Beschreibung

Hintergrund der Erfindung

Hier werden ein Steuerungs-System und ein Verfahren zum Ermöglichen eines Einscherens eines anderen Kraftfahrzeugs aus einer Nachbarspur im ACC-Betrieb des eigenen Kraftfahr ^¬ zeugs offenbart. Dieses System und Verfahren ist insbesondere durch das Vorhandensein von ACC (Autonomous/ Adaptive - Cruise Control) in Kraftfahrzeugen möglich. Dabei soll das Einscheren mit einem sicheren Spurwechsels von der einen Fahrspur, zum Beispiel der Überholspur in die„langsamere" Spur (also z.B. in Kontinentaleuropa oder den USA von der linken in die rechte Spur), oder von der„langsameren" Spur in die Überholspur mit dem vorliegend offenbarten Steuerungs-System und Verfahren möglich sein.

Stand der Technik,

Eine ACC-Einrichtung, die dem Fahrer die Überwachung des Abstandes zum vorausfahrenden Kraftfahrzeug abnimmt und die Geschwindigkeit seines eigenen Kraftfahrzeuges an die Geschwindigkeit eines vorausfahrenden Kraftfahrzeuges anpasst, ist zum Beispiel in der EP-A-0 612 641 beschrieben. Die Frage eines Ermöglichens eines Einschererens eines anderen Kraftfahrzeugs aus einer Nachbarspur im ACC Betrieb des eigenen Kraftfahrzeugs ist darin nicht angesprochen.

Zugrundeliegendes Problem

Die ACC-Einrichtung des eigenen Kraftfahrzeugs soll im ACC-Betrieb auch bei einem zähen Verkehrsfluss auf mehrspurigen Fahrbahnen in die gleiche Richtung ein sicheres und für den Fahrer des eigenen Kraftfahrzeugs stressfreies Einscheren eines sich relativ zum eigenen Kraftfahrzeug bewegenden anderen Kraftfahrzeug in einer Nachbarspur erlauben.

Vorgeschlagene Lösung

Eine ACC-Einrichtung basiert unter anderem auf einer Umfeldsensorik des eigenen Fahrzeuges (Radar, Lidar, Kamera, Ultraschall, ... ). Die Umfeldsensorik kann Objekte im Umfeld des eigenen Kraftfahrzeugs über die Zeit erfassen. Die ACC-Einrichtung kann darüber hinaus autonome Fahrbetriebseingriffe am eigenen Kraftfahrzeug ausführen, die Betätigungen der Bremseinrichtung oder des Gaspedals des eigenen Kraftfahrzeugs durch dessen Fahrer nahekommen oder entsprechen. Diese autonomen Fahrbetriebseingriffe umfassen sowohl autono- me Verzögerungen als auch autonome Beschleunigungen, um einen momentanen Abstand zwischen dem eigenen Kraftfahrzeug und einem vorausfahrenden anderen Kraftfahrzeugs im Wesentlichen konstant zu halten. Dieser Abstand ist dabei von der Geschwindigkeit des eigenen Kraftfahrzeugs abhängig. Er wird von der ACC-Einrichtung des eigenen Kraftfahrzeugs auf einen Sicherheitsabstand eingestellt, der sich nach der Geschwindigkeit des eigenen Kraftfahrzeugs richtet.

Ein zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug eingerichtetes und bestimmtes Steuerungs-System bestimmt, basierend auf aus einem oder mehreren an dem Kraftfahrzeug befindlichen Um- feldsensor/en gewonnenen Umfelddaten, dass, während im eigenen Kraftfahrzeug die ACC- Einrichtung aktiv sein kann, ein anderes Kraftfahrzeug, das sich relativ zum eigenen Kraftfahrzeug in einer Nachbarspur bewegt, eine Tendenz hat, in die Fahrspur des eigenen Kraftfahrzeugs zu wechseln. Hierfür sind die Umfeldsensoren dazu eingerichtet, einer elektronischen Steuerung des Steuerungs-Systems die den Bereich seitlich vor, seitlich neben und/ oder seitlich hinter dem Fahrzeug wiedergebenden Umfelddaten bereitzustellen, die charakteristisch sind für diese Tendenz zu wechseln.

Das Steuerungs-System ist wenigstens dazu eingerichtet und bestimmt, sobald die diese Tendenz wiedergebenden Umfelddaten eine vorbestimmte Signifikanz-Schwelle überschritten haben, durch autonome Fahrbetriebseingriffe (i) den Abstand zu einem weiteren anderen Kraftfahrzeug, das sich relativ zum eigenen Kraftfahrzeug in derselben Fahrspur vor dem eigenen Kraftfahrzeug bewegt, zu erhöhen, und/oder (ii) die Fahrgeschwindigkeit des eigenen Kraftfahrzeugs zu verringern, sofern durch die Umfeldsensoren kein weiteres anderes Kraftfahrzeug, das sich relativ zum eigenen Kraftfahrzeug in derselben Fahrspur vor dem eigenen Kraftfahrzeug bewegt, erfasst wird, um dadurch dem einen anderen Kraftfahrzeug, das sich relativ zum eigenen Kraftfahrzeug in einer Nachbarspur bewegt, die Möglichkeit zu geben, einen Spurwechsel von der Nachbarspur auf die Fahrspur des eigenen Kraftfahrzeugs durchzuführen. Das Steuerungs-System kann außerdem wenigstens dazu eingerichtet und bestimmt sein, dass die ACC-Einrichtung im Anschluss an den Spurwechsel das eine andere Kraftfahrzeug, welches sich jetzt relativ zum eigenen Kraftfahrzeug in derselben Fahrspur vor dem eigenen Kraftfahrzeug bewegt, als neues Regelobjekt für den ACC-Betrieb des eigenen Kraftfahrzeugs zu verwenden.

Da im Stand der Technik solche Verkehrssituationen durch herkömmliche ACC-Einrichtungen nicht erkannt werden, können sie auch nicht in (verkehrs-)sicherer und für den Fahrer sowohl eigenen als auch des anderen Kraftfahrzeugs in komfortabler Weise durch die herkömmlichen ACC-Einrichtungen behandelt werden. Sofern bisherige ACC-Einrichtungen im Be- trieb sind, ist bei derartigen Situationen ein Eingreifen des Fahrers (zum Beispiel durch Deaktivieren der ACC-Einrichtung und/oder Fahrer-Betätigung der Bremsen) erforderlich. Zudem erfordert dies zunächst, dass der Fahrer des eigenen Kraftfahrzeugs die Einscher-/Spurwech- sel-Tendenz des anderen Kraftfahrzeugs wahrnimmt, sich dann gegenüber dem vor ihm fahrenden Kraftfahrzeug in der eigenen Fahrspur zurückfallen lässt, um dem anderen Kraftfahr ^¬ zeug das Einscheren in die eigene Fahrspur zu ermöglichen.

Mit der hier vorgestellten Lösung wird das oben beschriebene Erkennen und Eingreifen des Fahrers nicht mehr notwendig. Außerdem wird vom hier offenbarten Steuerungs-System in definiertem, ausreichendem Maß Einscher-Raum in der eigenen Fahrspur bereitgestellt.

Die hier vorgestellte Lösung eignet sich insbesondere für Situationen mit zähem Verkehrs- fluss, in welchen die Kraftfahrzeuge sowohl der eigenen Fahrspur als auch der Nachbarspur mit geringer Fahrgeschwindigkeit und geringem Abstand zum jeweiligen vorausfahrenden Kraftfahrzeug fahren. Die Fahrzeuge in den Fahrspuren bewegen sich dabei ähnlich schnell; beispielsweise befindet sich die Geschwindigkeit des betrachteten anderen Fahrzeuges innerhalb eines Toleranzbandes der Geschwindigkeit des eigenen Kraftfahrzeuges.

Die vorgeschlagene Lösung beruht dabei auf der Erkenntnis, dass eine intensivere Auswertung der Fahrumgebung des eigenen Kraftfahrzeuges für die Förderung der Verkehrssicherheit und einer Verminderung von Stress für die Fahrer förderlich ist. Die Ergebnisse dieser Auswertung der Fahrumgebung sind dann bei der Fahrt des eigenen Kraftfahrzeuges mit heranzuziehen. Im Gegensatz zu den bekannten Lösungen kann das vorliegende System eine Einscher-Tendenz des anderen Kraftfahrzeuges aus der anderen Fahrspur in die eigene Fahrspur unabhängig vom eigenen Fahrer direkt befriedigen.

Weitere Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen

Das Steuerungs-System kann dazu eingerichtet und bestimmt sein, zusätzliche Umfelddaten aus dem Bereich seitlich neben und/oder seitlich hinter dem eigenen Kraftfahrzeug zu erfassen und auszuwerten. Dies erlaubt, ein Fahrzeug mit Einscher-Tendenz aus der anderen Fahrspur in die eigene Fahrspur frühzeitig zu erkennen und die notwendigen Schritte einzuleiten. Insbesondere kann eine Einscher-Tendenz eines Fahrzeuges aus der anderen Fahrspur in die eigene Fahrspur durch Erfassen und Auswerten etwaiger Querbewegungen des anderen Fahrzeuges aus der anderen Fahrspur, oder aber der Status des Fahrtrichtungswechselanzeigers (Blinker) des anderen Fahrzeuges betrachtet werden. Querbewegungen des anderen Fahrzeuges werden in einer Variante in dem Steuerungs-System durch Bildverarbeitung von Videodaten aus einer oder mehreren Kameras am eigenen Kraftfahrzeug erfasst.

In einer anderen Variante hat das eigene Kraftfahrzeug seitlich vorne im Eckbereich des ei ^¬ genen Fahrzeugs wenigstens einen Radarsensor mit einem Überwachungsbereich. Dieser Radarsensor liefert der elektronischen Steuerung, die Signale zugeführt bekommt, die Umweltdaten erfasst, diese Signale und Daten verarbeitet und Steuerungs- und/oder Ausgabesignale erzeugt.

Im Rahmen einer in der elektronischen Steuerung ausgeführten Datenfusion können sowohl die durch Bildverarbeitung von Videodaten aus einer oder mehreren Kameras erfassten Informationen, als auch die mittels des wenigstens einen Radarsensors erfassten Information in der elektronischen Steuerung verarbeitet, um die Einscher-Tendenz aus der anderen Fahrspur in die eigene Fahrspur sicher und frühzeitig zu erkennen.

Des Weiteren kann es auch zu Situationen kommen, in denen kein aktives Einscheren eines anderen Fahrzeugs vor das eigene Fahrzeug vorliegt. Dies ist beispielsweise der Fall beim Auffahren eines anderen Fahrzeugs auf Bundesstraßen oder Autobahnen, bei denen der einmündende Beschleunigungsstreifen in eine neue Fahrspur übergeht. Eine solche Situation kann von dem einen oder mehreren Umfeldsensor/en des eigenen Kraftfahrzeuges für den weiteren Überwachungsbereich vor dem Fahrzeug nicht in jedem Fall erkannt werden.

Kurzbeschreibunq der Zeichnung

Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigen alle beschriebenen und / oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den hier offenbarten Gegenstand, auch unabhängig von ihrer Gruppierung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehun- gen. Die Abmessungen und Proportionen der in den Fig. gezeigten Komponenten sind hierbei nicht unbedingt maßstäblich; sie können bei zu implementierenden Ausführungsformen vom hier Veranschaulichten abweichen.

Fig. 1 zeigt schematisch eine erste Fahrsituation, in der ein eigenes Kraftfahrzeug auf einer linken Fahrspur bei laufendem ACC-Betrieb in einem von der eigenen Geschwindigkeit abhängigen Abstand hinter einem weiteren Kraftfahrzeug herzufahren, während ein anderes Kraftfahrzeug mit seinen Fahrtrichtungswechselanzeigern die Absicht signalisiert, von der rechten Fahrspur auf die linke Fahrspur einzuscheren.

Fig. 2 zeigt schematisch eine zweite Fahrsituation, in der das eigene Kraftfahrzeug auf seiner linken Fahrspur die Einscher-Tendenz des anderen Kraftfahrzeugs ermittelt hat und den Abstand zu dem vorausfahrenden weiteren Kraftfahrzeug vergrößert hat, so dass das andere Kraftfahrzeug mit die Möglichkeit wahrnehmen kann, vor dem eigenen Kraftfahrzeug von der der rechten Fahrspur auf die linke Fahrspur einzuscheren.

Fig. 3 zeigt schematisch eine dritte Fahrsituation, in der die ACC-Einrichtung des eigenen Kraftfahrzeugs auf der linken Fahrspur nach dem vollzogenen Einscheren des anderen Kraftfahrzeugs den Abstand des eigenen Kraftfahrzeugs zu dem eingescherten anderen Kraftfahrzeug in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des eigenen Kraftfahrzeugs auf einen Sicherheitsabstand einregelt.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen

Die in Fig. 1 schematisch gezeigte Fahrsituation ist für einen zähen Verkehrsfluss typisch. Die Kraftfahrzeuge in den Fahrspuren bewegen sich dabei ähnlich schnell. Ein eigenes Kraftfahrzeug ego ist hier auf einer linken Fahrspur mit einer eigenen Geschwindigkeit v_ego unter ^¬ wegs, während ein anderes Fahrzeug alter_l auf der rechten Fahrspur mit gleicher oder nahezu gleicher, aber leicht erhöhter Geschwindigkeit v_alter_l fährt.

Das eigene Kraftfahrzeug ego hat eine elektronische Steuerung ECU, die Signale zugeführt bekommt, die Umweltdaten erfasst, die diese Signale und Umweltdaten verarbeitet und die Steuerungs- und/oder Ausgabesignale erzeugt. Ein nicht weiter im Detail erläuterter, seitlich vorne im Eckbereich des eigenen Fahrzeugs ego befindlicher Radarsensor ?e hat einen ersten Überwachungsbereich Ua. Ein vorne im Mittelbereich des eigenen Fahrzeugs ego befindlicher Radarsensor Rv hat einen zweiten Überwachungsbereich Ub. Die Radarsensoren Rv und Re liefern der elektronischen Steuerung ECU Radarsignale über den Abstand, die Differenzgeschwindigkeit zwischen dem eigenen Fahrzeug ego und dem weiteren Fahrzeug alter_l, und die Fahrtrichtung und/oder den Drehwinkel des anderen Kraftfahrzeugs alter_l um dessen Hochachse.

Das hier beschriebene, zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug eingerichtete und bestimmte Steuerungs-System hat neben den beiden Radarsensoren ggf. noch weitere Umfeldsensoren (Video, Ultraschall, Lidar, etc.) zur Erfassung der Umgebung des eigenen Fahrzeugs ego. Die elektronische Steuerung ECU verarbeitet die aus den an dem Kraftfahrzeug befindlichen Um- feldsensor/en (Radarsensoren Rv, Re) gewonnenen Umfelddaten, um zu ermitteln, ob ein anderes Kraftfahrzeug alter_l, das sich relativ zum eigenen Kraftfahrzeug ego in einer - linken oder rechten - Nachbarspur etwa gleich schnell oder geringfügig schneller bewegt, eine Tendenz hat, in die Fahrspur des eigenen Kraftfahrzeugs ego zu wechseln. Dazu stellen die Umfeldsensoren Rv, /?e der elektronischen Steuerung ECU die den Bereich seitlich vor, seitlich neben und/oder seitlich hinter dem Fahrzeug wiedergebenden Umfelddaten bereit.

Die Umfeldsensoren erfassen kontinuierlich ein oder mehrere am Verkehr teilnehmende andere Fahrzeuge seitlich vor, seitlich neben und/oder seitlich hinter dem eigenen Kraftfahrzeug ego, um Kenngrößen über die Fahrsituation/en des/der anderen Fahrzeuge zu ermitteln. Zu diesen Kenngrößen gehören zum Beispiel die Geschwindigkeit, Ort als Funktion der Zeit, Fahrtrichtung des/der anderen Fahrzeug/e.

Diese elektronische Steuerung ECU des Steuerungs-Systems kann zumindest dazu eingerichtet und bestimmt sein, während einer vorbestimmten Zeitspanne, die zum Beispiel den Überholvorgang umfasst, oder kontinuierlich in der elektronischen Steuerung ECUd\e Fahrsituation des eigenen Kraftfahrzeugs ego wiedergebende Fahrdaten aus im eigenen Kraftfahrzeug e o vorhandenen Signalgebern zu ermitteln. Zu diesen Signalgebern kann zum Beispiel der Tachometer oder die elektronische Steuerung des Bremssystem (ABS, ESP) gehören, der/die ein die Geschwindigkeit des eigenen Kraftfahrzeug ego wiedergebendes Signal an die elektronische Steuerung ECU abgibt.

Die elektronische Steuerung ECU ermittelt, basierend auf den die Fahrsituation des eigenen Fahrzeugs ego wiedergebenden Fahrdaten und den Kenngrößen über die Tendenz eines oder mehrere am Verkehr teilnehmende andere Fahrzeuge seitlich vor, seitlich neben und/ oder seitlich hinter dem eigenen Kraftfahrzeug ego, ob eines oder mehrere dieser anderen Fahrzeuge eine Tendenz hat, in die Fahrspur des eigenen Kraftfahrzeugs ego zu wechseln. Wenn das Steuerungs-System feststellt, dass die diese Tendenz wiedergebenden Umfelddaten eine vorbestimmte Signifikanz-Schwelle überschritten haben, löst das Steuerungs-System autonome Fahrbetriebseingriffe aus um den Abstand zu einem weiteren anderen Kraftfahrzeug alter_2, das sich relativ zum eigenen Kraftfahrzeug ego in derselben Fahrspur vor dem eigenen Kraftfahrzeug ego bewegt, zu erhöhen. Alternativ dazu bewirkt das Steuerungs-System, dass die Fahrgeschwindigkeit des eigenen Kraftfahrzeugs ego sich verringert, sofern durch die Umfeldsensoren kein weiteres anderes Kraftfahrzeug alter_2, das sich relativ zum eigenen Kraftfahrzeug ego in derselben Fahrspur vor dem eigenen Kraftfahrzeug ego bewegt, erfasst wird. Durch diese Maßnahme wird dem einen anderen Kraftfahrzeug alter_l, das sich relativ zum eigenen Kraftfahrzeug ego ^' m der Nachbarspur bewegt, die Möglichkeit gegeben, einen Spurwechsel von der Nachbarspur auf die Fahrspur des eigenen Kraftfahrzeugs ego durchzuführen.

Die ACC-Einrichtung im eigenen Kraftfahrzeug ego verwendet im Anschluss an den Spur ^¬ wechsel das eine andere Kraftfahrzeug alter_l, welches sich jetzt relativ zum eigenen Kraftfahrzeug ego ^' m derselben Fahrspur vor dem eigenen Kraftfahrzeug ego bewegt, als neues Regelobjekt für den ACC-Betrieb des eigenen Kraftfahrzeugs ego.

Wie in Fig. 2 veranschaulicht, sind die Radar-, Video-, Ultraschall-, und/oder Lidarsensoren als Umfeldsensoren für den Bereich seitlich vor, seitlich neben und/oder seitlich hinter dem eigenen Fahrzeug ego zudem dazu eingerichtet, etwaige Querbewegungen des anderen Fahrzeuges in Richtung aus der anderen Fahrspur heraus in die eigene Fahrspur, und/oder den Status wenigstens eines Fahrtrichtungswechselanzeigers des anderen Fahrzeuges zu erfassen. Mit diesen Daten ist diese Einscher-Tendenz des einen anderen Kraftfahrzeugs alter_l zu erkennen. Die Umfelddaten aus diesen Sensoren werden in dem Steuerungs-System dahingehend auswertet, ob eine Einscher-Tendenz, und wenn ja, in welchem Maß, besteht. Sofern die Daten zu wenig signifikant sind, werden zusätzlich zu diesen Umfelddaten in einer weiteren Variante die Querbewegungen des anderen Fahrzeuges oder Aktivitäten wenigstens eines Fahrtrichtungswechselanzeigers des anderen Fahrzeuges durch Bildverarbeitung von Videodaten aus einer oder mehreren Kameras am eigenen Kraftfahrzeug ego ermittelt. Überdies ermittelt in einer weiteren Variante die elektronische Steuerung ECU die Querbewegungen des anderen Fahrzeuges durch Signalanalyse von Radardaten aus einem oder mehreren Radarsensoren am eigenen Kraftfahrzeug ego.

Das Vorliegen einer Einscher-Tendenz des einen anderen Kraftfahrzeugs aus der benachbarten Fahrspur in die eigene Fahrspur wird in einer weiteren Bedingung abgefragt, Diese Bedingung ist der Verkehrsfluss in der benachbarten, langsameren Spur, z.B. rechten sein. Wird beispielsweise ein langsameres Fahrzeug vor dem sich ähnlich zum Verkehrsfluss in der eigenen Spur verhaltenden Kraftfahrzeug erkannt, kann diese Bedingung zusätzlich verwendet werden.

Wird eine ähnliche Bewegung des einen anderen Kraftfahrzeugs alter_l im Bezug zum eigenen Kraftfahrzeug und der linken, schnelleren Fahrspur erkannt und zusätzlich die Absicht einen Spurwechsel durchzuführen, ermittelt dies das Steuerungs-System. Daraufhin löst das Steuerungs-System autonome Fahrbetriebseingriffe aus um den Abstand zu einem weiteren anderen Kraftfahrzeug a/ter_2 _r das sich relativ zum eigenen Kraftfahrzeug ego in derselben Fahrspur vor dem eigenen Kraftfahrzeug ego bewegt, zu erhöhen. Alternativ dazu bewirkt das Steuerungs-System, dass die Fahrgeschwindigkeit des eigenen Kraftfahrzeugs e e sich verringert, sofern durch die Umfeldsensoren kein weiteres anderes Kraftfahrzeug alter_2, das sich relativ zum eigenen Kraftfahrzeug ego \n derselben Fahrspur vor dem eigenen Kraftfahrzeug ego bewegt, erfasst wird.

Dadurch wird ein Einscheren des einen anderen Kraftfahrzeugs alter_l in die schnellere, linke Fahrspur vor das eigene Kraftfahrzeug ego ermöglicht. Anschließend wird ein anderes Kraftfahrzeug alter_l das neue Regelobjekt für den ACC Regler des eigenen Kraftfahrzeugs ego.

In einer anderen, nicht in der Zeichnung veranschaulichten Variante befindet sich das eigene Kraftfahrzeug ego ^' \m ACC-Betrieb ohne Regelobjekt. In diesem Fall wird nicht der Regelabstand zum Vorderfahrzeug vergrößert, sondern die aktuelle Regelgeschwindigkeit verringert.

Die vorangehend beschriebenen Varianten sowie deren Aufbau- und Betriebsaspekte dienen lediglich dem besseren Verständnis der Struktur, der Funktionsweise und der Eigenschaften; sie schränken die Offenbarung nicht etwa auf die Ausführungsbeispiele ein. Die Fig. sind teilweise schematisch, wobei wesentliche Eigenschaften und Effekte zum Teil deutlich vergrößert dargestellt sind, um die Funktionen, Wirkprinzipien, technischen Ausgestaltungen und Merkmale zu verdeutlichen. Dabei kann jede Funktionsweise, jedes Prinzip, jede technische Ausgestaltung und jedes Merkmal, welches/welche in den Fig. oder im Text offenbart ist / sind, mit allen Ansprüchen, jedem Merkmal im Text und in den anderen Fig., anderen Funktionsweisen, Prinzipien, technischen Ausgestaltungen und Merkmalen, die in dieser Offenbarung enthalten sind oder sich daraus ergeben, frei und beliebig kombiniert werden, so dass alle denkbaren Kombinationen der beschriebenen Varianten zuzuordnen sind. Dabei sind auch Kombinationen zwischen allen einzelnen Ausführungen im Text, das heißt in jedem Abschnitt der Beschreibung, in den Ansprüchen und auch Kombinationen zwischen verschiedenen Varianten im Text, in den Ansprüchen und in den Fig. umfasst. Auch die Ansprüche limitieren nicht die Offenbarung und damit die Kombinationsmöglichkeiten aller aufgezeigten Merkmale untereinander. Alle offenbarten Merkmale sind explizit auch einzeln und in Kombination mit allen anderen Merkmalen hier offenbart.