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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Steuereinrichtung zum Anpassen eines Abstands zwischen in einem Platoon fahrenden Fahrzeugen an eine Fahrbahnoberflächeneigenschaft.
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Stand der Technik
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Ein Platoon kann als ein Fahrzeugsystem für den Straßenverkehr beschrieben werden, bei welchem mehrere Fahrzeuge mit einem Abstandssteuerungs- oder Abstandsregelungssystem in möglichst geringem Abstand hintereinanderfahren können. Ein derartiges Platoon kann auch als elektronische Deichsel bezeichnet werden. Ein Platoon weist mindestens zwei in einem Konvoi fahrende Fahrzeuge auf. Die
WO 2016/182489 A1 bezieht sich auf ein Verfahren, bei dem ein Abstand zwischen Fahrzeugen eines Platoons an eine auf den Platoon zukommende Steigung oder ein Gefälle der Fahrbahn angepasst wird. Ferner ist es aus der
WO 2016/065055 A1 bekannt, mittels Sensorik zur Abstandsmessung Abstände zwischen sämtlichen Fahrzeugen eines Platoons an regionale Einflussfaktoren, wie eine vorliegende Wetterlage, anzupassen.
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Darstellung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Anpassen eines Abstands zwischen in einem Platoon fahrenden Fahrzeugen an eine Fahrbahnoberflächeneigenschaft. Das Verfahren umfasst das Bestimmen einer lokalen Fahrbahnoberflächeneigenschaft an einem Aufenthaltsort eines vorausfahrenden Fahrzeugs des Platoons. Ferner umfasst das Verfahren das Bestimmen einer lokalen Fahrbahnoberflächeneigenschaft an einem Aufenthaltsort eines dem vorausfahrenden Fahrzeug nachfolgenden Fahrzeugs des Platoons. Bei einer Fahrbahnoberflächeneigenschaft kann es sich grundsätzlich um jede Oberflächeneigenschaft der Fahrbahn handeln, welche eine Interaktion zwischen Rad und Fahrbahn unmittelbar oder mittelbar beeinflussen kann. Die Fahrbahnoberfläche ist dabei räumlich nicht auf einen Bereich oberhalb des Fahrbahnbelags beschränkt, sondern umfasst auch Bereiche unterhalb der sichtbaren Oberfläche des Fahrbahnbelags, das heißt auch die Fahrbahn oder den Fahrbahnbelag als solchen.
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Der Aufenthaltsort eines Fahrzeugs des Platoons kann als dessen aktuelle Position während der Fahrt verstanden werden. Ebenso kann es sich bei dem Aufenthaltsort auch um die Fahrzeugposition in Ruhe, beispielsweise eine Ruheposition eines Fahrzeugs vor dessen Anfahren handeln. Der Aufenthaltsort kann grundsätzlich in jedem ein-, zwei- oder dreidimensionalen Koordinatensystem mittels Sensorik bestimmt werden. Ebenso ist es denkbar, dass dieser aus einer externen Datenquelle bezogen auf die aktuelle Fahrzeugposition oder im Fahrzeugkoordinatensystem abgerufen werden kann. Als eindimensionales Koordinatensystem für das Festlegen des Aufenthaltsorts kann beispielweise eine Kilometrierung oder Stationierung entlang einer Fahrbahnachse verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich kann als zweidimensionales Koordinatensystem für das Festlegen des Aufenthaltsorts auch ein regionales oder globales Koordinatensystem, beispielsweise ein geodätisches oder amtliches Koordinatensystem, verwendet werden. Als dreidimensionales Koordinatensystem kann ein globales Koordinatensystem, beispielsweise das Koordinatensystem eines satellitengestützten Positionierungssystems, beispielsweise eines GNSS-Systems, verwendet werden. Bei dem Aufenthaltsort kann es sich somit um entsprechend dimensionierte Koordinaten oder um einen entsprechenden Ortsvektor handeln.
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Der lokale Bezug der Fahrbahnoberflächeneigenschaft kann hinsichtlich einer räumlichen oder örtlichen Begrenzung der Fahrbahnoberfläche verstanden werden. Beispielsweise kann dieser hinsichtlich eines räumlich auf den Aufenthaltsort eines Fahrzeugs bezogenen lokalen Bereich verstanden werden. Dieser Bereich kann vor, unter und/oder nach dem aktuellen Aufenthaltsort des Fahrzeugs liegen. Das Bestimmen der lokalen Fahrbahnoberflächeneigenschaft kann somit in einem örtlich definierten Bereich vor, unter und/oder nach einer aktuellen Fahrzeugposition erfolgen. Ein solcher örtlich definierte Bereich kann in seiner Ausdehnung, beispielsweise in einer Draufsicht, kleiner sein als ein Fahrzeugumriss oder ein zwischen zwei Fahrzeugen aufgespannter Bereich innerhalb des Platoons. Das Bestimmen einer lokalen Fahrbahnoberflächeneigenschaft an einem Aufenthaltsort eines Fahrzeugs des Platoons kann somit örtlich an dem Aufenthaltsort des Fahrzeugs selbst erfolgen und/oder räumlich definiert innerhalb des Umfelds des Fahrzeugs, das heißt beabstandet zum Fahrzeugaufenthaltsort als solchen. Zwischen der aktuellen Fahrzeugposition und der Position der Oberflächeneigenschaftsbestimmung kann somit ein räumlicher Vektor oder Offset bestimmt werden, um die Position der Bestimmung mit der Fahrzeugposition eines oder mehrerer Platoonfahrzeuge in räumlichen Bezug zu bringen.
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Platooning bietet die Möglichkeit des Führens von mehreren Fahrzeugen durch einen Fahrer im führenden Fahrzeug. Ein vorausfahrendes Fahrzeug kann demnach von einem Fahrer manuell geführt werden, wobei mindestens ein nachfolgendes Fahrzeug dem vorausfahrenden Fahrzeug autonom folgen kann. Das in einem Platoon vorausfahrende Fahrzeug kann jedoch auch ein autonomes Fahrzeug sein, das heißt alle in dem Platoon fahrenden Fahrzeuge können autonom fahren.
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Die Fahrzeuge des Platoons, das heißt die Platoonfahrzeuge, können in ein vorausfahrendes Fahrzeug und in ein nachfolgendes Fahrzeug unterteilt werden. Ein vorausfahrendes Fahrzeug kann durch ein sich Anschließen des Platoons an ein neues vorausfahrendes Fahrzeug zu einem nachfolgenden Fahrzeug werden. Ein nachfolgendes Fahrzeug kann durch ein Ausscheren des vorausfahrenden Fahrzeugs aus dem Platoon zu einem neuen vorausfahrenden Fahrzeug werden kann. Entsprechende Wechsel können auch durch entsprechende Überholvorgänge erzielt werden. Ein Platoonfahrzeug als solches kann daher sowohl die Rolle eines vorausfahrendes als auch die Rolle eines nachfolgendes Platoonfahrzeugs einnehmen. Das vorausfahrende Fahrzeug kann alternativ auch als Führungsfahrzeug und das nachfolgende Fahrzeug als Folgefahrzeug bezeichnet werden.
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Das Verfahren weist als weiteren Verfahrensschritt ein Anpassen eines Abstands zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem nachfolgenden Fahrzeug durch eines dieser Fahrzeuge basierend auf den bestimmten lokalen Fahrbahnoberflächeneigenschaften auf. Ein Abstand zwischen zwei Fahrzeugen des Platoons kann sich grundsätzlich auf die direkte Distanz oder die Entfernung zwischen diesen in dem Platoon hintereinanderfahrenden Fahrzeugen beziehen. Das Anpassen eines Abstands kann dessen Verringern, Vergrößern oder dessen Konstanthalten umfassen. Die jeweilige Abstandsänderung kann durch jedes der hintereinanderfahrenden Fahrzeuge durch Beschleunigen, Verzögern oder ein Konstanthalten der Geschwindigkeit erzielt werden.
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Im Rahmen der Erfindung kann damit ein Verlauf oder Gradient einer Fahrbahnoberflächeneigenschaft über den Platoon bestimmt werden. So können lokale Unterschiede dieser Eigenschaft über die räumliche Ausdehnung des Platoons bei der Anpassung einzelner Fahrzeugabstände berücksichtigt werden. Eine individuelle Abstandsanpassung kann so insbesondere in Abhängigkeit vom jeweiligen Aufenthaltsort der Fahrzeuge und den dort im Einzelnen vorliegenden Fahrbahnoberflächenbeschaffenheiten erfolgen. Mit anderen Worten können in einem Platoon auf aufeinanderfolgende Fahrzeuge bezogene Fahrbahnoberflächeneigenschaft paarweise beziehungsweise kaskadenartig berücksichtigt werden, um den Abstand zwischen jeweils zwei Fahrzeugen anzupassen. Dies dient der Erhöhung der Sicherheit.
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Die Anpassung von Abständen zwischen jeweils zwei Fahrzeugen eines Platoons an einen innerhalb der räumlichen Ausdehnung des Platoons vorhandenen Verlauf einer Fahrbahnoberflächeneigenschaft kann fortlaufend erfolgen. So kann eine fahrzeugspezifische Interaktion zwischen Fahrzeug und aktuell befahrender Fahrbahn für die Abstandswahl berücksichtigt werden. Das Konzept kann daher ein mitfahrendes System zur automatischen Abstandsanpassung in Quasi-Echtzeit sein.
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Neben der Abstandsanpassung können die bestimmten lokalen Fahrbahnoberflächeneigenschaften zusätzlich auch eine Entscheidungsgrundlage für ein Auflösen oder ein Bilden eines Platoons darstellen. Dies kann in Reaktion auf entsprechende übertragene Daten und beispielsweise in Reaktion auf temporäre Änderungen oder lokale Unterschiede in den lokalen Fahrbahnoberflächeneigenschaften erfolgen.
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In einer Ausführungsform erfolgt mindestens einer der Schritte des Bestimmens der jeweiligen lokalen Fahrbahnoberflächeneigenschaft mittels zumindest auf dem vorausfahrenden Fahrzeug vorhandener Sensorik. Die Sensorik zum Erfassen der lokalen Fahrbahnoberflächeneigenschaft kann einen oder eine Vielzahl von Sensoren, beispielsweise ein Multisensorsystem, umfassen. Der Sensor oder die Sensoren können zumindest teilweise an dem vorausfahrenden Fahrzeug angeordnet sein. Obwohl eine entsprechende Anordnung allein an dem vorausfahrenden Fahrzeug ausreichend sein kann, können auch weitere Fahrzeuge des Platoons mit einer entsprechenden Sensorik ausgerüstet sein. Bei der Sensorik kann es sich um berührungslos messende Sensorik handeln, um geometrische Informationen oder materialbezogene Informationen der Oberfläche oder des Fahrbahnbelags zu erfassen. Beispielsweise kann die Sensorik einen Lidar-, Radar-, Ultraschall-, Infrarot und/oder Videosensor aufweisen. Das Vorsehen fahrzeugeigener Sensorik zur Fahrbahnoberflächenerfassung ist vorteilhaft, da so eine autarke Gewinnung von aktuellen für das Platoon relevanten Fahrbahnoberflächeneigenschaft möglich ist. So kann auf temporäre oder plötzlich auftretende Änderungen einer derartigen Eigenschaft durch eine Abstandsanpassung schnell und lokal hochaufgelöst reagiert werden kann.
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Alternativ oder zusätzlich erfolgt in einer weiteren Ausführungsform mindestens einer der Schritte des Bestimmens der jeweiligen lokalen Fahrbahnoberflächeneigenschaft mittels Zugreifen auf eine externe Datenquelle. Das sensorbasierte Erfassen einer Fahrbahnoberflächeneigenschaft kann so durch externe Daten ergänzt, temporär ersetzt oder dauerhaft ersetzt werden. Mehrere Fahrbahnoberflächeneigenschaften können auch zum Teil mittels Sensorik und zum Teil basierend auf externen Daten bestimmt werden. Eine Fahrbahnoberflächeneigenschaft kann somit auch auf Grundlage von fahrzeugeigenen Sensordaten und externen Daten berechnet und so bestimmt werden. Das Zugreifen auf externe Daten ist dann vorteilhaft, wenn Fahrzeuge nicht mit entsprechender Sensorik ausgerüstet sind oder derartige Sensorik nicht lückenlos zur Datenerfassung im Verkehr geeignet ist. Auf Basis externer Daten kann somit ein lückenloses Bestimmen einer Fahrbahnoberflächeneigenschaft realisiert werden. Die über die externe Datenquelle bereitgestellten Fahrbahnoberflächeneigenschaften können durch einen Straßenbetreiber, einen Dienstleister oder auf andere Art und Weise erfasst worden sein.
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Beim Bestimmen der jeweiligen lokalen Fahrbahnoberflächeneigenschaft mittels Zugreifen auf eine externe Datenquelle kann eine solche Oberflächeneigenschaft an einem Aufenthaltsort eines Fahrzeugs auch mittels Interpolation bestimmt werden. Dies ist dann von sinnvoll, wenn die vorhandenen Daten an festen Orten den aktuellen Aufenthaltsort des Fahrzeugs nicht umfassen.
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Eine weitere Ausführungsform weist ein Übertragen der an dem Aufenthaltsort des vorausfahrenden Fahrzeugs bestimmten lokalen Fahrbahnoberflächeneigenschaft an das dem vorausfahrenden Fahrzeug nachfolgende Fahrzeug auf. So sind ein Datenaustausch und eine Datensynchronisierung möglich. So ist es möglich, dass allein das vorausfahrende Fahrzeug Daten an seinen aktuellen Aufenthaltsorten bestimmt, da diese während der Fahrt des Platoons zu vorübergehenden Aufenthaltsorten eines nachfolgenden Fahrzeugs werden können.
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Das Übertragen der an dem Aufenthaltsort des vorausfahrenden Fahrzeugs bestimmten lokalen Fahrbahnoberflächeneigenschaft an mehrere dem vorausfahrenden Fahrzeug nachfolgende Fahrzeuge kann stufenartig oder kaskadenartig erfolgen. So kann eine ortsbezogene lokale Fahrbahnoberflächeneigenschaft innerhalb des Platoons weitergereicht werden. Alternativ oder zusätzlich kann ein Übertragen einer an dem Aufenthaltsort des dem vorausfahrenden Fahrzeug nachfolgenden Fahrzeug bestimmten lokalen Fahrbahnoberflächeneigenschaft auch umgekehrt von jenem Fahrzeug an das vorausfahrende Fahrzeug erfolgen. Somit ist es möglich, dass eine Steuerung zum Anpassen eines Abstands zwischen einzelnen Platoonfahrzeugen auf einen Verlauf der lokalen Fahrbahnoberflächeneigenschaft über den Platoon zugreifen kann. Folglich kann jedes Fahrzeug Unterschiede bezüglich einer lokalen Fahrbahnoberflächeneigenschaft bei dessen Abstandswahl zu benachbarten Fahrzeugen beachten.
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Im Rahmen des Bestimmens einer Fahrbahnoberflächeneigenschaft kann eine Rauigkeit der Fahrbahn, ein Belagtyp der Fahrbahn, eine Temperatur der Fahrbahn und/oder ein Vorhandensein eines Fremdstoffes bestimmt werden. Auch andere Fahrbahnoberflächeneigenschaften sind hier denkbar. Bei dem Fremdstoff kann es sich um Wasser, Schnee, Eis, eine Fahrbahnverschmutzung und/oder einen sonstigen Fremdstoff handeln. Bei der Fahrbahnverschmutzung kann es sich um Staub, Sand und/oder Laub handeln. Die Rauigkeit oder Rauheit kann sich auf die Fahrbahn selbst und/oder auf einen sich auf der Fahrbahn befindlichen Fremdstoff beziehen. Bei dem Belagtyp der Fahrbahn kann es sich beispielsweise um Asphalt oder Beton handeln. Die Temperatur der Fahrbahn kann Aufschluss über ein potentielles Gefrieren von Regen auf der Fahrbahn geben. Es kann auch ein Vorhandensein von Salz bestimmt werden, um die Gefahr einer vereisten Fahrbahn zu beurteilen.
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Die Kenntnis einer oder mehrere derartiger Fahrbahnoberflächeneigenschaften kann beispielsweise dann von Vorteil sein, wenn das Platoon in einen Tunnel einfährt oder auf eine Brücke auffährt. Eine Fahrbahnoberflächeneigenschaft zwischen diesen Bauwerken und der anschließenden Straße kann nämlich stark variieren. Beispielsweise kann die Fahrbahn in einem Tunnel im Gegensatz zur angrenzenden Straße nicht vereist sein. Die Fahrbahn auf einer Brücke kann wiederum im Gegensatz zur angrenzenden Straße vereist sein, da zwischen den entsprechenden Straßenabschnitten unterschiedliche Temperaturen oder Witterungsverhältnisse vorliegen können. Eine individuelle Abstandsanpassung zwischen einzelnen Fahrzeugen des Platoons ist hier vorteilhaft, da andernfalls die Gefahr eines Auffahrunfalls droht.
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Eine weitere Ausführungsform weist als zusätzliche Verfahrensschritte ein Ermitteln eines Reibbeiwerts zwischen Fahrbahn und den Rädern des vorausfahrenden Fahrzeugs auf. Die Ermittlung kann auf Basis der an dem Aufenthaltsort des vorausfahrenden Fahrzeugs bestimmten lokalen Fahrbahnoberflächeneigenschaft erfolgen. Ferner kann ein Ermitteln eines Reibbeiwerts zwischen Fahrbahn und den Rädern des Fahrzeugs vorgesehen sein, welches dem vorausfahrenden Fahrzeug nachfolgt. Dieses Ermitteln kann zumindest auf Basis der lokalen Fahrbahnoberflächeneigenschaft erfolgen, welche an dem Aufenthaltsort des nachfolgenden Fahrzeugs bestimmt wurde. Die Anpassung des Abstands zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem nachfolgenden Fahrzeug kann auf Basis der ermittelten Reibbeiwerte erfolgen. Der Reibbeiwert, welcher auch als Reibungskoeffizient oder Straße-Rad-Reibfaktor bezeichnet werden kann, kann so fahrzeugspezifisch in Abhängigkeit der lokalen Fahrbahnoberflächeneigenschaft und den Rädern eines Fahrzeugs bestimmt werden. Hierbei kann der Reifentyp des Fahrzeugs berücksichtigt werden. Im Rahmen dieser Ausführungsform kann ein Reibbeiwertverlauf über den Platoon beim individuellen Anpassen einzelner Fahrzeugabstände berücksichtigt werden.
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Eine weitere Ausführungsform weist ein Übertragen des zwischen Fahrbahn und den Rädern des vorausfahrenden Fahrzeugs ermittelten Reibbeiwerts an das dem vorausfahrenden Fahrzeug nachfolgende Fahrzeug auf. Die Übertragung kann wie oben ausgeführt erfolgen. Hier können auch unterschiedliche Reibbeiwerte für Räder eines Zugfahrzeugs und für Räder eines Anhängers bezüglich derselben lokalen Fahrbahnoberflächeneigenschaft berücksichtigt werden.
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Eine weitere Ausführungsform weist ein Zuweisen von Positionsinformation zu der an dem Aufenthaltsort des vorausfahrenden Fahrzeugs bestimmten lokalen Fahrbahnoberflächeneigenschaft auf. Die lokale Fahrbahnoberflächeneigenschaft an dem Aufenthaltsort des nachfolgenden Fahrzeugs kann basierend auf der lokalen Fahrbahnoberflächeneigenschaft des vorausfahrenden Fahrzeugs und dieser zugewiesenen Positionsinformation erfolgen. Die Positionsinformation kann eine relative Position zweier Fahrzeuge des Platoons, insbesondere eine Distanz, und/oder eine absolute Position, insbesondere Koordinaten in einem Koordinatensystem, aufweisen. Das Zuweisen einer derartigen Positionsinformation hat den Vorteil, dass das nachfolgende Fahrzeug in Kenntnis einer positionsgenauen Eigenschaft der Fahrbahnoberfläche an seinem zukünftigen Aufenthaltsort und am derzeitigen Aufenthaltsort des vorausfahrenden Fahrzeugs versetzt werden kann. Die Aufenthaltsorte der beiden Fahrzeuge können dabei zeitlich auseinanderfallen, beispielsweise dann, wenn die Fahrbahnoberflächeneigenschaft mit einem Sensor an dem vorausfahrenden Fahrzeug abgeleitet wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass eine ortsabhängige Kartierung der Fahrbahnoberflächeneigenschaft erzeugt werden kann.
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Die Positionsinformation kann beispielsweise mittels Odometrie oder eines satellitengestützten Positionserfassungssystems erfolgen. Hierfür kann ein GNSS-Empfänger, beispielsweise eine GPS-Antenne, auf einem Fahrzeug angeordnet sein. Basierend auf der erfassten Positionsinformation kann ferner abgeleitet werden, wie viele Fahrzeuge sich aktuell in dem Platoon befinden und mit welchen Abständen diese sich tatsächlich folgen.
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In einer weiteren Ausführungsform weist der Platoon zumindest ein weiteres nachfolgendes Fahrzeug auf. Das Verfahren kann ferner das Bestimmen einer lokalen Fahrbahnoberflächeneigenschaft an einem Aufenthaltsort des einen weiteren nachfolgenden Fahrzeugs des Platoons aufweisen. Das weitere nachfolgende Fahrzeug kann dem nachfolgenden Fahrzeug nachfolgen. Ferner kann das Verfahren das Anpassen eines Abstands zwischen dem nachfolgenden Fahrzeug und dem weiteren nachfolgenden Fahrzeug durch eines dieser Fahrzeuge vorsehen. Das Anpassen des Abstands kann dabei basierend auf den an den Aufenthaltsorten der drei Fahrzeuge bestimmten lokalen Fahrbahnoberflächeneigenschaft erfolgen. Die Abstandsanpassung für einen derartigen Platoon, welcher mindestens drei Fahrzeuge aufweist, kann pyramidenartig erfolgen. Das heißt, dass vorausfahrende Fahrzeug kann eine lokale Fahrbahnoberflächeneigenschaft auf mindestens zwei nachfolgende Fahrzeuge übertragen. Diese Ausführungsform kann in analoger Weise auch auf die Merkmale zum Ermitteln und Übertragen von Reibbeiwerten angewendet werden.
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In einer weiteren Ausführungsform ist ein Ermitteln von Bremsfähigkeiten der Fahrzeuge des Platoons und ein Anpassen des Abstands zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem nachfolgenden Fahrzeug in Abhängigkeit der ermittelten Bremsfähigkeiten vorgesehen. Die Bremsfähigkeit kann unter Berücksichtigung eventuell notwendiger Fahrzeugstabilisierungsmaßnahmen (ABS, ESP, etc.) berechnet werden. In Abhängigkeit der Bremsfähigkeiten können Sicherheitsabstände gewählt werden, um Kollisionen zu vermeiden. Unter Berücksichtigung eines aktuellen Wirkungsgrads der Fahrzeugbremsen kann dies weiter verbessert werden. Werden Bremsfähigkeiten zwischen Fahrzeugen des Platoons übertragen, können Fahrzeuge Bremswege anderer Fahrzeuge des Platoons berechnen. So kann die Gefahr einer Kollision bei einem notwendigen Bremsen verringert werden.
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In einer weiteren Ausführungsform ist zusätzlich ein Feststellen von Beschleunigungsfähigkeiten der Fahrzeuge des Platoons möglich. Dabei kann eine Beschleunigung des vorausfahrenden Fahrzeugs an die festgestellten Beschleunigungsfähigkeiten angepasst werden. Zwischen den Fahrzeugen übertragene Beschleunigungsfähigkeiten können dazu dienen, das Einhalten von gewählten Abständen einzuhalten. Beispielsweise kann bei einem hügeligen Fahrbahnverlauf so ein Auseinanderziehen des Platoons vermieden werden. Alternativ oder zusätzlich können eine aktuelle Fahrbahnneigung und ein aktueller Fahrwiderstand bezogen auf ein Fahrzeug, auch kombiniert mit dessen Position, ergänzend berücksichtigt werden. In Analogie zu einem PCC (Predictive Cruise Control) kann ein nachfolgendes Fahrzeug so in vorteilhafter Weise auf Fahrwiderstandsänderung durch z.B. Hoch- oder Rückschalten reagieren.
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Ferner können ein Verzögerungsziel, ein Beschleunigungsziel, ein Verzögerungsgradient und/oder ein Beschleunigungsgradient eines vorausfahrenden Fahrzeugs an mindestens ein weiteres nachfolgendes Fahrzeug bereitgestellt werden. Der Abstand zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem nachfolgenden Fahrzeug kann in Abhängigkeit dieser Ziele oder Gradienten angepasst werden. So kann die Abstandsanpassung effizienter durch eine entsprechende Vorgabe an eine Fahrzeugvorsteuerung gestaltet werden. Fährt das nachfolgende Fahrzeug beispielsweise auf ein vorausfahrendes Fahrzeug auf, wobei ein Abstandhaltesystem (ACC) mit einem bestimmten Gradienten verzögert, kann so eine harmonische, materialschonende und sichere Verzögerung des gesamten Platoons realisiert werden.
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Beim Ermitteln der Bremsfähigkeiten und beim Feststellen der Beschleunigungsfähigkeiten können insbesondere eine Fahrzeugmasse, eine Fahrzeugbeladung, eine Motorleistung und/oder ein Kennfeld des Antriebs berücksichtigt werden. Ebenso kann ein Luftwiderstandsbeiwert eines Fahrzeugs des Platoons berücksichtigt werden. Ferner kann eine Effektivität der Bremsen berücksichtigt werden. Diese fahrzeugspezifischen Werte können von einem Fahrzeug zum anderen übertragen werden.
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Eine weitere Ausführungsform weist ein Kommunizieren von zumindest einer der bestimmten lokalen Fahrbahnoberflächeneigenschaften an ein Informationssystem auf. Eine an das Informationssystem übermittelte Fahrbahnoberflächeneigenschaft kann in dem Informationssystem zumindest temporär gespeichert werden, Die Fahrbahnoberflächeneigenschaft kann ferner in Kombination mit einer Positionsangabe bereitgestellt werden. Das Informationssystem kann örtlich getrennt und extern des Platoons vorgesehen sein. Das Informationssystem kann ein Informationssystem zum Betreiben eines Platoons, ein Verkehrsinformationssystem oder ein Geographisches Informationssystem (GIS) sein. Auf das Informationssystem kann das Platoon selbst und/oder ein anderes Platoon und/oder ein anderes Fahrzeug als externe Datenquelle zugreifen. Unter einem anderen Fahrzeug soll ein Fahrzeug verstanden werden, welches keinem Platoon angehört. Dies kann vorteilhaft sein, da so eine mit dem Platoon erfasste lokale Fahrbahnoberflächeneigenschaft anderen Fahrzeugen bereitgestellt werden kann. Eine Vernetzung mit Fahrzeugen eines anderen Platoons oder anderen Verkehrsteilnehmern kann so ermöglicht werden. So kann beispielsweise ein cloud-basiertes Teilen von Fahrbahnoberflächeninformationen unter verschiedenen Verkehrsteilnehmern ermöglicht werden. Die zumindest eine bestimmte lokale Fahrbahnoberflächeneigenschaft kann Fahrzeugen mittels eines lesenden Zugriffs bereitgestellt werden. Auch kann die erfasste lokale Fahrbahnoberflächeneigenschaft von dem Informationssystem ausgesendet und von Fahrzeugen des Platoons selbst und/oder von Fahrzeugen eines anderen Platoons und/oder von anderen Fahrzeugen empfangen werden.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf eine Steuereinrichtung, die eingerichtet ist, um das Verfahren gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen auszuführen. Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Platoonfahrzeug, welches eine derartige Steuereinrichtung aufweist. Ein Platoonfahrzeug kann jedes Fahrzeug sein, welches dazu eingerichtet ist, um in einem Platoon zu fahren. Dabei kann es sich insbesondere um ein Nutzfahrzeug handeln, welches zum Transportieren von Gütern oder Personen ausgebildet ist. Ein Platoonfahrzeug kann ein Zugfahrzeug und einen Anhänger aufweisen. Hinsichtlich des Verständnisses der einzelnen Merkmale und deren Vorteile wird auf die obigen Ausführungen verwiesen.
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In einer Ausführungsform weist das Platoonfahrzeug Sensorik zum Erfassen einer lokalen Fahrbahnoberflächeneigenschaft auf. Alternativ oder zusätzlich kann das Platoonfahrzeug auch eine Empfangseinrichtung aufweisen. Die Empfangseinrichtung kann zum Empfangen von Information über lokale Fahrbahnoberflächeneigenschaften von einer externen Datenquelle ausgebildet sein. Die externe Datenquelle kann wie oben beschrieben ausgebildet sein.
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Figurenliste
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- 1 zeigt ein Ablaufdiagramm von Verfahrensschritten eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Anpassen eines Abstands zwischen in einem Platoon fahrenden Fahrzeugen an eine Fahrbahnoberflächeneigenschaft.
- 2 zeigt ein Platoon in einer Draufsicht zur weiteren Erläuterung des Verfahrens gemäß 1.
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Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
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In 1 sind Verfahrensschritte S1, S2, S3, S4 zum Anpassen eines aktuellen Abstands 22, 24 zwischen in einem Platoon 10 fahrenden Fahrzeugen 12, 14, 16 an eine Fahrbahnoberflächeneigenschaft (nicht gezeigt) in einer möglichen zeitlichen Abfolge dargestellt.
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In einem ersten Verfahrensschritt S1 wird eine lokale Fahrbahnoberflächeneigenschaft an den jeweiligen Aufenthaltsorten 13, 15, 17 der Fahrzeuge 12, 14, 16 des Platoons 10 bestimmt. In einem ersten Unterschritt S1a wird die lokale Fahrbahnoberflächeneigenschaft am Aufenthaltsort 13 eines vorausfahrenden Fahrzeugs 12 bestimmt. In einem zweiten Unterschritt S1b wird die lokale Fahrbahnoberflächeneigenschaft am Aufenthaltsort 15 eines ersten nachfolgenden Fahrzeugs 14 bestimmt. In einem dritten Unterschritt S1c wird die lokale Fahrbahnoberflächeneigenschaft am Aufenthaltsort 17 eines zweiten nachfolgenden Fahrzeugs 16 bestimmt, falls der Platoon 10, wie in den 1 und 2 dargestellt, mindestens drei Fahrzeuge 12, 14, 16 umfasst. Die Unterschritte S1a, S1b, S1c können zeitgleich oder aufeinanderfolgend ausgeführt werden.
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In einem zweiten Verfahrensschritt S2 wird ein fahrzeugspezifischer Reibbeiwert (nicht gezeigt) an den jeweiligen Aufenthaltsorten 13, 15, 17 der Fahrzeuge 12, 14, 16 des Platoons 10 ermittelt. Dies erfolgt auf Basis der im Verfahrensschritt S1 bestimmten lokalen Fahrbahnoberflächeneigenschaften. In einem ersten Unterschritt S2a wird der Reibbeiwert für das vorausfahrende Fahrzeug 12 an dessen Aufenthaltsort 13 bestimmt. In einem zweiten Unterschritt S2b wird der Reibbeiwert für das erste nachfolgende Fahrzeug 14 an dessen Aufenthaltsort 15 bestimmt. In einem dritten Unterschritt S2c wird in dieser Ausführungsform der Reibbeiwert für das zweite nachfolgende Fahrzeug 16 an dessen Aufenthaltsort 17 bestimmt. Die Unterschritte S2a, S2b, S2c können zeitgleich oder aufeinanderfolgend ausgeführt werden.
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In einem dritten Verfahrensschritt S3 werden die in Verfahrensschritt S2 ermittelten Reibbeiwerte von einem Fahrzeug 12, 14 zu einem anderen Fahrzeug 14, 16 übertragen. In einem ersten Unterschritt S3a wird der am Aufenthaltsort 13 des vorausfahrenden Fahrzeugs 12 ermittelte Reibbeiwert an das dem vorausfahrenden Fahrzeug 12 nachfolgende Fahrzeug 14 drahtlos übertragen. In einem zweiten Unterschritt S3b wird der am Aufenthaltsort 15 ermittelte Reibbeiwert an das diesem Fahrzeug 14 wiederum nachfolgende Fahrzeug 16 drahtlos übertragen.
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Auf dem ersten nachfolgenden Fahrzeug 14 liegen somit die an den Aufenthaltsorten 13, 15 ermittelten Reibbeiwerte vor. Auf dem zweiten nachfolgenden Fahrzeug 16 liegen somit ferner zumindest die an den Aufenthaltsorten 15, 17 des ersten und zweiten nachfolgenden Fahrzeugs 14, 16 ermittelten Reibbeiwerte vor.
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Basierend hierauf werden in einem vierten Verfahrensschritt S4 die Abstände 22, 24 zwischen den drei Fahrzeugen 12, 14, 16 angepasst. Die Anpassung des ersten Abstands 22 erfolgt in einem ersten Unterschritt S4a in Abhängigkeit des Unterschieds zwischen den an den Aufenthaltsorten 13, 15 des vorausfahrenden Fahrzeugs 12 und des ersten nachfolgenden Fahrzeugs 14 ermittelten Reibbeiwerten. Die Anpassung des zweiten Abstands 24 erfolgt in einem zweiten Unterschritt S4b in Abhängig des Unterschieds zwischen den an den Aufenthaltsorten 15, 17 des ersten und zweiten nachfolgenden Fahrzeugs 14, 16 ermittelten Reibbeiwerten. Die Unterschritte S4a und S4b können unabhängig voneinander erfolgen.
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In 2 ist ein Platoon 10 aus drei Fahrzeugen 12, 14, 16 dargestellt. Der Platoon bewegt sich auf einer Fahrbahn 11, auf welcher sich die jeweiligen Aufenthaltsorte 13, 15, 17 der Fahrzeuge 12, 14, 16 befinden.
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Zwischen dem Aufenthaltsort 13 des vorausfahrenden Fahrzeugs 12 und dem Aufenthaltsort 15 des ersten nachfolgenden Fahrzeugs 14 ist ein erster anzupassender Abstand 22 zwischen diesen Fahrzeugen 12, 14 vorhanden. Der Abstand 22 erstreckt sich zwischen dem Heck des vorausfahrenden Fahrzeugs 12 und der Front des ersten nachfolgenden Fahrzeugs 14. Zwischen dem Aufenthaltsort 15 des ersten nachfolgenden Fahrzeugs 14 und dem Aufenthaltsort 17 des zweiten nachfolgenden Fahrzeugs 16 ist ein zweiter anzupassender Abstand 24 vorhanden. Dieser Abstand 24 erstreckt sich zwischen dem Heck des ersten nachfolgenden Fahrzeugs 14 und der Front des zweiten nachfolgenden Fahrzeugs 16.
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Zum Erfassen und Bestimmen der lokalen Oberflächeneigenschaft der Fahrbahn 11 ist an dem vorausfahrenden Fahrzeug 12 ein Sensor 32 angeordnet, wie beispielsweise in diesem Ausführungsbeispiel an der Front des Fahrzeugs 12. Optional sind für den gleichen Zweck und in gleicher Weise auch an den nachfolgenden Fahrzeugen 14, 16 Sensoren 34, 36 angeordnet. Mit dem ersten Sensor 32 am vorausfahrenden Fahrzeug 12 wird die lokale Oberflächeneigenschaft bezogen auf einen ersten Fahrbahnbereich 21 vor dem vorausfahrenden Fahrzeug 12 erfasst und bestimmt. Mit dem zweiten Sensor 34 am ersten nachfolgenden Fahrzeug 14 wird die lokale Oberflächeneigenschaft bezogen auf einen zweiten Fahrbahnbereich 23 vor dem ersten nachfolgenden Fahrzeug 14 erfasst und bestimmt. Mit dem dritten Sensor 36 am zweiten nachfolgenden Fahrzeug 16 wird die lokale Oberflächeneigenschaft bezogen auf einen dritten Fahrbahnbereich 25 vor dem zweiten nachfolgenden Fahrzeug 16 erfasst und bestimmt. Die bezogen auf die Fahrbahnbereiche 21, 23, 25 bestimmten lokalen Oberflächeneigenschaften werden in dieser Ausführungsform entsprechenden Aufenthaltsorten 13, 15, 17 der Fahrzeuge 12, 14, 16 zugewiesen.
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Auf jedem Fahrzeug 12, 14, 16 ist ein Steuergerät 50 vorhanden, welches mit dem jeweiligen Sensor 32, 34, 36 verbunden ist. Zudem kann das Steuergerät 50 eine jeweilige drahtlose Datenverbindung 42 zu einer externen Datenquelle 40 aufbauen. Basierend hierauf ist das Steuergerät 50 eingerichtet, um die Verfahrensschritte S1 bis S4 und deren jeweilige Unterschritte durchzuführen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Platoon
- 11
- Fahrbahn
- 12
- vorausfahrendes Fahrzeug
- 13
- Aufenthaltsort vorausfahrendes Fahrzeug
- 14
- erstes nachfolgendes Fahrzeug
- 15
- Aufenthaltsort erstes nachfolgendes Fahrzeug
- 16
- zweites nachfolgendes Fahrzeug
- 17
- Aufenthaltsort zweites nachfolgendes Fahrzeug
- 21
- erster Fahrbahnbereich
- 22
- erster Abstand
- 23
- zweiter Fahrbahnbereich
- 24
- zweiter Abstand
- 25
- dritter Fahrbahnbereich
- 32
- Sensor vorausfahrendes Fahrzeug
- 34
- Sensor erstes nachfolgendes Fahrzeug
- 36
- Sensor zweites nachfolgendes Fahrzeug
- 40
- externe Datenquelle
- 42
- Datenverbindung
- 50
- Steuergerät
- S1
- Bestimmung lokale Fahrbahnoberflächeneigenschaft
- S1a
- Bestimmungsschritt vorausfahrendes Fahrzeug
- S1b
- Bestimmungsschritt nachfolgendes Fahrzeug
- S1c
- Bestimmungsschritt weiteres nachfolgendes Fahrzeug
- S2
- Ermittlung Reibbeiwert
- S2a
- Ermittlungsschritt vorausfahrendes Fahrzeug
- S2b
- Ermittlungsschritt nachfolgendes Fahrzeug
- S2c
- Ermittlungsschritt weiteres nachfolgendes Fahrzeug
- S3
- Übertragung Reibbeiwert
- S3a
- erster Übertragungsschritt
- S3b
- zweiter Übertragungsschritt
- S4
- Abstandsanpassung
- S4a
- erster Abstandsanpassungsschritt
- S4b
- zweiter Abstandsanpassungsschritt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2016/182489 A1 [0002]
- WO 2016/065055 A1 [0002]
