DE102008011655A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines Fahrzeuges - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betrieb eines Fahrzeuges (F1 bis F6), wobei Fahrzeugpositionen und verkehrsrelevante Daten von in einer Fahrzeugumgebung vorhandenen Fahrzeugen (F1 bis F6) erfasst werden und die verkehrsrelevanten Daten an eine Zentrale (2) und/oder andere Fahrzeuge (F1 bis F6) übermittelt und von der Zentrale (2) und/oder den anderen Fahrzeugen (F1 bis F6) empfangen werden, wobei anhand von den erfassten verkehrsrelevanten Daten eine momentane Verkehrssituation (S) ermittelt wird. Erfindungsgemäß wird in Abhängigkeit von der momentanen Verkehrssituation (S) automatisch eine Geschwindigkeit (v1 bis v6) des Fahrzeuges (F1 bis F6) gesteuert.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zum Betrieb eines Fahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.
  • Aus der DE 10 2006 004 130 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung eines zukünftigen Straßenverlaufs durch Kommunikation zwischen Kraftfahrzeugen bekannt. Dabei werden fortlaufend durch einen Sensor zur Bestimmung der Position des eigenen Kraftfahrzeugs Positionsdaten in einem geodätischen Koordinatensystem ermittelt. In Abhängigkeit eines definierten Auswahlkriteriums werden die Positionsdaten in einer Positionsdatenliste abgelegt. Zusätzlich wird fortlaufend oder zyklisch die aktuelle Positionsdatenliste über ein Kommunikationsmittel gesendet und bei Empfang einer Positionsdatenliste eines anderen Verkehrsteilnehmers erfolgt ein Abgleich der Positionsdatenlisten bzw. eine Ergänzung der eigenen Positionsdatenliste. Bei einem Vorhandensein von Daten, die Positionen vor dem eigenen Kraftfahrzeug beschreiben, werden aus diesen und in der Positionsdatenliste gespeicherten Daten Informationen über den zukünftigen Straßenverlauf ermittelt.
  • Weiterhin sind aus der DE 103 22 303 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verkehrssituationsermittlung mit einer Mehrzahl von Stichprobenfahrzeugen, die am Verkehr teilnehmen und mit einer Sensorik jeweils verkehrsrelevante Daten erfassen, bekannt. Aus den verkehrsrelevanten Daten wird die aktuelle Verkehrssituation in einer Umgebung des Stichprobenfahrzeugs ermittelt. Mit der Sensorik werden auf der Fahrspur des Stichprobenfahrzeugs und auf wenigstens einer weiteren Fahrspur verkehrsrelevante Daten erfasst. Aus einer Aggregation der verkehrsrelevanten Daten werden verkehrssituationsindikative Daten getrennt für die verschiedenen Fahrspuren berechnet und aus den berechneten verkehrssituationsindikativen Daten wird die aktuelle lokale Verkehrssituation in der Umgebung des Stichprobenfahrzeugs ermittelt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung anzugeben, welche insbesondere einfach und kostengünstig realisierbar sind.
  • Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 7 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuges werden Fahrzeugpositionen und verkehrsrelevante Daten von in einer Fahrzeugumgebung vorhandenen Fahrzeugen erfasst und an eine Zentrale und/oder andere Fahrzeuge übermittelt und von der Zentrale und/oder den anderen Fahrzeugen empfangen, wobei anhand von den erfassten verkehrsrelevanten Daten eine momentane Verkehrsituation ermittelt wird. Erfindungsgemäß wird in Abhängigkeit von der momentanen Verkehrssituation automatisch eine Geschwindigkeit des Fahrzeuges gesteuert.
  • Gemäß der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Betrieb eines Fahrzeuges, wobei in dem Fahrzeug eine Erfassungseinheit zur Erfassung von Fahrzeugpositionen und verkehrsrelevanten Daten von in einer Fahrzeugumgebung vorhandenen Fahrzeugen und eine Kommunikationseinheit zur Übermittlung und zum Empfang der verkehrsrelevanten Daten an eine bzw. von einer Zentrale und/oder an andere bzw. von anderen Fahrzeugen vorgesehen sind, ist anhand von den erfassten verkehrsrelevanten Daten mittels einer Recheneinheit eine momentane Verkehrsituation ermittelbar. Erfindungsgemäß ist in dem Fahrzeug ein Fahrerassistenzsystem vorgesehen, mittels dem eine automatische Steuerung einer Geschwindigkeit des Fahrzeuges in Abhängigkeit von der Verkehrssituation ausführbar ist.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglichen in vorteilhafter Weise, dass eine der jeweiligen Verkehrssituation angepasste Geschwindigkeit eingestellt wird, so dass durch die Vermeidung von Unfällen die Verkehrssicherheit erhöht wird und gleichzeitig ein geringer Kraftstoffverbrauch des Fahrzeuges und somit eine geringe Umweltbelastung erzielt werden.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
  • Dabei zeigen:
  • 1 schematisch eine Verkehrssituation,
  • 2 schematisch die Verkehrssituation gemäß 1 und eine Darstellung eines möglichen Kommunikationsweges zwischen Fahrzeugen, und
  • 3 schematisch eine Vorrichtung zum Betrieb eines Fahrzeuges.
  • Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • 1 stellt eine Verkehrsituation S dar, in welcher sich mehrere Fahrzeuge F1 bis F5 auf einem Straßenabschnitt A befinden. 2 stellt die Verkehrssituation S gemäß 1 aus einer perspektivischen Sicht dar, wobei sich ein Fahrzeug F6 in einem Abstand d6 auf dem Straßenabschnitt A hinter den Fahrzeugen F1 bis F5 befindet. 3 zeigt eine Vorrichtung 1 zum Betrieb zumindest eines der Fahrzeuge F1 bis F6. Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der drei Figuren näher erläutert.
  • Zur Erfassung der Verkehrssituation S ist eine zumindest in den Fahrzeugen F1 und F6 angeordnete Vorrichtung 1 zum Betrieb der Fahrzeuge F1 und F6 vorgesehen. Die Vorrichtung 1 umfasst eine Erfassungseinheit 1.1, mittels der beispielsweise die dem Fahrzeug F1 vorausfahrenden Fahrzeuge F2 bis F5, deren Fahrzeugpositionen und deren verkehrsrelevante Daten detektiert werden. Die Erfassungseinheit 1.1 ist dabei vorzugsweise aus einem oder mehreren nicht näher dargestellten Radarsensoren, Infrarotsensoren, Laserscanner-Sensoren und/oder Kameras gebildet. In vorteilhafter Weise verfügt jedes der dargestellten Fahrzeuge F1 bis F6 über die Vorrichtung 1.
  • Als verkehrsrelevante Daten der dem Fahrzeug F1 vorausfahrenden Fahrzeuge F2 bis F5 und des Fahrzeuges F1 selbst werden eine aktuelle Geschwindigkeit v1 bis v5, eine Durchschnittsgeschwindigkeit dv1 bis dv5, eine Beschleunigung a1 bis a5 und/oder Abstände d1 bis d5 zwischen den Fahrzeugen F1 bis F5 erfasst.
  • Die Fahrzeugpositionen und die verkehrsrelevanten Daten werden einer Recheneinheit 1.2 zugeführt, welche aus diesen die aktuelle Verkehrssituation S ermittelt. Bei der Verkehrsituation S kann es sich beispielsweise um normal fließenden Verkehr, zähfließenden Verkehr, stockenden Verkehr, einen Stau oder jede andere denkbare Verkehrssituation S handeln.
  • Die Vorrichtung 1 umfasst weiterhin eines oder mehrere Fahrerassistenzsysteme 1.3, wie beispielsweise einen Abstandsregeltempomat, ein automatisches Notbremssystem oder eine automatische/intelligente Geschwindigkeitseinstellung. Mittels des Fahrerassistenzsystemes 1.3 wird in Abhängigkeit von der ermittelten Verkehrssituation S die Geschwindigkeit v1 des Fahrzeugs F1 automatisch gesteuert. Die Anpassung der Geschwindigkeit v1 an die Geschwindigkeiten v2 bis v5 der dem Fahrzeug F1 vorausfahrenden Fahrzeuge F2 bis F5 führt in vorteilhafter Weise zu Erhöhung der Verkehrssicherheit und eine automatische Notbremsung kann folgenschwere Unfälle vermeiden.
  • Erfindungsgemäß werden die verkehrsrelevanten Daten weiterhin mittels einer Kommunikationseinheit 1.4 an eine Zentrale 2 übermittelt. Nach der Übermittlung der verkehrsrelevanten Daten an die Zentrale 2 sendet diese die Daten an weitere Fahrzeuge. Um eine zu verarbeitende Datenmenge zu minimieren, werden die verkehrrelevanten Daten in einer sinnvollen Weiterführung der Erfindung lediglich an Fahrzeuge gesendet, welche sich in einem vorgegebenen Umkreis, z. B. 20 km, um das Fahrzeug F1 befinden und/oder in deren Navigationssystem 1.5 die gleiche Fahrtroute wie die des Fahrzeugs F1 programmiert ist.
  • Alternativ oder zusätzlich werden die verkehrsrelevanten Daten und die Verkehrssituation S von einem nicht näher dargestellten, der Verkehrssituation S auf einer Gegenspur entgegenkommenden Fahrzeug erfasst und an die Zentrale 2 übermittelt.
  • Das Fahrzeug F6, welches sich in dem Abstand d6 mit einer Geschwindigkeit v6 und einer Beschleunigung a6 hinter dem Fahrzeug F1 befindet, empfängt mittels der Kommunikationseinheit 1.4 die verkehrsrelevanten Daten und ermittelt anhand der Recheneinheit 1.2 daraus die im Abstand d6 vor dem Fahrzeug F6 befindliche momentane Verkehrssituation S. Gemäß einer nicht näher dargestellten Weiterbildung der Erfindung ermittelt die Zentrale 2 die Verkehrssituation S und übermittelt diese an das Fahrzeug F6.
  • Mittels der Recheneinheit 1.2 wird weiterhin ermittelt, wann das Fahrzeug F6 mit seiner aktuellen Geschwindigkeit v6 die Verkehrssituation S, z. B. einen Stau, erreicht. Zusätzlich wird die Zeitdauer bis zu einer Auflösung des Staus anhand der Durchschnittsgeschwindigkeiten dv1 bis dv5 der in dem Stau befindlichen Fahrzeuge F1 bis F5 ermittelt.
  • In Abhängigkeit von der Verkehrssituation S, z. B. dem Stau, der Zeitdauer bis zum Erreichen des Staus und der Zeitdauer bis zum Auflösen dieses wird mittels zumindest eines ebenfalls in dem Fahrzeug F6 angeordneten Fahrerassistenzsystemes 1.3 die Geschwindigkeit v6 des Fahrzeuges F6 derart gesteuert, dass dieses mit einer maximalen Durchschnittsgeschwindigkeit dv6 die Verkehrssituation S passiert, d. h. ein Stauende erreicht, wenn sich der Stau aufgelöst hat. Dadurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, durch plötzliche Bremsvorgänge verursachte Auffahrunfälle zu vermeiden oder zumindest deren Anzahl zu reduzieren. Weiterer positiver Aspekt ist eine Kraftstoffeinsparung des Fahrzeuges F6, da unnötige Abbrems- und Beschleunigungsvorgänge verhindert werden und der Motor des Fahrzeuges F6 mit einem konstanten und geringen Drehzahlniveau betrieben werden kann.
  • Gemäß einer sinnvollen Weiterführung der Erfindung werden mittels des Navigationssystems 1.5 eine oder mehrere Fahrtrouten berechnet, die insbesondere eine Umfahrung der Verkehrssituation S ermöglichen. Diese Fahrtrouten werden einem Fahrzeugführer mittels einer Anzeigeeinheit 1.5.1 ausgegeben. Dabei werden die möglichen Fahrtrouten zur Umfahrung der Verkehrssituation S vorzugsweise mit den dazugehörigen Zeitdauern bis zum Erreichen eines Zielortes und eine Weiterfahrt auf der ursprünglichen Fahrtroute mit verminderter Geschwindigkeit und der dazugehörigen Zeitdauer ausgegeben, so dass der Fahrzeugführer zwischen der Weiterfahrt oder einer Umfahrung der Verkehrssituation S wählen kann.
  • Neben der beschriebenen Übermittlung der verkehrrelevanten Daten über die Zentrale 2 werden diese in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung mittels einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation direkt zwischen den Fahrzeugen F1 bis F6 ausgetauscht. Dabei ist die Kommunikationseinheit 1.4 derart ausgebildet, dass die verkehrrelevanten Daten beispielsweise mittels verschiedener drahtloser Netzwerke und/oder mittels verschiedener Telekommunikationsdienste ausgetauscht werden. Hierzu können bereits in den Fahrzeugen F1 bis F6 vorhandene Einrichtungen, wie z. B. On Board Units verwendet werden, so dass ein Kostenaufwand zur Realisierung der Erfindung gering ist.
  • Bei einer derartigen Übermittlung der verkehrsrelevanten Daten werden diese, insbesondere in einem vorgegebenen Umkreis zwischen sich in gleicher Richtung bewegenden Fahrzeugen, wie die Fahrzeuge F1 bis F6 oder zwischen nicht näher dargestellten, sich entgegenkommenden Fahrzeugen ausgetauscht.
  • Bewegt sich ein nicht näher dargestelltes Fahrzeug auf einer Gegenspur in Richtung des Fahrzeugs F6 an der Verkehrssituation S vorbei, erfasst dieses die verkehrsrelevanten Daten und die Verkehrssituation S und übermittelt diese, wenn es die gleiche Position wie das Fahrzeug F6 erreicht hat, an das Fahrzeug F6. Dadurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine kostengünstige Realisierung der Erfindung ohne Verwendung eines satellitengestützten Systems.
  • 1
    Vorrichtung
    1.1
    Erfassungseinheit
    1.2
    Recheneinheit
    1.3
    Fahrerassistenzsystem
    1.4
    Kommunikationseinheit
    1.5
    Navigationssystem
    1.5.1
    Anzeigeinheit
    2
    Zentrale
    A
    Straßenabschnitt
    a1 bis a6
    Beschleunigung
    d1 bis d6
    Abstand
    F1 bis F6
    Fahrzeug
    S
    Verkehrssituation
    v1 bis v6
    Geschwindigkeit
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 102006004130 A1 [0002]
    • - DE 10322303 A1 [0003]

Claims (10)

  1. Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuges (F1 bis F6), wobei Fahrzeugpositionen und verkehrsrelevante Daten von in einer Fahrzeugumgebung vorhandenen Fahrzeugen (F1 bis F6) erfasst werden und die verkehrsrelevanten Daten an eine Zentrale (2) und/oder andere Fahrzeuge (F1 bis F6) übermittelt und von der Zentrale (2) und/oder den anderen Fahrzeugen (F1 bis F6) empfangen werden, wobei anhand von den erfassten verkehrsrelevanten Daten eine momentane Verkehrsituation (S) ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der momentanen Verkehrssituation (S) automatisch eine Geschwindigkeit (v1 bis v6) des Fahrzeuges (F1 bis F6) gesteuert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der Verkehrssituation (S) ein oder mehrere Fahrtrouten für zumindest ein Fahrzeug (F1 bis F6) ermittelt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Fahrtrouten mittels einer im Fahrzeug (F1 bis F6) angeordneten Anzeigeeinheit (1.5.1) ausgegeben werden.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die verkehrsrelevanten Daten zwischen in gleicher Richtung fahrenden und/oder sich entgegenkommenden Fahrzeugen (F1 bis F6) ausgetauscht werden.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die verkehrsrelevanten Daten zwischen in einem vorgegebenen Umkreis befindlichen Fahrzeugen (F1 bis F6) ausgetauscht werden.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als verkehrsrelevante Daten eine aktuelle Geschwindigkeit (v1 bis v6), eine Durchschnittsgeschwindigkeit (dv1 bis dv6) und/oder eine Beschleunigung (a1 bis a6) zumindest eines Fahrzeuges (F1 bis F6) und/oder ein Abstand (d1 bis d6) zwischen mehreren Fahrzeugen (F1 bis F6) erfasst werden.
  7. Vorrichtung (1) zum Betrieb eines Fahrzeuges (F1 bis F6), wobei in dem Fahrzeug (F1 bis F6) eine Erfassungseinheit (1.1) zur Erfassung von Fahrzeugpositionen und verkehrsrelevante Daten von in einer Fahrzeugumgebung vorhandenen Fahrzeugen (F1 bis F6) und eine Kommunikationseinheit (1.4) zur Übermittlung und zum Empfang der verkehrsrelevanten Daten an eine bzw. von einer Zentrale (2) und/oder an andere bzw. von anderen Fahrzeugen (F1 bis F6) vorgesehen sind, wobei anhand von den erfassten verkehrsrelevanten Daten mittels einer Recheneinheit (1.2) eine momentane Verkehrsituation (S) ermittelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fahrzeug (F1 bis F6) ein Fahrerassistenzsystem (1.3) vorgesehen ist, wobei anhand des Fahrerassistenzsystems (1.3) eine automatische Steuerung einer Geschwindigkeit (v1 bis v6) des Fahrzeuges (F1 bis F6) in Abhängigkeit von der Verkehrssituation (S) ausführbar ist.
  8. Vorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinheit (1.1) aus einem oder mehreren Radarsensoren, Infrarotsensoren, Laserscanner-Sensoren und/oder Kameras gebildet ist.
  9. Vorrichtung (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fahrzeug (F1 bis F6) ein Navigationssystem (1.5) zur Ermittlung einer oder mehrerer Fahrtrouten in Abhängigkeit von der Verkehrssituation (S) vorgesehen ist.
  10. Vorrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Navigationssystem (1.5) eine Anzeigeeinheit (1.5.1) umfasst.
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