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Stand der
Technik
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übermittlung von Informationen,
die für
den Betrieb von Fahrzeugen relevant sind.
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Mit
zunehmender Verkehrsdichte wächst
die Menge an zu verarbeitenden Informationen, die von Fahrzeugführern ständig in
Entscheidungsprozesse einbezogen werden müssen. Gleichzeitig wachsen die
Anforderungen an die Sicherheit von Fahrzeugen. Um Fahrzeugführer in
kritischen Situationen zu entlasten und den Fahrkomfort zu erhöhen, sind
inzwischen zahlreiche Systeme bekannt, die aus teilweise automatisch
gewonnenen Daten und deren Analyse Entscheidungshilfen bereitstellen,
automatisch Steuerungsfunktionen übernehmen und gegebenenfalls
sicherheitsrelevante Fehlentscheidungen verhindern.
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Für sicherheitsrelevante
Ausstattungsmerkmale bleibt jedoch problematisch, daß ein geringer Abstand
zwischen dem Ort der Datengewinnung und dem Ort einer eventuell
erforderlich werdenden Reaktion liegt. Der Nachteil geringer zeitlicher
Abstände kann
durch schnellere Automatisierungsalgorithmen teilweise kompensiert
werden, wenn die erforderliche Maßnahme zur Entfaltung ihrer
Wirksamkeit im Wesentlichen ohne Totzeit zur Anwendung gebracht werden
kann. Problematische Situationen ergeben sich jedoch auch bei kürzesten
Ansprechzeiten immer dann, wenn aus den gewonnenen Daten abzulesen
ist, daß sich
das Fahrzeug in einer Situation befindet, auf die bereits im zeitlichen
Vorfeld hätte
reagiert werden müssen.
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Moderne
Karosserie-Elektronik bezieht eine Vielzahl verschiedener Sensoren,
Aktoren und verarbeitender Knoten in die Gewinnung und Verarbeitung von
Daten ein, die eine direkt auf das eigene Fahrzeug abgestimmte Funktion
besitzen. Sie interagieren teilweise mit der Umwelt, sammeln meist
im Fahrzeug oder in unmittelbarer Fahrzeugumgebung Zustandsinformationen,
leiten diese Informationen einer entsprechenden Verarbeitung zu
oder ermöglichen zumindest
ein Monitoring der gesammelten Informationen. Teilweise ist zur
Gewinnung der gewünschten Informationen
eine gezielte Einwirkung auf die Fahrzeugumgebung erforderlich,
wie das beispielsweise bei ultraschallgestützten Parkhilfen der Fall ist.
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Bei
gängigen
Bestandteilen der Karosserie-Elektronik handelt es sich entweder
um reine Sendeeinheiten oder reine Empfangseinheiten oder um Kombinationen
aus Sende- und Empfangseinheiten, bei denen zumindest der Informationsfluß auf einem Kanal
stattfindet, der von keiner anderen Komponente der Fahrzeugelektronik
benutzt wird. Nachteilig ist, dass die beschriebenen Verfahren allenfalls
eine Reaktion auf bereits bestehende Zustände in Fahrzeugnähe ermöglichen.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Möglichkeit anzugeben, ohne großen Zusatzaufwand
eine effektivere Ausnutzung der von der Karosserie-Elektronik gewonnenen
Daten zu realisieren und gegebenenfalls ausreichende Reaktionszeiten
zu ermöglichen.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch ein Verfahren nach Anspruch 1. Die Ansprüche 2 bis 10 geben vorteilhafte
Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens an.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch ein Verfahren zur Übermittlung
von Informationen, die für
den Betrieb von Fahrzeugen relevant sind, wobei die Informationen
durch eine Sendeeinheit eines ersten Fahrzeuges in einem Umgebungsbereich
des ersten Fahrzeuges in technisch auswertbarer Form bereitgestellt
werden und mittels einer Empfängereinheit
in einem zweiten Fahrzeug eine zumindest teilweise Aufnahme und/oder
Auswertung der Informationen erfolgt, wenn sich das zweite Fahrzeug
im Umgebungsbereich des ersten Fahrzeuges befindet. Die räumliche
Ausdehnung des Umgebungsbereiches ist dabei so bemessen, dass sich
andere Fahrzeuge unter Wahrung typischer verkehrsbedingter Abstandsregeln
in diesem Umgebungsbereich bewegen können. Die Informationen können von
Sensoren, die in das erste Fahrzeug integriert sind, im Fahrzeug selbst
oder in unmittelbarer Fahrzeugumgebung gewonnen werden. Diese oder
daraus abgeleitete Informationen können in technisch auswertbarer
Form bereitgestellt werden. Zusätzlich
oder alternativ können
auch Informationen übertragen
werden, die bereits in gespeicherter oder inhärenter Form im ersten Fahrzeug
vorliegen.
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Als
Sendeeinheit im Sinne der Erfindung ist jede Vorrichtung zu verstehen,
die in der Lage ist, eine Information in technisch auswertbarer
Form bereitzustellen. Dementsprechend stellt jede Vorrichtung, die
aus derartigen Informationen ein Signal gewinnen kann, eine Empfängereinheit
im Sinne der Erfindung dar. Unter Sensoren sind im Sinne der Erfindung
alle Vorrichtungen zu verstehen, die eine Gewinnung von Daten er möglichen,
die als Grundlage der technisch auswertbaren Informationen dienen können.
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Die
Erfindung geht davon aus, dass durch verschiedene Komponenten der
Karosserie-Elektronik moderner Fahrzeuge leistungsfähige Mittel
für die Versendung
und den Empfang von Daten zur Verfügung stehen, die durchaus geeignet
sind, die entsprechenden Daten für
Verkehrsteilnehmer außerhalb
des Fahrzeuges, an dem die Daten gewonnen wurden, verfügbar zu
machen. Derart verfügbar
gemachte Daten können
die Informationsbasis anderer mit entsprechender Karosserie-Elektronik
ausgestatteter Fahrzeuge verbreitern, wenn die Daten identifiziert
und verarbeitet werden können.
Die Auswertung von Daten, die von anderen Fahrzeugen gewonnen wurden,
verschafft außerdem
unter Umständen
einen zeitlichen Vorlauf, der für
eine sichere Vermeidung kritischer Situationen von entscheidender
Bedeutung sein kann.
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Für übliche Interaktionen,
an denen die Karosserie-Elektronik beteiligt ist, haben sich insbesondere
Techniken etabliert, die auf akustischen, optischen oder elektromagnetischen
Prinzipien beruhen, wobei Systeme zum Einsatz gebracht werden, die entweder
nur Sende- oder Empfangseinheiten umfassen oder sowohl eine Sende-
als auch eine Empfangseinheit im weiteren Sinne erfordern.
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Beispiele
für akustische
Anwendungen finden sich in Applikationen zur Abstandsmessung bei sogenannten
Ultraschall-Parkpiloten,
wobei zumeist Sende- und Empfangseinheiten verwendet werden.
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Beispiele
für die
Verwendung optischer Sendeeinheiten finden sich neben allen Formen
der Sichtbarmachung im sichtbaren Spektralbereich, beispielsweise
durch LED-Leuchten, Frontlicht, Rücklicht und Sidemarkern sowie
in zahlreichen Anwendungen von infrarotbasierten Strahlungsquellen.
Optische Empfangseinheiten kommen beispielsweise in Vorrichtungen
zum automatischen Abblenden des Innenspiegels mit Hilfe eines Lichtsensors
oder in automatischen Lichtsteuerungen unter Verwendung von Licht-Sensoren
zur Detektion der Umgebungshelligkeit und/oder den Witterungsverhältnissen
in Fahrzeugnähe
zum Einsatz.
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Empfängereinheiten
für Funksignale
finden sich in zahlreichen Systemen zur funkgesteuerten Zentralverriegelung
oder in Verbindung mit verschiedenen Antennensystemen für Unterhaltungselektronik,
also Autoradio oder TV-Gerät,
oder für
Navigationssysteme in Form einer GPS-Antenne.
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Kombinationen
aus Sende- und Empfangseinheiten für Funksignale finden sich in
sogenannten CEG-Systemen (Comfort-Entry-Go), in Systemen zur Reifendruckkontrolle,
die üblicherweise
im HF-Bereich kommunizieren, und funksignalbasierten UHF-Abstandssensoren.
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Darüber hinaus
sind teilweise einzelne Funktionen im Fahrzeug installierter Mobiltelefone
(GSM, UMTS), die in diesem Fall als kombinierte Sende- und Empfangseinheiten
zu betrachten sind, in Kommunikationskonzepte einbezogen.
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Eine
Grundidee der Erfindung beruht auf der Abwandlung des bisher üblichen
Informationsflusses von objektive Ausgabewerte sendenden Baugruppen der
Karosserie-Elektronik an in der Regel subjektiv wahrnehmende Empfänger, also
die Fahrer. Die subjektive Komponente kann durch die vorliegende
Erfindung weitgehend durch empfangsfähige Komponenten der Karosserie-Elektronik ersetzt
werden. Als Beispiele können
folgende Ge genüberstellungen
dienen: Ein Parkpilot realisiert eine Abstandsvermessung und signalisiert
einen Schwellwert, dessen Erreichen den Fahrer zum Bremsen veranlassen
soll, ein LED-Bremslicht
indiziert einen Bremsvorgang, was den Fahrer eines Folgefahrzeuges
ebenfalls zum Bremsen veranlassen soll. Erfindungsgemäß kann die
subjektive Reaktion auf die bereitgestellte Information durch eine
automatisierte Reaktion auf die aufgenommene Information ersetzt
werden.
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Das
erfindungsgemäße Prinzip
lässt sich verwirklichen,
wenn Fahrzeuge, die sich in einem Bereich befinden, in dem von einem
Fahrzeug Informationen und/oder Signale in technisch auswertbarer Form
bereitgestellt werden, über
Vorrichtungen verfügen,
die zur technischen Auswertung dieser Informationen und/oder Signale
in der Lage sind.
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Die
beispielhaft aufgeführten
Komponenten lassen sich teilweise mit mehr oder weniger großem Aufwand
so verändern,
dass sie mit Komponenten der Karosserie-Elektronik anderer Fahrzeuge
kommunizieren können.
Eine Minimalforderung besteht dabei darin, dass die beteiligten
Komponenten an verschiedenen Fahrzeugen so aufeinander abgestimmt
werden, dass sie einerseits Informationen und/oder Signale in einem
Umgebungsbereich eines Fahrzeuges in technisch auswertbarer Form
bereitstellen können
und andererseits in der Lage sind, von anderen Fahrzeugen gewonnene
Daten, die als Informationen in technisch auswertbarer Form von
diesen Fahrzeugen bereitgestellt werden, als solche zu identifizieren
und die in diesen Daten enthaltenen Informationen in für das eigene
Fahrzeug relevanter Weise auswerten zu können.
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Die
Bereitstellung von Komponenten für
erfindungsgemäße Systeme
kann beispielsweise durch Modifizierung von Software für den Betrieb
von einzelnen Komponenten der Karosserie-Elektronik oder durch hardwareseitige
Anpassungen herkömmlicher
Komponenten erfolgen. Die verfügbare
Datenmenge und die erforderliche Bandbreite ergibt sich aus der
verwendeten Kombination vorhandener Karosserie-Elektronik-Komponenten.
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Eine
besonders einfache und zugleich wirkungsvolle Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens
ergibt sich, wenn durch die Sendeeinheit eines Fahrzeuges automatisch
Informationen im Umgebungsbereich des Fahrzeuges bereitgestellt
werden, sobald diese Informationen zur Verfügung stehen. Das kann beispielsweise
in Form einer Crash-Warnung erfolgen. Die bereitzustellende Information
im Sinne der Erfindung besteht dabei in der unter Umständen fixen
Position des liegen gebliebenen Fahrzeuges. Diese Information wird üblicherweise
durch eine eingeschaltete Warnblinkanlage verfügbar gemacht. Zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens
ist es erforderlich, dass sich annähernde Fahrzeuge entweder eine
Empfangseinheit aufweisen, die eine betätigte Warnblinkanlage automatisch
erkennt, oder die Funktion der Warnblinkanlage zumindest teilweise
von einer Sendeeinheit übernommen
wird, die in anderer Form die Information über das liegen gebliebene Fahrzeug
bereitstellt und mit einer entsprechenden Empfangseinheit in sich
annähernden
Fahrzeugen korrespondiert. In beiden Fällen fungiert das liegen gebliebene
Fahrzeug als Warnboje. Durch ein entsprechendes Monitoring der Havariesituation
wird das Risiko von Auffahrunfällen
verringert.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform werden durch die
Sendeeinheit eines ersten Fahrzeuges nur dann Informationen im Umgebungsbereich
des Fahrzeuges bereitgestellt, wenn diese Informationen als kritisch
für den
Betrieb weiterer Fahrzeuge, die sich im Umgebungsbereich des ersten
Fahrzeuges bewegen können,
identifiziert sind. Eine solche Information stellen Werte der Bremsverzögerung in
Zusammenhang mit dem Abstand eines nachfolgenden Fahrzeuges dar.
Bei großem
Abstand genügt
es in der Regel, den Bremsvorgang durch herkömmliche Bremsleuchten anzuzeigen.
Wird jedoch ein relativ geringer Abstand zu einem nachfolgenden
Fahrzeug detektiert, kann es vorteilhaft sein, eine vom nachfolgenden
Fahrzeug auswertbare Information über den Wert der Bremsverzögerung bereitzustellen,
die eine automatische Reaktion, beispielsweise die Ermittlung einer
Mindestverzögerung,
die zur Vermeidung eines Auffahrunfalles erforderlich ist, ermöglicht.
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Es
kann des Weiteren vorteilhaft sein, durch die Sendeeinheit des ersten
Fahrzeuges Informationen im Umgebungsbereich des Fahrzeuges bereitzustellen,
wenn sich mindestens ein weiteres Fahrzeug im Umgebungsbereich des
ersten Fahrzeuges befindet.
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Es
kann auch vorteilhaft sein, wenn eine erfindungsgemäße Kommunikation
zwischen einzelnen Komponenten der Karosserie-Elektronik benachbarter oder sich begegnender
Fahrzeuge bidirektional ausgeführt
wird. Dann ist es beispielsweise möglich, dass durch eine Sendeeinheit
eines ersten Fahrzeuges Informationen im Umgebungsbereich des ersten
Fahrzeuges erst dann bereitgestellt werden, wenn die Bereitstellung
durch mindestens ein zweites Fahrzeug angefordert wird. Auf diese
Weise wird insbesondere in Bereichen hoher Verkehrsdichte einer Überlastung
durch unnötige
Signale entgegengewirkt.
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Vorteilhaft
kann auch eine Bereitstellung von Informationen sein, die zeitlich
zurückliegende
Zustände
beschreiben. Hierunter fallen beispielsweise Informationen über eine
bereits zurück
gelegte Wegstrecke. Diese Informationen können Daten über lokale Witterungseinflüsse, also
Temperaturen, Nieder schläge
oder Glättebereiche
sowie Umleitungshinweise, Staudaten und Streckenverläufe mit
zugehörigen
Geschwindigkeitswerten der letzten Minuten umfassen. Auf diese Weise
kann das erfindungsgemäße Verfahren
für ein
intelligentes Verkehrsmanagement genutzt werden.
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Ein
weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in der
Möglichkeit,
eine Bereitstellung von Informationen zu realisieren, die zukünftige Zustände beschreiben.
So können
beispielsweise Informationen über
mögliche
künftige
Schäden
an Fahrzeugen eines bestimmten Typs hinterlegt werden. Wird die
Annäherung
eines Fahrzeuges dieses Typs detektiert, können die entsprechenden Informationen
in erfindungsgemäßer Weise
bereitgestellt werden. Auf diese Weise lassen sich Rückrufaktionen
unterstützen.
Dazu kann es vorteilhaft sein, einen Vergleich von in benachbarten
Fahrzeugen verfügbaren
Informationen vorzunehmen und eine Information über festgestellte Abweichungen
bereitzustellen. In Falle einer Abweichung kann beispielsweise automatisch
eine Service-Anzeige generiert werden. Auf ähnliche Weise kann eine erweiterte
On-Bord-Diagnose
realisiert werden. Besondere Diagnose-Informationen können einem Fahrzeug zur Vorbereitung einer
Arbeit in einer Werkstatt "mitgegeben" werden, bevor das
Fahrzeug zum Kundendienst muß.
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Eine
besonders komfortable Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens beinhaltet eine
Auswertung bereitgestellter Informationen, die zum automatischen
Aufbau einer Sprechverbindung zwischen sich annähernden Fahrzeugen führt. Dazu
sind insbesondere in Fahrzeugen installierte Mobiltelefone geeignet.
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An
Ausführungsbeispielen
wird das erfindungsgemäße Verfahren
näher erläutert. Die 1 zeigt
schematisch eine typische Anordnung zu seiner Durchführung.
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Eine
Komponente der Karosserie-Elektronik eines ersten Fahrzeuges 1,
beispielsweise ein Außentemperatursensor 2,
detektiert eine für
den Betrieb des Fahrzeuges relevante Information, hier eine Außentemperatur
nahe dem Gefrierpunkt. Diese Information wird sofort ausgewertet
und dem Fahrer des Fahrzeuges 1 in Form einer Glatteiswarnung
angezeigt oder in eine automatische Anpassung der Fahrdynamik einbezogen.
Zusätzlich
wird jedoch erfindungsgemäß die gewonnene
Information funkgestützt
im Umgebungsbereich des Fahrzeuges bereitgestellt. Dabei ist es
unerheblich, ob lediglich die Temperaturinformation in Form von
Rohdaten oder bereits eine Glatteiswarnung als ausgewertete Form dieser
Daten bereitgestellt wird. Wichtig für eine Nutzung der Information
durch sich annähernde
Fahrzeuge ist vielmehr, dass diese Fahrzeuge über kompatible technische Mittel
zur Aufnahme der Information verfügen.
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In
vorliegenden Beispiel erfolgt eine echte parasitäre Verwendung der bereitgestellten
Information. Die Übermittlung
der vom Temperatursensor 2 gewonnenen Rohdaten erfolgt
funkgestützt
zu einer im Fahrzeug 1 untergebrachten zentralen Auswerteeinheit 3.
Dadurch stehen die übermittelten
Rohdaten zwangsläufig
in einem Umgebungsbereich des Fahrzeuges 1 zur Verfügung. Die
Größe des Umgebungsbereiches
ist durch eine Variation der Sendeleistung einstellbar. Bewegt sich
ein zweites Fahrzeug 4 mit einer identischen Auswerteeinheit 3' in den Umgebungsbereich,
in dem die bereitgestellten Rohdaten in technisch auswertbarer Form
zur Verfügung
stehen, so kann in beiden Auswerteeinheiten 3, 3' zeitgleich
eine Auswertung der Rohdaten vorgenommen werden. Im zweiten Fahrzeug 4 können auf diese
Weise Sicherheitsmaßnahmen
eingeleitet werden, bevor das Fahrzeug 4 die kritische
Zone erreicht. An diesem Beispiel wird die Bedeutung der Kompatibilität der beteiligten
Komponenten für
die Ausführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens deutlich.
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Eine
uni- oder bidirektionale Kommunikation unter Komponenten der Karosserie-Elektronik
muß nicht
zwangsläufig
unter gleichen Baugruppen stattfinden. Es können auch verschiedene Komponenten aufeinander
abgestimmt verwendet werden. Exemplarisch soll dies an zwei sich
hintereinander befindlichen Fahrzeugen gezeigt werden.
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Ein
Ausführungsbeispiel
unter Verwendung identischer Komponenten bildet der Einsatz von
Ultraschall-Parkpiloten zur Abstandsanalyse und gegebenenfalls Abstandsregelung
hintereinander fahrender Fahrzeuge. Das vorausfahrende Fahrzeug
stellt durch die nach hinten gerichtete Sendeeinheit seines Ultraschallpiloten
ein Signal im seinem hinteren Umgebungsbereich bereit. Im Normalfall
ist die zugehörige
Empfängereinheit
darauf eingerichtet, aus reflektierten Schallwellen eine Information über die
Entfernung zu einem Hindernis zu gewinnen. Erfindungsgemäß kann auch
eine nach vorn ausgerichtete Empfängereinheit des nachfolgenden
Fahrzeuges durch parasitäre
Analyse der vom vorausfahrenden Fahrzeug versendeten Ultraschall-Signale
eine Information über
den Abstand zwischen beiden Fahrzeugen gewinnen. Diese Information
kann beispielsweise für
eine Distanzregelung verwendet werden. Ein redundantes System lässt sich
realisieren, wenn das gleiche Prinzip zwischen der nach vorn ausgerichteten
Sendeeinheit des hinteren Fahrzeuges und der nach hinten ausgerichteten
Empfängereinheit
des vorderen Fahrzeuges ausgeführt
wird.
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Als
Beispiel einer erfindungsgemäßen Nutzung
unterschiedlicher Komponenten für
eine Informationsübermittlung
zwischen hintereinander fahrenden Fahrzeugen kann die Verwendung
eines LED-Schlusslichtes als Sendeeinheit des vorderen Fahrzeuges
und eines Regen-Licht-Sensors als Empfängereinheit des hinteren Fahrzeuges
dienen. Bei umgekehrter Übermittlungsrichtung
kann ein LED-Blinker als Sendeeinheit des hinteren Fahrzeuges und
die Sensorik zur Ansteuerung eines abblendbaren Rückspiegels
im vorderen Fahrzeug als dessen Empfängereinheit fungieren.