DE102022109973A1

DE102022109973A1 - Verfahren und Assistenzsystem zum Unterstützen einer Fahrzeugführung zum Verlassen einer mehrstreifigen Straße und Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102022109973A1
Application number: DE102022109973.3A
Authority: DE
Inventors: Manuel Schiller
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2022-04-26
Filing date: 2022-04-26
Publication date: 2023-10-26

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Assistenzsystem (11) zum Unterstützen einer Führung eines Kraftfahrzeugs (8) zum Verlassen einer mehrstreifigen Straße (2) über einen äußeren Fahrstreifen (5) von einem anderen Fahrstreifen (3, 4) aus. Die Erfindung betrifft weiter ein entsprechend eingerichtetes Kraftfahrzeug (8). Darin werden Positionen und Geschwindigkeiten von umgebenden Fremdfahrzeugen (9) bestimmt, wobei wenigstens ein Abstand (16, 17) zwischen diesen oder zu diesen bestimmt wird. Darauf basierend wird ein hinsichtlich mindestens eines vorgegebenen Kriteriums optimierter Fahrstreifenwechselpunkt für den Fahrstreifenwechsel des Kraftfahrzeugs (8) auf den äußeren Fahrstreifen (5) der Straße (2) bestimmt. Weiter wird dann ein entsprechendes Hinweissignal zum Veranlassen des Fahrstreifenwechsels an dem bestimmten Fahrstreifenwechselpunkt ausgegeben.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Assistenzsystem zum Unterstützen einer Fahrzeugführung zum Verlassen einer mehrstreifigen Straße. Die Erfindung betrifft weiter ein entsprechend eingerichtetes Kraftfahrzeug.
Sowohl bei der manuellen als auch bei der automatisierten Fahrzeugführung gibt es eine ganze Reihe von herausfordernden Situationen, in denen eine optimale Verhaltensweise nicht immer offensichtlich ist und/oder die eine besonders vorausschauende Fahrweise bzw. Fahrzeugsteuerung erfordern können. Solche Situationen können oftmals mit einem erhöhten Unfallrisiko und/oder einer erhöhten Stressbelastung für einen Fahrer oder für Insassen eines Fahrzeugs verbunden sein. Zudem können nicht optimale Fahrmanöver oder Verhaltensweisen in derartigen Situationen oftmals zu einem letztlich unnötig hohen Energie- oder Kraftstoffverbrauch führen. Trotz einer Vielzahl bereits verfügbarer Assistenzsysteme für das assistierte oder - in unterschiedlichen Graden - automatisierte Führen von Kraftfahrzeugen, besteht somit weiterhin Bedarf für Verbesserungen.
Herausfordernde Fahrer- oder Verkehrssituationen umfassen oftmals Fahrstreifen- oder Spurwechsel. Beispielsweise beschreibt die DE 10 2019 205 607 A1 Systeme und Verfahren für vorausschauende Spurwechsel. Ein dort beschriebenes vorausschauendes Spurwechselsystem umfasst ein Identifizierungsmodul, das dazu konfiguriert ist, einen potenziellen Spurwechselstandort zu identifizieren und Daten zu nahe gelegenen Fahrzeugen zu empfangen. Weiter ist dort ein Vorhersagemodul vorgesehen, das dazu konfiguriert ist, zukünftige kinematische Daten zu einem zukünftigen Zeitpunkt für zumindest drei nahe gelegene Fahrzeuge vorherzusagen. Weiter ist dort ein Bestimmungsmodul vorgesehen, das dazu konfiguriert ist, auf Grundlage der zukünftigen kinematischen Daten zu bestimmen, ob zu dem zukünftigen Zeitpunkt eine Lücke an dem potenziellen Spurwechselstandort verfügbar sein wird. Weiter ist dort ein Spurwechselmodul vorgesehen, das dazu konfiguriert ist, ein Spurwechselmanöver als Reaktion auf das Bestimmen, dass zu dem zukünftigen Zeitpunkt an dem potenziellen Spurwechselstandort eine Lücke verfügbar sein wird, zu initiieren.
Als weiteren Ansatz beschreibt die DE 10 2016 116 928 A1 eine Methode zum Formulieren eines Leitplans auf Fahrspurebene für ein Fahrzeug. Die Methode umfasst ein Zugreifen auf eine Endfahrzeugkonfiguration. Weiter umfasst die Methode ein Zugreifen auf Statistiken, die repräsentativ für ein aggregierte Verkehrsmuster für jede Fahrspur von mehrspurigen Straßen über eine Strecke sind, die eine aktuelle Fahrzeugkonfiguration von der Endfahrzeugkonfiguration trennen. Weiter umfasst die Methode ein Formulieren eines Leitplans auf Fahrspurebene zum Überleiten des Fahrzeugs von der aktuellen Konfiguration zur Endkonfiguration basierend auf den aufgerufenen Statistiken.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine optimierte Fahrzeugführung für ein Manöver zum Verlassen einer mehrstreifigen Straße zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Mögliche Ausgestaltungen und Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen, in der Beschreibung und in der Zeichnung angegeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann angewendet werden zum Unterstützen einer - manuellen oder automatisierten - Führung eines Kraftfahrzeugs bei einer Fahrt auf einer Straße, die mehrere unmittelbar nebeneinander verlaufende, also ohne dazwischen befindliche bauliche Trennung angeordnete und für die aktuelle Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs vorgesehene Fahrstreifen aufweist. Beispielweise kann es sich also bei der Straße um eine Autobahn oder einer autobahnähnlich ausgebaute Straße oder dergleichen mit mehreren Richtungsfahrstreifen für dieselbe Fahrtrichtung handeln.
Ebenso kann es sich aber beispielsweise um eine mehrstreifige Landstraße oder innerstädtische Straße handeln.
In einem Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird erkannt bzw. ermittelt, wenn bzw. dass das Kraftfahrzeug die Straße an einer in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs vorausliegenden Ausfahrtstelle verlassen soll und dazu zunächst wenigstens einen Fahrstreifenwechsel von einem aktuell befahrenen Fahrstreifen der Straße auf bzw. in den äußeren Fahrstreifen der Straße ausführen muss. Beispielweise kann das erfindungsgemäße Verfahren also angewendet werden, wenn sich das Kraftfahrzeug auf einer Autobahn mit drei Richtungsfahrstreifen für die aktuelle Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs befindet, wobei von dem äußeren Fahrstreifen, also im Rechtsverkehr von dem in Fahrtrichtung gesehen rechten Fahrstreifen, eine Ausfahrt, eine Ausfahrtstraße, eine Seitenstraße oder dergleichen abzweigt und sich das Kraftfahrzeug aktuell auf einem mittleren Fahrstreifen oder auf dem inneren Fahrstreifen, also im Rechtsverkehr dem in Fahrtrichtung linken Fahrstreifen, bewegt. Die Ausfahrtstelle kann im vorliegenden Sinne beispielsweise eine Ausfahrt oder Anschlussstelle, eine Einmündung oder ein Abzweig einer anderen Straße oder eines anderen Weges oder dergleichen sein.
In einem weiteren Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Positionen und Geschwindigkeiten von Fremdfahrzeugen in der Umgebung des Kraftfahrzeugs, die ebenfalls die Straße in der Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs befahren, bestimmt. Dabei wird wenigstens ein Abstand zwischen zweien der auf dem äußeren Fahrstreifen fahrenden Fremdfahrzeugen, von denen sich wenigstens eines dem Kraftfahrzeug in Fahrtrichtung voraus befindet, und/oder wenigstens ein Abstand des Kraftfahrzeugs zu einem der Fremdfahrzeuge, das sich dem Kraftfahrzeug in Fahrtrichtung voraus auf dem äußeren Fahrstreifen befindet, bestimmt. Ein solcher Abstand kann eine Entscheidung darüber ermöglichen, ob das Kraftfahrzeug sicher auf den äußeren Fahrstreifen wechseln kann. Durch den hier bestimmten wenigstens einen Abstand kann mit anderen Worten also eine Größe oder Verfügbarkeit einer Lücke zwischen auf dem äußeren Fahrstreifen fahrenden Fremdfahrzeugen, in die das Kraftfahrzeug sich gegebenenfalls einfädeln kann, ermittelt werden.
Darauf basierend wird in einem weiteren Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens ein hinsichtlich wenigstens eines vorgegebenen Kriteriums optimierter Fahrstreifenwechselpunkt für den Fahrstreifenwechsel des Kraftfahrzeugs auf den äußeren Fahrstreifen bestimmt. Dieser Fahrstreifenwechselpunkt kann ein Zeitpunkt und/oder ein Ort für den Fahrstreifenwechsel, beispielsweise für einen Beginn oder eine Mitte des Fahrstreifenwechsels, also eines entsprechenden Fahrstreifenwechselmanövers sein. Dabei kann beispielsweise eine konstante Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs oder eine korrespondierend erzeugte Fahrstrategie bzw. ein korrespondierend geplantes Geschwindigkeitsprofil für einen zumindest bedingtautomatisierten Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs zugrunde gelegt werden. Dabei können auch ein oder mehrere vorgegebene Randbedingungen berücksichtigt werden, wie beispielsweise ein vorgegebener Mindestabstand des Kraftfahrzeugs zu der Ausfahrtstelle bei Beginn und/oder am Ende des Fahrstreifenwechsels des Kraftfahrzeugs auf den äußeren Fahrstreifen, eine vorgegebene maximale Längs- und/oder Querbeschleunigung des Kraftfahrzeugs und/oder dergleichen mehr. Durch das Optimieren des Fahrstreifenwechselpunkts, also des Zeitpunktes und/oder des Ortes für den Fahrstreifenwechsel, kann beispielsweise einer von mehreren möglichen oder infrage kommenden Fahrstreifenwechselpunkten ausgewählt oder festgelegt werden. Je nach Formulierung des Kriteriums kann dies beispielsweise durch eine Simulation, ein Lösen eines Optimierungsproblems, ein Lösen eines Minimierungs- oder Maximierungsproblems, ein Durchlaufen eines vorgegebenen Algorithmus und/oder dergleichen mehr erfolgen. Dies kann, ebenso wie die übrigen Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens, durch eine entsprechend eingerichtete Berechnungseinrichtung, beispielsweise ein Assistenzsystem des Kraftfahrzeugs oder dergleichen, durchgeführt werden.
In einem weiteren Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dann ein entsprechendes Hinweissignal zum Veranlassen des Fahrstreifenwechsels an dem bestimmten Fahrstreifenwechselpunkt ausgegeben. Das Hinweissignal kann also beispielsweise bei Erreichen des Fahrstreifenwechselpunktes oder bereits davor ausgegeben werden. Insbesondere in letzterem Fall, kann der Fahrstreifenwechselpunkt durch das Hinweissignal angegeben oder spezifiziert sein. Durch Ausgeben des Hinweissignals vor Erreichen des Fahrstreifenwechselpunktes kann beispielsweise eine gegebenenfalls anfallende Reaktionszeit eines Fahrers des Kraftfahrzeugs berücksichtigt werden.
Das Hinweissignal kann also beispielsweise an den Fahrer des Kraftfahrzeugs ausgegeben werden, etwa als optischer oder visueller, akustischer und/oder haptischer Hinweis. Dadurch kann der Fahrer darauf hingewiesen werden, dass bzw. wann und/oder wo, also zu oder an welchem Fahrstreifenwechselpunkt, er den Spurwechsel idealerweise ausführen sollte.
Ebenso kann das Hinweissignal in einem zumindest teilautomatisierten oder zumindest bedingtautomatisierten Fahrbetrieb oder Betriebsmodus des Kraftfahrzeugs an ein Längs- und Querführungssystem des Kraftfahrzeugs ausgegeben, also gesendet werden. Damit kann dieses System entsprechend angesteuert oder veranlasst werden, den Fahrstreifenwechsel an dem bestimmten Fahrstreifenwechselpunkt automatisiert auszuführen oder auch vorzubereiten, beispielsweise durch entsprechende Trajektorien- oder Geschwindigkeitsplanung, Fahrzeugsteuerung, Aktivieren eines Fahrtrichtungsanzeigers und/oder dergleichen mehr.
Ebenso kann das Hinweissignal beispielsweise an eines oder mehrere der Fremdfahrzeugen gesendet werden, etwa um den Spurwechsel des Kraftfahrzeugs anzukündigen, zu unterstützen oder auszuhandeln, beispielsweise wenn diese Fremdfahrzeuge in einem zumindest teilautomatisierten Betriebsmodus betrieben werden. Dadurch kann beispielsweise erreicht werden, dass die Fremdfahrzeuge ihr Fahrverhalten oder ihre Steuerung automatisch auf den geplanten Fahrstreifenwechsel des Kraftfahrzeugs hin anpassen oder abstimmen, sodass dieser sicher und effizient ermöglicht bzw. durchgeführt werden kann. Entsprechende Daten oder Signale können beispielsweise über eine Car2Car-Datenverbindung oder dergleichen gesendet oder ausgetauscht werden.
Ebenso kann für das Ausgeben des Hinweissignals stets eine jeweils aktuelle umliegende Fahr- oder Verkehrssituation berücksichtigt werden. Es können also insbesondere Positionen und Geschwindigkeiten von Fremdfahrzeugen in der Umgebung des Kraftfahrzeugs, allgemeine oder lokale Regeln oder Vorgaben zur Verkehrsführung, lokale Umgebungsbedingungen und/oder dergleichen mehr erfasst oder bestimmt und berücksichtigt werden. Dementsprechend kann das Hinweissignal beispielsweise nur dann ausgegeben werden, wenn der Fahrstreifenwechsel in der aktuellen Fahr- oder Verkehrssituation, also unter den jeweils aktuellen Bedingungen und gemäß den aktuellen tatsächlichen Positionen und Geschwindigkeiten der Fremdfahrzeugen und des Kraftfahrzeugs sicher möglich ist.
Bei dem hier beschriebenen bzw. thematisierten Verlassen einer mehrspurigen, also mehrstreifigen Straße muss entschieden werden, wann und/oder wo das Kraftfahrzeug auf dem äußeren Fahrstreifen eingeordnet werden soll, um die Straße an der jeweiligen Ausfahrtstelle verlassen zu können. Dabei muss beispielsweise je nach Verkehrssituation abgewogen werden, ob vor Erreichen der Ausfahrtstelle noch wenigstens ein, insbesondere langsamer als das Kraftfahrzeug fahrendes, Fremdfahrzeug überholt werden kann oder sollte. Die vorliegende Erfindung kann eine Unterstützung für diese Entscheidungen bieten. Damit kann die vorliegende Erfindung beispielsweise in einem manuellen Fahrbetrieb oder Betriebsmodus, in dem das Kraftfahrzeug manuell durch den Fahrer gesteuert oder gelenkt wird, der Fahrer unterstützt und entlastet werden. In einem zumindest bedingtautomatisierten Fahrbetrieb kann durch die vorliegende Erfindung beispielsweise ein bestehendes System zur automatisierten Längs- und Querführung des Kraftfahrzeugs unterstützt oder verbessert werden. Somit kann durch die vorliegende Erfindung ein besonders sicherer und komfortabler Fahrbetrieb in Fahr- oder Verkehrssituationen der beschriebenen Art ermöglicht werden.
Da der optimale bzw. optimierte Fahrstreifenwechselpunkt hier basierend auf gemessenen Daten und automatisch bestimmt wird, kann ein besonders robustes, zuverlässiges, konsistentes, objektives und sicheres Unterstützen bzw. Führen des Kraftfahrzeugs ermöglicht werden, da beispielsweise ein Fahrer sich nicht auf seine eigene, gegebenenfalls fehleranfällige oder ungenaue Einschätzung von Positionen, Abständen und Geschwindigkeiten der Fremdfahrzeuge in der Umgebung verlassen muss. Damit können entsprechende Fehler oder Gefahrensituationen, die auf entsprechenden menschlichen Fehleinschätzungen beruhen oder durch eingeschränkte Sichtverhältnisse oder dergleichen bedingt werden können, ganz oder teilweise vermieden werden.
In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird zum Erkennen, dass und wo das Kraftfahrzeug die Straße verlassen soll, eine aktuell von dem Kraftfahrzeug befolgte Navigationsroute ausgewertet. Mit anderen Worten kann also die jeweils angepeilte Ausfahrtstelle zum Verlassen der Straße automatisch aus der Navigationsroute, also entsprechenden Navigationsdaten entnommen werden. Dazu kann beispielsweise durch das für das erfindungsgemäße Verfahren eingerichtete Assistenzsystem eine Navigationseinrichtung des Kraftfahrzeugs automatisch abgefragt werden. Dazu kann eine solche Navigationseinrichtung beispielsweise über ein Bordnetz des Kraftfahrzeugs, eine Bluetooth- oder WLAN-Datenverbindung und/oder dergleichen dem Assistenzsystem für das erfindungsgemäße Verfahren gekoppelt sein. Die hier vorgeschlagene Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ermöglicht eine besonders zuverlässige Bestimmung oder Erkennung der jeweiligen angepeilten Ausfahrtstelle. Dadurch können entsprechende Fehlerkennungen und somit entsprechende fehlerhafte Hinweissignale besonders zuverlässig vermieden werden.
Ebenso können zum Erkennen der jeweiligen angepeilten Ausfahrtstelle beispielsweise eine Fahrhistorie oder Fahrroutine des Kraftfahrzeugs bzw. des Fahrers des Kraftfahrzeugs und/oder, insbesondere in einem manuellen Betriebsmodus, Fahrerbeobachtungsdaten automatisch ausgewertet werden. Letztere können beispielsweise durch bei Annäherung an eine vorausliegende Ausfahrtstelle mit vermehrter Häufigkeit oder Frequenz auftretende Blicke des Fahrers in Rück- und/oder Seitenspiegel, einen vorbereitenden Griff des Fahrers zu einem Betätigungshebel für einen Fahrtrichtungsanzeigers und/oder dergleichen mehr das bevorstehende oder geplante Verlassen der Straße an der in Fahrtrichtung nächsten vorausliegenden Ausfahrtstelle anzeigen. Dadurch kann eine Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch dann ermöglicht werden, wenn keine aktuelle Navigationsroute vorliegt oder befolgt wird.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung werden zum Bestimmen der Positionen und Geschwindigkeiten der Fremdfahrzeugen diese mittels einer Umgebungssensorik des Kraftfahrzeugs erfasst und/oder korrespondierende fahrzeugseitig über eine Car2X-Datenverbindung oder dergleichen empfangene Fahrzeugdaten automatisch ausgewertet. Die Fahrzeugdaten können also beispielsweise von den Fremdfahrzeugen selbst und/oder von einem Verkehrsüberwachungssystem oder einer Sensorik einer lokalen Verkehrsinfrastruktur oder dergleichen bereitgestellt werden. Diese Fahrzeugdaten können dann etwa durch das Kraftfahrzeug, durch eine entsprechende Kommunikationseinrichtung des Kraftfahrzeugs, das für das Verfahren eingerichtete Assistenzsystem, das für das Kraftfahrzeug vorgesehen bzw. in dem Kraftfahrzeug verbaut ist, oder dergleichen empfangen werden. Derartige Fahrzeugdaten können die Positionen und Geschwindigkeiten sowie gegebenenfalls geplante zukünftige Fahrmanöver oder Betriebsstrategien der Fremdfahrzeugen besonders genau und zuverlässig sowie unabhängig von Verdeckungen oder sonstigen Beschränkungen eines Erfassungsbereichs oder einer Erfassungsreichweite der Umgebungssensorik des Kraftfahrzeugs angeben. Dies wiederum kann eine entsprechend genaue und zuverlässige Bestimmung des optimalen Fahrstreifenwechselpunkts ermöglichen. Das Erfassen der Fremdfahrzeugen mittels der fahrzeugeigenen Umgebungssensorik des Kraftfahrzeugs kann hingegen vorteilhaft unabhängig von einer technischen Ausstattung der Fremdfahrzeuge oder der Straße bzw. einer lokalen Verkehrsinfrastruktur das Bestimmen der Positionen und Geschwindigkeiten der Fremdfahrzeuge ermöglichen. Dadurch kann auf diese Weise das erfindungsgemäße Verfahren besonders zuverlässig zur Verfügung stehen, also angewendet werden. Die Umgebungssensorik kann beispielsweise eine Kamera, eine Radareinrichtung, eine Lidareinrichtung und/oder dergleichen mehr sein oder umfassen. Damit können Umgebungsdaten aufgenommen werden, welche die Positionen und/oder der Geschwindigkeiten der Fremdfahrzeuge direkt angeben, insbesondere wenn die Radareinrichtung verwendet wird. Ebenso können die Positionen und/oder Geschwindigkeiten der Fremdfahrzeuge durch entsprechende Datenverarbeitung der Umgebungsdaten ermittelt werden. Dazu können an sich bekannte Methoden angewendet werden, wie etwa eine Objekterkennung, eine algorithmische Auswertung eines optischen Flusses und/oder dergleichen mehr.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung werden zum Bestimmen des Fahrstreifenwechselpunkts voraussichtliche zukünftige Bewegungen der Fremdfahrzeuge und des Kraftfahrzeugs mittels eines entsprechenden vorgegebenen Fahrverhaltens- bzw. Bewegungsmodells simuliert. Ein Simulationsergebnis bzw. Output des Bewegungsmodells kann dann verwendet werden, um den optimalen, also hinsichtlich des wenigstens einen vorgegebenen Kriteriums optimierten Fahrstreifenwechselpunkt zu bestimmen oder auszuwählen. Es können beispielsweise mehrere unterschiedliche Fahrstreifenwechselpunkte bzw. entsprechende Trajektorien des Kraftfahrzeugs in dem Bewegungsmodell simuliert und entsprechende Simulationsergebnisse hinsichtlich des wenigstens einen vorgegebenen Kriteriums bewertet werden, um den optimierten Fahrstreifenwechselpunkt zu bestimmen oder auszuwählen. Mittels des Bewegungsmodells können also etwa zeitliche Entwicklungen der Positionen, Abstände und Geschwindigkeiten der Fremdfahrzeuge und des Kraftfahrzeugs ausgehend vom jeweils aktuellen Zeitpunkt in die Zukunft abgeschätzt, extrapoliert oder simuliert werden.
Ein jeweiliger zeitlicher Vorhersage- oder Simulationshorizont kann dabei beispielsweise abhängig sein von dem jeweiligen Bewegungsmodell, den jeweils verfügbaren Daten, einer jeweils verfügbaren Rechenleistung und/oder dergleichen mehr.
Es können hier unterschiedliche Simulations- oder Bewegungsmodelle verwendet werden, beispielsweise ein Bewegungsmodell, das gemessene physikalische Größen, wie etwa die Positionen und Geschwindigkeiten, verwendet und darauf basierend eine physikalische Simulation durchführen oder ermöglichen kann, ein datenbasiertes Bewegungsmodell, ein Bewegungsmodell, das Entwicklungen von Verkehrssituationen oder Fahrzeugbewegungen gelernt hat, also beispielsweise auf einer Methode des maschinellen Lernens basiert bzw. entsprechend trainiert wurde, und/oder dergleichen mehr. Damit kann also beispielsweise je nach Anwendungsfall, verfügbaren Ressourcen und/oder dergleichen mehr eine flexible, bedarfsgerechte Anpassung oder Implementierung der vorliegenden Erfindung ermöglicht werden.
Die hier vorgeschlagene Verwendung eines vorgegebenen Bewegungsmodells kann eine besonders genaue, realitätsgetreue, plausible und robuste Vorhersage der zukünftigen Bewegungen der Fremdfahrzeuge und des Kraftfahrzeugs und somit eine entsprechend genaue und zuverlässige Bestimmung des optimierten Fahrstreifenwechselpunkts ermöglichen, beispielsweise im Vergleich zu einer einfacheren Annahme, wie etwa einer konstanten Fortbewegung sämtlicher Fahrzeuge oder einer einfachen Extrapolation aktueller Positionen und Geschwindigkeiten der Fahrzeuge allein gemäß den aktuellen Positionen, Geschwindigkeiten oder Beschleunigungen. So kann das vorgegebene Bewegungsmodell beispielsweise typische abstandsabhängige Fahrmanöver oder Geschwindigkeitsanpassungen, lokale Vorgaben oder Regelungen zur Verkehrsführung, typische komplexe wechselseitig abhängige Bewegungsmuster in Fahrzeuggruppen und/oder dergleichen mehr berücksichtigen.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird zumindest als Teil des vorgegebenen Kriteriums verwendet, also berücksichtigt oder ausgewertet, dass ein in Fahrtrichtung bzw. entgegen der Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs gemessener Abstand von dem Kraftfahrzeug zu einem Vorausfahrzeug und/oder zu einem Folgefahrzeug auf dem äußeren Fahrstreifen bei bzw. unmittelbar nach dem Fahrstreifenwechsel des Kraftfahrzeugs auf den äußeren Fahrstreifen wenigstens einem jeweiligen vorgegebenen Mindestabstand entsprechen soll und das Folgefahrzeug durch den Fahrstreifenwechsel des Kraftfahrzeugs nicht ausgebremst werden soll. Mit anderen Worten soll gemäß dem hier vorgeschlagenen Kriterium also der Abstand, mit dem das Kraftfahrzeug hinter dem Vorausfahrzeug bzw. vor dem Folgefahrzeug auf den äußeren Fahrstreifen einschert, wenigstens so groß wie der jeweilige vorgegebene Mindestabstand sein. Dabei können individuelle Mindestabstände zu dem Vorausfahrzeug und zu dem Folgefahrzeug vorgegeben sein oder es kann für den Abstand zu dem Vorausfahrzeug und für den Abstand zu dem Folgefahrzeug derselbe Mindestabstand vorgegeben sein. Das Vorausfahrzeug ist hier dasjenige der Fremdfahrzeuge, das unmittelbar nach dem Fahrstreifenwechsel dem Kraftfahrzeug in dem äußeren Fahrstreifen unmittelbar vorausfährt. Das Folgefahrzeug ist hier dasjenige der Fremdfahrzeuge, das unmittelbar nach dem Fahrstreifenwechsel dem Kraftfahrzeug in dem äußeren Fahrstreifen unmittelbar hinterherfährt, also folgt. Durch das hier vorgeschlagene Kriterium kann also sichergestellt werden, dass das Kraftfahrzeug nur in eine Lücke oder einen Abstand zwischen zweien der Fremdfahrzeugen auf dem äußeren Fahrstreifen einschert, wenn dort gemäß dem vorgegebenen Mindestabstand bzw. den vorgegebenen Mindestabständen ausreichend Platz zur Verfügung steht. Dies kann zum einen eine entsprechend gute Sicherheit bei dem Fahrstreifenwechselmanöver des Kraftfahrzeugs bieten und zum anderen plötzliche oder heftige Fahrmanöver, insbesondere Geschwindigkeitsveränderungen der Fremdfahrzeuge, insbesondere des Folgefahrzeugs, und den damit typischerweise zusammenhängenden erhöhten Energie- oder Kraftstoffverbrauch vermeiden. Der wenigstens eine vorgegebene Mindestabstand kann hier als fester Wert oder beispielsweise geschwindigkeitsabhängig, also dynamisch oder als Funktion in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und/oder der Fremdfahrzeuge, in Abhängigkeit von der Art oder dem Typ der jeweiligen Straße, in Abhängigkeit von jeweiligen Umgebungsbedingungen, wie etwa einer jeweiligen Sichtweite oder Erfassungsreichweite, und/oder dergleichen mehr vorgegeben sein.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird zumindest als Teil des Kriteriums verwendet, also berücksichtigt oder ausgewertet, dass die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs an der Ausfahrtstelle höchstens einer vorgegebenen Maximalgeschwindigkeit entsprechen und eine vorgegebene Bremsverzögerung des Kraftfahrzeugs, beispielsweise vor, während oder unmittelbar nach dem Fahrstreifenwechsel, nicht überschritten werden soll. Das Kriterium kann dabei insbesondere zudem umfassen oder fordern, dass gleichzeitig ein Ausbremsen nachfolgender Fremdfahrzeuge vermieden oder minimiert werden soll. Durch die hier vorgeschlagene Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann die Wahrscheinlichkeit für riskante Fahrmanöver im Anschluss an den an sich sicher durchgeführten Fahrstreifenwechsel aufgrund überhöhter Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs bezogen auf die Ausfahrtstelle oder eine sich daran anschließende Straße reduziert werden. Dabei kann die Maximalgeschwindigkeit als fester Wert oder dynamisch vorgegeben sein, beispielsweise in Abhängigkeit von der Art der Ausfahrtstelle, einem Kurvenradius einer im Bereich der Ausfahrtstelle zu durchfahrenden Kurve, jeweils aktuellen Wetter-, Umgebungs- und/oder Straßenbedingungen, einem Beladungszustand des Kraftfahrzeugs, einer Anwesenheit oder Abwesenheit einer Anhängelast des Kraftfahrzeugs und/oder dergleichen mehr. Dadurch kann sichergestellt werden, dass nicht nur der Fahrstreifenwechsel selbst, sondern auch das eigentliche Verlassen der Straße und ein daran anschließendes Fahrmanöver des Kraftfahrzeugs sicher und komfortabel ausgeführt werden kann.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird zumindest als Teil des Kriteriums verwendet, also berücksichtigt oder ausgewertet, dass ein Nettoenergieverbrauch des Kraftfahrzeugs von der jeweils aktuellen Position des Kraftfahrzeugs bis zum Verlassen der Straße an der Ausfahrtstelle einschließlich, also unter Berücksichtigung einer gegebenenfalls möglichen Rekuperation minimiert werden soll. Mit anderen Worten soll der Fahrstreifenwechsel und das Verlassen der Straße also derart ausgeführt oder ermöglicht werden, dass der Energie- oder Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeugs unter Berücksichtigung der lokal üblichen Geschwindigkeiten, also etwa der Geschwindigkeiten der umgebenden Fremdfahrzeuge und/oder einer vorgegebenen Minimal- oder Höchstgeschwindigkeit, und unter Vermeidung eines Ausbremsens eines oder mehrerer der Fremdfahrzeuge möglichst gering ist oder beispielsweise unter einem - statisch oder dynamisch - vorgegebenen Grenzwert liegt. Beispielsweise können in einer bestimmten Verkehrssituation zwei unterschiedliche Fahrmanöver und korrespondierende Fahrstreifenwechselpunkte für den Fahrstreifenwechsel des Kraftfahrzeugs auf den äußeren Fahrstreifen vor Erreichen der jeweiligen Ausfahrtstelle infrage kommen, von denen dann dasjenige Fahrmanöver und somit derjenige Fahrstreifenwechselpunkt ausgewählt werden kann, wofür der geringere Nettoenergieverbrauch bzw. Treibstoffverbrauch bestimmt wurde.
Beispielsweise kann ein erstes dieser Fahrmanöver ein Abbremsen, dann den Fahrstreifenwechsel, ein anschließendes Beschleunigen zum Vermeiden des Ausbremsens eines nachfolgenden Fremdfahrzeugs und schließlich das Verlassen der Straße an der Ausfahrtstelle umfassen. Alternativ kann ein zweites der möglichen Fahrmanöver zunächst ein Beschleunigen zum Überholen eines vorausfahrenden Fremdfahrzeugs, ein anschließendes Abbremsen und schließlich das Verlassen der Straße an der Ausfahrtstelle umfassen. Es ist dann für einen Fahrer oftmals nicht ohne Weiteres ersichtlich, welches dieser beiden Fahrmanöver mit einem geringeren Energie- oder Kraftstoffverbrauch verbunden wäre. Ebenso kann hier automatisch berücksichtigt werden, dass beispielsweise dann, wenn das Kraftfahrzeug nach dem Fahrstreifenwechsel beim Abbremsen im Bereich unmittelbar vor der Ausfahrtstelle Energie rekuperieren kann, vor dem Fahrstreifenwechsel eine höhere Geschwindigkeit bzw. eine Beschleunigungsphase insgesamt dennoch zu einem niedrigeren oder beispielsweise unterhalb des vorgegebenen Schwellenwertes liegenden Energie- oder Treibstoffverbrauch führen kann. Dies ist ebenfalls für einen typischen Fahrer oftmals nicht zuverlässig abschätzbar. Durch die vorliegende Erfindung kann hingegen auch in derartigen Verkehrssituationen eine hinsichtlich des Nettoenergie- oder Kraftstoffverbrauchs des Kraftfahrzeugs optimierte Ausführung des Fahrstreifenwechsels und des Verlassens der Straße ermöglicht werden.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird unter Berücksichtigung des wenigstens einen vorgegebenen Kriteriums bestimmt, ob vor dem Fahrstreifenwechsel des Kraftfahrzeugs in den äußeren Fahrstreifen noch wenigstens eines der Fremdfahrzeuge zu überholen ist. Hier kann also beispielsweise entschieden werden, ob noch wenigstens ein in dem äußeren Fahrstreifen und/oder noch wenigstens ein in dem aktuell von dem Kraftfahrzeug befahrenen Fahrstreifen fahrendes Fremdfahrzeug überholt werden kann oder muss, um den Fahrstreifenwechsel optimiert, also beispielsweise besonders sicher oder energiesparend, durchzuführen oder durchführen zu können. Wenn ermittelt wird bzw. wurde, dass noch wenigstens eines der Fremdfahrzeuge zu überholen ist, wird dann ein korrespondierendes Beschleunigungshinweissignal ausgegeben. Dieses Beschleunigungshinweissignal kann beispielsweise in einem manuellen oder assistierten Betriebsmodus des Kraftfahrzeugs als Aufforderung an den Fahrer zum Überholen des mindestens einen Fremdfahrzeugs, also zum Ausführen eines entsprechenden Überholmanövers ausgegeben werden. In einem zumindest teil- oder bedingtautomatisierten Betriebsmodus des Kraftfahrzeugs kann das Beschleunigungshinweissignal beispielsweise an ein entsprechendes Assistenzsystem für die automatisierte Längsführung oder Längs- und Querführung des Kraftfahrzeugs ausgegeben werden. In letzterem Fall kann auch ein korrespondierender Beschleunigungshinweis an den Fahrer ausgegeben werden. Damit kann der Fahrer über das geplante Beschleunigungs- bzw. Überholmanöver informiert werden. Dadurch können gegebenenfalls Stress oder Irritationen des Fahrers vermieden werden und/oder die Wahrscheinlichkeit dafür reduziert werden, dass der Fahrer das Beschleunigungsmanöver als Fehlverhalten der automatisierten Längsführung des bzw. Längs- und Querführung des Kraftfahrzeugs einschätzt und manuell in die Fahrzeugführung eingreift. Somit kann durch die hier vorgeschlagene Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung letztlich besonders flexibel, robust und zuverlässig ein optimiertes Fahrmanöver zum Verlassen der Straße und ein besonders hoher Insassenkomfort erreicht werden.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Assistenzsystem für ein Kraftfahrzeug. Das erfindungsgemäße Assistenzsystem weist eine - in Hardware und/oder in Software ausgeführte - Schnittstelle zum Erfassen von Bewegungsdaten, die Positionen und Geschwindigkeiten von Fremdfahrzeugen in einer jeweiligen Umgebung und des Kraftfahrzeugs direkt oder indirekt angeben, eine Prozesseinrichtung, also etwa einen Mikrochip, Mikroprozessor oder Mikrocontroller oder dergleichen, und einen damit gekoppelten computerlesbaren Datenspeicher auf. Das erfindungsgemäße Assistenzsystem ist dabei zum, insbesondere automatischen, Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet. Dazu kann ein entsprechendes Betriebs- oder Computerprogramm, das die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen Verfahrensschritte, Maßnahmen oder Abläufe oder entsprechende Steueranweisungen codiert oder implementiert, in dem Datenspeicher gespeichert sein. Dieses Betriebs- oder Computerprogramm kann dann durch die Prozesseinrichtung ausführbar sein, um das entsprechende Verfahren auszuführen oder dessen Ausführung zu bewirken. Das erfindungsgemäße Assistenzsystem kann insbesondere das im zusammen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren genannte Assistenzsystem sein oder diesem entsprechen. Beispielsweise kann das erfindungsgemäße Assistenzsystem als Fahrzeugsteuergerät realisiert sein.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Kraftfahrzeug, das eine Einrichtung zum Erfassen von Bewegungsdaten, die Positionen und Geschwindigkeiten von Fremdfahrzeugen in der Umgebung des Kraftfahrzeugs direkt oder indirekt angeben, und ein erfindungsgemäßes Assistenzsystem aufweist. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug kann insbesondere das im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und/oder im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Assistenzsystem genannte Kraftfahrzeug sein oder diesem entsprechen. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug kann also insbesondere zum, insbesondere automatischen, Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet sein. Die Einrichtung zum Erfassen der Bewegungsdaten kann die Umgebungssensorik, also etwa eine Kamera, eine Radareinrichtung, eine Lidareinrichtung oder dergleichen, und/oder eine Kommunikationseinrichtung sein oder umfassen. Eine solche Kommunikationseinrichtung kann beispielsweise zum Erfassen von Bewegungsdaten, die von den Fremdfahrzeugen, einer lokale Verkehrsinfrastruktur, einem Verkehrsüberwachungssystem und/oder einer fahrzeugexternen zentralen Servereinrichtung oder dergleichen bereitgestellt werden, über eine Car2X-, Car2Car-, Mobilfunk- oder WLAN-Datenverbindung oder dergleichen eingerichtet sein.
Weitere Merkmale der Erfindung können sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung ergeben. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in den Figuren allein gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in der einzigen Figur eine schematische Übersichtsdarstellung einer Verkehrsszene zum Veranschaulichen einer Unterstützung einer Fahrzeugführung auf einer mehrstreifigen Straße, die an einer Ausfahrtstelle verlassen werden soll.
1 zeigt eine beispielhafte schematische und nicht maßstabsgetreue Übersichtsdarstellung einer Verkehrssituation 1 auf einer Straße 2 zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Unterstützen einer Fahrzeugführung auf der Straße 2. Bei der Straße 2 handelt es sich vorliegend um eine mehrspurige bzw. mehrstreifige Straße mit einem inneren Fahrstreifen 3, einem mittleren Fahrstreifen 4 und einem äußeren Fahrstreifen 5. Diese Fahrstreifen 3, 4, 5 sind sämtlich für dieselbe Fahrtrichtung vorgesehen. Von der Straße 2 und insbesondere von deren äußerem Fahrstreifen 5 zweigt hier eine Ausfahrt 6 ab. Die Ausfahrt 6 kann also nur über den äußeren Fahrstreifen 5 angefahren oder erreicht werden. Ein Beginn der Ausfahrt 6 ist als Ausfahrtbeginn 7 gekennzeichnet. Ein Fahrzeug kann also aus dem äußeren Fahrstreifen 5 in Fahrtrichtung ab dem Ausfahrtbeginn 7 bis vor ein Ausfahrtende in die Ausfahrt 6 einfahren oder abbiegen.
In der hier dargestellten Verkehrssituation 1 fährt ein Kraftfahrzeug 8, das die Straße 2 über die Ausfahrt 6 verlassen soll, auf dem mittleren Fahrstreifen 4. Dabei fährt das Kraftfahrzeug 8 auf den Ausfahrtbeginn 7 zu, befindet sich jedoch noch in einiger Entfernung dazu und muss noch auf den äußeren Fahrstreifen 5 wechseln, um die Ausfahrt 6 nehmen zu können. Im Bereich oder in der Umgebung des Kraftfahrzeugs 8 befinden sich mehrere Fremdfahrzeuge 9, von denen hier beispielhaft zwei auf dem äußeren Fahrstreifen 5 dargestellt sind. Diese beiden Fremdfahrzeuge 9 befinden sich dabei beispielhaft in Fahrtrichtung zwischen dem Kraftfahrzeug 8 und dem Ausfahrtbeginn 7.
Das Kraftfahrzeug 8 ist dazu eingerichtet, eine Unterstützung zum Verlassen der Straße 2 über die Ausfahrt 6 in der hier dargestellten Verkehrssituation 1 entsprechenden Situationen zu bieten - sei es in einem manuellen oder assistierten Betriebsmodus oder in einem teilautomatisierten oder zumindest bedingtautomatisierten Betriebsmodus des Kraftfahrzeugs 8. Dazu weist das Kraftfahrzeug 8 eine Einrichtung zum Erfassen von Umgebungsdaten auf. Diese Einrichtung umfasst vorliegend zumindest eine Umgebungssensorik 10. Damit können die Fremdfahrzeuge 9 in der Umgebung des Kraftfahrzeugs 8 bzw. entsprechende Umgebungsdaten erfasst werden, welche die Positionen und Geschwindigkeiten der Fremdfahrzeuge 9 angeben oder aus welchen die Positionen und Geschwindigkeiten und Abstände der Fremdfahrzeuge 9 bzw. zu den Fremdfahrzeugen 9 bestimmt werden können. Weiter weist das Kraftfahrzeug 8 ein entsprechendes Assistenzsystem 11 auf. Dieses ist zum Verarbeiten der Umgebungsdaten eingerichtet. Dazu weist das Assistenzsystem 11 eine Schnittstelle 12 zum Erfassen oder Empfangen der Umgebungsdaten, einen Prozessor 13 und einen damit gekoppelten computerlesbaren Datenspeicher 14 auf.
In einem entsprechenden Verfahren zum Unterstützen der Führung des Kraftfahrzeugs 8 beim Verlassen der Straße 2 über die Ausfahrt 6 kann zunächst erkannt oder ermittelt werden, dass das Kraftfahrzeug 8 sich auf der mehrstreifigen Straße 2 befindet und diese über die vorausliegende Ausfahrt 6 verlassen soll, beispielsweise anhand von Navigationsdaten oder dergleichen. Weiter können automatisch die Umgebung erfasst, also abgetastet oder überwacht werden und die Positionen, Geschwindigkeiten und Abstände der Fremdfahrzeuge 9 ermittelt werden. Dies kann beispielsweise kontinuierlich während der Fahrt oder des Betriebs des Kraftfahrzeugs 8 erfolgen oder zumindest ab einem vorgegebenen Abstand zu der Ausfahrt 6 bzw. deren Ausfahrtbeginn 7. Dieser Abstand kann fest vorgegeben sein, beispielsweise im Bereich von 2 km bis 1,5 km, und/oder abhängig von der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 8, der Art der jeweiligen Straße 2, der jeweiligen Verkehrssituation 1, der Verkehrs- oder Fahrzeugdichte in der Umgebung des Kraftfahrzeugs 8 bzw. zwischen dessen aktueller Position und dem Ausfahrtbeginn 7, der Anzahl der notwendigen Fahrstreifenwechsel zum Erreichen des äußeren Fahrstreifens 5 bzw. der Ausfahrt 6 und/oder dergleichen mehr.
Vorliegend kann also ein Ausfahrtsabstand 15 zwischen der aktuellen Position des Kraftfahrzeugs 8 und dem Ausfahrtbeginn 7 in Fahrtrichtung bestimmt bzw. überwacht werden. Weiter kann in der hier dargestellten Verkehrssituation 1 ein Vorausfahrzeugabstand 16 zwischen dem Kraftfahrzeug 8 und dem diesem in dem äußeren Fahrstreifen 5 vorausfahrenden Fremdfahrzeug 9 bestimmt werden. Weiter kann wenigstens ein Fremdfahrzeugabstand 17 zwischen zweien der Fremdfahrzeuge 9 auf dem äußeren Fahrstreifen 5 bestimmt werden. Dies kann hier beispielhaft ein Abstand zwischen einem dem Kraftfahrzeug 8 nächstliegend vorausfahrenden Fremdfahrzeug 9 und dessen Vorausfahrzeug sein. Ebenso kann beispielsweise eines der Fremdfahrzeuge 9, zwischen denen der wenigstens eine Fremdfahrzeugabstand 17 gegeben ist bzw. bestimmt wird, in Fahrtrichtung hinter dem Kraftfahrzeug 8, also heckseitig von diesem auf dem äußeren Fahrstreifen 5 fahren. Ebenso können die Positionen und Geschwindigkeiten weiterer, hier nicht explizit dargestellter Fremdfahrzeuge 9 bzw. deren jeweiliger Abstand zu dem Kraftfahrzeug 8 bestimmt werden. So kann beispielsweise eine Geschwindigkeit eines Folgefahrzeugs, das dem Kraftfahrzeug 8 auf dem von diesem befahrenen Fahrstreifen - hier als dem mittleren Fahrstreifen 4 - folgt, sowie dessen Abstand zu dem Kraftfahrzeug 8 bestimmt werden. Darauf basierend kann gegebenenfalls ein Ausbremsen dieses Folgefahrzeugs im Rahmen eines Fahrmanövers des Kraftfahrzeugs 8 zum Verlassen der Straße 2 über die Ausfahrt 6 vermieden werden.
In der hier dargestellten Verkehrssituation 1 kann anhand der Umgebungsdaten zudem beispielsweise ermittelt oder bestimmt werden, dass sich das eine dargestellte Fremdfahrzeug 9 mit der Geschwindigkeit v1 und das andere dargestellte Fremdfahrzeug 9 mit der Geschwindigkeit v2 bewegt. Ebenso kann, beispielsweise über ein Bordnetz oder von einem Steuergerät oder Tachometer des Kraftfahrzeugs 8, die aktuelle Geschwindigkeit v3 des Kraftfahrzeugs 8 ermittelt oder abgerufen werden.
Auf Basis der ermittelten Größen oder Parameter gilt es dann herauszufinden kommt, also zu bestimmen, wann bzw. wo ein Fahrstreifenwechsel des Kraftfahrzeugs 8 von dem mittleren Fahrstreifen 4 auf den äußeren Fahrstreifen 5 optimalerweise stattfinden bzw. veranlasst oder durchgeführt werden sollte. Dazu können ein oder mehrere vorgegebene Optimierungskriterien berücksichtigt werden. So kann beispielsweise vorgegeben sein, dass die Geschwindigkeit v3 des Kraftfahrzeugs 8 beim Verlassen der Straße 2, also beispielsweise bei Erreichen oder Überfahren des Ausfahrtbeginns 7, höchstens einer vorgegebenen Maximalgeschwindigkeit entsprechen soll. Ebenso kann vorgegeben sein, dass der Energie- oder Treibstoffverbrauch des Kraftfahrzeugs 8 für die Fahrmanöver zum Verlassen der Straße 2 minimiert werden oder unter einem - beispielsweise in Abhängigkeit vom Typ der Straße 2 - vorgegebenen Schwellenwert liegen soll. Ebenso kann vorgegeben sein, dass ein Abstand, mit oder in dem das Kraftfahrzeug 8 vor bzw. hinter dem jeweils nächstliegenden Fremdfahrzeug 9 auf den äußeren Fahrstreifen 5 einschert, wenigstens einem vorgegebenen Mindestabstand entsprechen soll. Ebenso kann vorgegeben sein, dass die Geschwindigkeit v3 des Kraftfahrzeugs 8 beim Einscheren, also Wechseln auf den äußeren Fahrstreifen 5 nicht oder nicht signifikant geringer als die Geschwindigkeit eines auf dem äußeren Fahrstreifen 5 nachfolgenden Fremdfahrzeugs 9 sein soll, um dieses nicht auszubremsen. Ebenso kann vorgegeben sein, dass der Ausfahrtsabstand 15 nicht unter einen vorgegebenen Mindestwert fallen soll, bevor der Fahrstreifenwechsel des Kraftfahrzeugs 8 auf den äußeren Fahrstreifen 5 abgeschlossen ist.
Unter Berücksichtigung dieser und/oder weiterer Optimierungskriterien kann durch das Assistenzsystem 11 bestimmt werden, wann bzw. wo der wenigstens eine Fahrstreifenwechsel des Kraftfahrzeugs 8 auf den äußeren Fahrstreifen 5 eingeleitet oder ausgeführt werden soll. Dabei kann stets die aktuelle umliegende Fahrsituation, also insbesondere die Positionen, Geschwindigkeiten und Abstände bzw. Bewegungsverhalten der umgebenden Fremdfahrzeuge 9, berücksichtigt werden. Dabei kann auch bestimmt werden, ob das Kraftfahrzeug 8 vor dem Fahrstreifenwechsel auf den äußeren Fahrstreifen 5 beispielsweise noch ein oder mehrere Fremdfahrzeuge 9 überholen soll oder muss. Ist dies der Fall, dann kann gegebenenfalls die Geschwindigkeit v3 des Kraftfahrzeugs 8 vor dem Fahrstreifenwechsel automatisch erhöht werden oder ein entsprechender Hinweis zum Beschleunigen an einen Fahrer des Kraftfahrzeugs 8 ausgegeben werden, um das sprechende Überholmanöver noch vor Erreichen der Ausfahrt 6 bzw. des Ausfahrtbeginn 7 oder vor Unterschreiten des Mindestwertes für den Ausfahrtsabstand 15 abzuschließen oder abschließen zu können.
Das Ermitteln eines entsprechend optimierten Fahrstreifenwechselpunktes für den wenigstens einen Fahrstreifenwechsel des Kraftfahrzeugs 8 auf den äußeren Fahrstreifen 5 kann beispielsweise abhängig von der Verfügbarkeit, Qualität, Genauigkeit, Verlässlichkeit oder Vollständigkeit der Umgebungsdaten nach einem vorgegebenen Algorithmus oder durch Extrapolieren oder durch Simulieren der Bewegungen der Fremdfahrzeuge 9 und des Kraftfahrzeugs 8 mittels eines vorgegebenen Fahrverhaltens- oder Bewegungsmodells oder dergleichen erfolgen. Dies kann beispielsweise dann durchgeführt werden, wenn sich das Kraftfahrzeug 8 bis auf eine vorgegebene Entfernung an den Ausfahrtbeginn 7 angenähert hat. Diese Entfernung kann dabei fest vorgegeben sein oder dynamisch festgelegt werden kann, beispielsweis abhängig von der jeweiligen Verkehrssituation 1, der Art der Straße 2, der Anzahl der Fremdfahrzeugen 9 bzw. der Verkehrsdichte in der Umgebung des Kraftfahrzeugs 8 bzw. zwischen der aktuellen Position des Kraftfahrzeugs 8 und dem Ausfahrtbeginn 7 und/oder dergleichen mehr.
Wenn der optimierte Fahrstreifenwechselpunkt ermittelt wurde, so kann dann auch durch das Assistenzsystem 11 automatisch ein entsprechendes Hinweissignal ausgegeben werden. Dies kann beispielsweise ein visueller bzw. optischer, akustischer und/oder haptischer Hinweis an den Fahrer des Kraftfahrzeugs 8 oder ein entsprechendes Daten- oder Steuersignal an ein System des Kraftfahrzeugs 8 zu dessen automatisierter Längs- und Querführung sein. In letzterem Fall kann der entsprechende wenigstens eine Fahrstreifenwechsel, ein eventuell vorgesehenes Überholmanöver und/oder eine eventuell vorgesehene Geschwindigkeitsanpassung des Kraftfahrzeugs 8 auf das Hinweissignal hin automatisch durchgeführt werden.
Zusammenfassend wird hier also vorgeschlagen, vor dem Verlassen der mehrspurigen Straße 2 eine Empfehlung an den Fahrer auszugeben, wann er sich auf die äußere Spur - also im Rechtsverkehr auf die rechte Spur und im Linksverkehr auf die linke Spur - einordnen sollte oder ob er noch andere Fahrzeuge überholen kann, und/oder ein entsprechendes Hinweis- oder Steuersignale für ein automatisiertes Fahrzeugsystem zu erzeugen.
Bezugszeichenliste

1: Verkehrssituation
2: Straße
3: innerer Fahrstreifen
4: mittlerer Fahrstreifen
5: äußerer Fahrstreifen
6: Ausfahrt
7: Ausfahrtbeginn
8: Kraftfahrzeug
9: Fremdfahrzeuge
10: Umgebungssensorik
11: Assistenzsystem
12: Schnittstelle
13: Prozessor
14: Datenspeicher
15: Ausfahrtsabstand
16: Vorausfahrzeugabstand
17: Fremdfahrzeugabstand

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 102019205607 A1 [0003]
DE 102016116928 A1 [0004]

Claims

Verfahren zum Unterstützen einer Führung eines Kraftfahrzeugs (8) bei einer Fahrt auf einer Straße (2), die mehrere unmittelbar nebeneinander verlaufende und für die aktuelle Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs (8) vorgesehene Fahrstreifen (3, 4, 5) aufweist, wobei automatisch - erkannt wird, wenn das Kraftfahrzeug (8) die Straße (2) an einer in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs (8) vorausliegenden Ausfahrtstelle (6) verlassen soll und dazu zunächst einen Fahrstreifenwechsel von einem aktuell befahrenen Fahrstreifen (4) der Straße (2) auf den äußeren Fahrstreifen (5) der Straße (2) ausführen muss, - Positionen und Geschwindigkeiten von Fremdfahrzeugen (9) in der Umgebung des Kraftfahrzeugs (8), die ebenfalls die Straße (2) in der Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs (8) befahren, bestimmt werden, wobei wenigstens ein Abstand (17) zwischen zweien der auf dem äußeren Fahrstreifen (5) fahrenden Fremdfahrzeuge (9), von denen sich wenigstens eines dem Kraftfahrzeug (8) in Fahrtrichtung voraus befindet, und/oder wenigstens ein Abstand (16) des Kraftfahrzeugs (8) zu einem der Fremdfahrzeuge (9), das sich dem Kraftfahrzeug (8) in Fahrtrichtung voraus auf dem äußeren Fahrstreifen (5) befindet, bestimmt wird, - darauf basierend ein hinsichtlich wenigstens eines vorgegebenen Kriteriums optimierter Fahrstreifenwechselpunkt für den Fahrstreifenwechsel des Kraftfahrzeugs (8) auf den äußeren Fahrstreifen (5) bestimmt wird, und - dann ein entsprechendes Hinweissignal zum Veranlassen des Fahrstreifenwechsels an dem bestimmten Fahrstreifenwechselpunkt ausgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erkennen, dass und wo das Kraftfahrzeug (8) die Straße (2) verlassen soll, eine aktuell befolgte Navigationsroute ausgewertet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bestimmen der Positionen und Geschwindigkeiten der Fremdfahrzeuge (9) diese mittels einer Umgebungssensorik (10) des Kraftfahrzeugs (8) erfasst werden und/oder korrespondierende fahrzeugseitig über eine Car2X-Datenverbindung empfangene Fahrzeugdaten automatisch ausgewertet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bestimmen des Fahrstreifenwechselpunkts voraussichtliche zukünftige Bewegungen der Fremdfahrzeuge (9) und des Kraftfahrzeugs (8) mittels eines entsprechenden vorgegebenen Bewegungsmodells simuliert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest als Teil des vorgegebenen Kriteriums verwendet wird, dass ein Abstand (16) von dem Kraftfahrzeug (8) zu einem Vorausfahrzeug und/oder zu einem Folgefahrzeug auf dem äußeren Fahrstreifen (5) bei dem Fahrstreifenwechsel des Kraftfahrzeugs (8) auf den äußeren Fahrstreifen (5) wenigstens einem jeweiligen vorgegebenen Mindestabstand entsprechen soll und das Folgefahrzeug dabei nicht ausgebremst werden soll.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest als Teil des Kriteriums verwendet wird, dass die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs (8) an der Ausfahrtstelle (6, 7) höchstens einer vorgegebenen Maximalgeschwindigkeit entsprechen und eine vorgegebene maximale Bremsverzögerung des Kraftfahrzeugs (8) nicht überschritten werden soll, insbesondere bei gleichzeitiger Minimierung eines Ausbremsens nachfolgender Fremdfahrzeuge (9).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest als Teil des Kriteriums verwendet wird, dass ein Nettoenergieverbrauch des Kraftfahrzeug (8) von dessen jeweils aktueller Position bis zum Verlassen der Straße (2) an der Ausfahrtstelle (6) einschließlich einer gegebenenfalls möglichen Rekuperation minimiert werden soll.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unter Berücksichtigung des wenigstens einen vorgegebenen Kriteriums bestimmt wird, ob vor dem Fahrstreifenwechsel des Kraftfahrzeugs (8) in den äußeren Fahrstreifen noch wenigstens eines der Fremdfahrzeuge (9) zu überholen ist, und wenn dies der Fall ist, ein korrespondierendes Beschleunigungshinweissignal ausgegeben wird.
Assistenzsystem (11) für ein Kraftfahrzeug (8), aufweisend eine Schnittstelle (12) zum Erfassen von Bewegungsdaten, die Positionen und Geschwindigkeiten von Fremdfahrzeugen (9) in einer jeweiligen Umgebung und des Kraftfahrzeugs (8) angeben, eine Prozessoreinrichtung (13) und einen damit gekoppelten computerlesbaren Datenspeicher (14), wobei das Assistenzsystem (11) zum Ausführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist.
Kraftfahrzeug (8), aufweisend eine Einrichtung (10) zum Erfassen von Bewegungsdaten, die Positionen und Geschwindigkeiten von Fremdfahrzeugen (9) in der Umgebung des Kraftfahrzeugs (8) angeben, und ein Assistenzsystem (11) nach Anspruch 9.