DE102020210508A1

DE102020210508A1 - Steuerungssystem und Steuerungsverfahren zum Führen eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102020210508A1
Application number: DE102020210508.1A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Schmidt
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2020-08-19
Filing date: 2020-08-19
Publication date: 2022-02-24
Also published as: WO2022038214A1

Abstract

Steuerungssystem (5), das zum Einsatz in einem eigenen Kraftfahrzeug (1) eingerichtet und bestimmt ist, basierend auf aus einer dem eigenen Kraftfahrzeug (1) zugeordneten Umfeldsensorik (7) gewonnenen Umfelddaten ein vorausfahrendes Kraftfahrzeug (2) zu erkennen, wobei die Umfeldsensorik (7) dazu eingerichtet ist, einer elektronischen Steuerung (6) des Steuerungssystems (5) die einen Bereich (8) vor dem eigenen Kraftfahrzeug (1) wiedergebenden Umfelddaten bereitzustellen, und wobei das Steuerungssystem (5) dazu eingerichtet ist, während einer vorbestimmten Zeitspanne oder kontinuierlich ein am Verkehr teilnehmendes Kraftfahrzeug (2) vor dem eigenen Kraftfahrzeug (1) mittels der Umfeldsensorik (7) zu erfassen, und einen Abstand (9) zwischen eigenem Kraftfahrzeug (1) und vorausfahrendem Kraftfahrzeug (2) aus den bereitgestellten Umfelddaten zu ermitteln und/oder basierend auf den bereitgestellten Umfelddaten einen Zeitpunkt zu bestimmen, ab dem ein Bremseingriff des eigenen Kraftfahrzeugs (1) erfolgt, sowie ein entsprechendes Steuerungsverfahren zum Führen eines eigenen Kraftfahrzeugs (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuerungssystem und ein Steuerungsverfahren zum Führen eines Kraftfahrzeugs, insbesondere zur vorausschauenden Spurwechselbeeinflussung. Das System und das Verfahren sind insbesondere einsetzbar, um in fahrergelenkten Kraftfahrzeugen den Fahrer zu unterstützen oder in (teil-)autonomen Fahrzeugen einen Fahrbetrieb, wie Spurwechsel, zu bewirken.
Der Energie- oder Kraftstoffverbrauch von Kraftfahrzeugen ist maßgeblich davon beeinflusst, wie vorausschauend das Kraftfahrzeug betrieben wird, also wie frühzeitig externe Einflüsse auf die eigene Fahrsituation erkannt werden, um angemessen darauf zu reagieren zu können. Insbesondere können vermiedene Bremsbetätigungen den Energie- und Kraftstoffverbrauch des eigenen Kraftfahrzeugs vermindern, da eine Wiederbeschleunigung des Kraftfahrzeugs entfallen kann. Bei derzeitigen adaptiven Geschwindigkeitsregelungen (Adaptive Cruise Control System, ACC) werden die Positionen von vor dem eigenen Fahrzeug fahrenden Fahrzeugen erfasst, um die Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs durch selbsttätiges Beschleunigen, Gaswegnehmen oder Bremsen automatisch an die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs anzupassen und einen von der Geschwindigkeit abhängigen Abstand des eigenen Fahrzeugs zum vorausfahrenden Fahrzeug einzuhalten. Über eine geeignete Mensch-Maschinen-Schnittstelle (Human Machine Interface, HMI) wird dem Fahrer ein erkanntes vorausfahrendes Fahrzeug und der Abstand zu diesem Fahrzeug angezeigt.
Fahrer eines Kraftfahrzeugs erreichen nicht immer den in einer Fahrsituation optimalen Energie- oder Kraftstoffverbrauch, da ihr Fahrstil nicht genügend vorausschauend ist oder es nahezu unmöglich ist, einen richtigen Zeitpunkt zu erkennen. So führt zum Beispiel ein zu spät durchgeführter Überholvorgang dazu, dass das Fahrzeug durch die adaptive Geschwindigkeitsregelung eine Geschwindigkeitsreduzierung durch Bremsen bereits durchgeführt hat und ein Wiederbeschleunigen mit erhöhtem Energie- und Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs notwendig ist.
Beispielsweise ist aus dem Dokument DE 10 2011 007 034 A1 eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, insbesondere eines Elektrofahrzeugs bekannt. Die Vorrichtung umfasst ein Navigationssystem zum Bereitstellen einer Fahrstreckeninformation und eine mit dem Navigationssystem verbundene Sollgeschwindigkeitsregelung zum automatischen Vorgeben einer Sollgeschwindigkeit des Fahrzeugs abhängig von der bereitgestellten Fahrstreckeninformation, um eine Fahrzeuggeschwindigkeit automatisch zu steuern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Steuerungssystem strukturell und/oder funktionell zu verbessern. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Steuerungsverfahren funktionell zu verbessern.
Die Aufgabe wird gelöst mit einem Steuerungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Außerdem wird die Aufgabe gelöst mit einem Steuerungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Vorteilhafte Ausführungen und/oder Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das Steuerungssystem kann zum Einsatz in einem eigenen Kraftfahrzeug dienen. Das eigene Kraftfahrzeug kann ein Ego-Fahrzeug sein. Das Steuerungssystem kann zur vorausschauenden Spurwechselbeeinflussung dienen. Das Steuerungssystem kann Teil einer adaptiven Geschwindigkeitsregelungen sein, diese aufweisen oder mit dieser wirksam, zum Beispiel über eine Signalleitung, verbunden sein.
Das Steuerungssystem kann dazu eingerichtet und/oder bestimmt sein, basierend auf Umfelddaten ein vorausfahrendes Kraftfahrzeug zu erkennen. Das vorausfahrende Kraftfahrzeug kann ein Alter-Fahrzeug sein. Die Umfelddaten können aus einer dem eigenen Kraftfahrzeug zugeordneten Umfeldsensorik gewonnenen sein. Die Umfelddaten können einen Bereich vor dem eigenen Kraftfahrzeug wiedergeben. Die Umfelddaten können Bilddaten und/oder andere Sensordaten sein. Das Steuerungssystem kann dazu eingerichtet sein, aus den Umfelddaten die Fahrsituation des eigenen und/oder vorausfahrenden Kraftfahrzeugs wiedergebenden Fahrdaten zu ermitteln. Das Steuerungssystem kann dazu eingerichtet sein, aus den Umfelddaten die jeweilige Geschwindigkeit, den Ort als Funktion der Zeit und/oder die Fahrtrichtung des eigenen und/oder vorausfahrenden Kraftfahrzeugs zu ermitteln. Das Steuerungssystem kann dazu eingerichtet sein, aus den Umfelddaten den Abstand zwischen dem eigenen Kraftfahrzeug und dem vorausfahrenden Kraftfahrzeug zu ermitteln.
Das Steuerungssystem und/oder das eigene Kraftfahrzeug kann die Umfeldsensorik aufweisen. Die Umfeldsensorik kann Objekte, wie andere Fahrzeuge, im Umfeld des eigenen Kraftfahrzeugs, beispielsweise über die Zeit, erfassen. Die Umfeldsensorik kann dazu eingerichtet sein, die Umfelddaten bereitzustellen. Die Umfeldsensorik kann eine Radareinrichtung, Lidareinrichtung, Kameraeinrichtung, wie Tageslichtkamera oder Infrarotkamera, Ultraschalleinrichtung oder dergleichen aufweisen. Die Umfeldsensorik kann beispielsweise einen Radarsensor/en, Lidarsensor/en und/oder Kamerasensor/en aufweisen. Der Kamerasensor kann ein Mono- oder Multi-Kamerasensor und/oder ein Frontkamera-Sensor sein.
Das Steuerungssystem kann eine elektronische Steuerung aufweisen. Die elektronische Steuerung kann eine Steuereinheit (Electronic Control Unit, ECU) sein. Die elektronische Steuerung kann mehrere Steuereinheiten aufweisen. Die mehreren Steuereinheiten können über ein Bussystem, beispielsweise ein „Controller Area Network (CAN), verbunden sein und/oder untereinander Daten austauschen. Die elektronische Steuerung und/oder die Steuereinheit kann einen Mikrocomputer und/oder Prozessor aufweisen.
Das Steuerungssystem und/oder das eigene Kraftfahrzeug kann eine, beispielsweise satellitengestützte, Navigationseinrichtung aufweisen. Das Steuerungssystem und/oder die Navigationseinrichtung kann dazu eingereicht sein, die aktuelle Position des eigenen Kraftfahrzeugs zu bestimmen. Die Navigationseinrichtung kann dazu eingerichtet sein, die aktuelle Position des eigenen Kraftfahrzeugs, beispielsweise dem Steuerungssystem und/oder der elektronischen Steuerung des Steuerungssystems, bereitzustellen. Das Steuerungssystem und/oder die Navigationseinrichtung kann dazu eingereicht sein, mittels der Umfeldsensorik des eigenen Kraftfahrzeugs und/oder der aktuellen Positionsbestimmung des eigenen Kraftfahrzeugs die Verkehrssituation vor dem eigenen Fahrzeug im Hinblick auf Verkehrszeichen, Lichtzeichen, Stau-Enden, vorausfahrenden Fahrzeugen, Steigungen, Gefälle, Fahrbahnverengungen oder dergleichen zu ermitteln.
Die Umfeldsensorik kann dazu eingerichtet sein, der elektronischen Steuerung des Steuerungssystems die, beispielsweise einen Bereich vor dem eigenen Kraftfahrzeug wiedergebenden, Umfelddaten bereitzustellen. Das Steuerungssystem kann dazu eingerichtet sein, beispielsweise während einer vorbestimmten Zeitspanne oder kontinuierlich, ein am Verkehr teilnehmendes Kraftfahrzeug vor dem eigenen Kraftfahrzeug mittels der Umfeldsensorik zu erfassen. Das Steuerungssystem kann dazu eingerichtet sein, mittels der Umfeldsensorik und/oder mittels der Navigationseinrichtung den Verlauf der aktuell befahrenen Straße und/oder die Position des eigenen Kraftfahrzeugs auf der Straße zu ermitteln. Das Steuerungssystem kann dazu eingerichtet sein, beispielsweise während einer vorbestimmten Zeitspanne oder kontinuierlich, einen Abstand zwischen eigenem Kraftfahrzeug und vorausfahrendem Kraftfahrzeug aus den bereitgestellten Umfelddaten zu ermitteln, ab dem ein Bremseingriff des eigenen Kraftfahrzeugs erfolgt. Das Steuerungssystem kann dazu eingerichtet sein, beispielsweise während einer vorbestimmten Zeitspanne oder kontinuierlich, basierend auf den bereitgestellten Umfelddaten einen Zeitpunkt zu bestimmen, ab dem ein Bremseingriff des eigenen Kraftfahrzeugs erfolgt. Der Bremseingriff kann zur Verzögerung des eigenen Kraftfahrzeugs dienen oder dadurch verursacht sein. Durch den Bremseingriff kann die Geschwindigkeit des eigenen Kraftfahrzeugs verringert werden. Dies kann dann notwendig sein, wenn ein zuvor definierter oder vorbestimmter Abstand zwischen dem eigenen Kraftfahrzeug und dem vorausfahrenden Kraftfahrzeug eingehalten werden soll. Der Bremsengriff kann durch eine adaptive Geschwindigkeitsregelung, beispielsweise automatisch, erfolgen.
Das Steuerungssystem kann dazu eingerichtet sein, beispielsweise während der vorbestimmten Zeitspanne oder kontinuierlich in der elektronischen Steuerung, die Fahrsituation des eigenen Kraftfahrzeugs wiedergebende Fahrdaten aus zumindest einem im eigenen Kraftfahrzeug vorhandenen Signalgeber zu ermitteln. Es können mehrere Signalgeber vorgesehen sein. Der Signalgeber kann beispielsweise ein Tachometer oder die elektronische Steuerung eines Bremssystems, wie ABS oder ESP, sein. Der Signalgeber kann ein die Geschwindigkeit des eigenen Kraftfahrzeugs wiedergebendes Signal an die elektronische Steuerung übergeben. Die elektronische Steuerung des Steuerungssystems kann dazu eingereicht sein, das die Geschwindigkeit des eigenen Kraftfahrzeugs wiedergebende Signal zu empfangen.
Das Steuerungssystem kann dazu eingerichtet sein, beispielsweise während der vorbestimmten Zeitspanne oder kontinuierlich, das vorausfahrende Kraftfahrzeug mittels der Umfeldsensorik zu erfassen, um Kenngrößen über die Fahrsituation des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs zu ermitteln. Zu den Kenngrößen kann die Geschwindigkeit, der Ort als Funktion der Zeit oder die Fahrrichtung des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs oder der Abstand zwischen eigenem Kraftfahrzeug und vorausfahrenden Kraftfahrzeug gehören.
Das Steuerungssystem kann dazu eingerichtet sein, beispielsweise während der vorbestimmten Zeitspanne oder kontinuierlich, basierend auf den die Fahrsituation des eigenen Kraftfahrzeugs wiedergebende Fahrdaten und den Kenngrößen über die Fahrsituation des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs, den Abstand und/oder den Zeitpunkt zu ermitteln, ab dem der Bremseingriff des eigenen Kraftfahrzeugs erfolgt. Das Steuerungssystem kann dazu eingereicht sein, den Abstand und/oder den Zeitpunkt basierend auf einer Differenzgeschwindigkeit zwischen dem eigenen Kraftfahrzeug und dem vorausfahrenden Kraftfahrzeug und/oder einer Geschwindigkeit des eigenen Kraftfahrzeugs zu bestimmen.
Das Steuerungssystem kann dazu eingerichtet sein, den ermittelten Abstand und/oder bestimmten Zeitpunkt in Form einer Empfehlung für den Fahrer des eigenen Kraftfahrzeugs zum Spurwechsel auszugeben. Das Steuerungssystem kann dazu eingerichtet sein, ein die Empfehlung wiedergebendes Signal bereitzustellen und/oder auszugeben. Das Steuerungssystem kann dazu eingerichtet sein, die Empfehlung für den Fahrer des eigenen Kraftfahrzeugs zum Spurwechsel auszugeben, bevor ein Bremseingriff und/oder bevor eine Verringerung der Geschwindigkeit des eigenen Kraftfahrzeugs, beispielsweise durch die adaptive Geschwindigkeitsregelung, erfolgt. Das Steuerungssystem kann dazu eingerichtet sein, die Empfehlung für den Fahrer des eigenen Kraftfahrzeugs zum Spurwechsel auszugeben, wenn der ermittelte Abstand ohne Bremseingriff und/oder ohne Verringerung der Geschwindigkeit des eigenen Kraftfahrzeugs unterschritten wurde. Die Empfehlung kann eine Fahrspurwechselempfehlung sein. Die Fahrspurwechselempfehlung kann eine Empfehlung zum Spurwechsel von einer langsameren Fahrspur in eine danebenliegende Überhol-Fahrspur sein. Das Steuerungssystem kann dazu eingerichtet sein, die Empfehlung optisch, haptisch und/oder akustisch auszugeben. Das Steuerungssystem kann eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (Human Machine Interface, HMI) aufweisen. Zusätzlich oder alternativ kann das eigene Kraftfahrzeug eine Mensch-Maschine-Schnittstelle aufweisen. Das Steuerungssystem kann mit der Mensch-Maschine-Schnittstelle wirksam, zum Beispiel über eine Signalleitung, verbunden sein. Das Steuerungssystem kann dazu eingereicht sein, das die Empfehlung wiedergebende Signal der Mensch-Maschine-Schnittstelle bereitzustellen. Die Mensch-Maschine-Schnittstelle kann ein Lenkrad, Gaspedal, Gangwahlhebel, Kupplungspedal, Fahrtrichtungsanzeige, Lichtschalter, etc. sein. Die Mensch-Maschine-Schnittstelle kann Aktuatoren zum haptischen und/oder akustischen ausgeben der Empfehlung aufweisen. Die Mensch-Maschine-Schnittstelle kann eine Anzeigevorrichtung sein. Die Anzeigevorrichtung kann ein Bildschirm, wie ein Display, oder eine Signallampe oder Signalanzeige sein. Die Anzeigevorrichtung kann beispielsweise ein berührungssensitiver Bildschirm, wie Touchdisplay, sein. Die Anzeigevorrichtung kann eine Blickfeldanzeigeeinrichtung, wie ein Head-Up-Display, sein. Die Anzeigevorrichtung kann zur Informationsdarstellung und/oder Bedienung einer Anwendung ausgebildet sein. Die Mensch-Maschine-Schnittstelle und/oder die Anzeigevorrichtung kann im Armaturenbrett des eigenen Kraftfahrzeugs angeordnet sein.
Das Steuerungssystem kann dazu eingerichtet sein, beim Erreichen des ermittelten Abstands und/oder bestimmten Zeitpunkts mittels dem eigenen Kraftfahrzeug zugeordneten Aktuatoren einen autonomen oder zumindest teilautonomen Fahrbetrieb des eigene Kraftfahrzeugs zu bewirken. Das Steuerungssystem kann dazu eingerichtet sein, autonome oder teilautonome Fahrbetriebseingriffe am eigenen Kraftfahrzeug auszuführen. Das Steuerungssystem und/oder das eigene Kraftfahrzeug kann zum Durchführen des autonomen oder teilautonomen Fahrbetriebs Aktuatoren und/oder Sensoren, Hardware und/oder Software, und/oder eine geeignete Systemarchitektur aufweisen, die zum Führen des Kraftfahrzeugs ausgebildet sind. Beispielsweise können solche Aktuatoren eine elektrisch oder hydraulisch beeinflussbare Fahrzeug-Lenkung aufweisen. Die autonomen oder teilautonomen Fahrbetriebseingriffe können autonome Verzögerungen oder autonome Beschleunigungen umfassen,
um einen momentanen Abstand zwischen dem eigenen Kraftfahrzeug und dem vorausfahrenden Kraftfahrzeug im Wesentlichen konstant zu halten. Dieser Abstand kann von der Geschwindigkeit des eigenen Kraftfahrzeugs abhängig sein. Die autonomen oder teilautonomen Fahrbetriebseingriffe können eine autonome Lenkung des eigenen Kraftfahrzeugs und/oder einen autonomen Spurwechsel umfassen, um beispielsweise von einer langsameren Fahrspur in eine danebenliegende Überhol-Fahrspur zu wechseln. Das Steuerungssystem kann dazu eingerichtet sein, einen Spurwechsel des eigenen Kraftfahrzeugs zu bewirken. Das Steuerungssystem kann dazu eingerichtet sein, das beim Erreichen des ermittelten Abstands und/oder des bestimmten Zeitpunkts der Fahrbetriebseingriff erfolgt. Das Steuerungssystem kann dazu eingerichtet sein, den Spurwechsel des eigenen Kraftfahrzeugs ohne Bremseingriff zu bewirken. Das Steuerungssystem kann dazu eingerichtet sein, den Spurwechsel des eigenen Kraftfahrzeugs zu bewirken, bevor ein Bremseingriff und/oder bevor eine Verringerung der Geschwindigkeit des eigenen Kraftfahrzeugs, beispielsweise durch die adaptive Geschwindigkeitsregelung, erfolgt. Das Steuerungssystem kann dazu eingerichtet sein, einen Spurwechsel des eigenen Kraftfahrzeugs zu bewirken, wobei der ermittelte Abstand ohne Bremseingriff und/oder ohne Verringerung der Geschwindigkeit des eigenen Kraftfahrzeugs unterschritten wird.
Das Steuerungssystem kann dazu eingerichtet sein, die adaptive Geschwindigkeitsregelung derart zu steuern, dass der ermittelte Abstand ohne Bremseingriff und/oder ohne Verringerung der Geschwindigkeit des eigenen Kraftfahrzeugs unterschritten werden kann. Das Steuerungssystem kann dazu eingerichtet sein, die adaptive Geschwindigkeitsregelung derart zu steuern, dass ein Bremseingriff oder eine Verringerung der Geschwindigkeit des eigenen Kraftfahrzeugs erfolgt, wenn kein sicherer Spurwechsel möglich ist und/oder der Fahrer des eigenen Kraftfahrzeugs keinen Spurwechsel durchführt oder nicht innerhalb eines definierten/vorbestimmten Zeitintervalls durchgeführt hat.
Das Steuerungssystem kann dazu eingerichtet sein, basierend auf den bereitgestellten Umfelddaten einen Zeitpunkt zum Spurwechsel zu bestimmen, ab dem ein sicherer Spurwechsel von einer langsameren Fahrspur in eine danebenliegende Überhol-Fahrspur möglich ist. Das Steuerungssystem kann dazu eingerichtet sein, den Spurwechsel des eigenen Kraftfahrzeugs zu diesem sicheren Spurwechselzeitpunkt zu bewirken. Das Steuerungssystem kann dazu eingerichtet sein, basierend auf den bereitgestellten Umfelddaten einen Zeitpunkt zum Spurwechsel zu bestimmen, ab dem ein Überholvorgang möglich ist. Das Steuerungssystem kann dazu eingerichtet sein, beispielsweise während der vorbestimmten Zeitspanne oder kontinuierlich, ein oder mehrere am Verkehr teilnehmende andere Kraftfahrzeuge seitlich vor, seitlich neben und/oder seitlich hinter dem eigenen Kraftfahrzeug mit der Umfeldsensorik zu erfassen. Die Umfeldsensorik kann dazu eingerichtet sein, der elektronischen Steuerung des Steuerungssystems die einen weiteren Bereich seitlich vor, seitlich neben und/oder seitlich hinter dem eigenen Kraftfahrzeug wiedergebenden Umfelddaten bereitzustellen. Das Steuerungssystem kann dazu eingerichtet sein, basierend auf den die Fahrsituation des eigenen Kraftfahrzeugs wiedergebende Fahrdaten und/oder den Kenngrößen über die Fahrsituation/en des/der anderen Kraftfahrzeuge, zu ermitteln, ob ein sicherheitskritischer Bereich seitlich vor, seitlich neben und/oder seitlich hinter dem eigenen Kraftfahrzeug frei von dem/den anderen Kraftfahrzeugen ist. Das Steuerungssystem kann dazu eingerichtet sein, dies dem Fahrer des eigenen Kraftfahrzeugs optisch, haptisch und/oder akustisch auszugeben. Das Steuerungssystem kann dazu eingerichtet sein, in der elektronischen Steuerung auf Basis der die Fahrsituation des eigenen Kraftfahrzeugs wiedergebenden Fahrdaten und/oder den Kenngrößen über die Fahrsituation/en des/der anderen Kraftfahrzeuge den Zeitpunkt zu bestimmen, ab dem ein sicherer Spurwechsel möglich ist. Dieser Zeitpunkt kann als eingetreten gelten, wenn die elektrische Steuerung bestimmt, dass das eigene Kraftfahrzeug einen nach gesetzlichen und/oder physikalischen Gegebenheiten angepassten Sicherheitsabstand passiert hat.
Ein Steuerungsverfahren, das in einem eigenen Kraftfahrzeug basierend auf aus einer dem eigenen Kraftfahrzeug zugeordneten Umfeldsensorik gewonnenen Umfelddaten ein vorausfahrendes Kraftfahrzeug erfasst, kann den Schritt umfassen: beispielsweise während einer vorbestimmten Zeitspanne oder kontinuierlich, ein am Verkehr teilnehmendes Kraftfahrzeug vor dem eigenen Kraftfahrzeug mittels der Umfeldsensorik zu erfassen. Das Steuerungsverfahren kann ferner den Schritt umfassen: einer elektronischen Steuerung in dem eigenen Kraftfahrzeug mittels der Umfeldsensorik die einen Bereich vor dem eigenen Kraftfahrzeug wiedergebenden Umfelddaten bereitzustellen, beispielsweise während einer vorbestimmten Zeitspanne oder kontinuierlich. Das Steuerungsverfahren kann ferner den Schritt umfassen: beispielsweise während einer vorbestimmten Zeitspanne oder kontinuierlich, einen Abstand zwischen eigenem Kraftfahrzeug und vorausfahrendem Kraftfahrzeug aus den bereitgestellten Umfelddaten zu ermitteln, ab dem ein Bremseingriff des eigenen Kraftfahrzeugs erfolgt. Das Steuerungsverfahren kann ferner den Schritt umfassen: beispielsweise während einer vorbestimmten Zeitspanne oder kontinuierlich, basierend auf den bereitgestellten Umfelddaten einen Zeitpunkt zu bestimmen, ab dem ein Bremseingriff des eigenen Kraftfahrzeugs erfolgt.
Das Steuerungsverfahren kann den Schritt umfassen: Ausgeben des ermittelten Abstands und/oder bestimmten Zeitpunkts in Form einer Empfehlung für den Fahrer des eigenen Kraftfahrzeugs zum Spurwechsel. Das Steuerungsverfahren kann den Schritt umfassen: beim Erreichen des ermittelten Abstands und/oder bestimmten Zeitpunkts mittels dem eigenen Kraftfahrzeug zugeordneten Aktuatoren einen autonomen oder zumindest teilautonomen Fahrbetrieb des eigenen Kraftfahrzeugs zu bewirken. Das Steuerungsverfahren kann den Schritt umfassen: beim Erreichen des ermittelten Abstands und/oder bestimmten Zeitpunkts mittels dem eigenen Kraftfahrzeug zugeordneten Aktuatoren einen autonomen oder zumindest teilautonomen Fahrbetrieb des eigenen Kraftfahrzeugs zu bewirken, wobei ein Spurwechsel des eigenen Kraftfahrzeugs erfolgt. Die Reihenfolge der Schritte kann variiert werden.
Das Steuerungsverfahren kann zu Führen eines eigenen Kraftfahrzeugs dienen. Das Steuerungsverfahren kann als Computerprogramm zumindest teilweise auf einem Mikrocomputer, in einer elektronischen Steuereinheit oder auf einem Speichermedium abgespeichert sein. Das Steuerungsverfahren kann software-technisch auf dem Mikrocomputer oder der elektronischen Steuereinheit implementiert sein. Das Steuerungsverfahren kann software-technisch auf eine oder mehrere Steuereinheiten, wie Electronic Control Units (ECUs), im eigenen Kraftfahrzeug verteilt sein. Ein Computerprogrammprodukt kann Datensätze umfassen, die beim Einlesen der Datensätze einen Prozessor, einen Computer oder elektronische Steuereinheit/Steuerung veranlassen, das Steuerungsverfahren durchzuführen.
Mit der Erfindung kann ein Fahrer eines Kraftfahrzeugs Informationen über den Abstand zum vorausfahrenden Kraftfahrzeug erhalten, bei welchem der Fahrer für einen Überholvorgang die Fahrspur wechseln muss, bevor das eigene Kraftfahrzeug, beispielsweise mit einer adaptiven Geschwindigkeitsregelung, mit einer Verzögerung bzw. einem Bremseingriff beginnt. Dem Fahrer des Kraftfahrzeugs ist es damit möglich, zum richtigen Zeitpunkt die Fahrspur zu wechseln, ohne dass eine Verzögerung oder Abbremsung des eigenen Kraftfahrzeugs eintritt. Ein Wiederbeschleunigen, beispielsweise bei einem Überholvorgang, kann vermieden werden. Der Kraftstoffverbrauch und/oder Energieverbrauch kann reduziert oder optimiert werden. Eine möglichst verlustfreie Fahrweise kann so ermöglicht werden.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren näher beschrieben, dabei zeigen schematisch und beispielhaft:

1 eine Fahrsituation, in der ein eigenes Kraftfahrzeug mit einem Steuerungssystem auf einer rechten Fahrspur bis zu einem gewissen Abstand an ein vorausfahrendes Kraftfahrzeug heranfährt, während ein anderes Fahrzeug auf der linken Fahrspur fährt; und
2 ein Flussdiagramm eines Steuerungsverfahrens eines eigenen Kraftfahrzeugs.

1 zeigt beispielhaft eine Fahrsituation, in der ein eigenes Kraftfahrzeug 1 (Ego-Fahrzeug) auf einer rechten Fahrspur bis zu einem gewissen Abstand an ein vorausfahrendes Kraftfahrzeug 2 (Alter_1-Fahrzeug) heranfährt, während ein anderes Fahrzeug 3 (Alter_2-Fahrzeug) auf der linken Fahrspur fährt. Die Fahrtrichtungen der Fahrzeuge sind durch Pfeile 4 dargestellt. Das eigene Kraftfahrzeug 1 hat dabei eine höhere Geschwindigkeit als die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs 2.
Das eigene Kraftfahrzeug 1 weist eine adaptive Geschwindigkeitsregelung und ein Steuerungssystem 5 mit einer als Electronic Control Unit (ECU) ausgebildete elektronischen Steuerung 6 und einer Umfeldsensorik 7 auf. Die elektronische Steuerung 6 kann Signale zugeführt bekommen, Daten erfassen und verarbeiten sowie Steuerungs- oder Ausgabesignale erzeugen. Die elektronische Steuerung 6 ist mit der adaptiven Geschwindigkeitsregelung über eine Signalleitung verbunden. Das Steuerungssystem 5 ist zum Einsatz in dem eigenen Kraftfahrzeug 1 eingerichtet, basierend auf aus der dem eigenen Kraftfahrzeug zugeordneten Umfeldsensorik 7 gewonnenen Umfelddaten das vorausfahrendes Kraftfahrzeug 2 zu erkennen.
Die Umfeldsensorik 7 weist einen am eigenen Kraftfahrzeug 1 im vorderen Mittelbereich angeordneten Radarsensor auf, der einen Überwachungsbereich 8 hat. Die Umfeldsensorik kann neben dem Radarsensor ggf. noch weitere Umfeldsensoren, wie Video-, Bild-, Ultraschall-, Radar-, und/oder Lidarsensoren, zum Erfassen der Umgebung des eigenen Kraftfahrzeugs 1 aufweisen. Die Umfeldsensorik 7 erfasst während einer vorbestimmten Zeitspanne oder kontinuierlich das vor dem eigenen Kraftfahrzeug 1 vorausfahrende Kraftfahrzeug 2, um Kenngrößen über die Fahrsituation des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs 2 zu ermitteln. Zu den Kenngrößen kann die Geschwindigkeit, der Ort als Funktion der Zeit oder die Fahrrichtung des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs 2 oder der Abstand zwischen eigenem Kraftfahrzeug 1 und vorausfahrenden Kraftfahrzeug 2 gehören. Die Umfeldsensorik 7 stellt der elektronischen Steuerung 6 die den Überwachungsbereich 8 vor dem eigenen Kraftfahrzeug 1 wiedergebenden Umfelddaten bereit. Beispielsweise liefert die Umfeldsensorik 7 der elektronischen Steuerung 6 Radarsignale über einen Abstand und eine Differenzgeschwindigkeit zwischen dem eigenen Kraftfahrzeug 1 und dem vorausfahrenden Kraftfahrzeug 2. Die elektronische Steuerung 6 des Steuerungssystems 5 kann somit mittels der Umfeldsensorik 7 während einer vorbestimmten Zeitspanne oder kontinuierlich das am Verkehr teilnehmende Kraftfahrzeug 2 vor dem eigenen Kraftfahrzeug 1 erfassen.
Während der vorbestimmten Zeitspanne oder kontinuierlich ermittelt die elektronischen Steuerung 6 zusätzlich die Fahrsituation des eigenen Kraftfahrzeugs 1 wiedergebende Fahrdaten aus zumindest einem im eigenen Kraftfahrzeug 1 vorhandenen Signalgeber 10. Der Signalgeber 10 stellt der elektronischen Steuerung 6 ein die Geschwindigkeit des eigenen Kraftfahrzeugs 1 wiedergebendes Signal bereit.
Die elektronische Steuerung 6 kann die Umfelddaten und die eigenen Fahrdaten entsprechend verarbeiten, um basierend auf den die Fahrsituation des eigenen Kraftfahrzeugs 1 wiedergebenden Fahrdaten, wie die Geschwindigkeit des eigenen Kraftfahrzeugs 1, und den Kenngrößen über die Fahrsituation des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs 1, wie die Differenzgeschwindigkeit zwischen dem eigenen Kraftfahrzeug 1 und dem vorausfahrenden Kraftfahrzeug 2, den Abstand und/oder den Zeitpunkt zu ermitteln, ab dem der Bremseingriff des eigenen Kraftfahrzeugs durch die adaptive Geschwindigkeitsregelung erfolgt.
Das eigene Kraftfahrzeug 1 weist ferner eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (Human Machine Interface, HMI) auf, die mit der elektrischen Steuerung 6 des Steuerungssystem 5 wirksam über eine Signalleitung verbunden ist. Die elektronische Steuerung 6 gibt den ermittelten Abstand und/oder bestimmten Zeitpunkt in Form einer Empfehlung für den Fahrer des eigenen Kraftfahrzeugs 1 zum Spurwechsel aus, in dem die elektronische Steuerung 6 der Mensch-Maschine-Schnittstelle das die Empfehlung wiedergebende Signal bereitstellt. Die Spurwechselempfehlung für den Fahrer des eigenen Kraftfahrzeugs 1 wird ausgegeben, bevor ein Bremseingriff und/oder bevor eine Verringerung der Geschwindigkeit des eigenen Kraftfahrzeugs 1 durch die adaptive Geschwindigkeitsregelung erfolgt. Der ermittelte Abstand kann dabei ohne Bremseingriff und/oder Verringerung der Geschwindigkeit des eigenen Kraftfahrzeugs 1, zumindest kurzzeitig, unterschritten werden. Die Mensch-Maschine-Schnittstelle weist eine im Armaturenbrett des eigenen Kraftfahrzeugs 1 angeordnete Anzeigevorrichtung auf. Die Anzeigevorrichtung kann ein Bildschirm oder eine Blickfeldanzeigeeinrichtung, wie ein Head-Up-Display, sein, mittels der die Empfehlung optisch dargestellt wird.
Sollte der Fahrer des eigenen Kraftfahrzeug 1 keinen Spurwechsel von der langsameren Fahrspur in die danebenliegende Überhol-Fahrspur durchführen oder alternativ zu einer Ausgabe der Spurwechselempfehlung, kann das Steuerungssystem 5 mittels dem eigenen Kraftfahrzeug 1 zugeordneten Aktuatoren einen autonomen oder zumindest teilautonomen Fahrbetriebseingriff bewirken. Beim Erreichen des ermittelten Abstands und/oder bestimmten Zeitpunkts bewirkt die elektrische Steuerung 6 einen Spurwechsel des eigenen Kraftfahrzeugs 1 von der langsameren Fahrspur in die danebenliegende Überhol-Fahrspur (in 1 von der rechten Fahrspur in die linke Fahrspur, wie durch den schrägen Pfeil angedeutet). Die elektrische Steuerung 6 bewirkt dabei den (teil)autonomen Spurwechsel des eigene Kraftfahrzeugs 1 bevor ein Bremseingriff und/oder bevor eine Verringerung der Geschwindigkeit des eigenen Kraftfahrzeugs 1 durch die adaptive Geschwindigkeitsregelung erfolgt. Der ermittelte Abstand kann dabei ohne Bremseingriff und/oder Verringerung der Geschwindigkeit des eigenen Kraftfahrzeugs 1 unterschritten werden. Die elektronische Steuerung 6 steuert in diesem Fall die adaptive Geschwindigkeitsregelung derart, dass der ermittelte Abstand ohne Bremseingriff und/oder ohne Verringerung der Geschwindigkeit des eigenen Kraftfahrzeugs 1 zumindest kurzzeitig unterschritten werden kann.
Die elektronische Steuerung 6 des Steuerungssystems 5 ist ferner dazu eingerichtet, basierend auf bereitgestellten Umfelddaten und eigenen Fahrdaten einen Zeitpunkt zum Spurwechsel zu bestimmen, ab dem ein sicherer Spurwechsel von der langsameren Fahrspur in die danebenliegende Überhol-Fahrspur möglich ist. Die Umfeldsensorik 7 kann hierzu weitere Sensoren, aufweisen, die der elektronischen Steuerung 6 des Steuerungssystems 5 die einen weiteren Bereich seitlich vor, seitlich neben und/oder seitlich hinter dem eigenen Kraftfahrzeug 1 wiedergebenden Umfelddaten bereitstellen, um so das auf der Überholspur fahrende, andere Kraftfahrzeug 3 zu erfassen. Basierend auf den bereitgestellten Umfelddaten und eigenen Fahrdaten kann die elektronische Steuerung 6 beurteilen, ob ein sicherer Spurwechsel möglich ist oder nicht. Wenn kein sicherer Spurwechsel möglich ist oder der Fahrer des eigenen Kraftfahrzeugs 1 keinen Spurwechsel durchführt oder nicht innerhalb eines definierten/vorbestimmten Zeitintervalls durchgeführt hat, kann die elektronischen Steuerung 6 die adaptive Geschwindigkeitsregelung derart steuern, dass ein Bremseingriff oder eine Verringerung der Geschwindigkeit des eigenen Kraftfahrzeugs 1 erfolgt.
2 zeigt beispielhaft ein Flussdiagramm eines Steuerungsverfahrens 11, das zum Führen des eigenen Kraftfahrzeugs 1 dient. Das Steuerungsverfahren 11 erfasst in dem eigenen Kraftfahrzeug 1 basierend auf aus einer dem eigenen Kraftfahrzeug 1 zugeordneten Umfeldsensorik 7 gewonnenen Umfelddaten ein vorausfahrendes Kraftfahrzeug 2. Das Steuerungsverfahren weist einen Schritt 12 auf, in dem während einer vorbestimmten Zeitspanne oder kontinuierlich das am Verkehr teilnehmendes Kraftfahrzeug 2 vor dem eigenen Kraftfahrzeug 1 mittels der Umfeldsensorik 7 erfasst wird. Die einen Bereich vor dem eigenen Kraftfahrzeug 1 wiedergebenden Umfelddaten werden dann in einem Schritt 13 mittels der Umfeldsensorik 7 einer elektronischen Steuerung 6 in dem eigenen Kraftfahrzeug 1 bereitgestellt. Sodann kann in einem Schritt 14 ein Abstand zwischen eigenem Kraftfahrzeug 1 und vorausfahrendem Kraftfahrzeug 2 aus den bereitgestellten Umfelddaten ermitteln werden, ab dem ein Bremseingriff des eigenen Kraftfahrzeugs 1 durch die adaptive Geschwindigkeitsregelung erfolgt. Alternativ oder zusätzlich nach dem Schritt 14 kann in einem Schritt 15 basierend auf den bereitgestellten Umfelddaten ein Zeitpunkt bestimmt werden, ab dem ein Bremseingriff des eigenen Kraftfahrzeugs 1 durch die adaptive Geschwindigkeitsregelung erfolgt.
So dann kann in einem nachfolgenden Schritt 16, der ermittelte Abstand und/oder bestimmte Zeitpunkt in Form einer Empfehlung für den Fahrer des eigenen Kraftfahrzeugs 1 zum Spurwechsel ausgegeben werden. Das Ausgeben der Spurwechselempfehlung kann durch ein optisches Signal erfolgen.
Zusätzlich nach dem Schritt 16 oder alternativ dazu kann in einem Schritt 17 beim Erreichen des ermittelten Abstands und/oder bestimmten Zeitpunkts mittels dem eigenen Kraftfahrzeug 1 zugeordneten Aktuatoren ein autonomer oder zumindest teilautonomer Fahrbetrieb des eigenen Kraftfahrzeugs 1 bewirken werden, wobei ein Spurwechsel des eigenen Kraftfahrzeugs 1 von einer langsameren Fahrspur in eine danebenliegende Überhol-Fahrspur erfolgt.
Im Übrigen wird ergänzend insbesondere auf 1 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.
Mit „kann“ sind insbesondere optionale Merkmale der Erfindung bezeichnet. Demzufolge gibt es auch Weiterbildungen und/oder Ausführungsbeispiele der Erfindung, die zusätzlich oder alternativ das jeweilige Merkmal oder die jeweiligen Merkmale aufweisen.
Aus den vorliegend offenbarten Merkmalskombinationen können bedarfsweise auch isolierte Merkmale herausgegriffen und unter Auflösung eines zwischen den Merkmalen gegebenenfalls bestehenden strukturellen und/oder funktionellen Zusammenhangs in Kombination mit anderen Merkmalen zur Abgrenzung des Anspruchsgegenstands verwendet werden.
Bezugszeichenliste

1: eigenes Kraftfahrzeug
2: vorausfahrendes Kraftfahrzeug
3: anderes Fahrzeug
4: Fahrtrichtungen
5: Steuerungssystem
6: elektronische Steuerung
7: Umfeldsensorik
8: Überwachungsbereich
9: Abstand
10: Signalgeber
11: Steuerungsverfahren
12: Schritt zum Erfassen des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs
13: Schritt zum Bereitstellen der Umfelddaten
14: Schritt zum Ermitteln des Abstands
15: Schritt zum Bestimmen des Zeitpunkts
16: Schritt zum Ausgeben der Empfehlung
17: Schritt zum Bewirken des Spurwechsels

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011007034 A1 [0004]

Claims

Steuerungssystem (5), das zum Einsatz in einem eigenen Kraftfahrzeug (1) eingerichtet und bestimmt ist, basierend auf aus einer dem eigenen Kraftfahrzeug (1) zugeordneten Umfeldsensorik (7) gewonnenen Umfelddaten ein vorausfahrendes Kraftfahrzeug (2) zu erkennen, wobei die Umfeldsensorik (7) dazu eingerichtet ist, einer elektronischen Steuerung (6) des Steuerungssystems (5) die einen Bereich (8) vor dem eigenen Kraftfahrzeug (1) wiedergebenden Umfelddaten bereitzustellen, und wobei das Steuerungssystem (5) dazu eingerichtet ist, - während einer vorbestimmten Zeitspanne oder kontinuierlich ein am Verkehr teilnehmendes Kraftfahrzeug (2) vor dem eigenen Kraftfahrzeug (1) mittels der Umfeldsensorik (7) zu erfassen, und - einen Abstand (9) zwischen eigenem Kraftfahrzeug (1) und vorausfahrendem Kraftfahrzeug (2) aus den bereitgestellten Umfelddaten zu ermitteln und/oder basierend auf den bereitgestellten Umfelddaten einen Zeitpunkt zu bestimmen, ab dem ein Bremseingriff des eigenen Kraftfahrzeugs (1) erfolgt.
Steuerungssystem (5) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungssystem (5) dazu eingerichtet ist, - während der vorbestimmten Zeitspanne oder kontinuierlich in der elektronischen Steuerung (6) die Fahrsituation des eigenen Kraftfahrzeugs (1) wiedergebende Fahrdaten aus zumindest einem im eigenen Kraftfahrzeug (1) vorhandenen Signalgeber (10) zu ermitteln, - während der vorbestimmten Zeitspanne oder kontinuierlich das vorausfahrende Kraftfahrzeug (2) mittels der Umfeldsensorik (7) zu erfassen, um Kenngrößen über die Fahrsituation des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs (2) zu ermitteln, und - basierend auf den die Fahrsituation des eigenen Kraftfahrzeugs (1) wiedergebende Fahrdaten und den Kenngrößen über die Fahrsituation des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs (2), den Abstand (9) und/oder den Zeitpunkt zu ermitteln, ab dem der Bremseingriff des eigenen Kraftfahrzeugs (1) erfolgt.
Steuerungssystem (5) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungssystem (5) dazu eingereicht ist, den Abstand (9) und/oder den Zeitpunkt basierend auf einer Differenzgeschwindigkeit zwischen dem eigenen Kraftfahrzeug (1) und dem vorausfahrenden Kraftfahrzeug (2) und/oder einer Geschwindigkeit des eigenen Kraftfahrzeugs (1) zu bestimmen.
Steuerungssystem (5) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungssystem (5) dazu eingerichtet ist, den ermittelten Abstand (9) und/oder bestimmten Zeitpunkt in Form einer Empfehlung für den Fahrer des eigenen Kraftfahrzeugs (1) zum Spurwechsel auszugeben.
Steuerungssystem (5) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungssystem (5) dazu eingerichtet ist, beim Erreichen des ermittelten Abstands (9) und/oder bestimmten Zeitpunkts mittels dem eigenen Kraftfahrzeug (1) zugeordneten Aktuatoren einen autonomen oder zumindest teilautonomen Fahrbetrieb des eigenen Kraftfahrzeugs (1) zu bewirken, wobei das Steuerungssystem (5) dazu eingerichtet ist, einen Spurwechsel des eigenen Kraftfahrzeugs (1) zu bewirken.
Steuerungssystem (5) nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungssystem (5) dazu eingerichtet ist, die Empfehlung für den Fahrer des eigenen Kraftfahrzeugs (1) zum Spurwechsel auszugeben oder den Spurwechsel des eigenen Kraftfahrzeugs (1) zu bewirken, bevor ein Bremseingriff und/oder bevor eine Verringerung der Geschwindigkeit des eigenen Kraftfahrzeugs (1) erfolgt, und/oder wobei der ermittelte Abstand (9) ohne Bremseingriff und/oder Verringerung der Geschwindigkeit des eigenen Kraftfahrzeugs (1) unterschritten wird.
Steuerungssystem (5) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungssystem (5) dazu eingerichtet ist, basierend auf den bereitgestellten Umfelddaten einen Zeitpunkt zum Spurwechsel zu bestimmen, ab dem ein sicherer Spurwechsel von einer langsameren Fahrspur in eine danebenliegende Überhol-Fahrspur möglich ist.
Steuerungsverfahren (11), das in einem eigenen Kraftfahrzeug (1) basierend auf aus einer dem eigenen Kraftfahrzeug (1) zugeordneten Umfeldsensorik (7) gewonnenen Umfelddaten ein vorausfahrendes Kraftfahrzeug (2) erfasst, mit den Schritten (12, 13, 14, 15): - während einer vorbestimmten Zeitspanne oder kontinuierlich ein am Verkehr teilnehmendes Kraftfahrzeug (2) vor dem eigenen Kraftfahrzeug (1) mittels der Umfeldsensorik (7) zu erfassen, - einer elektronischen Steuerung (6) in dem eigenen Kraftfahrzeug (1) mittels der Umfeldsensorik (7) die einen Bereich (8) vor dem eigenen Kraftfahrzeug (1) wiedergebenden Umfelddaten bereitzustellen, und - einen Abstand (9) zwischen eigenem Kraftfahrzeug (1) und vorausfahrendem Kraftfahrzeug (2) aus den bereitgestellten Umfelddaten zu ermitteln und/oder basierend auf den bereitgestellten Umfelddaten einen Zeitpunkt zu bestimmen, ab dem ein Bremseingriff des eigenen Kraftfahrzeugs (1) erfolgt.
Steuerungsverfahren (11) nach Anspruch 8, mit dem Schritt (16), Ausgeben des ermittelten Abstands (9) und/oder bestimmten Zeitpunkts in Form einer Empfehlung für den Fahrer des eigenen Kraftfahrzeugs (1) zum Spurwechsel.
Steuerungsverfahren (11) nach wenigstens einem der Ansprüche 8 bis 9, mit dem Schritt (17), beim Erreichen des ermittelten Abstands (9) und/oder bestimmten Zeitpunkts mittels dem eigenen Kraftfahrzeug (1) zugeordneten Aktuatoren einen autonomen oder zumindest teilautonomen Fahrbetrieb des eigenen Kraftfahrzeugs (1) zu bewirken, wobei ein Spurwechsel des eigenen Kraftfahrzeugs (1) erfolgt.