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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Koordinieren mindestens eines Abstandes zwischen mindestens zwei autonomen oder teilautonomen Fahrzeugen in einem Fahrzeugverbund.
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Stand der Technik
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Um den Verbrauch von Nutzfahrzeugen ökonomischer und umweltfreundlicher zu gestalten, arbeiten Hersteller derzeit an Lösungen für ein sogenanntes „Platooning“ bzw. einer Gruppierung mehrerer Nutzfahrzeuge zu einem Fahrzeugverband bzw. Fahrzeugverbund. Hierzu fahren mehrere Nutzfahrzeuge wie beispielsweise Lastkraftwagen elektronisch miteinander gekoppelt nahe hinter einem Führungsfahrzeug auf, um vom Windschatten der vorausfahrenden Fahrzeuge zu profitieren und Kraftstoff sparen zu können. Im Straßenverkehr ist diese Lösung jedoch problematisch, da bei einem effektiven Windschattenfahren der Nutzfahrzeuge die Sicherheit anderer Verkehrsteilnehmer beeinträchtigt werden kann. Insbesondere muss bei Auf- und Abfahrten an Autobahnen sichergestellt werden, dass andere Verkehrsteilnehmer zwischen den Platoon-Fahrzeugen einscheren und ausscheren können. Deshalb ist bei derzeitigen Lösungen nur eine feste maximale Anzahl von Platoon-Teilnehmern vorgesehen, bei gleichzeitig relativ großen Minimalabständen innerhalb des Fahrzeugverbandes. Der Abstand zwischen den Platoon-Teilnehmern ist dabei gleichbleibend, derart gestaltet, dass anderen Verkehrsteilnehmern jederzeit zwischen den Platoon-Fahrzeugen einscheren können, auch wenn beispielweise das Verkehrsaufkommen gering ist oder die Situation es nicht erfordert. Daher bleibt bei derzeitigen Verfahren die tatsächliche Kraftstoffeinsparung weit hinter den theoretisch möglichen Einsparungen bei einer optimalen Ausnutzung des Windschattens des jeweils vorausfahrenden Nutzfahrzeugs zurück.
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Offenbarung der Erfindung
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann darin gesehen werden, ein Verfahren zum Koordinieren mindestens eines Abstandes zwischen mindestens zwei autonomen oder teilautonomen Fahrzeugen in einem Fahrzeugverbund bzw. Fahrzeugverband vorzuschlagen, bei dem der Abstand zwischen den Fahrzeugen eines Fahrzeugverbundes situationsabhängig angepasst wird und das die Bildung von Fahrzeugverbänden mit beliebiger Anzahl an Fahrzeugen ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird mittels des jeweiligen Gegenstands der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von jeweils abhängigen Unteransprüchen.
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Nach einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Koordinieren mindestens eines Abstandes zwischen mindestens zwei autonomen oder teilautonomen Fahrzeugen in einem Fahrzeugverbund bereitgestellt. Hierzu wird mindestens eine Auffahrt und/oder Abfahrt einer von den mindestens zwei Fahrzeugen befahrenen Straße in einem Bereich vor dem Fahrzeugverbund registriert. Es wird ein situationsabhängiger optimaler Abstands für ein Passieren der Auffahrt und/oder Abfahrt zwischen den mindestens zwei Fahrzeugen ermittelt. Anschließend wird die Distanz zwischen den mindestens zwei Fahrzeugen auf den situationsabhängigen optimalen Abstand zwischen den mindestens zwei Fahrzeugen vor dem Erreichen der Auffahrt und/oder der Abfahrt angepasst. Die Auffahrt und/oder die Abfahrt werden mit dem ermittelten situationsabhängigen optimalen Abstand zwischen den mindestens zwei Fahrzeugen passiert. Es folgt ein erneutes Ermitteln eines situationsabhängigen optimalen Abstands zwischen den mindestens zwei Fahrzeugen für eine Fahrstrecke nach dem Passieren der Auffahrt und/oder Abfahrt. Anschließend erfolgt ein erneutes Anpassen der Distanz zwischen den mindestens zwei Fahrzeugen bis zum Erreichen des erneut ermittelten situationsabhängigen optimalen Abstands zwischen den mindestens zwei Fahrzeugen nach dem Passieren der Auffahrt und/oder der Abfahrt.
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Elektronisch gekoppelte Fahrzeugverbände bzw. Fahrzeugverbunde können beim Passieren von Auffahrt und/oder der Abfahrt auf Straßen wie beispielsweise Landstraßen, Bundesstraßen oder Autobahnen ein Sicherheitsproblem darstellen. Passieren bedeutet, dass die Fahrzeugverbände die Auffahrt und/oder der Abfahrt selbst nicht nutzen, sondern weiterhin auf der von ihnen befahrenen Straße bleiben und an der Auffahrt und/oder der Abfahrt vorbeifahren. In Bereichen vor und neben der Auffahrt und/oder der Abfahrt ist mit einem häufigen Einscheren anderer Verkehrsteilnehmer zwischen den einzelnen Fahrzeugen des Fahrzeugverbandes zu rechnen, sodass in diesen Bereichen optimalerweise ein größerer Abstand zwischen den Fahrzeugen des Fahrzeugverbunds eingehalten werden muss. Auf Streckenabschnitten ohne Auffahrten und/oder Abfahrten kann der Abstand zwischen den Fahrzeugen des Fahrzeugverbandes optimalerweise reduziert werden, um eine möglichst ökomische Ausnutzung des Windschattens des vorausfahrenden Fahrzeuges innerhalb des Fahrzeugverbundes zu gewährleisten. Ein situationsanhängiger optimaler Anstand zwischen den Fahrzeugen ist somit variabel und je nach den Anforderungen des Streckenabschnittes derart anzupassen, dass andere Verkehrsteilnehmer im Bereich von Auffahrten und/oder Abfahrten ausreichend Abstand zwischen den Fahrzeugen des Fahrzeugverbundes zum Einscheren geboten wird und in Bereichen ohne Auffahrten und/oder Abfahrten der Abstand ein möglichst ökonomisches Fahren im Windschatten des Vordermannes des Fahrzeugverbandes ermöglicht wird. Hierzu kann auf dem geplanten oder aktuellen Streckenverlauf das Vorhandensein einer Auffahrt und/oder einer Abfahrt sowie der Beginn und das Ende eines Beschleunigungsstreifens einer Auffahrt oder eines Verzögerungsstreifens einer Abfahrt ermittelt werden. Für jede Auffahrt und/oder Abfahrt können sowohl jeweils ein situationsabhängiger optimaler Abstand bei Beginn und hinter dem Ende der Auffahrt und/oder Abfahrt ermittelt werden als auch der Abstand vor Beginn und nach dem Ende der Auffahrt, an dem eine Anpassung des Abstandes zwischen den Fahrzeugen des Fahrzeugverbandes eingeleitet werden kann, um den situationsabhängig optimalen Abstand vor Beginn der Auffahrt und/oder Abfahrt und nach dem Ende der Auffahrt und/oder Abfahrt ökonomisch und sicher zu erreichen. Rechtzeitig und mit einer ausreichenden Distanz vor dem Beginn eines Beschleunigungsstreifens oder eines Verzögerungsstreifens kann der situationsabhängig optimale Abstand zwischen den Fahrzeugen des Fahrzeugverbands für das geplante Passieren der Auffahrt und/oder der Abfahrt ermittelt werden. Hierbei sollte das Ermitteln des situationsabhängigen optimalen Abstands in einem derart ausreichenden zeitlichen und örtlichen Abstand zu der vor dem Fahrzeugverband liegenden Auffahrt und/oder der Abfahrt erfolgen, dass alle Fahrzeuge des Fahrzeugverbandes ausreichend Zeit haben, die Abstände zwischen den Fahrzeugen anzupassen und den für die jeweilige Situation optimalen Abstand zu erreichen. Das Einstellen bzw. Anpassen der Distanz zwischen den Fahrzeugen des Fahrzeugverbands erfolgt vorzugsweise auf einer Übergangsstrecke. Die Übergangsstrecke dient zum Einstellen der Abstände der Fahrzeuge auf die situationsabhängig optimalen ermittelten Abstände. Eine Länge und ein Beginn der Übergangsstrecke kann hierbei von verschiedenen Faktoren, wie beispielsweise Masse und Länge, Anzahl der Fahrzeuge im Fahrzeugverband und einer Geschwindigkeit der Fahrzeuge, abhängig definiert werden. Vorzugsweise weisen die Fahrzeuge des Fahrzeugverbands nach einem Durchfahren der Übergangsstrecke den situationsabhängig optimalen Abstand zueinander auf. Die Übergangsstrecke kann hierbei sowohl zum Vergrößern als auch zum Verkleinern der Abstände der Fahrzeuge im Fahrzeugverband zueinander verwendet werden. Alternativ kann bereits bei der Planung der Fahrstrecke oder vor Fahrtbeginn ein für die jeweilige Auffahrt und/oder Abfahrt situationsabhängiger optimaler Abstand ermittelt werden. Der situationsabhängige optimale Abstand könnte anschließend abrufbar bereitgestellt werden. Vorzugsweise erreicht jedes Fahrzeug des Fahrzeugverbandes den zuvor ermittelten situationsabhängigen optimalen Abstand der jeweiligen Auffahrt und/oder Abfahrt durch Ausrollen des Fahrzeuges, um eine möglichst große Kraftstoffeinsparung zu erreichen. Alternativ kann der Abstand zwischen den Fahrzeugen durch ein Abbremsen oder durch Beschleunigen reguliert werden. Eine Regulierung des Abstandes durch Beschleunigung setzt jedoch voraus, dass der Fahrzeugverband eine geringere Zielgeschwindigkeit verwendet als maximal erlaubt. Während des Passierens der Auffahrt und/oder Abfahrt wird der ermittelte situationsabhängige optimale Abstand zwischen den Fahrzeugen beibehalten. Sollte es zu einer Abweichung von dem ermittelten Wert kommen, können die einzelnen Fahrzeuge des Fahrzeugverbundes ihren Abstand durch Ausrollen, Beschleunigen oder Bremsen korrigieren. Insbesondere nach dem Passieren einer Abfahrt oder einer einzelnen Auffahrt und/oder Abfahrt ohne einer kurz darauf folgende Abfahrt und/oder Auffahrt ist von einer geringeren Anzahl in den Fahrzeugverband einscherender Verkehrsteilnehmer auszugehen. Somit kann hier erneut ein situationsabhängiger optimaler Abstand zwischen den Fahrzeugen ermittelt werden. Nach dem Passieren des Endes des Beschleunigungsstreifens oder des Verzögerungsstreifens wird eine erneute Anpassung der Abstände gemäß dem erneuten ermittelten situationsabhängigen optimalen Abstand zwischen den Fahrzeugen des Fahrzeugverbandes vorgenommen.
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Durch das Verfahren können Sicherheitsprobleme von ökonomischen effizienten Fahrzeugverbänden bzw. Fahrzeugverbünden ausgeräumt werden indem die Abstände zwischen den Fahrzeugen innerhalb des Fahrzeugverbundes situationsbezogen variiert werden. Insbesondere das problematische Passieren von Auffahrten und/oder Abfahren kann dadurch gelöst, dass jeweils zu den Auffahrten und/oder Abfahrten die Abstände innerhalb eines Platoons bzw. Fahrzeugverbands geändert werden, so dass sichere Abstände für andere Verkehrsteilnehmer entstehen.
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Vorzugsweise werden dabei feste Freiräume oder Abstände zwischen den Fahrzeugen des Fahrzeugverbundes eingestellt, die andere Verkehrsteilnehmer zum Einscheren nutzen können. Vorzugsweise sind die Abstände zwischen allen Fahrzeugen des Fahrzeugverbandes gleich groß. Alternativ können die Abstände zwischen den Fahrzeugen des Fahrzeugverbandes variieren oder der Abstand zwischen mehreren hintereinander fahrenden Fahrzeugen des Fahrzeugverbundes gering sein, bevor eine größere Lücke für ein mögliches Einscheren eines Verkehrsteilnehmers folgt.
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Ein Fahrzeugverbund bzw. Fahrzeugverband, der sich einer Abfahrt nähert, muss rechtzeitig mit einer Vergrößerung der Abstände zwischen den Fahrzeugen des Fahrzeugverbands beginnen, so dass für einscherende Fahrzeuge ausreichend Platz geschaffen wird. Vorzugsweise ist die Distanz ab dem mit einem Abstandsvergrößerungs-manöver begonnen wird, festgelegt. Dies wäre dann die Distanz, die bei der zulässigen Höchstgeschwindigkeit des Fahrzeugverbandes notwendig wäre, um rechtzeitig vor dem Erreichen der Auffahrt oder der Abfahrt die Abstände zwischen den Fahrzeugen des Fahrzeugverbundes anzupassen. Die Distanz stellt hierbei einen Beginn einer Übergangsstrecke dar. Bei kleineren Geschwindigkeiten wäre die notwendige Distanz geringer. Alternativ kann auch eine explizite Geschwindigkeitsabhängigkeit zum Ermitteln des optimalen Abstandes zwischen den Fahrzeugen und der Distanz zum Einleiten der Anpassung an den optimalen situationsabhängigen Abstand verwendet werden. Die optimalen Distanzen zum Einleiten der Anpassung auf den optimalen situationsabhängigen Abstand können beispielsweise in Form von Erfahrungswerten als Kalibrierungsdaten für die Fahrzeuge des Fahrzeugverbandes hinterlegt werden. Derartige Erfahrungswerte könnten alternativ oder zusätzlich auch aus einer Cloud bzw. einer externen Servereinheit statisch oder dynamisch bezogen werden und dann beispielsweise in einem Arbeitsspeicher zwischengespeichert werden. Die Distanz, ab der mit dem Regulieren der Abstände innerhalb des Fahrzeugverbandes begonnen wird, kann dabei entsprechend der Beschleunigungsparameter und der verwendeten Geschwindigkeitsdifferenz bestimmt werden.
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Nach einem Ausführungsbeispiel wird der situationsabhängige optimale Abstand zwischen den mindestens zwei Fahrzeugen vor einem Passieren einer Auffahrt und/oder Abfahrt vergrößert und nach einem Passieren der Auffahrt oder der Abfahrt verkleinert. Entscheidend ist hierbei, dass die Anpassung oder das Vergrößern der Abstände rechtzeitig vor dem Erreichen der Auffahrt und/oder Abfahrt eingeleitet wird, um für andere Verkehrsteilnehmer ein sicheres Einscheren zwischen den Fahrzeugen des Fahrzeugverbandes zu ermöglichen. Nach dem Passieren der Auffahrt und/oder Abfahrt ist es für eine ökonomische Fahrweise vorteilhaft, die Abstände zwischen den Fahrzeugen des Fahrzeugverbands schnellstmöglich zu reduzieren. Hierzu wird den Fahrzeugen des Fahrzeugverbandes die optimale Distanz vor und nach der jeweiligen zu passierenden Auffahrt und/oder Abfahrt für das Einleiten einer Anpassung an den situationsabhängigen optimalen Abstand zwischen den Fahrzeugen des Fahrzeugverbands bereitgestellt. Diese gewährleistet die Möglichkeit des sicheren Einscherens anderer Verkehrsteilnehmer und ermöglicht zudem auf vielen Streckenabschnitten Kraftstoffeinsparungen der Fahrzeuge des Fahrzeugverbands.
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Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel wird das Anpassen des situationsabhängig optimalen Abstands ortsabhängig selbstständig durch jedes Fahrzeug des Fahrzeugverbundes eingeleitet. Bei einer lokalen Koordination beginnt das zweite Fahrzeug von der Spitze des Fahrzeugverbands bzw. Fahrzeugverbunds damit seinen Abstand zum ersten Fahrzeug an der Spitze des Fahrzeugverbandes anzupassen, wenn es die definierte Übergangsstrecke vor der Auffahrt und/oder Abfahrt erreicht hat. Dazu verwendet es beispielsweise einen vorgegebenen Abstandsverlauf über die Zeit als Zielvorgabe, der über einen Abstandsregler des jeweiligen Fahrzeugs eingestellt wird. Vorzugsweise wird die Anpassung des Abstandes in einem rampenförmiger Verlauf der Abstandvergrößerung vorgenommen. Alle dem zweiten Fahrzeug folgenden Fahrzeuge des Fahrzeugverbandes, die ebenfalls die festgelegte Distanz vor oder nach der Auffahrt und/oder Abfahrt zum Anpassen erreicht haben, beginnen nacheinander ebenfalls ihre Abstände zu dem vor ihnen fahrenden Fahrzeug zu regulieren. Optimalerweise werden die nachfolgenden Fahrzeuge des Fahrzeugverbandes über die vorgenommene Anpassung des jeweiligen Fahrzeuges des Fahrzeugverbandes benachrichtigt, damit die Koordination der Abstände optimiert kooperativ erfolgt.
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Alternativ oder zusätzlich gibt das als nächstes eine Anpassung des Abstandes durchführende Fahrzeug den Zeitpunkt, zu dem es die Distanz zum Einleiten der Anpassung voraussichtlich erreichen wird, an die anderen Fahrzeuge des Fahrzeugverbandes sowie den geplanten Abstandsverlauf weiter. Optional kann es auch den vorausberechneten Geschwindigkeitsverlauf mit angeben, der aus diesem Manöver voraussichtlich resultieren wird. Vorzugsweise ist aufgrund des geringen Datenvolumens für die Übermittlung ein rampenförmiger Abstandsverlauf geeignet. Hierbei werden nur die Steigung und der Endpunkt des geplanten Abstandsverlaufes des als nächstes die Anpassung durchführenden Fahrzeuges benötigt.
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Alle Fahrzeuge des Fahrzeugverbands, die dem zweiten Fahrzeug, das gerade eine Anpassung seines Abstandes zum vorausfahrenden Fahrzeug des Fahrzeugverbands vornimmt, folgen, müssen kollektiv ebenfalls die Geschwindigkeit anpassen, um die Abstände innerhalb des Fahrzeugverbands beizubehalten und einer systematischen Reduzierung der Abstände entgegenzuwirken.
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Alternativ ist das Einleiten einer Anpassung der Abstände zwischen den Fahrzeugen durch mehrere Fahrzeuge gleichzeitig möglich, wenn die Fahrzeuge unterschiedliche Distanzen vor oder nach einer Auffahrt und/oder Abfahrt, ab der eine Einleitung der Abstände vorgenommen wird, verwenden.
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Das Verfahren ermöglicht beliebig lange Fahrzeugverbände zu bilden, da sofern es die Situation, beispielweise im Bereich von Auffahrten und/oder Abfahrten, erfordert die Abstände zum Einscheren anderer Verkehrsteilnehmer vergrößert und anschließend, wenn kein Platzbedarf besteht, wieder verkleinert werden können.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die Einstellung des situationsabhängigen optimalen Abstands zwischen mindestens zwei Fahrzeugen zentral durch ein erstes Fahrzeug des Fahrzeugverbundes koordiniert. Bei einer zentralen Koordination des Fahrzeugverbandes erfolgt die Koordination über den Fahrzeugverband-Koordinator, beispielsweise das erste Fahrzeug
an der Spitze des Fahrzeugverbandes. Hierbei muss der Fahrzeugverband-Koordinator alle Fahrzeugpositionen der jeweiligen Fahrzeuge des Fahrzeugverbands kennen und vorgeben, ab wann die Abstände vergrößert oder verkleinert werden sollen und mit welcher Charakteristik. Die Charakteristik kann beispielsweise über einen zeitlichen Verlauf der Abstände definiert werden oder über Geschwindigkeitsverläufe.
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Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel werden mehrere Fahrzeuge in einem gleichen situationsabhängigen optimalen Abstand zueinander beabstandet. Die Fahrzeuge des Fahrzeugverbands weisen somit alle den gleichen Abstand zueinander auf. Dabei kann der Abstand je nach Art der jeweiligen Auffahrt und/oder Abfahrt unterschiedlich groß sein. Beispielsweise kann der Abstand zwischen den Fahrzeugen des Fahrzeugverbands beim Passieren eines kurzen Beschleunigungsstreifens einer Auffahrt größer sein, als bei einer Auffahrt mit einem langen Beschleunigungsstreifen, um die Sicherheit zu erhöhen.
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Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel werden mehrere Fahrzeuge zu mindestens zwei Fahrzeuggruppen angeordnet und der Abstand zwischen den gebildeten Fahrzeuggruppen situationsabhängig optimal angepasst. Die Abstände können dabei gleichmäßig zwischen den Fahrzeugen des Fahrzeugverbands vergrößert werden oder es kann eine Gruppenbildung innerhalb des Fahrzeugverbands erfolgen. Dabei bilden beispielsweise 2 oder 3 Fahrzeuge eine Fahrzeuggruppe. In diesem Fall werden zwischen den Blöcken bzw. Gruppen größere Abstände eingehalten, während innerhalb der Fahrzeuggruppe ein geringer Abstand beibehalten wird. Der Abstand zwischen den Fahrzeuggruppen kann im Bereich von Auffahrten und/oder Abfahrten gegebenenfalls größer sein als der Abstand zwischen den Gruppen auf freier Fahrstrecke ohne Auffahrten und/oder Abfahrten.
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Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die Größe der Fahrzeuggruppe abhängig von der jeweiligen Auffahrt und/oder Abfahrt eingestellt. Die jeweils unterschiedlichen Auffahrten und/oder Abfahrten können unterschiedliche situationsabhängige optimale Abstände zwischen den Fahrzeuggruppen erfordern. Bei stark frequentierten Auffahrten und/oder Abfahrten kann es notwendig sein, Fahrzeuggruppen von drei oder mehr Fahrzeugen in kleinere Gruppen von beispielsweise zwei Fahrzeugen aufzuteilen, indem die Abstände zwischen den Fahrzeugen verändert werden. Dies ermöglicht es eine größere Anzahl von Lücken zwischen den Fahrzeuggruppen freizulassen, um beispielsweise einer größeren Anzahl von Verkehrsteilnehmern das Einscheren zu ermöglichen.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel werden die Auffahrten und/oder Abfahrten über ein Navigationssystem oder eine Infrastruktur ermittelt. Somit können beispielsweise die Auffahrten und/oder Abfahrten bereits vor Antritt der Fahrt oder bei der Planung des Streckenverlaufs mit einem Navigationsgerät erkannt werden. Dabei können zu den verschiedene Auf- und Abfahrten unterschiedliche Fahrzeugverband-Muster beispielsweise in 2er- oder 3er Gruppen und situationsabhängige optimale Abstände ermittelt werden. Zudem kann bei einer festlegten Distanz vor und nach den Auffahrten und/oder Abfahrten die Position zum rechtzeitigen Einleiten der Anpassung der Abstände ermittelt werden. Beispielsweise beim Passieren von kurzen Beschleunigungsstreifen kann somit die Sicherheit zusätzlich erhöht werden.
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Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel werden bei dem Anpassen des situationsabhängigen optimalen Abstands zwischen mindestens zwei Fahrzeugen geografische Daten berücksichtigt. Beispielsweise können bei der Ermittlung situationsabhängiger optimaler Abstände oder dem Festlegen der Distanz zum Einleiten einer Anpassung der Abstände vor und nach Auffahrten und/oder Abfahrten topographische Gegebenheiten berücksichtigt werden. Bei einem Gefälle kann beispielsweise mit dem Anpassen der Abstände früher begonnen werden, da ein energieoptimiertes Ausrollen eine größere Zeitspanne zum Reduzieren der Geschwindigkeit in Anspruch nimmt. Analog kann bei einer Steigung später mit einer Reduzierung der Geschwindigkeit begonnen werden. Optimal ist die Distanz, ab der die Anpassung der Abstände eingeleitet wird, wenn inklusive Unsicherheiten in der Abstandseinstellung bei einer vorgegebenen Distanz bzw. Übergangsstrecke vor der Abfahrt der vergrößerte Abstand energieoptimiert beispielsweise durch Ausrollen erreicht wird.
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Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel wird bei dem Anpassen des situationsabhängigen optimalen Abstands zwischen mindestens zwei Fahrzeugen ein Verkehrsaufkommen berücksichtigt. Hierzu kann eine bedarfsgerechte Lückenbildung erfolgen. Dazu kann der Bedarf an größeren Abständen zwischen den Fahrzeugen des Fahrzeugverbandes zum Einscheren von anderen Verkehrsteilnehmern über die Anzahl und Typ der Fahrzeuge, die Ein- oder Abfahren wollen, über eine Infrastruktur erfasst werden. Diese Information können von der Infrastruktur an Verkehrsteilnehmer beispielsweise über eine Car-to-Infrastructur -Verbindung mittels W-LAN oder UMTS verteilt werden. Weiterhin können statistische Daten, wie beispielsweise das übliche Verkehrsaufkommen auf den Streckenverläufen zu bestimmten Uhrzeiten, in die Planung einbezogen werden. Über eine bedarfsgerechte Lückenbildung kann das Angebot aber auch reduziert werden, indem ein Minimalangebot an notwendigen größeren Abständen zu anderen Verkehrsteilnehmern aufrechterhalten wird.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der situationsabhängige optimale Abstand vor und nach dem Passieren von Abfahrten und/oder Auffahrten zwischen mindestens zwei Fahrzeugen von einer externen Servereinheit oder von einem internen Fahrzeugspeicher abgerufen. Bevorzugterweise müssen für jede Auffahrt und/oder Abfahrt die situationsabhängige optimale Abstände nur einmal ermittelt werden. Anschließend werden die Daten auf eine externe Servereinheit über eine Datenverbindung hochgeladen und können von allen Fahrzeugen über eine bestehende Datenverbindung abgefragt werden. Ebenso kann jede spezifische Distanz, ab der eine Anpassung der Abstände zwischen den Fahrzeugen des Fahrzeugverbands eingeleitet wird, für jede der Auffahrten und/oder Abfahrten auf der externen Servereinheit hinterlegt werden. Alternativ kann jedes Fahrzeug mit einem Fahrzeugspeicher ausgestattet sein, auf dem die spezifische Distanz, ab der eine Anpassung der Abstände zwischen den Fahrzeugen des Fahrzeugverbands eingeleitet wird, für jede der Auffahrten und/oder Abfahrten gespeichert bzw. hinterlegt sind. Zusätzlich ist ein Austausch zwischen dem Fahrzeugspeicher und der externen Servereinheit ebenfalls möglich.
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Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel wird der jeweils situationsabhängige optimale Abstand zwischen den Fahrzeugen des Fahrzeugverbundes kollektiv eingestellt. Dabei werden die Abstände zwischen den Fahrzeugen des Fahrzeugverbands gleichzeitig bis zum Erreichen des situationsabhängigen optimalen Abstandes reguliert. Dies ermöglicht eine schnelle Anpassung der Abstände zwischen den Fahrzeugen des Fahrzeugverbands innerhalb eines kürzeren Streckenabschnitts.
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Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel wird der jeweils situationsabhängige optimale Abstand zwischen mindestens zwei Fahrzeugen abhängig von einer Distanz zu einer weiteren Auffahrt und/oder Abfahrt angepasst oder beibehalten. Beispielsweise kann bei einer ermittelten Aufeinanderfolge mehrerer Auffahrten und Abfahrten innerhalb einer kurzen Distanz der Abstand zwischen den Fahrzeugen des Fahrzeugverbands über eine längere Strecke vergrößert bestehen bleiben, auch wenn eine eventuelle Reduzierung der Abstände grundsätzlich möglich wäre. Bei einer einzelnen Auffahrt kann direkt nach dem Passieren der Auffahrt der situationsabhängige optimale Abstand erneut ermittelt und eine Anpassung vorgenommen werden. Des Weiteren kann es sinnvoll sein, die Abstandssteuerung innerhalb eines Fahrzeugverbands rechtzeitig vor Erreichen einer Auffahrt und oder Abfahrt einzustellen, da größere Fahrzeugverbände eine längere Strecke benötigen, in denen die Abstandsvergrößerung stattfinden kann.
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Durch das Verfahren kann die Distanz zur Auffahrt und/oder Abfahrt bestimmt werden, ab derer ein vergrößerter Abstand nicht mehr notwendig ist. Diese Größe ist im Wesentlichen von der Art der Auf- bzw. Abfahrt abhängig. Bei einer Kombinierte Ab- Auf-Fahrt ist das ab dem Ende des Beschleunigungsstreifens möglich. Diese Position kann entweder aus elektronischen Karten herausgelesen werden oder pauschal als ein fester Abstand nach einer Abfahrt angenommen werden.
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Im Folgenden werden anhand von stark vereinfachten schematischen Darstellungen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Hierbei zeigen
- 1 ein Ablaufdiagram eines Verfahrens gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel und
- 2 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugverbands, welches das Verfahren gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel anwendet.
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Die 1 ein Ablaufdiagram eines Verfahrens 1 zum Koordinieren mindestens eines Abstandes zwischen mindestens zwei autonomen oder teilautonomen Fahrzeugen in einem Fahrzeugverbund bzw. Fahrzeugverband gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
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In einem ersten Schritt wird mindestens eine Auffahrt und/oder Abfahrt einer von den mindestens zwei Fahrzeugen befahrenen Straße in einem Bereich vor dem Fahrzeugverbund registriert 2.
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Anschließend wird ein situationsabhängiger optimaler Abstand bei einem Passieren der Auffahrt und/oder Abfahrt zwischen den mindestens zwei Fahrzeugen ermittelt 4.
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Vor dem Erreichen der Auffahrt und/oder der Abfahrt wird die tatsächliche Distanz zwischen den mindestens zwei Fahrzeugen auf den situationsabhängigen optimalen Abstand angepasst 6.
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In einem weiteren Schritt wird die Auffahrt und/oder der Abfahrt mit dem ermittelten situationsabhängigen optimalen Abstand zwischen den mindestens zwei Fahrzeugen passiert 8.
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Nach dem Passieren der Auffahrt und/oder Abfahrt, wird erneut ein situationsabhängiger Abstand zwischen den mindestens zwei Fahrzeugen ermittelt 10.
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Anschließend wird die Distanz zwischen den mindestens zwei Fahrzeugen auf den erneut ermittelten situationsabhängigen optimalen Abstand zwischen den mindestens zwei Fahrzeugen nach dem Passieren der Auffahrt und/oder der Abfahrt eingestellt 12.
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In der 2 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugverbands 20 bzw. Fahrzeugverbunds 20, welcher das Verfahren 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel anwendet, dargestellt. Der Fahrzeugverband 20 befährt die Straße 22 und besteht aus mehreren Fahrzeugen 24. Vor einer Ausfahrt 26 weist der Fahrzeugverband 20 zwischen den Fahrzeugen 24 einen regulären Abstand auf.
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Die Ausfahrt wird von dem Fahrzeugverband 20 registriert 2 und ein optimaler Abstand zwischen den Fahrzeugen 24 des Fahrzeugverbands 20 zum Passieren der Ausfahrt 26 ermittelt 4. Kurz vor der Ausfahrt 26 ist eine Übergangsstrecke 28 vorgesehen, in dem die Fahrzeuge 24 ihren Abstand zueinander anpassen 6.
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Da die Fahrzeuge 24 eine nach der Ausfahrt 26 unmittelbar angeordnete Auffahrt 30 auf der Straße 22 registriert haben 2, behalten die Fahrzeuge 24 ihren eingestellten größeren Abstand zueinander während der gesamten Strecke 32 beim Passieren der Ausfahrt 26 und der Auffahrt 30 bei. Durch das Vergrößern des Abstands zwischen den Fahrzeugen 24 des Fahrzeugverbunds 20 können andere Verkehrsteilnehmer 34 sich zwischen den Fahrzeugen 24 einordnen und von der Straße 22 abfahren oder auf die Straße auffahren.
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Nach dem Passieren der Auffahrt 30 beginnen die Fahrzeuge 24 auf einer weiteren Übergangsstrecke 36 ihren Abstand erneut anzupassen 12. Nach dem Passieren der Übergangsstrecke 36 weisen die Fahrzeuge 24 des Fahrzeugverbunds 20 erneut einen regulären Abstand zueinander auf.
