DE102010003249A1

DE102010003249A1 - Datenverarbeitung in einem Fahrzeug

Info

Publication number: DE102010003249A1
Application number: DE102010003249A
Authority: DE
Inventors: Benno Schweiger; Dr. Bechler Marc
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2010-03-25
Filing date: 2010-03-25
Publication date: 2011-09-29
Also published as: WO2011117141A1

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Datenverarbeitung in einem Fahrzeug angegeben, bei dem abhängig von externen Daten ein elektronischer Horizont ermittelt wird und bei dem der elektronische Horizont mindestens einem Steuergerät des Fahrzeugs bereitgestellt wird. Weiterhin werden eine entsprechend Vorrichtung sowie ein Fahrzeug mit einer solchen Vorrichtung vorgeschlagen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Datenverarbeitung in einem Fahrzeug. Weiterhin wird ein Fahrzeug mit einer solchen Vorrichtung vorgeschlagen.
Aus EP 1 775 552 A2 ist ein elektronischer Horizont für Fahrerassistenzsysteme eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei dem die aktuelle Position des Kraftfahrzeugs bestimmt und eine Karteninformation einer digitalisierten Karte eines Straßennetzes dazu verwendet wird, Daten für den elektronischen Horizont anhand der Karteninformation in der Umgebung der aktuellen Position des Kraftfahrzeugs zu erzeugen, die an die Fahrassistenzsysteme weitergeleitet werden.
Hierbei ist es von Nachteil, dass der elektronische Horizont lediglich statische Kartendaten berücksichtigt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den vorstehend genannten Nachteil zu vermeiden und insbesondere einen elektronischen Horizont zu verbessern und damit dessen Einsatzmöglichkeiten zu erweitern.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich auch aus den abhängigen Ansprüchen.
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren zur Datenverarbeitung in einem Fahrzeug angegeben,

– bei dem abhängig von externen Daten ein elektronischer Horizont ermittelt wird,
– bei dem der elektronische Horizont mindestens einem Steuergerät des Fahrzeugs bereitgestellt wird.

Insbesondere wird der elektronische Horizont z. B. in einem generischen Format mehreren Steuergeräten des Fahrzeugs bereitgestellt. Bei dem elektronischen Horizont handelt es sich insbesondere um eine Vorhersage betreffend die zukünftige Fahrsituation des Fahrzeugs sowie dessen Umfeld unter Berücksichtigung der besagten externen Daten.
Auch wird vorteilhaft der elektronische Horizont dynamisch basierend auf den externen Daten bzw. sich ständig verändernden Ereignissen bestimmt. Damit ist eine detaillierte bzw. genaue Vorhersage unter Berücksichtigung der tatsächlichen Umgebungsbedingungen möglich. Entsprechend können unterschiedliche Steuergeräte des Fahrzeugs den elektronischen Horizont nutzen, um den Fahrbetrieb möglichst sicher, verbrauchsarm und effizient zu gestalten.
Eine Weiterbildung ist es, dass die externen Daten über eine Kommunikation des Fahrzeugs mit mindestens einer der folgenden Komponenten bereitgestellt werden:

– einem weiteren Fahrzeug;
– einer Infrastrukturkomponente, insbesondere einem Wechselverkehrszeichen;
– einem Server;
– einem Rechner oder einem Rechnernetzwerk.

Bei der Infrastrukturkomponente kann es sich um jede Einrichtung handeln, die Informationen, z. B. betreffend eine Verkehrssituation oder eine Straßen- oder Wetterinformation, dem Fahrzeug bereitstellen kann. Der Server kann eine zentrale oder verteilte Einheit sein, die mit dem Fahrzeug kommuniziert. Insbesondere kann es sich bei dem Server und dem Rechner (bzw. dem Rechnernetzwerk) um Ressourcen eines Dienstanbieters und/oder Fahrzeugherstellers handeln.
Eine andere Weiterbildung ist es, dass die Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und der mindestens einen Komponente über eine Funkverbindung erfolgt.
Insbesondere ist es eine Weiterbildung, dass die Funkverbindung mindestens eine der folgenden Verbindungen umfasst:

– eine Bluetooth-Verbindung;
– eine WLAN-Verbindung;
– eine Mobilfunk-Verbindung.

Entsprechend können das Fahrzeug bzw. die die externen Daten bereitstellende Komponente die geeigneten drahtlosen Schnittstellen aufweisen.
Auch ist es eine Weiterbildung, dass das mindestens eine Steuergerät eines der folgenden Steuergeräte umfasst:

– ein Steuergerät eines Wärmemanagementsystems;
– ein Steuergerät eines Elektroantriebs;
– ein Steuergerät eines Hybridantriebs;
– ein Navigationsgerät;
– ein Steuergerät für ein automatisches Abstandsregelsystem;
– ein Steuergerät für zumindest teilweise autonomes Fahren;
– ein Steuergerät für eine Anzeige.

Ferner ist es eine Weiterbildung, dass der elektronische Horizont umfasst:

– eine erwartete Geschwindigkeit in Bezug auf eine bevorstehende Route;
– Ereignisse, die zu Veränderungen der erwarteten Geschwindigkeit führen;
– eine maximal erlaubte Geschwindigkeit auf oder entlang einer bevorstehende Route.

Im Rahmen einer zusätzlichen Weiterbildung werden lokale Daten des Fahrzeugs in dem elektronischen Horizont berücksichtigt.
Bei den hier erwähnten lokalen Daten kann es sich um alle möglichen lokal verfügbaren Daten, z. B. anhand von Sensoren des Fahrzeugs ermittelbaren oder in dem Fahrzeug gespeicherten Daten, handeln.
Eine nächste Weiterbildung besteht darin, dass die lokalen Daten des Fahrzeugs umfassen:

– eine Ausstattung des Fahrzeugs;
– eine eingegebene, erwartete oder bestimmte Route;
– ein Fahrprofil;
– ein Antriebskonzept;
– einen Status des Fahrzeugs;
– einen Straßenzustand

Diese lokalen Daten können z. B. mittels entsprechender Messaufnehmer oder Zustände (z. B. GPS-Sensor, Temperatursensor, Kamera zur Detektion des Fahrbahnbelags, Aktivität des Scheibenwischers lässt z. B. auf Nässe rückschließen) des Fahrzeugs ermittelt werden oder in dem Fahrzeug gespeichert (z. B. Ausstattungen des Fahrzeugs, Antriebskonzept) sein.
Eine Ausgestaltung ist es, dass der elektronische Horizont dem mindestens einen Steuergerät des Fahrzeugs über ein Bussystem des Fahrzeugs bereitgestellt wird.
Insbesondere kann der elektronische Horizont von dem Steuergerät des Fahrzeugs über das Bussystem angefordert werden.
Eine alternative Ausführungsform besteht darin, dass der elektronische Horizont zu vorgegebenen Zeitpunkten und/oder bei Eintritt einer Veränderung aktualisiert wird.
Die vorstehend genannte Aufgabe wird auch gelöst durch eine Vorrichtung zur Datenverarbeitung in einem Fahrzeug

– mit einer Verarbeitungseinheit, die anhand externer Daten einen elektronischen Horizont ermittelt;
– wobei die Verarbeitungseinheit den elektronischen Horizont mindestens einem Steuergerät des Fahrzeugs bereitstellt.

Insbesondere wird die Aufgabe gelöst durch eine Verarbeitungseinheit, die derart eingerichtet ist, dass die Schritte des hierin beschriebenen Verfahrens durchführbar sind.
Weiterhin wird die Aufgabe gelöst mittels eines Fahrzeugs umfassend eine der hier genannten Vorrichtungen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen dargestellt und erläutert.
Es zeigen:
1 ein Diagramm mit einem erwarteten Geschwindigkeitsprofil für eine anstehende Fahrtstrecke;
2 ein schematisches Schaubild zur Visualisierung möglicher Informationen, die über Car2X-Kommunikation bereitgestellt werden und einen elektronischen Horizont eines Fahrzeugs erweitern bzw. verfeinern;
3 ein schematisches Blockschaltbild, das die Funktionsweise der Erstellung und Bereitstellung des elektronisches Horizonts in einem Fahrzeug veranschaulicht.
Eine Kommunikation zwischen Fahrzeugen wird bezeichnet als eine Car2Car-Kommunikation und eine Kommunikation zwischen Fahrzeugen und Infrastrukturelementen wird bezeichnet als eine Car2Infrastructure-Kommunikation. Allgemein wird eine Kommunikation eines Fahrzeugs mit einer beliebigen Komponente X bezeichnet als eine Car2X-Kommunikation.
Ein Fahrzeug sendet dabei bestimmte Informationen über den eigenen Zustand aus. Infrastrukturinformationen (wie z. B. Ampelphasen oder Zustände von Wechselverkehrszeichen) werden über entsprechende Stationen an das Fahrzeug übertragen.
Der vorliegende Ansatz schlägt vor, die empfangenen Daten in Form eines elektronischen Horizonts zu kombinieren und Steuergeräten im Fahrzeug zur weiteren Verarbeitung verfügbar zu machen.
1 zeigt ein Diagramm mit einem erwarteten Geschwindigkeitsprofil für eine anstehende Fahrtstrecke. Informationen über die Ampelphasen und den vorausfahrenden Verkehr wurden in die erwartete Geschwindigkeit integriert. Es wird beispielhaft in vier Kilometern eine rote Ampel und in 14 bis 19 Kilometern ein Stau vorhergesagt.
Der elektronische Horizont wird somit (auch) aus dynamischen Ereignissen generiert. Diese dynamischen Ereignisse gelangen z. B. über Car2X-Kommunikation ins Fahrzeug und können in dem Fahrzeug mit den lokal vorhandenen Daten des Fahrzeugs (z. B. Navigationsroute, aktuelles Fahrprofil, etc.) kombiniert werden.
Der sich so ergebende elektronische Horizont stellt ein dynamisches Abbild der zukünftigen Fahrsituation bereit und ermöglicht effiziente Anwendungen z. B. hinsichtlich Verbrauchseffizienz und Sicherheit.
Beispielsweise kann der elektronische Horizont als Datenbasis dienen, die detaillierte und genaue Informationen über die zukünftige Fahrsituation bereitstellt. Diese Informationen können nun von unterschiedlichen Fahrzeugfunktionen z. B. zur weiteren Optimierung, für Komfortfunktionen und zur Effizienzsteigerung genutzt werden. Beispielsweise kann der elektronische Horizont an Steuergeräte des Fahrzeugs verteilt oder diesen bereitgestellt werden.
So ist es möglich, dass diese Informationen des elektronischen Horizonts von einem Steuergerät eines Hybridfahrzeugs genutzt werden kann, um die Verfügbarkeit einer Boost- bzw. Rekuperations-Funktion bestmöglich auf die Verkehrssituation abzustimmen. Damit kann sichergestellt werden, dass die Boost- bzw. Rekuperations-Funktion zum richtigen Zeitpunkt bereitsteht.
Durch Einbindung der über Car2X-Kommunikation verfügbaren Informationen steigt die Genauigkeit bzw. Auflösung (Detaillierung) des elektronischen Horizonts, d. h. der zukünftige Zustand des Fahrzeugs kann genauer vorhergesagt werden. Diese detailliertere Vorausschau ermöglicht dem Fahrzeug eine bessere Anpassung an die bevorstehenden Verkehrssituationen.
2 zeigt ein schematisches Schaubild zur Visualisierung möglicher Informationen, die über Car2X-Kommunikation bereitgestellt werden und einen elektronischen Horizont eines Fahrzeugs erweitern bzw. verfeinern.
Ein Fahrzeug 201 fährt auf eine Ampel 202 zu. Die Ampel 202 teilt dem Fahrzeug mit, dass sie sich in einer Rot-Phase befindet und wie lange die Rot-Phase noch andauert. Das Fahrzeug 201 teilt einem nachfolgenden Fahrzeug 203 die Information der Ampel 202 sowie mögliche eigene Informationen (z. B. Fahrgeschwindigkeit, Entfernung zur Ampel, etc.) mit.
Ein Fahrzeug 204 teilt einem Rechner 205 (z. B. einem Backend, einem Rechnernetzwerk o. ä.) eine Information (z. B. Fahrgeschwindigkeit, Entfernung zur Kreuzung, Fahrtroute (oder Teil der Fahrtroute), Fahrbahnbeschaffenheit, etc.) mit. Der Rechner 205 kann die Information des Fahrzeugs 204 mit einer Vielzahl weiterer Informationen (z. B. von weiteren Fahrzeugen, Infrastrukturkomponenten wie Ampelanlagen o. ä. oder von zentral verfügbaren Informationen eines Rechnernetzwerks, z. B. des Internets) kombinieren und diese kombinierte Information (z. B. Stau in 4 km) den Fahrzeugen 201, 203 bereitstellen. Alternativ kann der Rechner 205 auch Informationen von dem Fahrzeug 204 (und anderen Fahrzeugen oder Infrastrukturkomponenten) an die Fahrzeuge 201, 203 weiterleiten. Die Verarbeitung bzw. Erstellung des elektronischen Horizonts erfolgt beispielsweise lokal bei den Fahrzeugen 201, 203 basierend auf den bereitgestellten einzelnen oder kombinierten Informationen.
Weiterhin zeigt 2 ein Beispiel eines Fahrzeugs 206, das mit einem Wechselverkehrszeichen 207 kommuniziert, d. h. von dem Wechselverkehrszeichen 207 die Information der Geschwindigkeitsbegrenzung erhält. Weiterhin kann das Fahrzeug 206 dem Wechselverkehrszeichen 207 mitteilen, welche Fahrtroute geplant ist, so dass von dem Wechselverkehrszeichen 207 (ggf. in Kombination mit einer zentralen Einheit, die die Informationen mehrerer Wechselverkehrszeichen sammelt und verarbeitet), eine geeignete Auswertung des Verkehrsaufkommens durchgeführt und dementsprechend die ausgegebene Geschwindigkeitsbegrenzung angepasst werden kann.
Die einzelnen in 2 gezeigten Komponenten und Fahrzeuge können über unterschiedliche drahtlose Verbindungen kommunizieren. Beispielsweise können als Kommunikationsschnittstellen eingesetzt werden: Bluetooth, WLAN, Mobilfunk, etc.
3 zeigt ein schematisches Blockschaltbild, das die Funktionsweise der Erstellung und Bereitstellung des elektronischen Horizonts in einem Fahrzeug 301 veranschaulicht.
Das Fahrzeug 301 erhält über verschiedene Komponenten 303 (Fahrzeuge, Infrastrukturkomponenten, Verkehrs(wechsel)zeichen, Sendestationen, Rechner(netze), etc.) Informationen 302, die in einer Verarbeitungseinheit 304 des Fahrzeugs 301 ausgewertet werden. Weiterhin können von der Verarbeitungseinheit 304 lokale Informationen 306 des Fahrzeugs berücksichtigt werden. Diese lokalen Informationen 306 umfassen z. B. eine Position des Fahrzeugs, Zustände des Fahrzeugs (Tankfüllstand, Defekt, Batterieladestand, etc.), Sensorsignale (z. B. Fahrbahnbelag, Temperatur), Ausstattungsinformation (Hybrid-, oder Elektrofahrzeug, Start/Stopp-Automatik, etc.). Die lokalen Informationen werden über entsprechende Sensoren des Fahrzeugs ermittelt (z. B. Temperatursensor, Kamera, Überwachungssensoren, GPS-Sensor) oder sind mit dem Fahrzeug abgespeichert (siehe Block 305).
Anhand der verfügbaren Informationen kann die Verarbeitungseinheit 304 den elektronischen Horizont ermitteln. Insbesondere erfolgt die Bestimmung des elektronischen Horizonts entlang einer zufahrenden Route, beispielsweise als zu erwartendes Geschwindigkeitsprofil entlang dieser Route. insofern kann die Verarbeitungseinheit eine Routenfunktion aufweisen oder die Routenfunktion eines Navigationsgeräts nutzen. Der elektronische Horizont kann zu vorgegebenen Zeitpunkten (z. B. alle k Sekunden und/oder bei Eintritt eines Ereignisses) aktualisiert werden. Vorzugsweise wird der elektronische Horizont über ein Bussystem 307 weiteren Steuergeräten 308 bis 311 des Fahrzeugs zur Verfügung gestellt. Beispielsweise kann von den Steuergeräten 308 bis 311 selbstständig der elektronische Horizont angefordert werden oder es wird (z. B. mittels einer Broadcast-Nachricht) zu vorgegebenen Zeitpunkten der elektronische Horizont über das Bussystem an alle (interessierten) Steuergeräte 308 bis 311 übertragen. Auch Kombinationen aus den genannten Übertragungsmechanismen sind möglich.
Bei den Steuergeräten 308 bis 311 kann es sich handeln um: ein Steuergerät eines Wärmemanagementsystem (z. B. eines Kühlsystems) des Fahrzeugs, ein Steuergerät eines Elektroantriebs oder eines Hybridantriebs, ein Navigationsgerät, ein Steuergerät für ein automatisches Abstandsregelsystem, ein Steuergerät für (teilweise) autonomes Fahren, ein Steuergerät für eine Anzeige oder ein Display.
Im Beispiel gemäß 3 dient das Steuergerät 310 zur Ansteuerung einer Anzeige 312, auf der z. B. Teile des elektronischen Horizonts oder Informationen basierend auf dem elektronischen Horizont angezeigt werden können.
Weitere Vorteile:
Anhand der höheren Detaillierung bzw. Auflösung des elektronischen Horizonts kann die Effizienz des Fahrzeugs gesteigert und der Verbrauch reduziert werden. So können automatische Beschleunigungen kurz vor Erreichen einer roten Ampel oder eines Stauendes unterbleiben. Entsprechend kann situationsbedingt eine Batterie eines Elektrofahrzeugs mit Range Extender geladen werden, damit z. B. situationsgerecht die entsprechend effiziente Antriebsart (z. B. rein elektrisch) bereitgestellt werden kann.
Durch den elektronischen Horizont kann ein ressourcenschonendes Fließen im Verkehr erreicht werden, indem z. B. unnötige Ampelstopps weitgehend vermieden bzw. reduziert werden. Dadurch wird der Verbrauch reduziert und die Lebensdauer von Verschleißteilen des Fahrzeugs steigt.
Steht beispielsweise über Car2X-Kommunikation Verkehrszeicheninformation bereit (z. B. Rotlichtdauer an Ampeln), so kann ein Start/Stopp-System des Fahrzeugs optimal an die Ampelschaltung angepasst werden (wenn z. B. in 1 Sekunde nach dem Anhaften vor der Ampel diese auf Grün schaltet, kann ein Abschatten des Motors unterbleiben).
Auch ist es möglich, dem Fahrer zukünftige Ereignisse frühzeitig anzuzeigen. Beispielsweise kann in einer Anzeigeeinheit auf einen Zustand (ggf. mit einer Zeitdauer bis zum Wechsel des Zustands) hingewiesen werden, obwohl die Anzeigeeinheit noch gar nicht sichtbar ist.
Der beschriebene elektronische Horizont kann unterschiedlichen Anwendungen des Fahrzeugs Informationen bereitstellen. Solche Anwendungen könnten generisch und unabhängig vom Fahrzeugtyp oder Bordnetzwerk entwickelt bzw. geladen werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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.
Zitierte Patentliteratur

EP 1775552 A2 [0002]

Claims

Verfahren zur Datenverarbeitung in einem Fahrzeug, – bei dem abhängig von externen Daten ein elektronischer Horizont ermittelt wird, – bei dem der elektronische Horizont mindestens einem Steuergerät des Fahrzeugs bereitgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die externen Daten über eine Kommunikation des Fahrzeugs mit mindestens einer der folgenden Komponenten bereitgestellt werden: – einem weiteren Fahrzeug; – einer Infrastrukturkomponente, insbesondere einem Wechselverkehrszeichen; – einem Server; – einem Rechner oder einem Rechnernetzwerk.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und der mindestens einen Komponente über eine Funkverbindung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Funkverbindung mindestens eine der folgenden Verbindungen umfasst: – eine Bluetooth-Verbindung; – eine WLAN-Verbindung; – eine Mobilfunk-Verbindung.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das mindestens eine Steuergerät eines der folgenden Steuergeräte umfasst: – ein Steuergerät eines Wärmemanagementsystems; – ein Steuergerät eines Elektroantriebs; – ein Steuergerät eines Hybridantriebs; – ein Navigationsgerät; – ein Steuergerät für ein automatisches Abstandsregelsystem; – ein Steuergerät für zumindest teilweise autonomes Fahren; – ein Steuergerät für eine Anzeige.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der elektronische Horizont umfasst: – eine erwartete Geschwindigkeit in Bezug auf eine bevorstehende Route; – Ereignisse, die zu Veränderungen der erwarteten Geschwindigkeit führen; – eine maximal erlaubte Geschwindigkeit auf oder entlang einer bevorstehende Route.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem lokale Daten des Fahrzeugs in dem elektronischen Horizont berücksichtigt werden.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die lokalen Daten des Fahrzeugs umfassen: – eine Ausstattung des Fahrzeugs; – eine eingegebene, erwartete oder bestimmte Route; – ein Fahrprofil; – ein Antriebskonzept; – einen Status des Fahrzeugs; – einen Straßenzustand
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der elektronische Horizont dem mindestens einen Steuergerät des Fahrzeugs über ein Bussystem des Fahrzeugs bereitgestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der elektronische Horizont zu vorgegebenen Zeitpunkten und/oder bei Eintritt einer Veränderung aktualisiert wird.
Vorrichtung zur Datenverarbeitung in einem Fahrzeug – mit einer Verarbeitungseinheit, die anhand externer Daten einen elektronischen Horizont ermittelt; – wobei die Verarbeitungseinheit den elektronischen Horizont mindestens einem Steuergerät des Fahrzeugs bereitstellt.
Fahrzeug umfassend eine Vorrichtung gemäß Anspruch 11.