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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bildung eines Fahrzeugverbandes
sowie Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugverbandes, bzw. zur
Steuerung von Fahrzeugen eines solchen Fahrzeugverbandes, welcher
insbesondere nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
zur Bildung eines Fahrzeugverbandes gebildet sein kann. Verfahren
dieser Art sind aus dem Stand der Technik bereits grundsätzlich
bekannt.
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Die
Druckschrift
EP 0 762
364 A2 beschreibt ein Steuerungssystem für einen
Fahrzeugverband, wobei die relative Positionen der Fahrzeuge innerhalb
des Verbandes vom Steuerungssystem ermittelt werden und dieses auf Änderungen
innerhalb des Verbandes reagiert. Fahrzeugen werden in diesem System
bestimmte Fahrzeugidentifikationscodes in Form von Ordnungszahlen
zugewiesen, die die Zugehörigkeit oder Nicht-Zugehörigkeit
zu einem Fahrzeugverband sowie die Rangfolge des Fahrzeugs innerhalb
eines solchen Verbandes ausweisen. So können Fahrzeuge
in einen bestehenden Verband von Fahrzeugen eintreten oder aus dem
Verband ausscheren, wobei innerhalb des Verbandes über eine
Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung die Fahrzeugidentifikationscodes
zwischen unmittelbar aufeinander folgenden Fahrzeugen ausgetauscht
bzw. in Abhängigkeit von empfangene Fahrzeugidentifikationscodes
unmittelbar vorausfahrender oder folgender Fahrzeuge festgelegt
werden können. Dann werden vom führenden Fahrzeug Fahrdaten
an das unmittelbar folgende Fahrzeug mit Hilfe elektromagnetischer
Strahlung übermittelt, und das unmittelbar folgend Fahrzeug
passt seine Fahrbewegungen auf Basis dieser Fahrdaten automatisch
mit Hilfe einer Fahrzeugsteuerungselektronik an die Fahrbewegungen
des führenden Fahrzeuges an. Ziel des Systems ist es, den
Aufwand zur Führung von Fahrzeugen zu minimieren, indem
folgende Fahrzeuge einem führenden Fahrzeug folgen und dabei
die Fahrzeugbewegungen auf das führende Fahrzeug abstimmen,
wobei speziell Veränderungen innerhalb des Fahrzeugverbandes
(Ausscheren von Fahrzeugen) erkannt und auf geeignet diese reagiert werden
soll (Aufschließen des nächstfolgenden Fahrzeugs
auf das dann führende Fahrzeug), um den Verband zu erhalten.
Eine spezielle Signalisierung an den Fahrzeugverband erfolgt durch
ein Fahrzeug des Verbandes, das den Verband verlassen will, worauf der
Verband und die Fahrzeugidentifikationscodes in der neuen Rangfolge
formiert bzw. reorganisiert werden. Ebenso können neue
Fahrzeuge in den Verband eintreten, die dann durch Signalisierung
mit benachbarten Fahrzeugen des Verbandes einen Fahrzeugidentifikationscode
entsprechend ihrer neu eingenommenen Rangfolge im Verband erhalten.
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Aus
US 6,032,097 ist ein Steuerungssystem für
einen Fahrzeugverband bekannt, bei dem ein Zielfahrzeug als führendes
Referenz-Fahrzeug eines Fahrzeugverbandes definiert wird. Es werden
innerhalb des Fahrzeugverbandes Fahrinformationen bzw. Positionsinformationen
und Bewegungsinformationen dieses Zielfahrzeuges über eine
Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung an das jeweils unmittelbar
nachfolgende Fahrzeug des Fahrzeugverbandes übertragen.
Auf Basis der Fahrinformationen des Zielfahrzeugs steuert jedes
Fahrzeug seine eigenen Bewegungen. Zielfahrzeug kann auch ein Fahrzeug
sein, das nicht zum Fahrzeugverband gehört. Mit einem solchen
Fahrzeug findet aber keine Kommunikation statt. Weiter wird von
jedem Fahrzeug des Verbandes aus das unmittelbar nachfolgende Fahrzeug
gesteuert. Dabei werden insbesondere die relativen Abstände
zum Zielfahrzeug durch Kommunikation zwischen benachbarten Fahrzeugen
im Verband definiert und gesteuert. Diese relativen Abstände
werden mit Ordnungszahlen entsprechend der Rangfolge des Fahrzeugs
im Verband versehen und es wird der entsprechende Abstandswert des
jeweiligen Fahrzeuges gemäß seiner Ordnungszahl
relativ zum Zielfahrzeug bestimmt. Alternativ zur Kommunikation
lediglich zwischen unmittelbar benachbarten Fahrzeugen (zwischen
vorausfahrendem und folgendem Fahrzeug) kann aber auch eine omnidirektionale
Kommunikation eines Fahrzeuges mit einer Mehrzahl von Fahrzeugen
des Verbandes erfolgen. Dabei kann jedes der Fahrzeuge zur Bestimmung
seiner relativen Position (Abstand) zum Zielfahrzeug auch seine
Absolutposition in einem zweidimensionalen Koordinatensystem als
Basis für die Steuerung der Fahrzeugbewegungen heranziehen.
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Die
EP 0 991 046 A1 beschreibt
ebenfalls ein Steuerungssystem für einen Fahrzeugverband
mit einem Führungsfahrzeug, das von einem Fahrer gesteuert
wird und mehreren automatisch folgenden Fahrzeugen ohne Fahrer,
speziell mit mehreren elektrischen Fahrzeugen, wobei innerhalb des
Fahrzeugverbandes über eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung
Fahrzeugdaten wie der Ladezustand der Batterien der elektrischen
Folgefahrzeuge bzw. Störungsinformationen wie ein niedriger Ladezustand
an das Führungsfahrzeug übertragen werden. In Abhängigkeit
von den übermittelten Fahrzeugdaten bzw. Störungsinformationen
wird insbesondere bei Unterschreitung eines bestimmten Schwellwertes
des Ladezustandes die Geschwindigkeit des Führungsfahrzeuges
automatisch verringert, um den Verband weiterhin als geschlossene
Formation zu erhalten. Weiter kann der Störungszustand des
Folgefahrzeugs so wie eine Identifikation dieses Fahrzeugs dem Fahrer
des Führungsfahrzeuges angezeigt werden, so dass dieser
das betroffene Fahrzeug identifizieren kann und geeignete Maßnahmen ergreifen
kann. Dazu werden den Fahrzeugen in diesem System bestimmte Ordnungszahlen
zugewiesen, die die Zugehörigkeit zu dem Fahrzeugverband sowie
die Rangfolge des Fahrzeugs innerhalb des Verbandes ausweisen. Umgekehrt
ermittelt das Führungsfahrzeug seine Fahrt-Trajektorie
in Form von Position und Orientierung in einem zweidimensionalen
Koordinatensystem und übermittelt diese regelmäßig
mit Hilfe der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung, speziell
mit Hilfe von Antennen, an die Folgefahrzeuge. Diese können
nach Ermittlung der eigenen Position und Orientierung auf Basis der
empfangenen Fahrt-Trajektorie des Führungsfahrzeuges die
zum Erhalt des Verbandes nötigen Änderungen der
eigenen Position und Orientierung ermitteln, und es werden entsprechend
Einrichtungen zur Steuerung der Trajektorie des Folgefahrzeugs aktiviert
(z. B. Beschleunigung, Abbremsen, Lenken).
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Bei
all diesen Druckschriften aus dem Stand der Technik wird lediglich
eine Möglichkeit zur Kommunikation und Fahrzeugsteuerung
innerhalb eines Fahrzeugverbandes beschrieben und allenfalls zur Aufnahme
weiterer Fahrzeuge in den Verband oder deren Ausscheiden aus dem
Verband. Es ist jedoch unklar, wie auf sichere und gesteuerte Weise
die Bildung eines Fahrzeugverbandes realisiert werden kann. Diese
Verfahren und Systeme nach dem Stand der Technik berücksichtigen
weiterhin praktisch nur die Randbedingungen und Erfordernisse der
Fahrzeuge des jeweiligen, gebildeten Verbandes, nicht jedoch die
Umgebungssituation, insbesondere nicht die Erfordernisse und Randbedingungen,
die sich durch Fahrzeuge ergeben, die nicht Teil des Verbandes sind
und werden. Außerdem werden nur aktuelle Statusdaten über
die Fahrbewegungen bzw. Trajektorie eines führenden Fahrzeuges übertragen,
eine vorausschauende Abstimmung der Fahrbewegungen des Verbandes
auf Basis von zukünftig geplanten Fahrbewegungen ist nicht
möglich.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der
Technik zu beheben. Diese Aufgabe wird gelöst durch die
Merkmale der Ansprüche 1, 3 und 6.
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Ein
erster Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Steuerung von Fahrzeugen bei Bestehen eines Fahrzeugverbandes. Fahrzeugidentifikationsdaten
identifizieren die Fahrzeuge des Fahrzeugverbandes und es erfolgt
eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation zumindest zwischen einigen
oder auch zwischen allen Fahrzeugen des Fahrzeugverbandes – gegebenenfalls
auch zwischen Fahrzeugen des Fahrzeugverbandes und Umgebungsfahrzeugen – um
Fahrbewegungen der Fahrzeuge des Fahrzeugverbandes abzustimmen. Im
Rahmen der vorliegenden Erfindung ist insbesondere vorgesehen, dass
zukünftig geplante Fahrbewegungen zumindest eines Fahrzeugs
des Fahrzeugverbandes datentechnisch erfasst werden – sei es
dass diese geplanten Fahrbewegungen automatisch ermittelt werden
oder über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle von einem
Benutzer des Fahrzeugs eingegeben und in entsprechende Daten umgewandelt
werden. Es werden dann die erfassten Daten über eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug- Kommunikationseinrichtung
an andere Fahrzeuge des Fahrzeugverbandes übertragen, beispielsweise über
eine Punkt-zu-Punkt-Kommunikationseinrichtung oder über
eine omnidirektionale Kommunikationseinrichtung. Die anderen Fahrzeuge
des Verbandes planen auf Basis der empfangenen Daten vorausschauend eine
angemessene eigene Fahrbewegung, worauf schließlich eine
koordinierte Änderung der Fahrbewegungen des Fahrzeugverbandes
entsprechend der geplanten Fahrbewegungen eingeleitet wird.
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Dieser
Gegenstand der Erfindung erlaubt es insbesondere, vorausschauend
die (geplanten) Fahrbewegungen eines Fahrzeugverbandes zu koordinieren
und aufeinander abzustimmen, so dass sich der Fahrzeugverband so
weit wie möglich als geschlossene Einheit bewegt, womit
eine Aufspaltung des Fahrzeugverbandes vermieden werden kann und
auch die Abstände zwischen den Fahrzeugen eines Fahrzeugverbandes
minimiert werden können. Auch werden durch die vorausschauende
Planung die Anstrengungen zur Beibehaltung des Fahrzeugverbandes
minimiert, sowohl für die automatische Steuerung als auch
für die Benutzer der Fahrzeuge, wodurch insbesondere auch
die Sicherheit der Fahrbewegungen des Fahrzeugverbandes erhöht
werden kann.
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Insbesondere
kann vorgesehen werden, dass die Erfassung der zukünftig
geplanten Fahrbewegungen des Fahrzeugs durch eine Anfrage eines der
anderen Fahrzeuge des Fahrzeugverbandes initiiert wird. So kann
eines der Fahrzeuge des Fahrzeugverbandes zumindest eines der anderen
Fahrzeuge um eine bestimmte Änderung der Fahrsituation
(Abbremsen, Beschleunigen, Überholen, Pause, Re-Formierung
des Fahrzeugverbandes etc.) bitten, worauf dann das andere Fahrzeug
Fahrbewegungen plant und nach dem vorgenannten ersten Gegenstand
der Erfindung eine Steuerung der Fahrzeuge des Fahrzeugverbandes
erfolgt.
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Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung, der insbesondere
als Weiterbildung der o. g. Verfahren nach dem ersten Gegenstand
der Erfindung ausgebildet sein kann, betrifft wiederum ein Verfahren
zur Steuerung von Fahrzeugen bei Bestehen eines Fahrzeugverbandes,
wobei Fahrzeugidentifikationsdaten die Fahrzeuge des Fahrzeugverbandes
identifizieren und eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation zwischen
Fahrzeugen des Fahrzeugverbandes erfolgt, um Fahrbewegungen der
Fahrzeuge des Fahrzeugverbandes abzustimmen. Die bereits zum ersten
Gegenstand der vorliegenden Erfindung oben ausgeführten
Erläuterungen gelten hier entsprechend. Erfindungsgemäß wird
nun vorgesehen, dass außerdem eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation
mit Umgebungsfahrzeugen erfolgt, die nicht Teil des Fahrzeugverbandes
sind. Auf Basis der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation mit den Umgebungsfahrzeugen
erfolgt eine Steuerung der geplanten Fahrbewegungen der Fahrzeuge
des Fahrzeugverbandes und/oder der Fahrbewegungen der Umgebungsfahrzeuge.
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Damit
können alternativ oder auch zusätzlich zu der
bereits oben beschriebenen vorausschauend Planung von Fahrbewegungen
eines Fahrzeugverbandes auch die Situation bzw. Fahrbewegung von Umgebungsfahrzeugen
einbezogen werden. Dies liefert ebenfalls bzw. zusätzlich
einen Beitrag, um eine Aufspaltung des Fahrzeugverbandes zu vermeiden
und aufgrund der – umfassenden – vorausschauenden
Planung die Anstrengungen zur Beibehaltung des Fahrzeugverbandes
zu minimieren, wie auch die Sicherheit für den Fahrzeugverband
einerseits und für die Umgebungsfahrzeuge andererseits
zu erhöhen.
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Hierbei
kann insbesondere vorgesehen werden, dass im Rahmen der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation
mit Umgebungsfahrzeugen die Umgebungsfahrzeuge über den
bestehenden Fahrzeugverband und/oder die geplanten Fahrbewegungen
des Fahrzeugverbandes informiert werden. Damit erhalten die Umgebungsfahrzeuge
die Information, dass ein Fahrzeugverband, der ein z. B. ein Hindernis
für schnellere Fahrzeuge darstellen kann, vorhanden ist
und/oder Informationen über die konkreten geplanten Fahrbewegungen
des Fahrzeugverbandes, woraus ein Umgebungsfahrzeug Schlussfolgerungen
für die eigenen Fahrzeugbewegungen und eventuell notwendige
Neuplanungen bzw. Änderungen dieser Fahrzeugbewegungen
ziehen kann.
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Speziell
können mögliche Gefahrensituationen auf Basis
der Daten ermittelt werden, die im Rahmen der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation
mit Umgebungsfahrzeugen ausgetauscht wurden und die Fahrbewegungen
des Fahrzeugverbandes und/oder der Umgebungsfahrzeuge können
derart koordiniert werden, dass die ermittelte Gefahrensituation
vermieden wird. So können Abstände, Geschwindigkeiten,
Fahrwege, Anordnung oder Verteilung der Fahrzeuge des Fahrzeugverbandes und/oder
der Umgebungsfahrzeuge koordiniert werden, um reibungslose und v.
a. gefahrlose Fahrbewegungen aller beteiligten Fahrzeuge zu garantieren.
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Ein
letzter Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Bildung eines Fahrzeugverbandes, wie er insbesondere nach einem
der vorstehend beschriebenen Verfahren weiter realisiert und gesteuert
werden kann. Dafür ist nämlich wiederum vorgesehen,
dass Fahrzeugidentifikationsdaten die Fahrzeuge des Fahrzeugverbandes
identifizieren und eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation zwischen
Fahrzeugen des Fahrzeugverbandes erfolgt. Auch für diesen
Gegenstand der vorliegenden Erfindung gelten die bereits oben gemachten
Ausführungen entsprechend. Im Rahmen dieses Gegenstandes
der Erfindung ist vorgesehen, dass ein erstes Fahrzeug die Bildung
des Fahrzeugverbandes über eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung
durch Aussendung einer Initialisierungsnachricht – und
ggf. seiner Fahrzeugidentifikationsdaten – an Umgebungsfahrzeuge
initiiert. Es wird also hier angenommen, dass zunächst
noch kein Fahrzeugverband existiert und ein Fahrzeug von sich aus
aktiv wird, um einen solchen Fahrzeugverband zu etablieren. In Reichweite
einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung vorhandene
Umgebungsfahrzeuge können dann auf Basis der empfangenen
Initialisierungsnachricht die Initiierung des Fahrzeugverbandes
durch Aussendung einer Akzeptanznachricht an das erste Fahrzeug
akzeptieren oder durch Aussendung einer Ablehnungsnachricht ablehnen.
Speziell ist dabei vorgesehen, dass die Umgebungsfahrzeuge gleichzeitig
ihre Fahrzeugidentifikationsdaten an das erste Fahrzeug übertragen,
damit das erste Fahrzeug eindeutig erkennen kann, welche Fahrzeuge
die Initiierung des Fahrzeugverbandes akzeptiert oder abgelehnt
haben. Das erste Fahrzeug kann damit auf Basis der empfangenen Fahrzeugidentifikationsdaten
die Identität und Zulassung der Umgebungsfahrzeuge zum Fahrzeugverband überprüfen.
Somit erfolgt eine Gegenprüfung der Akzeptanz oder Ablehnung
seitens der Umgebungsfahrzeuge durch das erste Fahrzeug als zweiter
Kontrollinstanz, d. h. es erfolgt eine zweistufige Prüfung
der Initiierung des Fahrzeugverbandes. In Abhängigkeit
vom Prüfungsergebnis des ersten Fahrzeugs sendet das erste
Fahrzeug über die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung eine
Akzeptanznachricht oder eine Ablehnungsnachricht an die Umgebungsfahrzeuge.
Somit kann verhindert werden, dass Fahrzeuge in einen Fahrzeugverband
aufgenommen werden, die eigentlich von zumindest einem Teil der
Fahrzeuge des Fahrzeugverbandes nicht in dem Fahrzeugverband gewünscht werden.
Auf diese Weise kann ein weiterer Beitrag dazu geliefert werden,
den Verband möglichst kompakt zu halten und zu erhalten
und den Aufwand zur Steuerung des gebildeten Verbandes zu reduzieren.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher
erläutert. Es zeigt:
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1 Schematische
Darstellung der Steuerung von Fahrbewegungen (Abbiegen) eines Fahrzeugverbandes
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2 Schematische
Darstellung der Steuerung von alternativen Fahrbewegungen (Überholen) eines
Fahrzeugverbandes
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3 Flussdiagram
der Verfahrensschritte zur Bildung eines Fahrzeugverbandes
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4 Beispiel
einer Darstellung des Nachrichtenaustauschs zur Bildung eines Fahrzeugverbandes
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5 Beispiel
einer Darstellung von Nachrichtenoptionen nach Bildung eines Fahrzeugverbandes
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Die 1 zeigt
ein spezielles Beispiel für ein erfindungsgemäßes
Verfahren, bei dem zwei Fahrzeuge A, B gemeinsam einen Fahrzeugverband
VG als virtuelle Gruppe von Fahrzeugen bilden. Normalerweise bedeutet
die individuelle Mobilität bzw. der Individualverkehr,
dass jedes Fahrzeug A, B, C auf einer Straße unabhängig
von den anderen Fahrzeugen fährt, die sich ebenfalls auf
dieser Straße bewegen. Manchmal besteht aber der Wunsch
oder die Notwendigkeit, oder wäre es zumindest vorteilhaft, wenn
mehrere Fahrzeuge A, B einen Fahrzeugverband VG bilden können,
beispielsweise wenn – zumindest zeitweise – ein
gemeinsames Fahrziel oder ein gemeinsamer Fahrweg vorliegen.
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Auf
sehr belebten Straßen mit viel Verkehr kann es aber für
die Fahrzeuge bzw. für die Benutzer der Fahrzeuge schwierig
und belastend sein, einen geschlossenen Fahrzeugverband zu bilden
und zu erhalten: Das führende Fahrzeug eines Verbandes muss
stets dafür sorgen, dass die anderen Fahrzeuge des Verbandes
folgen oder ggf. aufschließen können und die folgenden
Fahrzeuge bzw. deren Benutzer müssen stets darauf achten,
mit dem folgenden Fahrzeug Schritt zu halten. Normalerweise ist
der Fahrzeugverband nicht besonders gekennzeichnet, d. h. für
andere Verkehrsteilnehmer nicht als Verband erkennbar, so dass andere
Fahrzeuge oft den Fahrzeugverband aufbrechen können, z.
B. durch Einscheren in den Fahrzeugverband, speziell wenn die Abstände
zwischen den Fahrzeugen des Verbandes relativ groß geworden
sind, was passieren kann, wenn sich der Fahrzeugverband nicht als
geschlossener Verband bewegt. Versuchen nun die folgenden Fahrzeuge
des Fahrzeugverbandes, den Verband wieder zu schließen,
so kann es zu gefährlichen Situationen kommen.
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Im
hier dargestellten Ausführungsbeispiel wird erläutert,
wie auf vorteilhafte Weise die Möglichkeit einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation
zur Steuerung von Fahrzeugen A, B eines Fahrzeugverbandes VG genutzt
werden kann, ohne dass zusätzliche Hardware über
die heute übliche Fahrzeughardware wie Datenverarbeitungseinrichtungen
und Navigationssysteme hinaus nötig wäre. Die
Fahrzeuge A, B des Fahrzeugverbandes VG – und gegebenenfalls auch
Umgebungsfahrzeuge C, die nicht Teil des Fahrzeugverbandes VG sind – weisen
dazu jeweils eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung 1 auf,
die im Beispiel nach 1 als omnidirektionale Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung,
beispielsweise als Antenne, ausgebildet ist. Diese ist mit einer
Datenverarbeitungseinrichtung 2 verbunden, welche einen
Datenspeicher 3 zur Speicherung von Fahrzeugidentifikationsdaten DFA, DFB, DFC in Form eines Fahrzeugregisters aufweist.
In diesem Datenspeicher 3 speichern die Fahrzeuge A, B
des Fahrzeugverbandes VG zumindest die Fahrzeugidentifikationsdaten
DFA, DFB derjenigen Fahrzeuge,
die Teil des Fahrzeugverbandes VG sind und/oder darin aufgenommen
werden können und/oder früher Teil des Fahrzeugverbandes
VG waren. Somit besitzen zumindest die Fahrzeuge A, B des Fahrzeugverbandes
die Kenntnis darüber, welche Fahrzeuge Teil des Fahrzeugverbandes
VG sind, sein können oder waren.
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Durch
die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation zwischen Fahrzeugen A, B über
die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung 1 können
dann bei Bestehen des Fahrzeugverbandes VG die Fahrbewegungen der
Fahrzeuge A, B untereinander abgestimmt werden und insbesondere
im Voraus bereits koordiniert werden, so dass sich der Fahrzeugverband
VG als geschlossener Verband bewegen kann. Im Beispiel nach 1 wird
zunächst ein Abbiegen des Fahrzeuges A als zukünftig
geplante Fahrbewegungen 4 datentechnisch erfasst, sei es automatisch
(beispielsweise durch Datenabgleich oder Dateneingabe von einem – in 1 nicht
dargestellten – Fahrzeugnavigationssystem) oder sei es
initiiert durch manuelle Eingabe durch einen Fahrzeugbenutzer. Die
Daten, die zukünftig geplante Fahrbewegungen 4 darstellen,
werden in geeignet kodierter Form über die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung 1 das
folgende Fahrzeuge B des Fahrzeugverbandes VG übertragen.
Dieses folgende Fahrzeug B kann nun auf Basis der empfangenen Daten
vorausschauend selbst ein Abbiegen als angemessene eigene Fahrbewegung 5 planen,
beispielsweise ebenfalls durch Datenabgleich oder Dateneingabe von
einem – in 1 nicht dargestellten – Fahrzeugnavigationssystem
oder wiederum alternativ initiiert durch manuelle Eingabe durch
einen Fahrzeugbenutzer. Anschließend werden die Fahrbewegungen 4, 5 koordiniert
eingeleitet, d. h. der Fahrzeugverband VG führt eine geschlossene
Abbiegebewegung aus. Es entstehen dabei praktisch keine Verzögerungen
oder Überraschungen für die Fahrzeuge A, B des
Fahrzeugverbandes, d. h. es können die Fahrbewegungen 4, 5 mit
einem minimalen Fahrzeugabstand durchgeführt werden, wodurch beispielsweise
ein Einscheren anderer Fahrzeuge in den Fahrzeugverband verhindert
werden kann.
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1 zeigt
ebenfalls, dass nicht nur die Fahrzeuge A, B des Fahrzeugverbandes
VG untereinander über die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung 1 kommunizieren
können. Vielmehr kann außerdem – insbesondere
aus Gründen der Sicherheit und der globalen Koordination
von Fahrbewegungen – eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation
mit Umgebungsfahrzeugen C erfolgt, die nicht Teil des Fahrzeugverbandes
VG sind. So können Umgebungsfahrzeugen C von einem oder
mehreren der Fahrzeuge A, B des Fahrzeugverbandes VG – sei es
vom führenden Fahrzeug A oder von einem folgenden Fahrzeug
B – über die Anwesenheit des Fahrzeugverbandes
VG informiert werden und es können den Umgebungsfahrzeugen
VG auch die geplanten Fahrbewegungen 4, 5 mitgeteilt
werden, so dass die Umgebungsfahrzeuge beispielsweise auf ein mögliches
Hindernis aufmerksam gemacht werden – nämlich
den abbiegenden und deshalb in der Regel abbremsenden Fahrzeugverband
VG. Auf Basis der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation mit dem Umgebungsfahrzeugen
C kann somit zusätzlich eine Steuerung bzw. Koordination
der geplanten Fahrbewegungen 4, 5 der Fahrzeuge
A, B des Fahrzeugverbandes VG mit den Fahrbewegungen der Umgebungsfahrzeuge
C erfolgen, wobei beispielsweise die Umgebungsfahrzeuge automatisch
ihre eigenen Fahrbewegungen entsprechend den empfangenen Informationen über
die Fahrbewegungen 4, 5 der Fahrzeuge A, B anpassen
können.
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Eine
schematische Darstellung der Steuerung eines Überholvorganges
der Fahrzeuge A, B eines Fahrzeugverbandes VG ist in 2 als
Beispiel für alternativen Fahrbewegungen 6, 7 eines
solchen Fahrzeugverbandes dargestellt. Dabei plant das erste, führende
Fahrzeug A des Fahrzeugverbandes VG, ein vorausfahrendes Umgebungsfahrzeug
C mit einer geplanten Fahrbewegung 6 zu überholen,
wobei das Umgebungsfahrzeug C wiederum nicht Teil des Fahrzeugverbandes
VG ist. Die geplante Fahrbewegung 6 wird wiederum – analog
zum Beispiel nach 1 – an das folgende
Fahrzeug B des Fahrzeugverbandes mit Hilfe der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung 1 übertragen.
Das folgende Fahrzeug B als letztes Fahrzeug des Fahrzeugverbandes
VG kann auf dieser Basis eine eigene Fahrbewegung 7 als Überholbewegung
planen, die der Fahrbewegung 6 des führenden Fahrzeugs
A entspricht. Auf Basis dieser vorausschauenden Planung der Fahrbewegungen 6, 7 können
alle Fahrzeuge A, B des Fahrzeugverbandes VG gemeinsam einen Überholvorgang
einleiten, wodurch der Fahrzeugverband VG wiederum als geschlossener
Verband erhalten bleibt, d. h. es wird wiederum das Einscheren eventuell
nachfolgender Fahrzeuge in den Fahrzeugverband VG verhindert und
der Überholvorgang kann mit einem minimalen Fahrzeugabstand
innerhalb des Fahrzeugverbandes VG durchgeführt werden.
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Auch
im Beispiel nach 2 kann wiederum eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation
mit Umgebungsfahrzeugen C erfolgen, sei es mit dem überholten
Fahrzeug C, sei es mit eventuell nachfolgenden Fahrzeugen. Dadurch
werden wiederum Umgebungsfahrzeuge C über die Anwesenheit
des Fahrzeugverbandes VG informiert und im Beispiel nach 2 speziell
vor dem geschlossenen Überholmanöver des Fahrzeugverbandes
VG gewarnt. So kann beispielsweise ein eigenes Überholen
des Umgebungsfahrzeugs C automatisch verhindert werden oder die
Geschwindigkeit eines eventuell nachfolgenden, schnelleren Umgebungsfahrzeugs
durch automatisches Abbremsen verringert werden.
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In 3 sind
schematisch anhand eines Flussdiagrams die Verfahrensschritte zur
Bildung eines Fahrzeugverbandes VG nach einem speziellen Beispiel
der vorliegenden Erfindung dargestellt. Zur weiteren Veranschaulichung
wird außerdem auf die oben ausgeführte Beschreibung
zu den 1 und 2 verwiesen. Die Bildung eines
Fahrzeugverbandes VG in Form einer virtuellen Gruppe wird in einem
ersten Verfahrenschritt durch das erste Fahrzeug A initiiert. Dazu
sendet das Fahrzeug A über die bereits beschriebene Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung 1 eine
Initialisierungsnachricht „A initiate VG" (A initiiert
VG) an Umgebungsfahrzeuge B, C. Zusätzlich sendet das Fahrzeug
A bevorzugt auch seine Fahrzeugidentifikationsdaten DFA an
die Umgebungsfahrzeuge B, C. Die Umgebungsfahrzeuge B, C empfangen
in einem weiteren Verfahrensschritt „B receive init message"
(B empfängt Initiierungsmeldung) bzw. „C receive
init message" (C empfängt Initiierungsmeldung) parallel
und unabhängig voneinander die Initialisierungsnachricht „A
initiate VG". Im Beispiel nach 3 sei angenommen,
dass das Fahrzeug C die Nachricht des Fahrzeugs A nur zufällig
empfangen hat, d. h. dass dieses Fahrzeug vom Fahrzeug A nicht zur
Bildung eines Fahrzeugverbandes VG vorgesehen wäre.
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Nun
können die Umgebungsfahrzeuge B, C – nach Prüfung
der Initialisierungsnachricht „A initiate VG" und ggf.
auch der Fahrzeugidentifikationsdaten DFA – die
Initiierung des Fahrzeugverbandes VG durch Aussendung einer Akzeptanznachricht
oder einer Ablehnungsnachricht akzeptieren oder ablehnen. Im Beispiel
nach 3 akzeptieren beide Umgebungsfahrzeuge B, C die
Initiierung des Fahrzeugverbandes VG durch Aussendung einer Akzeptanznachricht „B
accept" (B akzeptiert) bzw. „C accept" (C akzeptiert).
Gleichzeitig senden die Umgebungsfahrzeuge B, C ihre Fahrzeugidentifikationsdaten DFB, DFC aus, die
zusammen mit der jeweiligen Akzeptanznachricht vom ersten Fahrzeug
A – und ggf. auch von anderen Umgebungsfahrzeugen B, C – empfangen
werden.
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Im
darauffolgenden Verfahrensschritt überprüft das
erste Fahrzeug A die empfangenen Akzeptanznachrichten „B
accept" bzw. „C accept" und die ebenfalls empfangenen Fahrzeugidentifikationsdaten
DFB, DFC der Umgebungsfahrzeuge
B, C mit Hilfe der Datenverarbeitungseinrichtung 2 und
des Datenspeichers 3. In diesem können Fahrzeugidentifikationsdaten
DFB, DFC vorgespeichert
vorliegen, beispielsweise von bevorzugten Fahrzeugen B oder von Fahrzeugen,
die bereits früher zusammen mit dem Fahrzeug A Teil eines
Fahrzeugverbandes VG waren. Somit kann zumindest das erste Fahrzeug
A ein Fahrzeugregister aufweisen oder aufbauen und die Identität
der Umgebungsfahrzeuge B, C in einem weiteren Verfahrensschritt „A
verify identity B" (A prüft Identifikation von B) bzw. „A
verify identity C" (A prüft Identifikation von C) überprüfen.
Auf Basis der Überprüfung der Akzeptanznachrichten
und unter Einbezug der Fahrzeugidentifikationsdaten DFB,
DFC und der gespeicherten Fahrzeugregister-Daten
des Datenspeichers 3 kann das erste Fahrzeug A dann eine
Entscheidung treffen und ein Umgebungsfahrzeug B in dem Fahrzeugverband
durch Aussendung einer Akzeptanznachricht akzeptieren „A
accept B in VG" (A akzeptiert B in VG) oder ein Umgebungsfahrzeug
C durch Aussendung einer Ablehnungsnachricht ablehnen „A
deny C" (A lehnt C ab).
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Damit
ist der Fahrzeugverband VG gebildet, und zumindest beiden Fahrzeugen
A, B des Fahrzeugverbandes VG liegen bevorzugt die Fahrzeugidentifikationsdaten
DFA, DFB der Fahrzeuge
des Fahrzeugverbandes VG zur eindeutigen Identifikation der Fahrzeuge
des Fahrzeugverbandes VG vor. Anschließend gleichen die
Fahrzeuge A, B des Fahrzeugverbandes VG ihre Fahrbewegungen bzw.
Fahrparameter wie Geschwindigkeit, Abstand, Pausenintervalle, Beleuchtung
etc. in einem Verfahrensschritt „VG align" (VG Abgleich)
an. Im Beispiel nach den 1 und 2 wurde
dies für die Fahrbewegungen 4, 5, 6, 7 erläutert.
Dies kann durch einen geeigneten Datenaustausch über die
Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung 1 erfolgen.
Falls die Kommunikationsverbindung über die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtungen 1 vorübergehend
verloren geht, so kann die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung 1 des
Fahrzeugs A automatisch die Datenverarbeitungseinrichtung 2 des
führenden Fahrzeugs A des Fahrzeugverbandes VG entsprechend
informieren, so dass dieses z. B. seine Fahrbewegungen geeignet anpassen
kann (z. B. Abbremsen). Sobald die die Kommunikationsverbindung über
die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtungen 1 wieder
hergestellt ist, kann die Datenverarbeitungseinrichtung 2 des
führenden Fahrzeugs A – unter Zugriff auf die
im Datenspeicher 3 gespeicherten Fahrzeugidentifikationsdaten
DFB – das Fahrzeug B wieder in
dem Fahrzeugverband VG akzeptieren.
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In
weiteren Verfahrensschritten nach 3 kann vorgesehen
werden, dass die Fahrzeuge A, B des zuvor gebildeten Fahrzeugverbandes
VG untereinander Anfragen „VG request" (VG Anfrage) für
bestimmte Fahrbewegungen bzw. Änderungen der aktuellen
Fahrbewegungen oder sonstige Hilfsinformationen austauschen wie
z. B.
- – Bitte eine Pause machen
- – Fahrzeugführer benötigt eine Toilette
- – Bitte verlangsamen
- – Bitte an der nächsten Tankstelle anhalten
- – Ich verlasse den Fahrzeugverband
- – Ich muss an einer Ampel anhalten
- – Ich habe Euch verloren. Wo seid Ihr?
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Auf
Basis dieser Anfragen kann dann in einem weiteren Verfahrensschritt „VG
coordinate" (VG Koordination) der Fahrzeugverband VG bzw. zumindest
eines der Fahrzeuge A, B – insbesondere das führende
Fahrzeug A des Fahrzeugverbandes A, B – zukünftig
geplanten Fahrbewegungen koordinieren wie
- – Anpassung
der relativen Entfernung zum zurückgebliebenen Fahrzeug
des Fahrzeugverbandes (z. B. im Fall einer Nachricht „Ich
muss an einer Ampel anhalten")
- – Übertragen einer Fahrtroute, die verlorenen Fahrzeugen
ein erneutes Aufschließen zum Fahrzeugverband ermöglicht
(z. B. im Fall einer Nachricht „Ich habe Euch verloren.
Wo seid Ihr?"), speziell auf Basis von Positionsdaten von Fahrzeugen
des Fahrzeugverbandes und von empfangenen Positionsdaten des verlorenen
Fahrzeugs
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Zumindest
eines der Fahrzeuge A, B – insbesondere das führende
Fahrzeug A des Fahrzeugverbandes A, B kann außerdem z.
B. folgende Daten und/oder Nachrichten an den Fahrzeugverband VG automatisch
oder nach manueller Eingabe durch einen Benutzer des Fahrzeugs senden:
- – Ich werde bei der nächsten
Gelegenheit anhalten
- – Verkehrsfunk hat einen Stau auf der geplanten Route
angekündigt – eine Umgehungsroute wird gewählt
- – Synchronisationsdaten und Informationen zur Synchronisierung
der Navigationssysteme der Fahrzeuge A, B und ggf. entsprechende
Displayinformationen zur Anzeige für Fahrzeugbenutzer, mit
Korrekturdaten für eventuelle Abweichungen der aktuellen
Fahrbewegungen von geplanten Fahrbewegungen
- – Fahrzeugstatusdaten wie Brems- oder Beschleunigungsdaten,
Beleuchtungsdaten, Blinkerdaten, die je nach Fahrsituation für
die anderen Fahrzeuge des Fahrzeugverbandes VG ein Indikator oder
Initiator zur Einleitung bestimmter Fahrbewegungen sein können
(z. B. Blinkerdaten eines Fahrzeugs als Initiator für eine
Fahrbewegung nach 2: Überholen)
- – Andere sicherheitsrelevante Daten und Informationen.
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Ggf.
können auch Umgebungsfahrzeuge C, die nicht Teil des Fahrzeugverbandes
VG sind, wie oben beschrieben in einem parallelen oder nachfolgenden
Verfahrensschritt „VG inform" (VG Information) über
diese zukünftig geplanten Fahrbewegungen informiert werden,
wie bereits oben anhand der 1 und 2 beschrieben
wurde, beispielsweise durch aussenden einer Warnnachricht „Dies
ist ein Fahrzeugverband. Bitte den Verband nicht stören durch
Einscheren in den Verband." und es können, wie bereits
beschrieben, eventuell folgende, schnellere Fahrzeuge vor einem
langsameren Fahrzeugverband VG gewarnt werden.
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In 4 ist
ein spezielles Beispiel einer Darstellung des Nachrichtenaustauschs
zur Bildung eines Fahrzeugverbandes gezeigt, wie er den Benutzern
zweier Fahrzeuge A, B im Rahmen der Bildung eines Fahrzeugverbandes
VG über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle angezeigt werden
kann. Fahrzeug A mit Fahrer „John" initiiert dabei gemäß den oben
dargestellten Verfahren die Bildung eines Fahrzeugverbandes VG und
Fahrzeug B mit Fahrer „David" akzeptiert die Initiierung
des Fahrzeugverbandes VG durch eine Akzeptanznachricht „Join"
(akzeptieren) bzw. graphische Darstellung „Haken" in Verbindung
mit der Identifikation des Fahrzeuges B über den Namen
des Fahrers. Diese wird vom ersten Fahrzeug A empfangen und dem
Fahrer „John" angezeigt als Haken hinter dem Namen des
Fahrers „David". Andererseits hat ein weiteres Fahrzeug
bzw. dessen Fahrer „Tom" die Initiierung des Fahrzeugverbandes
VG abgelehnt (deny), in 4 dargestellt durch ein Kreuz
hinter dem Namen des Fahrers „Tom" des weiteren Fahrzeugs
(z. B. Umgebungsfahrzeug C). Fahrzeug A mit Fahrer „John"
akzeptiert Fahrzeug B mit Fahrer „David" im Fahrzeugverband VG
und sendet Fahrzeug B eine Akzeptanznachricht, die dem Fahrer „David"
graphisch angezeigt wird als Haken hinter der Anzeige „Accepted"
(akzeptiert) und der Nachricht „You can follow 'John'!"
(Bitte John folgen!)
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5 zeigt
Beispiele einer Darstellung von Nachrichtenoptionen, die nach Bildung
eines Fahrzeugverbandes VG zwischen den Fahrzeugen A, B des Fahrzeugverbandes
ausgetauscht werden können, insbesondere nach den bereits
oben beschriebenen Verfahren. Dabei ist einerseits gezeigt, wie
die Fahrbewegungen der Fahrzeuge A, B durch Austausch und Display-Anzeige
aktueller und/oder geplanter Fahrdaten bzw. Fahrbewegungen koordiniert werden
können sowie Navigationssysteme der Fahrzeuge A, B durch
Austausch entsprechender Navigationsdaten synchronisiert werden
können, wie in 5 Mitte gezeigt. Des Weiteren
können Anfragen zwischen den Fahrzeugen A, B des Fahrzeugverbandes
ausgetauscht und im Display einer Mensch-Maschine-Schnittstelle
angezeigt werden, wie in 5 unten dargestellt.
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- 1
- Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung
- 2
- Datenverarbeitungseinrichtung
- 3
- Datenspeicher
- 4
- geplante
Fahrbewegung
- 5
- geplante
Fahrbewegung
- 6
- geplante
Fahrbewegung
- 7
- geplante
Fahrbewegung
- A
- Fahrzeug
- B
- Fahrzeug
- C
- Umgebungsfahrzeug
- DFA
- Fahrzeugidentifikationsdaten
- DFB
- Fahrzeugidentifikationsdaten
- DFC
- Fahrzeugidentifikationsdaten
- VG
- Fahrzeugverband
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 0762364
A2 [0002]
- - US 6032097 [0003]
- - EP 0991046 A1 [0004]