DE102015200765A1

DE102015200765A1 - Verfahren zum Planen eines Fahrspurwechselvorgangs für ein automatisiert fahrbares Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102015200765A1
Application number: DE102015200765.0A
Authority: DE
Inventors: Christian Passmann; Carsten Hasberg; Jan Wietse Balkema
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2015-01-20
Filing date: 2015-01-20
Publication date: 2016-07-21

Abstract

Verfahren zum Planen eines Fahrspurwechselvorgangs für ein automatisiert fahrbares Kraftfahrzeug (1), aufweisend die Schritte: – Bereitstellen von Daten einer Verkehrsdichte; – Ermitteln von Daten eines Fahrspurwechselbereichs (A, B, C) aus der Verkehrsdichte; und Übermitteln der Daten des Fahrspurwechselbereichs (A, B, C) an das Kraftfahrzeug (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Planen eines Fahrspurwechselvorgangs für ein automatisiert fahrbares Kraftfahrzeug. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Planen eines Fahrspurwechselvorgangs für ein automatisiert fahrbares Kraftfahrzeug.
Stand der Technik
Im Stand der Technik sind Konzepte eines automatisierten Fahrbetriebs für Kraftfahrzeuge bekannt. Dazu werden zu einer Erfassung eines Umfelds des Kraftfahrzeugs verschiedene Umfeldsensoren benutzt. Bekannte Systeme, wie zum Beispiel Abstandsregeltempomaten (engl. Adaptive Cruise Control, ACC), Spurhalteassistenten, Totwinkel-Erkennungssysteme, Automatische Notbremssysteme usw. sind zur Umsetzung eines teilautonomen Fahrbetriebes mit Längsregler, Querführung, usw. des Kraftfahrzeugs vorgesehen.
Eine der Hauptaufgaben von automatisierten Fahren ist eine sichere und komfortable Durchführung von Fahrspurwechselvorgängen. DE 10 2009 033 800 A1 offenbart ein Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers bei der Vorbereitung eines Fahrspurwechsels mit einem Fahrzeug von einer Momentanspur auf eine Zielspur mittels einer im Fahrzeug vorhandenen Längsreglereinrichtung.
GB 2 408 372 A und DE 101 10 326 A1 offenbaren jeweils Verfahren zur Ermittlung einer aktuellen Verkehrslage.
DE 10 2012 212 175 A1 offenbart ein Verfahren zum Betreiben eines sich auf einer Fahrbahn bewegenden Fahrzeugs, wobei ein Verkehrsfluss von weiteren Fahrzeugen im Umfeld des Fahrzeugs erfasst wird und wobei, wenn der erfasste Verkehrsfluss einem Verkehrsstau entspricht, eine Querführung des Fahrzeugs geregelt wird, um einen lateralen Abstand zwischen dem Fahrzeug und einem der weiteren Fahrzeuge zu verringern.
Offenbarung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, einen verbesserten Fahrspurwechselvorgang für ein automatisiert fahrbares Kraftfahrzeug bereitzustellen.
Die Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt gelöst mit einem Verfahren zum Planen eines Fahrspurwechselvorgangs für ein automatisiert fahrbares Kraftfahrzeug, aufweisend die Schritte:

– Bereitstellen von Daten einer Verkehrsdichte;
– Ermitteln von Daten eines Fahrspurwechselbereichs aus der Verkehrsdichte; und
– Übermitteln der Daten des Fahrspurwechselbereichs an das Kraftfahrzeug.

Gemäß einem zweiten Aspekt wird die Aufgabe gelöst mit Planungsvorrichtung zum Planen eines Fahrspurwechselvorgangs für ein automatisiert fahrbares Kraftfahrzeug, aufweisend:

– eine Identifizierungseinrichtung zum Identifizieren einer Notwendigkeit eines Fahrspurwechsels; und
– eine Parametrierungseinrichtung, mittels der die in Abhängigkeit von bereitgestellten Daten einer Verkehrsdichte Daten eines Fahrspurwechselbereichs für das Kraftfahrzeug bereitstellbar sind.

Vorteilhaft wird dadurch für ein automatisiert fahrbares Kraftfahrzeug ein komfortabler Fahrspurwechsel ermöglicht. Aufgrund der fundierten Annahme, dass eine Länge eines Bereichs für einen Fahrspurwechsel von einer jeweils herrschenden Verkehrsdichte abhängt, kann beispielsweise eine Längsregelungsvorrichtung des Fahrzeugs entsprechende Informationen erhalten, um dadurch einen sicheren und komfortablen Fahrspurwechsel durchzuführen. Ein Sicherheitsniveau im automatisierten Straßenverkehr kann auf diese Weise vorteilhaft erhöht sein.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens und der Längsregelungsvorrichtung sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass die Daten des Fahrspurwechselbereichs durch eine Längeninformation oder eine Zeitinformation definiert sind. Vorteilhaft ist dadurch ein flexibles Datenformat für den Fahrspurwechselbereich unterstützt, wodurch Erfordernisse einer Längsregelungsvorrichtung des Kraftfahrzeugs berücksichtigt werden können.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass zur Ermittlung der Verkehrsdichte historische Daten verwendet werden. Damit wird dem Umstand Rechnung getragen, dass historische Verkehrsdaten zur Verkehrsdichte mit hoher Wahrscheinlichkeit besser sind als gar keine Daten zur Verkehrsdichte. Dadurch ist vorteilhaft unterstützt, dass bei einem Ausfall einer Verkehrsdichteerfassungseinrichtung die Planungsvorrichtung immer noch funktioniert.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass die Daten des Fahrspurwechselbereichs in definierter Weise von einer Standardeinstellung abweichen. Dadurch kann ein Standardbereich eines Fahrspurwechselbereichs entsprechend einer Information der Verkehrsdichte definiert angepasst werden, das heißt definiert verlängert oder definiert verkürzt werden.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Planungsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass der Parametrierungseinrichtung Daten einer Verkehrsdichteerfassungseinrichtung zuführbar sind. Auf diese Weise können vorteilhaft eine Erfassungseinrichtung für die Verkehrsdichte von der Parametrierungseinrichtung getrennt realisiert werden. Eine definierte Aufteilung von Funktionalitäten ist auf diese Weise vorteilhaft unterstützt.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Planungsvorrichtung sieht vor, dass der Parametrierungseinrichtung Daten einer infrastrukturbasierten Verkehrsdichteerfassungsrichtung oder einer in einem Kraftfahrzeug angeordneten Verkehrsdichteerfassungsrichtung zuführbar sind. Auf diese Weise können die Funktionen über die Verkehrsdichte vorteilhaft mittels unterschiedlicher technischer Mittel realisiert werden. Beispielweise kann eine infrastrukturbasierten Verkehrsdichteerfassungsrichtung in Form von zum Beispiel Messschleifen in der Straße, Kameras auf Brücken, usw. genutzt werden, wobei die erfassten Daten der Verkehrsdichte in das Kraftfahrzeug übertragen werden müssen.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Planungsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass der Parametrierungseinrichtung Daten einer Verkehrsparametereinrichtung zuführbar sind. Auf diese Weise können Erfassungsrichtung weitere relevante Parameter über eine Verkehrssituation zugeführt werden, beispielsweise eine erlaubte Höchstgeschwindigkeit, Daten einer Zulässigkeit eines Fahrspurwechsels, Vorliegen von Baustellenbereichen, usw.
Die Erfindung wird im Folgenden mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand von mehreren Figuren detailliert beschrieben. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung, sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in den Figuren. Die Figuren sind vor allem dazu gedacht, die erfindungswesentlichen Prinzipien zu verdeutlichen. Gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente haben gleiche Bezugszeichen.
In den Figuren zeigt:
1 eine prinzipielle Darstellung eines Fahrspurwechselbereichs gemäß Stand der Technik;
2 ein herkömmliches System zur Ermittlung einer Verkehrsdichte;
3 eine Übersichtsdarstellung einer Ausführungsform einer Vorrichtung zum Planen eines Fahrspurwechselvorgangs für ein automatisiert fahrbares Kraftfahrzeug;
4 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer Vorrichtung zum Planen eines Fahrspurwechselvorgangs für ein automatisiert fahrbares Kraftfahrzeug; und
5 ein prinzipielles Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Beschreibung von Ausführungsformen
Für eine komfortable Planung von Fahrspurwechseln wird herkömmlich eine festgelegte Länge eines Fahrspurwechsels eingeplant. Insbesondere in Situationen, in denen ein Spurwechsel zwingend erforderlich ist, beispielsweise an einem Ende einer Fahrspur auf der Autobahn, kann dies jedoch zu unkomfortablen Situationen führen. Ist zum Beispiel die Verkehrsdichte höher als angenommen, wird für einen komfortablen Fahrspurwechsel ein längerer Abschnitt für den Fahrspurwechsel benötigt, unter Umständen kann nämlich eine Fehlannahme zu sicherheitskritischen Situationen führen, da kein bzw. zu wenig Platz für einen notwendigen Fahrspurwechsel vorhanden ist.
Aus diesem Grund wird eine Verwendung von hochaktuellen Daten über eine Verkehrsdichte oder hochpräzise Prognosen der Verkehrsdichte in eine Planung von Fahrspurwechseln vorgeschlagen. Hierzu kann ein Online-Service für Verkehrsdichteinformationen sowie eine Anbindung einer Planungsvorrichtung für Fahrspurwechsel an einen derartigen Service bereitgestellt werden. Alternativ zum Online-Service kann eine Ermittlung bzw. Schätzung der Verkehrsdichte auch lokal im Kraftfahrzeug durchgeführt werden.
Die Verkehrsdichteinformation kann zur Parametrisierung des Spurwechselvorgangs verwendet werden, indem beispielsweise Sicherheitsabstände von Fahrspuren bei der Suche nach einer passenden Lücke zum Zwecke des Fahrspurwechsels angepasst werden.
Wird die Verkehrsdichteinformation in der Planung von Fahrspurwechsel berücksichtigt, kann ein dadurch empfundener Komfort bei der Durchführung des Fahrspurwechsel erhöht sein, indem messbar weniger sicherheitskritische Situationen und unerwartete Fahrspurwechsel vorgenommen werden müssen.
1 zeigt eine beispielhafte Situation, in der für es ein Fahrzeug 1 („das fahrspurwechselnde Fahrzeug“) notwendig ist, bis zu einem definierten Punkt einer Fahrspur, auf der sich das Fahrzeug 1 fortbewegt, die Fahrspur zu wechseln, weil sich die Fahrbahn von drei auf zwei Fahrspuren verengt. Der Punkt, an dem die Aktion des Fahrspurwechselns für das Fahrzeug 1 vollständig durchgeführt sein muss, kann als „Manöver-Vervollständigungs-Punkt MCP“ (engl. manoever completion point) bezeichnet werden, wobei dieser Punkt einen Endpunkt eines Fahrspurwechselbereichs A definiert, innerhalb dessen der Fahrspurwechsel des Fahrzeugs 1 vollzogen werden muss. Unter normalen Verkehrsbedingungen ist es für das Fahrzeug 1 im Fahrspurwechselbereich A möglich, die Fahrspur in einem sicheren und komfortablen Fahrmanöver zu wechseln.
2 stellt schematisch ein System gemäß Stand der Technik zur Erfassung der Verkehrslage dar. Es werden entweder von Fahrzeugen 1, 2 oder von einer infrastrukturbasierten Verkehrsdichte-Erfassungseinrichtungen 20 Informationen betreffend eine Verkehrssituation an eine Zentralstelle 21 gesendet. Die Zentralstelle 21 verwendet die empfangenen Daten zur Erstellung einer Information betreffend eine Verkehrsdichte im Straßennetz. Diese Information kann wahlweise auch als historische Daten (z.B. Daten betreffend eine Verkehrsdichtesituation zu einem bestimmten Zeitpunkt eines bestimmten Wochentags) bereitgestellt werden, z.B. als eine Übersicht von Verkehrsdichten zu einem definierten vergangenen Zeitpunkt oder als eine Prognose einer zu erwartenden Verkehrsdichte.
3 zeigt eine prinzipielle Darstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100. Die Vorrichtung 100 stellt eine Information zu einer aktuellen oder prognostizierten Verkehrsdichte bereit. Alternativ werden der Zentralstelle 21 von einer Dateneinrichtung 22 Daten einer Verkehrsdichte zu einem vergangenen Zeitpunkt oder Daten betreffend eine prognostizierte Verkehrsdichte bereitgestellt. Dies ist für den Fall nützlich, in dem zum Beispiel durch einen technischen Defekt bedingt, von der Zentralstelle 21 keine Verkehrsdichte-Informationen aufbereitet werden können.
Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass eine innerhalb des Fahrzeugs angeordnete Einrichtung (Sensoren, Kamera, usw., nicht dargestellt) Daten zur Verkehrsdichte ermittelt und an die Zentralstelle 21 übermittelt.
Die Vorrichtung 100 verwendet die Verkehrsdichteinformation zum Planen des Fahrspurwechsels derart, dass der Fahrspurwechsel rechtzeitig bis zum Manöver-Vervollständigungs-Punkt MCP beendet sein kann. Abhängig von der Verkehrsdichte wird der Fahrspurwechselbereich A verändert. Beispielsweise bei hoher Verkehrsdichte wird der Fahrspurwechselbereich A um einen Bereich B verlängert. Alternativ, z.B. bei geringer Verkehrsdichte kann der Fahrspurwechselbereich A um einen Bereich C verkürzt werden.
Eine mögliche Realisierung der Vorrichtung 100 ist in Abbildung 4 dargestellt. Die Vorrichtung 100 kann beispielsweise funktional in zwei Einrichtungen 10, 11 aufgeteilt sein, wobei eine Identifizierungseinrichtung 10 eine Notwendigkeit eines Fahrspurwechsels feststellt. Zu diesem Zweck können der Identifizierungsrichtung 10 Fahrspurdaten 12 und/oder Entfernungsdaten 13 einer Distanz zum Manöver-Vervollständigungs-Punkt MCP bereitgestellt werden. Die Identifizierungseinrichtung 10 ist funktional mit einer Parametrierungseinrichtung 11 verbunden, die die Parameter für den Fahrspurwechselbereich A, B, C ermittelt. Zu diesem Zweck werden der Parametrierungseinrichtung 11 Daten von wenigstens einer der genannten Verkehrsdichte-Erfassungseinrichtungen 20 übermittelt. Zusätzlich können auch Daten einer Verkehrsparameter-Einrichtung 30, z.B. Daten über eine erlaubte Geschwindigkeit, eine Zulässigkeit von Fahrspurwechseln, usw. an die Parametrierungseinrichtung 11 übermittelt werden.
Im Ergebnis liefert die Parametrierungseinrichtung 11 Daten des Fahrspurwechselbereichs A, B, C an eine Steuerungseinrichtung 40 des automatisiert fahrbaren Fahrzeugs 1, welche das Fahrzeug 1 zum Fahren von geeigneten Trajektorien nutzt. Die Informationen über den Fahrspurwechselbereich A, B, C können alternativ als eine Zeitinformation als auch als eine Längeninformation vorliegen.
5 zeigt einen prinzipiellen Ablauf einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
In einem Schritt 200 wird ein Bereitstellen von Daten einer Verkehrsdichte durchgeführt.
In einem Schritt 210 wird ein Ermitteln von Daten eines Fahrspurwechselbereichs A, B, C aus der Verkehrsdichte durchgeführt.
In einem Schritt 220 wird ein Übermitteln der Daten des Fahrspurwechselbereichs A, B, C an das Kraftfahrzeug 1 durchgeführt.
Der Fachmann wird die Merkmale der Erfindung in geeigneter Weise abändern und/oder miteinander kombinieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102009033800 A1 [0003]
GB 2408372 A [0004]
DE 10110326 A1 [0004]
DE 102012212175 A1 [0005]

Claims

Verfahren zum Planen eines Fahrspurwechselvorgangs für ein automatisiert fahrbares Kraftfahrzeug (1), aufweisend die Schritte: – Bereitstellen von Daten einer Verkehrsdichte; – Ermitteln von Daten eines Fahrspurwechselbereichs (A, B, C) aus der Verkehrsdichte; und – Übermitteln der Daten des Fahrspurwechselbereichs (A, B, C) an das Kraftfahrzeug (1).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Daten des Fahrspurwechselbereichs (A, B, C) durch eine Längeninformation oder eine Zeitinformation definiert sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei zur Ermittlung der Verkehrsdichte historische Daten verwendet werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Daten des Fahrspurwechselbereichs (B, C) in definierter Weise von einer Standardeinstellung (A) abweichen.
Vorrichtung (100) zum Planen eines Fahrspurwechselvorgangs für ein automatisiert fahrbares Kraftfahrzeug (1), aufweisend: – eine Identifizierungseinrichtung (10) zum Identifizieren einer Notwendigkeit eines Fahrspurwechsels; und – eine Parametrierungseinrichtung (11), mittels der die in Abhängigkeit von bereitgestellten Daten einer Verkehrsdichte Daten eines Fahrspurwechselbereichs (A, B, C) für das Kraftfahrzeug (1) bereitstellbar sind.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 5, wobei der Identifizierungseinrichtung (10) Daten einer aktuellen Fahrspur und Daten einer Notwenigkeit zum Wechseln der aktuellen Fahrspur bereitstellbar sind.
Vorrichtung (400) nach Anspruch 5 oder 6, wobei der Parametrierungseinrichtung (11) Daten einer Verkehrsdichteerfassungseinrichtung (20) zuführbar sind.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 7, wobei der Parametrierrungseinrichtung (11) Daten einer infrastrukturbasierten Verkehrsdichteerfassungsrichtung (20) oder einer in einem Kraftfahrzeug (1, 2) angeordneten Verkehrsdichteerfassungsrichtung (20) zuführbar sind.
Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei der Parametrierungseinrichtung (11) Daten einer Verkehrsparametereinrichtung (30) zuführbar sind.
Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wenn es auf wenigstens einer elektronischen Steuerungseinrichtung abläuft oder auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert ist.