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Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug, das für eine automatisierte Längs- und Querführung ausgebildet ist. Insbesondre betrifft die Erfindung eine Vorrichtung und ein entsprechendes Verfahren, durch die ein zuverlässiger und/oder energieeffizienter Überholvorgang ermöglicht wird.
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Ein Fahrzeug kann für hochautomatisiertes Fahren (HAF) ausgebildet sein, was eine vollständig automatisierte Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs (ohne Einbindung des Fahrers des Fahrzeugs) ermöglicht. Eine besondere Herausforderung für automatisiertes Fahren stellen Überholmanöver dar.
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Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, eine zuverlässige und energieeffiziente Ausführung von Überholmanövern von Fahrzeugen, insbesondere von automatisiert fahrenden Fahrzeugen, zu ermöglichen.
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Die o.g. Aufgabe wird durch jeden der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.
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Gemäß einem Aspekt wird eine Vorrichtung zur Durchführung eines Überholmanövers beschrieben. Die Vorrichtung kann Teil des (Kraft-) Fahrzeugs sein, das das Überholmanöver durchführt. Alternativ oder ergänzend kann die Vorrichtung Teil einer Fahrzeug-externen Zentraleinheit sein.
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Die Vorrichtung ist eingerichtet, zu detektieren, dass ein Fahrzeug auf einer Gegen-Fahrspur ein Hindernis, insbesondere ein vor dem Fahrzeug fahrendes Vorder-Fahrzeug, überholen möchte. Das Fahrzeug kann z.B. auf einer Ego-Fahrspur fahren. Für den Überholvorgang kann es erforderlich sein, dass das Fahrzeug (vorübergehend) auf eine Gegen-Fahrspur fährt. Es kann auf Basis der Umfelddaten von ein oder mehreren Umfeldsensoren des Fahrzeugs erkannt werden, dass das Hindernis überholt werden soll.
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Die Vorrichtung kann ferner eingerichtet sein, zu veranlassen (z.B. durch ein oder mehrere Steueranweisungen), dass durch ein oder mehrere Verkehrsteilnehmer (insbesondere (Kraft-) Fahrzeuge) auf der Gegen-Fahrspur eine (ausreichend große) Lücke erzeugt wird, die es dem Fahrzeug ermöglicht, das Hindernis zu überholen. Dabei kann überprüft werden, ob es energetisch sinnvoller ist, dass die Lücke für den Überholvorgang gebildet wird bevor oder nachdem die ein oder mehreren Verkehrsteilnehmer auf der Gegen-Fahrspur das Fahrzeug passiert haben. Beispielsweise kann veranlasst werden, dass die ein oder mehreren Verkehrsteilnehmer langsamer fahren, so dass zwischen dem Fahrzeug und den ein oder mehreren Verkehrsteilnehmern eine ausreichend große Lücke auf der Gegen-Fahrspur für das Überholmanöver entsteht. Dies kann insbesondere dadurch erreich werden, dass die Verkehrsteilnehmer frühzeitig in den Segelmodus versetzt werden, insbesondere beginnend mit dem letzten Verkehrsteilnehmer in der Kolonne bis zum Führungsfahrzeug der Kolonne, um keinen Bullwhip-Effekt zu erzeugen.
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Alternativ kann ggf. veranlasst werden, dass die die ein oder mehreren Verkehrsteilnehmer schneller fahren, so dass (in Bezug auf die Fahrtrichtung der ein oder mehreren Verkehrsteilnehmer) hinter den ein oder mehreren Verkehrsteilnehmern eine Lücke für das Überholmanöver entsteht. Beide Alternativen können gegeneinander im Sinne der geringsten Differenzgeschwindigkeit (das Delta aus Beschleunigen oder Abbremsen von der zuvor gefahrenen Richtgeschwindigkeit) abgewägt werden, also ob die erste Kolonne oder die entgegenkommende Kolonne energetisch günstiger kollektiv beschleunigt oder segelt.
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Des Weiteren kann die Vorrichtung eingerichtet sein, in Reaktion auf das Bilden der Lücke zu veranlassen (z.B. durch ein oder mehrere Steueranweisungen), dass das Fahrzeug die Lücke dazu nutzt, um das Hindernis zu überholen. So kann ein zuverlässiges, effizientes und sicheres Überholmanöver bewirkt werden.
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Das Fahrzeug und/oder die ein oder mehreren Verkehrsteilnehmer können automatisiert gemäß SAE-Level 3 oder höher fahren. So können die Zuverlässigkeit und die Sicherheit eines Überholmanövers weiter erhöht werden.
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Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, eine Überholstrategie zu ermitteln, durch die die Gesamtmenge an Energie für das Überholmanöver des Fahrzeugs reduziert, insbesondere minimiert, wird. Dabei kann die Gesamtmenge an Energie für das Überholmanöver die (zusätzliche) Energiemenge umfassen, die von den ein oder mehreren Verkehrsteilnehmern benötigt wird, um die Lücke zu bilden. Des Weiteren kann die Gesamtmenge an Energie für das Überholmanöver die (zusätzliche) Energiemenge umfassen, die von dem Fahrzeug benötigt wird, um das Hindernis zu überholen.
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Des Weiteren kann die Vorrichtung eingerichtet sein, die ein oder mehreren Verkehrsteilnehmer in Abhängigkeit von der Überholstrategie zu veranlassen, die Lücke zu bilden, und/oder das Fahrzeug in Abhängigkeit von der Überholstrategie zu veranlassen, das Hindernis, insbesondere das Vorder-Fahrzeug, zu überholen. Durch die Betrachtung der Gesamtmenge an Energie, die für das Überholmanöver aufgewendet werden muss, kann die Energieeffizienz von Überholmanövern zuverlässig erhöht werden.
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Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, die ein oder mehreren Verkehrsteilnehmer zu veranlassen, in einen Segel-Modus überzugehen, um die Lücke zu bilden. Insbesondere kann die Vorrichtung eingerichtet sein, zu detektieren, dass sich auf der Gegen-Fahrspur eine Kolonne mit mehreren Verkehrsteilnehmern befindet. Es kann dann veranlasst werden, dass die Verkehrsteilnehmer sequentiell (nach-undnach) beginnend mit dem Ende der Kolonne in den Segel-Modus übergehen. Durch den Übergang in einen Segel-Modus kann ein besonders energieeffizientes Überholmanöver ermöglicht werden.
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Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, eine Trajektorie zu ermitteln, entlang der das Fahrzeug das Hindernis überholt. Die Trajektorie kann dabei derart ermittelt werden, dass die Menge an Energie, die das Fahrzeug bei der Fahrt entlang der Trajektorie benötigt, reduziert, insbesondere minimiert, wird. Insbesondere kann die Trajektorie derart ermittelt werden, dass die Veränderung der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs bei der Fahrt entlang der Trajektorie reduziert, insbesondere minimiert, wird. Es kann dann bewirkt werden, dass das Fahrzeug das Hindernis entlang der ermittelten Trajektorie überholt. So kann ein besonders energieeffizientes Überholmanöver ermöglicht werden.
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Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, eine Kolonne mit einer Vielzahl von Verkehrsteilnehmern (z.B. mit 10 oder mehr Fahrzeugen) auf der Gegen-Fahrspur zu detektieren. Des Weiteren kann die Vorrichtung eingerichtet sein, zu veranlassen, dass eine erste Gruppe aus der Vielzahl von Verkehrsteilnehmern die Fahrgeschwindigkeit hält oder beschleunigt und dass eine zweite Gruppe aus der Vielzahl von Verkehrsteilnehmern, insbesondere durch Übergang in einen Segel-Modus, verzögert, um zu bewirken, dass eine Lücke zwischen der ersten und der zweiten Gruppe von Verkehrsteilnehmern entsteht.
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Des Weiteren kann die Vorrichtung eingerichtet sein, im Anschluss an das Überholmanöver des Fahrzeugs, zu veranlassen, dass die zweite Gruppe, insbesondere durch Übergang in einen Segel-Modus, verzögert, um zu bewirken, dass die Lücke zwischen der ersten und der zweiten Gruppe von Verkehrsteilnehmern geschlossen wird. So kann auch bei einer „Endlos“-Kolonne auf der Gegen-Fahrspur ein sicheres und energieeffizientes Überholmanöver ermöglicht werden.
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Die Vielzahl von Verkehrsteilnehmern kann derart in eine erste und eine zweite Gruppe aufgeteilt werden, dass der Energieverbrauch, der für das Segeln und das Beschleunigen der einzelnen Verkehrsteilnehmer benötigt wird, in Summe reduziert, insbesondere minimiert, wird. So kann die Energieeffiziente des Überholmanövers weiter reduziert werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein (Straßen-) Kraftfahrzeug (insbesondere ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen oder ein Bus) beschrieben, das die in diesem Dokument beschriebene Vorrichtung umfasst.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein (ggf. Computer-implementiertes) Verfahren zur Durchführung eines Überholmanövers beschrieben. Das Verfahren umfasst das Detektieren, dass ein (Kraft-) Fahrzeug durch Fahren auf einer Gegen-Fahrspur ein Hindernis überholen möchte. Des Weiteren umfasst das Verfahren das Veranlassen, dass durch ein oder mehrere Verkehrsteilnehmer auf der Gegen-Fahrspur eine Lücke erzeugt wird, die es dem Fahrzeug ermöglicht, das Hindernis zu überholen. Das Verfahren umfasst ferner, in Reaktion darauf, das Veranlassen, dass das Fahrzeug die Lücke dazu nutzt, um das Hindernis zu überholen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor (z.B. auf einem Steuergerät eines Fahrzeugs) ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
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Unter dem Begriff „automatisiertes Fahren“ kann im Rahmen des Dokuments ein Fahren mit automatisierter Längs- oder Querführung oder ein autonomes Fahren mit automatisierter Längs- und Querführung verstanden werden. Bei dem automatisierten Fahren kann es sich beispielsweise um ein zeitlich längeres Fahren auf der Autobahn oder um ein zeitlich begrenztes Fahren im Rahmen des Einparkens oder Rangierens handeln. Der Begriff „automatisiertes Fahren“ umfasst ein automatisiertes Fahren mit einem beliebigen Automatisierungsgrad. Beispielhafte Automatisierungsgrade sind ein assistiertes, teilautomatisiertes, hochautomatisiertes oder vollautomatisiertes Fahren. Diese Automatisierungsgrade wurden von der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) definiert (siehe BASt-Publikation „Forschung kompakt“, Ausgabe 11/2012). Beim assistierten Fahren führt der Fahrer dauerhaft die Längs- oder Querführung aus, während das System die jeweils andere Funktion in gewissen Grenzen übernimmt. Beim teilautomatisierten Fahren (TAF) übernimmt das System die Längs- und Querführung für einen gewissen Zeitraum und/oder in spezifischen Situationen, wobei der Fahrer das System wie beim assistierten Fahren dauerhaft überwachen muss. Beim hochautomatisierten Fahren (HAF) übernimmt das System die Längs- und Querführung für einen gewissen Zeitraum, ohne dass der Fahrer das System dauerhaft überwachen muss; der Fahrer muss aber in einer gewissen Zeit in der Lage sein, die Fahrzeugführung zu übernehmen. Beim vollautomatisierten Fahren (VAF) kann das System für einen spezifischen Anwendungsfall das Fahren in allen Situationen automatisch bewältigen; für diesen Anwendungsfall ist kein Fahrer mehr erforderlich. Die vorstehend genannten vier Automatisierungsgrade entsprechen den SAE-Level 1 bis 4 der Norm SAE J3016 (SAE - Society of Automotive Engineering). Beispielsweise entspricht das hochautomatisierte Fahren (HAF) Level 3 der Norm SAE J3016. Ferner ist in der SAE J3016 noch der SAE-Level 5 als höchster Automatisierungsgrad vorgesehen, der in der Definition der BASt nicht enthalten ist. Der SAE-Level 5 entspricht einem fahrerlosen Fahren, bei dem das System während der ganzen Fahrt alle Situationen wie ein menschlicher Fahrer automatisch bewältigen kann; ein Fahrer ist generell nicht mehr erforderlich. Die in diesem Dokument beschriebenen Aspekte beziehen sich insbesondere auf ein oder mehrere Fahrzeuge, die in einem automatisierten Fahrmodus gemäß SAE-Level 3 oder höher betrieben werden können oder betrieben werden.
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Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können j egliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.
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Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen
- 1 beispielhafte Komponenten eines Fahrzeugs;
- 2a und 2b beispielhafte Überholsituationen; und
- 3 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Steuerung eines Überholvorgangs.
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Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument damit, es einem automatisiert fahrenden Fahrzeug zu ermöglichen, in zuverlässiger und energieeffizienter Weise einen Überholvorgang durchzuführen. In diesem Zusammenhang zeigt 1 beispielhafte Komponenten eines Fahrzeug 100, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Das Fahrzeug 100 umfasst ein oder mehrere Umfeldsensoren 102, die eingerichtet sind, Sensordaten (in diesem Dokument auch als Umfelddaten bezeichnet) in Bezug auf das Umfeld des Fahrzeugs 100 zu erfassen. Beispielhafte Umfeldsensoren 102 sind eine Kamera, ein Radarsensor, ein Lidarsensor, ein Ultraschallsensor, etc.
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Das Fahrzeug 100 umfasst ferner ein oder mehrere Längs- und/oder Querführungsaktoren 103 (z.B. einen Antriebsmotor, eine Bremsvorrichtung, eine Lenkvorrichtung, etc.), die eingerichtet sind, das Fahrzeug 100 automatisch bzw. automatisiert längs- und/oder querzuführen. Eine Steuereinheit 101 des Fahrzeugs 100 kann eingerichtet sein, die ein oder mehreren Längs- und/oder Querführungsaktoren 103 des Fahrzeugs in Abhängigkeit von den Umfelddaten zu betreiben, um das Fahrzeug 100 automatisiert längs- und/oder querzuführen (insbesondere gemäß SAE-Level 3 oder höher).
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Das Fahrzeug 100 umfasst ein oder mehrere manuelle Steuermittel 105, die es dem Fahrer des Fahrzeugs 100 ermöglichen, manuelle Steuereingaben in Bezug auf die Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs 100 zu tätigen. Beispielhafte Steuermittel 105 sind: ein Lenkmittel, insbesondere ein Lenkrad; ein Bremspedal; und/oder ein Fahrpedal. Die Steuereinheit 101 kann eingerichtet sein, (insbesondere, wenn das Fahrzeug 100 in einem manuellen Fahrmodus betrieben wird) eine manuelle Steuereingabe an einem manuellen Steuermittel 105 des Fahrzeugs 100 zu detektieren. Des Weiteren kann die Steuereinheit 101 eingerichtet sein, die ein oder mehreren Längs- und/oder Querführungsaktoren 102 des Fahrzeugs 100 in Abhängigkeit von der manuellen Steuereingabe zu betreiben, insbesondere um es dem Fahrer des Fahrzeugs 100 zu ermöglichen, das Fahrzeug 100 manuell längs- und/oder querzuführen.
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Das Fahrzeug 100 kann eine Benutzerschnittstelle 106 umfassen, die eine Interaktion zwischen dem Fahrzeug 100 und dem Fahrer des Fahrzeugs 100 ermöglicht. Die Benutzerschnittstelle 106 kann ein oder mehrere Bedienelemente (z.B. eine Taste, einen Drehknopf, etc.) und/oder ein oder mehrere Ausgabeelemente (z.B. einen Bildschirm, ein Leuchtelement, einen Lautsprecher, etc.) umfassen. Die Steuereinheit 101 kann eingerichtet sein, dem Fahrer des Fahrzeugs 100 über die Benutzerschnittstelle 106 einen optischen, haptischen und/oder akustischen Hinweis auszugeben.
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2a zeigt eine beispielhafte Fahrsituation, bei der das (Ego-) Fahrzeug 100 auf einer ersten Fahrspur 211 hinter einem anderen Fahrzeug 200 fährt, und das andere Fahrzeug 200 überholen möchte. Des Weiteren zeigt 2a entgegenkommende Fahrzeuge 201 (d.h. andere Verkehrsteilnehmer), die dem Ego-Fahrzeug 100 auf einer zweiten Fahrspur 212 (d.h. der Gegen-Fahrspur) entgegenkommen. Zum Überholen muss das Ego-Fahrzeug 100 vorübergehend auf die zweite Fahrspur 212 fahren. Ein Überholmanöver zum Überholen des Vorder-Fahrzeugs 200 ist somit nur dann möglich, wenn sich vor dem Vorder-Fahrzeug 200 auf der zweiten Fahrspur 212 ein bestimmter Mindest-Freiraum bzw. eine bestimmte Lücke 204 erstreckt.
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Die Fahrzeuge 100, 200, 201 können über (drahtlose) Kommunikationsverbindungen 203 mit einer Zentraleinheit 202 verbunden sein. Das Ego-Fahrzeug 100 kann ausgebildet sein, über die Kommunikationsverbindung 203 eine Anfrage für ein Überholmanöver an die Zentraleinheit 202 zu stellen. In Reaktion darauf können die ein oder mehrere entgegenkommenden Fahrzeuge 201 auf der zweiten Fahrspur 212 veranlasst werden, einen Mindest-Freiraum 204 auf der zweiten Fahrspur 212 vor dem Vorder-Fahrzeug 200 zu schaffen, um es dem Ego-Fahrzeug 100 zu ermöglichen, das Vorder-Fahrzeug 200 zu überholen. Beispielsweise können die ein oder mehrere entgegenkommenden Fahrzeuge 201 veranlasst werden, die Fahrgeschwindigkeit zu reduzieren und/oder in einen Segel-Modus überzugehen. Die Zentraleinheit 202 kann eingerichtet sein, den Überholvorgang des Ego-Fahrzeugs 100 derart zu ermöglichen, dass die für den Überholvorgang erforderliche Energiemenge möglichst gering, insbesondere minimal, ist. Dabei kann insbesondere berücksichtigt werden,
- • die Energiemenge, die durch ein anfängliches Verzögern (für die Fahrt hinter dem Vorder-Fahrzeug 200) und durch ein anschließendes Beschleunigen des Ego-Fahrzeugs 100 (für das Überholmanöver) benötigt wird; und/oder
- • die Energiemenge, die für ein Verzögern der ein oder mehreren entgegenkommenden Fahrzeuge 201 (zum Bilden des Mindest-Freiraums 204 für das Überholmanöver) und für das anschließende Beschleunigen (nach Abschluss des Überholmanövers) benötigt wird.
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Insbesondere kann von der Zentraleinheit 202 überprüft werden, ob es energetisch vorteilhafter ist,
- • die ein oder mehreren entgegenkommenden Fahrzeuge 201 zu verzögern, so dass das Ego-Fahrzeug 100 das Überholmanöver in einer Lücke 204 zwischen dem Vorder-Fahrzeug 200 und den ein oder mehreren entgegenkommenden Fahrzeugen 201 durchführen kann; oder
- • die ein oder mehreren entgegenkommenden Fahrzeuge 201 unverändert oder beschleunigt weiterfahren zu lassen, und das Ego-Fahrzeug 200 so lange hinter dem Vorder-Fahrzeug 200 fahren zu lassen, bis die ein oder mehreren entgegenkommenden Fahrzeuge 201 an dem Ego-Fahrzeug 200 vorbeigefahren sind.
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Die Zentraleinheit 202 kann dann entsprechende Steueranweisungen an das Ego-Fahrzeug 100 und/oder an die ein oder mehreren entgegenkommenden Fahrzeuge 201 übermitteln. Beispielsweise kann die Zentraleinheit 202 die ein oder mehreren entgegenkommenden Fahrzeuge 201 veranlassen, in einen Segel-Modus überzugehen, um in energieeffizienter Weise den Mindest-Freiraum 204 für das Überholmanöver zu generieren. Des Weiteren kann die Zentraleinheit 202 das Ego-Fahrzeug 100 veranlassen, das Überholmanöver innerhalb des generierten Freiraums 204 durchzuführen.
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Es wird somit ein Verfahren beschrieben, das es ermöglicht, ein Abbremsen eines Fahrzeugs 100 zu vermeiden und/oder derart mit dem Gegenverkehr abzustimmen, dass die Differenzgeschwindigkeiten zwischen den an einer Verkehrssituation beteiligten Fahrzeugen 100, 201 möglichst effizient genutzt werden können (insbesondere von dem überholenden Fahrzeug 100). Dies kann insbesondere in Situationen genutzt werden, in denen sich ein Fahrzeug 100 ein oder mehreren vorausfahrenden, langsameren Fahrzeugen 200 und/oder einer Fahrzeugkolonne nähert, an die es seine Fahrgeschwindigkeit anpassen muss.
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Die Priorität der unterschiedlichen Fahrzeuge 100, 201, also insbesondere ob der Gegenverkehr 201 des überholenden Fahrzeugs 100 in ein sequentielles Segeln übergehen sollte und/oder ob das überholende Fahrzeug 100 zuerst durchgelassen wird, hängt neben der aktuellen Differenzgeschwindigkeit zwischen dem überholenden Fahrzeug 100 und dem Gegenverkehr 201 im Vergleich zur Richtgeschwindigkeit typischerweise auch von den Abständen der Kolonnen auf den beiden Fahrspuren 211, 212 zueinander ab.
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Die Zentraleinheit 202 kann eingerichtet sein, die autonomen Verkehrsteilnehmer 100, 201 aufeinander abzustimmen, insbesondere derart, dass im Gegenverkehr eine ausreichend große Lücke 204 erzeugt wird, und ein Überholen eines einzelnen Fahrzeugs 100 oder eines Blocks von Fahrzeugen möglich ist. Der Vorgang kann derart gesteuert werden, dass der Energieaufwand der Einzelfahrzeuge 100, 202 in der Überholkolonne und in der Gegenkolonne in Summe möglichst gering ist.
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Die Zentraleinheit 202 kann eingerichtet sein, zwischen den für ein Überholmanöver relevanten Fahrzeugen 100, 201 beim autonomen Fahren abzustimmen, wann eine Lücke 204 im Gegenverkehr (d.h. auf der zweiten Fahrspur 212) ausreichend groß ist, um zu überholen. Zu diesem Zweck kann ein Zeittrigger an die Kolonne von Fahrzeugen 201 im Gegenverkehr gesendet werden, um zu bewirken, dass die Fahrzeuge 201 in den Segel-Modus übergehen. Dabei erfolgt die Aktivierung des Segel-Modus der einzelnen Fahrzeuge 201 bevorzugt in Rückwärtsrichtung, d.h. das letzte Fahrzeug 201 der Kolonne beginnt mit dem Segel-Modus, anschließend beginnt das vorletzte Fahrzeug 201, etc. bis zu dem ersten Fahrzeug 201 der Kolonne. So kann zuverlässig ein Bullwhip Effekt vermieden werden.
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Die Zentraleinheit 202 kann eingerichtet sein, die Anzahl der Kolonnenfahrzeuge 201 und/oder den Zeitbedarf für das Einleiten des sequentiellen Segelns unter Berücksichtigung der notwendigen Sicherheitsabstände der Kolonnenfahrzeuge 201 zueinander zu berücksichtigen, um den Zeittrigger für das Einleiten des Segel-Modus zu ermitteln. Für den Überholvorgang des überholenden Fahrzeugs 100 ist der Zeitpunkt entscheidend, an dem das erste Fahrzeug 201 der Kolonne im Gegenverkehr in den Segel-Modus übergegangen ist.
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Für den Überholvorgang des Ego-Fahrzeugs 100 kann eine Trajektorie berechnet werden, die (Energie-) effizient ist, z.B. derart, dass das überholende Fahrzeug 100 mit möglichst konstanter Differenzgeschwindigkeit an dem vorausfahrenden Fahrzeug 200 vorbeifahren kann und/oder eine effiziente Lücke 204 in der Kolonne des Gegenverkehrs abpasst, die das Ego-Fahrzeug 100 durch effizientes Segeln (statt Bremsen) für den Überholvorgang nutzen kann. Es können ggf. auch mehrere Fahrzeuge 100 blockweise überholen, um den Windschatten mindestens eines weiteren vorausfahrenden Fahrzeugs zu nutzen und somit weniger Energie beim Segeln zu verlieren.
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2b zeigt eine Fahrsituation, bei der ein erste Gruppe von ein oder mehreren Verkehrsteilnehmern 206 veranlasst wird, zu beschleunigen, und bei der eine zweite Gruppe von ein oder mehreren Verkehrsteilnehmern 207 veranlasst wird, zu verzögern (z.B. durch Übergang in einen Segel-Modus). Als Folge daraus kann eine Lücke 204 für ein Überholmanöver des mindestens einen Fahrzeugs 100 bzw. einer Gruppe von Fahrzeugen zwischen den beiden Gruppen von Verkehrsteilnehmern 206, 207 des Gegenverkehrs bewirkt werden.
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Es kann somit eine Bildung einer Lücke 204 innerhalb einer Endloskette von Verkehrsteilnehmern 206, 207 bewirkt werden. Hierbei geht es darum eine Kette in geeignete Teilkolonnen aufzuteilen, welche kollektiv beschleunigen bzw. segeln, um ein oder mehrere Lücken 204 in einer „Endloskette“ für ein Überholmanöver aufzureißen. Die ein oder mehreren Lücken 204 können dann wieder durch Beschleunigen bzw. Segeln nach dem Überholvorgang der effizient beschleunigenden entgegenkommenden Kolonne geschlossen werden. Dabei kann das Aufreißen der ein oder mehreren Lücken 204 von der Anzahl der entgegenkommenden Überholerfahrzeuge und/oder von dem Abstand zu den sich trennenden Kolonnen „Segler“ und „Beschleuniger“ abhängig sein. Des Weiteren kann das Bilden von Teilgruppen bzw. Teilkolonnen davon abhängen, welche Fahrzeuge 206, 207 energieeffizienter beschleunigen oder segeln. Insbesondere beim Segeln halten einige Fahrzeuge 206, 207 besser Geschwindigkeit als andere. Diejenigen, die sofort verzögern, können in die „effizient beschleunigen“ Kolonne sortiert werden, welche nach dem Überholmanöver moderat wieder aussegelt. So kann ein möglichst geringer Energieverbrauch bewirkt werden, insbesondere im Vergleich zu einer Situation, bei der die Fahrzeuge 206, 207 relativ stark verzögern, die Lücke 204 dann relativ stark aufreißt und die Lücke 204 dann mit einem relativ hohen Energiebedarf wieder auf durch Beschleunigen auf Richtgeschwindigkeit verschlossen wird.
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3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften (ggf. Computerimplementierten) Verfahrens 300 zur Durchführung eines Überholmanövers. Das Verfahren 300 kann durch eine Steuereinheit 101 eines Fahrzeugs 100 und/oder durch eine (Fahrzeug-externe) Zentraleinheit 202 ausgeführt werden.
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Das Verfahren 300 umfasst das Detektieren 301, dass ein Fahrzeug 100 auf einer Gegen-Fahrspur 212 ein Hindernis, insbesondere ein Vorder-Fahrzeug 200, überholen möchte. Dies kann z.B. auf Basis von Umfelddaten von ein oder mehreren Umfeldsensoren 102 des Fahrzeugs 100 erkannt werden.
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Des Weiteren umfasst das Verfahren 300 das Veranlassen 302, dass durch ein oder mehrere Verkehrsteilnehmer 201 auf der Gegen-Fahrspur 212 eine Lücke 204 erzeugt wird, die es dem Fahrzeug 100 ermöglicht, das Hindernis, insbesondere das Vorder-Fahrzeug 200, zu überholen. Beispielsweise können die ein oder mehrere Verkehrsteilnehmer 201 veranlasst werden, langsamer zu fahren und/oder in einen Segel-Modus überzugehen, um die Lücke 204 für den Überholvorgang zu bilden.
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Das Verfahren 300 umfasst ferner, in Reaktion darauf (d.h. in Reaktion auf das Bilden der Lücke 204), das Veranlassen 303, dass das Fahrzeug 100 die von den ein oder mehreren Verkehrsteilnehmern 201 gebildete Lücke 204 dazu nutzt, um das Hindernis, insbesondere das Vorder-Fahrzeug 200, zu überholen.
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Durch die in diesem Dokument beschriebenen Maßnahmen kann die Effizienz und Sicherheit von Überholmanövern erhöht werden.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur beispielhaft das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.
