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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kontrollieren einer Verkehrssituation.
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Stand der Technik
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Bekannt sind Systeme, bei denen mit einer Egosensorik eines Fahrzeugs, z. B. einer Radaranlage, Objekte und/oder andere Fahrzeuge detektiert und der Fahrer des Fahrzeugs in einer Gefahrsituation, bspw. bei einem drohenden Auffahrunfall, ggf. durch Warnvorrichtungen gewarnt wird. Weiterhin ist auch ein autonomes Eingreifen in den Betrieb des Fahrzeugs möglich.
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In der Druckschrift
EP 1 020 834 B1 ist ein Gerät zum Durchführen einer Kommunikation zwischen Fahrzeugen beschrieben. Dieses umfasst ein Kommunikationsmuster-Bestimmungsmittel zum Bestimmen eines Kommunikationsmusters basierend auf Positionsdaten, die mit einer Position von einem ersten Fahrzeug zusammenhängen, ein Übertragungsmittel zum Übertragen einer Information an ein zweites Fahrzeug unter Verwendung des bestimmten Kommunikationsmusters, ein Empfangsmittel zum Empfangen einer Information, die von dem zweiten Fahrzeug unter Verwendung des bestimmten Kommunikationsmusters übertragen wurde, und ein Annäherungszustand-Bestimmungsmittel zum Erfassen eines Annäherungszustands mit Bezug auf ein weiteres Fahrzeug. Es ist vorgesehen, dass die mit einer Position des ersten Fahrzeugs im zusammenhängenden Positionsdaten gleich Daten bezüglich der aktuellen Position des ersten Fahrzeugs und einer geplanten Zukunftsposition des ersten Fahrzeugs sind. Das Kommunikationsmuster-Bestimmungsmittel bestimmt das Kommunikationsmuster basierend auf Positionsdaten in einem vorbestimmten Suchbereich, der mit einer Position des ersten Fahrzeugs zusammenhängt. Außerdem variiert das Annäherungszustand-Bestimmungsmittel den Suchbereich in einem Zusammenhang mit einem erfassten Annäherungszustand.
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Ein Kommunikationssystem für Fahrzeuge ist in der Druckschrift
US 2002/0003488 A1 beschrieben. Dabei können einzelne Fahrzeuge untereinander Daten austauschen, die unter anderem zur Vermeidung von Kollisionen verwendet werden können.
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In der Druckschrift
TW 284 297 B1 ist ein Vorwarnsystem zur Vermeidung eines Unfalls zwischen Fahrzeugen beschrieben. Dabei werden Fahrinformationen eines Fahrzeugs über drahtlose Kommunikationsmodule mit umgebenden Fahrzeugen ausgetauscht. Im Fall einer möglichen Kollision wird eine Warnmeldung ausgegeben.
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Ein Verfahren zur Vorhersage und Vermeidung von Unfällen eines Fahrzeugs ist in der Druckschrift
KR 754 135 B1 beschrieben. Hierbei werden über ein drahtloses Netzwerk zwischen den Fahrzeugen Informationen über eine aktuelle Position, eine Bewegungsrichtung und eine aktuelle Geschwindigkeit ausgetauscht. Falls eine Wahrscheinlichkeit für einen Unfall groß genug ist, wird eine entsprechende Warnung ausgegeben.
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Ein Verfahren und System zum Warnen vor einer Gefahr sind aus der Druckschrift
GB 2 431 761 A bekannt. Mit dem Verfahren und dem System wird ein Warnsignal zum Warnen vor der Gefahr erzeugt. Das Warnsignal wird über eine zwischen Fahrzeugen erfolgende Kommunikation zu anderen sich nähernden Fahrzeugen weitergeleitet.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund werden ein Verfahren und eine Vorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgestellt. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen und der Beschreibung.
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Mit der Erfindung ist eine Kontrolle einer Verkehrssituation möglich. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist typischerweise in einem Fahrzeug angeordnet.
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Durch Beaufschlagung einer Lenk- und/oder Antriebsanordnung des Fahrzeugs ist eine automatische Vermeidung oder Minderung von Auffahrunfällen möglich.
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Bei einer Ausführungsform des Verfahrens wird eine Erkennung eines wahrscheinlichen Heckaufpralls durch Auswertung von sog. C2X-Daten und somit von Daten verwendet, die bei einer Kommunikation zwischen einem ersten an einer Verkehrssituation beteiligten Fahrzeug (C) und mindestens einer Einrichtung (X) ausgetauscht werden. Bei einer derartigen Einrichtung kann es sich um ein weiteres, an der Verkehrssituation beteiligtes oder ggf. unbeteiligtes Fahrzeug oder um eine fest installierte Infrastruktureinrichtung handeln. Bei Umsetzung des Verfahrens kann durch geeignetes Ausweichen des ersten Fahrzeugs, was durch die erfindungsgemäße Vorrichtung automatisch veranlasst und umgesetzt werden kann, eine Nutzung des dem ersten Fahrzeug voraus liegenden freien Raums zur ”Flucht nach vorn” erfolgen.
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Die an einer Verkehrssituation beteiligten Fahrzeuge, üblicherweise die Trajektorien dieser Fahrzeuge, können durch einen Fahrer in der Regel nicht rechtzeitig erkannt werden. Damit ist es für den Fahrer nicht immer möglich, einen drohenden Unfall zu verhindern bzw. zu mindern.
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Mit dem vorgeschlagenen Verfahren ist es jedoch nunmehr möglich, kinematische Daten über die Verkehrssituation, üblicherweise kinematische Objektdaten über andere Fahrzeuge, die von anderen Einrichtungen über eine C2X-Kommunikation bereitgestellt werden, genutzt werden. Diese genannten Daten sind umfassender als die allein durch eine Egosensorik des ersten Fahrzeugs gewonnenen Daten. Somit können neben aktuellen Positionen auch Bewegungstrajektorien anderer Fahrzeuge aus deren Geschwindigkeit, Beschleunigung, Verzögerung, Lenkwinkel, usw. bereitgestellt werden.
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Infrastruktureinrichtungen können dabei das Sichtfeld des Fahrers erweitern und zudem Non-C2C-Fahrzeuge, die nicht zum Austausch von Daten ausgebildet sind, erfassen. Diese Daten können bspw. durch eine C2I-Kommunikation ausgehend von einer fest installierten Infrastruktureinrichtung (I) und/oder über eine C2C-Kommunikation, typischerweise ausgehend von einem weiteren Fahrzeug (C), dem ersten Fahrzeug (C) bzw. Ego-Fahrzeug mitgeteilt werden. Bei der genannten C2C-Kommunikation werden zwischen Fahrzeugen Daten ausgetauscht. Das weitere Fahrzeug kann an der Verkehrssituation direkt, indirekt oder gar nicht beteiligt sein, aber als beobachtendes Fahrzeugs dennoch Daten zur Verkehrssituation erfassen und bereitstellen. Die Infrastruktureinrichtung sowie mindestens ein weiteres Fahrzeug weisen in der Regel Sensoren zum Beobachten oder Erfassen der Verkehrssituation und den an der Verkehrssituation beteiligten Fahrzeugen auf.
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Mehrere entlang einer Fahrspur und somit einer Fahrbahn in Fahrtrichtung hintereinander angeordnete, d. h. stehende und/oder fahrende Fahrzeuge können den Auffahrunfall kooperativ mindern bzw. vermeiden. Außerdem können im Rahmen des Verfahrens auch kinematische Daten, die von dem ersten Fahrzeug sensorisch erfasst werden, ergänzend zu den von einer Einrichtung bereitgestellten kinematischen. Daten zur Bestimmung der Wahrscheinlichkeit des Aufpralls verwendet werden.
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Ein erstes Fahrzeug, das sich in Fahrtrichtung vor einem anderen sich annähernden Fahrzeug befindet, kann mit Hilfe der über die C2X-Kommunikation bereitgestellten kinematischen Daten zu der Verkehrssituation das sich annähernde Fahrzeug besser erfassen, als es mit der Ego-Sensorik allein möglich ist. Unter Berücksichtigung und/oder Auswertung der Daten kann das Fahrzeug bei Durchführung eines Ausweichmanövers automatisch vorrücken und/oder zur Seite fahren und damit die Unfallfolgen mindern.
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Ein bei einer Ausführung des Verfahrens verwendetes Verarbeitungsmodul verarbeitet die empfangenen kinematischen Daten über die weiteren Fahrzeuge. Diese kinematische Daten sowie kinematische Daten des eigenen Fahrzeugs werden von dem Datenverarbeitungsmodul ausgewertet. Falls sich bei der Auswertung ergeben sollte, dass ein Aufprall und somit ein Unfall droht, können von dem Datenverarbeitungsmodul zur Durchführung des Ausweichmanövers Steuerbefehle zur automatischen Bewegung des Fahrzeugs und somit zum automatischen Antreiben und/oder Lenken des Fahrzeugs bereitgestellt werden. Die Steuerbefehle können zur Fortentwicklung der Verkehrssituation aus den bereitgestellten kinematischen Daten abgeleitet werden.
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Das vorgeschlagene Verfahren zur Vermeidung eines Auffahrunfalls erhält durch C2C- und C2I-Kommunikation Objektdaten bzw. kinematische Daten, z. B. zu einer Geschwindigkeit, zu einer Richtung, zu einem Lenkwinkel, zu einer Verzögerung usw., über andere, dem ersten Fahrzeug vor allem in Fahrtrichtung folgende, zweite Fahrzeuge und kann daraus die Wahrscheinlichkeit eines Heckeinschlags eines folgenden, zweiten Fahrzeugs in das erste Fahrzeug und somit das Ego-Fahrzeug berechnen. Es kann dabei ein Heckaufprall verhindert bzw. gemindert werden, da dem in Fahrtrichtung vorausliegenden ersten Fahrzeug durch C2X-Kommunikation kinematische Daten und somit Informationen zu der Verkehrssituation vorliegen. Somit kann der zur Verfügung stehende, vorausliegende Raum von dem ersten Fahrzeug bei einem drohenden Aufprall genutzt werden.
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Hierbei werden üblicherweise Objektdaten, bspw. kinematische Daten von Objekten, in der Regel von weiteren Fahrzeugen, genutzt, wobei die genannten Daten u. a. Positionsdaten oder Bewegungstrajektorien umfassen, die von anderen Einrichtungen, in der Regel von anderen Fahrzeugen, mittels C2C- und C2I-Kommunikation an das eigene, erste Fahrzeug übermittelt werden. Unter ergänzender Berücksichtigung von eigenen Sensor- und Navigationsdaten kann das eigene, erste Fahrzeug im Falle eines drohenden Heckeinschlags durch ein sich näherndes zweites Fahrzeug den Unfall z. B. durch automatisches Vorrücken mindern bzw. verhindern.
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Dies ist ohne weiteres möglich, wenn vor dem ersten Fahrzeug genügend Raum zur Verfügung steht. Andernfalls kann ein Vorrücken auch kooperativ mit einem in Fahrtrichtung vor dem ersten Fahrzeug angeordneten, dritten Fahrzeug erfolgen. In diesem Fall wird das weitere, davor stehende dritte Fahrzeug in das Verfahren mit eingebunden, wobei dieses weitere dritte Fahrzeug mit mindestens einer Einrichtung, d. h. in der Regel dem eigenen ersten Fahrzeug, dem zweiten Fahrzeug sowie weiteren Fahrzeugen und/oder Infrastruktureinrichtungen kinematische Daten austauscht und verarbeitet. Durch das Vorrücken des voraus liegenden dritten Fahrzeugs steht dem sich nähernden ersten Fahrzeug ein längerer Bremsweg zur Verfügung, was eine mögliche Minderung bzw. Verhinderung eines Unfalls bewirken kann. Das Verfahren kann entsprechend für weitere Fahrzeuge, die in Fahrtrichtung von dem ersten und dritten Fahrzeug angeordnet sind, durchgeführt werden.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dazu ausgebildet, sämtliche Schritte des vorgestellten Verfahrens durchzuführen. Dabei können einzelne Schritte dieses Verfahrens auch von einzelnen Komponenten der Vorrichtung durchgeführt werden. Weiterhin können Funktionen der Vorrichtung oder Funktionen von einzelnen Komponenten der Vorrichtung als Schritte des Verfahrens umgesetzt werden. Außerdem ist es möglich, dass Schritte des Verfahrens als Funktionen wenigstens einer Komponente der Vorrichtung oder der gesamten Vorrichtung realisiert werden.
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Im Rahmen der Erfindung können durch die Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikation (C2C) oder die Fahrzeug-Infrastruktur-Kommunikation (C2I) und somit allg. durch die Fahrzeug-Einrichtungs-Kommunikation (C2X) Objektdaten empfangen und daraus geeignete Vermeidungsstrategien von Unfällen berechnet werden, auf deren Grundlage automatisch gehandelt werden kann, so dass ein Ausweichmanöver durchgeführt wird. Bei einem möglichen Szenario eines drohenden Heckeinschlags kann durch eine Beschleunigung des ersten und ggf. weiteren dritten Fahrzeugs und eine daraus resultierende ”Flucht nach vorn” ein Unfall vermieden werden. Dabei ist üblicherweise vorgesehen, dass durch das hierfür nötige Beschleunigungsmanöver keine zusätzliche Gefährdung für weitere Fahrzeuge entsteht.
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Im Rahmen der Erfindung wird von dem ersten Fahrzeug, das entlang der Fahrtrichtung vor dem sich nähernden zweiten Fahrzeug angeordnet ist, ein vor dem ersten Fahrzeug befindlicher freier Raum genutzt, um somit einen Bremsraum bzw. Bremsweg für das zweite Fahrzeug, der sich zwischen dem ersten und zweiten Fahrzeug befindet, vergrößert. Hierzu kann sich das erste Fahrzeug bspw. beschleunigen und somit nach vorne retten.
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Damit können Unfälle nicht nur gemindert, sondern auch verhindert werden. Hierzu ist in Ausgestaltung der Erfindung eine Wechselwirkung des Datenverarbeitungsmoduls mit einer Antriebseinrichtung des ersten Fahrzeugs vorgesehen, wobei das Datenverarbeitungsmodul an die Antriebseinrichtung Steuerbefehle zur automatischen Realisierung des Ausweichmanövers bereitstellt. Das Verfahren ist u. a. für Fahrzeuge mit einem Elektro- oder Hybridantrieb aber auch für Fahrzeuge mit Verbrennungskraftmaschinen (z. B. mit automatisiertem Schaltgetriebe) geeignet.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt in schematischer Darstellung eine erste aus dem Stand der Technik bekannte Verkehrssituation.
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2 zeigt in schematischer Darstellung eine Verkehrssituation bei einer Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Ausführungsform der Erfindung
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Die Erfindung ist anhand einer Ausführungsform in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
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1 zeigt in schematischer Darstellung eine erste Phase (1a) einer aus dem Stand der Technik bekannten Verkehrssituation sowie einer zweiten Phase (1b) dieser Verkehrssituation. Hierbei ist auf einer Fahrspur 2 entlang einer Fahrtrichtung hinter einem ersten Fahrzeug 4 ein zweites, sich dem ersten Fahrzeug näherndes Fahrzeug 6 angeordnet. Außerdem befindet sich vor dem ersten Fahrzeug 4 ein drittes Fahrzeug 8. Das erste und das dritte Fahrzeug 4, 8 stehen hier am Ende eines Staus in einer Kolonne. Obwohl ein Fahrer des sich annähernden zweiten Fahrzeugs 6 das stehende erste Fahrzeug 4 erkennt und eine Bremsung für das zweite Fahrzeug 6 veranlasst, kommt es aufgrund der ursprünglichen Geschwindigkeit des zweiten Fahrzeugs 6 zu einem Auffahrunfall, bei dem das zweite Fahrzeug 6 mit dem Heck des ersten Fahrzeugs 4 kollidiert.
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2a zeigt in schematischer Darstellung eine erste Phase einer Verkehrssituation bei einer Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Weiterhin zeigt 2b eine zweite Phase dieser Verkehrssituation.
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In die hier gezeigte Verkehrssituation sind ein erstes Fahrzeug 10, ein zweites Fahrzeug 12, und ein drittes Fahrzeug 14 eingebunden, die entlang einer Fahrspur 16 in Fahrtrichtung 17 hintereinander angeordnet sind. Außerdem weist jedes dieser Fahrzeuge 10, 12, 14 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 18 auf, die hier ein als Antenne ausgebildetes Kommunikationsmodul 20 sowie ein Datenverarbeitungsmodul 22 umfasst.
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Wie 2a zeigt, nähert sich in derselben Fahrtrichtung 17 dem ersten Fahrzeug 10 das zweite Fahrzeug 12. Es ist vorgesehen, dass dem ersten Fahrzeug 10 über eine Fahrzeug-zu-Einrichtung-Kommunikation kinematische Daten über das zweite Fahrzeug 12 bereitgestellt werden. Diese Daten werden hierbei über die Kommunikationsmodule 20 der Vorrichtungen 18 der besagten Fahrzeuge 10, 12 übermittelt, typischerweise ausgetauscht.
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Unter Berücksichtigung dieser Daten wird eine Wahrscheinlichkeit für einen in Fahrtrichtung 17 orientierten Aufprall des zweiten Fahrzeugs 12 auf des erste Fahrzeug 10 berechnet. Das erste Fahrzeug 10 führt weiterhin ein Ausweichmanöver aus, wenn durch das zweite Fahrzeug 12 ein Aufprall droht. Dieses Ausweichmanöver, hier ein automatisches Vorrücken in Fahrtrichtung 17, ist durch den Pfeil 24 angedeutet. Das Ausweichmanöver des ersten Fahrzeugs 10 wird durch eine Bremsung beendet, so dass das erste Fahrzeug 10 nicht auf dem dritten Fahrzeug 14 aufprallt.
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Bei der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung werden die empfangenen Daten über das zweite Fahrzeug 12 von dem Datenverarbeitungsmodul 22 des ersten Fahrzeugs 10 ausgewertet. Hierbei kann die Wahrscheinlichkeit für den Aufprall bestimmt werden. Das Ausweichmanöver kann ebenfalls durch das Datenverarbeitungsmodul 22 des ersten Fahrzeugs 10 veranlasst und gesteuert werden, wobei das Datenverarbeitungsmodul 22 des ersten Fahrzeugs 10 hierzu geeignete Steuerbefehle zur Umsetzung des Ausweichmanövers bereitstellt. Durch Durchführung des Ausweichmanövers wird dem zweiten Fahrzeug 12 ein in Fahrtrichtung 17 orientierter, zusätzlicher Bremsraum 26 zur Verlängerung des Bremswegs bereitgestellt.
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Außerdem kann das dritte Fahrzeug 14 ebenfalls in die Verkehrssituation eingebunden sein. Dabei ist vorgesehen, dass sich das erste Fahrzeug 10 bei Durchführung des Ausweichmanövers dem dritten Fahrzeug 14 in Fahrtrichtung 17 nähert, wobei dem dritten Fahrzeug 14 über die Fahrzeug-zu-Einrichtung-Kommunikation kinematische Daten über das erste Fahrzeuge 10 bereitgestellt werden und unter Berücksichtigung dieser Daten eine Wahrscheinlichkeit eines Aufpralls des ersten Fahrzeugs 10 auf das dritte Fahrzeug 14 berechnet wird. Das dritte Fahrzeug 14 führt ein Ausweichmanöver aus, wenn durch das erste Fahrzeug 10 ein Aufprall droht. Da die Fahrzeug-zur-Einrichtung-Kommunikation drahtlos erfolgt, können auch weitere Fahrzeuge die kinematischen Daten erhalten und weiterverarbeiten, so dass auch diese in Fahrtrichtung 17 Vorrücken und ausweichen können.
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Die kinematischen Daten umfassen typischerweise Daten zu einem Ort, einer Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung eines Fahrzeugs, wobei die Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung auch vektoriell erfasst werden kann. Die kinematischen Daten werden von der Datenverarbeitungsmodulen 22 auf Grundlage von Informationen, die von Sensoren, die in den Fahrzeugen 10, 12, 14 angeordnet sind, berechnet.
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In 2 ist weiterhin eine fest installierte Infrastruktureinrichtung 28 schematisch dargestellt, die ebenfalls dazu ausgebildet ist, die vorliegende Verkehrssituation sensorisch zu überwachen und zusätzliche kinematische Daten über die Trajektorien der Fahrzeuge 10, 12, 14 über eine C2T-Kommunikation der Fahrzeuge 10, 12, 14 bereitzustellen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1020834 B1 [0003]
- US 2002/0003488 A1 [0004]
- TW 284297 B1 [0005]
- KR 754135 B1 [0006]
- GB 2431761 A [0007]
