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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft selektiv kommunizierende Hinweissysteme und ein selektiv alarmierendes Hinweissystem für langsame Fahrzeuge uns insbesondere Fahrerunterstützungs- oder Kollisionsvermeidungssysteme, die zur Verwendung bei Fahrzeugen geeignet sind, und insbesondere ein Alarmsystem für ein langsames oder stehendes Fahrzeug, das ausgestaltet ist, um eine übermäßige Geschwindigkeitsdiskrepanz bei einem vorausfahrenden Fahrzeug auf der Grundlage einer vorbestimmten normal erwarteten Geschwindigkeit oder einen anderweitig blockierten Zustand zu ermitteln und ein nachfolgendes Fahrzeug diesbezüglich selektiv zu alarmieren.
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2. Erläuterung des Stands der Technik
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Die Probleme von Fahrern auf Fahrbahnen und Verkehrsstraßen umfassen die Gefahr, die von langsamen, stehenden oder anderweitig blockierten vorausfahrenden Fahrzeugen ausgeht. Diese Fahrzeuge können ein Hindernis darstellen, wenn der Fahrer es am wenigsten erwartet, wodurch erforderlich wird, dass der Fahrer das Fahrzeug drastisch beeinflusst. Somit wurden Kollisionsvermeidungssysteme entwickelt, um dabei zu helfen, einen Fahrer bezüglich eines sich nähernden blockierten Fahrzeugs zu unterstützen. Es wurde eine Vielzahl von sensorbasierten Realisierungen, die Außensensoren einsetzen, um Objekte zu detektieren, mit unterschiedlichen Ergebnissen entwickelt. Diese Systeme sind ausgestaltet, um bei einer Detektion die relative Entfernung und Geschwindigkeit eines Objekts zu ermitteln und einen Bediener typischerweise über ein visuelles, ein Audio- oder ein haptisches Mittel zu alarmieren, wenn ein vorbestimmter Schwellenwert nicht überstiegen wird. Allgemein stellen diese Systeme jedoch gemäß ihren Sensorfähigkeiten eine Nahbereichdetektion bereit, sind in ihrer Sichtlinie eingeschränkt und sind somit in ihrer Fähigkeit, den Fahrer eines nachfolgenden Fahrzeugs im Voraus zu warnen, eingeschränkt.
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Kürzlich wurden Fernbereich-Kollisionsvermeidungssysteme entwickelt. Beispielsweise verwendet eine Scheinwerferrealisierung codierte spezialisierte Leuchten, Empfänger und Decodierer, um in Lichtstrahlen kontinuierlich Datenströme zu übertragen.
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Die Druckschrift
DE 10 2005 013 335 A1 offenbart ein Auffahr-Warnsystem zum Vermeiden von Kollisionen von Kraftfahrzeugen. Über eine Messung des Abstands, einer Relativgeschwindigkeit und/oder einer Relativbeschleunigung eines Kraftfahrzeugs zu einem nachfolgenden Fahrzeug wird eine gefährliche Fahrsituation ermittelt. Durch eine Warnvorrichtung, die zum Beispiel eine optische Anzeige und/oder einen Akustikwandler aufweisen kann, wird die gefährliche Fahrsituation an das nachfolgende Kraftfahrzeug übermittelt.
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Die Druckschrift
DE 198 30 626 A1 beschreibt eine Einrichtung zur Verbesserung der Verkehrssicherheit, bei welcher Information in Bezug auf ein langsam vorausfahrendes Fahrzeug an ein nachfolgendes Fahrzeug früher als erst im äußersten Nahbereich im Zusammenhang mit sicherheitsrelevanten Betriebsdaten des vorausfahrenden Fahrzeugs übersandt werden können.
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Die Druckschrift
DE 10 2005 018 301 A1 offenbart eine Datenübertragungsvorrichtung für den kooperativen Datenaustausch zwischen Fahrzeugen. Dabei ist im Zusammenhang mit jedem Fahrzeug ein Sensor zum Erfassen eines statischen oder eines dynamischen Zustands des Fahrzeugs vorgesehen. Die mit den Sensoren ermittelten Daten werden mit Bedingungen verglichen. Bei den Parametern kann es sich um Beschleunigungswerte oder Geschwindigkeitswerte handeln. In Abhängigkeit eines Ergebnisdatensatzes, welcher eine Gefahrensituation beschreibt, kann ein Signaldatensatz erzeugt, ausgesandt und von einem anderen Fahrzeug empfangen werden, um dem Fahrer des zweiten Fahrzeugs mittels eines Warnsignals auf eine Gefahrensituation hinzuweisen.
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Die Druckschrift
GB 2 358 506 A beschreibt ein Kommunikationssystem zum Übertragen von gemessenen Betriebsdaten eines Fahrzeugs an eine externe Einrichtung über drahtlose Transmitter an eine externe Einrichtung, zum Beispiel ein anderes Fahrzeug.
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Die Druckschrift
DE 102 34 595 A1 betrifft eine Vorrichtung zur funkbasierten Gefahrenwarnung eines Fahrers eines Fahrzeugs. Mittels einer Datenübertragungsvorrichtung findet eine Kommunikation mit Datenübertragungsvorrichtungen anderer Fahrzeuge statt, um Daten auszutauschen und andere Fahrzeug in Bezug auf eine Gefahr zu warnen, wenn sich diese innerhalb einer Warnzone befinden. Dabei werden fahrzeuginterne Sensordaten bewertet und in Abhängigkeit von der Bewertung eine Gefahrenwarnung aktiviert.
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Die Druckschrift
DE 100 41 099 A1 offenbart ein Verfahren zur Übertragung von Datenpaketen zwischen Kraftfahrzeugen, bei welchem zur besseren Bandbreitenausnutzung Einzeldatenpakete zu Kombidatenpaketen zusammengefasst werden. Außerdem werden Zeitstempel verwendet, um nicht mehr aktuelle Daten auszuseondern und nicht mehr übertragen zu müssen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, selektiv kommunizierende Hinweissysteme und ein selektiv alarmierendes Hinweissystem für langsame Fahrzeuge zu schaffen, bei welchen ein Hinweis an nachfolgende Fahrzeuge in Bezug auf ein langsames vorausfahrendes Fahrzeug besonders zuverlässig und unter Vermeidung von Fehlalarmen generiert und übertragen wird.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird bei selektiv kommunizierenden und alarmierenden Hinweissystemen für langsame Fahrzeuge erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche 1, 15 und 16 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Ansprüche.
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Hierin werden ein Kollisionsvermeidungssystem und -verfahren zum Ermitteln einer Geschwindigkeitsdiskrepanz oder eines anderweitig blockierten Zustands eines Fahrzeugs und zum Weiterleiten des Zustands an ein nachfolgendes Fahrzeug beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist unter anderem nützlich, um ein Fernbereich-Fahrerunterstützungs- oder -Kollisionsvermeidungssystem bereitzustellen, das unter Verwendung von allgemeinen fahrzeuginternen Einrichtungen und Teilsystemen einfach realisiert ist. Ferner ist die vorliegende Erfindung nützlich, um ein Verfahren zum unabhängigen Ermitteln des Vorhandenseins des Zustands durch ein Fahrzeug und zum unabhängigen Übermitteln dieses an ein anderes Fahrzeug bereitzustellen. Durch Analysieren von Diskrepanzen einer tatsächlichen gegenüber einer normal erwarteten Geschwindigkeit und ein Fernbereich-Kommunikationssystem ermöglicht die Erfindung dem Fahrer eines Fahrzeugs, rechtzeitig einen sich nähernden Verkehrsstau zu identifizieren und eine Umleitung zu ermitteln.
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Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein selektiv kommunizierendes Hinweissystem für langsame Fahrzeuge, das zur Verwendung bei einem nachfolgenden Fahrzeug mit einem Bediener und einem primären Host-Fahrzeug geeignet ist, das auf einer Verkehrsstraße fährt und kommunikativ mit dem nachfolgenden Fahrzeug gekoppelt ist und von diesem beabstandet ist. Das System umfasst mindestens einen Fahrzeugzustandssensor, der ausgestaltet ist, um die Momentangeschwindigkeit des Host-Fahrzeugs zu ermitteln, und ein Normalgeschwindigkeitsermittlungs-Teilsystem, das ausgestaltet ist, um eine Normalgeschwindigkeit des Host-Fahrzeugs zu ermitteln. Ein Controller ist kommunikativ mit dem Sensor und dem Teilsystem gekoppelt und ausgestaltet, um die Momentan- und die Normalgeschwindigkeit zu vergleichen, um eine Geschwindigkeitsdiskrepanz zu ermitteln. Der Controller ist ferner ausgestaltet, um die Diskrepanz mit einem Geschwindigkeitsschwellenwert zu vergleichen und zu bewirken, dass nur ein Signal an das nachfolgende Fahrzeug übertragen wird, wenn die Diskrepanz den Schwellenwert übersteigt. Schließlich umfasst das System einen Alarmgenerator für langsame Fahrzeuge, der ausgestaltet ist, um bei einem Empfang des Signals einen Alarm an dem nachfolgenden Fahrzeug zu erzeugen.
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Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein selektiv alarmierendes Hinweissystem für langsame Fahrzeuge, das zur Verwendung bei einem vorausfahrenden Fahrzeug und einem primären Host-Fahrzeug mit einem Bediener geeignet ist, das auf einer Verkehrsstraße fährt und kommunikativ mit dem vorausfahrenden Fahrzeug gekoppelt ist und von diesem beabstandet ist. Das System umfasst einen Geschwindigkeitssensor für das vorausfahrende Fahrzeug, der ausgestaltet ist, um eine Momentangeschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs zu ermitteln, und einen Lokalisierer für das vorausfahrende Fahrzeug, der ausgestaltet ist, um die Koordinaten der momentanen Position des vorausfahrenden Fahrzeugs zu ermitteln. Es ist auch ein Orts- und Geschwindigkeits-Kommunikations-Teilsystem umfasst, das ausgestaltet ist, um zumindest periodisch die Geschwindigkeit und den Ort des vorausfahrenden Fahrzeugs an das Host-Fahrzeug zu übermitteln. Ein Normalgeschwindigkeitsermittlungs-Teilsystem ist ausgestaltet, um eine Normalgeschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs an dem Ort zu ermitteln. Schließlich arbeitet der Controller in Übereinstimmung mit dem ersten Aspekt, wobei nur selektive Alarme resultieren, wenn eine Geschwindigkeitsdiskrepanz ermittelt wird.
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Die vorliegende Erfindung stellt eine Anzahl von Verbesserungen gegenüber dem Stand der Technik bereit, die umfassen, dass in dem ersten Aspekt zum Identifizieren Datenbanken mit digitaler Karte verwendet werden und in dem zweiten Aspekt mindestens ein Außensensor verwendet wird, um eine Normalgeschwindigkeit eines Fahrzeugs zu einem gegebenen Zeitpunkt und an einem gegebenen Ort zu ermitteln. Ferner erweitert diese Erfindung die Verwendung einer Fahrzeug-Fahrzeug-(V2V-) und einer Infrastruktur-Fahrzeug-(I2V-)Kommunikation in Kollisionsvermeidungssystemen. Andere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen) und den begleitenden Zeichnungen ersichtlich.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
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1 eine Draufsicht auf ein primäres Host-Fahrzeug in einer vorausfahrenden Position, benachbart fahrende entfernte Fahrzeuge und ein nachfolgendes Empfängerfahrzeug gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, wobei insbesondere ein sensorbasiertes System für entfernte Fahrzeuge und eine Kommunikation zwischen Fahrzeugen gezeigt sind;
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2 eine Draufsicht auf ein vorausfahrendes (Sender-) und ein nachfolgendes (Empfänger-)Fahrzeug gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und eine Kommunikation zwischen Fahrzeugen ist;
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3 eine Draufsicht auf ein vollständig ausgestattetes Host-Fahrzeug gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist, wobei das Host-Fahrzeug entweder als vorausfahrendes oder nachfolgendes Fahrzeug fungieren könnte;
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4 ein Aufriss eines beispielhaften Armaturenbretts und Fahrgastraums eines nachfolgenden oder vorausfahrenden Host-Fahrzeugs ist, wobei insbesondere ein Gefahrenangabemechanismus, eine Blinkereinrichtung und ein Monitor, der einen Alarm anzeigt, dargestellt sind;
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5 ein Aufriss eines Alarm-Hinweissymbols für langsame Fahrzeuge (SVA-Hinweissymbols) ist, das ein sich direkt vorne befindendes blockiertes Fahrzeug angibt;
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5a ein Aufriss eines SVA-Hinweissymbols ist, das ein sich vorne und rechts befindendes blockiertes Fahrzeug angibt;
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5b ein Aufriss eines SVA-Hinweissymbols ist, das ein sich vorne und links befindendes blockiertes Fahrzeug angibt;
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6 ein Aufriss des Host-Fahrzeugs gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, wobei insbesondere ein GPS-Lokalisierer gezeigt ist;
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7 ein Flussdiagramm eines bevorzugten Verfahrens zum selektiven Alarmieren eines nachfolgenden Fahrzeugs hinsichtlich eines blockierten Zustands eines vorausfahrenden Host-Fahrzeugs gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, wobei das primäre Host-Fahrzeug das vorausfahrende Fahrzeug ist; und
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8 ein Flussdiagramm eines bevorzugten Verfahrens zum selektiven Alarmieren eines nachfolgenden Fahrzeugs hinsichtlich eines blockierten Zustands eines vorausfahrenden Fahrzeugs gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, wobei das primäre Host-Fahrzeug das nachfolgende Fahrzeug ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kollisionsvermeidungssystem 10, das zur Verwendung bei Host-Fahrzeugen 12, die auf einer Verkehrsstraße oder Straße fahren, und durch einen Bediener 14 geeignet ist. Insbesondere und wie es in 1 und 2 gezeigt ist, ist das System 10 ausgestaltet, um unabhängig einen verlangsamten, stehenden oder anderweitigen fahruntüchtigen (d. h. blockierten) Zustand eines vorausfahrenden Fahrzeugs 16 zu identifizieren und den Bediener 14 eines nachfolgenden Fahrzeugs 18 und/oder das nachfolgende Fahrzeug selbst hinsichtlich des Zustands zu alarmieren. Das System 10 und die Verfahren, die hierin vorgestellt werden, werden vorzugsweise an Fahrzeugen realisiert, die momentan mit Drahtloskommunikationssystemen und Navigationssystemen mit digitaler Karte ausgestattet sind, und sind somit vorzugsweise zur Verwendung bei bereits existierenden Fahrzeugen als Erweiterungsmaßnahme geeignet. Das System 10 wird hierin in Bezug auf Kraftfahrzeuge dargestellt und beschrieben, wobei es jedoch in dem Schutzumfang der Erfindung sicherlich umfasst ist, das System bei anderen Fahrzeugen, wie beispielsweise Booten, oder wenn eine Feststellung von anderen blockierten vorausfahrenden, fahrenden und kommunikativ gekoppelten Objekten gewünscht ist, zu verwenden.
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Hierin werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben und dargestellt, bei denen ein primäres Host-Fahrzeug 12 ein vorausfahrendes Fahrzeug 16 darstellt, und getrennt davon, bei denen das primäre Host-Fahrzeug 12 als das nachfolgende Fahrzeug 18 fungiert. Wie hierin verwendet, soll das ”primäre” Host-Fahrzeug 12 das Fahrzeug sein, an dem sich eine Mehrheit von Systemkomponenten befindet und/oder der Entscheidungstreffungsalgorithmus gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird. Es sei jedoch angemerkt, dass das vorausfahrende und das nachfolgende Fahrzeug 16, 18 das System 10 kooperativ unterbringen. Stärker bevorzugt ist jedoch jedes Fahrzeug 16, 18 komplett mit vollständigen Systemkomponenten wie in 3 gezeigt ausgestattet, um innerhalb eines Netzes von miteinander kommunizierenden Knoten entweder als vorausfahrendes oder nachfolgendes Fahrzeug 16, 18 zu fungieren.
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Im Allgemeinen dient das primäre Host-Fahrzeug 12 in der vorausfahrenden (oder Sender-)Position dazu, einen fahrzeuginternen Blockierungszustand festzustellen, wie beispielsweise eine übermäßige Geschwindigkeitsdiskrepanz, ein Gefahrensignal oder eine Angabe einer offenen Motorhaube, eines offenen Kofferraums oder einer offenen Tür, und eine Mitteilung hinsichtlich des Zustands an ein sich relativ hierzu hinten befindendes oder nachfolgendes Fahrzeug 18 zu übertragen, um die Herstellung einer Warnung oder eines Alarms oder die Herstellung eines Vermeidungsmanövers an dem nachfolgenden Fahrzeug zu bewirken. In der nachfolgenden (oder Empfänger-)Position dient das primäre Host-Fahrzeug 12 dazu, Sensordaten von einem vorausfahrenden Fahrzeug 16 zu empfangen und einen blockierten Zustand dieses zu ermitteln und auf der Grundlage hiervon eine fahrzeuginterne Warnung oder einen fahrzeuginternen Alarm oder ein Vermeidungsmanöver zu erzeugen. Das nachfolgende Fahrzeug 18 ist vorzugsweise ausgestaltet, um ein empfangenes Signal an geeignet ausgestattete weitere nachfolgende Fahrzeuge weiter zu übertragen, um eine Richtungsausbreitung des Alarms zu bewirken. Es sei angemerkt, dass eine Weiterübertragung in Gebieten mit geringer Marktdurchdringung oder geringer Bevölkerungszahl vorteilhaft ist.
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In Bezug auf die Ausgestaltung des Systems 10 sollen die Algorithmen und die Funktion der vorliegenden Erfindung durch mindestens eine programmierbare elektronische Steuereinheit (ECU) oder einen Controller 20 (3) ausgeführt werden. Somit umfasst das Host-Fahrzeug 12 eine geeignete Software und einen geeigneten digitalen Speicher, um die beabsichtigten Zwecke der Erfindung herbeizuführen. Wie es auch in 3 gezeigt ist, umfasst das System 10 mindestens einen Geschwindigkeitssensor 22 für das vorausfahrende Fahrzeug, ein erfindungsgemäßes Normalgeschwindigkeitsermittlungs-Teilsystem 24 für das vorausfahrende Fahrzeug (NSDS), das dazu dient, eine normal erwartete oder gewünschte Zielgeschwindigkeit (d. h. ”Normalgeschwindigkeit”) für das vorausfahrende Fahrzeug an einem gegebenen Ort zu ermitteln, einen Alarmgenerator 26 für langsame Fahrzeuge, der ausgestaltet ist, um einen Alarm an dem nachfolgenden Fahrzeug 18 zu erzeugen, und ein drahtloses V2V-Kommunikations-Teilsystem 28, so dass das nachfolgende und das vorausfahrende Fahrzeug 16, 18 kommunikativ gekoppelt sind. Beispielsweise kann ein zellulares oder ein Satellitenkommunikationssystem (wenn keine zellulare Abdeckung verfügbar ist) verwendet werden, um die Daten drahtlos zu übermitteln. Stärker bevorzugt kann ein Wi-Fi-System (802.11a/b/g) oder ein Dedicated Short Range Conimunication-System (DSRC-System) verwendet werden.
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Der Controller 20 ist kommunikativ mit dem Sensor 22 und dem NSDS 24 gekoppelt und ausgestaltet, um hiervon eine Momentan- bzw. normal erwartete Fahrzeuggeschwindigkeit zu empfangen. Der Controller 20 vergleicht die Geschwindigkeiten durch Subtrahieren der Momentangeschwindigkeit von der normal erwarteten Geschwindigkeit, um eine Geschwindigkeitszustandsdiskrepanz zu ermitteln, und vergleicht die Diskrepanz mit einem vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert (z. B. +32 km/h oder ungefähr +20 mph). Schließlich bewirkt er, wenn die Diskrepanz den Schwellenwert übersteigt, dass ein Ausgangssignal durch das V2V-Teilsystem 28 an das nachfolgende Fahrzeug 18 übertragen wird, wenn er sich an der vorausfahrenden Position befindet, und bewirkt direkt, dass ein Alarm erzeugt wird, wenn er sich an der nachfolgenden Position befindet. Starker bevorzugt sind der Sensor 22, das NSDS 24 und der Controller 20 ausgestaltet, um mehrere (z. B. 3) entsprechende Momentan- und Normalgeschwindigkeiten und Diskrepanzen über einer Periode (z. B. 10 Sekunden) zu ermitteln, jede Diskrepanz mit dem Schwellenwert zu vergleichen und nur zu bewirken, dass das Signal übertragen wird, wenn jede Diskrepanz den Schwellenwert übersteigt, um einen Timer darzustellen, oder, wenn einzelne Geschwindigkeitsabtastwerte empfangen werden, einen Zähler. Es sei angemerkt, dass solch ein Timer oder Zähler notwendig ist, um falsche Alarme zu verhindern, die durch Verkehrszustände verursacht werden, die temporäur sein können, oder um zu ermitteln, ob das sendende Fahrzeug mit einer ausreichenden Rate beschleunigt.
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Zusätzlich zu den Schwellenwert übersteigenden Geschwindigkeitsdiskrepanzen ist der bevorzugte Controller 20 ferner ausgestaltet, um den Bediener 14 hinsichtlich blockierter Zustände zu alarmieren, die durch eine manuelle oder durch das Fahrzeug erzeugte Störungsbenachrichtigung angegeben werden. Beispielsweise und wie in 4 gezeigt, ist der bevorzugte Controller 20, wenn das vorausfahrende Fahrzeug 16 einen Gefahrenbenachrichtigungsschalter oder -mechanismus 30 umfasst, der bewirkt, dass eine Warnblinkanlage intermittierend blinkt, und manuell zwischen einer ”Ein”- und einer ”Aus”-Stellung geschaltet werden kann, kommunikativ mit dem Mechanismus 30 gekoppelt und ferner ausgestaltet, um zusätzlich zu bewirken, dass das Benachrichtigungssignal übertragen wird oder ein Alarm erzeugt wird, wenn sich der Mechanismus 30 des vorausfahrenden Fahrzeugs in der ”Ein”-Stellung befindet. Wenn eine Diagnoseeinheit 32 (4) die verschiedenen kommunizierenden Knoten des vorausfahrenden Fahrzeugs 16 überwacht und ausgestaltet ist, um unabhängig einen Diagnosefehlercode zu erzeugen, wenn ein Triebstrangfehler auftritt (d. h. ein Fehler, der die Leistung des Triebstrangs des Fahrzeugs beeinflusst), ist der bevorzugte Controller 20 kommunikativ mit der Diagnoseeinheit 32 gekoppelt und ferner ausgestaltet, um zu bewirken, dass das Signal übertragen wird oder ein Alarm erzeugt wird, wenn ein Triebstrangfehlercode erzeugt wird.
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Umgekehrt ist der bevorzugte Controller 20, wenn das vorausfahrende Fahrzeug 16 einen Blinkermechanismus 34 (4) umfasst, der manuell zwischen einer ”Ein”- und einer ”Aus”-Stellung geschaltet werden kann, kommunikativ mit dem Blinkermechanismus 34 gekoppelt und ferner ausgestaltet, um die Übertragung eines anderweitig verursachten Signals zu verhindern, wenn sich der Blinkermechanismus 34 in einer ”Ein”-Stellung befindet, da zu verstehen ist, dass dies für gewöhnlich auftritt, wenn das vorausfahrende Fahrzeug 16 absichtlich eine Geschwindigkeitsdiskrepanz verursacht, um ein Abbiegemanöver auszuführen oder zur Seite zu fahren. Ähnlich ist der bevorzugte Controller 20, wenn sich der Blinkermechanismus 34 eines nachfolgenden Fahrzeugs in einer ”Ein”-Stellung befindet, gleichermaßen ausgestaltet, um die Erzeugung des Alarms zu verhindern, da dies eine Änderung des unmittelbaren Pfads des nachfolgenden Fahrzeugs 18 angibt.
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Wie zuvor erwähnt ist das erfindungsgemäße NSDS 24 ausgestaltet, um die normal erwartete Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs 16 an seinem momentanen Ort zu ermitteln. Eine erste bevorzugte Ausführungsform des NSDS 24 ist in 1 und 3 gezeigt, wobei mindestens ein Außensensor 36 verwendet wird, um mindestens ein benachbart fahrendes entferntes Fahrzeug 38 zu detektieren und zu verfolgen, wenn sich das primäre Host-Fahrzeug 12 in der vorausfahrenden Position befindet. Bei dieser Ausgestaltung detektiert das NSDS 24 die relative Entfernung und die Entfernungsänderungsrate des Fahrzeugs 38 relativ zu dem vorausfahrenden Fahrzeug 16, sodass die Geschwindigkeit eines entfernten Fahrzeugs auf der Grundlage der Geschwindigkeit des vorausfahrenden Host-Fahrzeugs ermittelt werden kann. Schließlich betrachtet das NSDS 24 die Geschwindigkeit des benachbarten Fahrzeugs 38 als die normal erwartete Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs 16 und berichtet sie dem Controller 20. Stärker bevorzugt und wie in 1 gezeigt werden mehrere fahrende entfernte Fahrzeuge 36 detektiert und betrachtet, und der Mittelwert ihrer Geschwindigkeiten wird ermittelt und dem Controller 20 berichtet.
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Somit umfasst das NSDS 24 bei dieser Ausführungsform vorzugsweise Nah- und Fernbereichsensoren, die dazu dienen, eine sich überschneidende Detektion und Verfolgung innerhalb eines Zonenradius von 50 Metern und stärker bevorzugt 100 Meter bereitzustellen, und kann Radar-, Lidar-, Infrarot-, Sicht- oder andere geeignete Technologien verwenden. Es sei angemerkt, dass diese Ausführungsform des NSDS 24 nur für Positionen eines vorausfahrenden Host-Fahrzeugs geeignet ist, da eine Sensordetektion von entfernten Fahrzeugen, die sich in der Nähe des nachfolgenden Fahrzeugs 18 befinden, unerwünscht wäre.
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Eine zweite bevorzugte Ausführungsform des NSDS 24 ist in 2 bis 5 gezeigt und umfasst zusätzlich zu den Außensensoren 36 oder anstatt dieser mindestens eine Datenbank 40 mit digitaler Karte und Hinweisen und eine Lokalisierereinrichtung 42 (6). Bei dieser Ausgestaltung dient das NSDS 24 dazu, die absolute Position des vorausfahrenden Fahrzeugs 16 in Inertialkoordinaten zu ermitteln und diese Position mit einem Kartenpositionspunkt in Übereinstimmung zu bringen. Die bevorzugte Lokalisierereinrichtung 42 ermittelt die Längengrad-, Breitengrad- und Höhenkoordinaten des Fahrzeugs 12 durch Verwenden eines Empfängers 44, der in dem Fahrzeug 12 positioniert ist und mit einer Mehrzahl von mindestens vier zugeordneten Satelliten 46 kommunikativ gekoppelt ist (6). Alternativ könnten andere Signalquellen, die sich an Steuerpunkten befinden, kommunikativ mit dem Empfänger 44 gekoppelt sein, und könnten andere Koordinatensysteme auf der Grundlage einer Vielzahl von geodätischen Daten, Einheiten, Projektionen und Referenzen verwendet werden, um das Fahrzeug 12 genau zu lokalisieren.
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Die bevorzugte Datenbank 40 umfasst mehrere Enhanced Digital-Karten (ED-Karten), die aus GPS-Daten von tatsächlichen geografischen Fahrbahnen und Verkehrsstraßen aufgebaut sind, und wird vorzugsweise periodisch aktualisiert, um eine Genauigkeit in Bezug auf sowohl Straßengeometrie als auch Hinweise sicherzustellen. Die Kartendatenbank 40 umfasst mehrere Positionspunkte, die die momentan befahrene Verkehrsstraße darstellen, und mit den Punkten in Korrelation stehende Hinweise. Die Hinweise umfassen die normal erwartete Geschwindigkeit (d. h. Normalgeschwindigkeit) an dem gegebenen Punkt, wobei die Normalgeschwindigkeit beispielsweise durch die mittlere Fahrgeschwindigkeit, abgeleitet aus einer aktuellen Verkehrsstudie, oder die Maximalgeschwindigkeitsbegrenzung an diesem Ort ermittelt werden kann. Starker bevorzugt werden die Hinweise durch zusammentragen von Geschwindigkeitsprofilen für häufig befahrene Verkehrsstraßen und insbesondere durch Aufzeichnen der Host-Fahrzeug-Geschwindigkeit an gegebenen Punkten über einer minimalen Abtastung oder Periode und Gleichsetzen der mittleren gemessenen Geschwindigkeit an einem Punkt mit der normal erwarteten Geschwindigkeit angepasst. Alternativ umfasst jeder Positionspunkt vorzugsweise, um die Betriebsgröße der Kartendatenbank 40 zu reduzieren und Wiederherstellungsraten zu erhöhen, einen ID-Link, der eine Korrelation des Positionspunkts mit Daten von einer Normalgeschwindigkeitsdatenbank ermöglicht.
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Stärker bevorzugt sind in der Kartendatenbank 40 beispielsweise auch Anhalte- und Verlangsamungsorte, die Ampeln angeben, und Orte von Stopp- und Vorfahrt-Gewähren-Schildern dargestellt und ist der Controller 20 ferner ausgestaltet, um die Übertragung des Signals oder die Erzeugung des Alarms zu verhindern, wenn die Koordinaten der momentanen Position des vorausfahrenden Fahrzeugs 16 allgemein mit einem Anhalte- oder Verlangsamungsort übereinstimmen. Es ist auch in dem Schutzumfang der Erfindung umfasst, einen Anhalte- oder Verlangsamungsort über eine Infrastruktur-Fahrzeug-Kommunikation oder über Schlussfolgerungen zu ermitteln, die aus den Verfolgungen vorausfahrender Fahrzeuge gezogen werden.
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Es sei angemerkt, dass das primäre Host-Fahrzeug 12 in der nachfolgenden Position ausgestaltet ist, um die Koordinaten der momentanen Position und die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs zu empfangen, und dass das NSDS 24 ausgestaltet ist, um die Koordinaten der Position des vorausfahrenden Fahrzeugs zu verwenden, um die normal erwartete Geschwindigkeit zu ermitteln. Somit umfasst das bevorzugte vorausfahrende Fahrzeug 16 auch einen GPS-Lokalisierer 42. Stärker bevorzugt hört das nachfolgende Host-Fahrzeug 12 Ausstrahlungen von ausgestatteten Fahrzeugen innerhalb einer Ausstrahlungszone ab, wobei die Koordinaten der eigenen momentanen Position ermittelt werden, um den relativen Ort des Fahrzeugs zu ermitteln, und die Geschwindigkeiten nur verglichen werden, wenn eine Vorausfahrer-Nachfolger-Beziehung ermittelt wird. Die ausstrahlenden Fahrzeuge strahlen zumindest periodisch und stärker bevorzugt kontinuierlich ihre Positionskoordinaten und ihre Geschwindigkeit aus. Stärker bevorzugt ist das vorausfahrende Fahrzeug 16 ferner ausgestaltet, um seine Fahrtrichtung zu ermitteln und auszustrahlen, und am stärksten bevorzugt werden auch eine Benachrichtigung hinsichtlich zusätzlicher Zustände, wie beispielsweise eines Gefahrenmechanismus, und/oder eine Blinkerbetätigung und eine Diagnosefehlercodeerzeugung ausgestrahlt.
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Stärker bevorzugt sind das NSDS 24 und der Controller 20 kooperativ ausgestaltet, um ferner einen Zustand eines Fahrens auf der gleichen Verkehrsstraße auf der Grundlage der Koordinaten der momentanen Position des vorausfahrenden und des Host-Fahrzeugs 16, 18 und der Datenbank 40 zu ermitteln und die Geschwindigkeiten nur zu vergleichen, wenn der Zustand eines Fahrens auf der gleichen Verkehrsstraße ermittelt wird. Am stärksten bevorzugt sind das NSDS 24 und der Controller 20 kooperativ ausgestaltet, um, wenn das NSDS 24 ein Navigationssystem umfasst, das ausgestaltet ist, um eine Zieleingabe zu empfangen und eine Navigationsroute oder einen vorhergesagten Pfad zu erzeugen, ferner einen Zustand eines Fahrens auf dem gleichen Pfad auf der Grundlage der Koordinaten der momentanen Position des vorausfahrenden und des Host-Fahrzeugs und des durch das Navigationssystem vorausgesagten momentanen Pfads zu ermitteln und die Geschwindigkeiten nur zu vergleichen, wenn der Zustand des gleichen Pfads ermittelt wird. Alternativ kann der Controller 20 ausgestaltet sein, um, wenn keine Kartendatenbank verfügbar ist oder ein Pfad zu einem Sender auf der Grundlage von Fahrzeugdrahtloswegen nicht ermittelt werden kann, die Höhenkoordinaten des vorausfahrenden und des nachfolgenden Fahrzeugs 16, 18 zu vergleichen und eine Erzeugung des Alarms zu verhindern, wenn eine übermäßige Höhendifferenz ermittelt wird.
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Der Alarmgenerator 26 befindet sich in dem nachfolgenden Fahrzeug 18 und ist ausgestaltet, um den Alarm über ein Audio-, ein visuelles oder ein haptisches Mittel zu erzeugen, um den Bediener 14 hinsichtlich des sich vorne befindenden blockierten Fahrzeugs (SVA) zu benachrichtigen. Beispielsweise und wie in 4 gezeigt kann das System 10 einen Mensch-Fahrzeug-Schnittstellenmonitor 48 umfassen und kann der Alarm visuelle Darstellungen eines blockierten Fahrzeugs, eines Gefahrensymbols oder von Warnhinweisen und eine zugehörige Audioton- oder haptische Rückmeldung darstellen. Der bevorzugte Alarmgenerator 26 ist ausgestaltet, um mehrere unterschiedliche Alarme zu erzeugen, wobei jeder Alarm mit einem anderen blockierten Zustand, wie beispielsweise der relativen Richtung und/oder der Distanz von dem nachfolgenden Fahrzeug 18 zu dem vorausfahrenden SVA-Fahrzeug 16 oder einem Typ von Zustand, in. Korrelation steht. Insbesondere und wie in 5 bis 5b gezeigt kann, wenn sich das vorausfahrende Fahrzeug 16 direkt vorne befindet, ein Symbol, das einen nach vorne zeigenden Pfeil umfasst, angezeigt werden (5), wohingegen, wenn sich das vorausfahrende SVA 16 auf einer linken Spur relativ zu dem Ort der Spur des nachfolgenden Fahrzeugs befindet, das Symbol einen nach links zeigenden Pfeil umfassen kann (5a) und gleichermaßen ein Pfeil nach rechts verwendet werden kann, um ein sich rechts befindendes SVA anzugeben (5b).
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Alternativ ist der Alarmgenerator 26 ausgestaltet, um, wenn das nachfolgende Fahrzeug 18 einen unabhängigen Betrieb darstellt, ein unabhängiges Umleitungs- oder Vermeidungsmanöver durch das nachfolgende Fahrzeug 18 zu bewirken. Wenn beispielsweise das nachfolgende Fahrzeug 18 ein Spurwechselmodul umfasst, das ausgestaltet ist, um automatisch einen Spurwechsel durch das Fahrzeug 18 zu bewirken, ist es wünschenswert, dass das SVA ausgestaltet ist, um solch eine Spurwechselantwort auszulösen, um das nachfolgende Fahrzeug 18 um das vorausfahrende langsame Fahrzeug oder Hindernis 16 zu lenken. Ferner ist es, wenn das nachfolgende Fahrzeug 18 ein Bremsmodul umfasst, das ausgestaltet ist, um das Bremssystem des Fahrzeugs 18 zu aktivieren, wünschenswert, dass das SVA ausgestaltet ist, um eine Bremsenbetätigung durch das Modul zu bewirken, um vorsichtig an der sich vorne befindenden Gefahr vorbeizufahren. Es ist zu verstehen, dass dies eine SVA-basierte Geschwindigkeitssteuerung liefert, die entweder in einem adaptiven Tempomaten oder unabhängig aktiv sein könnte. Ferner könnte eine Geschwindigkeitsbegrenzungsinformation von der Kartendatenbank 40 verwendet werden, um die gewünschte Geschwindigkeitsreduzierung festzulegen.
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Stärker bevorzugt umfasst das System 10 auch einen Anpassungsmechanismus, der ausgestaltet ist, um eine Eingabe von dem Bediener 14 oder dem primären Host-Fahrzeug 12 zu empfangen und den Schwellenwert oder die Erzeugung des Alarms gemäß der Bediener- oder Fahrzeugeingabe zu modifizieren. Wenn der Bediener 14 beispielsweise eine maximale Benachrichtigung bevorzugt, kann der Controller 20 eine Eingabe empfangen, sodass der Schwellenwert von +32 km/h auf einen niedrigeren Wert, wie beispielsweise +25 km/h reduziert wird. Alternativ kann das System 10 ausgestaltet sein, um unabhängig den Schwellenwert, Timer oder Zähler zu reduzieren, wenn sich das nachfolgende Fahrzeug 18 gemäß der Kartendatenbank und der momentanen Position von entweder dem vorausfahrenden oder dem nachfolgenden Fahrzeug 16, 18 an einer Straße eines Wohngebiets befindet (oder basierend auf einer anderen Straßenklasseninformation). Wenn ein nachfolgendes Host-Fahrzeug ferner ein Bremsmodul (nicht gezeigt) umfasst, das zwischen einer eingerückten und einer ausgerückten Stellung geschaltet werden kann, ist der Controller 20 ferner ausgestaltet, um eine Erzeugung des Alarms zu unterdrücken, wenn sich das Modul in der eingerückten Stellung befindet, da dies angeben würde, dass der Bediener 14 bereits die Geschwindigkeitsdiskrepanz oder einen anderweitig blockierten Zustand bei dem vorausfahrenden Fahrzeug wahrgenommen hat. Schließlich ist der bevorzugte Controller 20 ferner ausgestaltet, um, wenn gerade ein Alarm mit höherer Priorität, wie beispielsweise ein Ereignis eines starken Bremsens, oder eine Kollisionswarnungsangabe erzeugt wird, eine SVA-Erzeugung zu unterdrücken.
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Somit und wie in 7 gezeigt beginnt ein erstes bevorzugtes Verfahren zum Alarmieren eines nachfolgenden Fahrzeugs hinsichtlich eines blockierten Zustands eines vorausfahrenden Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung, bei dem sich das primäre Host-Fahrzeug 12 in der vorausfahrenden (oder Sender-)Position befindet, in einem Schritt 100, in dem verschiedene fahrzeuginterne Zustände, die die Momentangeschwindigkeit und die Koordinaten der momentanen Position umfassen, gelesen werden. In einem Schritt 102 wird die Gefahrenmechanismus-Stellung analysiert. Wenn sich der Gefahrenmechanismus in der ”Ein”-Stellung befindet, fährt das Verfahren mit Schritt 114 fort, in dem das vorausfahrende Host-Fahrzeug ein SVA-Alarmsignal sendet. Wenn der Gefahrenmechanismus nicht eingeschaltet ist, fährt das Verfahren mit einem Schritt 104 fort, in dem die Momentangeschwindigkeit mit der normal erwarteten Geschwindigkeit verglichen wird, wie sie über eine Sensordetektion von benachbarten entfernten Fahrzeugen oder eine Datenbank mit digitaler Karte/Hinweisen ermittelt wird, um eine Geschwindigkeitsdiskrepanz zu ermitteln. Wenn in Schritt 106 eine Diskrepanz vorliegt, die größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, wird in Schritt 108 ein Timer analysiert, um zu ermitteln, ob die Dauer der Diskrepanz, Tdelta-mph, einen Dauerschwellenwert, Tmax, übersteigt. Wenn eine ausreichende Dauer ermittelt wird, wird in Schritt 110 eine Blinkerbetätigung des vorausfahrenden Fahrzeugs analysiert; anderenfalls springt das Verfahren zu Schritt 100 zurück. Wenn der Blinker nicht eingeschaltet ist, werden die Positionskoordinaten des vorausfahrenden Fahrzeugs in einem Schritt 112 mit der Karte verglichen, um zu ermitteln, ob sich das vorausfahrende Fahrzeug an einem Verlangsamungs- oder Anhalteort befindet; andernfalls springt das Verfahren zu Schritt 100 zurück. Schließlich wird in einem Schritt 114, wenn sich das Fahrzeug nicht an einem Verlangsamungs- oder Anhalteort befindet, ein SVA-Signal ausgesendet oder wird auf andere Weise bewirkt, dass dieses über eine V2V-Kommunikation übermittelt wird; andernfalls springt das Verfahren zurück zu Schritt 100.
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Ein zweites bevorzugtes Verfahren, bei dem sich das primäre Host-Fahrzeug 12 an einer nachfolgenden (oder Empfänger-)Position befindet, beginnt in einem Schritt 200, in dem eine Zählervariable Nx an dem nachfolgenden Fahrzeug auf ”0” gesetzt wird. In einem Schritt 202 werden verschiedene fahrzeuginterne Zustande, die die Momentangeschwindigkeit, die Koordinaten der momentanen Position, den Gefahrenmechanismusstatus und den Blinkerstatus umfassen, gelesen und ausgestrahlt oder auf andere Weise durch ein entfernt fahrendes Fahrzeug übertragen. In einem Schritt 204 ermittelt das Host-Fahrzeug 12 die Koordinaten seiner momentanen Position. In einem Schritt 206 werden die Koordinaten der momentanen Position des entfernten Fahrzeugs und des nachfolgenden Host-Fahrzeugs in Bezug auf eine Kartendatenbank analysiert, um zu ermitteln, ob sie in einer Vorausfahrer-Nachfolger-Beziehung auf der gleichen Verkehrsstraße fahren. Stärker bevorzugt werden die Positionen in Schritt 206 auch in Bezug auf eine vorbestimmte Navigationsroute oder einen vorbestimmten Hinweispfad ermittelt, um zu ermitteln, ob sich beide Fahrzeuge auf dem gleichen Pfad befinden. Wenn sie sich auf der gleichen Verkehrsstraße befinden, und stärker bevorzugt, wenn ein Zustand eines gleichen Pfads vorliegt, wird in einem Schritt 208 die Gefahrenmechanismus-Stellung des vorausfahrenden Fahrzeugs analysiert; andernfalls springt das Verfahren zu Schritt 202 zurück.
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Wenn sich der Gefahrenmechanismus in der ”Ein”-Stellung befindet, fährt das Verfahren mit Schritt 220 fort, in dem das nachfolgende Host-Fahrzeug einen SVA-Alarm erzeugt. Wenn der Gefahrenmechanismus bei dem vorausfahrenden Fahrzeug nicht eingeschaltet ist, fährt das Verfahren mit einem Schritt 210 fort, in dem eine normal erwartete Geschwindigkeit für das vorausfahrende Fahrzeug an seinem momentanen Ort aus einer Datenbank ermittelt wird und mit der Momentangeschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs verglichen wird, um eine Geschwindigkeitsdiskrepanz zu ermitteln. In einem Schritt 212 wird die Diskrepanz mit einem vorbestimmten Schwellenwert verglichen. Wenn die Diskrepanz größer als der Schwellenwert ist, wird in Schritt 214 eine Bunkerbetätigung des vorausfahrenden Fahrzeugs analysiert; andernfalls springt das Verfahren zu Schritt 202 zurück. Wenn der Blinker nicht eingeschaltet ist, werden in einem Schritt 216 ferner die Positionskoordinaten des vorausfahrenden Fahrzeugs mit der Karte verglichen, um zu ermitteln, ob sich das vorausfahrende Fahrzeug an einem vordefinierten Verlangsamungs- oder Anhalteort befindet. Wenn der Blinker eingeschaltet ist, springt das Verfahren wieder zu Schritt 202 zurück. Wenn sich das vorausfahrende Fahrzeug nicht an einem Verlangsamungs- oder Anhalteort befindet, wird in Schritt 218 der Zähler analysiert, um zu ermitteln, ob die Anzahl von nicht entsprechenden Diskrepanzen einen Abtastschwellenwert übersteigt. Genauer gesagt wird in Schritt 218 Nx = Nx + 1 gesetzt und wird, wenn (beispielsweise) Nx > 3, in Schritt 220 ein SVA-Alarm erzeugt; andernfalls springt das Verfahren zu Schritt 202 zurück, in dem ein anderer Geschwindigkeitsabtastwert betrachtet wird.
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Die oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sind nur als Erläuterung zu verwenden und sollten nicht in einem einschränkenden Sinne beim Interpretieren des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Offensichtliche Abwandlungen der beispielhaften Ausführungsformen und Betriebsarten, wie sie hierin ausgeführt sind, könnten leicht von Fachleuten durchgeführt werden, ohne von der Idee der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die Erfinder legen hiermit ihre Absicht dar, sich auf die Äquivalenzlehre zu berufen, um den vernünftigerweise angemessenen Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu ermitteln und zu bewerten, der jedes System betrifft, das nicht grundlegend von dem wortsinngemäßen Schutzumfang der Erfindung abweicht, aber außerhalb desselben liegt, wie er in den folgenden Ansprüchen ausgeführt ist.
