DE102018212923A1

DE102018212923A1 - Ortsabhängige Geschwindigkeitsbeschränkung für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE102018212923A1
Application number: DE102018212923.1A
Authority: DE
Inventors: Vinzent Rudolf; Dieter Schuler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-08-02
Filing date: 2018-08-02
Publication date: 2020-02-06
Also published as: WO2020025629A1

Abstract

System (100) zur ortsabhängigen Beschränkung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs (50), umfassend• mindestens einen Speicher (1) zur Aufnahme von Datensätzen (2a-2c), die Zonen (3a-3c) mit Geschwindigkeitsbeschränkungen beschreiben, wobei jeder Datensatz (2a-2c) mindestens geographische Angaben zu Position und Ausdehnung einer Zone (3a-3c) sowie die für diese Zone (3a-3c) vorgegebene maximale Geschwindigkeit vs enthält;• ein Lokalisierungsmodul (4) zur Ermittlung der Position (50a) des Fahrzeugs (50), und/oder eine Schnittstelle, die mit einem Lokalisierungsmodul (4) des Fahrzeugs (50) verbindbar ist,• einen Verzögerungsplaner (5), der dazu ausgebildet ist, in Antwort darauf, dass auf der vom Fahrzeug (50a) verfolgten Trajektorie (50b) eine Verzögerung auf eine Soll-Geschwindigkeit vs erforderlich ist, aus der aktuellen Fahrgeschwindigkeit v und Beschleunigung a des Fahrzeugs (50) in Verbindung mit der Soll-Geschwindigkeit vs ein Zeitprogramm as(t) für die Verzögerung as auf die Soll-Geschwindigkeit vs zu ermitteln;• ein passives Verzögerungsmodul (6), welches dazu ausgebildet ist, ein Antriebssystem (51) des Fahrzeugs (50) zur Reduzierung der Antriebsleistung zu veranlassen und so eine Verzögerung ades Fahrzeugs (50) herbeizuführen; sowie• ein aktives Verzögerungsmodul (7), welches dazu ausgebildet ist, mindestens eine Bremse (52) des Fahrzeugs (50) anzusteuern, wenn die vom Verzögerungsplaner (5) angeforderte Verzögerung as(t) betragsmäßig größer ist als a.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System, mit dem die Geschwindigkeit von Fahrzeugen innerhalb vordefinierter Zonen beschränkt oder das Fahren dort ganz unterbunden werden kann.
Stand der Technik
Geschwindigkeitsbeschränkungen oder Einfahrverbote für bestimmte Bereiche können durch das Aufstellen von Verkehrszeichen wirksam angeordnet, jedoch noch nicht unmittelbar durchgesetzt werden. Die Durchsetzung durch Kontrollen mit anschließender Ahndung festgestellter Verstöße ist personalaufwendig und kann die Begehung des Verstoßes selbst oft nicht physisch verhindern. Erst recht schwierig ist die Durchsetzung von Beschränkungen, die nicht vom Staat, sondern beispielsweise vom Eigentümer eines Fahrzeugs oder eines befahrenen Geländes gegenüber dem Fahrer ausgesprochen werden.
Aus der CA 2 645 927 A1 ist ein System zum Schutz sensibler Bereiche bekannt. Wenn ein mit dem System ausgerüstetes Fahrzeug eine vordefinierte Regel missachtet, also beispielsweise einem sensiblen Bereich zu nahe kommt oder aber um mehr als eine vorgegebene Entfernung von der geplanten Route abweicht, können automatisch Zwangsmaßnahmen ergriffen werden. Die maximal mögliche Geschwindigkeit des Fahrzeugs kann reduziert werden, oder das Fahrzeug kann vollständig außer Betrieb gesetzt werden.
Die US 2017/067 385 A1 offenbart ein weiteres System, mit dem in vordefinierten geographischen Zonen detaillierte Beschränkungen des Fahrverhaltens verwaltet und bei Nichtbefolgung automatisch zwangsweise durchgesetzt werden.
Offenbarung der Erfindung
Im Rahmen der Erfindung wurde ein System zur ortsabhängigen Beschränkung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs entwickelt.
Das System umfasst mindestens einen Speicher zur Aufnahme von Datensätzen, die Zonen mit Geschwindigkeitsbeschränkungen beschreiben, wobei jeder Datensatz mindestens geographische Angaben zu Position und Ausdehnung einer Zone sowie die für diese Zone vorgegebene maximale Geschwindigkeit enthält.
Die Zone kann beispielsweise in Koordinaten einer geometrischen Figur in der Ebene, wie etwa eines Kreises, einer Ellipse, eines Recks oder eines Polygonzuges, definiert sein. Die Zone kann aber auch in beliebiger anderer Form definiert sein, die eine Prüfung zulässt, ob ein bestimmter Ort sich innerhalb oder außerhalb befindet. Die Zone muss kein zusammenhängendes Gebiet sein, sondern kann beispielsweise auch als Liste von in der Zone enthaltenen Straßen definiert sein.
Die maximale Geschwindigkeit kann jeden beliebigen nichtnegativen Wert annehmen und insbesondere auch Null sein, was einem Fahrverbot in der Zone entspricht.
Das System umfasst weiterhin ein Lokalisierungsmodul zur Ermittlung der Position des Fahrzeugs, und/oder eine Schnittstelle, die mit einem Lokalisierungsmodul des Fahrzeugs verbindbar ist. Die Position des Fahrzeugs kann satellitengestützt sowie alternativ oder auch in Kombination mit einem beliebigen anderen Verfahren ermittelt werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Lokalisierungsmodul dazu ausgebildet, sowohl Signale eines satellitengestützten Navigationssystems als auch Funksignale terrestrischer Sender zu empfangen und zur Bestimmung der Position des Fahrzeugs heranzuziehen. So lässt sich beispielsweise durch die Messung der Signalstärken, mit denen Zugangspunkte zu WLAN-Netzen oder Mobilfunknetzen empfangen werden, die Genauigkeit der satellitengestützten Navigation steigern. Weiterhin lassen sich hiermit in Bereichen, in denen keine freie Sicht auf Satelliten gegeben ist, Verfügbarkeitslücken schließen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Lokalisierungsmodul zusätzlich ein Trägheitsnavigationssystem, oder es ist dazu ausgebildet, Informationen über die Position des Fahrzeugs von einem Trägheitsnavigationssystem zu beziehen. Auch dies stellt eine Rückfallebene bereit für den Fall, dass das satellitengestützte Navigationssystem nicht verfügbar ist oder dass es durch eine bewusste Manipulation des Fahrers, wie etwa Abschirmen der Antenne, außer Kraft gesetzt worden ist.
Das System umfasst weiterhin einen Verzögerungsplaner, der dazu ausgebildet ist, in Antwort darauf, dass auf der vom Fahrzeug verfolgten Trajektorie eine Verzögerung auf eine Soll-Geschwindigkeit vs erforderlich ist, aus der aktuellen Fahrgeschwindigkeit v und Beschleunigung a des Fahrzeugs in Verbindung mit der Soll-Geschwindigkeit vs ein Zeitprogramm as(t) für die Verzögerung as auf die Soll-Geschwindigkeit vs zu ermitteln. Dabei ist unter der Trajektorie allgemein ein Orts-Zeit-Profil der Bewegung des Fahrzeugs zu verstehen.
Die Notwendigkeit, auf die Soll-Geschwindigkeit vs zu verzögern ist beispielsweise gegeben, wenn das Fahrzeug sich der Grenze zu einer Zone nähert und die für diese Zone vorgeschriebene Geschwindigkeit langsamer ist als die aktuell gefahrene Geschwindigkeit. Die Notwendigkeit, auf die Soll-Geschwindigkeit v_S zu verzögern, ist aber beispielsweise auch dann gegeben, wenn das Fahrzeug innerhalb der Zone zunächst langsamer gefahren ist als vs, dann aber über v_S hinaus beschleunigt hat. Schließlich kann beispielsweise auch die Uhrzeit die Notwendigkeit einer Verzögerung auslösen, wenn etwa eine Geschwindigkeitsbeschränkung aus Lärmschutzgründen zu genau definierten Nachtstunden angeordnet ist.
Es ist ein passives Verzögerungsmodul vorgesehen, welches dazu ausgebildet ist, ein Antriebssystem des Fahrzeugs zur Reduzierung der Antriebsleistung zu veranlassen und so eine Verzögerung a_P des Fahrzeugs herbeizuführen. Die Reduzierung der Antriebsleistung kann in beliebiger Weise bewirkt werden, etwa durch Reduzierung des Drehmoments, Reduzierung der Einspritzmenge für Kraftstoff, Begrenzung der Förderrate einer Kraftstoffpumpe oder Strombegrenzung in einem elektrischen Antrieb, beispielsweise an einem Inverter. All diesen Möglichkeiten ist gemein, dass hierdurch die Zufuhr von Energie in die Bewegung des Fahrzeugs gedrosselt, jedoch nicht unmittelbar Energie aus dieser Bewegung entzogen wird. Ein Abfluss von Energie aus der Bewegung erfolgt lediglich passiv über die zur Fortsetzung der Bewegung zu überwindenden Widerstände, etwa Luftwiderstand und Rollwiderstand.
Weiterhin ist ein aktives Verzögerungsmodul vorgesehen, welches dazu ausgebildet ist, mindestens eine Bremse des Fahrzeugs anzusteuern, wenn die vom Verzögerungsplaner angeforderte Verzögerung as(t) betragsmäßig größer ist als die vom passiven Verzögerungsmodul bereitstellbare Verzögerung a_P . Der konkrete Wirkmechanismus der angesteuerten Bremse ist beliebig. Die Bremse kann beispielsweise eine Betriebsbremse oder ein Retarder sein. Es kann aber auch beispielsweise eine Motorbremse oder ein anderer Wirkmechanismus verwendet werden, der Energie aus dem Antriebsstrang abzweigt. Beispielsweise entzieht im Schubbetrieb des Fahrzeugs, in dem der Motor von der Bewegung des Fahrzeugs angetrieben wird, ein vom Motor angetriebener Aufbau von Raildruck auch Energie aus der Bewegung des Fahrzeugs. All diesen Möglichkeiten ist gemein, dass aktiv Energie aus der Bewegung des Fahrzeugs entnommen und in eine andere Energieform umgewandelt und/oder in Form von Wärme dissipiert wird.
Es wurde erkannt, dass die Arbeitsteilung zwischen dem passiven Verzögerungsmodul und dem aktiven Verzögerungsmodul sowohl Antriebsenergie, wie etwa Kraftstoff oder Batteriestrom, als auch Verschleiß einspart. Die angeforderte Verzögerung as(t) wird in vielen Fällen nicht konstant sein, sondern mit der Zeit variieren im Interesse eines möglichst glatten Übergangs zu der geforderten Soll-Geschwindigkeit vs. Es kann also häufig erforderlich sein, a_S(t) nachzuregeln. Wenn nicht jeder dieser Regelvorgänge mit der Bremse vorgenommen werden muss, sondern die Bremse nur zur Abdeckung von „Spitzenlasten“ zum Einsatz kommt, wird die Bremse geschont.
Die Verzögerung as(t) kann auch noch weiteren Randbedingungen unterliegen, etwa dass die Verzögerung selbst oder auch eine Zeitableitung hiervon einen bestimmten Maximalwert nicht überschreitet. Auf diese Weise kann beispielsweise der Fahrkomfort bei der Verzögerung gewährleistet werden. Gleichzeitig kann mit einer solchen Beschränkung vermieden werden, dass nachfolgende Verkehrsteilnehmer zu plötzlichen Bremsmanövern gezwungen werden oder es sogar zu Auffahrunfällen kommen kann. Dies gilt insbesondere dann, wenn die durchzusetzende Geschwindigkeitsbeschränkung nicht von staatlicher Stelle angeordnet und dementsprechend auch nicht ausgeschildert ist. Die Verzögerung kommt in einem solchen Fall für den nachfolgenden Verkehr völlig überraschend.
Der Verzögerungsplaner kann weiterhin dazu ausgebildet sein, eine Beschleunigung des Fahrzeugs über die Soll-Geschwindigkeit vs zu unterbinden. Zu diesem Zweck kann beispielsweise das passive Verzögerungsmodul dazu ausgebildet sein, die Antriebsleistung des Fahrzeugs entsprechend abzuregeln.
Optional kann eine Warneinrichtung vorgesehen sein, mit der der Fahrer gleichzeitig mit dem Einleiten der Verzögerung oder auch schon vorher informiert werden kann. Erfolgt die Warnung mit der Verzögerung, ist der Fahrer zumindest darüber informiert, dass es sich bei der Verzögerung um eine koordinierte Maßnahme handelt und nicht etwa um eine Fehlfunktion. Erfolgt die Warnung vor der Verzögerung, hat der Fahrer zusätzlich noch die Option, selbst zu bremsen oder eine Zone mit Fahrverbot zu umfahren.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung erhält der Verzögerungsplaner zusätzlich die aktuelle Steigung am Ort des Fahrzeugs, die aktuelle Gaspedalstellung, und/oder die aktuelle Bremspedalstellung, als Eingabe. Auf diese Weise kann das Zeitprogramm a_S(t) für die Verzögerung nahtloser an den aktuellen Fahrzustand des Fahrzeugs angeschlossen und insbesondere ein abrupter Lastwechsel vermieden werden. In diesem Zusammenhang kann der Verzögerungsplaner insbesondere als geschlossene Regelschleife ausgebildet sein, so dass er auf externe Störungen, wie etwa eine Änderung der Steigung, eine Änderung der Bremspedalstellung oder eine Änderung der Gaspedalstellung, reagieren kann.
Die Datensätze, mit denen ortsabhängige Beschränkungen festgelegt werden, können auf beliebige Weise in den Speicher gelangen. Beispielsweise können sich einige Datensätze mit Beschränkungen, die sich auf bekannte sensible Orte beziehen, bereits im Auslieferungszustand in einer vom Benutzer nicht veränderbaren Form im Speicher befinden. Weitere Datensätze können anschließend beispielsweise vom Benutzer selbst über ein Kabel, einen USB-Stick oder auf einem anderen Weg eingespielt werden, um etwa für alle Fahrzeuge einer Spedition eine „Gruppenrichtlinie“ festzulegen.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das System mindestens eine Drahtlosschnittstelle für den Empfang von Datensätzen und ist dazu ausgebildet, die empfangenen Datensätze in dem Speicher abzulegen. Dies ermöglicht es zum einen, Datensätze mit Beschränkungen gleichzeitig auf viele Fahrzeuge zu verteilen. Zum anderen können solche Beschränkungen auch angeordnet werden, während das Fahrzeug bereits unterwegs ist. Die Drahtlosschnittstelle kann beispielsweise mit dem Einbau des Systems dem Fahrzeug hinzugefügt werden, es kann aber auch eine bereits vorhandene Drahtlosschnittstelle des Fahrzeugs für den Empfang von Datensätzen mitbenutzt werden und somit Teil des Systems werden.
Vorteilhaft umfasst das System mindestens zwei Drahtlosschnittstellen, die für den Empfang von an unterschiedlich große Gruppen von Fahrzeugen gerichteten Datensätzen ausgebildet sind. Auf diese Weise kann jede Drahtlosschnittstelle, bzw. die zu jeder dieser Schnittstellen führende Funkstrecke, ihre jeweiligen Stärken optimal ausspielen.
So können beispielsweise Rundsendungen an eine große Anzahl Fahrzeuge gezielt über eine Infrastruktur übermittelt werden, die überall verfügbar ist und die mit einer Aussendung eine Vielzahl Fahrzeuge erreicht. Hierfür können beispielsweise Rundfunk oder Rundsendungen in einem Mobilfunknetz genutzt werden. Beispiele für Beschränkungen, bei denen eine solche Verbreitung Sinn macht, sind:

• ad hoc am Ende eines Verkehrsstaus eingerichtete Zonen mit gestaffelten Geschwindigkeitsbeschränkungen, um ein Auffahren unaufmerksamer Verkehrsteilnehmer mit hoher Geschwindigkeit zu vermeiden;
• Geschwindigkeitsbeschränkungen oder Fahrverbote in Umweltzonen bei akut schlechter Luftqualität; oder
• Geschwindigkeitsbeschränkungen oder Fahrverbote im Umfeld von Großveranstaltungen zum Schutz vor dem Missbrauch von Fahrzeugen als Waffen.

Somit ist vorteilhaft mindestens eine Drahtlosschnittstelle des Systems zum Empfang von Datensätzen über Rundfunk und/oder über Rundsendungen in einem WLAN- oder Mobilfunknetz ausgebildet.
Beschränkungen, die lediglich für ein Fahrzeug oder für wenige Fahrzeuge relevant sind, könnten im Prinzip auch auf diesem Wege übertragen werden. Jedoch ist diese Information dann für die meisten Fahrzeuge uninteressant, und die Übermittlung von wichtigen, an alle Fahrzeuge gerichteten Datensätzen würde möglicherweise unnötig verzögert. Daher werden Datensätze mit Beschränkungen, die lediglich für ein Fahrzeug oder für wenige Fahrzeuge relevant sind, vorteilhaft auf einem Kommunikationsweg übermittelt, auf dem im Wesentlichen nur diese Fahrzeuge erreicht werden. Hierfür kann beispielsweise SMS oder eine andere Unicast-Nachricht verwendet werden.
Beispiele für Beschränkungen, die lediglich für ein Fahrzeug oder für wenige Fahrzeuge relevant sind, sind:

• Beschränkungen hinsichtlich des Fahrgebiets und der Geschwindigkeit, die Führerscheinneulingen von ihren Eltern auferlegt werden; sowie
• der Diebstahlschutz beispielsweise von hochwertigen Mietfahrzeugen, die nicht ohne Genehmigung ins Ausland fahren dürfen.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist in dem System mindetens ein öffentlicher Kryptoschlüssel eines Public-Key-Schlüsselpaars hinterlegt, so dass eine von einer Entität, die zur Verhängung von Geschwindigkeitsbeschränkungen für das Fahrzeug berechtigt ist, mit dem zu dem öffentlichen Kryptoschlüssel gehörigen privaten Kryptoschlüssel angefertigte Signatur von Datensätzen durch das System verifiziert werden kann. Beispielsweise kann das System mit den öffentlichen Kryptoschlüsseln sämtlicher Polizeidienststellen oder anderer Behörden ausgeliefert werden, die zur Verhängung von Beschränkungen von Amts wegen befugt sind. Wird die Signatur eines Datensatzes mit einem derartigen öffentlichen Kryptoschlüssel verifiziert, so bedeutet dies, dass der Datensatz von der entsprechenden Behörde erstellt wurde, die den zugehörigen privaten Kryptoschlüssel besitzt. Die Anweisung kommt also erwiesenermaßen von der Behörde und ist im Nachhinein nicht verändert worden. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass ein Angreifer mit einer gefälschten scheinbar behördlichen Beschränkung den Verkehr nach Belieben lahmlegt.
In diesem Zusammenhang lässt sich noch ein zusätzlicher Schutz gegen sogenannte „Replay-Attacken“, d.h. das Wiederverwenden echter Nachrichten zu einem späteren Zeitpunkt durch Unbefugte, realisieren. Beispielsweise kann der Datensatz mit einer Gültigkeitsdauer (Time-to-Live) versehen werden. Wird der Datensatz innerhalb dieser Gültigkeitsdauer empfangen, wird er als gültig akzeptiert; ansonsten wird er verworfen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist in dem System mindestens ein Kryptoschlüssel zur Entschlüsselung von an das System übergegeben Datensätzen hinterlegt. Dieser Kryptoschlüssel kann ein privater Schlüssel eines Public-Key-Schlüsselpaares sein, aber auch beispielsweise ein Passwort oder ein anderer symmetrischer Schlüssel („Pre-shared Key“). Auf diese Weise können Datensätze, deren Inhalt teilweise vertraulich ist, geschützt werden. Werden beispielsweise im privaten Bereich Beschränkungen definiert, die nur Fahrten zu bestimmten Zielen zulassen, so offenbaren die entsprechenden Datensätze mehr über die Lebensgewohnheiten als man sinnvollerweise an jeden Dritten in Funkreichweite preisgibt.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung koppelt mindestens ein Datensatz die Wirksamkeit der Geschwindigkeitsbeschränkung zusätzlich an eine zeitliche Bedingung, an eine Bedingung hinsichtlich des Fahrzeugtyps, an eine Bedingung hinsichtlich des Fahrers des Fahrzeugs, und/oder an eine Bedingung hinsichtlich des Beladungs- oder Besetzungszustandes des Fahrzeugs.
Beispielsweise können bestimmte Beschränkungen nur für Fahrzeuge mit gefährlichen Gütern gelten. Die Wirksamkeit der Beschränkung hängt dann also beispielsweise zum einen davon ab, ob das Fahrzeug überhaupt ein Transportfahrzeug für gefährliche Güter ist, und zum anderen davon, ob das Fahrzeug leer oder beladen ist.
Auch können beispielsweise für Fahranfänger Fahrten mit höheren Geschwindigkeiten verboten sein, sofern sich noch weitere Personen im Fahrzeug befinden, oder es können Nachtfahrten mit weiteren Passagieren generell verboten sein.
Umgekehrt können bestimmte Express-Spuren auf Schnellstraßen oder in Innenstädten zu bestimmten Zeiten nur für Fahrzeuge geöffnet sein, die mit einer Mindestanzahl von Personen besetzt sind. Derartige Regelungen ließen sich bislang nur schwer kontrollieren.
Insbesondere in Bezug auf die Möglichkeit, zeitliche Bedingungen vorzusehen, ist der Verzögerungsplaner vorteilhaft. Gerade eine Beschränkung, deren Wirksamkeit an eine zeitliche Bedingung gekoppelt ist, kann plötzlich wirksam werden, ohne dass der nachfolgende Verkehr dies ahnen kann. Der Verzögerungsplaner sorgt dafür, dass die Verzögerung hinreichend sanft erfolgt, so dass dem nachfolgenden Verkehr ausreichend Zeit zum Reagieren bleibt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das System dazu ausgebildet, nach Empfang eines Datensatzes zu prüfen, ob der Typ des Fahrzeugs zu einem in dem Datensatz genannten Fahrzeugtyp passt, und den Datensatz bei positivem Ergebnis der Prüfung in dem Speicher abzulegen. Auf diese Weise wird die Kapazität des Speichers nicht für unnötige Informationen in Anspruch genommen. So sind beispielsweise alle Beschränkungen, die ausschließlich für LKW gelten, für einen PKW nicht relevant.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das System zusätzlich ein Watchdog-Modul, welches dazu ausgebildet ist, in Antwort darauf, dass mindestens ein Lokalisierungsmodul während eines vorgegebenen Zeitraums funktionsunfähig war, und/oder dass während eines vorgegebenen Zeitraums keine regelmäßig ausgesendeten Prüfnachrichten über eine Drahtlosschnittstelle empfangen wurden, eine Geschwindigkeitsbeschränkung zu aktivieren. Beispielsweise können regelmäßig Prüfnachrichten als Rundfunk oder andere Rundsendung an alle Fahrzeuge geschickt werden, um sicherzustellen, dass das System in allen Fahrzeugen in vollem Umfang funktionsfähig ist und behördliche Datensätze mit Beschränkungen entgegennehmen kann. Insbesondere kann es auf diese Weise erschwert werden, das System durch Abschirmen der Antenne, durch Zustopfen der Antenne mit einem Störsender oder durch ähnliche Manipulationen funktionsunfähig zu machen, um das Fahrzeug dann ungehindert als Waffe missbrauchen zu können.
Die Baugruppen des beschriebenen Systems können in einem gemeinsamen Steuergerät implementiert sein, aber auch auf beliebige Steuergeräte verteilt sein, wobei die jeweils zugehörige Sensorik bzw. Aktorik auch nicht im jeweiligen Steuergerät enthalten sein, sondern lediglich an das Steuergerät gekoppelt sein muss.
Die Funktionalität des beschriebenen Systems kann in den beteiligten Steuergeräten jeweils in Form von Software implementiert sein, die auch als Update oder Upgrade für bestehende Steuergeräte verkaufbar ist und insofern ein eigenständiges Produkt ist. Daher bezieht sich die Erfindung auch auf ein Computerprogramm oder Paket mehrerer Computerprogramme mit maschinenlesbaren Anweisungen, die, wenn sie auf einem oder mehreren Computern und/oder Steuergeräten ausgeführt werden, den oder die Computer, und/oder das oder die Steuergeräte, zu einem System gemäß der Erfindung aufwerten. Ebenso bezieht sich die Erfindung auch auf einen maschinenlesbaren Datenträger oder ein Downloadprodukt mit dem Computerprogramm oder dem Paket mehrerer Computerprogramme.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Figur näher dargestellt.
Figurenliste
Es zeigt:

1 Ausführungsbeispiel des Systems 100.

Nach 1 ist das System 100 zum Einbau in ein Fahrzeug 50 vorgesehen, welches mindestens ein Antriebssystem 51 und mindestens eine Bremse 52 aufweist. In der in 1 gezeigten Momentaufnahme befindet sich das Fahrzeug 50 an der Position 50a und bewegt sich entlang der Trajektorie 50b.
Das System 100 umfasst einen Speicher 1 zur Aufnahme von Datensätzen 2a-2c. Jeder dieser Datensätze 2a-2c enthält geographische Angaben zu Position und Ausdehnung einer jeweiligen Zone 3a-3c sowie eine für diese Zone vorgegebene maximale Geschwindigkeit vs, die insbesondere für verschiedene Zonen 3a-3c unterschiedlich sein kann. Weitere Bedingungen, an die die Wirksamkeit einer Geschwindigkeitsbeschränkung geknüpft sein kann, sind in 1 der Übersichtlichkeit halber nicht eingezeichnet.
Der Speicher kann beispielsweise über Drahtlosschnittstellen 8 und 9 mit Datensätzen 2a-2c versorgt werden. In dem in 1 gezeigten Beispiel ist die Drahtlosschnittstelle 8 dazu ausgebildet, Datensätze 2a-2c, die für viele Fahrzeuge bestimmt sind, über Rundfunk zu empfangen. Die Drahtlosschnittstelle 9 ist dazu ausgebildet, Datensätze 2a-2c, die individuell an einzelne Fahrzeuge 50 gerichtet sind, über Mobilfunk zu empfangen.
Die Datensätze 2a-2c werden durch den Verzögerungsplaner 5 aus dem Speicher 1 abgerufen. Der Verzögerungsplaner 5 ist durch das Lokalisierungsmodul 4 stets über die aktuelle Position 50a und Trajektorie 50b des Fahrzeugs 50 informiert. Wenn eine Verzögerung auf eine Soll-Geschwindigkeit v_S erforderlich ist, ermittelt der Verzögerungsplaner 5 das entsprechende Zeitprogramm as(t).
Die Verzögerung a_S(t) wird nun so aufgeteilt, dass primär von einem passiven Verzögerungsmodul 6 eine passive Verzögerung a_P des Fahrzeugs 50 angefordert wird. Das Verzögerungsmodul 6 steuert das Antriebssystem 51 an, um diese passive Verzögerung a_P durch Reduzierung der Antriebsleistung zu bewirken. Wenn die maximal verfügbare passive Verzögerung a_P nicht ausreicht, um die insgesamt nötige Verzögerung as(t) zu bewirken, wird der fehlende Betrag a_S -a_P vom aktiven Verzögerungsmodul 7 angefordert. Das aktive Verzögerungsmodul 7 steuert die Bremse 52 an, um die Verzögerung a_S -a_P zu bewirken.
Zusätzlich ist in dem System 100 ein Watchdog-Modul 10 vorgesehen, mit dem die Funktionsfähigkeit des Systems 100 überwacht wird und insbesondere bewusste Manipulationen erkannt werden. Wenn das Lokalisierungsmodul 4, und/oder eine oder beide der Drahtlosschnittstellen 8 und 9, am Empfang von Signalen gehindert werden, um die Eingabe neuer Beschränkungen in das System 100 und/oder das Wirksamwerden von bereits im Speicher 1 befindlichen Beschränkungen bewusst zu verhindern, wird durch das Watchdog-Modul 10 eine Beschränkung auf eine Soll-Geschwindigkeit vs an den Verzögerungsplaner 5 ausgegeben. In Reaktion auf eine solche Manipulation sind auch weitere Maßnahmen denkbar, wie etwa die Verhinderung eines erneuten Motorstarts, bis das System 100 wieder funktionsfähig ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

CA 2645927 A1 [0003]
US 2017067385 A1 [0004]

Claims

System (100) zur ortsabhängigen Beschränkung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs (50), umfassend • mindestens einen Speicher (1) zur Aufnahme von Datensätzen (2a-2c), die Zonen (3a-3c) mit Geschwindigkeitsbeschränkungen beschreiben, wobei jeder Datensatz (2a-2c) mindestens geographische Angaben zu Position und Ausdehnung einer Zone (3a-3c) sowie die für diese Zone (3a-3c) vorgegebene maximale Geschwindigkeit vs enthält; • ein Lokalisierungsmodul (4) zur Ermittlung der Position (50a) des Fahrzeugs (50), und/oder eine Schnittstelle, die mit einem Lokalisierungsmodul (4) des Fahrzeugs (50) verbindbar ist, • einen Verzögerungsplaner (5), der dazu ausgebildet ist, in Antwort darauf, dass auf der vom Fahrzeug (50a) verfolgten Trajektorie (50b) eine Verzögerung auf eine Soll-Geschwindigkeit vs erforderlich ist, aus der aktuellen Fahrgeschwindigkeit v und Beschleunigung a des Fahrzeugs (50) in Verbindung mit der Soll-Geschwindigkeit vs ein Zeitprogramm as(t) für die Verzögerung as auf die Soll-Geschwindigkeit vs zu ermitteln; • ein passives Verzögerungsmodul (6), welches dazu ausgebildet ist, ein Antriebssystem (51) des Fahrzeugs (50) zur Reduzierung der Antriebsleistung zu veranlassen und so eine Verzögerung a_P des Fahrzeugs (50) herbeizuführen; sowie • ein aktives Verzögerungsmodul (7), welches dazu ausgebildet ist, mindestens eine Bremse (52) des Fahrzeugs (50) anzusteuern, wenn die vom Verzögerungsplaner (5) angeforderte Verzögerung as(t) betragsmäßig größer ist als die vom passiven Verzögerungsmodul (6) bereitstellbare Verzögerung a_P.
System (100) nach Anspruch 1, wobei der Verzögerungsplaner (5) zusätzlich die aktuelle Steigung am Ort des Fahrzeugs (50), die aktuelle Gaspedalstellung, und/oder die aktuelle Bremspedalstellung, als Eingabe erhält.
System (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei das System (100) mindestens eine Drahtlosschnittstelle (8) für den Empfang von Datensätzen (2a-2c) umfasst und dazu ausgebildet ist, die empfangenen Datensätze (2a-2c) in dem Speicher (1) abzulegen.
System (100) nach Anspruch 3, wobei das System (100) mindestens zwei Drahtlosschnittstellen (8, 9) umfasst, die für den Empfang von an unterschiedlich große Gruppen von Fahrzeugen (50) gerichteten Datensätzen (2a-2c) ausgebildet sind.
System (100) nach einem der Ansprüche 3 bis 4, wobei mindestens eine Drahtlosschnittstelle (8, 9) des Systems (100) zum Empfang von Datensätzen (2a-2c) über Rundfunk und/oder über Rundsendungen in einem WLAN- oder Mobilfunknetz ausgebildet ist.
System (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei in dem System (100) mindestens ein öffentlicher Kryptoschlüssel eines Public-Key-Schlüsselpaars hinterlegt ist, so dass eine von einer Entität, die zur Verhängung von Geschwindigkeitsbeschränkungen für das Fahrzeug (50) berechtigt ist, mit dem zu dem öffentlichen Kryptoschlüssel gehörigen privaten Kryptoschlüssel angefertigte Signatur von Datensätzen (2a-2c) durch das System (100) verifiziert werden kann.
System (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei in dem System (100) mindestens ein Kryptoschlüssel zur Entschlüsselung von an das System (100) übergegeben Datensätzen (2a-2c) hinterlegt ist.
System (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei mindestens ein Datensatz (2a-2c) die Wirksamkeit der Geschwindigkeitsbeschränkung zusätzlich an eine zeitliche Bedingung, an eine Bedingung hinsichtlich des Fahrzeugtyps, an eine Bedingung hinsichtlich des Fahrers des Fahrzeugs (50), und/oder an eine Bedingung hinsichtlich des Beladungs- oder Besetzungszustandes des Fahrzeugs (50), koppelt.
System (100) nach Anspruch 8 sowie einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei das System (100) dazu ausgebildet ist, nach Empfang eines Datensatzes (2a-2c) zu prüfen, ob der Typ des Fahrzeugs (50) zu einem in dem Datensatz (2a-2c) genannten Fahrzeugtyp passt, und den Datensatz (2a-2c) bei positivem Ergebnis der Prüfung in dem Speicher (1) abzulegen.
System (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das System (100) zusätzlich ein Watchdog-Modul (10) umfasst, welches dazu ausgebildet ist, in Antwort darauf, dass mindestens ein Lokalisierungsmodul (4) während eines vorgegebenen Zeitraums funktionsunfähig war, und/oder dass während eines vorgegebenen Zeitraums keine regelmäßig ausgesendeten Prüfnachrichten über eine Drahtlosschnittstelle (8, 9) empfangen wurden, eine Geschwindigkeitsbeschränkung zu aktivieren.
System (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Lokalisierungsmodul (4) dazu ausgebildet ist, sowohl Signale eines satellitengestützten Navigationssystems als auch Funksignale terrestrischer Sender zu empfangen und zur Bestimmung der Position des Fahrzeugs (50) heranzuziehen.
System (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Lokalisierungsmodul (4) zusätzlich ein Trägheitsnavigationssystem umfasst oder dazu ausgebildet ist, Informationen über die Position des Fahrzeugs (50) von einem Trägheitsnavigationssystem zu beziehen.
Computerprogramm oder Paket mehrerer Computerprogramme, enthaltend maschinenlesbare Anweisungen, die, wenn sie auf einem oder mehreren Computern und/oder Steuergeräten ausgeführt werden, den oder die Computer, und/oder das oder die Steuergeräte, zu einem System (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 aufwerten.