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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Platoons, welches eine Vielzahl von Fahrzeugen aufweist. Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Steuersystem zum Ausführen dieses Verfahrens, eine Systemanordnung mit diesem Steuersystem und einem Betriebsvorgeber, und einen Streckenabschnitt mit dieser Systemanordnung.
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Stand der Technik
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Ein Platoon kann als ein Fahrzeugsystem beschrieben werden, bei welchem eine Vielzahl von Fahrzeugen, das heißt mindestens zwei Fahrzeuge, zumindest teilautomatisiert hintereinanderfahren können. Ein derartiges Platoon kann auch als elektronische Deichsel bezeichnet werden. Mit anderen Worten weist ein Platoon mindestens zwei in einem Konvoi, in einem Fahrzeugzusammenschluss oder in einem Fahrzeugverband fahrende Fahrzeuge auf. In der
DE 10 2016 003 252 A1 ist ein Verfahren zum Ermitteln von Geschwindigkeitsprofilen für einen Fahrzeugverband beschrieben.
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Darstellung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines Platoons, welches eine Vielzahl von Fahrzeugen aufweist. Das Betreiben eines Platoons kann auch als Platooning bezeichnet werden. Das Verfahren kann sich auf das Betreiben eines autonomen Platoons in dessen Betrieb beziehen. In dem autonomen Platoon können sich mehrere Fahrzeuge autonom bewegen beziehungsweise autonom fahren.
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Das Betreiben eines Platoons kann ein Bilden, ein Auflösen und/oder Aufrechterhalten eines Platoons betreffen. Das Verfahren kann einen Entscheidungsschritt aufweisen. In diesem Schritt kann entschieden werden, ob Fahrzeuge autonom oder fahrergeführt fahren sollen. Die Entscheidung kann basierend auf einer Vorgabe von außerhalb des Platoons getroffen werden. Die Entscheidung kann dabei alle Fahrzeuge des Platoons betreffen. Die Entscheidung kann alternativ auch ein einzelnes oder mehrere Fahrzeuge des Platoons betreffen. Ein Bilden oder Auflösen eines Platoons ermöglicht in vorteilhafter Weise, einen Lastverkehr auf einem bestimmten Streckenabschnitt zu regeln, beispielsweise in Platoons zu konzentrieren.
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Das Betreiben eines Platoons kann auch ein Steuern, Regeln, Führen und/oder Lenken von mindestens einem Fahrzeug der Vielzahl von Fahrzeugen des Platoons aufweisen. Das Betreiben eines Platoon kann damit auch ein Eingreifen in das Fahrverhalten oder die Fahrdynamik von mindestens einem Fahrzeug des Platoons aufweisen. Das Betreiben des Platoons kann somit das Verhalten einzelner Fahrzeuge innerhalb des Platoons betreffen. In einem zusätzlichen oder alternativen Entscheidungsschritt kann entschieden werden, ob und gegebenenfalls wie der Betrieb des bestehenden Platoons an eine Vorgabe von außen angepasst werden kann. Ein derartiges Anpassen kann ohne ein Auflösen des Platoons als solchen durchgeführt werden.
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Der Platoon kann ein vorausfahrendes Fahrzeug und mindestens ein dem vorausfahrenden Fahrzeug folgendes Fahrzeug aufweisen. Der Platoon kann durch einen Fahrer im vorausfahrenden Fahrzeug geführt beziehungsweise betrieben werden. Verfahrensschritte können demnach automatisch und/oder von dem Fahrer ausgeführt werden. Das vorausfahrende Fahrzeug kann so von einem Fahrer manuell betrieben werden, wobei das mindestens eine nachfolgende Fahrzeug dem vorausfahrenden Fahrzeug autonom folgen kann. Die nachfolgenden Fahrzeuge können hierbei vom vorausfahrenden Fahrzeug ausgehend ferngesteuert betrieben werden.
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Das in dem Platoon vorausfahrende Fahrzeug kann jedoch auch ein autonomes Fahrzeug sein, das heißt alle in dem Platoon fahrenden Fahrzeuge können autonom fahren. Der Platoon kann so von außerhalb betrieben werden. Mit anderen Worten kann der Platoon vollständig fahrerlos betrieben werden. Verfahrensschritte können demnach automatisch beziehungsweise ferngesteuert ausgeführt werden. Ein Fahrzeug des Platoons kann jedes Fahrzeug sein, welches dazu eingerichtet ist, um in einem Platoon zu fahren. Ein derartiges Fahrzeug kann auch als Platoonfahrzeug bezeichnet werden. Dabei kann es sich insbesondere um ein Nutzfahrzeug handeln, welches zum Transportieren von Gütern oder Personen ausgebildet ist. Ein Fahrzeug eines Platoons kann ein Zugfahrzeug und einen Anhänger aufweisen.
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Das Verfahren weist als weiteren Verfahrensschritt ein Empfangen einer Betriebsvorgabe für einen Betrieb des Platoons auf. Zunächst wird die Betriebsvorgabe hierzu von außerhalb des Platoons bereitgestellt. Die bereitgestellte Betriebsvorgabe wird durch mindestens ein Fahrzeug des Platoons empfangen.
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Die von außerhalb des Platoons bereitgestellte Betriebsvorgabe kann als externe oder äußere Betriebsvorgabe bezeichnet werden. Eine außerhalb des Platoons bereitgestellte Betriebsvorgabe kann räumlich beziehungsweise örtlich außerhalb des Platoons bereitgestellt werden. Eine derart von außen bereitgestellte Betriebsvorgabe kann jedes von außerhalb des Platoons ausgesandte Signal aufweisen. Die Betriebsvorgabe kann somit auch als externes Signal verstanden werden. Das externe Signal kann ein externes Steuersignal zum Steuern eines Betriebsablaufs des Platoons sein. Die Betriebsvorgabe kann dem Platoon von einem sich außerhalb des Platoons befindenden Signalgeber oder von einer sich außerhalb des Platoons befindenden Signalisierung bereitgestellt werden. Bei dem Signalgeber kann es sich um einen externen Signalgeber und bei der Signalisierung um eine externe Signalisierung handeln. Die von außen bereitgestellte Betriebsvorgabe kann auch jeden von außerhalb des Platoons an den Platoon übermittelten Befehl aufweisen. Die Betriebsvorgabe kann somit auch als externer Befehl verstanden werden.
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Die Betriebsvorgabe kann beispielsweise von einem Streckenabschnittsbetreiber, einem Autobahnbetreiber, einem Tunnelbetreiber und/oder einem Betreiber einer sonstigen Straße oder baulichen Anlage bereitgestellt werden. Die Betriebsvorgabe kann basierend auf einem entsprechenden Sicherheitsdispositiv, beispielsweise einem tunnelspezifischen Sicherheitsdispositiv, bereitgestellt werden. Die Betriebsvorgabe kann auch von einer Behörde oder Organisation mit einer Sicherheitsaufgabe (BOS) oder einem Einsatzfahrzeug bereitgestellt werden. Die bereitgestellte Betriebsvorgabe kann so beispielsweise bei einer Alarmfahrt mit Blaulicht und/oder Horn von dem Platoon empfangen werden, um auf das nahende Einsatzfahrzeug zu reagieren. Externe Reglements und/oder Vorschriften betreffend das Erlauben oder Verbieten eines Platooning können so von externen Stellen im Verkehr effektiv umgesetzt werden.
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Die bereitgestellte Betriebsvorgabe kann durch ein Verkehrssignal bereitgestellt werden. Bei dem Verkehrssignal kann es sich um ein Signal im Straßenverkehr handeln. Die bereitgestellte Betriebsvorgabe kann daher durch jedes an einem von dem Platoon befahrbaren Streckenabschnitt aufgestelltes oder angezeigtes Zeichen oder Signal bereitgestellt werden, welches eine Regel, ein Gebot oder ein Verbot für den Betrieb des Platoons auf dem Streckenabschnitt definiert. Die derart bereitgestellte Betriebsvorgabe kann ein Formsignal, ein Lichtsignal und/oder ein Akustiksignal oder ein entsprechendes Zeichen sein. Die Betriebsvorgabe kann stationär entlang des Streckenabschnitts bereitgestellt werden. Die Betriebsvorgabe kann auch dynamisch, beispielsweise auf einem anderen Fahrzeug, auf oder neben dem Streckenabschnitt bereitgestellt werden.
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Ein Bereitstellen der Betriebsvorgabe kann auch als ein Signalisieren der Betriebsvorgabe verstanden werden. Das Bereitstellen der Betriebsvorgabe kann ein Anzeigen, ein Ausstrahlen, ein Aussenden, ein Kommunizieren und/oder ein Übermitteln der Betriebsvorgabe aufweisen. Die Betriebsvorgabe für den Betrieb des Platoons kann als solche eine Vorgabe betreffend einen Betriebszustand oder betreffend einen Fahrzustand zumindest eines Fahrzeugs umfassen. Die Betriebsvorgabe kann somit einen Betriebsmodus oder einen Fahrtmodus des Platoons vorgeben.
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Das Empfangen der Betriebsvorgabe kann von einem auf zumindest einem Fahrzeug des Platoons, beispielsweise auf dem vorausfahrenden Fahrzeug, angeordneten Signalempfänger durchgeführt werden. Hierfür kann es sich bei dem Signalempfänger um jeden Sensor handeln, welcher dazu ausgebildet ist, eine von außerhalb des Platoons bereitgestellte Betriebsvorgabe auf dem zumindest einen Fahrzeug des Platoons zu erfassen oder zu detektieren. In einer Ausführungsform wird die bereitgestellte Betriebsvorgabe durch alle Fahrzeuge des Platoons empfangen. Hierfür kann jedes Fahrzeug des Platoons einen Signalempfänger aufweisen. Die von einem Fahrzeug des Platoons empfangene Betriebsvorgabe kann auch an andere Fahrzeuge des Platoons oder an ein Fahrzeug eines anderen Platoons übermittelt werden.
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Das Verfahren weist als weiteren Verfahrensschritt ein Anpassen des Betriebs des Platoons als Reaktion auf die durch mindestens ein Fahrzeug des Platoons empfangene Betriebsvorgabe auf.
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Das Anpassen des Betriebs des Platoons kann ein Anpassen eines Betriebsmodus oder eines Fahrtmodus von zumindest einem Fahrzeug des Platoons aufweisen. Der Betriebsmodus kann einen oder mehrere Betriebsparameter, beispielsweise einen Grad der Automatisierung eines Fahrzeugs, umfassen. Der Fahrtmodus kann einen oder mehrere Fahrzeugparameter, beispielsweise Fahrdynamikparameter eines Fahrzeugs, umfassen.
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Die Reaktion kann eine automatische Reaktion, eine Reaktion eines Fahrers und/oder eine Reaktion eines sich entfernt von einem fahrerlosen Platoon aufhaltenden Betreibers des Platoons umfassen. Einem Einleiten oder Auslösen der Reaktion kann ein Reaktionsmechanismus zugrunde liegen. Beispielsweise kann dieser Reaktionsmechanismus auf einer Logik basieren, welche eine oder mehrere Betriebsvorgaben logisch mit einer Änderung oder Aufrechterhaltung des Betriebs des Platoons verknüpft.
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Im Rahmen der Erfindung kann somit ein Platoon auch unter Berücksichtigung einer externen Vorgabe effizient betrieben werden, wobei der Platoon selbst und/oder ein Bediener des Platoons auf die Vorgabe reagieren kann. Die Erfindung kann daher in vorteilhafter Weise den Automatisierungsgrad eines Platoons steigern und somit den Fahrbetrieb eines Platoons effizienter gestalten. Ein selbstständiges Reagieren eines autonom fahrenden Platoons auf eine äußere Betriebsvorgabe kann ferner die Fahrsicherheit und das Einbinden derartiger Platoons in den bestehenden Straßenverkehr verbessern.
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In einer Ausführungsform weist der Verfahrensschritt des Empfangens der von außerhalb des Platoons bereitgestellten Betriebsvorgabe ein Empfangen eines visuellen Betriebssignals auf. Das visuelle Betriebssignal kann ein Lichtsignal aufweisen. Das Lichtsignal kann aktiv von einer Lichtquelle ausgesandt werden. Alternativ kann das Lichtsignal auf reflektiertem Sonnenlicht und/oder auf reflektiertem Scheinwerferlicht basieren. Das visuelle Betriebssignal kann temporär, alternierend oder dauerhaft von einem visuellen Signalgeber bereitgestellt werden. Der visuelle Signalgeber kann beispielsweise eine Lampe, eine Anzeige oder ein Schild sein. Die Anzeige oder das Schild können Fremdlicht reflektieren oder selbst Licht emittieren. Das visuelle Betriebssignal kann von einem visuellen Empfänger empfangen werden. Der visuelle Empfänger kann eine Kamera zum Aufnehmen des visuellen Betriebssignals aufweisen. Das visuelle Betriebssignal kann somit in einem erfassten Kamerabild abgebildet sein. Das Bereitstellen eines visuellen Betriebssignals hat den Vorteil, dass das Signal von einem auf einem Fahrzeug vorhandenen Umfelderfassungssystem und/oder von einem Fahrer des Fahrzeugs in einfacher Weise visuell wahrgenommen werden kann.
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In einer weiteren Ausführungsform wird das visuelle Betriebssignal durch ein Verkehrsschild bereitgestellt. Das Verkehrsschild kann entlang einem von dem Platoon befahrbaren Streckenabschnitt temporär oder dauerhaft angeordnet sein. Das Verkehrszeichen kann ein dauerhaftes Verkehrszeichen oder ein mechanisches oder lichtemittierendes Wechselverkehrszeichen beziehungsweise Wechselkennzeichen sein. Das Verkehrsschild kann auch als Verkehrszeichen, Beschilderung, Signalisation oder Signalisierung bezeichnet werden. Bei dem Verkehrszeichen kann es sich auch um eine Verkehrsmarkierung auf einer Fahrbahn handeln. Mit einem Verkehrsschild kann ein Straßenverkehr, an welchem der Platoon teilnehmen kann, grundsätzlich in vielfältiger Weise beeinfluss oder geregelt werden. Bei dem Verkehrsschild kann es sich grundsätzlich um jedes Verkehrszeichen der StVO handeln, welches auf den Betrieb eines Platoons angewendet werden kann. Hierzu kann ein Verkehrszeichen mit einem entsprechenden Sinnbild oder Zusatzzeichen für ein Platoon kombiniert sein. Beispielsweise kann das Verkehrsschild ein Gefahrzeichen, ein Vorschriftszeichen, ein Richtzeichen oder eine Fahrstreifentafel für ein Platoon aufweisen. Ein automatisiertes Reagieren eines Platoons auf ein von ihm erkanntes Verkehrsschild kann in vorteilhafter Weise die Fahrt eines Platoons effizient entlang eines Streckenabschnitts reglementieren. Zum Beispiel kann eine Wanderbaustelle so mittels eines kurzfristig und temporär aufgestellten Verkehrsschilds den Betrieb eines Platoons beeinflussen.
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Beispielhafte Verkehrsschilder können sinngemäß enthalten: Platooning verboten, Platooning erlaubt, Platooning nur auf einer rechten, einer mittleren oder auf einer linken Spur erlaubt, Spur nur für Fahrzeuge in einem Platoon befahrbar, Platooning im Tunnel nicht erlaubt.
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In einer weiteren Ausführungsform weist der Verfahrensschritt des Empfangens der von außerhalb des Platoons bereitgestellten Betriebsvorgabe ein Empfangen eines Funksignals auf. Das Funksignal kann ein elektromagnetisches oder elektronisches Signal aufweisen. Das Funksignal kann ein Radiosignal sein. Das Funksignal kann somit auf Funkwellen beziehungsweise Radiowellen basieren. Das Funksignal kann von einer Sendeantenne abgestrahlt werden. Das Funksignal kann temporär, alternierend oder dauerhaft von einem Funksender oder einem Transponder bereitgestellt werden. Das Funksignal kann von einer Empfangsantenne beziehungsweise einem Funkempfänger oder einem Transponder empfangen werden. Die bereitgestellte Betriebsvorgabe kann so einer Trägerfrequenz des Funksignals durch Modulation aufgeprägt werden und von der Sendeantenne als modulierte Welle abgestrahlt werden. In der Empfangsantenne kann die empfangene aufmodulierte Betriebsvorgabe wieder demoduliert werden. Das Bereitstellen eines funkbasierten Betriebssignals hat den Vorteil, dass das Funksignal von einem entfernten Ort, beispielsweise von einer Einsatzleitstelle bereitgestellt oder veranlasst werden kann. So kann beispielsweise aufgrund von sich in der Nähe des Platoons aufhaltender Einsatzfahrzeuge der Betrieb des Platoons auf den Einsatz abgestimmt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform ist das Funksignal ein Verkehrsfunksignal. Die bereitgestellte Betriebsvorgabe kann so via Verkehrsfunk oder DAB-Übertragung von zumindest einem Fahrzeug des Platoons empfangen werden. Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben (BOS) können so eine Betriebsvorgabe für einen Platoon einem Rundfunksender übermitteln, welcher den Verkehrsfunk mit der Betriebsvorgabe ausstrahlt. Beispielsweise können so Polizei, Feuerwehr, Rettungsdienste oder Automobilclubs Vorgaben für den Betrieb eines Platoons auf einem bestimmten Streckenabschnitt bereitstellen. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein Fahrer eines Platoons derartige Vorgaben für andere Platoons machen und diese dem Rundfunksender hierfür übermitteln. Ein Vorteil der Verwendung des Verkehrsfunks ist dessen flächendeckende Verfügbarkeit und einfache Empfangbarkeit über ein Fahrzeugradio.
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In einer weiteren Ausführungsform weist der Verfahrensschritt des Empfangens der von außerhalb des Platoons bereitgestellten Betriebsvorgabe ein Empfangen eines mittels Induktion erzeugten Signals auf. Bei der induktiven Signalübertragung können mit Hilfe der elektromagnetischen Induktion Nachrichtensignale kontaktlos übertragen werden. Das mittels Induktion erzeugte Signal kann einem Transponder bereitgestellt werden. Die Signalübertragung zum Transponder kann beispielsweise durch Ein- und Ausschalten eines hochfrequenten Magnetfeldes erfolgen, wodurch in einer Spule des Transponders eine elektrische Spannung induziert wird.
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In einer weiteren Ausführungsform weist der Verfahrensschritt des Empfangens der von außerhalb des Platoons bereitgestellten Betriebsvorgabe ein Empfangen eines Navigationssignals auf. Das Navigationssignal kann Informationen bezüglich einer SollPosition und/oder einer Ist-Position des Platoons aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann das Navigationssignal Informationen bezüglich einer Soll-Trajektorie und/oder einer Ist-Trajektorie des Platoons aufweisen. Die Trajektorie kann auch als abzufahrende Route des Platoons verstanden werden. Die bereitgestellte Betriebsvorgabe kann so von einem externen Navigationsdienst bereitgestellt werden, wobei diese mit Positionsinformationen und/oder Trajektorieninformationen kombiniert sein kann oder von dieser abhängig sein kann. Ein derartiges Bereitstellen einer Betriebsvorgabe ist vorteilhaft, da das Anpassen des Betriebs eines Platoons so in Abhängigkeit eines derzeitigen oder zukünftigen Aufenthaltsorts oder in Abhängigkeit einer gefahrenen oder abzufahrenden Route des Platoons erfolgen kann.
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In einer weiteren Ausführungsform ist das Navigationssignal ein Signal eines satellitengestützten Positionierungssystems. Das Navigationssignal kann ein Satellitensignal aufweisen. Das Navigationssignal kann ein GNSS-Signal eines GNSS-Satelliten sein, wobei das GNSS-Signal ein GPS-Signal, ein Galileo-Signal und/oder ein GLONASS-Signal aufweisen kann. Das GNSS-Signal kann auch eine GPS-Kennung eines Navigationsgeräts aufweisen. Das Navigationssignal kann auf Positionsinformation und/oder auf Zeitinformation basieren. Das GNSS-Signal kann von einem GNSS-Empfänger, welcher auf zumindest einem Fahrzeug des Platoons angeordnet sein kann, empfangen werden. Die bereitgestellte Betriebsvorgabe kann so von einem externen Navigationsdienst bereitgestellt werden, wobei diese mit der Positionsinformation und/oder mit der Zeitinformation des Navigationssignals kombiniert sein kann oder von dieser abhängig sein kann. Ein positionsabhängiges und/oder zeitabhängiges Bereitstellen der Betriebsvorgabe kann somit unter Verwendung des Navigationssignals durchgeführt werden. Ein derartiges Bereitstellen einer Betriebsvorgabe ist vorteilhaft, da somit Informationen aus einem Geoinformationssystem für das Anpassen des Betriebs eines Platoons berücksichtigt werden können.
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In einer weiteren Ausführungsform ist als zusätzlicher Verfahrensschritt ein Erkennen der empfangenen Betriebsvorgabe vorgesehen. Ein externes Betriebssignal kann so durch das mindestens eine Fahrzeug des Platoons ausgewertet und erkannt werden. Ein Erkennen eines visuellen Betriebssignals kann mittels Methoden der Bildverarbeitung oder Mustererkennung durch eine visuelle Auswerteeinheit zum Erkennen einer bereitgestellten visuellen Betriebsvorgabe ausgeführt werden. Ein Erkennen eines Funksignals als funkbasiertes Betriebssignal kann mittels Methoden der Nachrichtentechnik durch eine funkbasierte Auswerteeinheit zum Erkennen einer bereitgestellten funkbasierten Betriebsvorgabe ausgeführt werden. Ein Erkennen eines Navigationssignals als geodatenbasiertes Betriebssignal kann mittels geodätischer Methoden durch eine geodätische Auswerteeinheit ausgeführt werden. Ein derartig automatisches Erkennen einer Betriebsvorgabe hat den vorteilhaften Effekt, dass notwendige Maßnahmen zum Integrieren eines Platoons in den Straßenverkehr von einem Platoon selbstständig erkannt und berücksichtigt werden können.
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Der Verfahrensschritt des Anpassens des Betriebs des Platoons als Reaktion auf die empfangene Betriebsvorgabe kann zumindest eines von der nachfolgenden beispielhaften Liste aufweisen: Ein Erlauben beziehungsweise Bilden eines Platoons; ein Verbieten beziehungsweise Auflösen eines Platoons; ein Hinleiten oder Führen eines Platoons auf einen Fahrstreifen, eine Fahrspur oder einen Streckenabschnitt, welcher für den Platoon freigeben ist; ein Ableiten oder Umleiten eines Platoons von oder um einen Fahrstreifen, eine Fahrspur oder einen Streckenabschnitt, welcher für den Platoon gesperrt ist; ein Lenken oder Navigieren eines Platoons entlang einer abzufahrenden Route; ein Einstellen eines Fahrzeugabstands; ein Einstellen einer Fahrgeschwindigkeit, beispielsweise einer Mindestgeschwindigkeit oder einer Höchstgeschwindigkeit; ein Einstellen einer bestimmten Anzahl an Fahrzeugen, welche einen Platoon bilden; und/oder ein Stoppen beziehungsweise Anhalten eines Platoons. Derartige Betriebsvorgaben können ausschließlich den Betrieb eines Platoons oder auch den Betrieb einer größeren Bandbreite an Verkehrsteilnehmern, einschließlich Platoons, betreffen.
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In einer Ausführungsform weist der Verfahrensschritt des Anpassens des Betriebs des Platoons ein Eingreifen in eine autonome, teilautonome oder assistierte Fahrt von zumindest einem Fahrzeug des Platoons auf. Das Eingreifen kann automatisch, von einem Fahrer und/oder ferngesteuert von einem Betreiber oder Nutzer des Platoons durchgeführt werden. Der Betrieb des Platoons kann somit in vorteilhafter Weise an einen bestimmten Betriebsmodus und/oder Fahrtmodus des Platoons von einem externen Entscheider angepasst werden.
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In einer weiteren Ausführungsform weist der Verfahrensschritt des Anpassens des Betriebs des Platoons ein Einstellen einer Anzahl an Fahrzeugen, welche den Platoon bilden, auf. Eine Betriebsvorgabe, welche vorgibt, wie viele Fahrzeuge minimal oder maximal an einem Platoon beteiligt sein dürfen, kann beispielsweise bei einer Blockabfertigung von Lastkraftwagen auf einer alpinen Transitstraße für deren Betreiber von Vorteil sein, da er die abzufertigende Anzahl an Fahrzeugen so beeinflussen kann.
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In einer weiteren Ausführungsform weist der Verfahrensschritt des Anpassens des Betriebs des Platoons ein Einstellen einer Fahrgeschwindigkeit auf. Ein Betreiber einer Warenumschlagsanlage, beispielsweise eines Hafens oder eines Güterbahnhofs, kann so einem Platoon vorgeben, mit welcher Geschwindigkeit und/oder mit welchem Abstand er sich bewegen soll. Dies ist vorteilhaft für ein effizientes Einbinden des Betriebs des Platoons in einen Logistikprozess, welcher ein Entladen und/oder Beladen der Fahrzeuge des Platoons aufweisen kann.
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In einer weiteren Ausführungsform weist der Verfahrensschritt des Anpassens des Betriebs des Platoons ein Bilden des Platoons auf. Das Bilden des Platoons kann ein Neubilden beziehungsweise Zusammenschließen autark fahrender Fahrzeuge zu einem Platoon aufweisen. Das Bilden des Platoons kann auch ein Starten einer Fahrt von einer Vielzahl von Fahrzeugen in einem Platoon aufweisen. Das Bilden des Platoons kann ferner ein Folgen beziehungsweise Anschließen von Fahrzeugen nach beziehungsweise an ein Fahrzeug oder einen Platoon aufweisen. Eine derart externe Vorgabe zum Bilden eines Platoons kann zweckmäßig sein, wenn für ein Platooning ausgebildete Fahrzeuge im Wesentlichen nur innerhalb eines Platoons fahren sollen.
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In einer weiteren Ausführungsform weist der Verfahrensschritt des Anpassens des Betriebs des Platoons ein Auflösen des Platoons auf. Das Auflösen des Platoons kann ein Abtrennen beziehungsweise Ausscheren eines autonom in einem Platoon fahrenden Fahrzeugs aufweisen. Das abgetrennte oder ausgescherte Fahrzeug kann dann wieder als autark fahrendes Fahrzeug betrieben werden. Das Auflösen des Platoons kann auch ein Beenden einer Fahrt von einem oder mehreren Fahrzeugen oder sämtlichen Fahrzeugen des Platoons aufweisen. Eine derart externe Vorgabe zum Auflösen eines Platoons kann zweckmäßig sein, wenn für ein Platooning ausgebildete Fahrzeuge explizit nicht innerhalb eines Platoons fahren sollen. Das Führen der Fahrzeuge kann dabei einem Fahrer übergeben werden oder in einen eigenständigen autonomen Einzelbetrieb eines Fahrzeugs übergehen. In vorteilhafter Weise kann ein Platoon oder schwer beladene Fahrzeuge so auf eine Nebenstrecke dirigiert werden, um zum Beispiel einen Streckenabschnitt oder einen Grenzübergang verkehrstechnisch gezielt zu entlasten oder zu belasten. Eine Grenzbehörde kann so ein Platoon oder ein einzelnes Fahrzeug auf einen bestimmten Grenzübergang umleiten, welcher für einen automatischen Grenzübertritt und eine automatische Zollabfertigung eingerichtet ist.
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In einer weiteren Ausführungsform weist der Verfahrensschritt des Anpassens des Betriebs des Platoons ein Navigieren einer Fahrt von zumindest einem Fahrzeug des Platoons auf. Das Navigieren des Platoons als Ganzes oder einer seiner Fahrzeuge kann ein Vorgeben einer von dem Platoon oder dem einzelnen Fahrzeug autonom abzufahrenden Route aufweisen. Das Navigieren kann auf einem Navigationssignal beruhen. Eine derart externe Vorgabe zum Navigieren eines Platoons kann zweckmäßig sein, falls die Route des Platoons an Gefahrensituationen oder Hindernisse angepasst werden soll. Eine derartige Gefahrenstelle in einer von dem Platoon abzufahrenden Route kann eine dauerhafte Baustelle, eine Wanderbaustelle, ein Unfall, ein stehendes Fahrzeug auf einer Fahrspur oder einem Seitenstreifen oder seitlich der Route stattfindende Arbeiten, beispielsweise Mäharbeiten, sein. Ferner ist das Vorgeben einer Route mit einem Haltepunkt vorteilhaft, um von extern einen Fahrzeugstillstand und eine Fahrzeugkontrolle eines fahrerlosen Fahrzeugs zu erzwingen.
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Ferner kann in einer weiteren Ausführungsform ein Navigationsgerät basierend auf der empfangenen Betriebsvorgabe dem Platoon oder seinem Führungsfahrzeug eine bestimmte Strecke als bereitgestellte Betriebsvorgabe vorgeben. Die bereitgestellte Betriebsvorgabe kann dann eine Route sein, welcher das Platoon folgen kann. Hierzu können Navigationsgeräte von mehreren Fahrzeugen des Platoons oder von Fahrzeugen verschiedener Platoons synchronisiert werden. Dies hat den Vorteil, dass die Route eines Führungsfahrzeugs einem weiteren Fahrzeug angezeigt werden kann, sobald es sich in einem Platoon befindet.
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In einer weiteren Ausführungsform weist der Verfahrensschritt des Anpassens des Betriebs des Platoons ein Einstellen von zumindest einem Abstand zwischen zwei Fahrzeugen des Platoons auf. Das Einstellen des Abstands kann ein Einstellen eines Mindestabstands aufweisen. Ein Vorteil hiervon ist, dass ein Risiko für Auffahrunfälle verringert werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann das Einstellen des Abstands ein Einstellen eines Höchstabstands aufweisen. Ein Vorteil hiervon ist, dass unter Berücksichtigung fahrspezifischer Parameter und/oder Umfeldbedingungen der Energieverbrauch durch ein effektiveres Windschattenfahren reduziert werden kann. Ein weiterer Vorteil kann beispielsweise für Mautbetreiber, Grenzwachposten, Zollfahnder und entsprechende Behörden darin bestehen, dass die Fahrzeuge eines Platoons auseinandergezogen werden können. Eine Kennzeichenerfassungseinrichtung kann so Fahrzeugkennzeichen prozesssicher fotografiert und erkennen. Ein weiterer Vorteil des Einstellens eines maximalen Fahrzeugabstands kann für einen Betreiber einer Brücke darin bestehen, dass er durch ein Vergrößern des Abstands die von einem Platoon effektiv beim Überfahren der Brücke verursachte Last verringern kann. Noch ein Vorteil kann darin gesehen werden, dass mit einer Abstandsvergrößerung ein Ausscheren eines Fahrzeugs aus dem Platoon als weitere Betriebsvorgabe erst ermöglicht werden kann. Die Steuerung des ausscherenden Fahrzeugs kann dann an einen Fahrer übergeben werden.
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Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Steuersystem, welches dazu eingerichtet ist, um die Verfahrensschritte des Verfahrens gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen durchzuführen. Das Steuersystem kann eine Vielzahl von Steuereinrichtungen aufweisen, wobei auf jedem Fahrzeug des Platoons eine Steuereinrichtung angeordnet sein kann. Die Steuereinrichtungen können miteinander kommunizieren, um ein Anpassen des Betriebs des Platoons beziehungsweise ein Anpassen des Fahrverhaltens der einzelnen Fahrzeuge des Platoons durchzuführen. Ein derartiges fahrzeugübergreifendes Steuerungssystem ist vorteilhaft, da somit das Reagieren eines jeden Fahrzeugs innerhalb des Platoons auf eine bereitgestellte Betriebsvorgabe ermöglicht werden kann.
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Die Erfindung bezieht sich zudem auf eine Systemanordnung zum Betreiben eines Platoons, welches eine Vielzahl von Fahrzeugen aufweist. Die Systemanordnung weist ein zuvor beschriebenes Steuersystem und mindestens einen außerhalb des Platoons angeordneten Betriebsvorgeber auf. Der Betriebsvorgeber ist dazu ausgebildet, die Betriebsvorgabe für den Betrieb des Platoons vorzugeben beziehungsweise auszusenden. Der Betriebsvorgeber kann jeder externe Signalgeber sein, welcher ein externes Betriebssignal als Betriebsvorgabe an zumindest ein Fahrzeug des Platoons übermitteln kann, wie oben ausgeführt.
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Die Erfindung bezieht sich außerdem auf einen Streckenabschnitt, welcher von einem Platoon befahrbar ist. In dem Streckenabschnitt wird zumindest abschnittsweise eine zuvor beschriebene Systemanordnung eingesetzt. Der Streckenabschnitt kann jede Straße oder bauliche Anlage sein, welche von einem Platoon befahren werden kann. Beispielsweise kann es sich um einen von einem Autobahnbetreiber betriebenen Autobahnabschnitt handeln, in welchem die Systemanordnung eingesetzt wird. Weitere Beispiele für den Streckenabschnitt sind ein Tunnel, eine Brücke, eine Hafenanlage und/oder ein städtisches Streckennetz.
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Figurenliste
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- 1 zeigt einen Streckenabschnitt gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Draufsicht.
- 2 zeigt ein Ablaufdiagramm von Verfahrensschritten eines Verfahrens zum Betreiben eines Platoons gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
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In 1 ist schematisch ein Streckenabschnitt 40 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Der Streckenabschnitt weist in der vorliegenden Ausführungsform einen Autobahnabschnitt 42 auf. Der Streckenabschnitt 40 weist ferner eine Systemanordnung 50 auf, die ein Steuersystem 20 und einen neben dem Autobahnabschnitt 42 in der Umgebung 44 angeordneten Betriebsvorgeber 30 umfasst.
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Der Betriebsvorgeber 30 sendet eine Betriebsvorgabe (nicht gezeigt) für den Betrieb eines Platoons 10 aus und kann gemäß den obigen Ausführungen ausgebildet sein. Das Steuersystem 20 (strichliert umrandet) umfasst mehrere Steuereinrichtungen 22, wobei in jedem Platoonfahrzeug 12 eine Steuereinrichtung 22 vorgesehen ist. Die Betriebsvorgabe wird in dieser Ausführungsform von jedem der Fahrzeuge 12 des Platoons 10 über eine mit der jeweiligen Steuereinrichtung 22 verbundene Sensorik empfangen.
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Das Steuersystem 20 ist eingerichtet, um das im Folgenden unter Bezugnahme auf 2 beschriebene Verfahren auszuführen. In 2 sind Verfahrensschritte S1, S2, S3, S4 zum Betreiben eines Platoons 10 dargestellt. Die Verfahrensschritte S1, S2, S3, S4 beschreiben einen Ablauf von Schritten als Reaktionsmechanismus auf eine von außerhalb durch den Betriebsvorgeber 30 bereitgestellte Betriebsvorgabe. Schritte S1, S2, S3, S4 werden automatisch von dem Platoon 10 ausgeführt.
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In Schritt S1 wird ein durch den Betriebsvorgeber 30 ausgesandtes Signal als Betriebsvorgabe für einen Betrieb des Platoons 10 durch die Platoonfahrzeuge 12 über deren Steuereinrichtungen 22 empfangen. Die Betriebsvorgabe gibt eine Aufrechterhaltung oder eine Änderung einer Betriebsweise oder einer Fahrteigenschaft des Platoons vor, wie oben beschrieben.
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In Schritt S2 wird das in Schritt S1 empfangene Signal durch die Steuereinrichtungen 22 ausgewertet und in seinem Sinngehalt für den Betrieb des Platoons 10 erkannt.
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In Schritt S3 erfolgt ein Reagieren auf die in Schritt S2 erkannte Betriebsvorgabe, wobei die Betriebsvorgabe einen Eingriff in den Betrieb des Platoons 10 definiert. Der Eingriff wird von dem Platoon 10 selbstständig durch das Steuersystem 20 umgesetzt. Das Reagieren beschreibt einen automatischen Entscheidungsprozess zum Umsetzen der Betriebsvorgabe. In Schritt S3 werden Steuerungsparameter oder Fahrdynamikparameter zum Umsetzen der erkannten Betriebsvorgabe für jedes Platoonfahrzeug 12 berechnet. Hierfür können die Steuereinrichtungen 22 der Platoonfahrzeuge 12 im Rahmen eines verteilten Systems, welches in dieser Ausführungsform das Steuersystem 20 ausbildet, miteinander interagieren.
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In Schritt S4 wird die Betriebsvorgabe als Folge auf das Reagieren in Schritt S3 tatsächlich durch die Platoonfahrzeuge 12 ausgeführt, wobei der Betrieb des Platoons 10 an die Betriebsvorgabe angepasst wird. In Schritt S4 werden die in Schritt S3 berechneten Parameter durch die Steuereinrichtungen 22 der Platoonfahrzeuge 12 umgesetzt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Platoon
- 12
- Fahrzeug
- 20
- Steuersystem
- 22
- Steuereinrichtung
- 30
- Betriebsvorgeber
- 40
- Streckenabschnitt
- 42
- Autobahnabschnitt
- 44
- Umgebung
- 50
- Systemanordnung
- S1
- Empfang
- S2
- Auswertung und Erkennung
- S3
- Reaktion
- S4
- Fahrtanpassung
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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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- DE 102016003252 A1 [0002]
