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Diese
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines automatischen
Nachfolgefahrsystems gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1. Unter der Steuerung/Regelung des automatischen
Nachfolgefahrsystems fahren beispielsweise zwei Fahrzeuge zusammen
hintereinander bzw. in einer Reihe automatisch nachfolgend, so dass
ein folgendes Fahrzeug derart gesteuert/geregelt wird, dass es einem vorausfahrenden
Fahrzeug nachfolgt.
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Ein
Verfahren der gattungsgemäßen Art
ist aus der
DE 197
15 622 A1 bekannt. Die
DE 197 15 622 A1 offenbart eine elektronische
Einpark- oder/und
Rangierhilfe für
ein Kraftfahrzeug. Dabei sind jeweils ein oder mehrere Abstandssensoren
an der Fahrzeugvorderseite und am Fahrzeugheck und eine elektronische
Schaltung zur Auswertung der Sensorsignale vorgesehen. Die offenbarte
elektronische Einpark und/oder Rangierhilfe weist weiterhin eine
Steuerschaltung auf, die bei Annäherung
des Fahrzeugs an ein Hindernis einen Bremseneingriff bewirkt, um
eine Kollision mit dem Hindernis zu vermeiden. Aus der genannten
Druckschrift ist darüber hinaus
bekannt, zur Vermeidung von Signalstörungen lediglich jene Sensoren
zu aktivieren, die einen in Fahrtrichtung dem Fahrzeug vorauseilenden
Bereich erfassen. Weiterhin wird in der
DE 197 15 622 A1 darauf
hingewiesen, dass sich die dort offenbarte Rangierhilfe auch zur
Verhinderung eines Auffahrens auf ein vorderes Fahrzeug bei langsamer
Kolonnenfahrt eignet. Nachteilig an dem bekannten System ist, dass
keinerlei Maßnahmen
für einen
Sensorausfall vorgesehen sind, was die Verfügbarkeit des Systems senkt.
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Die
DE 36 34 302 C2 beschreibt
ein System zur Abstandsregelung für Kraftfahrzeuge. Gemäß diesem
System gibt bei Kolonnenfahrt mehrerer Fahrzeuge das führende Fahrzeug
oder ein Verkehrsleitsystem eine Sollbeschleunigung oder Sollverzögerung an
die anderen Fahrzeuge vor. Die Fahrzeuge sind dabei mit einer Kommunikationseinrichtung
ausgestattet, die einen Informationsaustausch unter den Fahrzeugen
ermöglicht.
Der Beschleunigungs- bzw. Verzögerungsregelung
kann eine Abstands- oder/und Geschwindigkeits-Feinregelung überlagert
sein, die jedoch erst dann einsetzt, wenn der Abstand zu einem vorausfahrenden
Fahrzeug einen vorgegebenen Toleranzbereich über- bzw. unterschreitet.
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Im
Folgenden wird zum weiteren technischen Hintergrund ausgeführt:
Jüngste Technologien
bringen Automobile hervor, welche mit Hindernis-Erfassungs-Alarm-Vorrichtungen (bzw.
Warn-Vorrichtungen) ausgestattet sind. 10 zeigt ein Beispiel einer in ein Automobil
eingebauten Hindernis-Erfassungsvorrichtung.
Die Hindernis-Erfassungsvorrichtung der 10 ist im Wesentlichen gebildet durch
einen Ultraschallsensor 201, eine Erfassungs-Entscheidungseinheit 202, eine
Ton-Alarmvorrichtung 203 sowie eine Anzeige-Warnvorrichtung 204.
Dabei ist der Ultraschallsensor 201 sowohl in einem vorderen
Abschnitt als auch in einem hinteren Abschnitt des Fahrzeugs eingebaut.
Dieser Ultraschallsensor 201 misst beispielsweise den Abstand
zwischen Fahrzeugen und erfasst Hindernisse. Das heißt, der
Ultraschallsensor 201 sendet Ultraschallimpulse an ein
Hindernis aus. Dann empfängt
der Ultraschallsensor 201 reflektierte Wellen, welche den
vom Hindernis reflektierten Ultraschallimpulsen entsprechen. Somit
ist es möglich, das
Hindernis durch Empfangen der reflektierten Wellen zu erfassen.
Zusätzlich
ist es möglich,
einen Abstand zu dem Hindernis zu messen, indem eine Zeit für ein Empfangen
der reflektierten Wellen gemessen wird. Somit erzeugt der Ultraschallsensor 201 Erfassungssignale,
welche an die Erfassungs-Entscheidungseinheit 202 weitergeleitet
werden. Nach Maßgabe
der Erfassungssignale aktiviert die Erfassungs-Entscheidungseinheit 202 Alarm-(bzw.
Warn-(Vorrichtungen, wie etwa die Ton-Alarmvorrichtung 203 und
die Anzeige-Warnvorrichtung 204. Das heißt die Ton-Alarmvorrichtung 203 erzeugt
dann Alarmtöne,
wenn die Erfassungs-Entscheidungseinheit 202 bestimmt,
dass ein Hindernis in einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs vorhanden
ist, während
die Anzeige-Warnvorrichtung 204 Warnzeichen, Anzeigen,
Meldungen oder dergleichen anzeigt. Somit wird ein Fahrer des Fahrzeugs
durch die Alarmtöne
und Warnzeichen oder dergleichen über das Vorhandensein des Hindernisses
informiert.
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Automatische
Nachfolgefahrsysteme werden vorgeschlagen, um die Belastung des
Fahrers beim Fahren von Fahrzeugen zu reduzieren. Genauer gesagt,
werden unbemannte Fahrzeuge von einem bemannten Fahrzeug mit einem
Fahrer unter der Steuerung/Regelung des automatischen Nachfolgefahrsystems
geführt.
Somit ist es möglich, "fahrerlose" Zustände in Bezug
auf "folgende" Fahrzeuge zu aktualisieren,
welche derart fahren, dass sie dem "bemannten" vorausfahrenden Fahrzeug folgen. Methoden
für automatische
Nachfolgefahrsysteme werden in einer Vielzahl von Papieren und Dokumenten vorgeschlagen,
wie z.B. der japanischen Patentanmeldung, erste Veröffentlichung,
Nr. JP 05-170008 A. Ein Beispiel eines automatischen Nachfolgefahrsystems
funktioniert wie folgt:
Ein vorausfahrendes Fahrzeug übermittelt
Fahrbetriebswerte, wie z.B. einen Steuerwert und einen Drosselklappenöffnungswert,
an ein folgendes Fahrzeug. Um bei einer Fahrt der Spur des vorausfahrenden
Fahrzeugs zu folgen, bzw. um in der gleichen Spur wie das vorausfahrende
Fahrzeug zu fahren, führt
das folgende Fahrzeug eine Vorwärtssteuerung/-regelung
an einem Steuerwert und einem Motorsteuer/-regelwert desselben nach
Maßgabe
von Unterschieden zwischen den Fahrbetriebswerten des voraus fahrenden
Fahrzeugs und der Motorleistung desselben aus. Somit ist das folgende
Fahrzeug in der Lage, dem vorausfahrenden Fahrzeug nachzufolgen.
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In
dem zuvor erwähnten
automatischen Nachfolgefahrsystem ist ein unabhängig fahrendes Fahrzeug mit
einer Hindernis-Erfassungs-Alarmvorrichtung ausgestattet. In diesem
Fall ist es notwendig, alle Ultraschallsensoren zu aktivieren, welche unter
Berücksichtigung
der Kosten der Vorrichtung bzw. unter Berücksichtigung der bei einer
Fahrtrichtungsänderung
des Fahrzeugs erforderlichen Inaktivierung von Schaltvorgängen der
Sensoren in vorderen und hinteren Abschnitten des Fahrzeugs eingebaut
sind. Nun sei eine Situation angenommen, in der ein vorhandenes
Fahrzeug derart zwei Fahrzeugen in deren Fahrtrichtung benachbart
ist, dass das vorhandene Fahrzeug zwischen diesen fährt. Das
heißt, ein
vorderes Fahrzeug fährt
vor dem vorhandenen Fahrzeug, während
ein hinteres Fahrzeug dem vorhandenen Fahrzeug folgt. In einer derartigen
Situation befindet sich das vorhandene Fahrzeug unter dem Einfluss
von Ultraschallwellen, welche von einem hinteren Abschnitt des vorderen
Fahrzeugs abgestrahlt werden, und es befindet sich weiterhin unter dem
Einfluss von Ultraschallwellen, welche von einem vorderen Abschnitt
des hinteren Fahrzeugs abgestrahlt werden. Diese Ultraschallwellen
interferieren miteinander in Bezug auf das vorhandene Fahrzeug.
Als Folge davon kann ein Fehler in der Hindernis-Erfassungs-Alarmvorrichtung des vorhandenen Fahrzeugs
derart auftreten, dass der Ultraschallsensor "Fehler"-Sensorsignale an die Erfassungs-Entscheidungseinheit
ausgibt. Mit anderen Worten macht der im vorderen Abschnitt des
hinteren Fahrzeugs eingebaute Ultraschallsensor einen Fehler bei der
Erfassung eines Hindernisses, welches tatsächlich nicht existiert, dessen
Vorhandensein jedoch fehlerhafterweise erfasst wird. Oder es macht
einen Fehler bei der Erfassung eines Hindernisses, welches tatsächlich existiert,
dessen Vorhandensein jedoch nicht erfasst wird. Ein derartiger Fehler
führt zu einem
Fehlervorgang in der Alarmvorrichtung. Kurz gefasst weisen herkömmliche
Hinderniserfassungsmethoden bei der Erfassung von Hindernissen den Nachteil
einer "geringen" Genauigkeit auf.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gattungsgemäßes Verfahren
zum Betrieb eines automatischen Nachfolgesystems bereitzustellen, bei
welchem eine Kolonnenfahrt mehrerer Fahrzeuge selbst dann durchführbar ist,
wenn an einem nachfolgenden Fahrzeug ein Defekt der zu aktivierenden
Sensoren vorliegt.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
Verfahren mit allen Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht.
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Durch
die vorliegende Erfindung ist es möglich, selbst dann, wenn ein
Fehler an dem in der Fahrtrichtung angeordneten Sensor des folgenden Fahrzeugs
auftritt, eine Kolonnenfahrt von wenigstens zwei Fahrzeugen sicher
durchzuführen,
da das Verfahren den Schritt umfasst, dass dann, wenn ein Fehler
an dem in Fahrtrichtung angeordneten Sensor des folgenden Fahrzeugs
auftritt, eine Fehlerinformation von dem folgenden Fahrzeug zu einem
vorderen Fahrzeug, welches vor dem folgenden Fahrzeug fährt, übertragen
wird, so dass das vordere Fahrzeug in Antwort auf die Fehlerinformation
einen seiner entgegen der Fahrtrichtung angeordneten Sensoren aktiviert.
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Gemäß einer
Ausführungsform
des Verfahrens zum Betrieb eines automatischen Nachfolgefahrsystems,
in welchem System Fahrzeuge, umfassend ein vorausfahrendes Fahrzeug
und wenigstens ein folgendes Fahrzeug, zusammen in einer Schlange
bzw. Reihe automatisch nachfolgend fahren, und in welchem jedes
der Fahrzeuge mit Sensoren zum Erfassen von Hindernissen in einem
vorderen Abschnitt bzw. einem hinteren Abschnitt versehen ist, umfasst
das Verfahren die folgenden Schritte:
- – in jedem
der Fahrzeuge wird eine Fahrtrichtung erfasst;
- – es
wird lediglich derjenige Sensor aktiviert, welcher in Bezug auf
jedes der Fahrzeuge in Fahrtrichtung angeordnet ist; sowie
- – dasjenige
Fahrzeug, dessen Sensor das Hindernis innerhalb des Verzögerungs-Entscheidungsbereichs
erfasst, wird dann automatisch verzögert, wenn der aktivierte Sensor
ein Hindernis erfasst, welches sich innerhalb eines vorbestimmten
Verzögerungs-Entscheidungsbereichs
befindet, welcher in Bezug auf jedes der Fahrzeuge in Fahrtrichtung
liegt.
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Gemäß der Erfindung
erfasst jedes Fahrzeug seine Fahrtrichtung, um lediglich einen Sensor (bzw.
Sensoren) zu aktivieren, welcher mit der Fahrtrichtung übereinstimmt.
Somit interferieren die von Sensoren ausgesendeten Signale und Wellen
zwischen den zusammen einander nachfolgend fahrenden Fahrzeugen
nicht wechselseitig miteinander. Wenn ein Sensorsignal des aktivierten
Sensors (d.h. ein Abstandssignal, welches einen Abstand zu einem Hindernis
hin anzeigt) geringer wird als eine Schwelle eines Verzögerungs-Entscheidungsbereichs
(bzw. Abstandsdaten), welcher im Vorhinein bestimmt wird, mit anderen
Worten, wenn das Fahrzeug ein Hindernis erfasst, welches sich innerhalb
des Verzögerungs-Entscheidungsbereichs
befindet, kann das Fahrzeug automatisch verzögert werden. Somit ist es möglich, einen
Unfall sicher zu vermeiden, in welchem das Fahrzeug mit dem Hindernis
mit Sicherheit zusammenstoßen
würde.
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Weiterhin
ist es möglich,
einen Zusammenstoß zwischen
den Fahrzeugen sicher zu vermeiden sowie einen konstanten Abstand
zwischen den Fahrzeugen mit hoher Genauigkeit beizubehalten, wenn das
Verfahren zum Erfassen von Hindernissen weiterhin den Schritt umfasst,
dass dann, wenn der aktivierte Sensor ein Hindernis erfasst, welches
sich in dem Verzögerungs-Entscheidungsbereich
befindet, von demjenigen Fahrzeug, dessen Sensor das Hindernis innerhalb
des Verzögerungs-Entscheidungsbereichs
erfasst, ein Verzögerungsbefehl
an ein anderes Fahrzeug innerhalb der Fahrzeuge, welche zusammen
in einer Schlange bzw. Reihe automatisch nachfolgend fahren, übertragen
wird, so dass das andere Fahrzeug entsprechend dem Verzögerungsbefehl
verzögert
wird.
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Diese
Erfindung ist beispielsweise an einem Elektrofahrzeug-Sharingsystem
(oder einem automatischen Nachfolgefahrsystem) einsetzbar, bei dem eine
Anzahl an (elektrischen) Fahrzeugen in Stationen abgestellt und
von Fahrern benutzt werden, um zugewiesene Ziele zu erreichen. Dabei
können
mehrere Fahrzeuge derart automatisch nachfolgend zusammen in einer
Schlange oder Reihe fahren, dass folgende, normalerweise unbemannte
Fahrzeuge einem bemannten vorausfahrenden Fahrzeug automatisch folgen.
Jedes Fahrzeug ist z. B. mit Ultraschallsensoren ausgestattet, welche
in einem vorderen Abschnitt bzw. in einem hinteren Abschnitt angeordnet sind
und von denen jeder eingesetzt wird, um ein Hindernis zu erfassen.
Normalerweise erfasst jedes Fahrzeug seine Fahrtrichtung (d.h.,
eine Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung),
um lediglich einen Sensor zu aktivieren, welcher mit der Fahrtrichtung übereinstimmt,
bzw. dessen Arbeits- oder Erfassungsrichtung mit der Fahrtrichtung übereinstimmt.
Somit interferieren von den Ultraschallsensoren ausgesendete Ultraschallwellen
zwischen den Fahrzeugen, welche zusammen in einer Reihe oder Schlange
fahren, nicht wechselseitig miteinander. Es ist daher möglich, eine
Fehlererfassung zu vermeiden, in welcher der Ultraschallsensor ein
Hindernis erfasst, welches tatsächlich
nicht existiert, bzw. eine Fehlererfassung, in welcher der Ultraschallsensor
versagt, ein Hindernis zu erfassen, welches in Wirklichkeit existiert.
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Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren überträgt das folgende
Fahrzeug, wenn ein Fehler an einem aktivierten und in der Fahrtrichtung
angeordneten Sensor des folgenden Fahrzeugs auftritt, eine Fehlerinformation
an sein vorderes, vor dem folgenden Fahrzeug fahrendes Fahrzeug,
so dass das vordere Fahrzeug automatisch einen entgegen der Fahrtrichtung
angeordneten Sensor aktiviert. Somit kann das vordere Fahrzeug,
selbst wenn ein Fehler an dem Sensor des folgenden Fahrzeugs in
der Fahrtrichtung auftritt, den Sensor aufgrund des Fehlers aktivieren,
um das Nichtvorhandensein einer Erfassung zu kompensieren.
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Hinzu
kommt, dass dann, wenn ein Fahrzeug durch den Ultraschallsensor
ein Hindernis erfasst, welches sich innerhalb eines im Voraus bestimmten und
in Fahrtrichtung liegenden Verzögerungs-Entscheidungsbereichs
befindet, das Fahrzeug automatisch verzögert werden kann, während es
entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
durch eine Funkverbindung ebenfalls einen Verzögerungsbefehl an andere Fahrzeuge übermitteln
kann, so dass die anderen Fahrzeuge automatisch verzögert werden
können. Somit
ist es möglich,
zwischen den Fahrzeugen, welche zusammen in einer Schlange bzw.
Reihe fahren, einen konstanten Abstand zu halten.
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Weiterhin
kann ein Fahrzeug dann, wenn es ein Hindernis erfasst, welches innerhalb
eines im Voraus bestimmten Stopp-Entscheidungsbereiches liegt, welcher
kleiner ist als der Verzögerungs-Entscheidungsbereich
und in diesem enthalten ist, automatisch gestoppt werden, während es
durch eine Funkverbindung ebenso einen Stoppbefehl an andere Fahrzeuge übertragen
kann, so dass die anderen Fahrzeuge automatisch gestoppt werden
können. Somit
ist es möglich,
einen Unfall und Zusammenstoß zwischen
den Fahrzeugen oder zwischen dem Fahrzeug und dem Hindernis zu vermeiden.
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Diese
Aufgabe und weitere Aspekte und Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung werden ausführlich
mit Bezug auf die folgenden Zeichnungen und Figuren beschrieben.
Es stellt dar:
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1 ein
schematisches Diagramm in Draufsicht, welches einen Umrissaufbau
eines Elektrofahrzeug-Sharingsystems zeigt, welches die bevorzugte
Ausführungsform
der Erfindung einsetzt;
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2 eine
schematische Draufsicht, welche einen Aufbau einer Station zum Abstellen
von Elektrofahrzeugen zeigt;
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3 eine
perspektivische, teilweise transparente Ansicht, welches einen Umrissaufbau
des Elektrofahrzeugs zeigt;
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4 ein
Blockdiagramm, welches ausgewählte
Teile in Innenkonfigurationen von Fahrzeugen zeigt, welche miteinander
in Schlangen oder Reihen nachfolgend fahren;
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5 ein
Blockdiagramm, welches einen Aufbau eines Hindernis-Erfassungssystems
entsprechend einer Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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6a eine
schematische Darstellung in Draufsicht, welche eine Beziehung zwischen
Fahrzeugen zeigt, die in einer Schlange oder Reihe durch Aktivieren
lediglich von vorderen Ultraschallsensoren nachfolgend fahren;
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6b eine
schematische Darstellung in Draufsicht, welche eine Beziehung zwischen
Fahrzeugen zeigt, welche in einer Schlange oder Reihe durch Aktivieren
sowohl von vorderen als auch hinteren Ultraschallsensoren nachfolgend
fahren;
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7 eine
schematische Darstellung in Draufsicht, welche eine Positionsbeziehung
zwischen Fahrzeugen in Verbindung mit einem Hindernis und Entscheidungsbereichen
zeigt;
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8 ein
Flussdiagramm, welches ein erstes Beispiel eines Hindernis-Erfassungsverfahrens entsprechend
dieser Erfindung zeigt;
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9 ein
Flussdiagramm, welches ein zweites Beispiel eines Hindernis-Erfassungsverfahrens entsprechend
dieser Erfindung zeigt; sowie
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10 ein
Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer herkömmlicherweise
in einem Fahrzeug eingebauten Hindernis-Erfassungsvorrichtung zeigt.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsform
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Ein
Umrissaufbau eines Elektrofahrzeug-Sharingsystems wird entsprechend
einer Ausführungsform
der Erfindung mit Bezug auf 1 beschrieben
werden.
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Das
Elektrofahrzeug-Sharingsystem ist derart aufgebaut, dass mehrere
Benutzer mehrere Elektrofahrzeuge (10) gemeinsam benutzen
bzw. teilen, wobei jedes Fahrzeug die gleichen Spezifikationen aufweist.
Beispielsweise sind Stationen 13 in Bezug auf nutzbare
Bereiche der Elektrofahrzeuge 10 angeordnet. Jede Station 13 ist
in der Lage, mehrere Elektrofahrzeuge 10 zum Parken aufzunehmen
bzw. zu speichern. Ein Benutzer (d.h. Fahrer) mietet ein Elektrofahrzeug 10,
welches in einer Station 13 geparkt ist, die in Nähe zur Wohnung
(Heim) oder zum Betrieb liegt. Dann fährt der Benutzer das Elektrofahrzeug 10 auf
Straßen,
auf welchen er sich Gegenverkehr gegenübersieht, zu einem nächstgelegenen Haltepunkt
oder Supermarkt, wo der Benutzer einige gewünschte Aufgaben ausführt. Danach
fährt der
Benutzer das Elektroauto 10 und gibt es an einer nächstgelegenen
Station 13 zurück.
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Mehrere
Kommunikatoren 14 sind vorgesehen, um das Übertragen
von Informationen betreffend verwendete Zustände bzw. Verwendungszustände der
Elektrofahrzeuge 10 im nutzbaren Bereich 12 zu
ermöglichen.
Die Informationen werden gesammelt und durch die Kommunikatoren 14 zu
einem Zentrum 16 des Elektrofahrzeug-Sharingsystems übertragen.
Somit verarbeitet das Zentrum 16 die Informationen.
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2 zeigt
ein Beispiel des Aufbaus der Station 13. Die Station 13 hat
einen Zu- und Aussteigeplatz 18 und ebenso Parkplätze 19.
Das heißt,
die Benutzer mieten die Elektrofahrzeuge 10 am Zu- und Aussteigeplatz 18 und
geben sie dort zurück,
während
die Benutzer die Elektrofahrzeuge 10, welche in den Parkplätzen 19 abgestellt
sind, parken. Zusätzlich
ist eine Stations-Terminalsteuerungs/-regelungsvorrichtung 20 installiert,
um das Mieten und Zurückgeben
am Zu- und Aussteigeplatz 18 zu verarbeiten bzw. durchzuführen. An
der Stations-Terminalsteuerungs/-regelungsvorrichtung 20 verwendet
jeder Benutzer eine IC-Karte, welche Nutzungsinformationen aufzeichnet,
um ein gewünschtes
Elektrofahrzeug 10 zu mieten und zurückzugeben. Die Stations-Terminalsteuerungs/-regelungsvorrichtung 20 verwaltet bzw.
managt Nutzungszustände,
wie z.B. die Anzahl der Elektrofahrzeuge 10, die in der
Station 13 vorhanden sind. Somit überträgt die Stations-Terminalsteuerungs/-regelungsvorrichtung 20 Daten
betreffend die Nutzungszustände
oder Nutzungsbedingungen an das Zentrum 16 über ein öffentlich
geschaltetes Netzwerk.
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Führungskabel 22 sind
in jeder Station 13 zwischen dem Zu- und Aussteigeplatz 18 und
den Parkplätzen 19 vergraben.
Die Führungskabel 22 entsprechen
einer Verkehrsinfrastruktur, durch welche die Elektrofahrzeuge 10 in
automatischem Antrieb (oder unbemanntem Antrieb) bewegt werden. Magnetstifte
bzw. Magnetnägel 24 sind
an ausgewählten
Positionen vergraben, welche entlang jedes Führungskabels 22 mit
gewissen Abstandsintervallen angeordnet sind. Einer der Parkplätze 19 ist
mit einer elektrischen Aufladevorrichtung 26 versehen, welche
ein Aufladen einer Batterie des Elektrofahrzeugs 10 mit
Elektrizität
durchführt.
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Jedes
Elektrofahrzeug 10 ist mit Führungssensoren 32 versehen,
welche symmetrisch um eine Achse desselben angeordnet sind. Zusätzlich ist
es ebenso mit einem Magnetsensor 34 versehen, welcher an
einer ausgewählten,
von der Achse um einen Versatzwert verschobenen, Position angeordnet
ist. Das heißt,
der Magnetsensor 34 ist an einer Position angeordnet, welche
den Magnetstiften 24 gegenübersteht, wenn das Elektrofahrzeug 10 am
Führungskabel 22 fährt. Weiterhin
ist jedes Elektrofahrzeug 10 mit Ultraschallsensoren 4 zur
Kollisionsvermeidung in einer vorderen Stoßstange bzw. einer hinteren Stoßstange
versehen. 3 zeigt vier Ultraschallsensoren 4a, 4b, 4c und 4d,
welche in der vorderen Stoßstange
des Elektrofahrzeugs 10 angeordnet sind.
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Beispielsweise
empfängt
das Elektrofahrzeug 10 von der Stations-Terminalsteuerungs/-regelungsvorrichtung 20 über Funk-(schnurlos)verbindung,
einen Befehl, den Parkplatz 19 zu verlassen. In diesem
Fall führt
das Elektrofahrzeug 10 eine Fahr-Rückkopplungssteuerung/-regelung
unter einem automatischen Antriebszustand (oder einem unbemannten
Antriebszustand) wie folgt durch:
Das Elektrofahrzeug 10 bestimmt
einen Fahrweg nach Maßgabe
einer Karte bzw. eines Plans der Station 13. Dann erfassen
die Führungssensoren 32 Magnetfelder
(oder Magnetflüsse),
welche von den Führungskabeln 22 erzeugt
werden, so dass das Elektrofahrzeug 10 eine Positions-Rückkopplungssteuerung/-regelung
in der Position in Breitenrichtungen desselben durchführt, während es
durch die Ultraschallsensoren 4 Sicherheit gewährleistet.
Zusätzlich erfasst
der Magnetsensor 34 sequentiell die Magnetstifte 24,
so dass das Elektrofahrzeug 10 in der Station 13 eine "genaue" Positionsrückkopplungssteuerung/-regelung
durchführt.
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In
dem oben aufgebauten Elektrofahrzeug-Sharingsystem tritt eine Unausgewogenheit
in der Konzentration der Elektrofahrzeuge 10 auf, wenn eine
bestimmte Zeit verstreicht, während
die Nutzung der elektrischen Fahrzeuge 10 andauert. Das
heißt, zahlreiche
Elektrofahrzeuge konzentrieren sich an einer bestimmten Station,
während
sich die Elektrofahrzeuge an einer anderen Station nicht so sehr konzentrieren.
Insbesondere tritt in jeder Station ein konzentrierter Zustand oder
ein dekonzentrierter Zustand in Bezug auf das Abstellen bzw. Bereitstellen bzw.
Speichern der Elektrofahrzeuge auf. Das Zentrum 16 erfasst
und verwaltet diese Zustände.
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Es
sei ein Fall angenommen, in welchem ein konzentrierter Zustand der
Elektrofahrzeuge 10 in einer Station 13(A) auftritt,
welche in einem unteren linken Abschnitt der 1 gezeichnet
ist, während
ein dekonzentrierter Zustand der Elektrofahrzeuge 10 in einer
Station 13(B) auftritt, welche in einem rechten oberen
Abschnitt der 1 gezeichnet ist. In einem derartigen
Fall ist bevorzugt, dass einige der Elektrofahrzeuge 10,
welche an der Station 13(A) überschüssig sind, zur Station 13(B) bewegt
werden.
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Um
sie zu bewegen, kann ein Lastkraftwagen verwendet werden, welcher
die Elektrofahrzeuge 10 in der Station 13(A) auflädt. Es kostet
jedoch Zeit und Arbeit, die Elektrofahrzeuge 10 auf den
Lastkraftwagen aufzuladen und von diesem abzuladen. Hinzu kommt,
dass es nicht bevorzugt sein kann, dass der Lastkraftwagen im nutzbaren
Bereich 12 des Elektrofahrzeug-Sharingsystems fährt.
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Um
die zuvor genannten Nachteile zu überwinden, ist die vorliegende
Ausführungsform
derart konstruiert, dass das Zentrum 16 den konzen trierten Zustand
und den dekonzentrierten Zustand vergleichmäßigt (bzw. normalisiertl. Das
heißt,
das vorliegende System ist derart aufgebaut, dass es mit Fahrern,
welche zum Zentrum 16 gehören, durch Telefone oder dergleichen
Kontakt aufnimmt, so dass die Fahrer angewiesen werden, einige Elektrofahrzeuge 10,
welche in der Station 13(A) überschüssig sind, von der Station 13(A) zur
Station 13(B) zu bewegen. Dabei fahren die Elektrofahrzeuge 10 in Schlangen
bzw. Reihen von der Station 13(A) zur Station 13(B).
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Die
zuvor erwähnten
Elektrofahrzeuge 10 werden einer Fahrt in "Schlange" oder "Reihe" (oder einer Fahrt
in einer Linie) wie folgt unterzogen: Ein Fahrer fährt ein
vorausfahrendes Elektrofahrzeug (z.B. 101 in 1),
welchem folgende Elektrofahrzeuge (z.B. 102, 103 in 1)
folgen. Dabei werden die folgenden Elektrofahrzeuge einer automatischen Fahrt
ohne Fahrer ausgesetzt, oder sie werden einer manuellen Fahrt mit
Fahrern unterzogen. Das heißt, die
Elektrofahrzeuge (z.B. 101–103) fahren automatisch
nachfolgend in einer Schlange bzw. Reihe. In diesem Fall können lediglich
zwei oder auch drei oder mehr Elektrofahrzeuge in einer Schlange
bzw. Reihe fahren. Die zuvor erwähnte
Fahrt in einer Schlange bzw. Reihe wird unter Nutzung von Straßen im nutzbaren
Bereich 12 ausgeführt.
In Bezug auf die obigen Straßen
ist jedoch keine Infrastruktur aufgebaut, wie z. B. die vorhergehenden
Führungskabel 22 und
Magnetstifte 24. Somit wird die Fahrt in einer Schlange bzw.
Reihe unter der Verwendung von Straßen ausgeführt, auf welchen man Gegenverkehr
gegenübersteht, ähnlich den
Straßen
des allgemeinen Gebrauchs.
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3 zeigt
einen Umrissaufbau des Elektrofahrzeugs 10. Das Elektrofahrzeug 10 ist
derart aufgebaut, dass es eine bemannte Fahrt und eine unbemannte
Fahrt ermöglicht.
Dabei wird von einer Batterie 40 erzeugte elektrische Leistung
einem Motor 44 zugeführt,
welcher vermittels einer ECU (d.h. elektronische Steuer-/Regeleinheit) 42 für eine Antriebssteue rung/-regelung
gesteuert/geregelt wird. Gemeinsam mit vom Motor 44 erzeugten
Umdrehungen drehen sich Räder 46 entsprechend,
so dass das Elektrofahrzeug 10 in der Lage ist, zu fahren.
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Wie
in 3 gezeigt ist, ist in einem Zentrum einer vorderen
Stoßstange
des Elektrofahrzeugs 10 ein Laserradar (oder Radar) 50 installiert,
welches eine Weitwinkelabtastung durchführen kann. Zusätzlich ist
an einem Zentrum einer hinteren Stoßstange des Elektrofahrzeugs 10 ein
Reflektor 52 angebracht. Der Reflektor 52 ist
eine Platte mit einer Spiegelfläche,
welche Radarwellen reflektiert, die von einem an einem folgenden
Elektrofahrzeug angebrachten Laserradar abgestrahlt werden. Dabei
erfasst das Laserradar des folgenden Elektrofahrzeugs einen Reflektor
eines vorausfahrenden Elektrofahrzeugs in Position (z.B. Lasermeßpunkt)
in Echtzeit. Somit ist es möglich,
eine Echtzeiterfassung einer Richtung sowie einer Position des vorausfahrenden
Elektrofahrzeugs (oder eines Abstands zwischen den Elektrofahrzeugen)
durchzuführen,
welche vom folgenden Elektrofahrzeug beobachtet wird. Die vorliegende
Ausführungsform
verwendet eine Kombination des Laserradars 50 und des Reflektors 52,
um einen Abstand zwischen dem vorausfahrenden Elektrofahrzeug und
dem folgenden Elektrofahrzeug in einer Fahrtrichtung und ebenso
eine Positionslücke
zwischen dem vorausfahrenden Elektrofahrzeug und dem folgenden Elektrofahrzeug
in einer Breitenrichtung zu erfassen. Dies kann die Breitenrichtung
des Fahrzeugs sein, d.h. senkrecht zur Fahrtrichtung.
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Wie
in 3 gezeigt ist, sind eine Interkommunikationsantenne 53,
eine äußere Kommunikationsantenne 54 sowie
eine GPS/DGPS-Antenne (wobei "GPS" eine Abkürzung für "Global Positioning System" ist, und "D" für "Differential" steht) in einem Dach
des Elektrofahrzeugs 10 installiert. Dabei ist die Interkommunikationsantenne 53 für eine Funkverbindung
bzw. Funkkommunikation zwischen den Elektrofahrzeugen vorgesehen.
Die äußere Kommunikationsantenne 54 ist
für eine
Funkverbindung bzw. Funkkommunikation zwischen dem Elektrofahrzeug und
dem Kommunikator 14 oder dem Zentrum 16 vorgesehen.
Die GPS/DGPS-Antenne 56 ist vorgesehen, um elektrische
Wellen und Signale von GPS-Satelliten und DGPS-Stationen zu empfangen.
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4 zeigt
ausgewählte
Elemente in Konfigurationen von Elektrofahrzeugen (10),
welche im Zusammenhang stehen mit der vorhergehenden Fahrt in einer
Schlange bzw. Reihe (oder Fahrt in einer Linie). Die vorliegende
Ausführungsform
ist derart beschrieben, dass die Fahrt in einer Schlange bzw. Reihe
z.B. von drei Elektrofahrzeugen 10 (d.h. 101, 102 und 103;
s. 1) ausgeführt
wird. Dabei bezeichnet das Bezugszeichen 101 ein vorausfahrendes
Elektrofahrzeug, welches von einem Fahrer gefahren wird und vor
den anderen Elektrofahrzeugen fährt.
Weiterhin bezeichnen die Bezugszeichen 102 und 103 folgende
Elektrofahrzeuge, wobei das folgende Elektrofahrzeug 102 dem
vorausfahrenden Elektrofahrzeug 101 nachfolgt, während das
folgende Elektrofahrzeug 103 dem folgenden Elektrofahrzeug 102 nachfolgt.
Wie zuvor beschrieben wurde, haben alle Elektrofahrzeuge 101–103 denselben
Aufbau und dieselben Spezifikationen des vorhergehenden Elektrofahrzeugs 10. 4 zeigt
den inneren Aufbau der Elektrofahrzeuge 101, 102 und 103.
Zur Vereinfachung der Darstellung wurden einige Teile von den Elektrofahrzeugen 102, 103 weggelassen. Jedes
der Elektrofahrzeuge 102, 103 umfasst also einen
Abschnitt, welcher durch eine gestrichelte Linie eingefasst ist,
dessen Inhalt identisch mit einem ebenfalls durch eine gestrichelte
Linie eingefassten Teil des Elektrofahrzeugs 101 ist. Unter
Verwendung eines Schalters (nicht dargestellt) ist es möglich, das Elektrofahrzeug 10 im
Modus zwischen bemannter Fahrt (entsprechend einer manuellen Steuerung/Regelung)
und einer unbemannten Fahrt (entsprechend einer automatischen Steuerung/Regelung)
umzuschalten. Das heißt,
ein Elektrofahrzeug wird derart geschaltet, dass die bemannte Fahrt
als das vorausfahrende Elektrofahrzeug 101, bzw. an dem
vorausfahrenden Fahrzeug 101, aktiviert wird, während Elektrofahrzeuge
derart geschaltet werden, dass die unbemannte Fahrt als die folgenden
Elektrofahrzeuge 102, 103, bzw. an den folgenden
Elektrofahrzeugen 102, 103, aktiviert wird.
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Jedes
in 4 gezeigte Elektrofahrzeug 10 besitzt
eine Fahr-ECU 60 (ECU = elektronische Steuer-/Regeleinheit),
welche ein Gesamtinformationsprozessor ist. Die Fahr-ECU 60 ist
mit Elementen 70–80 und
dem Laserradar 50 verbunden. Eine GPS/DGPS-Messvorrichtung 70 misst
einen aktuellen Ort des Fahrzeugs in Länge und Breite. Ein Abstandssensor 72 erfasst
einen Fahrabstand, welcher verwendet wird, um eine Fahrgeschwindigkeit
zu berechnen. Ein Richtungssensor 74 erfasst eine Fahrtrichtung
(oder Azimut) des Fahrzeugs. Ein Beschleunigersensor 76 erfasst
das Steuer-/Regeldrehmoment T(Nm), welches einem Steuer-/Regelwert
des Motors 44 entsprechend einer Beschleunigeröffnung äquivalent
ist. Ein Bremssensor 78 erfasst einen Bremsöldruck P,
welcher einem Steuer-/Regelwert einer Bremse äquivalent ist. Ein Steuersensor 80 erfasst
einen Steuerwinkel ω (deg),
welcher einem Steuer-/Regelwert eines Steuerrads äquivalent
ist.
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Die
GPS/DGPS-Messvorrichtung 70 weist eine relativ niedrige
Genauigkeit in der Positionserfassung auf, welche 1 Meter oder dergleichen
beträgt.
Aus diesem Grunde wird diese Vorrichtung 70 nicht für Fahrsteuerungen/-regelungen (d.h.,
Rückkopplungssteuerung/-regelung
und Vorwärtssteuerung/-regelung)
bei einer Fahrt in Schlange bzw. Reihe verwendet. Stattdessen stellt
das Zentrum 16 fest, wo im nutzbaren Bereich 12 eine
Schlange von Fahrzeugen vorhanden ist. Somit wird die GPS/DGPS-Messvorrichtung 70 verwendet,
um einen Aufenthaltsortes des Fahrzeugs auf einer Karte anzuzeigen,
welche an einem Schirm einer Anzeigevorrichtung 82 dargestellt
wird, welche ein Teil einer Navigationsvorrichtung ist, die mit
einem Lautsprecher 81 zur Führung durch Stimme bzw. Sprache
versehen ist.
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In
Antwort auf das durch den Beschleunigersensor 76 erfasste
Steuer-/Regeldrehmoment
T(Nm) steuert/regelt die Fahr-ECU 60 -Umdrehungen des Motors 44 vermittels
der Antriebssteuerungs-/regelungs-ECU 40. In Antwort auf
den durch den Bremssensor 78 erfassten Bremsöldruck steuert/regelt
die Fahr-ECU 60 die Bremskraft eines Bremsbetätigungsorgans 86 vermittels einer
Bremssteuerungs-/regelungs-ECU 84. In Antwort auf den durch den
Steuersensor 80 steuert/regelt die Fahr-ECU 60 ein
Steuerverstellorgan 90 vermittels einer Steuer-Steuerungs-/Regelungs-ECU 88.
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Als
Ersatz für
Ausgaben des Beschleunigersensors 76 und des Bremssensors 78 ist
es möglich, Werte
zu verwenden, welche durch Ausführen
einer Integration von Ausgaben der Beschleunigungs- und Verzögerungssensoren
erzeugt werden. Als Ersatz für
eine Ausgabe des Steuersensors 80 ist es möglich, einen
Wert zu verwenden, welcher durch Ausführen einer Integration einer
Ausgabe eines Gierratensensors erzeugt wird. Als Ersatz für eine Ausgabe des
Abstandssensors 72 ist es möglich, einen Wert zu verwenden,
welcher durch Ausführen
einer Integration einer Ausgabe eines Geschwindigkeitssensors erzeugt
wird. Die Fahr-ECU 60 ist einer Hinderniserfassungs-Entscheidungseinheit äquivalent,
welche später
beschrieben werden wird. Zusätzlich
wird eine automatische Fahrzeugsteuer-/regeleinheit 8 durch
drei ECUS gebildet, d.h., die Antriebssteuerungs-/regelungs-ECU 42,
die Bremssteuerungs-/regelungs-ECU 84 und die Steuer-Steuerungs-/Regelungs-ECU 88.
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Als
nächstes
wird ein Hindernis-Erfassungssystem eines Fahrzeugs entsprechend
der Ausführungsform
der Erfindung beschrieben werden. 5 ist ein
Blockdiagramm, welches eine Konfiguration des Hindernis-Erfassungssystems
des Fahrzeugs zeigt. 6a und 6b sind
schematische Darstellungen, welche die Zustände für Nachfolgefahrten von Fahrzeugen
zeigen. 7 ist eine schematische Darstellung,
welche verwendet wird, um ein Hindernis-Erfassungsverfahren unter
Verwendung von Ultraschallsensoren zu erklären.
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In 6a, 6b und 7 bezeichnet
ein Bezugszeichen 101 ein vorausfahrendes Elektrofahrzeug,
welches ein bemanntes, von einem Fahrer gefahrenes Fahrzeug ist.
Zusätzlich
werden mehrere "unbemannte" folgende Elektrofahrzeuge
(d.h. zwei folgende Elektrofahrzeuge 102, 103)
einer automatischen Nachfolgefahrt derart unterzogen, dass sie dem "bemannten" vorausfahrenden
Elektrofahrzeug 101 nachfolgen. Somit ist es möglich, menschliche Ressourcen
(d.h. Fahrer) in Bezug auf die folgenden Elektrofahrzeuge zu verringern.
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Jedes
der Fahrzeuge 101, 102, 103 ist mit Ultraschallsensoren 4 und 5 zum
Erfassen von Hindernissen versehen. Dabei sind vier Ultraschallsensoren 4 (als "vordere Ultraschallsensoren" bezeichnet) in einem
vorderen Abschnitt des Fahrzeugs installiert, während drei Ultraschallsensoren 5 (
als "hintere Ultraschallsensoren" bezeichnet) in einem hinteren
Abschnitt des Fahrzeugs installiert sind. "Hindernis" dient als allgemeine Bezeichnung für ein vor
einem aktuellen Fahrzeug vorhandenes Objekt, wie ein Fahrzeug, ein
Mensch und ein anderes Objekt als das Fahrzeug (z.B. ein Teil eines
Gebäudes oder
einer Konstruktion, herabfallende Masse, usw.). In der vorliegenden
Ausführungsform
sind vier Ultraschallsensoren 4 mit gleichen Abstandsintervallen
in der Breitenrichtung des Fahrzeugs in dessen vorderem Abschnitt
angeordnet. Die Anordnung und Anzahl der vorderen Ultraschallsensoren 4 sind
nicht notwendigerweise derart begrenzt. So ist es möglich, einen
einzelnen Ultraschallsensor im vorderen Abschnitt des Fahrzeugs
zu installieren. Zusätzlich
sind drei Ultraschallsensoren 5 mit gleichen Abstandsintervallen
in der Breitenrichtung des Fahrzeugs in dessen hinterem Abschnitt
angeordnet. Anordung und Anzahl der hinteren Ultraschallsensoren 5 sind
nicht notwendigerweise derart begrenzt. So ist es möglich, einen
einzelnen Ultraschallsensor im hinteren Abschnitt des Fahrzeugs
zu installieren. Somit ist es möglich,
zu bestimmen, ob vor dem Fahrzeug ein Hindernis vorhanden ist oder
nicht, indem man die vorderen Ultraschallsensoren 4 verwendet,
und es ist möglich,
zu bestimmen, ob ein Hindernis hinter dem Fahrzeug vorhanden ist
oder nicht, indem man die hinteren Ultraschallsensoren 5 verwendet.
Zusätzlich ist
es möglich,
einen Abstand zum Hindernis unter Verwendung der vorderen Ultraschallsensoren 4 oder
der hinteren Ultraschallsensoren 5 zu messen. Der zwischen
dem Fahrzeug und dem Hindernis gemessene Abstand wird beispielsweise verwendet, um
einen konstanten Abstand zwischen Fahrzeugen, welche zusammen in
einer Schlange bzw. Reihe fahren, beizubehalten, oder wird beispielsweise
verwendet, um das Fahrzeug im Notfall zu stoppen. Die vorliegende
Ausführungsform
verwendet Ultraschallsensoren als Sensoren eines Selbst-Schwingungsausgabe-Typs
(oder Sensoren eines aktiven Typs), da die Ultraschallsensoren höhere Frequenzen
und kürzere
Wellenlängen
aufweisen, so dass sie eine Messung mit hoher Auflösung ermöglichen.
Selbstverständlich
ist diese Erfindung nicht notwendigerweise so konstruiert, dass
Ultraschallsensoren verwendet werden. Anstelle der Ultraschallsensoren
ist es möglich,
andere Sensoren zu verwenden, wie z.B. Infrarotsensoren und Millimeterwellensensoren.
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In
dem Hindernis-Erfassungssytem der 5 werden
Erfassungssignale (oder Sensorsignale) der Ultraschallsensoren 4, 5 einer
Hinderniserfassungs-Entscheidungseinheit 60 eingegeben,
welche mit der zuvor erwähnten
Fahr-ECU übereinstimmt, die
in 4 gezeigt ist. Jedes der Fahrzeuge 101, 102, 103 ist
mit einem Fahrtrichtungssensor 7 versehen, welcher die
Fahrtrichtung des Fahrzeugs (d.h. Vorwärts- oder Rückwärts Fahrtrichtung) erfasst.
Ein Erfassungssignal des Fahrtrichtungssensors 7 wird ebenso
der Hinderniserfassungs-Entscheidungseinheit 60 eingegeben.
In jedem Fahrzeug (d.h. 101, 102 oder 103)
aktiviert die Hinderniserfassungs-Entscheidungseinheit 60 lediglich
die Ultraschallsensoren einer aktuellen Fahrtrichtung nach Maßgabe des Erfassungssignals
des Fahrtrichtungssensors 7. Das heißt, wenn jedes Fahrzeug in
einer Vorwärtsrichtung fährt (was
in 6 durch einen Pfeil S bezeichnet ist),
werden die vorderen Ultraschallsensoren 4 aktiviert. Im
Gegensatz dazu werden die hinteren Ultraschallsensoren 5 aktiviert,
wenn jedes Fahrzeug in einer Rückwärtsrichtung
(welches eine entgegengesetzte Richtung des Pfeils S ist) fährt.
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Im
Voraus werden ein Verzögerungs-Entscheidungsbereich
(z.B. Schwellen betreffend einen Abstand) und ein Stopp-Entscheidungsbereich
(z.B. Schwellen betreffend einen Abstand) an der Hinderniserfassungs-Ent scheidungseinheit 60 in
Bezug auf Erfassungssignale der Ultraschallsensoren 4, 5 voreingestellt.
Dabei ist der Stopp-Entscheidungsbereich kleiner als der Verzögerungs-Entscheidungsbereich
und ist in diesem enthalten. Wenn das vorhergehende Erfassungssignal
(d.h. ein Abstandssignal, welches einen Abstand zu einem Hindernis
anzeigt, welches vor oder hinter dem Fahrzeug vorhanden ist) kleiner
wird als die Schwelle des Verzögerungs-Entscheidungsbereichs,
mit anderen Worten, wenn das Fahrzeug ein Hindernis erfasst, welches
sich innerhalb des Verzögerungs-Entscheidungsbereichs
befindet, gibt die Hinderniserfassungs-Entscheidungseinheit 60 einen
Verzögerungsbefehl
an eine automatische Fahrzeugsteuer-/regeleinheit 8 aus,
durch welche das Fahrzeug verzögert
wird. Wenn das Erfassungssignal (d.h. Abstandssignal) kleiner wird
als eine Schwelle des Stopp-Entscheidungsbereichs, mit anderen Worten,
wenn das Fahrzeug ein Hindernis erfasst, welches sich innerhalb
des Stopp-Entscheidungsbereichs befindet, gibt die Hinderniserfassungs-Entscheidungseinheit 60 einen
Stoppbefehl an die automatische Fahrzeugsteuer-/regeleinheit 8 aus,
durch welchen das Fahrzeug gestoppt wird.
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Einzelheiten
des Betriebs betreffend die Verzögerung
und das Stoppen des Fahrzeugs werden mit Bezug auf 7 beschrieben
werden, wobei das folgende Elektrofahrzeug 102 dem vorausfahrenden Elektrofahrzeug 101 folgt.
Wenn das folgende Elektrofahrzeug 102 das vorausfahrende
Elektrofahrzeug 101 oder ein Hindernis B erfasst, welches
sich innerhalb eines Verzögerungs-Entscheidungsbereichs
C2 befindet, steuert/regelt die automatische Fahrzeugsteuer-/regeleinheit 8 des
folgenden Elektrofahrzeugs 102 den Motor 44 (oder
ein Drosselklappenverstellorgan) und das Bremsbetätigungsorgan 86 derart,
dass das Fahrzeug 102 verzögert wird. Zur gleichen Zeitüberträgt die Hinderniserfassungs-Entscheidungseinheit 60 des
folgenden Elektrofahrzeugs 102 einen gleichen Verzögerungsbefehl
an andere Fahrzeuge über
die Interkommunikationsantenne 53, welche ein Interkommunikationsmittel
zwischen Fahrzeugen ist. Somit ist es möglich, einen bestimmten Abstand
zwischen den Fahrzeugen 101 und 102 ebenso wie
zwischen den Fahrzeugen 102 und 103 einzuhalten.
Wenn das folgende Elektrofahrzeug 102 das Hindernis B oder
das vorausfahrende Elektrofahrzeug 102 innerhalb eines
Stopp-Entscheidungsbereichs C1 erfasst, steuert/regelt die automatische
Fahrzeugsteuer-/regeleinheit 8 des folgenden Elektrofahrzeugs 102 den
Motor 44 (oder ein Drosselklappenverstellorgan) und das
Bremsbetätigungsorgan 86 derart,
dass das Fahrzeug 102 gestoppt wird. Zur gleichen Zeit überträgt die Hinderniserfassungs-Entscheidungseinheit 60 des
folgenden Elektrofahrzeugs 102 einen gleichen Stoppbefehl
an andere Fahrzeuge (d.h. 101, 103) über die
Interkommunikationsantenne 53. Somit ist es möglich, die
Fahrzeuge 101 und 103 ähnlich dem Fahrzeug 102 zu stoppen.
Wenn das folgende Elektrofahrzeug 102 das Hindernis B oder
das vorausfahrende Elektrofahrzeug 101 übrigens ausserhalb des Verzögerungs-Entscheidungsbereichs
C2 erfasst, führt
es die zuvor genannten Steuerungen/Regelungen nicht aus. Ein Bezugszeichen "C3" bezeichnet einen
Hinderniserfassungsbereich, welcher zur Erfassung eines Hindernisses
eingesetzt wird.
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Die
Hinderniserfassungs-Entscheidungseinheit 60 trifft eine
Entscheidung, ob jeder der Ultraschallsensoren 4, 5 normal
oder nicht normal (bzw. fehlerhaft) arbeitet. Wenn ein Fehler an
einem vorderen Ultraschallsensor (4) erfasst wird, welcher
in einer Vorwärtsrichtung
eines vorhandenen Fahrzeugs arbeitet, überträgtdie Hinderniserfassungs-Entscheidungseinheit 60 einen
Befehl über
die Interkommunikationsantenne 53, einen hinteren Ultraschallsensor (5)
eines vorderen Fahrzeugs zu aktivieren, welches vor dem vorhandenen
Fahrzeug fährt.
Es sei angenommen, dass ein Fehler an einem vorderen Ultraschallsensor
(4) eines bestimmten folgenden Fahrzeugs (z.B. 102)
auftritt. In diesem Fall aktiviert ein vorderes Fahrzeug (z.B. 101),
welches vor dem folgenden Fahrzeug (z.B. 102) fährt, einen
hinteren Ultraschallsensor (5). Dann wird ein Sensorsignal
des hinteren Ultraschallsensors an die Hinderniserfassungs-Entscheidungseinheit 60 des
folgenden Fahrzeugs übertragen.
Somit werden die Betriebswerte (z.B. Drosselklappenöffnungswert
und Bremsbetriebswert) des folgenden Fahrzeugs nach Maßgabe des
Sensorsignals gesteuert/geregelt. Es ist also möglich, einen bestimmten Abstand
zwischen dem vorderen Fahrzeug und dem folgenden Fahrzeug einzuhalten.
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Das
vorausfahrende Elektrofahrzeug 101 ist mit einem Lautsprecher 81 und
einer Anzeigevorrichtung 82 als Alarmmittel versehen. Wenn
das vorausfahrende Elektrofahrzeug 101 ein Hindernis erfasst, welches
sich in Fahrt in einer Vorwärtsrichtung
befindet, aktiviert die Hinderniserfassungs-Entscheidungseinheit 60 den
Lautsprecher 81 und die Anzeigevorrichtung 82, um Alarmtöne und Warnzeichen für einen
Fahrer zu erzeugen. Als Alarmmittel ist es auch möglich, entweder
den Lautsprecher 81 oder die Anzeigevorrichtung 82 zu
verwenden.
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Als
nächstes
wird anhand von zwei Beispielen ein Hindernis-Erfassungsverfahren
für Fahrzeuge erläutert werden.
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Ein
erstes Beispiel wird mit Bezug auf die 5, 6 und 8 beschrieben
werden. Wenn eine Nachfolgefahrt in Bezug auf die Fahrzeuge 101, 102 und 103 gestartet
wird, aktivieren die Hinderniserfassungs-Entscheidungseinheiten
(60) der Fahrzeuge 101–103 vorübergehend
alle Ultraschallsensoren 4, 5, um zu überprüfen bzw.
zu bestätigen,
ob die Ultraschallsensoren 4, 5 normal arbeiten
oder nicht. Dies geschieht in dem in 8 gezeigten
Schritt S1. In Schritt S2 gibt die Hinderniserfassungs-Entscheidungseinheit 60 ein
Erfassungssignal des Fahrtrichtungssensors 7 ein. In Schritt
S3 trifft die Hinderniserfassungs-Entscheidungseinheit 60 eine
Entscheidung, ob die Fahrtrichtung des Fahrzeugs einer Vorwärtsrichtung
oder einer Rückwärtsrichtung
entspricht. Wenn die Fahrtrichtung der Vorwärtsrichtung entspricht, geht
eine Programmsteuerung/-regelung zu Schritt S4, wobei die Hinderniserfassungs-Entscheidungseinheit 60 lediglich
die vorderen Ultraschallsensoren 4 aktiviert, um Ultraschallwellen
abzustrahlen. In Schritt S5 gibt die Hinderniserfassungs-Entscheidungseinheit 60 Sensorsignale
(d.h. Abstandssignale, welche Abstände zu einem Hindernis anzeigen,
welches sich vor dem Fahrzeug befindet) der vorderen Ultraschallsensoren 4 ein.
Wenn die Fahrtrichtung im Gegensatz dazu der Rückwärtsrichtung entspricht, geht
eine Programmsteuerung/Regelung zu Schritt S6, wobei die Hinderniserfassungs-Entscheidungseinheit 60 lediglich
die hinteren Ultraschallsensoren 5 aktiviert. In Schritt
S7 gibt die Hinderniserfassungs-Entscheidungseinheit 60 Sensorsignale
(d.h. Abstandssignale, welche Abstände zu einem Hindernis anzeigen,
welches sich hinter dem Fahrzeug befindet) der hinteren Ultraschallsensoren 5 ein.
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Beispielsweise
vergleicht in Schritt S8 die Hinderniserfassungs-Entscheidungseinheit 60 im
folgenden Elektrofahrzeug 102 die Sensorsignale mit vorbestimmten
Schwellen (d.h. Abstandsdaten). Wenn die Sensorsignale größer als
die Schwellen sind, bestimmt die Hinderniserfassungs-Entscheidungseinheit 60,
dass das vorausfahrende Elektrofahrzeug 101 außerhalb
des Verzögerungs-Entscheidungsbereichs
C2 (s. 7) des folgenden Elektrofahrzeugs 102 fährt bzw.
diesen verlässt.
Somit verändert
die automatische Fahrzeugsteuer-/regeleinheit 8 einen aktuellen
Drosselklappenöffnungswert und
einen aktuellen Bremsbetriebswert nicht, so dass das folgende Elektrofahrzeug 102 einen
aktuellen Fahrzustand beibehält.
Wenn das folgende Elektrofahrzeug 102 feststellt, dass
sich ein Teil des vorausfahrenden Elektrofahrzeugs 101 innerhalb
des Verzögerungs-Entscheidungsbereichs
C2 befindet, stellt die automatische Fahrzeugssteuer-/regeleinheit 8 das
Drosselklappenverstellorgan 44 und das Bremsbetätigungsorgan 86 derart
ein, dass das folgende Elektrofahrzeug 102 verzögert wird
(s. Schritt S9 in 8). Zusätzlich stellt die automatische
Fahrzeugsteuer-/regeleinheit 8 das Drosselklappenverstellorgan 44 und
das Bremsbetätigungsorgan 86 derart
ein, dass das folgende Elektrofahrzeug 102 in Schritt S9
gestoppt wird, wenn das folgende Elektrofahrzeug 102 feststellt,
dass sich ein Teil des vorausfahrenden Elektrofahrzeugs 101 innerhalb
des Stopp-Entscheidungsbereichs C1 befindet. Ebenso werden der Steuerung/Regelung
des Fahrzeugs 102 ähnliche
Steuerungen/Regelungen an den anderen Fahrzeugen 101 und 103 ausgeführt.
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Wie
oben beschrieben, ist die vorliegende Ausführungsform dadurch gekennzeichnet,
dass jedes Fahrzeug lediglich die Ultraschallsensoren aktiviert,
welche in Bezug zur Fahrtrichtung (d.h. Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung) angeordnet sind.
So ist es möglich,
das Auftreten von wechselseitigen Interferenzen von Ultraschallwellen
zwischen Fahrzeugen, welche zusammen in einer Nachfolgefahrt bzw. einander
nachfolgend fahren. Somit ist es möglich, Fehler in der Erfassung
von Hindernissen, welche von den Ultraschallsensoren erfasst werden,
zu beseitigen. Mit anderen Worten ist es möglich, eine fehlerhafte Erfassung
zu vermeiden, bei welcher beispielsweise die vorderen Ultraschallsensoren
ein Hindernis erfassen, welches vor dem Fahrzeug nicht existiert.
Zusätzlich
ist es möglich,
eine fehlerhafte Erfassung zu vermeiden, bei welcher die vorderen Ultraschallsensoren
darin versagen, ein Hindernis zu erfassen, welches tatsächlich vor
dem Fahrzeug vorhanden ist. Als Folge davon ist es möglich, eine
Hinderniserfassung und ein Ausweichen mit hoher Genauigkeit durchzuführen. Zusätzlich ist
es möglich, zwischen
Fahrzeugen, welche zusammen in einer Schlange bzw. Reihe einander
nachfolgend bzw. in Nachfolgefahrt fahren, einen bestimmten (oder
konstanten) Abstand zu halten. Somit ist es möglich, Verkehrsunfälle zu vermeiden,
wie z.B. Zusammenstöße zwischen
den Elektrofahrzeugen.
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Als
nächstes
wird ein zweites Beispiel mit Bezug auf 5, 6 und 9 beschrieben
werden. Während
der Nachfolgefahrt der Fahrzeuge 101–103 werden im in 9 gezeigten
Schritt S10 deren vordere Ultraschallsensoren 4 aktiviert.
Beispielsweise geht eine Programmsteuerung/-regelung zu Schritt S12,
wenn das vorausfahrende Elektrofahrzeug 101 in Schritt
S11 vermittels der vorderen Ultraschallsensoren 4 ein Hindernis
erfasst, welches sich in einem Verzögerungs-Entscheidungsbereich
befindet, wobei die Hinderniserfassungs-Entscheidungseinheit 60 einen
Verzögerungsbefehl
an die automatische Fahrzeugsteuer-/regeleinheit 8 ausgibt,
so dass das vorausfahrende Elektrofahrzeug 101 verzögert wird.
In Schritt S13 überträgt die Hinderniserfassungs-Entscheidungseinheit 60 des
vorausfahrenden Elektrofahrzeugs 101 den gleichen Verzögerungsbefehl
vermittels der Interkommunikationsantenne 53, welche ein
Interkommunikationsmittel zwischen Fahrzeugen ist, an die anderen
Fahrzeuge 102, 103. Wenn die vorderen Ultraschallsensoren 4 des
vorausfahrenden Elektrofahrzeugs 101 kein Hinderniserfassen,
führt die
Hinderniserfassungs-Entscheidungseinheit 60 die vorgenannten
Steuerungen/Regelungen überhaupt
nicht aus. Das heißt,
sie überspringt
die Schritte S12, S13.
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Wenn
beispielsweise das folgende Elektrofahrzeug 102 vermittels
der vorderen Ultraschallsensoren 4 in Schritt S14 ein Hindernis
erfasst, welches sich innerhalb eines Stopp-Entscheidungsbereichs befindet,
geht eine Programmsteuerung/-regelung zu Schritt S15, wobei die
Hinderniserfassungs-Entscheidungseinheit 60 einen Stoppbefehl
an die automatische Fahrzeugsteuer-/regeleinheit 8 ausgibt,
so dass das folgende Elektrofahrzeug 102 gestoppt wird.
Zusätzlich überträgt die Hinderniserfassungs-Entscheidungseinheit 60 des
folgenden Elektrofahrzeugs 102 vermittels der Interkommunikationsantenne 53 in
Schritt S16 den gleichen Stoppbefehl zu den anderen Fahrzeugen 101 und 103.
Wenn die vorderen Ultraschallsensoren 4 des folgenden Elektrofahrzeugs 102 überhaupt
kein Hindernis erfassen, führt
die Hinderniserfassungs-Entscheidungseinheit 60 die vorgenannten
Steuerungen/Regelungen nicht aus. Das heißt, sie überspringt die Schritte S15,
S16.
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Dann
wird die Nachfolgesteuerung/-regelung in Bezug auf die Fahrzeuge 101–103 in
Schritt S17 erneut gestartet. In Schritt S18 erfasst die Hinderniserfassungs-Entscheidungseinheit 60 des
folgenden Elektrofahrzeugs 102 beispielsweise einen Fehler
an einem vorderen Ultraschallsensor 4. In diesem Fall geht
eine Programmsteuerung/-regelung zu Schritt S19, wobei die Hinderniserfassungs-Entscheidungseinheit
des folgenden Elektrofahrzeugs 102 eine Fehlerinformation
an die Hinderniserfassungs-Entscheidungseinheit
des vorausfahrenden Elektrofahrzeugs 101 überträgt, welches
vor dem folgenden Elektrofahrzeug 102 fährt. In Schritt S20 aktiviert
die Hinderniserfassungs-Entscheidungseinheit 60 des vorausfahrenden
Elektrofahrzeugs 101 hintere Ultraschallsensoren 5.
Wenn das folgende Elektrofahrzeug 102 den Fehler bzw. keinen
Fehler am vorderen Ultraschallsensor 4 in Schritt S18 erfasst,
führt die Hinderniserfassungs-Entscheidungseinheit 60 die zuvor
genannten Steuerungen/Regelungen nicht aus. Das heißt, sie überspringt
die Schritte S19, S20. Wie oben beschrieben, werden Informationen
einen derartigen Fehler betreffend zu einem vorderen Fahrzeug übertragen,
welches vor dem folgenden Fahrzeug fährt, wenn ein Fehler in dem
vorderen Ultraschallsensor des folgenden Fahrzeugs auftritt, so dass
das vordere Fahrzeug hintere Ultraschallsensoren aktiviert. Somit
ist es möglich,
im zweiten Beispiel dieselben Wirkungen des vorangehenden ersten
Beispiels zu erhalten.
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In
Schritt S21 erfasst das folgende Elektrofahrzeug 103 vermittels
der vorderen Ultraschallsensoren 4 beispielsweise ein Hindernis,
welches sich innerhalb eines Verzögerungs-Entscheidungsbereichs
befindet. In diesem Fall geht eine Programmsteuerung/-regelung zu
Schritt S22, wobei die Hinderniserfassungs-Entscheidungseinheit 60 des
folgenden Elektrofahrzeugs 103 einen Verzögerungsbefehl
an die automatische Fahrzeugsteuer-/regeleinheit 8 ausgibt, so
dass das folgende Elektrofahrzeug 103 verzögert wird.
Zusätzlich überträgt die Hinderniserfassungs-Entscheidungseinheit 60 des
folgenden Elektrofahrzeugs 103 den gleichen Verzögerungsbefehl
an die anderen Fahrzeuge 101 und 102, welche in
Schritt S23 ebenso verzögert
werden. Wenn die vorderen Ultraschallsensoren 4 des folgenden
Elektrofahrzeugs 103 überhaupt
kein Hindernis erfassen, führt
die Hinderniserfassungs-Entscheidungseinheit 60 die zuvor
genannten Steuerungen/-Regelungen
nicht aus. Das heißt,
sie überspringt
die Schritte S22, S23.
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In
Schritt S24 erfasst das vorausfahrende Elektrofahrzeug 101 vermittels
der vorderen Ultraschallsensoren 4 beispielsweise ein Hindernis,
welches sich in einem Stopp-Entscheidungsbereich befindet. In diesem
Fall springt eine Programmsteuerung/-regelung zu Schritt S25, wobei
die Hindernis erfassungs-Entscheidungseinheit 60 des vorausfahrenden
Elektrofahrzeugs 101 einen Stoppbefehl an die automatische
Fahrzeugsteuer-/regeleinheit 8 ausgibt, so dass das vorausfahrende
Elektrofahrzeug 101 gestoppt wird. Zusätzlich überträgt die Hinderniserfassungs-Entscheidungseinheit 60 vermittels
der Interkommunikatonsantenne 53 in Schritt S26 den gleichen
Stoppbefehl an die anderen Fahrzeuge 102, 103.
Wenn die vorderen Ultraschallsensoren 4 des vorausfahrenden
Elektrofahrzeugs 101 überhaupt
kein Hindernis erfassen, führt
die Hinderniserfassungs-Entscheidungseinheit 60 die vorgenannten
Steuerungen/Regelungen nicht durch.
-
Die
vorliegende Ausführungsform
ist in Bezug auf eine automatische Nachfolgefahrt beschrieben, in
welcher die Fahrzeuge 101–103 zusammen in einer
Schlange bzw. Reihe derart fahren, dass mehrere folgende Fahrzeuge 102, 103 dem
vorausfahrenden Fahrzeug 101 folgen. Die Anwendung dieser Erfindung
ist nicht auf eine derartige Schlangen- bzw. Reihen-Nachfolgefahrt
begrenzt. Diese Erfindung ist auf eine unabhängige Fahrt anwendbar, in welcher, wenn
ein Fahrzeug ein bzw. sein vorderes Fahrzeug erfasst, es unabhängig derart
fährt,
dass es einen bestimmten (oder konstanten) Abstand in Bezug auf das
vordere Fahrzeug einhält.
In diesem Fall kann das vordere Fahrzeug dem vorausfahrenden Fahrzeug 101 entsprechen.
-
Schließlich weist
diese Erfindung eine Vielzahl technischer Merkmale und Wirkungen
auf, welche wie folgt beschrieben werden können:
- (1)
Entsprechend einem ersten Gesichtspunkt der Erfindung erfasst jedes
Fahrzeug seine Fahrtrichtung, um lediglich einen Sensor (bzw. Sensoren) zu
aktivieren, welcher mit der Fahrtrichtung übereinstimmt. Somit interferieren
die von Sensoren ausgesendeten Signale und Wellen zwischen den Fahrzeugen
nicht wechselseitig miteinander, welche Fahrzeuge zusammen einander
nachfolgend fahren. Wenn ein Sensorsignal des aktivierten Sensors
(d.h. ein Abstandssignal, welches einen Abstand zu einem Hindernis
hin anzeigt) geringer wird als eine Schwelle eines Verzögerungs-Entscheidungsbereichs
(bzw. Abstandsdaten), welcher im Vorhinein bestimmt wird, mit anderen Worten,
wenn das Fahrzeug ein Hindernis erfasst, welches sich innerhalb
des Verzögerungs-Entscheidungsbereichs
befindet, wird das Fahrzeug automatisch verzögert. Somit ist es möglich, einen
Unfall sicher zu vermeiden, in welchem das Fahrzeug mit dem Hindernis
in Sicherheit zusammenstößt.
- (2) Gemäß einem
zweiten Gesichtspunkt der Erfindung überträgt ein folgendes Fahrzeug eine Fehlerinformation
an ein vorderes Fahrzeug, welches vor dem folgenden Fahrzeug fährt, wenn
ein folgendes Fahrzeug einen Fehler an einem Sensor aufweist, welcher
in einer Fahrtrichtung angeordnet ist. In Antwort auf die Fehlerinformation
aktiviert das vordere Fahrzeug einen entgegen der Fahrtrichtung
angeordneten Sensor als Ersatz des "Fehler"-Sensors
des folgenden Fahrzeugs. Somit ist es möglich, selbst wenn ein Fehler
an dem in der Fahrtrichtung angeordneten Sensor des folgenden Fahrzeugs
auftritt, die zuvor genannten Wirkungen der Erfindung bereitzustellen.
-
Da
die Erfindung in verschiedenen Ausbildungsformen verkörpert sein
kann, ohne vom Wesen ihrer grundlegenden Kennzeichen abzuweichen,
ist die vorliegende Ausführungsform
somit nur beispielgebend und nicht einschränkend, da der Rahmen der Erfindung
eher durch die folgenden Ansprüche
definiert ist als durch die vorausgehende Beschreibung. Alle Veränderungen,
welche innerhalb der Grenzen der Ansprüche liegen, bzw. Äquivalenzen
derartiger Grenzen, sollen deshalb von den Ansprüchen erfasst sein.
-
In
einem Elektrofahrzeug-Sharingsystem ist eine Anzahl von (Elektro-)
Fahrzeugen in Stationen (13) abgestellt bzw. gespeichert
und wird von Fahrern verwendet, um zugewiesene Ziele zu erreichen. Dabei
fahren mehrere Fahrzeuge (101–103) zusammen in
einer Schlange bzw. Reihe automatisch nachfolgend derart, dass folgende
Fahrzeuge, welche normalerweise unbemannt sind, einem bemannten vorausfahrenden
Fahrzeug automatisch nachfolgen. Jedes Fahrzeug ist mit Ultraschallsensoren
(4, 5) versehen, welche in einem vorderen Abschnitt
bzw. einem hinteren Abschnitt angeordnet sind. Normalerweise erfasst
jedes Fahrzeug eine Fahrtrichtung desselben (d.h. eine Vorwärts- oder
Rückwärtsrichtung), um
lediglich einen Sensor zu aktivieren, welcher mit der Fahrtrichtung übereinstimmt.
Somit interferieren zwischen den Fahrzeugen von den Ultraschallsensoren
abgestrahlte Ultraschallwellen nicht wechselseitig miteinander.
Wenn ein Fahrzeug mit dem Ultraschallsensor bzw. den Ultraschallsensoren
ein Hindernis erfasst, welches sich innerhalb eines Verzögerungs-Entscheidungsbereichs
(C2) befindet, wird es verzögert,
während
es weiterhin über
Funkverbindung einen Verzögerungsbefehl
an andere Fahrzeuge übersendet,
so dass die anderen Fahrzeuge verzögert werden. Somit ist es möglich, zwischen
den Fahrzeugen, welche zusammen in einer Schlange bzw. Reihe fahren,
einen konstanten Abstand einzuhalten. Wenn ein Fehler an einem in
der Fahrtrichtung angeordneten Sensor eines folgenden Fahrzeugs
auftritt, überträgt das folgende
Fahrzeug eine Fehlerinformation an sein vorderes Fahrzeug, welches
vor dem folgenden Fahrzeug fährt,
so dass das vordere Fahrzeug automatisch einen Sensor aktiviert,
welcher in einer zur Fahrtrichtung umgekehrten Richtung angeordnet
ist. Somit ist es möglich,
das durch den Fehler begründete
Nichtvorhandensein einer Erfassung zu kompensieren.