VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM ABSTIMMEN VON FAHRMANÖVERN

ZWISCHEN KRAFTFAHRZEUGEN

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Manöverabstimmungseinrichtung zum dezentralen Abstimmen von Fahrmanövern zwischen Kraftfahrzeugen.

Stand der Technik

Aus der WO 2017/076593 A1 ist ein Verfahren zum dezentralen Abstimmen von Fahr manövern von mindestens zwei Kraftfahrzeugen bekannt. Bei diesem Verfahren werden eine Plan- und eine Wunschtrajektorie von einem ersten Kraftfahrzeug an ein zweites Kraftfahrzeug mittels Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation übermittelt. In dem zwei ten Kraftfahrzeug wird eine Fahrtrajektorie des zweiten Kraftfahrzeugs mit der Wunsch trajektorie des ersten Kraftfahrzeugs verglichen. Die Fahrtrajektorie des zweiten Kraft fahrzeugs wird zu einer angepassten Fahrtrajektorie angepasst, solange die Wunsch trajektorie des ersten Kraftfahrzeugs mit der Fahrtrajektorie des zweiten Kraftfahrzeugs kollidiert und solange eine Gesamtkostenfunktion durch das Anpassen optimiert wird. Die Gesamtkostenfunktion umfasst dabei zumindest eine Kostenfunktion des ersten und des zweiten Kraftfahrzeugs.

Aus der deutschen Patentanmeldung 102018002675.3 ist ein Verfahren zum Abstim men von Fahrmanövern zwischen Kraftfahrzeugen bekannt, dass auf einem gegenseiti gen Austausch von Fahrtrajektorien zwischen beteiligten Fahrzeugen mittels Fahrzeug- zu-Fahrzeug-Kommunikation basiert. Eine Manöverabstimmung basiert auf einer indivi duellen Kostenfunktion sowie auf einem Kostengrenzwert eines bevorrechtigten Kraft fahrzeugs.

Kurzbeschreibung der Erfindung

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine alternative effi ziente kooperative Abstimmung von Fahrmanövern zwischen mindestens zwei Kraft fahrzeugen bereitzustellen, die sich durch eine vergleichsweise schlanke Nachrichten übermittlung mit reduziertem Informationsumfang auszeichnet.

Vorgeschlagen wird dementsprechend ein Verfahren zum Abstimmen von Fahrmanö vern zwischen Kraftfahrzeugen gemäß dem Hauptanspruch sowie durch eine Manöver planungseinrichtung, ein Computerprogramm sowie durch ein Computerprogrammpro dukt gemäß den Nebenansprüchen. Weiterführende Ausgestaltungen sind Gegenstand der jeweils abhängigen Ansprüche. Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Abstimmen von Fahrmanövern zwischen Kraftfahrzeugen innerhalb eines gemein samen örtlichen Umfeldes, wobei jedes der Kraftfahrzeuge wenigstens eine geplante Fahrtrajektorie für ein beabsichtigtes Fahrmanöver mittels einer Manöverplanungsein richtung des jeweiligen Kraftfahrzeugs fortwährend aktualisiert und mittels einer Fahr- zeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung im gemeinsamen örtlichen Umfeld der Kraftfahrzeuge kommuniziert. Die Manöverplanungseinrichtung jedes Kraftfahrzeugs durchläuft Aktualisierungszyklen, wobei ein Aktualisierungszyklus wenigstens folgende Schritte umfasst:

a) Abrufen, von geplanten Fahrtrajektorien beabsichtigter Fahrmanöver der jeweils anderen Kraftfahrzeuge im Umfeld, die über die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kom- munikationseinrichtung empfangen wurden;

b) Vergleichen der empfangenen geplanten Fahrtrajektorien mit einer eigenen ge planten Fahrtrajektorie und feststellen, ob ein Konflikt zwischen der eigenen ge planten Fahrtrajektorie und den empfangenen geplanten Fahrtrajektorien vor liegt;

c) Feststellen, sofern bei dem Vergleich von Fahrtrajektorien ein Konflikt zwischen der eigenen geplanten Fahrtrajektorie und einer der empfangenen geplanten Fahrtrajektorien eines anderen Kraftfahrzeuges festgestellt wurde,

eines bevorrechtigten Kraftfahrzeuges, das zum Ausführen eines beabsichtig ten Fahrmanövers gemäß seiner konfligierenden geplanten Fahrtrajektorie be vorrechtigt ist, und

eines nicht bevorrechtigten Kraftfahrzeuges, das zum Ausführen eines beab sichtigten Fahrmanövers gemäß seiner konfligierenden geplanten Fahrtrajekto rie nicht bevorrechtigt ist;

d) Ermitteln einer Anzahl potentieller Kooperationstrajektorien durch eine Manö verplanungseinrichtung eines bevorrechtigten Kraftfahrzeugs, die zu der ge planten Fahrtrajektorie des nicht bevorrechtigten Kraftfahrzeuges konfliktfrei sind, wobei die potentiellen Kooperationstrajektorien mit Kosten entsprechend einer Kostenfunktion und im Vergleich zu einem Kostengrenzwert des bevor rechtigten Kraftfahrzeugs bewertet werden;

e) Prüfen, ob unter den potentiellen Kooperationstrajektorien eine alternative Ko- operationstrajektorie existiert, einer zu einer geplanten Fahrtrajektorie eines dritten Kraftfahrzeuges konfliktfrei ist und deren Kosten den Kostengrenzwert des bevorrechtigten Kraftfahrzeuges einhalten; f) Übermitteln, sofern eine alternative Kooperationstrajektorie existiert, einer kostengünstigsten Kooperationstrajektorie aus der Anzahl der potentiellen Ko- operationstrajektorien als eine aktualisierte geplante Fahrtrajektorie des bevor rechtigten Kraftfahrzeuges.

Unter dem Begriff Trajektorie ist im Sinne der Erfindung eine mathematische Beschrei bung einer Bewegung in Weg und Zeit zu verstehen, mit der insbesondere Fahrmanö ver von Kraftfahrzeugen beschrieben werden können. Eine in die Zukunft projizierte Trajektorie erlaubt somit eine Prädiktion einer örtlichen Position eines Kraftfahrzeuges in Abhängigkeit eines zukünftigen Zeitpunktes.

Eine geplante Fahrtrajektorie beschreibt jeweils ein vom dem jeweiligen Kraftfahrzeug beabsichtigtes Fahrmanöver, mit dem ein nächstgelegenes Zwischenziel möglichst effi zient erreicht werden soll. Allerdings kann die geplante Fahrtrajektorie nicht immer ab gefahren werden, insbesondere dann, wenn ein beabsichtigtes Fahrmanöver zu einer Kollision mit anderen Kraftfahrzeugen führen würde. Im Fall einer drohenden Kollision zwischen zwei Kraftfahrzeugen steht eine der geplanten Fahrtrajektorie im Konflikt mit einer geplanten Fahrtrajektorie eines anderen Kraftfahrzeugs. Somit kann oder muss wenigstens eines der beiden Kraftfahrzeuge die drohende Kollision auflösen und seine geplante Fahrtrajektorie zu einer konfliktfreien Trajektorie anpassen.

Zur Abstimmung von Fahrmanövern mit denen eine solche drohende Kollision aufgelöst werden kann, stehen die Manöverplanungseinrichtungen der Kraftfahrzeuge jeweils mit einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung in Verbindung, mit denen die fortwährend aktualisierten Fahrtrajektorien zwischen den wenigstens zwei Kraftfahrzeu gen fortwährend ausgetauscht werden. Der Austausch von geplanten Fahrtrajektorien erfolgt vorzugsweise zyklisch mit einer bestimmten Widerhohlfrequenz, d.h. nach einer festgelegten Repetitionszeit (engl. Repetition Time (RT)). Ein Aktualisierungszyklus kann mit der Widerhohlfrequenz der Übermittlung synchronisiert sein. Alternativ oder er gänzend ist auch ereignisorientierte Auslösung möglich.

Eine Idee hinter dem ersten Erfindungsaspekt ist, dass jedes der Kraftfahrzeuge die mit seiner Manöverplanungseinrichtung geplante und fortwährend aktualisierte geplante Fahrtrajektorie für ein beabsichtigtes Fahrmanöver mittels Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kom- munikation mit den anderen Kraftfahrzeugen in einer gemeinsamen örtlichen Umge bung austauscht. Solange die ausgetauschten geplanten Fahrtrajektorien nicht mitei nander in Konflikt stehen, besteht kein Flandlungsbedarf. Jedes Kraftfahrzeug fährt sein beabsichtigtes Fahrmanöver entsprechend seiner geplanten Fahrtrajektorien ab. Die geplanten Fahrtrajektorien unterteilen sich dabei in Zeitschlitze, deren zeitliche Länge der Repetitionszeit entspricht. Mit jeder fortwährenden Aktualisierung der Fahrtrajekto- rien wird ein erster Zeitschlitz an eine Fahrreglung übergeben, und die Fahrtrajektorie wird um einen neuen Zeitschlitz entsprechend in die Zukunft projiziert. Erst zwei mitei nander konfligierende Fahrtrajektorien und eine damit verbundene drohende Kollision zwischen zwei Kraftfahrzeugen zeigen einen Flandlungsbedarf auf. Dieser soll mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kooperativ aufgelöst werden. Insofern kann ein Konflikt zwischen zwei geplanten Fahrtrajektorien als eine implizite Kooperationsanfrage ange sehen werden.

Die Auflösung einer drohenden Kollision zwischen zwei Kraftfahrzeugen, die durch ei nen Konflikt zwischen den in die Zukunft projizierten geplanten Fahrtrajektorien erkannt wird, beruht zunächst auf dem Gedanken, dass jeweils eines den beiden Kraftfahrzeuge bei dem Ausführen der geplanten Fahrmanöver gegenüber dem anderen Kraftfahrzeug bevorrechtigt ist. Somit kann das bevorrechtigte Kraftfahrzeug durch das Anbieten einer Kooperationstrajektorie auf die drohende Kollision reagieren, während das nicht bevor rechtigte Kraftfahrzeug im Zweifelsfall die drohende Kollision mit einer Ausweichtrajek- torie vermeiden muss.

Eine Manöverabstimmung gemäß dem ersten Erfindungsaspekt beruht ferner auf dem Gedanken, dass eine kooperative Abstimmung, an der mehr als zwei Kraftfahrzeuge beteiligt sind, stets auf eine entsprechende Anzahl von parallelen kooperativen Abstim mungen von beabsichtigten Fahrmanövern mit jeweils zwei Kraftfahrzeugen überführt werden kann. D.h. eine kooperative Manöverabstimmung zwischen beispielsweise drei Kraftfahrzeugen kann auf eine erste Abstimmung mit einem nicht bevorrechtigten Kraft fahrzeug und einen bevorrechtigten Kraftfahrzeug und auf eine kaskadierte zweite ko operative Abstimmung wiederum mit einem bevorrechtigten und einem nicht bevorrech tigten Kraftfahrzeug überführt werden. Ein jeweiliges Kraftfahrzeug, das während einer vorhergehenden kooperativen Manöverabstimmung bevorrechtigt war, kann während einer nachgeschalteten Abstimmung in einer Kaskade von Manöverabstimmungen in der Rolle eines nicht bevorrechtigten Kraftfahrzeugs sein.

Ein weiterer Gedanke des ersten Aspektes einer erfindungsgemäßen Manöverabstim mungsverfahrens bei einer Beteiligung von mehr als zwei Kraftfahrzeuge ist, dass eine Kooperation im Rahmen einer ersten Abstimmung von einer erfolgreichen Kooperation einer nachgeschalteten zweiten Abstimmung abhängig sein kann oder nicht. Ein im Rahmen einer ersten Abstimmung bevorrechtigtes Kraftfahrzeug kann sich somit unter- schiedlich kooperativ verhalten, indem es eine kollisionsfreie alternative Kooperations- trajektorie anbietet oder nur die kostengünstigste Kooperationstrajektorie, die unter Vor behalt einer erfolgreichen zweiten Abstimmung mit einem weiteren Kraftfahrzeug steht. Somit gibt es unterschiedliche Kooperationslevel, die in unbedingt kooperativ, bedingt kooperativ bzw. nicht kooperativ eingeteilt werden können.

Wenn ein bevorrechtigtes Kraftfahrzeug einer ersten Abstimmung eine alternative Ko operationstrajektorie für eine unbedingte Kooperation ermitteln konnte, wird mit einer Übermittlung der kostengünstigsten Kooperationstrajektorie anstelle einer fortgeschrie benen eigenen geplanten Fahrtrajektorie das Vorfahrtsrecht für das ursprünglich beab sichtigte Fahrmanöver aufgegeben. Das bevorrechtigte Kraftfahrzeug ist in diesem Fall also unbedingt kooperativ, d.h. es wird zumindest mittels der konfliktfreien alternativen Kooperationstrajektorie kooperieren und zwar auch dann, wenn die für das bevorrech tigte Kraftfahrzeug kostengünstigste Kooperationstrajektorie nicht konfliktfrei wird. Die Manöverplanungseinrichtung des nicht bevorrechtigten Kraftfahrzeuges kann in einem auf die Übermittlung folgenden Aktualisierungszyklus eine kollisionsfrei gewordene ei gene geplante Fahrtrajektorie feststellen, so dass das beabsichtigte Fahrmanöver um gesetzt werden darf.

Mit der Kostenfunktion kann der Aufwand für jede der ermittelten potentiellen Kooperati- onstrajektorien abgeschätzt werden, der gegenüber der geplanten Fahrtrajektorie des bevorrechtigten Kraftfahrzeuges entsteht. In die Kostenfunktion können beispielsweise Zeit-, Energiebedarf und/oder weitere Faktoren berücksichtigt werden. Grundsätzlich wird immer eine Kooperationstrajektorie mit möglichst geringen Kosten für ein Koopera tionsangebot an ein nicht bevorrechtigtes Kraftfahrzeug gesucht.

Die Entscheidung, ob ein bevorrechtigtes Kraftfahrzeug zugunsten einer bedingten oder unbedingten Kooperation mit einem nicht bevorrechtigten Kraftfahrzeug eine kosten günstigste und/oder eine zusätzliche alternative Kooperationstrajektorie anbietet oder nicht, ist im Wesentlichen vom dem Kostengrenzwert eines bevorrechtigten Kraftfahr zeugs abhängig. Die Kostenfunktion und der Kostengrenzwert sind individuelle Ent scheidungskriterien eines bevorrechtigten Kraftfahrzeugs, die für das bzw. die anderen Kraftfahrzeuge nicht überprüfbar sein müssen.

Das erfindungsgemäße Verfahren kennzeichnet sich unter anderem durch eine explizite Finalisierung einer Manöverabstimmung zwischen einem jeweiligen nicht bevorrechtig ten und einem bevorrechtigten Kraftfahrzeug. Eine Kooperation wird durch das bevor- rechtigte Kraftfahrzeug verbindlich und erfolgreich abgeschlossen, sobald das bevor rechtigte Kraftfahrzeug seine ursprünglich konfligierende geplante Fahrtrajektorie zu rücknimmt und nicht mehr in aktualisierter Form übermittelt.

Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens kann, sofern eine alternative Kooperations- trajektorie existiert, zusammen mit der kostengünstigsten Kooperationstrajektorie ferner die alternative Kooperationstrajektorie als ein Paar aktualisierter geplanter Fahrtrajekto- rien des bevorrechtigten Kraftfahrzeuges übermittelt werden.

Mit der zusätzlichen Information über die existierende alternative Kooperationstrajekto rie wird den anderen Kraftfahrzeugen im Umfeld gegenüber klargestellt, dass ein bevor rechtigtes Kraftfahrzeug einer Manöverabstimmung einen Manöverkonflikt konkret mit der übermittelten alternativen Kooperationstrajektorie auflösen wird.

Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens kann, sofern eine alternative Kooperations trajektorie nicht existiert bzw. nicht ermittelt werden konnte, die kostengünstigste Ko operationstrajektorie zusammen mit einer fortgeschriebenen eigenen Fahrtrajektorie als ein Paar aktualisierter geplanter Fahrtrajektorien des bevorrechtigten Kraftfahrzeuges übermittelt werden.

Durch die paarweise Übermittlung einer Kooperationstrajektorie zusammen mit einer fortgeschriebenen eigenen geplanten Fahrtrajektorie wird einem nicht bevorrechtigten Kraftfahrzeug einer ersten Abstimmung signalisiert, dass ein bevorrechtigte Kraftfahr zeug auf eine Entscheidung hinsichtlich einer nachgeschalteten zweiten Kooperations anfrage wartet und dass die erste Kooperationsanfrage noch erfolgreich entschieden werden kann. Das bevorrechtigte Kraftfahrzeug ist in diesem Fall also nur bedingt ko operativ und behält sich durch die Übermittlung der fortgeschriebenen eigenen geplan ten Fahrtrajektorie das Vorfahrtsrecht für das ursprünglich beabsichtigte Fahrmanöver zunächst vor. Die Information kann hinsichtlich einer Planung für eine Ausweichtrajekto- rie zwecks Kollisionsvermeidung durch das nicht bevorrechtigte erste Kraftfahrzeug be rücksichtigt werden, zumindest solange eine nachgeschaltete weitere Manöverabstim mung noch nicht entschieden worden ist.

Auch eine zweite Kooperationsanfrage kann von einem Ergebnis einer nachgeschalte ten dritten Kooperation abhängig sein. Das vorliegende Verfahren erlaubt eine Anzahl von kaskadierten Abstimmung unter jeweils zwei Kraftfahrzeugen.

Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens kann die kostengünstigste Kooperations trajektorie als aktualisierte geplante Fahrtrajektorie übermittelt werden, sofern bzw. so- bald bei einer Konfliktprüfung eine Konfliktfreiheit, also kein Konflikt zwischen der kos tengünstigsten Kooperationstrajektorie und einer geplanten Fahrtrajektorie eines dritten Kraftfahrzeuges festgestellt wurde.

Gemäß einer entsprechend zugrundeliegenden Verkehrssituation und der fehlenden Notwendigkeit einer kaskadierten zweiten Manöverabstimmung kann die drohende Kol lision mit einem nicht bevorrechtigten Kraftfahrzeug direkt, also mit Abschluss eines lau fenden Aktualisierungszyklus, durch ein kooperatives zweites Kraftfahrzeug finalisiert werden.

Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens kann die eigene geplante Fahrtrajektorie des bevorrechtigten Kraftfahrzeugs durch Fortgeschrieben aktualisiert und als aktuali sierte geplante Fahrtrajektorie mittels der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationsein- richtung im Umfeld übermittelt werden, sofern bzw. sobald bei einer Kostenprüfung fest gestellt wurde, dass keine der potentiellen Kooperationstrajektorien den Kostengrenz wert des bevorrechtigten Kraftfahrzeugs einhält.

Mit dem Übermitteln einer mittels Fortschrieben aktualisierten eigenen geplanten Fahrtrajektorie allein, d.h. ohne seinerseits eine eigene Kooperationsanfrage an ein wei teres Kraftfahrzeug zu stellen, kann das bevorrechtigte Kraftfahrzeug direkt signalisie ren, dass es nicht kooperativ ist.

Für eine korrekte Interpretation eines jeweiligen Kooperationslevels, der durch die Art und Anzahl der von einem bevorrechtigten Kraftfahrzeug übermittelten aktualisierten Fahrtrajektorien mittelbar signalisiert wird, muss die Manöverplanungseinrichtung eines nicht bevorrechtigten Kraftfahrzeuges lediglich einen zeitlichen Versatz zwischen den zueinander isochronen Repetitions- bzw. Aktualisierungszyklen der einzelnen Manöver- planungs- und Kommunikationseinrichtungen der benachbarten Kraftfahrzeuge in dem gemeinsamen örtlichen Umfeld berücksichtigen. Ein mittelbar signalisierter Kooperati- onslevel kann zwei Repetitions- bzw. Aktualisierungszyklen nach einer Kooperationsan frage von der Manöverplanungseinrichtung eines nichtbevorrechtigen Kraftfahrzeuges erkannt werden.

Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens kann eine Manöverplanungseinrichtung ei nes nicht bevorrechtigten Kraftfahrzeugs, d.h. eine Manöverplanungseinrichtung, die sich selbst während einer Abstimmung als Manöverabstimmung eines nicht bevorrech tigten Kraftfahrzeugs identifiziert hat, eine eigene geplante Fahrtrajektorie durch Fort schreiben aktualisieren und mittels der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseirich- tung übermitteln. Somit kann ein nicht bevorrechtigtes Kraftfahrzeug in jedem Repetitions- bzw. Aktuali sierungszyklus seine Kooperationsanfrage zunächst aktiv aufrechterhalten. Wird die durch Fortschreiben aktualisierte geplante Fahrtrajektorie beispielsweise durch eine spezielle Verkehrssituation bedingt konfliktfrei, so kann das beabsichtigte Fahrmanöver möglicherweise doch noch umgesetzt werden.

Gemäß einer Weiterbildung des vorhergehenden Aspektes kann durch eine Manöver planungseinrichtung des nicht bevorrechtigten Kraftfahrzeugs ferner eine Aus- weichtrajektorie ermittelt und/oder fortgeschrieben werden, die zu der empfangenen ge planten Fahrtrajektorie des bevorrechtigten Kraftfahrzeuges konfliktfrei ist.

Somit wird sichergestellt, dass eine Manöverplanungseinrichtung, eines nicht bevor rechtigten Kraftfahrzeug stets ein Vorfahrtrecht eines andern Kraftfahrzeuges einhält und für den eigenen Komfort rechtzeitig berücksichtigen kann.

Folglich kann nach einer Weiterbildung des vorhergehenden Aspektes die eigene ge plante Fahrtrajektorie des nicht bevorrechtigten Kraftfahrzeugs durch die Ausweich- trajektorie ersetzt und mittels der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseirichtung als eine aktualisierte geplante Fahrtrajektorie übermittelt werden, sofern ein Auslöseereig- nis von der Manöverplanungseinrichtung festgestellt wird.

Ein lediglich an einer ersten kooperativen Manöverabstimmung beteiligtes nicht bevor rechtigtes Kraftfahrzeug kann somit jederzeit eine Kooperationsanfrage zurückziehen, sobald zum Beispiel die ermittelte Ausweichtrajektorie kostengünstiger als die geplante Fahrtrajektorie geworden ist. Als Auslöseereignis kann ein Grenzwert für eine Zeit bis zu einer Kollision herangezogen werden.

Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens kann ein Abstimmungszähler inkrementiert wird, sofern bei dem Vergleich von Fahrtrajektorien ein Konflikt zwischen der eigenen geplanten Fahrtrajektorie und einer der empfangenen geplanten Fahrtrajektorien eines anderen Kraftfahrzeuges festgestellt wurde.

Der Abstimmungszähler kann beispielsweise als Auslöseereignis für ein zurückziehen einer Kooperationsanfrage dienen. Des Weiteren könnte der Abstimmungszähler ferner für eine Laufzeitüberwachung (engl watchdog timer) hinsichtlich einer laufenden Manö verabstimmung herangezogen werden.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch eine Manö verplanungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug zum Planen und Abstimmen von Fahrma növern mit Kraftfahrzeugen in einem gemeinsamen Umfeld, umfassend eine Daten- Schnittstelle für eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung sowie eine Re cheneinheit und einen Programmcode zur Durchführung des zuvor beschriebenen Ver fahrens.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Compu terprogramm, das, wenn es auf einer Recheneinheit innerhalb einer Manöverplanungs einrichtung ausgeführt wird, die jeweilige Recheneinheit anleitet, das Verfahren auszu führen.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Compu terprogramm produkt mit einem Programmcode zur Durchführung des Verfahrens, der auf einem von einem Computer lesbaren Medium gespeichert ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungsfiguren

Weitere Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungs beispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merk male bilden für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand, gege benenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktions-gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Figur 1 zeigt eine Ausgangsituation eines Verkehrsgeschehens die mittels einer

kooperativen Manöverabstimmung zwischen drei Kraftfahrzeugen aufgelöst werden soll.

Figur 2 veranschaulicht allgemein den Freiheitsraum eines kooperativen Fahrzeugs. Figur 3 zeigt den Freiheitsraum für ein kooperatives zweites Kraftfahrzeug gemäß der konkreten Ausgangsituation.

Figur 4 zeigt zwei Alternativen zur Auflösung eines ersten Konflikts zwischen zwei

geplanten Fahrmanövern.

Figur 5 zeigt einen Ablaufplan für eine kooperative Manöverabstimmung zwischen

Kraftfahrzeugen.

Figur 6 zeigt den Freiheitsraum für ein kooperatives drittes Kraftfahrzeug gemäß der konkreten Ausgangsituation.

Figur 7 zeigt eine Auflösung der Verkehrssituation mit Beteiligung eines unbedingt

kooperativen zweiten Kraftfahrzeuges.

Figur 8 zeigt zwei Alternativen zur Auflösung der Verkehrssituation mit Beteiligung eines bedingt kooperativen zweiten Kraftfahrzeuges. Figur 9 zeigt links im Bild eine Verkehrssituation nach einer gescheiterten und rechts im Bild eine erfolgreiche Manöverabstimmung zwischen drei Kraftfahrzeugen.

Figur 10 zeigt ein Kraftfahrzeug mit einer Manöverabstimmungseinrichtung und einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung.

Beschreibung der Ausführungsarten

In der Figur 1 ist eine Verkehrssituation dargestellt, anhand der das erfindungsgemäße Verfahren zum kooperativen Abstimmen von Fahrmanövern erläutert werden soll. Dar gestellt ist ein Abschnitt einer Straße mit drei durchgehenden Fahrstreifen für eine Fahrtrichtung in einem örtlichen Umfeld 1 einer Auffahrt mit einem Einfädelungsstreifen. Ein erstes Kraftfahrzeug 10 fährt auf dem Einfädelungsstreifen, um mit Hilfe eines nach folgenden Fahrmanövers auf den rechten Fahrstreifen in den fließenden Verkehr einzu fädeln. Basierend auf dem Straßenverlauf sowie ausgehend von einer aktuellen Posi tion, Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung muss mittels einer Manöverplanungsein richtung 2 des ersten Kraftfahrzeuges 10 ein Einfädelungsmanöver geplant werden.

Aus einer entsprechenden Planung ergibt sich eine geplante Fahrtrajektorie 11 für die ses vom ersten Kraftfahrzeug 10 beabsichtigten Fahrmanövers zum aktuellen Zeit punkt. Diese erste geplante Fahrtrajektorie 11 wird anschließend in dem örtlichen Um feld 1 mittels Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation kommuniziert.

Ein zweites Kraftfahrzeug 20 fährt gemäß der dargestellten Situation auf der rechten Fahrspur der mehrspurigen Straße. Wie anhand einer zweiten geplanten Fahrtrajektorie 21 , die durch eine Manöverplanungseinrichtung 2 des zweiten Kraftfahrzeuges 20 ge plant und mittels Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation im örtlichen Umfeld 1 kommu niziert wurde, zu erkennen ist, beabsichtigt das zweite Kraftfahrzeug 20 seiner Spur, d.h. der rechten Fahrspur weiter zu folgen. Ein drittes Kraftfahrzeug 30 fährt auf der mittleren Fahrspur der dreispurigen Straße und beabsichtigt, gemäß einer kommunizier ten dritten geplanten Fahrtrajektorie 31 ebenfalls seiner Fahrspur weiter zu folgen.

Die geplante Fahrtrajektorie 11 für das beabsichtigte Spurwechsel- bzw. Einfädelungs manöver des ersten Kraftfahrzeuges 10 und die geplante Fahrtrajektorie 21 für das be absichtigte Spurhaltemanöver des zweiten Kraftfahrzeuges 20 beschreiben, dass das erste Kraftfahrzeug 10 und das zweite Kraftfahrzeug 20 zum gleichen zukünftigen Zeit punkt die gleiche örtliche Position des Straßenabschnitts erreichen und somit miteinan der kollidieren würden, sofern beide Fahrmanöver wie beabsichtigt ausgeführt werden würden.

Obwohl der fließende Verkehr auf den durchgehenden Fahrstreifen einer mehrspurigen Straße grundsätzlich Vorfahrt gegenüber Fahrzeugen auf einem Einfädelungsstreifen haben, ist es in vielen Situationen hilfreich, ein nicht vorfahrtsberechtigtes bzw. nicht be vorrechtigtes Kraftfahrzeug beim Einfädeln auf den durchgehenden rechten Fahrstreifen zu unterstützen. Im Hinblick auf die in der Figur 1 dargestellte Verkehrssituation bedeu tet dies, dass das grundsätzlich vorfahrtsberechtigte zweite Kraftfahrzeug 20 sein beab sichtigtes Fahrmanöver 21 kooperativ anpassen könnte, um ein Einordnen des ersten Kraftfahrzeuges 10 vom Einfädelungsstreifen in den fließenden Verkehr auf dem rech ten durchgehenden Fahrstreifen zu unterstützen.

Die Figur 2 veranschaulicht den Freiheitsraum, den ein kooperatives Fahrzeug 50 im Allgemein hat, um auf einen Kooperationsbedarf bzw. eine Kooperationsanfrage eines in der Figur 2 nicht dargestellten anderen kooperationsbedürftigen Fahrzeuges zu re agieren. Ein kooperatives Fahrzeug 50 ist gegenüber einem kooperationsbedürftigen Fahrzeug als ein bevorrechtigtes Fahrzeug definiert und darf verkehrsregelkonform sein eigenes beabsichtigtes Fahrmanöver ausführen. Das Vorfahrtsrecht des bevorrechtig ten Fahrzeugs 50 wäre von einem kooperationsbedürftigen Fahrzeug entsprechend zu beachten, welches daher als ein nicht bevorrechtigtes Fahrzeug definiert ist. Das nicht bevorrechtigte Fahrzeug muss unabhängig von seinem beabsichtigten Fahrmanöver stets eine Kollision vermeiden. Bei einer drohenden Kollision wäre das beabsichtigte Fahrmanöver hinsichtlich Geschwindigkeit und/oder Kurs entsprechend anzupassen. Das bevorrechtigte Fahrzeug 50 kann ausgehend von einem ursprünglich beabsichtig ten Fahrmanöver, das mittels einer geplanten Fahrtrajektorie 51 beschrieben wird, seine Geschwindigkeit anpassen und/oder seinen Fahrstreifen wechseln, um einem nicht bevorrechtigten Fahrzeug eine Kooperation anzubieten. Die Idee hinter einer Ko operation zwischen zwei Fahrzeugen ist, dass ein bevorrechtigtes Fahrzeug 50 sein grundsätzlich vorfahrtsberechtigtes Fahrmanöver zu Gunsten eines nicht bevorrechtig ten Fahrzeuges anpassen kann, um eine drohende Kollision aufzulösen. Sofern der Aufwand für eine Manöveranpassung für das bevorrechtigte Fahrzeug 50 verhältnis mäßig ist, wird es als kooperatives Fahrzeug 50 eine Kooperation anbieten.

Wie in der Figur 2 dargestellt ist, kann ein bevorrechtigtes Fahrzeug 50 auf einer mehr spurigen Straße ausgehend von seinem ursprünglich beabsichtigten Fahrmanöver, das durch die geplante Trajektorie 51 beschrieben wird, mit acht möglichen Kooperations- trajektorien 52 positiv auf einen Kooperationsbedarf eines anderen Fahrzeuges reagie ren. Der Freiheitsraum eines kooperativen Fahrzeugs umfasst Manöver mit a) Ver größern, b) Halten oder c) Verlangsamen der Geschwindigkeit sowie möglicherweise kombiniert mit Spurwechseln. Ein nicht kooperatives Fahrzeug würde seine ursprüngli che geplante Fahrtrajektorie 51 zu einer aktualisierten Fahrtrajektorie 51 ' fortschreiben. Aus der Figur 3 wird deutlich, dass der allgemeine Freiheitsraum für ein kooperatives Fahrzeugs 50 aufgrund einer konkreten Verkehrssituation deutlich eingeschränkt sein kann. Das zweite Kraftfahrzeug 20 kann mit einem Vergleich der empfangenen geplan ten Fahrtrajektorie 11 des ersten Kraftfahrzeuges 10 mit seiner eigenen geplanten Fahrtrajektorie 21 eine drohende Kollision erkennen. Das zweite Kraftfahrzeug 20 könnte in der Rolle eines kooperativen Kraftfahrzeugs verkehrssituationsbedingt drei mögliche Kooperationstrajektorien 22a, 22b und 22c anbieten, um eine Kollision aufzu lösen. Eine erste Kooperationstrajektorie 22a beschreibt ein Bremsmanöver unter Bei behaltung des aktuellen Fahrstreifens. Eine zweite Kooperationstrajektorie 22b be schreibt ein Spurwechselmanöver vom rechten auf den mittleren Fahrstreifen der drei- spurigen Straße ohne eine wesentliche Änderung einer aktuellen Geschwindigkeit. Die zweite Kooperationstrajektorie 22b kommt aber nur dann für eine Kooperation mit dem ersten Kraftfahrzeug 10 in Betracht, wenn das dritte Kraftfahrzeug 30 das zweite Kraft fahrzeug 20 beim Kooperieren unterstützt, da die geplante Fahrtrajektorie 31 und die zweite Kooperationstrajektorie 22b zu kollidierenden Fahrmanövern zwischen dem zweite Kraftfahrzeug 20 und dem dritten Kraftfahrzeug 30 führen würden.

Eine dritte Kooperationstrajektorie 22c beschreibt ein kombiniertes Brems- und Spur wechselmanöver.

Wie aus der nachfolgenden Beschreibung noch deutlich werden wird, lassen sich Ko operationen im Straßenverkehr, an denen mehr als zwei Fahrzeuge beteiligt sind, stets auf eine Anzahl paralleler Kooperationen im Straßenverkehr mit jeweils zwei Fahrzeu gen zurückführen, d.h. auf eine Kooperation zwischen jeweils einem bevorrechtigten Fahrzeug und einem nicht bevorrechtigten Fahrzeug.

Jede der geplanten Fahrtrajektorien 11 , 21 und 31 müssen entsprechend den stetigen Positionsveränderungen der sich bewegenden Kraftfahrzeuge während des zeitlichen Verlaufs fortwährend aktualisiert und mittels einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikati- onseinrichtung 3 entsprechend im Umfeld 1 erneut kommuniziert werden. Gültige bzw. aktualisierte geplante Fahrtrajektorien werden von den Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommu- nikationseinrichtungen 3 der Kraftfahrzeuge 10, 20 bzw. 30 zyklisch, d.h. vorzugsweise periodisch zu einer festgelegten Repetitionszeit gesendet und empfangen. Eine Repeti tionszeit kann z.B. 100 ms umfassen.

Ein Aktualisierungszyklus, währenddessen geplante Fahrtrajektorien durch eine jewei lige Manöverplanungseinrichtung 2 aktualisiert werden, kann mit dem Repetitionszyklus einer zugeordneten Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung 3 synchronisiert sein und mit einer Periode von 100 ms bzw. einer Wiederhohlfrequenz von 10 Hz erfol gen. Aktualisierungs- und Repetitionszyklus müssen aber nicht zwingend synchron sein. Sowohl eine Aktualisierung als auch ein Übermittlung von geplanten Fahrtrajekto- rien könnte alternativ und/oder zusätzlich auch ereignisbasiert ausgelöst (engl event triggered) werden.

In der Figur 5 ist ein Flussdiagramm mit einer Schrittabfolge für einen Aktualisierungs zyklus dargestellt, die zur Aktualisierung der eigenen geplanten Fahrtrajektorie von der Manöverplanungseinrichtungen 2 eines jeden Kraftfahrzeuges durchlaufen wird und die eine kooperative Abstimmung von empfangenen, geplanten Fahrtrajektorie der anderen Kraftfahrzeuge ermöglicht. Eine kooperative Manöverabstimmung kann mehr als einen Aktualisierungszyklus beanspruchen, so dass die dargestellte Schrittabfolge ggf. mehr fach durchlaufen werden kann, bis ein Konflikt hinsichtlich beabsichtigter Fahrmanöver zwischen zwei oder mehr Kraftfahrzeugen aufgelöst wird.

Die Arbeitsweise einer kooperativen Manöverabstimmung wird auf Basis der in der Fi gur 1 dargestellten Verkehrssituation sowie anhand des in der Figur 5 gezeigten Fluss diagramms erläutert.

Die drei in der Figur 1 dargestellten Kraftfahrzeuge 10, 20 und 30 übermitteln unterei nander mittels Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation jeweils eine aktuelle geplante Fahrtrajektorie 11 , 21 und 31 , mit denen jeweils ein beabsichtigtes Fahrmanöver des entsprechenden Kraftfahrzeugs beschrieben wird. Die geplanten und kommunizierten Fahrtrajektorien der jeweils anderen Kraftfahrzeuge werden als Nachricht von einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung 3 jedes Kraftfahrzeugs aufgefan gen. In einem ersten Schritt 100 werden aktuelle empfangene geplante Fahrtrajektorien aus einem Empfangspuffer der zugeordneten Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikations- einrichtung 3 von der jeweiligen Manöverplanungseinrichtung 2 der Kraftfahrzeuge 10, 20 und 30 abgerufen.

In einem nachfolgenden Vergleichsschritt 200 werden die empfangenen geplanten Fahrtrajektorien der jeweils anderen Kraftfahrzeuge jeweils mit der eigenen geplanten Fahrtrajektorie verglichen, wobei jeweils die eigene geplante Fahrtrajektorie auf Kon fliktfreiheit mit den empfangenen geplanten Fahrtrajektorien hin geprüft wird. Konflikt freiheit geplanter Fahrtrajektorien bedeutet, dass die entsprechenden beabsichtigten Fahrmanöver nicht zu einer Kollision der zugehörigen Kraftfahrzeuge führen würden. Gemäß der in der Figur 1 dargestellten Verkehrssituation empfängt also das dritte Kraft fahrzeug 30 die geplanten Fahrtrajektorien 11 und 21 , die jeweils mit der eigenen ge- planten Fahrtrajektorie 31 verglichen werden. Im Vergleichsschritt 200 stellt die Manö verplanungseinrichtung 2 des dritten Kraftfahrzeugs 30 fest, dass die eigene geplante Fahrtrajektorie 31 mit keiner der beiden andern empfangenen geplanten Fahrtrajekto- rien 11 und 21 in Konflikt steht. Durch die Manöverplanungseinrichtung 2 des dritten Kraftfahrzeugs 30 wird folglich festgestellt, dass das dritte Kraftfahrzeug 30 zunächst an keiner kooperativen Abstimmung von Fahrmanövern mit einem anderen Kraftfahrzeug beteiligt ist. Somit kann die eigene geplante Fahrtrajektorie 31 basierend auf der gülti gen geplanten Fahrtrajektorie 31 , die in einem unmittelbar vorhergehenden Aktualisie rungszyklus geplant wurde, durch Fortschreiben im Schritt 250 aktualisiert werden. Die aktualisierte, geplante Fahrtrajektorie 31 wird abschließend in dem Schritt 710 mittels Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation an alle anderen Kraftfahrzeuge des Umfelds 1 kommuniziert.

Das erste Kraftfahrzeug 10 und das zweite Kraftfahrzeug 20 stellen mittels ihren Manö verplanungseinrichtungen 2 in dem Schritt 200 jeweils fest, dass die eigene geplante Fahrtrajektorie 11 bzw. 21 mit der vom jeweils andern Kraftfahrzeug empfangenen Fahrtrajektorie 21 bzw. 11 in Konflikt stehen. Somit stellen beide Kraftfahrzeuge 10 und 20 einen Kooperationsbedarf fest.

Die Manöverplanungseinrichtungen 2 des ersten und des zweiten Kraftfahrzeugs 10 und 20 führen im Schritt 300 jeweils eine Analyse der Verkehrssituation durch, die zum Beispiel mittels karten- und sensorbasierter Umfeldanalyse erfolgen kann, so dass in Verbindung mit den geltenden Vorfahrtregeln jeweils festgestellt wird, welches der bei den Kraftfahrzeuge zum Ausführen seines beabsichtigten Fahrmanövers entsprechend der geplanten Fahrtrajektorie bevorrechtig bzw. nicht bevorrechtig ist. Entsprechend den geltenden Verkehrsregeln darf ein Fahrstreifen nur gewechselt werden, wenn eine Gefährdung anderer Verkehrsteilnehmer ausgeschlossen ist. Aufgrund dieser Regel und Situationsanalyse wird parallel jeweils von beiden Manöverplanungseinrichtungen 2 erkannt, dass das erste Kraftfahrzeug 10 das nicht bevorrechtigte Kraftfahrzeug ist und dass das zweite Kraftfahrzeug 20 das bevorrechtigte Kraftfahrzeug ist. Die mit der zwei ten geplanten Fahrtrajektorie 21 konfligierende erste geplante Fahrtrajektorie 11 wird von beiden Manöverplanungseinrichtungen 2 als eine Kooperationsanfrage des nicht bevorrechtigten ersten Kraftfahrzeugs 10 an das bevorrechtigte zweite Kraftfahrzeug 20 gewertet.

Mit dem Erkennen eines Kooperationsbedarfs beginnt eine kooperative Manöverabstim mung zwischen dem ersten und zweiten Kraftfahrzeug 10 und 20, die sich über meh- rere Aktualisierungszyklen, d.h. über mehrere beispielsweise 100 ms Zeitintervalle er strecken kann. In dem Schritt 300 kann vorgesehenen werden, einen Kooperationszäh ler um einen Zählschritt zu inkrementieren, der im Weiteren zum Steuern der kooperati ven Manöverabstimmung dienen kann. Ein zuvor initialisierter Kooperationszähler wird in dem ersten Aktualisierungszyklus nach Erkennen eines Kooperationsbedarfs akti viert, indem dieser zum Beispiel von Null auf den Wert Eins erhöht wird.

Das nicht bevorrechtigte erste Kraftfahrzeug 10 kann somit in dem Schritt 350 seine ei gene, d.h. die erste geplante Fahrtrajektorie 11 basierend auf der aktuell gültigen ge planten Fahrtrajektorie 11 , die in einem unmittelbar vorhergehenden Aktualisierungs zyklus geplant wurde, durch Fortschreiben aktualisieren. Die durch Fortschreiben aktua lisierte erste geplante Fahrtrajektorie 11 steht weiterhin im Konflikt mit der empfangenen aktuell gültigen zweiten geplanten Fahrtrajektorie 21 des bevorrechtigten zweiten Kraft fahrzeuges 20. Mit einer im Schritt 730 nachfolgenden Übermittlung der aktualisierten ersten geplanten Fahrtrajektorie 11 signalisiert das erste Kraftfahrzeug 10, dass es - zumindest für den nächsten Aktualisierungszyklus - weiterhin beabsichtigt, auf den rechten Fahrstreifen der dreispurigen Straße einzufädeln. Die weiterhin konfliktbehaf tete, aktualisierte erste geplante Fahrtrajektorie 11 kann und soll weiterhin als aufrecht erhaltene Kooperationsanfrage des ersten Kraftfahrzeuges 10 interpretiert werden.

Das nicht bevorrechtigte erste Kraftfahrzeug 10 muss während einer Abstimmung sei nes beabsichtigten Fahrmanövers mit dem bevorrechtigten Kraftfahrzeug 20 stets eine Kollision vermeiden. Dazu kann von der Manöverplanungseinrichtung 2 des nicht bevor rechtigten ersten Kraftfahrzeugs 10 während des Schritts 350 eine Ausweichtrajektorie 12 geplant werden. Auf eine solche Ausweichtrajektorie 12 für ein kollisionsfreies Fahr manöver kann ausgewichen werden, wenn der Konflikt zwischen der ersten geplanten Fahrtrajektorie 11 und der zweiten geplanten Fahrtrajektorie 21 nicht bzw. nicht recht zeitig mit einem Kooperationsangebot durch das bevorrechtigte zweite Kraftfahrzeug 20 aufgelöst wird.

Die Manöverplanungseinrichtung 2 des bevorrechtigten zweiten Kraftfahrzeugs 20 er mittelt im Schritt 400 eine Anzahl von potentiellen Kooperationstrajektorien, die zu der geplanten ersten Fahrtrajektorie 11 des nicht bevorrechtigten Kraftfahrzeuges 10 kollisi onsfrei sind. Wie bereits im Zusammenhang mit der Figur 3 erläutert wurde, kommt in dem vorliegenden Beispiel verkehrssituationsbedingt für das bevorrechtigte erste Kraft fahrzeug 10 die erste potentielle Kooperationstrajektorie 22a und alternativ die zweite und dritte potentielle Kooperationstrajektorie 22b und 22c in Betracht, um den erkann- ten Konflikt kooperativ aufzulösen. Die potentiellen Kooperationstrajektorien werden ge genüber der zweiten geplanten Fahrtrajektorie jeweils mit Kosten entsprechend einer Kostenfunktion des bevorrechtigten Kraftfahrzeugs 20 bewertet. Mit der Kostenfunktion kann der Aufwand jeder der ermittelten potentiellen Kooperationstrajektorie 22a, 22b und 22c gegenüber der geplanten Fahrtrajektorie 21 des bevorrechtigten Kraftfahrzeu ges 20 abgeschätzt werden. In die Kostenfunktion können beispielsweise Zeit-, Ener giebedarf und/oder weitere Faktoren einfließen.

Bei den in der Figur 3 dargestellten potentiellen Kooperationstrajektorien 22a, 22b und 22c kann angenommen werden, dass der Aufwand für ein erstes potentielles Kooperati onsmanöver gemäß der ersten Kooperationstrajektorie 22a relativ hoch ist, da das be vorrechtigte zweite Kraftfahrzeug 20 durch das Bremsmanöver Zeit und Bewegungs energie für eine Kooperation mit dem nicht bevorrechtigten ersten Kraftfahrzeug 10 in vestieren müsste. Die zweite potentielle Kooperationstrajektorie 22b ist für das bevor rechtigte Kraftfahrzeug 20 weniger aufwendig, da ein Spurwechsel lediglich eine ver gleichsweise kleine Komforteinschränkung kosten würde. Die dritte potentielle Koopera tionstrajektorie 22c ist offensichtlich die aufwendigste Alternative, da sich hier die Kos ten für ein entsprechendes Bremsmanöver mit einer Komforteinschränkung addieren.

Im Zusammenhang mit dem Schritt 500 wird die zweite potentielle Kooperationstrajekto rie 22b als die kostengünstigste Alternative aus der Anzahl der drei potentiellen Ko operationstrajektorien identifiziert. Die Kosten für die zweite potentielle Kooperations trajektorien 22b werden mit einem Kostengrenzwert des bevorrechtigten zweiten Kraft fahrzeuges 20 verglichen. Sofern in dem Schritt 500 festgestellt wurde, dass der Kos tengrenzwert eingehalten wird, wird die zweite Kooperationstrajektorie 22b als kosten günstigste Kooperationstrajektorie ermittelt bzw. ausgewählt.

Wenn hingegen festgestellt wurde, dass der Kostengrenzwert nicht eingehalten wird, kommt für das bevorrechtigte zweite Kraftfahrzeug 20 eine Kooperation mit dem nicht bevorrechtigten ersten Kraftfahrzeug 10 nicht in Betracht. In diesem Fall wird im Schritt 720 die zweite geplante Fahrtrajektorie 21 durch Fortschreiben aktualisiert und nachfol gend im Umfeld 1 kommuniziert.

Wurde eine kostengünstigste Kooperationstrajektorie in dem Schritt 500 ermittelt, wird nachfolgend in dem Schritt 600 geprüft, ob die ausgewählte wiederum kostengünstigste Kooperationstrajektorie 22b mit einer der empfangenen geplanten Fahrtrajektorie eines dritten Kraftfahrzeuges des Umfelds 1 im Konflikt steht. Figur 3 verdeutlicht, dass die beiden beabsichtigten Fahrmanöver, die durch die zweite Kooperationstrajektorie 22b und durch die dritte gelplanten Fahrtrajektorie 31 beschrie ben werden, zu einer Kollision zwischen dem zweiten und dem dritten Kraftfahrzeug 20 und 30 führen könnten bzw. würden. Die Manöverplanungseinrichtung 2 des bevorrech tigten zweiten Kraftfahrzeuges 20 stellt folglich einen Konflikt zwischen der kostengüns tigsten Kooperationstrajektorie 22b und der geplanten Fahrtrajektorie 31 des dritten Kraftfahrzeugs 30 fest.

Infolge des im Schritt 600 festgestellten Manöverkonflikts wird im Schritt 700 geprüft, ob eine alternative Kooperationstrajektorie aus der Anzahl der im Schritt 400 ermittelt po tentiellen Kooperationstrajektorien existiert, die zu der zu der geplanten Fahrtrajektorie 31 des dritten Kraftfahrzeuges 30 konfliktfrei ist und deren Kosten den Kostengrenzwert des bevorrechtigten Kraftfahrzeuges 20 einhalten.

Sofern keine alternative Kooperationstrajektorie existiert, bzw. ermittelt werden konnte, die beide der genannten Bedingungen kumulativ erfüllt, wird in dem Schritt 800 die kos tengünstigste Kooperationstrajektorie 22b und zusammen mit einer fortgeschriebenen eigenen geplanten Fahrtrajektorie 21 als ein Paar aktualisierter geplanter Fahrtrajekto- rien eines bevorrechtigten Kraftfahrzeuges 20 in dem gemeinsamen Umfeld 1 mittels der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung 3 kommuniziert.

Wurde hingegen eine alternative Kooperationstrajektorie gefunden, die sowohl den Kos tengrenzwert des zweiten Kraftfahrzeugs 20 einhält, als auch mit der geplanten

Fahrtrajektorie 31 des dritten Kraftfahrzeugs 30 konfliktfrei ist, wird im Schritt 810 zu mindest die kostengünstigste Kooperationstrajektorie 22b als eine aktualisierte geplante Fahrtrajektorie des zweiten Kraftfahrzeuges 20 im gemeinsamen Umfeld 1 übermittelt. Gemäß der vorliegenden Beispielsituation wird die zweitgünstigste Kooperationstrajek torie 22a als alternative Kooperationstrajektorie des zweiten Kraftfahrzeugs 20 identifi ziert.

Bei der Übermittlung kann in dem Schritt 810 optional die ermittelte zweitgünstigste Ko operationstrajektorie 22a zusammen mit der kostengünstigsten Kooperationstrajektorie 22b als ein Paar aktualisierter geplanter Fahrtrajektorien des bevorrechtigten Kraftfahr zeuges 20 in dem gemeinsamen Umfeld 1 kommuniziert werden.

Die Figur 4 zeigt die zwei Alternativen einer aktualisierten Darstellung der aus der Figur 1 bekannten Verkehrssituation zu einem Zeitpunkt, nach dem die geplanten Fahrtrajek torien aller drei Kraftfahrzeuge 10, 20 und 30 mittels den Manöverplanungseinrichtun gen 2 aktualisiert und mittels den Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseirichtungen erneut im gemeinsamen Umfeld 1 kommuniziert wurden. Die Kraftfahrzeuge haben sich während der 100 ms dauernden Repetitionszeit gegenüber den in der Figur 1 gezeigten Ortspositionen in Fahrtrichtung auf der mehrspurigen Straße fortbewegt. Bei einer Fahr geschwindigkeit von beispielsweise um die 90 km/h werden ungefähr 2,5 m zurückge legt. Folglich wurde der zeitliche Florizont der Projektion beabsichtigter Fahrmanöver um ein Repetitionsintervall in die Zukunft fortgeschrieben.

Wie links in der Figur 4a dargestellt ist, wurde die kostengünstigste Kooperationstrajek- torie 22b zusammen mit der zweitgünstigsten Kooperationstrajektorie 22a als Paar ak tualisierter geplanter Fahrtrajektorien des bevorrechtigten Kraftfahrzeuges 20 im Umfeld 1 übermittelt.

Die Figur 4b stellt eine Situation dar, wenn keine geeignete alternative Kommunikati- onstrajektorie gefunden werden konnte. Folglich wurde gemäß Schritt 800 die fortge schriebene geplante Fahrtrajektorie 21 zusammen mit der kostengünstigsten zweiten Kooperationstrajektorie 22b als Paar aktualisierter geplanter Fahrtrajektorien des bevor rechtigten Kraftfahrzeuges 20 im Umfeld 1 übermittelt.

Aus den beiden Abbildungen der Figur 4 ist zu erkennen, dass die zweite Kooperations trajektorie 22b für das kostengünstigste, d.h. das bevorzugte kooperative Fahrmanöver des zweiten Kraftfahrzeugs 20 nicht ohne eine aktive Mithilfe des dritten Kraftfahrzeugs 30 umsetzbar wäre. Das zweite Kraftfahrzeug 20 ist gegenüber dem dritten Kraftfahr zeug 30 nicht bevorrechtigt, um ein Fahrstreifenwechselmanöver gemäß der zweiten Kooperationstrajektorie 22b durchzuführen. Für den Fahrstreifenwechsel ist folglich eine zweite kooperative Manöverabstimmung zwischen dem nun nicht bevorrechtigten zwei ten Kraftfahrzeug 20 und dem bevorrechtigten dritten Kraftfahrzeug 30 erforderlich.

Eine Idee hinter der vorliegend beschriebenen Manöverabstimmung ist, dass ein poten tieller Kooperationspartner, d.h. im vorliegenden Beispiel das zweite Kraftfahrzeug 20, gegenüber einem Kooperationsbedürftigen, d.h. im vorliegenden Fall dem erstem Kraft fahrzeug 10, unterschiedlich kooperativ sein kann. Somit gibt es unterschiedliche Ko- operationslevel, die in unbedingt kooperativ, bedingt kooperativ bzw. nicht kooperativ eingeteilt werden können.

Die linke Abbildung a) der Figur 4 zeigt ein unbedingt kooperatives zweites Kraftfahr zeug 20, das dem ersten Kraftfahrzeug 10 unter allen Umständen das beabsichtigte Einfädelmanöver ermöglichen wird. Die rechte Abbildung b) der Figur 4 zeigt hingegen ein bedingt kooperatives zweites Kraftfahrzeug 20, das eine Kooperation nur unter der Bedingung anbietet, wenn das dritte Kraftfahrzeug 30 in der Eigenschaft eines Koopera tionshelfers das zweite Kraftfahrzeug 20 bei dem gewünschten Fahrstreifenwechsel ge mäß der kostengünstigsten Kooperationstrajektorie 22b unterstützt. Der Kooperationslevel kann jeweils abhängig von der Kostenfunktion in Verbindung mit dem Kostengrenzwert eines potentiellen Kooperationspartners individuell gesteuert wer den.

Die zweite Kooperationstrajektorie 22b des zweiten Kraftfahrzeuges 20 stellt auch im Falle einer unbedingten Kooperation gemäß Figur 4a das Kooperationsmanöver dar, dass von dem zweiten Kraftfahrzeug 20 für eine kooperative Manöverabstimmung mit dem ersten Kraftfahrzeug 10 bevorzugt wird. Durch die Übermittlung der mit der dritten geplanten Fahrtrajektorie 31 konfligierenden zweiten Kooperationstrajektorie 22b wird implizit eine Kooperationsanfrage an das dritte Kraftfahrzeug 30 gerichtet.

Die Figur 6 zeigt, dass das dritte Kraftfahrzeug 30, sofern es kostenabhängig bereit ist, mit dem zweiten Kraftfahrzeug 20 zu kooperieren, grundsätzlich drei potentielle Koope- rationstrajektorien 32a, 32b und 32c bereitstellen könnte. Ein Fahrstreifenwechsel von dem mittleren auf den linken Fahrstreifen ohne Bremsmanöver stellt für das dritte Kraft fahrzeug 30 das Kooperationsmanöver mit dem geringsten Aufwand dar. Die ent sprechende Trajektorie kann als kostengünstigste Kooperationstrajektorien 32b für eine Manöverkooperation ausgewählt werden.

Nachdem der zuvor beschriebene Aktualisierungszyklus gemäß Figur 5 von den Manö verplanungseinrichtungen 2 aller drei Kraftfahrzeuge 10, 20 und 30 durchlaufen und mit einem gegenseitigen Austausch aktualisierter geplanter Fahrtrajektorien abgeschlossen wurde, kann ein neuer Aktualisierungszyklus beginnen.

Ist das zweite Kraftfahrzeug 20 unbedingt kooperativ, wie in der Figur 4a dargestellt ist, wird im Schritt 200 durch die Manöverplanungseinrichtung 2 des ersten Kraftfahrzeuges 10 festgestellt, dass die eigene geplante Fahrtrajektorie 11 mit keiner der anderen emp fangenen Fahrtrajektorien in Konflikt steht. Im Schritt 250 wird die eigene geplante Fahrtrajektorie 11 durch Fortschreiben aktualisiert. Die Kooperation zwischen dem ers ten und zweiten Kraftfahrzeug 10 und 20 kann als erfolgreich und somit als beendet be trachtet werden. Das erste Kraftfahrzeug 10 darf sein beabsichtigtes Einfädelmanöver ausführen. Der laufende Kooperationszähler aus dem zuvor beschriebenen Aktualisie rungszyklus wird zurückgesetzt und eine ggf. vorgehaltene Ausweichtrajektorie kann verworfen werden. Im Schritt 710 wird die aktualisierte eigene Fahrtrajektorie 11 über mittelt.

Im Falle eines dem ersten Kraftfahrzeug 10 gegenüber unbedingt kooperativen zweiten Kraftfahrzeug 20 ist lediglich noch eine Kooperation zwischen dem zweiten Kraftfahr zeug 20 und dem dritten Kraftfahrzeug 30 abzustimmen. In dem Schritt 300 der in der Figur 5 dargestellten Abfolge für einen Aktualisierungszyklus wird jeweils durch die bei den Manöverplanungseinrichtungen 2 des zweiten und dritten Kraftfahrzeuges 20 und 30 festgestellt, dass das zweite Kraftfahrzeug 20 das nicht bevorrechtigte Kraftfahrzeug ist und dass das dritte Kraftfahrzeug 30 das bevorrechtigte Kraftfahrzeug ist. In den Schritten 400 bis 500 wird die Manöverplanungseinrichtung des bevorrechtigten dritten Kraftfahrzeugs 30 eine kostengünstigste Kooperationstrajektorie 32b ermittelt, die mit keiner weiteren geplanten Fahrtrajektorie innerhalb des gemeinsamen Umfeldes 1 in Konflikt steht.

Sofern die ermittelte kostengünstigste Kooperationstrajektorie 32b einen individuellen Kostengrenzwert des bevorrechtigten dritten Kraftfahrzeugs 30 überschreitet, wird in dem Schritt 720 die eigene geplante Fahrtrajektorie 31 des dritten Kraftfahrzeugs 30 fortgeschrieben und als aktualisierte geplante Fahrtrajektorie 31 im gemeinsamen Um feld 1 kommuniziert. Dem zweiten Kraftfahrzeug 20 wird somit keine Kooperation ange- boten. Das zweite Kraftfahrzeug 20 kann, beispielsweise über einen Kooperationszähler gesteuert, seine Kooperationsanfrage für eine Anzahl von nachfolgenden Aktualisie rungszyklen aufrechterhalten.

In dem Fall eines gegenüber dem ersten Kraftfahrzeug 10 unbedingt kooperativen zwei ten Kraftfahrzeuges 20 und eines gegenüber dem zweiten Kraftfahrzeug 20 nicht ko operativen dritten Kraftfahrzeugs 30 löst sich die Verkehrssituation auf, wie in der Figur 7a dargestellt.

Sofern auch das dritte Kraftfahrzeug 30 kooperativ gegenüber dem zweiten Kraftfahr zeug 20 ist, d.h. wenn die Kosten für die kostengünstigste Kooperationstrajektorie 32b den Kostengrenzwert des dritten Kraftfahrzeugs 30 einhalten, wird im Schritt 600 von der Manöverplanungseinrichtung 2 des dritten Kraftfahrzeuges 30 festgestellt, dass die kostengünstigste Kooperationstrajektorie 32b mit keiner empfangenen geplanten Fahrtrajektorie eines weiteren Kraftfahrzeuges in Konflikt steht. Folglich wird im Schritt 820 die kostengünstigste Kooperationstrajektorie 32b als aktualisierte geplante

Fahrtrajektorie mittels Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation übermittelt. Die Verkehrs situation löst sich nach einer erfolgreichen Manöverabstimmung auf, wie in der Figur 7b dargestellt.

Ist das zweite Kraftfahrzeug 20 nur bedingt kooperativ, wie in der Figur 4b dargestellt ist, wird im Schritt 200 durch die Manöverplanungseinrichtung 2 des ersten Kraftfahr zeuges 10 weiterhin ein Konflikt zwischen der eigenen und der empfangenen geplanten Fahrtrajektorie 11 und 21 festgestellt. Im Schritte 300 wird der Kooperationszähler in- krementiert und festgestellt, dass das erste Kraftfahrzeug 10 gegenüber dem zweiten nicht bevorrechtigt ist. Sofern ein Abbruchkriterium, z.B. ein Grenzwert für eine Zeit bis zu einer Kollision (engl. Time to Collision, TTC), noch nicht erfüllt ist, kann die eigene geplante Fahrtrajektorie 11 im Schritt 350 fortgeschrieben und als aktualisierte geplante Fahrtrajektorie 11 übermittelt werden.

Das dritte Kraftfahrzeug 30 stellt mittels seiner Manöverplanungseinrichtung 2 , wie zu vor bereits beschrieben worden ist, erstmalig einen Konflikt zwischen der eigenen ge planten Fahrtrajektorie 31 und der von dem zweiten Kraftfahrzeug 20 übermittelten kos tengünstigsten Kooperationstrajektorie 22b als eine geplante Fahrtrajektorie fest und kann kostenabhängig im Schritt 820 eine Kooperationstrajektorie 32b anbieten oder in Schritt 720 seine eigene geplante Fahrtrajektorie fortschreiben und eine Kooperation ablehnen.

Das zweite Kraftfahrzeug 20 wird in dem zweiten Aktualisierungszyklus im Wesentli chen seine eigene geplante Fahrtrajektorie 21 sowie seine kostengünstigste Kooperati onstrajektorie 22b aktualisieren. In den Schritten 300 und 600 des zweiten Aktualisie rungszyklus wird weiterhin festgestellt, dass sowohl die eigene geplante Fahrtrajektorie 21 als auch die kostengünstigste Kooperationstrajektorie 22b jeweils in Konflikt mit ei ner geplanten Fahrtrajektorie eines der anderen Kraftfahrzeuge steht. Entsprechend wird im Schritt 800 eine neu ermittelte kostengünstigste Kooperationstrajektorie 22b zu sammen mit einer fortgeschriebenen eigenen geplanten Fahrtrajektorie 21 als ein Paar aktualisierter geplanter Fahrtrajektorien eines bevorrechtigten Kraftfahrzeuges 20 über mittelt.

Solange das dritte Kraftfahrzeug 30 nicht kooperativ ist und, wie in Figur 8a dargestellt, eine aktualisierte eigene geplante Fahrtrajektorie 31 im gemeinsamen Umfeld kommu niziert, so wird das gegenüber dem ersten Kraftfahrzeug bedingt kooperative aber be vorrechtigte zweite Kraftfahrzeug 20 seine eigene geplante Fahrtrajektorie 21 beibehal ten sowie zyklisch aktualisieren und übermitteln.

Eine Kooperation zwischen den drei Kraftfahrzeugen 10, 20 und 30 kann auch ohne Er folg beendet werden, indem die Manöverplanungseinrichtung 2 des ersten Kraftfahr zeugs die vorgehaltene Ausweichtrajektorie 12 als aktualisierte geplante Fahrtrajektorie auswählt bzw. auswählen muss. In einem nachfolgenden Aktualisierungszyklus würde das zweite Kraftfahrzeug 20 keinen Konflikt mehr zwischen seiner eigenen geplanten Fahrtrajektorie und einer empfangenen geplanten Fahrtrajektorie feststellen. Die kon fliktfreie eigene geplante Fahrtrajektorie 21 wird gemäß Schritt 250 fortgeschrieben und im Schritt 710 als aktualisierte geplante Fahrtrajektorie im gemeinsamen Umfeld kom muniziert. Ein oder mehrere Kooperationszähler, die zur Steuerung der kooperativen Manöverabstimmung zwischen dem ersten und dem zweiten Kraftfahrzeug 10 und 20 sowie zwischen dem zweiten und dem dritten Kraftfahrzeug 20 und 30 dienen, können im Schritt 350 zurückgesetzt werden. Die Figur 9a zeigt die beispielhafte Verkehrssitua tion nach einer nicht erfolgreichen Manöverabstimmung.

Ist das dritte Kraftfahrzeug 30 gegenüber dem zweiten Kraftfahrzeug 20 kooperativ, in dem die kostengünstigste Kooperationstrajektorie 32b als aktualisierte geplante

Fahrtrajektorie durch das dritte Kraftfahrzeug 30 übermittelt wird, so wird die Manöver planungseinrichtung 2 des zweiten Kraftfahrzeugs 20 im Schritt 600 eines nachfolgen den Aktualisierungszyklus feststellen, dass die im Aktualisierungszyklus aktuell ermit telte kostengünstigste Kooperationstrajektorie 22b konfliktfrei ist. Somit kann in Schritt 820 die konfliktfreie Kooperationstrajektorie 22b als aktualisierte eigene geplante Fahrtrajektorie über die zugeordnete Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrich- tung 3 übermittelt werden.

In einem weiteren nachfolgenden Aktualisierungszyklus kann das erste Kraftfahrzeug 10 eine konfliktfreie eigene geplante Fahrtrajektorie 11 feststellen. Die Figur 9b zeigt die beispielhafte Verkehrssituation nach einer erfolgreichen Manöverabstimmung zwischen drei Kraftfahrzeugen.

In der Figur 10 ist ein Kraftfahrzeug 1 dargestellt, das eine Manöverplanungseinrichtung 2 und eine zugeordnete Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung 3 umfasst. Die Manöverplanungseinrichtung 2 kann empfangene Nachrichten mit aktuellen geplan ten Fahrtrajektorien aus einem Puffer der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationsein- richtung 3 abrufen oder eigene aktuelle geplante Fahrtrajektorien über diese kommuni zieren, d.h. versenden. Alternativ können empfangene Nachrichten aktiv an die Manö verplanungseinrichtung 2 weitergeleitet werden.

Obwohl der Gegenstand im Detail durch Ausführungsbeispiele näher illustriert und er läutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendei ner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorher gehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kennt nis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hin- sichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausfüh rungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlas sen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weiterge henden Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird.

Liste der Bezugszeichen

2 Manöverplanungseinrichtung

3 Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung

10 Erstes Kraftfahrzeug

11 Geplante Fahrtrajektorie

20 Zweites Kraftfahrzeug

21 Geplante Fahrtrajektorie

30 Drittes Kraftfahrzeug

31 Geplante Fahrtrajektorie

100 Abrufen von empfangenen geplanten Fahrtrajektorien

200 Vergleichen von geplanten Fahrtrajektorien

250 Fortschreiben der eigenen geplanten Fahrtrajektorie

300 Ermitteln eines bevorrechtigten und eines nicht bevorrechtigten Kraftfahrzeuges 350 Fortschreiben der eigenen geplanten Fahrtrajektorie und Vorhalten einer

Ausweichtrajektorie

400 Ermitteln und Bewerten von potentiellen Kooperationstrajektorien

500 Ermitteln einer kostengünstigsten Kooperationstrajektorie innerhalb eines

Kostengrenzwerts

600 Konfliktprüfung der kostengünstigsten Kooperationstrajektorie

700 Ermitteln einer konfliktfreien alternativen Kooperationstrajektorie innerhalb des Kostengrenzwerts

710 Übermitteln der fortgeschriebenen eigenen geplanten Fahrtrajektorie

720 Übermitteln der fortgeschriebenen eigenen geplanten Fahrtrajektorie

730 Übermitteln der fortgeschriebenen eigenen geplanten Fahrtrajektorie oder der vorgehaltenen Ausweichtrajektorie

800 Übermitteln der kostengünstigsten Kooperationstrajektorie und einer

fortgeschriebenen eigenen geplanten Fahrtrajektorie

810 Übermitteln der kostengünstigsten Kooperationstrajektorie und einer

alternativen Kooperationstrajektorie

820 Übermitteln einer fortgeschriebenen eigenen geplanten Fahrtrajektorie