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Die Erfindung betrifft eine Frühwarnvorrichtung für ein fahrergeführtes Kraftfahrzeug. Die Frühwarnvorrichtung warnt zumindest ein automatisiert geführtes Fremdfahrzeug vor einer bevorstehenden Veränderung eines Fahrzustands des fahrergeführten Kraftfahrzeugs.
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Ein fahrergeführtes Kraftfahrzeug ist im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass ein menschlicher Fahrer sowohl die Längsführung (Beschleunigen und Abbremsen) als auch die Querführung (Lenken) durchführt. Dies wird in der 6-stufigen Klassifizierung des autonomen Fahrens als Level 0 („Driver Only“) bezeichnet. Unter einem automatisiert geführten Fremdfahrzeug ist dagegen ein Kraftfahrzeug zu verstehen, dass teilautomatisiert oder vollautomatisiert durch einen elektronischen Autopiloten geführt wird (Level 3 und höher). Die teilautomatisierte Führung sieht dabei die Längsführung oder die Querführung vor, während die vollautomatisierte Fahrzeugführung sowohl die Längsführung als auch die Querführung umfasst.
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Bei vollautomatisiert oder teilautomatisiert fahrenden Kraftfahrzeugen werden Ereignisse im Straßenverkehr von einem Radar oder einer anderen Messvorrichtung des Kraftfahrzeugs erfasst und daraufhin eine Reaktion des Kraftfahrzeugs durch den Autopiloten ermittelt. Zusätzlich zu Messvorrichtungen kann auch eine Kommunikation von automatisiert geführten Kraftfahrzeugen untereinander oder indirekt über eine Infrastrukturkomponente erfolgen. Eine solche Infrastrukturkomponente ist zum Beispiel eine Transceiver-Einrichtung, die an der Straße stationär eingerichtet sein kann. Durch eine solche Kommunikation können automatisiert geführte Fremdfahrzeuge auch ihre geplante Fahrtrajektorie und/oder ihr geplantes, bevorstehendes Fahrmanöver anderen Kraftfahrzeugen mitteilen. Dies wird als Car2Car-Kommunikation und als Car2X-Kommunikation bezeichnet.
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Ältere Kraftfahrzeuge, die fahrergeführt fahren, können dagegen nicht mit automatisiert geführten Kraftfahrzeugen kommunizieren. Die automatisiert geführten Kraftfahrzeuge müssen sich dann vollständig auf ihre Messvorrichtungen verlassen. Dies hat zur Konsequenz, dass bevorstehende Fahrmanöver des fahrergeführten Kraftfahrzeugs nicht erkennbar sind. Der ganze Verkehrs-Überwachungsapparat der autonom fahrenden Kraftfahrzeuge kann somit erst ab dem Zeitpunkt reagieren, ab dem ein Fahrer des fahrergeführten Kraftfahrzeugs die Verkehrssituation schon verändert hat, sodass sie überhaupt erst von den autonom fahrenden Kraftfahrzeugen gemessen oder erfasst werden kann.
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Aus der
DE 10 2015 115 095 A1 ist eine Kommunikation zwischen einem Elektrofahrrad mit einer Infrastrukturkomponente oder Kraftfahrzeugen bekannt. Zwischen den Kraftfahrzeugen und dem Elektrofahrrad werden Fahrzeuginformationen und Fahrradinformationen ausgetauscht, um hierdurch eine Bewegungsbahn des Fahrrads und/oder des Kraftfahrzeugs vorhersagen zu können. Unter anderem wird signalisiert, wie stark das Fahrrad und das Kraftfahrzeug gerade bremsen. Bei einer bevorstehenden Kollision wird ein Warnsignal ausgegeben.
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Aus der
DE 102 59 168 A1 ist ein Verfahren zum Koordinieren autonomer Kraftfahrzeuge im Straßenverkehr bekannt. Es wird hierzu eine Infrastrukturkomponente verwendet, welche den autonom fahrenden Fahrzeugen Fahranweisungen gibt. Nicht-autonom fahrende Fahrzeuge senden ihre aktuellen Positionswerte an die Infrastrukturkomponente aus, damit sie bei der Koordination berücksichtigt werden können.
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Aus der
DE 10 2014 202 453 A1 ist ein Verfahren bekannt, um von außen bei einem Kraftfahrzeug zu erkennen, ob dieses autonom angeführt ist. Hierzu muss im Nachhinein eine gemessene Bewegungstrajektorie des Fahrzeugs ausgewertet werden.
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In der
DE 10 2013 021 835 A1 ist beschrieben, dass in einem Kraftfahrzeug ein abruptes Fahrmanöver, beispielsweise ein Ausweichmanöver, erfasst und an einen zentralen Server gemeldet wird, der daraufhin andere Kraftfahrzeuge vor der vermeintlichen Gefahrenstelle warnt, die das abrupte Fahrmanöver ausgelöst haben muss.
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In der
DE 10 2011 077 997 A1 in ein Kraftfahrzeug beschrieben, bei dem durch Betätigung des Blinkers automatisch mittels Fahrzeug-zu-X-Kommunikation eine Information gesendet wird, dass ein Fahrspurwechsel beabsichtigt ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, fahrergeführte Kraftfahrzeuge mit automatisch geführten Kraftfahrzeugen zu koordinieren.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figuren beschrieben.
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Durch die Erfindung ist eine Frühwarnvorrichtung bereitgestellt, die in einem fahrergeführten Kraftfahrzeug vorgesehen sein kann. Mit fahrergeführt ist insbesondere der beschriebene Level 0 in der 6-Stufen-Skala der Kategorisierung automatisiert fahrender Kraftfahrzeuge gemeint. Die Frühwarnvorrichtung ist dazu eingerichtet, aus einer Sensoreinrichtung des Kraftfahrzeugs Sensordaten zumindest einer für die Fahrzeugführung relevanten, von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs zu bedienenden Fahrzeugkomponente zu empfangen. Die Fahrzeugführung kann hierbei die Längsführung und/oder die Querführung betreffen oder umfassen. Die Frühwarnvorrichtung ist des Weiteren dazu eingerichtet, anhand der Sensordaten eine jeweilige Zustandsänderung der zumindest einen Fahrzeugkomponente zu erfassen, bevor diese jeweilige Zustandsänderung eine von außen her sichtbare und/oder messbare Veränderung eines aktuellen Fahrzustands des Kraftfahrzeugs bewirkt. Mit Fahrzustand kann die Fahrtrichtung und/oder die Fahrgeschwindigkeit umfasst sein. Die Zustandsänderung ist dann eine Fahrtrichtungsänderung und/oder eine Beschleunigung und/oder Verzögerung des Kraftfahrzeugs. Bevor diese Zustandsänderung des Fahrzustands von außen her zum Beispiel durch ein automatisiert fahrendes Kraftfahrzeug erkannt oder gemessen werden kann, ist sie bereits anhand der Zustandsänderung der zumindest einen Fahrzeugkomponente anhand der Sensordaten durch die Frühwarnvorrichtung im Inneren des Kraftfahrzeugs erfasst. Dies ist möglich, da eine elektrische und/oder elektronische Messung mittels der Sensoreinrichtung die Zustandsänderung schneller erfasst, als die Masse des Kraftfahrzeugs (in der Regel mehr als 1000 kg) aufgrund der Masseträgheit ihre Bewegungsgeschwindigkeit und/oder Bewegungsrichtung ändern kann.
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Die Frühwarnvorrichtung ist des Weiteren dazu eingerichtet, die Zustandsänderung beschreibende Zustandsänderungsdaten über eine Sendeeinrichtung des Kraftfahrzeugs an zumindest ein automatisiert geführtes Kraftfahrzeug in der Umgebung auszusenden. Im Zusammenhang mit der Erfindung ist unter einem automatisiert geführten Kraftfahrzeug ein teilautomatisiertes oder vollautomatisiertes Kraftfahrzeug zu verstehen. Im Folgenden ist ein solches automatisiert geführtes Kraftfahrzeug als Fremdfahrzeug bezeichnet, um die Unterscheidung zu dem fahrergeführten Kraftfahrzeug deutlicher zu machen. Zusätzlich oder alternativ zum Aussenden an das Fremdfahrzeug kann die Frühwarnvorrichtung dazu eingerichtet sein, die Zustandsänderungsdaten über die Sendeeinrichtung des Kraftfahrzeugs an eine stationäre, einen Verkehr in der Umgebung koordinierende Infrastrukturkomponente auszusenden. Eine solche Infrastrukturkomponente wurde bereits eingangs im Zusammenhang mit dem Stand der Technik beschrieben. Die Zustandsänderungsdaten können somit das zumindest eine Fremdfahrzeug und/oder die Infrastrukturkomponente erreichen, bevor die zugrundeliegende Zustandsänderung eine von außen her sichtbare und/oder messbare Veränderung eines aktuellen Fahrzustands des Kraftfahrzeugs bewirkt.
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Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass die Frühwarnvorrichtung mittels der Zustandsänderungsdaten das zumindest eine automatisiert geführte Fremdfahrzeug in der Umgebung des Kraftfahrzeugs über die Zustandsänderung der zumindest einen Fahrzeugkomponente informiert oder diese Zustandsänderung signalisiert, bevor die Zustandsänderung eine von außen her sichtbare und/oder messbare Veränderung des aktuellen Fahrzustand des Kraftfahrzeugs bewirkt. Somit ist in dem zumindest einen automatisiert geführten Fremdfahrzeug anhand der Zustandsänderungsdaten bereits vor der messbaren Veränderung des Fahrzustands des fahrergeführten Kraftfahrzeugs bekannt, dass diese Veränderung voraussichtlich eintreten wird, da sich eine Zustandsänderung der zumindest einen Fahrzeugkomponente im Inneren des fahrergeführten Kraftfahrzeugs ergeben hat.
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Nicht jede Zustandsänderung einer Fahrzeugkomponente allein ist ein zuverlässiger Hinweis auf eine bevorstehende Veränderung des Fahrzustands des fahrergeführten Kraftfahrzeugs. Erfindungsgemäß ist die Frühwarnvorrichtung dazu eingerichtet, anhand der Sensordaten eine Kombination zumindest zweier Sensorsignale zu ermitteln und anhand der Signalkombination die Zustandsänderung zu erkennen. Zusätzlich oder alternativ dazu kann in den Zustandsänderungsdaten auch die Signalkombination als Teil der Zustandsänderungsdaten ausgesendet werden. Eine Kombination zumindest zweier Sensorsignale ist ein zuverlässigerer Indikator für eine bevorstehende Veränderung des Fahrzustands des Kraftfahrzeugs im Vergleich zu einem einzelnen Sensorsignal.
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Die Zustandsänderungsdaten enthalten ein Warnsignal vor einer bevorstehenden Fahrtrichtungsänderung des fahrergeführten Kraftfahrzeugs. Hierdurch kann ein automatisiert geführtes Fremdfahrzeug als Vorbereitung vor dem sensorischen Erfassen der Zustandsänderung des Fahrzustands des fahrergeführten Kraftfahrzeugs schon einmal zum Beispiel ein Beschleunigungsmanöver abbrechen. Das Warnsignal kann auch vor einer bevorstehenden Verzögerung (Geschwindigkeitsreduktion) warnen.
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Mittels der Frühwarnvorrichtung kann ein fahrergeführtes Kraftfahrzeug, das ausschließlich für den fahrergeführten Betrieb ausgelegt ist, dahingehend nachgerüstet oder ergänzt werden, dass es sich mit automatisiert geführten Fremdfahrzeugen koordinieren kann. Hierzu ist die Frühwarnvorrichtung als Nachrüstmodul für das Kraftfahrzeug ausgestaltet und weist hierzu eine Anschlusseinrichtung auf, die zum Anschließen der Frühwarnvorrichtung an ein Datennetzwerk des Kraftfahrzeugs ausgestaltet ist. Eine solche Anschlusseinrichtung kann zum Beispiel für den Anschluss an einen CAN-Bus (CAN - Controller Area Network) und/oder als NIC (Network Interface Card) für einen Anschluss an ein Ethernet ausgestaltet sein. Die Frühwarnvorrichtung ist dann entsprechend dazu eingerichtet, über die Anschlusseinrichtung die Sensordaten zu empfangen und/oder die Zustandsänderungsdaten auszusenden. Zum Erkennen der Zustandsänderung kann die Frühwarnvorrichtung eine Prozessoreinrichtung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, anhand der Sensordaten die jeweilige Zustandsänderung der zumindest einen Fahrzeugkomponente zu erfassen und die entsprechenden Zustandsänderungsdaten zu erzeugen. Die Prozessoreinrichtung kann hierzu zumindest einen Mikroprozessor und/oder zumindest einen Mikrocontroller aufweisen. Die von der Frühwarnvorrichtung ausgeführten Schritte können durch einen Programmcode festgelegt sein, der dazu eingerichtet ist, bei Ausführen durch die Prozessoreinrichtung anhand der Sensordaten die jeweilige Zustandsänderung der zumindest einen Fahrzeugkomponente zu erfassen und die Zustandsänderungsdaten zu erzeugen. Der Programmcode kann in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung gespeichert sein. Die Frühwarnvorrichtung kann zum Beispiel als ein Steuergerät für das Kraftfahrzeug ausgestaltet sein.
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Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen, durch deren Merkmale sich zusätzliche Vorteile ergeben.
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Die zumindest eine Fahrzeugkomponente umfasst also bevorzugt ein Bremspedal und/oder Lenksäule und/oder Gaspedal und/oder Fahrtrichtungsanzeigerschalter. Die Frühwarnvorrichtung ist entsprechend bevorzugt dazu eingerichtet, als Zustandsänderung an einem Bremspedal einen Pedalkraftverlauf und/oder eine Betätigungsgeschwindigkeit zu erfassen. Hierdurch kann ein bevorstehendes Abbremsen oder eine bevorstehende Verzögerung des Kraftfahrzeugs erkannt werden. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Frühwarnvorrichtung dazu eingerichtet sein, an einer Lenksäule eine Winkelstellung und/oder Lenkwinkeländerung und/oder eine Geschwindigkeit der Lenkwinkeländerung zu erfassen. Hierdurch kann eine bevorstehende Fahrtrichtungsänderung des Kraftfahrzeugs erkannt werden. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Frühwarnvorrichtung dazu eingerichtet sein, als Zustandsänderung an einem Fahrtrichtungsanzeigerschalter eine Betätigung desselben zu erfassen. Eine andere Bezeichnung für Fahrtrichtungsanzeiger ist auch Blinker. Ein Fahrtrichtungsanzeigerschalter kann zum Beispiel ein Lenkstockhebel sein. Durch Erfassen der Betätigung kann noch vor einem Abbiegemanöver und sogar noch vor dem Aktivieren des Fahrtrichtungsanzeigers anhand der Zustandsänderungsdaten signalisiert werden, dass der Fahrer gerade den Fahrtrichtungsanzeigerschalter betätigt hat.
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Um die beschriebenen Zustandsänderungen erfassen zu können, ist die Frühwarnvorrichtung bevorzugt dazu eingerichtet, die Sensordaten aus einem Pedalwegsensor eines Bremspedals und/oder aus einem Lenkwinkelsensor einer Lenksäule und/oder aus einem Gaspedalwegsensor und/oder aus einem Fahrtrichtungsanzeigerschalter zu empfangen. Hierdurch werden die Sensordaten direkt an der zumindest einen Fahrzeugkomponente (Bremspedal und/oder Lenksäule und/oder Gaspedal und/oder Fahrtrichtungsanzeigerschalter) erfasst. Damit kommt es zu keiner Verzögerung aufgrund indirekter Erfassung der Zustandsänderung der zumindest einen Fahrzeugkomponente.
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Mittels der Zustandsänderungsdaten wird durch die Frühwarnvorrichtung bevorzugt erreicht, dass das zumindest eine Fremdfahrzeug zumindest ein Beschleunigungsmanöver abbricht. Die Zustandsänderungsdaten sind hierfür bevorzugt dazu eingerichtet, bei dem zumindest einen Fremdfahrzeug einen Ausrollvorgang (zum Beispiel einen Segelbetrieb mit geöffneter Kupplung oder einen Schubbetrieb mit geschlossener Kupplung und jeweils ohne Bremsung) einzuleiten. Wenn danach mittels der jeweiligen Sensoren des zumindest einen Fremdfahrzeugs die Veränderung des aktuellen Fahrzustand des Kraftfahrzeugs tatsächlich erkannt oder bestätigt wird, kann beispielsweise eine Abstandsregelung zu dem fahrergeführten Kraftfahrzeug durch das jeweilige Fremdfahrzeug durchgeführt werden.
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Das erfindungsgemäße bereitgestellte Kraftfahrzeug weist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Frühwarnvorrichtung auf, über welche eine Sensoreinrichtung des Kraftfahrzeugs und eine Sendeeinrichtung des Kraftfahrzeugs miteinander gekoppelt sind. Das Kraftfahrzeug kann hierbei bevorzugt ein Kraftwagen, insbesondere ein Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, sein.
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Zu der Erfindung gehört auch ein Verfahren, wie es durch die Frühwarnvorrichtung zum Warnen eines automatisiert geführten Fremdfahrzeugs vor einer bevorstehenden Veränderung eines Fahrzustands des fahrergeführten Kraftfahrzeugs durchgeführt werden kann. Die Frühwarnvorrichtung empfängt aus einer Sensoreinrichtung des Kraftfahrzeugs Sensordaten zumindest einer für die Fahrzeugführung relevanten, von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs zu bedienenden Fahrzeugkomponente, erfasst anhand der Sensordaten eine jeweilige Zustandsänderung der zumindest einen Fahrzeugkomponente, bevor die Zustandsänderung die von außen her sichtbare und/oder messbare Veränderung des aktuellen Fahrzustands des Kraftfahrzeugs bewirkt, und sendet Zustandsänderungsdaten, welche die Zustandsänderung beschreiben, über eine Sendeeinrichtung des Kraftfahrzeugs an das zumindest eine automatisiert geführte Fremdfahrzeug in der Umgebung des Kraftfahrzeugs und/oder an eine stationäre, einen Verkehr in der Umgebung koordinierende Infrastrukturkomponente aus.
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Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Frühwarnvorrichtung beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens hier nicht noch einmal beschrieben.
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Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs; und
- 2 ein Diagramm mit schematisierten Verläufen von Graphen, die einen Wert einer Fahrgeschwindigkeit über der Zeit veranschaulichen.
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Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt aus einer Vogelperspektive ein Kraftfahrzeug 10, das von einem Fahrer geführt wird, sowie zwei Kraftfahrzeuge 11, 12, die jeweils automatisiert geführt werden. Das Kraftfahrzeug 10 ist somit ein nicht-autonom-fahrendes Kraftfahrzeug. Die Kraftfahrzeuge 11, 12 sind autonom-fahrende Kraftfahrzeuge. Die Kraftfahrzeuge 11, 12 stellen aus Sicht des Kraftfahrzeugs 10 Fremdfahrzeuge dar, weshalb sie im Folgenden als Fremdfahrzeuge 11, 12 bezeichnet sind.
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Für ihren automatisierten Fahrbetrieb können die Fremdfahrzeuge 11, 12 jeweils einen Autopiloten 13 aufweisen. Für eine Funkkommunikation über eine jeweilige Funkverbindung 14 kann das Kraftfahrzeug 10 eine Sendeeinrichtung 15 und die beiden Fremdfahrzeuge 11, 12 jeweils eine Empfangseinrichtung 16 aufweisen. Die Sendeeinrichtung 15 und die Empfangseinrichtungen 16 können jeweils beispielsweise auf der Grundlage eines WLAN-Funkmoduls (WLAN - Wireless Local Area Network) und/oder eines Mobilfunkmoduls (z.B. GSM, UMTS, LTE) ausgestaltet sein. Die Fremdfahrzeuge 11, 12 können das Kraftfahrzeug 10 jeweils mittels zum Beispiel Radar und/oder eines anderen Sensors beobachten, damit die Autopiloten 13 ein jeweiliges Fahrmanöver oder eine jeweilige Fahrtrajektorien für ihr Fremdfahrzeug 11, 12 planen und durchführen können.
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Um noch vor einer messbaren Veränderung eines Fahrzustands des Kraftfahrzeugs 10 die bevorstehende Zustandsänderung einplanen zu können, empfangen die Autopiloten 13 mittels ihrer jeweiligen Empfangseinrichtung 16 über die Funkverbindung 14 aus dem Kraftfahrzeug 10 Zustandsänderungsdaten 17, welche ein bevorstehende Änderung eines Fahrzustands des Kraftfahrzeugs 10 signalisieren. Diese Zustandsänderung kann beispielsweise eine Änderung einer Fahrgeschwindigkeit V0 des Kraftfahrzeugs 10 und/oder eine Fahrtrichtungsänderung des Kraftfahrzeugs 10 sein.
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Zum Erzeugen der Zustandsänderungsdaten 17 kann das Kraftfahrzeug 10 eine Frühwarnvorrichtung 18 aufweisen, die aus einer Sensoreinrichtung 19 des Kraftfahrzeugs 10 Sensordaten 20 empfangen kann und anhand der Sensordaten 20 die Zustandsänderung zumindest einer Fahrzeugkomponente 21 erkennen oder erfassen kann, wobei es sich bei jeder Fahrzeugkomponente 21 um eine das Führen des Kraftfahrzeugs 10 betreffende Fahrzeugkomponente handeln kann. Eine solche Fahrzeugkomponente kann zum Beispiel ein Bremspedal, eine Lenksäule eines Lenkrads, ein Gaspedal und/oder ein Fahrtrichtungsanzeigeschalter sein. Die Sensorrichtung 19 kann für jede Fahrzeugkomponente 21 einen Sensor 22 zum Erfassen eines Teils der Sensordaten 20 bereitstellen. Die Sensoren 22 sind in 1 durch die Bezeichnung Sensor 1, Sensor 2, Sensor 3, Sensor 4 unterschieden. Die Frühwarnvorrichtung 18 kann mit der Sensoreinrichtung 19 und/oder der Sendeeinrichtung 15 über ein Datennetzwerk des Kraftfahrzeugs 10 gekoppelt sein. Das Datennetzwerk kann ein Ethernet und/oder einen CAN-Bus umfassen. Hierzu kann die Frühwarnvorrichtung 18 eine Anschlusseinrichtung 26 zum Anschließen an das Datennetzwerk aufweisen.
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Insgesamt stellen die Sensoreinrichtung 19, die Frühwarnvorrichtung 18 und die Sendeeinrichtung 15 Bestandteile einer Frühwarnsignalanlage 23 des Kraftfahrzeugs 10 zum Warnen oder Informieren der Fremdfahrzeuge 11, 12 vor einer bevorstehenden Änderung des Fahrzustands des Kraftfahrzeugs 10 dar.
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Die Frühwarnsignalanlage 23 des Kraftfahrzeugs 10 dient als Sender für ein virtuelles Warn- und/ oder Fahrtrichtungsänderungssignal an die autonomfahrenden Fremdfahrzeuge 11, 12 bei Fahrtrichtungsänderung und/oder Verzögerung durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs 12.
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Die Frühwarnsignalanlage 23 kann als Nachrüstmodul zum Einsatz kommen und dazu dienen, im Zeitalter der vollautonomen sowie teilautonomen Mobilität im Straßenverkehr mehr Sicherheit, besseren Komfort, bessere Kommunikationsqualität zwischen Mensch und Technik, sowie homogenere Situationsabwicklungen in angespannten Verkehrssituationen zu gewährleisten.
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Hauptbestandteile der Frühwarnsignalanlage 23 können sein:
- - Sensor 1 (Bremspedal): Erfassung der Kraft und Geschwindigkeit der Bremsbetätigung;
- - Sensor 2 (Lenksäule): Erfassung der Winkelstellung, der Winkeländerung und Geschwindigkeit der Winkeländerung;
- - Sensor 3 (Gaspedal): Erfassung der Pedalstellung;
- - Sensor 4 (Fahrtrichtungsanzeigeschalter): Bedienung Blinker-Hebel.
- - Sender: Sendet die ermittelten Zustandsänderungsdaten der Sensoren 1-4 an die umgebenden Fremdfahrzeuge 11, 12.
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Während der manuellen Steuerung eines Kraftfahrzeugs 10 durch eine Person sammelt die Frühwarnsignalanlage 23 Informationen mit Hilfe der Sensoreinrichtung 19 über das aktive Steuern und Handeln des menschlichen Fahrers und sendet diese an die autonom oder halbautonom fahrenden Fremdfahrzeuge 11, 12 in der Umgebung. Die Autopiloten 13 empfangen die zu verarbeiteten Informationen noch bevor eine Situationsänderung durch das manuell gesteuerte Kraftfahrzeug 10 sichtbar oder messbar wäre.
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Beispiel 1:
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Ein Fremdfahrzeug 11 folgt dem Kraftfahrzeug 10 mit einer Geschwindigkeit V1. Der Fahrer des Kraftfahrzeugs 10 vermutet eine Gefahrensituation und nimmt abrupt den Fuß vom Gaspedal, um eine starke Bremsung zu tätigen. Bis dahin ist noch keine sichtbare oder messbare Situationsänderung geschehen. Die Sendeeinrichtung 15 sendet das Signal: z.B. Zustandsänderungsdaten 17 mit dem Inhalt: Sensor 3: Geschwindigkeit >-X<, aktuelle Position >0<, wobei X für einen Wert steht.
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Das Fremdfahrzeug 11 empfängt dieses Signal und schaltet die aktive Geschwindigkeitssteuerung ab und leitet die Vorbremsstellung ein. Der Abstand des Fremdfahrzeugs 11 zum Kraftfahrzeug 10 wird vergrößert.
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Der Fahrer des Kraftfahrzeugs 10 betätigt die Bremse. Signal an Fremdfahrzeug 11: Sensor 1: Kraft >X<, Geschwindigkeit >X<, wobei X jeweils für einen Wert steht. Die Bremsleuchten des Kraftfahrzeugs 10 werden eingeschaltet; die Bremsung eingeleitet. Erst ab diesem Moment würde das Radarsystem des Fremdfahrzeugs 11 die Situationsänderung erfassen.
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Nach Eingang des Signals (Sensor 1: Kraft >X<, Geschwindigkeit >X<) leitet das Fremdfahrzeug 11 die Bremsung ein und kontrolliert dann den Abstand auf das Kraftfahrzeugs 10 über das Radarsystem. Zu keinem Zeitpunkt in der beschriebenen Situation hat sich der Abstand des Fremdfahrzeugs 11 auf das Kraftfahrzeug 10 verringert, also müsste das folgende Fremdfahrzeug zu keinem Zeitpunkt in dieser Situation bezogen auf das Kraftfahrzeug 10 größere Verzögerungskräfte überwinden als dieses.
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Beispiel 2:
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Das Fremdfahrzeugs 12 fährt auf der Autobahn auf der linken Spur mit einer Geschwindigkeit V2. Mehre Fahrzeuge fahren auf der rechten Spur mit der Geschwindigkeit V1, V0. Eines davon ist das Kraftfahrzeug 10 (nicht-autonom fahrend). Der Fahrer des Kraftfahrzeugs 10 entscheidet sich für einen Spurwechsel. Aus unbestimmten Grund nimmt er das Fremdfahrzeug 12, das mit zweifachen Geschwindigkeit von hinten links ankommt, nicht wahr. Da das Radarsystem des Fremdfahrzeugs 12 den Spurwechsel erst nach Überfahren der Spurbegrenzungslinie erkennt, wäre eine Kollision auf Grund der Konstellation aus Geschwindigkeit, Weg und Zeit unvermeidbar.
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Sobald der Fahrer des Kraftfahrzeugs 10 den Spurwinkel mit der Veränderung des Lenkwinkels startet, (ob mit oder ohne Betätigung des Fahrtrichtungsanzeigers) sendet die Frühwarnsignalanlage 23 mit den Zustandsänderungsdaten 17 das Signal: z.B.((Sensor 2 >-3L<); evtl. mit Sensor 4 >L<), wobei L jeweils ein Wert ist.
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Die Kombination (Sensor 2 >-3L<) und (Sensor 4 >L<) signalisiert die eindeutige Entscheidung des Fahrers. Ohne Sensor 4, ist es ein Wahrscheinlichkeitsfall mit ungewissen Folgen. In beiden Fällen besteht eine Gefahrsituation auf die sofort reagiert werden sollte.
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Nach Empfang der Signalkombination deaktiviert das Fremdfahrzeug 12 die Geschwindigkeitsregelung und startet den Bremsvorgang. Der weitere Prozessverlauf wird dann durch das Abstandradarsystem gesteuert und kontrolliert.
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Wie in den Beispielen 1 und 2 veranschaulicht, kann die Frühwarnsignalanlage 23 ihren Beitrag dazu leisten in Gefahrsituationen, in denen jede Millisekunde zählt, früher einzugreifen und die schon bestehende Radarabstand und Messsystemen evtl. visuelle Erkennung und Steuerungssysteme ergänzen. Somit wird die Frühwarnsignalanlage 23 mehr Sicherheit gewährleisten und durch das frühere Eingreifen in den meisten Fällen mehr Komfort bieten, da das Zeitfenster für die Verringerung der Geschwindigkeit V2 bzw. V1 nach vorne Verlängert wird.
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Dies zeigt noch einmal 2. In Fällen, in denen eine Gefahrsituation vom System des jeweiligen Fremdfahrzeugs 11, 12 anhand der Zustandsänderungsdaten 15 schon zu einem Zeitpunkt t1 erkannt wird, aber deren Ausmaß, Folgen oder die Art der Reaktion ungewiss, so ist es in jedem Fall besser, wenn die Geschwindigkeitsregelung abgeschaltet wird und das Fremdfahrzeug 11, 12 in einem Ausrollvorgang 27 ausrollt (Geschwindigkeitsverlauf 24). So verringert das Fremdfahrzeugs 11, 12 sanft die Geschwindigkeit bis zu dem Zeitpunkt t2, in dem die Gefahrensituation sich auflöst oder ein Bremsvorgang eingeleitet werden muss. Ohne die Verfügbarkeit der Zustandsänderungsdaten 17 müsste das Fremdfahrzeug 11, 12 im Falle eines Bremsvorgangs mit einer größeren Verzögerung als mit der Nutzung der Zustandsänderungsdaten 17 verzögert werden, um einen Mindestabstand zum Kraftfahrzeugs 10 einzuhalten (Geschwindigkeitsverlauf 25).
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Die mit der Nutzung der Zustandsänderungsdaten 17 mögliche Reaktion zum Zeitpunkt t1 ergibt sich ein Zeitgewinn Δt = t2 - t1, der mehr Komfort für die Insassen des Fremdfahrzeugs 11, 12 bietet, da es in diesem Fall keine abrupten Fahrzustandsänderung gibt. Außerdem bietet es den Insassen des Fremdfahrzeugs 11, 12 und dessen passiven Fahrzeugführer ein sicheres Gefühl, wenn das Fremdfahrzeugs 11, 12 Zeitgleich mit dem Geschehen im Straßenverkehr reagiert. Denn in Situationen, in denen das Fremdfahrzeugs 11, 12 passiv geführt und eine Gefahrensituationsentwicklung erkannt wird, ohne dass das Fremdfahrzeugs 11, 12 darauf reagiert (die Insassen nehmen eine positive Längsbeschleunigung wahr), wird dem passiven Fahrer das komfortable Sicherheitsgefühl des autonomen Fahrens genommen.
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Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung eine Frühwarnsignalerzeugung für voll- und teilautonome Fahrzeuge bereitgestellt werden kann.
