DE102018007293A1 - Method for operating a vehicle traveling in autonomous driving mode - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines im autonomen Fahrbetrieb fahrenden Fahrzeuges (1), wobei erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass für einen Einschervorgang auf eine Fahrspur und für einen Spurwechselvorgang des Fahrzeuges (1) jeweils eine Mindestzeitlücke, die geringer ist als eine vorgegebene Sollzeitlücke, und jeweils eine Relaxationszeit vorgegeben werden, wobei ein Einschervorgang und ein Spurwechselvorgang durchgeführt werden, wenn die Mindestzeitlücke nicht unterschritten wird und eine Prädiktion ergibt, dass ein Abstand zu einem dem Fahrzeug (1) vorausfahrenden Fahrzeug innerhalb der für den Einschervorgang oder der für den Spurwechselvorgang vorgegebenen Relaxationszeit auf die Sollzeitlücke vergrößert wird.The invention relates to a method for operating a vehicle traveling in autonomous driving mode (1), wherein according to the invention it is provided that for a maneuvering operation on a traffic lane and for a lane change operation of the vehicle (1) a respective minimum time gap, which is less than a predetermined target time gap, and in each case a relaxation time are predetermined, wherein a Einschervorgang and a lane change operation are performed when the minimum time gap is not exceeded and a prediction that a distance to the vehicle (1) vehicle ahead within the given for the Einschervorgang or for the lane change operation Relaxation time is increased to the desired time gap.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines im autonomen Fahrbetrieb fahrenden Fahrzeuges.The invention relates to a method for operating a driving in autonomous driving vehicle.

Aus der DE 10 2014 008 677 A1 sind ein Verfahren zur Abstandsregelung von Fahrzeugen und eine Abstandsregelvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bekannt. Das Verfahren sieht vor, dass der Abstand eines Systemfahrzeuges zu einem vorausfahrenden Fahrzeug auf einen vorgebbaren Sollwert geregelt wird und bei dem ein Unterschreiten des Sollwertes durch ein einscherendes Fahrzeug vorübergehend zugelassen wird, indem der Sollwert bei Erkennen des einscherenden Fahrzeuges für eine vorgegebene Wartezeit auf einen vorgebbaren temporären Sollwert reduziert wird.From the DE 10 2014 008 677 A1 For example, a method for distance control of vehicles and a distance control device for carrying out the method are known. The method provides that the distance of a system vehicle to a vehicle in front is controlled to a predefinable setpoint and in which a fall below the setpoint by a einscherendes vehicle is temporarily allowed by the setpoint when detecting the einscherenden vehicle for a predetermined waiting time to a predetermined temporary setpoint is reduced.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zum Betrieb eines im autonomen Fahrbetrieb fahrenden Fahrzeuges anzugeben.The invention has for its object to provide a comparison with the prior art improved method for operating a driving in autonomous driving vehicle.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.The object is achieved by the features specified in claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Ein Verfahren zum Betrieb eines im autonomen Fahrbetrieb fahrenden Fahrzeuges sieht erfindungsgemäß vor, dass für einen Einschervorgang auf eine Fahrspur und für einen Spurwechselvorgang des Fahrzeuges jeweils eine Mindestzeitlücke, die geringer ist als eine vorgegebene Sollzeitlücke, und jeweils eine Relaxationszeit vorgegeben werden, wobei ein Einschervorgang und ein Spurwechselvorgang durchgeführt werden, wenn die Mindestzeitlücke nicht unterschritten wird und eine Prädiktion ergibt, dass ein Abstand zu einem dem Fahrzeug vorausfahrenden Fahrzeug innerhalb der für den Einschervorgang oder der für den Spurwechselvorgang vorgegebenen Relaxationszeit auf die Sollzeitlücke vergrößert wird.A method for operating a driving in autonomous driving vehicle according to the invention provides that for a Einschervorgang on a lane and for a lane change operation of the vehicle each have a minimum time gap that is less than a predetermined target time gap, and each set a relaxation time, wherein a Einschervorgang and a lane change operation is performed when the minimum time gap is not undershot and a prediction results that a distance to a vehicle ahead of the vehicle is increased within the set for the Einschervorgang or for the lane change operation relaxation time to the target time gap.

Durch Anwendung des Verfahrens wird dem autonomen Fahrbetrieb ein menschliches Verhalten zugrunde gelegt, so dass das Fahrzeug einen Einschervorgang oder einen Spurwechselvorgang durchführt, auch wenn kurzzeitig ein Sicherheitsabstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug auf der Fahrspur unterschritten wird, auf welche das Fahrzeug beabsichtigt aufzufahren.By applying the method, the autonomous driving operation is based on human behavior, so that the vehicle performs a Einschervorgang or a lane change operation, even if briefly a safe distance to a preceding vehicle on the lane is exceeded, to which the vehicle intends to drive.

Mittels des Verfahrens kann ein verhältnismäßig zuverlässiges und häufigeres Einscheren oder Überholen sichergestellt werden.By means of the method, a relatively reliable and frequent shearing or overtaking can be ensured.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.Embodiments of the invention will be explained in more detail below with reference to a drawing.

Dabei zeigt die:

  • 1 schematisch einen Fahrbahnabschnitt mit zwei von mehreren Fahrzeugen befahrene Fahrspuren und ein auf einem Einfädelungsstreifen fahrendes Fahrzeug.
It shows:
  • 1 schematically a roadway section with two lanes traveled by several vehicles and a driving on a Einfädelungsstreifen vehicle.

In der einzigen Figur ist ein Fahrbahnabschnitt F mit zwei in dieselbe Richtung verlaufenden Fahrspuren F1, F2 und einem Einfädelungsstreifen E, auch als Beschleunigungsstreifen bezeichnet, dargestellt.In the single figure is a roadway section F with two lanes running in the same direction F1 . F2 and a threading strip e , also referred to as acceleration strip, shown.

Auf dem Einfädelungsstreifen E fährt ein Fahrzeug 1 im autonomen Fahrbetrieb, wobei hierzu eine Fahraufgabe vollumfänglich von einem Assistenzsystem ausgeführt wird.On the threading strip e drives a vehicle 1 in autonomous driving, in which case a driving task is performed entirely by an assistance system.

Das Fahrzeug 1 beabsichtigt von dem Einfädelungsstreifen E auf eine Fahrspur F1 einzuscheren, wobei auf dieser und auf einer weiteren Fahrspur F2 des Fahrbahnabschnittes F ein vergleichsweise hohes Verkehrsaufkommen herrscht.The vehicle 1 intended by the threading strip e on a lane F1 to cut in, taking on this and on another lane F2 of the carriageway section F a comparatively high volume of traffic prevails.

Ein Fahrverhalten des im autonomen Fahrbetrieb fahrenden Fahrzeuges 1 kann sich unter Umständen von dem eines nicht autonom fahrenden Fahrzeuges unterscheiden, woraus Vorteile aber auch Nachteile im Mischverkehr resultieren können.A driving behavior of the driving in autonomous driving vehicle 1 may be different from that of a non-autonomous vehicle, which may result in disadvantages but also disadvantages in mixed traffic.

Es wird angenommen, dass für einen verhältnismäßig sicheren Einschervorgang des Fahrzeuges 1 von dem Einfädelungsstreifen E auf die Fahrspur F1 eine bestimmte Zeitlücke, d. h. eine bestimmte Zeitdauer, erforderlich ist und von dem Fahrzeug 1 auch genutzt werden muss.It is believed that for a relatively safe Einschervorgang of the vehicle 1 from the threading strip e on the lane F1 a certain time gap, ie a certain period of time is required and from the vehicle 1 also needs to be used.

Beispielsweise kann das autonom fahrende Fahrzeug 1 innerhalb von 3 Sekunden ohne Eingriff eines Fahrzeugnutzers auf die Fahrspur F1 einscheren, wobei Voraussetzung hierfür eine entsprechende Zeitlücke an der Auffahrt, z. B. einer Autobahn, ist.For example, the autonomously driving vehicle 1 within 3 seconds without the intervention of a vehicle user on the lane F1 einscheren, with the prerequisite for this a corresponding time gap at the driveway, z. As a highway, is.

Insbesondere auf Autobahnen gibt es häufig Zeitlücken zwischen hintereinander fahrenden Fahrzeugen 2, 3, in denen es sich für ein autonom fahrendes Fahrzeug 1 relativ schwierig darstellt, einzuscheren oder zu überholen.Especially on highways, there are often time gaps between consecutive vehicles 2 . 3 in which it is for an autonomously driving vehicle 1 relatively difficult to score or overtake.

Da sich auch ein autonom fahrendes Fahrzeug 1 an gesetzlich vorgegebene Bedingungen halten muss und gleichzeitig im dichten gemischten Verkehr kaum genügend große Zeitlücken finden kann und deswegen selten überholt oder einschert, ist ein im Folgenden beschriebenes Verfahren vorgesehen.As is also an autonomous driving vehicle 1 In order to comply with legally prescribed conditions and at the same time can not find sufficiently large time gaps in dense mixed traffic and therefore rarely outdated or einschert, a procedure described below is provided.

Das Verfahren sieht vor, menschliches Fahrverhalten auf einen autonomen Fahrbetrieb des Fahrzeuges 1 zu übertragen, wobei beim Einscheren oder Überholen ein Sicherheitsabstand, d. h. eine Sollzeitlücke, zu einem nicht näher dargestellten vorausfahrenden Fahrzeug kurzzeitig unterschritten wird, um dennoch ein zuverlässiges und häufiges Einscheren oder Überholen sicherstellen zu können. The method provides, human driving behavior on an autonomous driving operation of the vehicle 1 to be transmitted, wherein during the shearing or overtaking a safety distance, ie a target time gap is briefly undershot to a non-illustrated preceding vehicle to still ensure a reliable and frequent shearing or overtaking can.

Das Fahrzeug 1 weist eine nicht näher dargestellte Kommunikationseinheit auf, mittels welcher das Fahrzeug 1 mit einer zentralen Rechnereinheit 4 kommuniziert, wobei über diese Kommunikationsverbindung zwischen dem Fahrzeug 1 und der zentralen Rechnereinheit 4 ein Datenaustausch stattfindet.The vehicle 1 has a communication unit, not shown, by means of which the vehicle 1 with a central computer unit 4 communicates using this communication link between the vehicle 1 and the central computer unit 4 a data exchange takes place.

Darüber hinaus ist das Assistenzsystem zum autonomen Fahrbetrieb des Fahrzeuges 1 derart ausgeführt, dass das Fahrzeug 1 im autonomen Fahrbetrieb in der Lage ist einen zuverlässigen und weitestgehend sicheren Einschervorgang oder Spurwechselvorgang ab einer Mindestzeitlücke, d. h. einer vorgegeben Zeitdauer, durchzuführen.In addition, the assistance system for the autonomous driving of the vehicle 1 executed such that the vehicle 1 in autonomous driving is capable of a reliable and largely safe Einschervorgang or lane change operation from a minimum time gap, ie a predetermined period of time to perform.

Wird anhand dem Fahrzeug 1 vorliegender Navigationsdaten, anhand erfasster Signale einer Umgebungssensorik des Fahrzeuges 1 und/oder anhand dem Fahrzeug 1 übermittelter Informationen erfasst, dass das Fahrzeug 1 beabsichtigt auf die Fahrspur F1 einzuscheren oder alternativ, beispielsweise für einen Überholvorgang einen Spurwechselvorgang durchzuführen, wird zugelassen, dass das Fahrzeug 1 einen vorgegebenen Sicherheitsabstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug kurzfristig, auch als ganz vorübergehend bezeichnet, unterschreitet.Is based on the vehicle 1 existing navigation data, based on detected signals of environmental sensors of the vehicle 1 and / or the vehicle 1 transmitted information that captures the vehicle 1 Intended on the lane F1 or, alternatively, for example, to perform a lane change operation for an overtaking operation, it is permitted that the vehicle 1 a short-term, also referred to as completely temporary falls below a predetermined safety distance to the preceding vehicle.

Diese Unterschreitung des Sicherheitsabstandes wird insbesondere bei vorliegendem freien Verkehr und einer momentanen Fahrgeschwindigkeit von mehr als 80 km/h zugelassen.This undershooting of the safety distance is permitted in particular in the presence of free traffic and a current driving speed of more than 80 km / h.

Eine Mindestzeitlücke für einen Einschervorgang kann dabei ganz vorübergehend 0,5 Sekunden betragen, wobei eine Mindestzeitlücke für einen Spurwechselvorgang 0,7 Sekunden betragen kann.A minimum time gap for a Einschervorgang can be quite temporarily 0.5 seconds, with a minimum time gap for a lane change operation can be 0.7 seconds.

Werte dieser Mindestzeitlücken sind, beispielsweise verkehrssituationsabhängig, parametrierbar, wobei unter „ganz vorübergehend“ zu verstehen ist, dass das Fahrzeug 1 eine vorgegebene Zeitdauer von z. B. 10 Sekunden für einen Einschervorgang und eine vorgegebene Zeitdauer von z. B. 12 Sekunden für einen Spurwechselvorgang, insbesondere zum Überholen, nicht überschreitet, wobei die Zeitdauer ab Beginn eines jeweiligen Manövers vorgegeben ist.Values of these minimum time gaps are parameterizable, for example depending on the traffic situation, whereby "completely temporary" is understood to mean that the vehicle 1 a predetermined period of z. B. 10 seconds for a Einschervorgang and a predetermined period of z. B. 12 seconds for a lane change operation, in particular for overtaking, does not exceed, the time period is specified from the beginning of each maneuver.

Weiterhin ist für die Unterschreitung des Sicherheitsabstandes sowohl für den Einschervorgang als auch für den Spurwechselvorgang jeweils eine sogenannte Relaxationszeit vorgegeben. D. h., dass das Fahrzeug 1 nach dem Einschervorgang und nach dem Spurwechselvorgang abbremst, um den entsprechend vorgegebenen Sicherheitsabstand zwischen dem Fahrzeug 1 und dem vorausfahrenden Fahrzeug herzustellen. Dabei erfolgt das Abbremsen des Fahrzeuges 1 innerhalb der parametrierbaren manöverspezifischen Mindestzeitlücke.Furthermore, in each case a so-called relaxation time is predetermined for the undershooting of the safety distance both for the Einschervorgang and for the lane change process. That is, that the vehicle 1 after the Einschervorgang and after the lane change process brakes to the corresponding predetermined safety distance between the vehicle 1 and the preceding vehicle. In this case, the braking of the vehicle takes place 1 within the parameterizable maneuver-specific minimum time gap.

Das Verfahren sieht vor, dass im Wesentlichen alle Kenngrößen für einen Einschervorgang und einen Spurwechselvorgang im autonomen Fahrbetrieb des Fahrzeuges 1 verkehrsflussabhängig, zeitabhängig, infrastrukturabhängig und/oder wetterabhängig sein können.The method provides that essentially all parameters for a Einschervorgang and a lane change operation in the autonomous driving of the vehicle 1 traffic-dependent, time-dependent, infrastructure-dependent and / or weather-dependent.

Eine jeweils erlaubte Kurzfristigkeit, die jeweilige Mindestzeitlücke und/oder die weitere Kenngrößen und/oder Parameter können länder-, zeit-, infrastruktur- und/oder wetterabhängig von der zentralen Rechnereinheit 4 an das Fahrzeug 1 übermittelt werden.Each allowed short-term, the respective minimum time gap and / or the other parameters and / or parameters depending on country, time, infrastructure and / or weather depending on the central computer unit 4 to the vehicle 1 be transmitted.

Ein erfolgreich durchgeführter Einschervorgang sowie ein erfolgreich durchgeführter Spurwechsel werden gespeichert und an die zentrale Rechnereinheit 4 gemeldet, wobei zusätzlich entsprechende situationsspezifische Parameter, z. B. eine Zeitlücke, ein Abstand zumindest zu dem vorausfahrenden Fahrzeug, ein Ort, eine Zeit und/oder das Wetter zur dortigen Auswertung übermittelt werden.A successfully completed Einschervorgang and a successfully performed lane change are stored and sent to the central computer unit 4 reported, in addition corresponding situation-specific parameters, eg. B. a time gap, a distance at least to the vehicle ahead, a place, a time and / or the weather are transmitted to the local evaluation.

Auch ein nicht ungehindert durchgeführter Einschervorgang und Spurwechselvorgang werden mit zugehörigen situationsspezifischen Parametern an die zentrale Rechnereinheit 4 übertragen. Dabei verläuft insbesondere ein Einschervorgang nicht ungehindert, wenn das Fahrzeug 1 beispielsweise aufgrund eines hohen Verkehrsaufkommens gezwungen ist, am Ende des Einfädelungsstreifens E anzuhalten.A not unimpeded performed Einschervorgang and lane change process with associated situation-specific parameters to the central computer unit 4 transfer. In particular, a Einschervorgang is not unhindered when the vehicle 1 For example, due to a high volume of traffic is forced at the end of Einfädelungsstreifens e to stop.

Darüber hinaus wird die zentrale Rechnereinheit 4 von dem Fahrzeug 1 informiert, wenn ein Überholvorgang verbunden mit einem Spurwechselvorgang aufgrund einer zu geringen Mindestzeitlücke verspätet oder nicht durchgeführt werden kann.In addition, the central computer unit 4 from the vehicle 1 informed if an overtaking process associated with a lane change process due to a short minimum time gap is late or can not be performed.

Die zentrale Rechnereinheit 4 kann dann daraus ableiten, welche Kenngrößen das autonom fahrende Fahrzeug 1 aufweisen oder erreichen sollte, um möglichst alle sinnvollen Einschervorgänge und Spurwechselvorgänge zuverlässig und sicher durchführen zu können.The central computer unit 4 can then derive from this, which characteristics the autonomously driving vehicle 1 should have or should reach in order to perform as meaningful as possible Einschervorgänge and lane change operations reliably and safely.

Insbesondere können die Kenngrößen für Einschervorgänge und Spurwechselvorgänge des autonom fahrenden Fahrzeuges 1 aus Beobachtungen jeweiliger menschlicher Fahrzeugnutzer im manuellen Fahrbetrieb abgeleitet werden.In particular, the parameters for Einschervorgänge and lane change operations of the autonomously driving vehicle 1 derived from observations of respective human vehicle users in manual driving.

In dem autonom fahrenden Fahrzeug 1 können in Bezug auf vor bzw. hinter dem Fahrzeug 1 einscherende weitere Fahrzeuge entsprechende Zeitlücken an die zentrale Rechnereinheit 4 übertragen und in dieser analysiert werden. Durch diese Analyse können Kenngrößen eines Einschervorganges und/oder eines Spurwechselvorganges adaptiert werden, um den Einschervorgang und/oder den Spurwechselvorgang jeweils komfortabel durchführen zu können. In the autonomously driving vehicle 1 may be in front of or behind the vehicle 1 Shunting further vehicles corresponding time gaps to the central computer unit 4 be transferred and analyzed in this. Characteristics of a Einschervorganges and / or a lane change process can be adapted by this analysis in order to perform the Einschervorgang and / or the lane change process each comfortable.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Fahrzeugvehicle
2, 32, 3
hintereinander fahrende Fahrzeugone behind the other moving vehicle
44
zentrale Rechnereinheit central computer unit
Ee
Einfädelungsstreifenacceleration lanes
FF
Fahrbahnabschnittroad section
F1F1
Fahrspurlane
F2F2
weitere Fahrspuranother lane

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102014008677 A1 [0002]DE 102014008677 A1 [0002]

Claims (2)

Verfahren zum Betrieb eines im autonomen Fahrbetrieb fahrenden Fahrzeuges (1), dadurch gekennzeichnet, dass für einen Einschervorgang auf eine Fahrspur und für einen Spurwechselvorgang des Fahrzeuges (1) jeweils eine Mindestzeitlücke, die geringer ist als eine vorgegebene Sollzeitlücke, und jeweils eine Relaxationszeit vorgegeben werden, wobei ein Einschervorgang und ein Spurwechselvorgang durchgeführt werden, wenn die Mindestzeitlücke nicht unterschritten wird und eine Prädiktion ergibt, dass ein Abstand zu einem dem Fahrzeug (1) vorausfahrenden Fahrzeug innerhalb der für den Einschervorgang oder der für den Spurwechselvorgang vorgegebenen Relaxationszeit auf die Sollzeitlücke vergrößert wird.A method for operating a driving in autonomous driving vehicle (1), characterized in that for a Einschervorgang on a lane and for a lane change operation of the vehicle (1) each have a minimum time gap, which is less than a predetermined desired time gap, and each set a relaxation time wherein a Einschervorgang and a lane change operation are performed when the minimum time gap is not exceeded and a prediction results in that a distance to a vehicle ahead of the vehicle (1) is increased within the set for the Einschervorgang or for the lane change operation relaxation time to the target time gap , Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erfolgreich durchgeführter Einschervorgang sowie ein erfolgreich durchgeführter Spurwechselvorgang des Fahrzeuges (1) gespeichert und zumindest mit jeweils zugehörigen Parametern an eine zentrale Rechnereinheit (4) gemeldet werden.Method according to Claim 1 , characterized in that a successfully performed Einschervorgang and a successfully performed lane change operation of the vehicle (1) are stored and reported at least with respectively associated parameters to a central computer unit (4).
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