DE102019006018A1

DE102019006018A1 - Technik zur Cockpitsteuerung in einem Nutzfahrzeug

Info

Publication number: DE102019006018A1
Application number: DE102019006018.0A
Authority: DE
Inventors: Britta Michel; Christiane Wölfel; Veronika Hutmann
Original assignee: MAN Truck and Bus SE
Current assignee: MAN Truck and Bus SE
Priority date: 2019-08-26
Filing date: 2019-08-26
Publication date: 2021-03-04

Abstract

Eine Vorrichtung (100) zur Steuerung einer Cockpitumgebung (200) in einem Nutzfahrzeug (150-2), das zur automatisierten Längs- und Querführung in einem Fahrzeugverband (250) ausgebildet ist, ist beschrieben. Die Vorrichtung (100) umfasst eine Funkschnittstelle (102) zum Austausch von Steuersignalen mit mindestens einem weiteren Nutzfahrzeug (150-1) im Fahrzeugverband (250). Eine mit der Funkschnittstelle (102) in Signalaustausch stehende Fahrsteuerung (104) zur automatisierten Längs- und Querführung des Nutzfahrzeugs ist dazu ausgebildet, in einem Führungsmodus Steuersignale zur automatisierten Längs- und Querführung des Nutzfahrzeugs an mindestens ein nachfahrendes Nutzfahrzeug im Fahrzeugverband (250) zu senden und in einem Folgemodus Steuersignale zur automatisierten Längs- und Querführung des Nutzfahrzeugs von mindestens einem vorausfahrenden Nutzfahrzeug im Fahrzeugverband (250) zu empfangen. Eine mit der Funkschnittstelle (102) und/oder der Fahrsteuerung (104) in Signalaustausch stehende Cockpitsteuerung (106) ist dazu ausgebildet, im Führungsmodus Funktionalität zu einer den Fahrzeugverband (250) führenden Fahraufgabe in der Cockpitumgebung (200) bereitzustellen, im Folgemodus Funktionalität zur Entbindung von der Fahraufgabe in der Cockpitumgebung (200) bereitzustellen, und in einem vom Führungsmodus und vom Folgemodus verschiedenen Einzelfahrermodus Funktionalität zu einer das Nutzfahrzeug außerhalb eines Fahrzeugverbands (250) führenden Fahraufgabe in der Cockpitumgebung (200) bereitzustellen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung einer Cockpitumgebung in einem Nutzfahrzeug zur automatisierten Längs- und Querführung in einem Fahrzeugverband. Ferner ist ein mit einer entsprechenden Vorrichtung ausgestattetes Nutzfahrzeug offenbart.
In den kommenden Jahren wird Platooning, insbesondere auf Fernstraßen und im Güterverkehr, vermehrt eingesetzt. Platooning bezeichnet das Fahren mehrerer Nutzfahrzeuge dicht hintereinander in einem Fahrzeugverband, der auch als Platoon oder Konvoi bezeichnet werden kann. Der Fahrer des Führungsfahrzeugs (d. h. des vordersten Fahrzeugs) übernimmt die Führung über alle weiteren Nutzfahrzeuge im Fahrzeugverband, die als Folgefahrzeuge bezeichnet werden. Dadurch sind die Fahrer der Folgefahrzeuge für die Dauer der Fahrt im Fahrzeugverband von der Fahraufgabe entbunden.
Ein System fahrzeugübergreifender Regelungen ermöglicht es, verschiedene Fahrmanöver, insbesondere Bremsvorgänge, Beschleunigungsvorgänge oder Spurwechsel, synchron durchzuführen. Ein wesentlicher Vorteil von Platoon-Fahrten liegt im reduzierten Kraftstoffverbrauch, beispielsweise um etwa 10%, durch Windschattenfahrten, die aus den geringen Abständen, beispielsweise etwa 15 m, zwischen den Fahrzeugen im Verband resultieren. Darüber hinaus können, je nach Automatisierungsgrad der beteiligten Fahrzeuge, sich die Fahrer einer Nebentätigkeit widmen, wodurch sich weitere Kosten- und Zeitersparnisse ergeben. Voraussetzung für das Platooning sind technische Fahrerassistenzsysteme und Regelungen zur automatisierten Längs- und Querführung sowie eine elektronische Kopplung, d. h. die Kommunikation aller beteiligten Fahrzeuge untereinander. Zu letztgenanntem Teilsystem zählt eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (MMS, oder engl. human machine interface, HMI), die beispielsweise den von der Fahraufgabe entbundenen Fahrern relevante Informationen zum gesamten Fahrzeugverband wiedergibt.
Beispielsweise umfasst das bestehende Infotainmentsystem in der Cockpitumgebung eines Nutzfahrzeugs eine MMS und ermöglicht eine grundlegende Vernetzung. So lassen sich funk- oder kabelbasierte Verbindungen zwischen dem Infotainmentsystem des Nutzfahrzeugs und dem Mobiltelefon eines Fahrers herstellen. Über die Verbindung können Kontaktdaten ausgelesen und Anrufe durchgeführt werden. Teilweise kann eine Kartennavigation durgeführt werden, die zur Stauvermeidung auf Daten zur Verkehrslage über das Mobilfunknetz zugreift. Mitunter ist eine Sprachbedienung möglich.
Jedoch könnte die Fahrt im Fahrzeugverband effizienter geplant und sicherer durchgeführt werden, wenn die Cockpitumgebungen eine wahlweise Interaktion der Fahrer verschiedener Nutzfahrzeuge eines Fahrzeugverbands, d. h. der Teilnehmer einer Platooning-Fahrt, ermöglichte.
Somit besteht die Aufgabe, eine Vorrichtung zur wahlweisen Vernetzung der Fahrer eines Fahrzeugverbands bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Steuerung einer Cockpitumgebung in einem Nutzfahrzeug und ein entsprechendes Kraftfahrzeug mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Anwendungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und werden in der folgenden Beschreibung unter teilweiser Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Steuerung einer Cockpitumgebung in einem Nutzfahrzeug bereitgestellt. Das Nutzfahrzeug ist zur automatisierten Längs- und Querführung in einem Fahrzeugverband ausgebildet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst eine Funkschnittstelle, die zum Austausch von Steuersignalen mit mindestens einem weiteren Nutzfahrzeug im Fahrzeugverband ausgebildet ist. Ferner umfasst die Vorrichtung eine mit der Funkschnittstelle in Signalaustausch stehende Fahrsteuerung zur automatisierten Längs- und Querführung des Nutzfahrzeugs. Die Fahrsteuerung ist dazu ausgebildet, in einem Führungsmodus Steuersignale zur automatisierten Längs- und Querführung des Nutzfahrzeugs an mindestens ein nachfahrendes Nutzfahrzeug im Fahrzeugverband zu senden und in einem Folgemodus Steuersignale zur automatisierten Längs- und Querführung des Nutzfahrzeugs von mindestens einem vorausfahrenden Nutzfahrzeug im Fahrzeugverband zu empfangen. Die Vorrichtung umfasst ferner eine mit der Funkschnittstelle und/oder der Fahrsteuerung in Signalaustausch stehende Cockpitsteuerung. Die Cockpitsteuerung ist dazu ausgebildet, im Führungsmodus Funktionalität zu einer den Fahrzeugverband führenden Fahraufgabe in der Cockpitumgebung bereitzustellen. Ferner ist die Cockpitsteuerung dazu ausgebildet, im Folgemodus Funktionalität zur Entbindung von der Fahraufgabe in der Cockpitumgebung bereitzustellen. Ferner ist die Cockpitsteuerung dazu ausgebildet, in einem vom Führungsmodus und vom Folgemodus verschiedenen Einzelfahrermodus Funktionalität zu einer das Nutzfahrzeug außerhalb eines Fahrzeugverbands führenden Fahraufgabe in der Cockpitumgebung bereitzustellen.
Das nachfahrende Nutzfahrzeug kann ein Folgefahrzeug des Fahrzeugverbands sein, beispielsweise ein weiteres Nutzfahrzeug, dessen Fahrsteuerung im Folgemodus ist. Das vorausfahrende Nutzfahrzeug kann ein Führungsfahrzeug des Fahrzeugverbands sein, beispielsweise ein weiteres Nutzfahrzeug, dessen Fahrsteuerung im Führungsmodus ist.
Die Cockpitsteuerung kann mit der Fahrsteuerung in Signalaustausch stehen, um den gegenwärtigen Modus (Führungsmodus, Folgemodus oder Einzelfahrmodus) der Fahrsteuerung zu erfassen und optional in der Cockpitumgebung die entsprechende Funktionalität bereitzustellen. Alternativ oder ergänzend kann die Cockpitsteuerung mit der Funkschnittstelle und/oder der Fahrsteuerung in Signalaustausch stehen, um den gegenwärtigen Modus (Führungsmodus, Folgemodus oder Einzelfahrmodus) der Fahrsteuerung der weiteren Nutzfahrzeuge im Fahrzeugverband zu erfassen und optional in der Cockpitumgebung entsprechende Informationen auszugeben.
Ausführungsbeispiele der Vorrichtung können die Fahrer der Nutzfahrzeuge eines Fahrzeugverbands untereinander vernetzen und dadurch das Platooning effizienter durchführen. Beispielsweise kann die zur Entbindung von der Fahraufgabe bereitgestellte Funktionalität und/oder die zur den Fahrzeugverband führenden Fahraufgabe bereitgestellte Funktionalität ermöglichen, dass die Fahrer auf direktem Wege untereinander kommunizieren oder anderweitig interagieren. Dadurch können für das Platooning relevante Parameter, wie beispielsweise die Routenplanung, auf einfachem oder direktem Wege angepasst und hierdurch die Lenkzeit optimiert werden.
Ausführungsbeispiele der Vorrichtung können eine wahlweise Vernetzung, insbesondere eine wahlweise Interaktion, der Fahrer der Nutzfahrzeuge des Fahrzeugverbands (d. h. der Teilnehmer einer Platooning-Fahrt) ermöglichen, beispielsweise als Teil der Funktionalität zur Entbindung von der Fahraufgabe. Mittels der Funktionalität zur Entbindung von der Fahraufgabe kann die Fahrt im Fahrzeugverband effizienter geplant, effektiver genutzt und/oder sicherer durchgeführt werden.
Hierin kann eine „Funktionalität“ einem Satz zusammenhängender Fahrzeugfunktionen entsprechen. Der Einzelfahrermodus kann ein Modus des Nutzfahrzeugs sein, bei dem beispielsweise keine Steuersignale zur automatisierten Längs- und Querführung mit einem anderen Nutzfahrzeug ausgetauscht werden.
Die Cockpitsteuerung kann eine in der Cockpitumgebung angeordnete Mensch-Maschine-Schnittstelle (MMS) umfassen. Die MMS kann eine Anzeigefläche in der Cockpitumgebung umfassen. Im Fall eines Head-up-Displays (HUDs) kann die Anzeigefläche Teil der Windschutzscheibe (oder einer anderen reflektierenden und transparenten Fläche) sein.
Die Cockpitsteuerung kann ferner dazu ausgebildet sein, die MMS in Reaktion auf einen Beitritt des Nutzfahrzeugs zum Fahrzeugverband mit einer entsprechenden Cockpitsteuerung, insbesondere einer entsprechenden MMS, der weiteren Nutzfahrzeuge im Fahrzeugverband über die Funkschnittstelle in Signalaustausch zu bringen.
Die MMS kann dazu ausgebildet sein, Fahrerinformationen, Fahrzeuginformationen und/oder Fahrtrouteninformationen, beispielsweise auf der Anzeigefläche der MMS, in der Cockpitumgebung wiederzugeben. Die Fahrerinformationen, Fahrzeuginformationen und/oder Fahrtrouteninformationen können einen oder jeden anderen Fahrer eines Nutzfahrzeugs im selben Fahrzeugverband betreffen. Die Informationen zur den jeweiligen Nutzfahrzeugen können entsprechend der Reihenfolge der Nutzfahrzeuge im Fahrzeugverband in der Anzeigefläche wiedergegeben sein.
Die Wiedergabe der MMS kann mittels eines HUDs erfolgen. Alternativ oder ergänzend kann die Anzeigefläche der MMS an einer Mittelkonsole der Cockpitumgebung angeordnet sein. Die MMS kann in der Cockpitumgebung des Nutzfahrzeugs angeordnet sein, beispielsweise als Kombinationsinstrument (oder kurz: Kombiinstrument), HUD und/oder Infotainmentsystem.
Die Cockpitsteuerung kann dazu ausgebildet sein, die Fahrerinformationen des Fahrers des Nutzfahrzeugs an der MMS zu erfassen (beispielsweise abzufragen) und/oder von einem Mobiltelefon des Fahrers in der Cockpitumgebung abzurufen. Hierzu können das Mobiltelefon und die Cockpitsteuerung jeweils eine Anwendung ausführen, die über eine Cockpit-interne Schnittstelle (beispielsweise eine Nahfeldkommunikation in der Cockpitumgebung) in Datenaustausch stehen.
Die Fahrerinformationen können einen Namen des Fahrers, eine Telefonnummer des Fahrers, eine verbleibende Lenkzeit eines Fahrers, eine vorgesehene Pausenzeit des Fahrers, eine vorgesehene Ruhezeit des Fahrers, eine Fahrerfahrung des Fahrers im Nutzfahrzeug (d. h. eine Erfahrung des Fahrers als Fahrer eines Nutzfahrzeugs), eine Fahrerfahrung des Fahrers im Fahrzeugverbrand (d. h. eine Erfahrung des Fahrers als Fahrer eines Nutzfahrzeugs im Fahrzeugverband), eine Fahrerfahrung des Fahrers im Führungsmodus des Fahrzeugverband (d. h. eine Erfahrung des Fahrers als Fahrer eines Führungsfahrzeugs im Fahrzeugverband), eine Fahrweise des Fahrers, eine Bewertung des Fahrers durch andere Fahrer und/oder (beispielsweise geplante) Nebentätigkeiten des Fahrers im Folgemodus des Fahrzeugverbands umfassen. Eine jede der genannten Fahrerfahrungen des Fahrers im Nutzfahrzeug kann eine Fahrstundenerfahrung und/oder eine Fahrstreckenerfahrung umfassen oder in gefahrenen Stunden oder gefahrener Strecke bemessen sein.
Die Fahrsteuerung und/oder die Cockpitsteuerung kann dazu ausgebildet sein, die Fahrzeuginformationen des Nutzfahrzeugs zu erfassen, beispielsweise aus einem nichtflüchtigen Speicher im Nutzfahrzeug abzurufen und/oder mittels Sensoren zu messen.
Die Fahrzeuginformationen des Nutzfahrzeugs können einen Fahrzeugtyp des Nutzfahrzeugs, eine Motorleistung des Nutzfahrzeugs, ein Beschleunigungsvermögen des Nutzfahrzeugs, ein Bremsvermögen des Nutzfahrzeugs, eine Tankgröße eines Kraftstofftanks des Nutzfahrzeugs, eine Kapazität eines elektrischen Traktionsenergiespeichers des Nutzfahrzeugs, einen Tankfüllstand eines Kraftstofftanks des Nutzfahrzeugs, einen Ladezustand eines elektrischen Traktionsenergiespeichers des Nutzfahrzeugs, eine (beispielsweise aufgrund des Tankfüllstands und/oder Ladezustands verbleibende) Reichweite des Nutzfahrzeugs, einen Strömungswiderstandskoeffizienten des Nutzfahrzeugs, ein Gewicht oder eine Masse (beispielsweise einer Ladung des Nutzfahrzeugs oder des beladenen Nutzfahrzeugs), einen Beladungszustand des Nutzfahrzeugs, einen Funktionsumfang der Funkschnittstelle und/oder der Fahrsteuerung zum Fahren im Fahrzeugverband (insbesondere einen Funktionsumfang von Sensoren oder Aktuatoren zur automatisierten Längs- und Querführung im Fahrzeugverband), eine Art der Ladung des Nutzfahrzeugs und/oder eine Zugehörigkeit des Nutzfahrzeugs zu einem Fuhrunternehmen oder zu einer Fahrzeugflotte umfassen. Der Strömungswiderstandskoeffizient kann auch als cw-Wert bezeichnet werden. Das Gewicht des Nutzfahrzeugs kann das Gesamtgewicht inklusive Ladung umfassen. Die Art der Ladung kann beispielsweise Gefahrengut umfassen. Alternativ oder ergänzend können die Fahrzeuginformationen einen Wartungszustand und/oder einen Zeitplan zu Abnahmen des Nutzfahrzeugs durch eine technische Prüforganisation (insbesondere TÜV-Abnahmen oder Hauptuntersuchungen) umfassen.
Die Fahrtrouteninformationen können ein Fahrziel, eine geplante Fahrstrecke, geplante Zwischenhalte, eine verbleibende Fahrstrecke und/oder eine voraussichtliche verbleibende Fahrzeit umfassen. Die Fahrstrecke kann eine Route (beispielsweise ein Pfad im Raum), eine Routenführung (beispielsweise eine Folge von Anweisungen zu Spurwechseln) oder ein Routenverlauf (beispielsweise eine Trajektorie in Raum und Zeit) sein.
Die Cockpitsteuerung kann ferner dazu ausgebildet sein, im Führungsmodus die Fahrerinformationen, die Fahrzeuginformationen und/oder die Fahrtrouteninformationen eines oder jedes im Fahrzeugverband nachfahrenden Nutzfahrzeugs im Folgemodus mittels der Funkschnittstelle zu erfassen und/oder auf der Anzeigefläche anzuzeigen. Beispielsweise kann die Anzeigefläche der MMS in der Cockpitumgebung eines Nutzfahrzeugs im Führungsmodus dazu ausgebildet sein, mittels der Funkschnittstelle Fahrerinformationen, Fahrzeuginformationen und/oder Fahrtrouteninformationen eines Nutzfahrzeugs im Folgemodus im Fahrzeugverband zu erfassen und anzuzeigen.
Die Cockpitsteuerung kann ferner dazu ausgebildet sein, im Folgemodus die Fahrerinformationen, die Fahrzeuginformationen und/oder die Fahrtrouteninformationen des vorausfahrenden Nutzfahrzeugs im Führungsmodus und/oder eines oder jedes weiteren Nutzfahrzeugs im Folgemodus im Fahrzeugverband mittels der Funkschnittstelle zu erfassen und auf der Anzeigefläche anzuzeigen. Beispielsweise kann die Anzeigefläche der MMS in der Cockpitumgebung eines Nutzfahrzeugs im Folgemodus dazu ausgebildet sein, mittels der Funkschnittstelle Fahrerinformationen, Fahrzeuginformationen und/oder Fahrtrouteninformationen des Nutzfahrzeugs im Führungsmodus und/oder eines weiteren Nutzfahrzeugs im Folgemodus im Fahrzeugverband anzuzeigen.
Beispielsweise kann die Cockpitsteuerung ferner dazu ausgebildet sein, (beispielsweise im Führungsmodus und/oder im Folgemodus) die verbleibende Fahrstrecke des oder jedes weiteren Nutzfahrzeugs (beispielsweise im Führungsmodus und/oder im Folgemodus) des Fahrzeugverbands und/oder die verbleibende Lenkzeit des Fahrers des oder jedes weiteren Nutzfahrzeugs (beispielsweise im Führungsmodus und/oder im Folgemodus) des Fahrzeugverbands zu erfassen.
Die Cockpitsteuerung kann ferner dazu ausgebildet sein, (beispielsweise im Führungsmodus und/oder im Folgemodus) eine Übereinstimmung der Fahrstrecke (vorzugsweise der verbleibenden Fahrstrecke) des Nutzfahrzeugs mit der Fahrstrecke (vorzugsweise der verbleibenden Fahrstrecke) des oder jedes weiteren Nutzfahrzeugs (beispielsweise im Führungsmodus und/oder im Folgemodus) des Fahrzeugverbands zu bestimmen und/oder auf der Anzeigefläche anzuzeigen. Die Übereinstimmung der Fahrstrecken kann aufgrund einer Länge der übereinstimmenden (d. h. gemeinsamen) Fahrstrecke, einer Zeitdauer der übereinstimmenden (d. h. gemeinsamen) Fahrstrecke und/oder einer Länge eines Umwegs oder eines Zeitverlusts bei Zusammenlegung der Fahrstrecken bestimmt sein. Die Länge der übereinstimmenden Fahrstrecke und/oder die Zeitdauer können zur Bestimmung der Übereinstimmung positiv gewichtet sein, oder die Übereinstimmung kann eine mit der Länge und/oder der Zeitdauer monoton steigende Funktion sein. Die Länge des Umwegs und/oder der Zeitverlust können zur Bestimmung der Übereinstimmung negativ gewichtet sein, oder die Übereinstimmung kann eine mit der Länge des Umwegs und/oder dem Zeitverlust monoton fallende Funktion sein. Alternativ oder ergänzend zu den Fahrstrecken kann die Übereinstimmung aufgrund von Fahrzielen bestimmt sein.
Die Cockpitsteuerung kann ferner dazu ausgebildet sein, (beispielsweise im Führungsmodus und/oder im Folgemodus) eine Übereinstimmung der Lenkzeit (vorzugsweise der verbleibenden Lenkzeit) des Fahrers des Nutzfahrzeugs mit der Lenkzeit (vorzugsweise der verbleibenden Lenkzeit) des Fahrers oder jedes Fahrers der weiteren Nutzfahrzeuge (beispielsweise im Führungsmodus und/oder im Folgemodus) des Fahrzeugverbands zu bestimmen und/oder auf der Anzeigefläche anzuzeigen. Die Übereinstimmung der Lenkzeiten kann das Minimum der verbleibenden Lenkzeiten der jeweiligen Fahrer sein. Beispielsweise kann für eine oder mehrere Gruppen (z.B. echte Teilmengen) von Nutzfahrzeugen des Fahrzeugverbands die Übereinstimmung der Lenkzeiten bestimmt und angezeigt werden. Alternativ oder ergänzend zu den Lenkzeiten kann die Übereinstimmung aufgrund von Pausenzeiten und/oder Ruhezeiten bestimmt sein.
Die Cockpitsteuerung kann dazu ausgebildet sein, Cluster von Nutzfahrzeugen mittels (beispielsweise der Anzeigefläche) der MMS anzeigen. Die Cluster können gemäß der bestimmten Übereinstimmung gebildet sein. Die Übereinstimmung der Fahrstrecken und die Übereinstimmung der Lenkzeiten können kombiniert werden.
Beispielsweise kann auf der Anzeigefläche der MMS in der Cockpitumgebung des Nutzfahrzeugs (im Führungsmodus und/oder im Folgemodus) eine Übereinstimmung der Fahrstrecken und/oder der verbleibenden Lenkzeiten der Fahrer der Nutzfahrzeuge (im Führungsmodus und/oder Folgemodus) des Fahrzeugverbands angezeigt sein. Durch die Einbeziehung der verbleibenden Lenkzeiten (insbesondere Pausenzeiten und/oder Ruhezeiten) der Fahrer und/oder die Einbeziehung der Fahrstrecken (insbesondere der Fahrziele) der Nutzfahrzeuge des Fahrzeugverbands kann die Fahrtroute für eine möglichst lange Zusammenfahrt optimiert werden. Alternativ oder ergänzend können die Lenkzeiten der Fahrer optimiert werden.
Die Cockpitsteuerung, insbesondere die MMS, kann wenigstens eine Cockpit-interne Schnittstelle umfassen, die dazu ausgebildet ist, die Cockpitsteuerung, insbesondere die MMS, in Datenaustausch mit mindestens einer mobilen Benutzereinrichtung (beispielsweise einem Mobiltelefon, Terminal oder sogenanntem „User Equipment“ oder UE im Sinne des Third Generation Partnership Project, 3GPP) in der Cockpitumgebung zu bringen. Der Datenaustausch zwischen der mobilen Benutzereinrichtung und der Cockpitsteuerung, insbesondere der MMS, kann wahlweise drahtlos (beispielsweise mittels einer WLAN oder Bluetooth-Verbindung) oder kabelgebunden (beispielsweise über eine USB-Schnittstelle) erfolgen.
Alternativ oder ergänzend können Fahrerinformationen, Fahrzeuginformationen und/oder Fahrtrouteninformationen der anderen Fahrer innerhalb des Fahrzeugverbands auf der Anzeigefläche der mindestens einen mobilen Benutzereinrichtung angezeigt sein. Beispielsweise kann mittels der Cockpit-internen Schnittstelle die mobile Benutzereinrichtung als MMS fungieren.
Die Cockpit-interne Schnittstelle kann ferner dazu ausgebildet sein, die mobile Benutzereinrichtung in der Cockpitumgebung automatisch zu verbinden werden, wenn das jeweilige Nutzfahrzeug dem Fahrzeugverband beitritt.
Mittels der MMS, beispielsweise auf der Anzeigefläche der MMS, in der Cockpitumgebung kann die Verfügbarkeit eines Fahrers eines weiteren Nutzfahrzeugs innerhalb des Fahrzeugverbands und/oder eines Fahrers eines Nutzfahrzeugs außerhalb des Fahrzeugverbands angezeigt werden. Beispielsweise kann die Cockpitsteuerung ferner dazu ausgebildet sein, mittels der MMS, vorzugsweise der Anzeigefläche der MMS, in der Cockpitumgebung die Verfügbarkeit eines Fahrers eines weiteren Nutzfahrzeugs des Fahrzeugverbands und/oder eines anderen Nutzfahrzeugs außerhalb des Fahrzeugverbands anzuzeigen.
Die Verfügbarkeit kann sich auf eine Vernetzung oder Interaktion mittels der Funkschnittstelle beziehen. Beispielsweise kann die Interaktion eine audiovisuelle Kommunikation mittels der jeweiligen MMS umfassen. Die Vernetzung oder Interaktion kann einer Bildung des Fahrzeugverbands oder einer Umgruppierung des Fahrzeugverbands dienen oder ermöglichen. Beispielsweise kann der Fahrzeugverband mittels der Fahrsteuerung umgruppiert werden, sobald alle Nutzfahrzeuge des angezeigten Clusters mittels der jeweiligen MMS dem Cluster zugestimmt haben.
Die Verfügbarkeit eines Fahrers kann durch eine Signalfarbe angezeigt sein. Die Signalfarbe kann davon abhängig oder dadurch bestimmt sein, ob sich die Fahrsteuerung des jeweiligen Nutzfahrzeugs im Führungsmodus, im Folgemodus oder im Einzelfahrermodus befindet. Der Modus der Fahrsteuerung des jeweiligen Nutzfahrzeugs kann über die Funkschnittstelle erfasst sein.
Die Signalfarben können als Ampelfarben ausgebildet sein. Die Signalfarbe Grün kann signalisieren, dass sich das jeweilige Nutzfahrzeug im Folgemodus befindet und/oder der jeweilige Fahrer bereit zur Vernetzung oder Interaktion (beispielsweise für eine Ansprache) ist. Die Signalfarbe Gelb kann signalisieren, dass sich das jeweilige Nutzfahrzeug im Folgemodus in Vorbereitung auf einen Wechsel zum Führungsmodus oder zum Einzelfahrermodus befindet und/oder der jeweilige Fahrer nur in dringenden Fällen zur Vernetzung oder Interaktion (beispielsweise für eine Ansprache) verfügbar ist. Die Signalfarbe Rot kann signalisieren, dass sich das jeweilige Nutzfahrzeug im Führungsmodus oder Einzelfahrermodus befindet und/oder der jeweilige Fahrer zur Vernetzung oder Interaktion (beispielsweise für eine Ansprache) nicht verfügbar ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Nutzfahrzeug, beispielsweise ein nicht schienengebundenes Landfahrzeug, bereitgestellt, das eine Vorrichtung zur Steuerung einer Cockpitumgebung zur automatisierten Längs- und Querführung in einem Fahrzeugverband gemäß einer Ausführung des Vorrichtungsaspekts umfasst. Das Nutzfahrzeug kann insbesondere ein Bus, ein Lastkraftwagen (LKW) oder eine Zugmaschine sein.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigten:

1 ein schematisches Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Steuerung einer Cockpitumgebung in einem Nutzfahrzeug;
2 eine schematische Darstellung eines Beispiels einer Cockpitumgebung eines Nutzfahrzeugs im Führungsmodus; und
3 eine schematische Darstellung eines Beispiels einer Cockpitumgebung eines Nutzfahrzeugs im Folgemodus.

1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer allgemein mit Bezugszeichen 100 bezeichneten Vorrichtung zur Steuerung einer Cockpitumgebung in einem Nutzfahrzeug 150. Das Nutzfahrzeug 150 ist zur automatisierten Längs- und Querführung in einem Fahrzeugverband (auch: Platoon) ausgebildet.
Die Vorrichtung 100 zur Steuerung der Cockpitumgebung umfasst eine Funkschnittstelle 102, eine Fahrsteuerung 104 und eine Cockpitsteuerung 106.
Über die Funkschnittstelle 102 kann das Nutzfahrzeug 150 mit mindestens einem weiteren Nutzfahrzeug, beispielsweise innerhalb oder außerhalb des Fahrzeugverbands, in Funkverbindung treten. Insbesondere können zwei oder mehr Ausführungsbeispiele des Nutzfahrzeugs 150 im Fahrzeugverband Steuersignale austauschen.
An der Funkschnittstelle 102 kann ein Funkmodem, ein Antennenverstärker und eine Antenne 110 angeschlossen sein, beispielsweise gemäß einer Funkzugangstechnologie des 3GPPs, insbesondere gemäß „Long Term Evolution“ (LTE) oder „New Radio“ (NR). Die Radiokommunikation über die Funkschnittstelle 102 kann eine direkte Funkverbindung von Fahrzeug zu Fahrzeug (englisch: vehicle-to-vehicle oder V2V) sein, optional mit einem Steuerkanal zu einer Basisstation, insbesondere gemäß 3GPP Licensed-Assisted Access (LAA).
Die Fahrsteuerung 104 umfasst eine Regelung zur automatisierten Längs- und Querführung des Nutzfahrzeugs 150. Hierzu kann die Fahrsteuerung 104 die Position und die Geschwindigkeit (beispielsweise die Relativgeschwindigkeit) des im Fahrzeugverband unmittelbar vorausfahrenden Nutzfahrzeugs erfassen, beispielsweise mittels eines Radarsensors.
Ferner steht die Fahrsteuerung 104 mit der Funkschnittstelle 102 in Signalaustausch und ist dazu ausgebildet, in einem Führungsmodus Steuersignale zur automatisierten Längs- und Querführung des Nutzfahrzeugs 150 an mindestens ein nachfahrendes Nutzfahrzeug im Fahrzeugverband zu senden und in einem Folgemodus Steuersignale zur automatisierten Längs- und Querführung des Nutzfahrzeugs 150 von mindestens einem vorausfahrenden Nutzfahrzeug im Fahrzeugverband zu empfangen.
Die Cockpitsteuerung 106 steht mit der Fahrsteuerung 104 in Signalaustausch und ist dazu ausgebildet, im Führungsmodus Funktionalität zu einer den Fahrzeugverband führenden Fahraufgabe in der Cockpitumgebung bereitzustellen, im Folgemodus Funktionalität zur Entbindung von der Fahraufgabe in der Cockpitumgebung bereitzustellen, und in einem vom Führungsmodus und vom Folgemodus verschiedenen Einzelfahrermodus Funktionalität zu einer das Nutzfahrzeug außerhalb eines Fahrzeugverbands führenden Fahraufgabe in der Cockpitumgebung bereitzustellen.
Die Nutzfahrzeuge 150 eines Fahrzeugverbands werden auch als Platoon-Fahrzeugen, Platooning-Partner oder Platooning-Teilnehmer bezeichnet. Die Fahrsteuerung 104 im Führungsmodus wird auch als Master-Fahrsteuerung 104 bezeichnet. Die Fahrsteuerung 104 im Folgemodus wird auch als Slave-Fahrsteuerung 104 bezeichnet. Analog wird die Cockpitsteuerung 106, wenn das entsprechende Nutzfahrzeug im Führungsmodus ist, auch als Master-Cockpitsteuerung 106 bezeichnet. Die Cockpitsteuerung 106 wird als Slave-Cockpitsteuerung 106 bezeichnet, wenn das entsprechende Nutzfahrzeug im Folgemodus ist.
Informationen zu hochautomatisierten Fahrfunktionen können durch im jeweiligen Nutzfahrzeug 150 verbaute Sensoren, beispielsweise Kameras, Laserscanner, den Radarsensor, Ultraschallsensoren und/oder einen Empfänger eines globales Navigationssatellitensystems (beispielsweise einen GPS-Empfänger), erfasst und der jeweiligen Fahrsteuerung 104 zur Verfügung gestellt werden.
Innerhalb des Fahrzeugverbands verteilt die Master-Fahrsteuerung 104 des Führungsfahrzeugs im Führungsmodus (als ein Ausführungsbeispiel 150-1 des Nutzfahrzeugs 150) ihre Steuersignale (beispielsweise einschließlich Messdaten) an die eine oder die mehreren Slave-Fahrsteuerungen 104 der Folgefahrzeuge im Folgemodus (als Ausführungsbeispiele 150-2 des Nutzfahrzeugs 150). Die Aufbereitung der Steuersignale durch die Slave-Fahrsteuerungen 104 erfolgt Fahrzeug-individuell.
Die Cockpitsteuerung 106 umfasst eine MMS, welche beim Beitritt des Nutzfahrzeugs 150 zu einem Fahrzeugverband automatisch mit einer entsprechenden Cockpitsteuerung, insbesondere einer entsprechenden MMS, der weiteren Nutzfahrzeuge im Fahrzeugverband gekoppelt wird, d. h. über die Funkschnittstelle 102 in Funkverbindung tritt zur Interaktion. Die Fahrer der Nutzfahrzeuge 150 im Fahrzeugverband können sofort nach der Kopplung der MMS bzw. dem Beitritt zum Fahrzeugverband miteinander interagieren, insbesondere kommunizieren.
Um relevante Informationen zwischen den beteiligten Platoon-Fahrzeugen 150 auszutauschen, insbesondere zur Interaktion und Kommunikation, sind geeignete drahtlose Kommunikationsschnittstellen 102, insbesondere von Fahrzeug zu Fahrzeug (V2V) und von Fahrzeug zu Infrastruktur (V21), bereitgestellt. Über die Funkschnittstelle 102 können (beispielsweise zusätzlich zum Austausch der Steuersignale für die Fahrsteuerung 104) Informationen zur Interaktion (insbesondere Kommunikation) mittels der jeweiligen Cockpitsteuerung 106 (insbesondere der MMS) ausgetauscht werden. Hierzu kann die Cockpitsteuerung 106 direkt oder über die Fahrsteuerung 104 indirekt in Signalaustausch mit der Funkschnittstelle 102 stehen.
Die Informationen zur Interaktion (insbesondere Kommunikation) können Fahrerinformationen, Fahrzeuginformationen und/oder Fahrtrouteninformationen umfassen.
Innerhalb des Fahrzeugverbands verteilt die Master-Cockpitsteuerung 106 des Führungsfahrzeugs im Führungsmodus (als ein Ausführungsbeispiel 150-1 des Nutzfahrzeugs 150) Informationen zur Interaktion an die eine oder die mehreren Slave-Cockpitsteuerungen 106 der Folgefahrzeuge im Folgemodus (als Ausführungsbeispiele 150-2 des Nutzfahrzeugs 150). Dabei kann die Master-Cockpitsteuerung 106 eigene Informationen (beispielsweise Fahrtrouteninformationen) verteilen oder von den Slave-Cockpitsteuerung 106 erhaltene Informationen (beispielsweise Fahrerinformationen und/oder Fahrzeuginformationen) verteilen.
Die Aufbereitung und/oder Wiedergabe der Informationen zur Interaktion durch die Cockpitsteuerung 106 erfolgt lokal oder Fahrzeug-individuell. Vorzugsweise berücksichtigt die Aufbereitung der Informationen Grenzen (beispielsweise räumliche, funktionale und/oder regelungstechnische Grenzen) und/oder Darstellungsmöglichkeiten (beispielsweise der MMS) aller am Fahrzeugverband beteiligten Nutzfahrzeuge 150.
Fahrzeuginformationen zur automatisierten Längs- und Querführung, insbesondere zu einer hochautomatisierten Fahrfunktion, werden von der Cockpitsteuerung 106 aufbereitet und dem Fahrer über die MMS im jeweiligen Nutzfahrzeug 150 visualisiert. Über die MMS ist auch die Interaktion der Fahrer ermöglicht, insbesondere eine Eingabe (beispielsweise von Text oder Sprache) zur Interaktion.
Eine mobile Benutzereinrichtung (auch als Mobilgerät bezeichnet) innerhalb der Cockpitumgebung, beispielsweise ein Mobiltelefon, ein Smartphone, ein Notebook oder ein Tablet-Computer im Fahrerhaus, ist über eine Cockpit-interne Schnittstelle der Cockpitsteuerung 106 mit der MMS, beispielsweise dem Infotainmentsystem, koppelbar, d. h. kann in Signalaustausch gebracht werden.
Bei der Kopplung von Nutzfahrzeugen 150 zum Fahrzeugverband werden die mobilen Benutzereinrichtungen der jeweiligen Fahrer (beispielsweise soweit in der Cockpitumgebung vorhanden und eingeschaltet) miteinander verbunden. Voraussetzung ist, dass die mobile Benutzereinrichtung des jeweiligen Fahrers mit dem Nutzfahrzeug, d. h. mit der Cockpitsteuerung 106 (beispielsweise dem Infotainmentsystem) verbunden ist. Die Verbindung der mobilen Benutzereinrichtung mit der jeweiligen Cockpitsteuerung 106 erfolgt vorzugsweise automatisch, d. h. ohne Zutun des Fahrers. Optional muss der Fahrer dieser Funktion im Vorfeld zustimmen. Die Fahrer können direkt nach dem Beitritt zum Fahrzeugverband oder dem Koppelvorgang miteinander interagieren (insbesondere kommunizieren), um für den Fahrzeugverband relevante Informationen (beispielsweise Platoon-relevante Informationen) auszutauschen.
Die Fahrer erhalten bei Kopplung (d. h. dem Beitritt des Nutzfahrzeugs 150-2 zum Fahrzeugverband) die Möglichkeit, Informationen zu den weiteren Fahrern (d. h. die Fahrerinformationen) und zu den weiteren Nutzfahrzeugen 150 bzw. den Platooning-Partnern (d. h. Fahrzeuginformationen) im Fahrzeugverband abzurufen. Die Informationen betreffen im Wesentlichen Merkmale des Fahrers (d. h. Fahrerinformationen), Merkmale des Nutzfahrzeugs (d. h. Fahrzeuginformationen) und Merkmale der geplanten Fahrtroute oder Fahrtrouten (d. h. Fahrtrouteninformationen).
Die Merkmale des Fahrers oder Fahrerinformationen umfassen insbesondere seinen Namen und seine Telefonnummer, seine verbleibende Lenk-, Ruhe- und Pausenzeiten, seine Erfahrung mit Fahren im Fahrzeugverband oder Platooning, seine Erfahrung mit der Führung eines Fahrzeugverbands oder Platoons, seine Fahrerfahrung (u. a. hinsichtlich Fahrstunden, Fahrstrecken und/oder Häufigkeit von Fahrten im Fahrzeugverband oder Platoon), seine bisherige Fahrweise (u. a. Effizienz), seine Bewertung durch andere Fahrer (abhängig vom Automatisierungsgrad des Fahrzeugs) seine angedachte Zeit für eine Nebentätigkeit, beispielsweise für die Dokumentation und/oder Formalitäten der Fahrt.
Die Merkmale des Nutzfahrzeugs oder Fahrzeuginformationen umfassen insbesondere die Marke oder den Typ des Nutzfahrzeugs und seine Zugehörigkeit zu einer Spedition, einem Fuhrunternehmen oder einer Fahrzeugflotte. Weitere Merkmale des Nutzfahrzeugs können Fahrzeugparameter umfassen, insbesondere die Motorleistung des Nutzfahrzeugs, das Beschleunigungsvermögen und das Bremsvermögen des Nutzfahrzeugs, die Größe und den Füllstand des Tank, den Strömungswiderstandskoeffizient (cw-Wert), das Leergewicht des Nutzfahrzeugs sowie das Gewicht des Nutzfahrzeugs inklusive Zuladung, den Beladungszustand, die Art oder den Typ der Ladung (z.B. Gefahrengut). Ferner können Merkmale des Nutzfahrzeugs ein Vorhandensein der Technik zum Platooning und/oder seinen Wartungszustand und Zeitplan zur Hauptuntersuchung (TÜV-Abnahmen) umfassen.
Die Merkmale der geplanten Fahrtroute oder Fahrtrouteninformationen umfassen insbesondere einen Startpunkt der Fahrtroute, einen Streckenverlauf der Fahrtroute, geplante Zwischenhalte der Fahrtroute, das geplante Fahrziel der Fahrtroute und die Zeit der geplanten Fahrtroute (beispielsweise einer Tour). Ferner können die Merkmale der geplanten Fahrtroute eine Nähe zum aktuellen Standort und/oder Streckenparameter umfassen. Streckenparameter können insbesondere die automatisierte Befahrbarkeit einer Straße, einen Straßentyp, die Existenz von Tunnel, Brücken, Unterführungen und/oder Baustellen oder den Straßentyp (z.B. Autobahn, Bundesstraße oder Landstraße) umfassen.
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 können einzelne Fahrzeugfunktionen untereinander austauschen oder weiterleiten. Beispielsweise kann die Funktion des Navigationssystems des Führungsfahrzeugs 150-1 an eines oder jedes der Folgefahrzeuge 150-2 mittels der MMS weitergegeben werden, so dass alle Fahrer im Fahrzeugverband die Routenführung des Führungsfahrzeugs einsehen können. Somit erhalten alle Fahrer im Fahrzeugverband detailliertere Information zu beispielsweise aktuellen Zeiten (z. B. Lenk-, Ruhe- und Pausenzeiten aller Fahrer), geplanten Zwischenstopps und/oder An- und Abkoppelvorgängen.
Des Weiteren können Kamerabilder ausgetauscht werden. Die Kamerabilder können die Außenkamera des Führungsfahrzeuges, der Folgefahrzeuge oder die Innenkameras, z. B. für Videogespräche, betreffen.
Die Cockpitsteuerung 106 kann, als Beispiel einer Funktionalität zur Entbindung von der Fahraufgabe, einem von der Fahraufgabe entbundenen Fahrer ein erweitertes oder alternatives Infotainmentsystem anzeigen oder freischalten. Im Führungsmodus kann eine entsprechende Funktionalität verborgen oder unzugänglich sein. Das erweiterte oder alternative Infotainmentsystem kann direkt nach der Kopplung (d. h. dem Beitritt des Nutzfahrzeugs 150-2 zum Fahrzeugverband) freigeschaltet werden. Das erweiterte oder alternative Infotainmentsystem kann beispielsweise das Schauen von Videofilmen ermöglichen. Hier könnten auch Pay-TV-Anbieter dargestellt und abgerechnet werden.
Die freigeschalteten Funktionen können vom jeweiligen Automatisierungsgrad bzw. Folgemodus des Nutzfahrzeugs abhängen.
Alternativ oder ergänzend zum erweiterten oder alternativen Infotainmentsystem können weitere Funktionen freigeschaltet werden. Beispielsweise kann eine Anpassung der Position und/oder Neigung des Fahrersitzes bzw. der Sitzposition, insbesondere in eine für den Fahrer entspannendere Position als die Fahrposition für das Ansehen von Filmen, freigeschaltet werden im Folgemodus.
2 zeigt schematisch ein Beispiel einer Cockpitumgebung 200 eines Ausführungsbeispiels 150-1 des Nutzfahrzeugs 150 im Führungsmodus. Der Fahrersitz 204 befindet sich in aufrechter Position hinter dem Lenkrad 206. Vorzugsweise ist eine Drehung des Fahrersitzes 204 zur Fahrzeugmitte und/oder einer Translation des Fahrersitzes 204 zur Fahrzeugmitte im Führungsmodus durch die Cockpitsteuerung 106 blockiert. Beispielsweise ist ein entsprechender Antrieb 208 nicht betätigbar.
Alternativ oder ergänzend ist eine Anzeigefläche der MMS 210 von der Cockpitsteuerung 106 Modus-abhängig gesteuert. Die Anzeigefläche kann ein digitales Kombinationsinstrument sein, auf der auch Rundinstrumente 212 des Nutzfahrzeugs im Führungsmodus angezeigt sind. Ferner zeigt die Cockpitsteuerung 106 im Kombinationsinstrument den Fahrzeugverband 250 schematisch an. Der Modus der Fahrsteuerung 104 ist durch hervorheben des eigenen Nutzahrzeugs 150-1 angezeigt.
3 zeigt schematisch eine Cockpitumgebung 200 eines Ausführungsbeispiels 150-2 des Nutzfahrzeugs 150 im Folgemodus. Der Fahrersitz 204 ist im Folgemodus vom Lenkrad 206 und/oder dem Kombinationsinstrument weg nach hinten gerückt oder verschiebbar und/oder nach hinten geneigt oder neigbar. Alternativ oder ergänzend ist der Fahrersitz 204 zur Fahrzeugmitte, beispielsweise zu einer Mittelkonsole des Nutzfahrzeugs 150-2, gedreht und/oder verschoben, beispielsweise mittels eines Rotations- bzw. Linearantriebs 208 am Boden Cockpitumgebung 200 (beispielsweise am Boden der Kabine) des Nutzfahrzeugs 150-2. Optional ist das Lenkrad 206 versenkt.
Alternativ oder ergänzend ist die Anzeigefläche des Kombinationsinstruments von der Cockpitsteuerung 106 Modus-abhängig gesteuert. Die Rundinstrumente des Nutzfahrzeugs können ausgeblendet sein im Folgemodus. Stattdessen zeigt die Cockpitsteuerung 106 im Kombinationsinstrument den Fahrzeugverband 250 im Vergleich zum Führungsmodus vergrößert und/oder im Querformat (beispielsweise statt im Hochformat zwischen den Rundinstrumenten) schematisch an. Der Modus der Fahrsteuerung 104 ist durch Hervorheben des eigenen Nutzfahrzeugs 150-2 angezeigt.
Die Funktionalitäten zur Entbindung von der Fahraufgabe (beispielsweise Optionen oder Funktionen, insbesondere ein erweitertes Infotainmentsystem, eine Verstellung oder Verstellbarkeit der Sitzposition und/oder eine Versenkung des Lenkrads 206) werden erst bei der kompletten Übergabe der Fahraufgabe an das Führungsfahrzeug 150-1 bzw. dem Übergang zum Folgemodus freigeschaltet.
Die Lenkzeit der hinzugekommenen Fahrer im Fahrzeugverband bzw. der Platoon-Teilnehmer wird bei der Routenplanung, beispielsweise in der Cockpitsteuerung 106 des Führungsfahrzeugs 150-1, berücksichtigt. Weiterführend werden die Lenk-, Pausen- und Ruhezeiten für andere Teilnehmer, insbesondere die Fahrer der Nutzfahrzeuge im Folgemodus des Fahrzeugverbands, freigeschaltet, sodass die Lenk-, Pausen- und Ruhezeiten eines oder mehrerer Fahrer im Fahrzeugverband für alle Fahrer im Fahrzeugverband einsehbar sind, beispielsweise mittels der jeweiligen MMS.
Auf einer Navigationskarte können in einem Ausführungsbeispiel ausgewählte oder auswählbare Nutzfahrzeuge 150 oder Platooning-Partner, die dem Fahrzeugverband 250 beitreten könnten, angezeigt werden. Die Auswahl oder Auswählbarkeit von Platooning-Partnern 150 kann von der von der Cockpitsteuerung 106 bestimmten Übereinstimmung abhängen. Ein Kriterium für die Auswahl oder Auswählbarkeit kann eine Mindestübereinstimmung (d. h. ein unterer Schwellwert für die Übereinstimmung) sein. Alternativ oder ergänzend kann das Kriterium durch den Fahrer des Nutzfahrzeugs 150 oder durch das Fuhrunternehmen, zu dem das jeweilige Nutzfahrzeug 150 gehört, definiert werden (beispielsweise durch Eingabe an der MMS).
Die Auswahl möglicher Platooning-Partner 150 kann gespeichert werden, beispielsweise um aktuell und/oder bei zukünftigen Fahrten im Fahrzeugverband 250 (d. h. bei Platooning-Fahrten) Berücksichtigung zu finden. Zu Platooning-Partnern 150, deren Übereinstimmung größer als die oder gleich der Mindestübereinstimmung ist und/oder die ein anderes der Kriterien erfüllen (beispielsweise aufgrund eines geplanten Fahrtziels oder einer verbleibenden Lenkzeit), und/oder zu bekannten (beispielsweise gespeicherten) Platooning-Partnern 150, können Vorschläge abgeleitet werden, beispielsweise wie diese in die Fahrtroute des aktuellen Fahrzeugverbands 250 integriert werden können. Die Vorschläge können beispielsweise Startpunkt, Lenkzeit oder Zwischenstopps umfassen.
Von der Fahraufgabe entbundene Fahrer oder Fahrer eines Nutzfahrzeugs 150 im Folgemodus können in der Anzeigefläche 210 des MMS hervorgehoben werden. Ein entsprechender Automatisierungslevel, beispielsweise der MMS der Cockpitsteuerungen 106, wird vorausgesetzt.
Die Fahrer können darüber hinaus, beispielsweise wie bei einer Ampel, ihrer Verfügbarkeit signalisieren. Die Farbe Grün kann hierbei eine automatisierte Fahrt oder Fahrt im Folgemodus und Bereitschaft des Fahrers für eine Ansprache signalisieren. Die Farbe Gelb kann ebenfalls eine automatisierte Fahrt oder Fahrt im Folgemodus signalisieren, wobei der Fahrer jedoch kurz vor Übernahme des Fahrzeugs, beispielsweise aufgrund eines geplanten Wechsels zum Führungsmodus oder Einzelfahrermodus, stehen kann. Die Farbe Gelb kann signalisieren, dass der Fahrer nur in sehr wichtigen Fällen verfügbar für eine Ansprache ist. Die Farbe Rot kann signalisieren, dass der Fahrer nicht ansprechbar ist. Beispielsweise kann ein Fahrer nicht ansprechbar sein, wenn er nicht automatisiert, d. h. im Führungsmodus oder Einzelfahrermodus, fährt. Grün markierte Fahrer haben Zeit und können mit anderen grün markierten Fahrern in Interaktion treten. Beispielsweise könnten diese gemeinschaftlich spielen.
Aktuelle Navigationsgeräte berücksichtigen keine gesetzlichen Pausen, die üblicherweise 15, 30 oder 45 Minuten betragen. Für Lenkzeitoptimierungen können als Suchparameter die Lenk-, Pausen- und Ruhezeiten der, beispielsweise möglichen, Partner mit einbezogen werden, um die Fahrtroute bezüglich längst möglicher Zusammenfahrt oder Lenkzeiteinsparung zu optimieren. Die Lenk-, Pausen- und Ruhezeiten als Suchparameter können mit weiteren Suchkriterien, wie beispielsweise Zwischenstopps oder Fahrtzielen oder einer Liste „guter“ (beispielsweise mit Übereinstimmung größer oder gleich der Mindestübereinstimmung) oder bekannter (beispielsweise gespeicherter) Fahrer oder Fahrzeuge, kombiniert werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 100 erkennt beim Beitritt (d. h. beim Koppeln) eines Nutzfahrzeugs 150 den Typ des Fahrzeugs und die darin verbaute Hardware, beispielsweise die Fahrsteuerung 104 oder deren Funktionsumfang. Eventuell abweichende Lenkzeiten der einzelnen Fahrer von der jeweiligen Cockpitsteuerung 106 ausgelesen (und dadurch automatisiert erkannt) und auf Gültigkeit geprüft. Die Lenkzeiten der einzelnen Fahrer können beispielsweise länderspezifisch oder fahrzeugtypspezifisch sein. Falls sich Randbedingungen ändern, werden diese sofort allen Teilnehmern 150-1 und 150-2 des Fahrzeugverbands 250 (d. h. allen Platooning-Partnern) über die Funkschnittstelle 102 und mittels des MMS der Cockpitsteuerung 106 angezeigt.
In einem vorteilhaften alternativen Ausführungsbeispiel kann die Visualisierung über ein Head-Up-Display als Beispiel einer MMS anstatt eines Infotainmentsystems erfolgen. Somit lassen sich wichtige Informationen im direkten Blickfeld des Fahrers anzeigen.
In einer vorteilhaften Erweiterung kann die Verfügbarkeit eines Fahrers auch außerhalb des Fahrzeugverbands 250 (d. h. außerhalb des Platoons) durch ein Ampelsystem signalisiert werden. Von der Fahraufgabe entbundene Fahrer, beispielsweise Fahrer eines Folgefahrzeugs eines weiteren Fahrzeugverbands, können in der Anzeige hervorgehoben werden. Hierbei ist ein entsprechender Automatisierungslevel des Folgemodus vorausgesetzt. Die Farbe Grün kann eine automatisierte Fahrt oder Fahrt im Folgemodus und Bereitschaft des Fahrers für eine Ansprache anzeigen. Die Farbe Gelb kann eine automatisierte Fahrt oder Fahrt im Folgemodus anzeigen, in der der Fahrer jedoch kurz vor Übernahme des Fahrzeugs, beispielsweise aufgrund eines geplanten Wechsels zum Führungsmodus oder Einzelfahrermodus, steht und daher nur in sehr wichtigen Fällen verfügbar für eine Ansprache ist. Die Farbe Rot kann anzeigen, dass der Fahrer nicht ansprechbar ist, beispielsweise weil er nicht automatisiert bzw. im Führungsmodus oder Einzelfahrermodus fährt.
In einem Ausführungsbeispiel fahren drei Nutzfahrzeuge 150 (beispielsweise Lastkraftwagen) in einem Fahrzeugverband 250 (d. h. in einem Platoon) über die Autobahn. Das erste Nutzfahrzeug 150-1 hat die Führung des Fahrzeugverbands 205 übernommen. Die beiden hinteren Nutzfahrzeuge 150-2 fahren automatisiert, d. h. im Folgemodus. Der Fahrer des Führungsfahrzeugs 150-1 möchte den anderen Platooning-Teilnehmern 105-2 bzw. den Fahrern der beiden Nutzfahrzeuge 150-2 im Folgemodus ein Kamerabild und die Navigationskarte seines Führungsfahrzeugs 150-1 zur Verfügung stellen und gibt die Inhalte von seiner Cockpitsteuerung 106 an die Cockpitsteuerungen 106 der nachfahrenden Nutzfahrzeuge 105-2 mittels der Funkschnittstelle 102 weiter. Durch das automatische Anzeigen mittels der MMS der jeweiligen Cockpitsteuerungen 106 im gesamten Fahrzeugverband 250 abhängig von den jeweiligen Modi muss der Fahrer des Führungsfahrzeuges 150-1 keine manuelle Tätigkeit zur Weiterleitung der Informationen oder Funktionen von seiner MMS durchführen. Somit kann sich der Fahrer weiterhin auf das Fahren des Führungsfahrzeugs 150-1 konzentrieren und wird nicht durch Einstellungen an der Anzeigefläche seiner MMS oder sonstigen Aktivitäten an der MMS abgelenkt. Die beiden Fahrer der automatisierten Folgefahrzeuge 150-2 (d. h. der Nutzfahrzeuge im Folgemodus) erhalten somit auf schnellstem Wege die grafische Visualisierung der MMS aus dem Führungsfahrzeug 105-1. Zudem werden durch die Kopplung der Fahrzeuge 105-1, 150-2 im Fahrzeugverband (d. h. der Platoon-Fahrzeuge) die Mobilfunktelefone der Teilnehmer gekoppelt und die unterschiedlichen Nummern in der MMS angezeigt. Zur Abstimmung der Routenplanung können die Fahrer sofort miteinander telefonieren und die Lenkzeit optimieren.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel fahren drei Nutzfahrzeuge 150 (beispielsweise Lastkraftwagen) in einem Fahrzeugverband 250 über die Autobahn. Das erste Nutzfahrzeug 150-1 hat die Führung des Fahrzeugverbands 250 übernommen. Die beiden nachfahrenden Nutzfahrzeuge 150-2 fahren automatisiert, d.. im Folgemodus. Die beiden von der Fahraufgabe entbundenen Fahrer stellen ihren Status mittels der MMS der jeweiligen Cockpitsteuerung 106 auf Grün. Grün signalisiert, dass sie frei, beispielsweise zur Ansprache, sind. Der Fahrer im zweiten Fahrzeug stellt beispielsweise dem Fahrer im dritten Fahrzeug eine Anfrage, ob dieser mit ihm zum Zeitvertreib ein Spiel spielen möchte. Der Fahrer des dritten Fahrzeugs stimmt zu und startet das Spiel.
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 ermöglichen, die Fahrer eines Fahrzeugverbands 250 automatisch zu vernetzen. Die Vernetzung kann direkt nach dem Beitritt (d. h. dem Koppeln über die Funkschnittstelle 102) zum Fahrzeugverband 250 gestartet werden.
Die Vernetzung mittels eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 ermöglicht vorteilhafterweise eine schnelle und unkomplizierte Interaktion unter allen teilnehmenden Fahrern im Fahrzeugverband 250.
Nach dem Beitritt zum Fahrzeugverband 250 können (bevorzugt automatisch) für die von der Fahraufgabe entbundenen Fahrer vordefinierte Einstellungen im Infotainmentsystem oder Sitzeinstellungen freigeschaltet werden.
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 vereinfachen die Bereitstellung von Informationen aller Nutzfahrzeuge 150 in einem Fahrzeugverband 250. Die bereitzustellenden oder bereitgestellten Informationen können beispielsweise die Ladung, den Bremszustand und die Fahrtroute jedes Nutzfahrzeugs in dem Fahrzeugverband umfassen.
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 ermöglichen in vorteilhafter Weise eine Synchronisation, Abstimmung oder Anpassung der Fahrtrouten der Nutzfahrzeuge 150 im Fahrzeugverband 250. Alternativ oder ergänzend ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Optimierung der Lenkzeiten der Fahrer im Fahrzeugverband 250.
Obwohl die Erfindung in Bezug auf exemplarische Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, ist es für einen Fachmann ersichtlich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können und Äquivalente als Ersatz verwendet werden können. Ferner können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Anwendung der Vorrichtung oder eine bestimmte Cockpitumgebung an die Lehre der Erfindung anzupassen. Folglich ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst alle Ausführungsbeispiele, die in den Bereich der beigefügten Patentansprüche fallen.
Bezugszeichenliste

100: Vorrichtung zur Steuerung einer Cockpitumgebung
102: Funkschnittstelle
104: Fahrsteuerung
106: Cockpitsteuerung
110: Fahrzeugantenne
150: Nutzfahrzeug
150-1: Nutzfahrzeug als Führungsfahrzeug eines Fahrzeugverbands
150-2: Nutzfahrzeug als Folgefahrzeug eines Fahrzeugverbands
200: Cockpitumgebung
204: Fahrersitz des Nutzfahrzeug
206: Lenkrad des Nutzfahrzeug
208: Antrieb des Fahrersitzes
210: Mensch-Maschine-Schnittstelle, insbesondere Kombinationsinstrument, Anzeigefläche an Mittelkonsole und/oder über Cockpit-interne Schnittstelle verbundene mobile Benutzereinrichtung
212: Rundinstrument
250: Fahrzeugverband, insbesondere Platoon

Claims

Vorrichtung (100) zur Steuerung einer Cockpitumgebung (200) in einem Nutzfahrzeug (150-1; 150-2), das zur automatisierten Längs- und Querführung in einem Fahrzeugverband (250) ausgebildet ist, wobei die Vorrichtung (100) umfasst: eine Funkschnittstelle (102), die zum Austausch von Steuersignalen mit mindestens einem weiteren Nutzfahrzeug (150-2; 150-1) im Fahrzeugverband (250) ausgebildet ist; eine mit der Funkschnittstelle (102) in Signalaustausch stehende Fahrsteuerung (104) zur automatisierten Längs- und Querführung des Nutzfahrzeugs, die dazu ausgebildet ist, in einem Führungsmodus Steuersignale zur automatisierten Längs- und Querführung des Nutzfahrzeugs an mindestens ein nachfahrendes Nutzfahrzeug im Fahrzeugverband (250) zu senden und in einem Folgemodus Steuersignale zur automatisierten Längs- und Querführung des Nutzfahrzeugs von mindestens einem vorausfahrenden Nutzfahrzeug im Fahrzeugverband (250) zu empfangen; und eine mit der Funkschnittstelle (102) und/oder der Fahrsteuerung (104) in Signalaustausch stehende Cockpitsteuerung (106), die dazu ausgebildet ist, im Führungsmodus Funktionalität zu einer den Fahrzeugverband (250) führenden Fahraufgabe in der Cockpitumgebung (200) bereitzustellen, im Folgemodus Funktionalität zur Entbindung von der Fahraufgabe in der Cockpitumgebung (200) bereitzustellen, und in einem vom Führungsmodus und vom Folgemodus verschiedenen Einzelfahrermodus Funktionalität zu einer das Nutzfahrzeug außerhalb eines Fahrzeugverbands (250) führenden Fahraufgabe in der Cockpitumgebung (200) bereitzustellen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Cockpitsteuerung (106) eine in der Cockpitumgebung (200) angeordnete Mensch-Maschine-Schnittstelle, MMS (210), umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Cockpitsteuerung (106) ferner dazu ausgebildet ist, die MMS (210) in Reaktion auf einen Beitritt des Nutzfahrzeugs (150-1; 150-2) zum Fahrzeugverband (250) mit einer entsprechenden Cockpitsteuerung, insbesondere einer entsprechenden MMS, der weiteren Nutzfahrzeuge (150-2; 150-1) im Fahrzeugverband (250) über die Funkschnittstelle (102) in Signalaustausch zu bringen.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei die MMS (210) dazu ausgebildet ist, Fahrerinformationen, Fahrzeuginformationen und/oder Fahrtrouteninformationen auf einer Anzeigefläche der MMS (210) in der Cockpitumgebung (200) wiederzugeben.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Fahrerinformationen einen Namen des Fahrers, eine Telefonnummer des Fahrers, eine verbleibende Lenkzeit eines Fahrers, eine vorgesehene Pausenzeit des Fahrers, eine vorgesehene Ruhezeit des Fahrers, eine Fahrerfahrung des Fahrers im Nutzfahrzeug, eine Fahrerfahrung des Fahrers im Fahrzeugverbrand, eine Fahrerfahrung des Fahrers im Führungsmodus des Fahrzeugverband (250), eine Fahrweise des Fahrers, eine Bewertung des Fahrers durch andere Fahrer und/oder Nebentätigkeiten des Fahrers im Folgemodus des Fahrzeugverbands (250) umfassen.
Vorrichtung nach Ansprüchen 4 oder 5, wobei die Fahrzeuginformationen einen Fahrzeugtyp, eine Motorleistung, ein Beschleunigungsvermögen, ein Bremsvermögen, eine Tankgröße, einen Tankfüllstand, einen Strömungswiderstandskoeffizienten, ein Gewicht, einen Beladungszustand, einen Funktionsumfang der Funkschnittstelle (102) oder der Fahrsteuerung (104) zum Fahren im Fahrzeugverband (250), eine Art der Ladung und/oder Zugehörigkeit zu einem Fuhrunternehmen des Nutzfahrzeugs umfassen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Fahrtrouteninformationen ein Fahrziel, eine geplante Fahrstrecke, geplante Zwischenhalte, eine verbleibende Fahrstrecke und/oder eine voraussichtliche verbleibende Fahrzeit umfassen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die Cockpitsteuerung (106) ferner dazu ausgebildet ist, im Führungsmodus die Fahrerinformationen, die Fahrzeuginformationen und/oder die Fahrtrouteninformationen eines oder jedes im Fahrzeugverband (250) nachfahrenden Nutzfahrzeugs im Folgemodus mittels der Funkschnittstelle (102) zu erfassen und auf der Anzeigefläche der MMS (210) anzuzeigen; und/oder wobei die Cockpitsteuerung (106) ferner dazu ausgebildet ist, im Folgemodus die Fahrerinformationen, die Fahrzeuginformationen und/oder die Fahrtrouteninformationen des vorausfahrenden Nutzfahrzeugs (150-1) im Führungsmodus und/oder eines oder jedes weiteren Nutzfahrzeugs (150-2) im Folgemodus im Fahrzeugverband (250) mittels der Funkschnittstelle (102) zu erfassen und auf der Anzeigefläche der MMS (210) anzuzeigen.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Cockpitsteuerung (106) ferner dazu ausgebildet ist, im Führungsmodus und/oder im Folgemodus eine Übereinstimmung der verbleibenden Fahrstrecken und/oder der verbleibenden Lenkzeiten der Fahrer des oder jedes weiteren Nutzfahrzeugs (150-2; 150-1) des Fahrzeugverbands (250) zu erfassen und auf der Anzeigefläche der MMS (210) anzuzeigen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüchen 2 bis 9, wobei die Cockpitsteuerung (106) eine Cockpit-interne Schnittstelle umfasst, die dazu ausgebildet ist, die Cockpitsteuerung (106) in Datenaustausch mit mindestens einer mobilen Benutzereinrichtung in der Cockpitumgebung (200) zu bringen.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Cockpit-interne Schnittstelle ferner dazu ausgebildet ist, die mobile Benutzereinrichtung in der Cockpitumgebung (200) mit der Cockpitsteuerung (106) in Datenaustausch zu bringen, wenn das Nutzfahrzeug dem Fahrzeugverband (250) beitritt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, wobei die Cockpitsteuerung (106) ferner dazu ausgebildet ist, mittels der MMS (210), vorzugsweise der Anzeigefläche der MMS (210), in der Cockpitumgebung (200) die Verfügbarkeit des Fahrers eines weiteren Nutzfahrzeugs (150-2; 150-1) des Fahrzeugverbands (250) und/oder eines anderen Nutzfahrzeugs außerhalb des Fahrzeugverbands (250) anzuzeigen.
Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Verfügbarkeit des Fahrers durch eine Signalfarbe angezeigt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Signalfarbe davon abhängig ist, ob sich das Nutzfahrzeug des jeweiligen Fahrers im Führungsmodus, Folgemodus und/oder Einzelfahrermodus befindet.
Nutzfahrzeug (150), insbesondere Lastkraftwagen oder Sattelzugmaschine, das zur automatisierten Längs- und Querführung in einem Fahrzeugverband (250) ausgebildet ist und eine Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 umfasst.