrenden Fahrzeug auf dem normalen Wert hält oder darauf zurückbringt.
Das adaptive Fahrtsteuerungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fahrbahnwechselvorhersageeinheit (21) konfiguriert ist, um eine Wahrscheinlichkeit eines Fahrbahnwechsels eines vorausfahrenden Fahrzeugs (P1) zu berechnen, und die Soll-Lücken-Berechnungseinheit (22) konfiguriert ist, um die Soll-Lücke von einem normalen Wert um einen zunehmenden Betrag mit zunehmender Wahrscheinlichkeit und/oder unmittelbarem Bevorstehen des vorhergesagten Fahrbahnwechsels zu reduzieren.
Das adaptive Fahrtsteuerungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fahrbahnwechselvorhersageeinheit (21) konfiguriert ist, um eine Wahrscheinlichkeit eines Fahrbahnwechsels eines vorausfahrenden Fahrzeugs (P1) zu berechnen, und die Soll-Lücken-Berechnungseinheit (22) konfiguriert ist, um die Soll-Lücke zu reduzieren, wenn die Wahrscheinlichkeit einen Schwellenwert überschritten hat.
Das adaptive Fahrtsteuerungssystem nach Anspruch 7, wobei der Schwellenwert einstellbar ist.
Das adaptive Fahrtsteuerungssystem nach Anspruch 7 oder 8, wobei die von der Fahrbahnwechselvorhersageeinheit (21) berechnete Wahrscheinlichkeit eines Fahrbahnwechsels erhöht wird, wenn die Ausgabe eines Indikators für einen Fahrbahnwechsel des vorausfahrenden Fahrzeugs (P1) auf eine benachbarte Fahrbahn zunimmt.
Das adaptive Fahrtsteuerungssystem nach Anspruch 7 oder 8, wobei die von der Fahrbahnwechselvorhersageeinheit (21) vorhergesagte Wahrscheinlichkeit eines Fahrbahnwechsels erhöht wird, wenn auf einer benachbarten Fahrbahn ein Raum für einen Fahrbahnwechsel des vorausfahrenden Fahrzeugs (P1) erfasst wird.
Das adaptive Fahrtsteuerungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei, wenn das vorausfahrende Zielfahrzeug (P1) Fahrbahnen zur benachbarten Fahrbahn gewechselt hat, die Soll-Lücken-Berechnungseinheit (22) ein neues vorausfahrendes Fahrzeug auf der gleichen Fahrbahn als das Zielfahrzeug wählt, wenn ein solches Fahrzeug erfasst wird, und anderenfalls an die Sollgeschwindigkeits-Setzeinheit (17) einen Eingabebefehl für eine voreingestellte Sollgeschwindigkeit liefert.
Das adaptive Fahrtsteuerungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei, wenn vorhergesagt wird, dass das vorausfahrende Fahrzeug (P1) Fahrbahnen wechselt, aber erfasst worden ist, dass es im Gegensatz zur Vorhersage auf der gleichen Fahrbahn bleibt, die Soll-Lücken-Berechnungseinheit (22) den Sollwert auf dem normalen Wert hält oder darauf zurückbringt.
Das adaptive Fahrtsteuerungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei, wenn das eigene Fahrzeug (E) auf einer gewissen Fahrbahn fährt und ein vorausfahrendes Fahrzeug (P1) auf der benachbarten Fahrbahn fährt, bei Vorhersage eines Fahrbahnwechsels des vorausfahrenden Fahrzeugs (P1) zu einer anderen Fahrbahn, die von der gewissen Fahrbahn entfernt ist, die Bewertungseinheit bewirkt, dass die Bewegungs-Steuerungseinheit (25) dem eigenen Fahrzeug zumindest eine Unterstützung liefert, um die Fahrbahn zur benachbarten Fahrbahn zu wechseln.