DE102019200149A1

DE102019200149A1 - Steuergerät, ein zumindest teilautomatisiert fahrendes Fahrzeug, ein Fahrzeugverband und ein Verfahren

Info

Publication number: DE102019200149A1
Application number: DE102019200149.1A
Authority: DE
Inventors: Benjamin Baust; Markus Schulz-Weiling
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2019-01-08
Filing date: 2019-01-08
Publication date: 2020-07-09
Also published as: CN111427342A; US11584454B2; US20200216122A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Steuergerät, ein Fahrzeug, einen Fahrzeugverband und ein Verfahren, wobei das Steuergerät zum Bereitstellen eines ersten Steuersignals zum Annähern des Fahrzeugs an ein weiteres Fahrzeug in einem ersten Teilbereich einer Fahrtroute des Fahrzeugs ausgebildet ist, wobei das Steuergerät zum Bereitstellen eines zweiten Steuersignals zum Ankoppeln des Fahrzeugs an das weitere Fahrzeug in dem ersten Teilbereich der Fahrtroute ausgebildet ist, um einen Übergang zwischen dem Fahrzeug und dem weiteren Fahrzeug, über den eine Person zwischen dem Fahrzeug und dem weiteren Fahrzeug umsteigen kann, bereitzustellen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuergerät gemäß Patentanspruch 1, ein teilautomatisiert fahrendes Fahrzeug gemäß Patentanspruch 6, einen Fahrzeugverband gemäß Patentanspruch 9, ein Verfahren gemäß Patentanspruch 12, ein Computerprogramm gemäß Patentanspruch 13 und ein maschinenlesbaren Speichermedium gemäß Patentanspruch 14.
Stand der Technik
Aus der WO 2009/145552 A2 ist ein Verfahren zur Steuerung von Fahrzeugen einer Fahrzeugflotte bekannt.
Offenbarung der Erfindung
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Steuergerät, ein verbessertes zumindest teilautomatisiert fahrendes Fahrzeug, und einen verbesserten Fahrzeugverband und ein verbessertes Verfahren bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird mittels eines Steuergeräts gemäß Patentanspruch1, mittels eines Fahrzeugs gemäß Patentanspruch 6, einem Fahrzeugverband gemäß Patentanspruch 9, einem Verfahren gemäß Patentanspruch 12, einem Computerprogramm gemäß Patentanspruch 13 und einem maschinenlesbaren Speichermedium gemäß Patentanspruch 14 gelöst.
Es wurde erkannt, dass ein verbessertes Steuergerät für ein zumindest (teil-) automatisiert fahrendes Fahrzeug dadurch bereitgestellt werden kann, dass das Steuergerät zum Bereitstellen eines ersten Steuersignals zum Annähern des Fahrzeugs an ein weiteres Fahrzeug in einem ersten Teilbereich einer Fahrtroute des Fahrzeugs ausgebildet ist, wobei das Steuergerät zum Bereitstellen eines zweiten Steuersignals zum Ankoppeln des Fahrzeugs an das weitere Fahrzeug in dem ersten Teilbereich der Fahrtroute ausgebildet ist, um einen Übergang zwischen dem Fahrzeug und dem weiteren Fahrzeug, über den eine Person zwischen dem Fahrzeug und dem weiteren Fahrzeug umsteigen kann, zu ermöglichen.
Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass beim Entlangfahren des Fahrzeugs entlang der vordefinierten Fahrtroute im ersten Teilbereich eine Übergangsmöglichkeit zum Umsteigen zwischen dem Fahrzeug und dem weiteren Fahrzeug bereitgestellt wird. Dadurch kann eine Streckenzeit für die Fahrtroute für das jeweilige Fahrzeug besonders kurzgehalten werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Steuergerät zum Empfangen und/oder Senden eines Signals beispielsweise des weiteren Fahrzeugs und/oder an das weitere Fahrzeug zum Ankoppeln des Fahrzeugs an das weitere Fahrzeug im ersten Teilbereich ausgebildet. Dadurch kann der Koppelvorgang zwischen den Fahrzeugen abgestimmt werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Steuergerät zum Empfang eines weiteren Signals über eine Fahrzeugposition des Fahrzeugs ausgebildet, wobei das Steuergerät ausgebildet ist, auf Grundlage der Fahrzeugposition das erste Steuersignal und das zweite Steuersignal zu ermitteln. Dadurch kann der Koppelvorgang vollautomatisch im ersten Teilbereich ausgeführt werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Steuergerät ausgebildet, nach Steuern des Ankoppelns des Fahrzeugs an das weitere Fahrzeug ein drittes Steuersignal zur Steuerung einer Verbindungstüre des Fahrzeugs zum Öffnen des Übergangs bereitzustellen.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Steuergerät zum Empfang eines Koppelsignals ausgebildet, das ein mechanisches Ankoppeln des Fahrzeugs an das weitere Fahrzeug signalisiert, wobei das Steuergerät ausgebildet ist, das dritte Steuersignal erst nach Empfang des Koppelsignals bereitzustellen. Dadurch wird eine Fehlansteuerung der Verbindungstüre vermieden.
Ein zumindest teilautomatisiert fahrendes Fahrzeug weist das oben beschriebene Steuergerät und wenigstens eine mit dem Steuergerät verbundene Fahrzeugantriebseinrichtung zum Bewegen des Fahrzeugs in Längs- und/oder Querrichtung auf, wobei das Steuergerät ausgebildet ist, das erste Steuersignal der Fahrzeugantriebseinrichtung zur Annäherung des Fahrzeugs und das zweite Steuersignal zur Koppelung des Fahrzeugs mit dem weiteren Fahrzeug an die Fahrzeugantriebseinrichtung zu senden.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Fahrzeug eine an einer Fahrzeugfront und/oder an einem Fahrzeugheck des Fahrzeugs angeordnete Verbindungstüre auf, wobei die Verbindungstüre einen Übergang zu dem weiteren Fahrzeug begrenzt, wobei das Steuergerät ausgebildet ist, das dritte Steuersignal an die Verbindungstüre zum Verfahren der Verbindungstüre aus einer Schließposition in eine Offenposition zu senden.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Fahrzeug eine Koppeleinheit zur mechanischen Kopplung des Fahrzeugs an das weitere Fahrzeug und einen Koppelsensor auf, wobei der Koppelsensor mit dem Steuergerät verbunden und ausgebildet ist, das zum Koppelzustand der Koppeleinheit korrespondierende Koppelsignal der Steuereinrichtung bereitzustellen.
Ein Fahrzeugverband weist ein Fahrzeug und wenigstens ein weiteres Fahrzeug auf, wobei das Fahrzeug und das weitere Fahrzeug jeweils wie oben beschrieben ausgebildet sind, wobei das Steuergerät des Fahrzeugs ausgebildet ist, das Fahrzeug entlang der ersten Fahrtroute zumindest teilautomatisiert, vorzugsweise fahrerlos, zu steuern, wobei das Steuergerät des weiteren Fahrzeugs ausgebildet ist, das weitere Fahrzeug entlang einer zweiten Fahrtroute zumindest teilautomatisiert, vorzugsweise fahrerlos, zu steuern, wobei die erste vordefinierte Fahrroute und die zweite vordefinierte Fahrtroute in einem ersten Teilbereich identisch verlaufen, wobei im ersten Teilbereich das Fahrzeug und das weitere Fahrzeug miteinander gekoppelt sind. Dadurch können Personen zwischen Fahrgasträumen der Fahrzeuge umsteigen.
In einer weiteren Ausführungsform begrenzt das Fahrzeug einen Fahrgastraum und das weitere Fahrzeug einen weiteren Fahrgastraum, wobei der Übergang den Fahrgastraum mit dem weiteren Fahrgastraum zum Umsteigen der Person zwischen den beiden Fahrgasträumen verbindet.
In einem Verfahren zum Betrieb des oben beschriebenen Steuergeräts stellt das Steuergerät ein erstes Steuersignal zum Annähern eines Fahrzeugs an ein weiteres Fahrzeug in einem ersten Teilbereich einer Fahrtroute bereit, wobei das Steuergerät ein zweites Steuersignal zum Ankoppeln des Fahrzeugs an das weitere Fahrzeug in dem ersten Teilbereich der Fahrtroute bereitstellt, um einen Übergang zwischen dem Fahrzeug und dem weiteren Fahrzeug, über den eine Person zwischen dem Fahrzeug und dem weiteren Fahrzeug umsteigen kann, zu ermöglichen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugverbands mit einem ersten Fahrzeug und einem zweiten Fahrzeug;
2 einen Ausschnitt einer schematisch dargestellten topographischen Karte;
3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einer ersten Ausführungsform zum Betrieb des in 1 gezeigten Fahrzeugverbands;
4 eine schematische Darstellung des Fahrzeugverbands in mehreren Situationen während eines Verfahrens gemäß einer zweiten Ausführungsform zum Betrieb des Fahrzeugverbands; und
5 eine schematische Darstellung einer Weiterbildung des in den 1 bis 4 gezeigten Fahrzeugverbands.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugverbands 10.
Der Fahrzeugverband 10 weist beispielhaft ein erstes Fahrzeug 15 und ein zweites Fahrzeug 20 auf. Das erste Fahrzeug 15 und das zweite Fahrzeug 20 sind in der Ausführungsform beispielhaft identisch zueinander ausgebildet, sodass im Folgenden das für das erste Fahrzeug 15 Erläuterte entsprechend auch für das zweite Fahrzeug 20 gilt.
Das erste Fahrzeug 15 ist beispielsweise als Robo-Taxi oder als autonom fahrender, insbesondere fahrerlos fahrender, Shuttlebus ausgebildet. Das erste Fahrzeug 15 weist in Fahrtrichtung (in 1 symbolisch mittels eines Pfeils angedeutet) an einer Fahrzeugfront 21 eine erste Verbindungstüre 25 auf. An einem Fahrzeugheck 30 weist das erste Fahrzeug 15 eine zweite Verbindungstüre 35 auf. Die erste Verbindungstüre 25 und die zweite Verbindungstüre 35 weisen jeweils eine Schließeinrichtung und ein Türblatt auf, wobei die Schließeinrichtung ausgebildet ist, das Türblatt zwischen einer Schließposition und einer Offenposition zu verfahren. Die Verbindungstüre 25, 35 kann beispielsweise als Schiebetüre ausgebildet sein.
Das erste Fahrzeug 15 weist ferner einen ersten Fahrgastraum 40 zum Transport von Fahrgästen in einer Personenbeförderung auf. Das zweite Fahrzeug 20 weist einen zweiten Fahrgastraum 45 auf, um im zweiten Fahrgastraum 45 Personen zu befördern. Der erste Fahrgastraum 40 wird mittels der ersten Verbindungstüre 25 an der Fahrzeugfront 21 und mittels der zweiten Verbindungstüre 35 am Fahrzeugheck 30 begrenzt. Seitlich kann das erste Fahrzeug 15 weitere Fahrzeugtüren (nicht dargestellt) aufweisen, durch die ein Zustieg oder Ausstieg zum ersten Fahrgastraum 40 oder aus dem ersten Fahrgastraum 40 erfolgen kann. Ein Zustieg oder Ausstieg, beispielweise an einer Haltestelle oder zum Straßenrand hin erfolgt nicht über die erste und/oder die zweite Verbindungstüre 25, 35, sondern über die seitlich angeordnete Fahrzeugtüre.
In Fahrtrichtung liegt hinter der zweiten Verbindungstüre 35 ein Übergang 130 zu dem zweiten Fahrzeug 20, wobei der Übergang 130 tunnelartig ausgebildet ist und gegenüber Witterungseinflüssen ein Innenraum 135 des Übergangs 130 geschützt ist. Die zweite Verbindungstüre 35 verhindert den Zutritt zu dem Innenraum 135 in ihrer Schließposition aus dem ersten Fahrgastraum 40.
An der Fahrzeugfront 21 kann das erste Fahrzeug 15 ferner eine erste Koppeleinheit 50 und an dem Fahrzeugheck 30 eine zweite Koppeleinheit 55 aufweisen. Ferner kann die erste Koppeleinheit 50 einen ersten Koppelsensor 60 und die zweite Koppeleinheit 55 einen zweiten Koppelsensor 65 aufweisen. Auf die erste Koppeleinheit 50 und/oder auf die zweite Koppeleinheit 55 kann auch verzichtet werden.
Das erste Fahrzeug 15 weist ein Steuergerät 70 auf. Das Steuergerät 70 weist einen Datenspeicher 75, eine mit dem Datenspeicher 75 verbundene Steuereinrichtung 80 und eine erste Schnittstelle 85 auf. Die Steuereinrichtung 80 ist mittels einer ersten Verbindung 90 mit dem Datenspeicher 75 und mittels einer zweiten Verbindung 95 mit der Schnittstelle 85 verbunden. Die erste Schnittstelle 85 ist mittels einer dritten Verbindung 100 mit der ersten Verbindungstüre 25 und mittels einer vierten Verbindung 105 mit der zweiten Verbindungstüre 35 verbunden. Das Steuergerät 70 kann auch mehrere (Unter-) Steuergeräte aufweisen, die zusammen das Steuergerät 70 bilden. Auch kann das Steuergerät 70 zumindest teilweise als Cloud ausgebildet sein.
Das erste Fahrzeug 15 weist ferner eine Positionsbestimmungseinrichtung 110 auf, wobei die Positionsbestimmungseinrichtung 110 mittels einer fünften Verbindung 115 mit der Schnittstelle 85 verbunden ist. Ferner kann der erste Koppelsensor 60 mittels einer sechsten Verbindung 120 und der zweite Koppelsensor 65 mittels einer siebten Verbindung 125 mit der ersten Schnittstelle 85 verbunden sein.
Zusätzlich kann das erste Fahrzeug 15 eine Umfeldsensorik 145 und/oder eine Kommunikationseinrichtung 150 aufweisen, wobei die Umfeldsensorik 145 mittels einer achten Verbindung 155 mit der Schnittstelle 85 und die Kommunikationseinrichtung 150 mittels einer neunten Verbindung 160 mit der Schnittstelle 85 verbunden ist.
Das erste Fahrzeug 15 weist ferner eine Fahrzeugantriebseinrichtung 140 auf, um das erste Fahrzeug 15 zu bewegen und zu lenken. Die Fahrzeugantriebseinrichtung 25 ist mittels einer zehnten Verbindung 141 mit der Schnittstelle 30 verbunden. Die Fahrzeugantriebseinrichtung 25 kann ein oder mehrere Aktuatoren, insbesondere Antriebsmotoren und/oder Aktuatoren zur Festlegung der Fahrtrichtung, umfassen. Das Steuergerät 70 ist in Verbindung mit der Fahrzeugantriebseinrichtung 140 ausgebildet, zumindest teilweise automatisiert das erste Fahrzeug 15 zu steuern. Der Ausdruck „zumindest teilautomatisiertes Steuern“ umfasst die folgenden Fälle: teilautomatisiertes Steuern, hochautomatisiertes Steuern, vollautomatisiertes Steuern, fahrerloses Steuern.
Teilautomatisiertes Steuern bedeutet, dass in einem spezifischen Anwendungsfall (z. B.: Fahren auf einer Autobahn, Fahren innerhalb eines vordefinierten Fahrbereichs, beispielsweise einer bestimmten Fahrstrecke, Fahren innerhalb einer Fahrspur, die durch Fahrspurmarkierungen festgelegt ist) eine Längs- und eine Querführung automatisch gesteuert wird. Ein Fahrzeugführer des ersten Fahrzeugs 15 muss dabei selbst nicht manuell die Längs- und Querführung des ersten Fahrzeugs 15 steuern. Der Fahrzeugführer muss aber das teilautomatisierte Steuern der Längs- und Querführung dauerhaft überwachen, um beim Bedarfsfall manuell sofort eingreifen zu können.
Hochautomatisiertes Steuern bedeutet, dass in einem spezifischen Anwendungsfall (z. B. Fahren auf einer Autobahn, Fahren innerhalb eines vordefinierten Bereichs, Fahren innerhalb einer Fahrspur, die durch Fahrspurmarkierungen festgelegt ist) eine Längs- und eine Querführung des ersten Fahrzeugs 15 automatisch gesteuert wird. Der Fahrzeugführer des ersten Fahrzeugs 15 muss selbst nicht manuell die Längs- und Querführung des ersten Fahrzeugs 15 steuern. Der Fahrzeugführer muss das automatisierte Steuern der Längs- und Querführung nicht dauerhaft überwachen, um im Bedarfsfall manuell eingreifen zu können. Bei Bedarf wird automatisch eine Übergabeanforderung an den Fahrzeugführer zur Übernahme des Steuerns der Längs- und Querführung ausgegeben. Der Fahrzeugführer übernimmt erst nach Übergabeaufforderung die Fahrzeugführung. Der Fahrzeugführer muss also potentiell in der Lage sein, das Steuern der Längs- und Querführung zu übernehmen.
Vollautomatisiertes Steuern bedeutet, dass in einem spezifischen Anwendungsfall (z. B.: Fahren auf einer Autobahn, Fahren innerhalb eines vordefinierten Bereichs, Fahren innerhalb einer Fahrspur, die durch Fahrspurmarkierungen festgelegt ist) eine Längs- und/oder Querführung des Kraftfahrzeugs automatisiert durch die Steuereinrichtung 40 gesteuert wird. Der Fahrzeugführer des ersten Fahrzeugs 15 muss selbst nicht manuell die Längs- und Querführung des ersten Fahrzeugs 15 steuern. Der Fahrzeugführer muss das automatisierte Steuern der Längs- und Querführung nicht überwachen, um bei Bedarf manuell eingreifen zu können. In dem spezifischen Anwendungsfall ist hierbei der Fahrzeugführer nicht erforderlich.
Fahrerloses Steuern - auch als autonomes Fahren bezeichnet - bedeutet, insbesondere für Robotertaxis oder automatisierte Shuttlebusse, dass unabhängig von einem spezifischen Anwendungsfall (z. B. Fahren auf einer Autobahn, Fahren innerhalb eines vordefinierten Bereichs, Fahren innerhalb einer Fahrspur, die durch Fahrspurmarkierungen festgelegt ist) eine Längs- und Querführung des ersten Fahrzeugs 15 automatisiert durch das Steuergerät 15 automatisch gesteuert wird. Der Fahrzeugführer des ersten Fahrzeugs 15 muss deshalb nicht manuell die Längs- und Querführung des ersten Fahrzeugs 15 steuern und/oder das automatisierte Steuern der Längs- und Querführung nicht überwachen. Die Längs- und Querführung des ersten Fahrzeugs 15 wird somit zum Beispiel bei allen Straßentypen, in allen Geschwindigkeitsbereichen und sämtlichen Umweltbedingungen automatisiert gesteuert. Die vollständige Fahraufgabe des Fahrzeugführers wird automatisiert durch das Steuergerät 15 übernommen, sodass der Fahrzeugführer nicht erforderlich ist.
Das erste Fahrzeug 15 kann in der Ausführungsform des Fahrzeugverbands 10 also idealerweise ohne Fahrzeugführer von einer beliebigen Startposition zu einer beliebigen Zielposition fahren und dabei die Fahrgastbeförderung, beispielsweise im Rahmen eines Robotertaxibetriebs oder eines Shuttlebusses, übernehmen. Potentielle Problemstellungen werden während der Fahrzeugführung automatisiert durch das Steuergerät 70 gelöst, also ohne Hilfe des Fahrzeugführers.
Das erste Fahrzeug 15 kann dabei ein schienengebundenes Fahrzeug sein, das entlang eines Schienenstrangs, beispielsweise als Straßenbahn oder als Regionalzug, entlangfährt. In einer alternativen Ausführungsform ist das erste Fahrzeug ein Kraftfahrzeug, das entlang einer Straße fährt. Die zumindest teilautomatisierte Steuerung des ersten Fahrzeugs 15 kann mittels eines im Datenspeicher 75 abgelegten Steueralgorithmus auf Grundlage der durch die Umfeldsensorik 145 ermittelten Umgebung, die mittels eines Informationssignals über die achte Verbindung 155 über die erste Schnittstelle 85 der ersten Steuereinrichtung 80 bereitgestellt wird, und auf Grundlage der durch die Positionsbestimmungseinrichtung 110 ermittelten ersten Fahrzeugposition des ersten Fahrzeugs 15, die über die fünfte Verbindung 115 und der ersten Schnittstelle 85 der ersten Steuereinrichtung 80 bereitgestellt wird, zumindest teilautomatisiert, vorzugsweise fahrerlos, steuern. Wird das erste Fahrzeug 15 fahrerlos gesteuert, kann sich die erste Verbindungstüre 25 im Wesentlichen über eine gesamte Breite der Fahrzeugfront 21 erstrecken.
Im Fahrzeugverband 10 fährt beispielhaft das zweite Fahrzeug 20 hinter dem ersten Fahrzeug 15. Dabei ist mittels der an der Fahrzeugfront 21 des zweiten Fahrzeugs 20 angeordneten ersten Koppeleinheit 50 des zweiten Fahrzeugs 20 das zweite Fahrzeug 20 mit der zweiten Koppeleinheit 55 des ersten Fahrzeugs 15 mechanisch verbunden, sodass ein Abstand zwischen der Fahrzeugfront 21 des zweiten Fahrzeugs 20 und dem Fahrzeugheck 30 des ersten Fahrzeugs 15 in angekoppeltem Zustand im Wesentlichen konstant gehalten werden kann. Auch kann auf die Koppeleinheit 50, 55 verzichtet werden, wobei im Fahrzeugverband 10 das Steuergerät 70 des ersten und/oder zweiten Fahrzeugs15, 20 den Abstand zwischen der Fahrzeugfront 21 des zweiten Fahrzeugs 20 und dem Fahrzeugheck 30 des ersten Fahrzeugs 15 derart steuert, dass der Abstand im Wesentlichen konstant gehalten ist. Über die Koppeleinheiten 50, 55 können auch Zug- und/oder Schubkräfte zwischen den beiden Fahrzeugen 15, 20 ausgetauscht werden.
Fahren das erste Fahrzeug 15 und das zweite Fahrzeug 20 im Fahrzeugverband 10, der auch häufig als (Fahrzeug-) Platoon bezeichnet wird, so ist die erste Verbindungstüre 25 des zweiten Fahrzeugs 20 und die zweite Verbindungstüre 35 des ersten Fahrzeugs 15 in die Offenposition verfahren, sodass Fahrgäste zwischen dem ersten Fahrgastraum 40 und dem zweiten Fahrgastraum 45 über den Übergang 130 sich bewegen können. Durch den Übergang 130 sind die Fahrgäste, die zwischen den beiden Fahrzeugen 15, 20 umsteigen, vor Witterungseinflüssen geschützt und ferner gegen ein Herausstürzen geschützt.
Sind die beiden Fahrzeuge 15, 20 abgekoppelt, so sind die Verbindungstüren 25, 35 jeweils in der Schließposition, sodass ein Verlassen des Fahrgastraums 40, 45 beispielsweise nur über die seitlichen (nicht dargestellten) Zustiegstüren über die Verbindungstüre im Stand des Fahrzeugs 15, 20 möglich ist. Ein Betreten des Übergangs 130 ist im abgekoppelten Zustand nicht möglich. Ferner sind im abgekoppelten Zustand die beiden Fahrzeuge 15, 20 soweit zueinander beabstandet, dass der Übergang 130 nicht den Bereich zwischen der ersten Verbindungstür 25 und der zweiten Verbindungstüre 35 überbrückt.
2 zeigt einen Ausschnitt einer schematisch dargestellten topographischen Karte 165.
Die topographische Karte 165 kann im Datenspeicher 75 des Steuergeräts 70 (jedes Fahrzeugs 15, 20) abgelegt sein. Ferner ist beispielsweise in der topographischen Karte 165 eine erste vordefinierte Fahrtroute 170 zumindest im Datenspeicher 75 des ersten Fahrzeugs 15 und beispielsweise eine zweite vordefinierte Fahrtroute 175 im Datenspeicher 75 des zweiten Fahrzeugs 20 abgespeichert.
In der Ausführungsform sind beispielhaft das erste Fahrzeug 15 und das zweite Fahrzeug 20 als Shuttlebusse ausgebildet, die beispielhaft fahrerlos jeweils eine Buslinie bedienen. Die erste Fahrtroute 170 bildet dabei eine erste Buslinie aus und führt von einem ersten Ort 180, beispielsweise einem innerstädtischen ersten Vorort, zu einem zweiten Ort 185. Der zweite Ort 185 kann beispielsweise ein Industriegebiet sein. Die zweite vordefinierte Fahrtroute 175 bildet eine zweite Buslinie und führt von einem dritten Ort 190, beispielsweise einem Flughafen, zu einem vierten Ort 195, beispielsweise einer Innenstadt.
Die erste Fahrtroute 170 und die zweite Fahrtroute 175 werden beispielhaft in regelmäßigem Zeitintervall anhand eines vordefinierten Fahrplans abgefahren. Dabei fährt in 2 das erste Fahrzeug 15 die erste Fahrtroute 170 und das zweite Fahrzeug 20 die zweite Fahrtroute 175 ab. Somit fährt das erste Fahrzeug 15 vom ersten Ort 180 zum zweiten Ort 185 und das zweite Fahrzeug 20 vom dritten Ort 190 zum vierten Ort 195. Die Angaben bezüglich der Fahrtroute 170, 175 sind beispielhaft und dienen zur Erläuterung des in 3 erläuterten Verfahrens.
Der erste Teilbereich 200 der ersten Fahrtroute 170 und der zweiten Fahrtroute 175 ist identisch. Der erste Teilbereich 200 beginnt an einem ersten Routenabschnitt 210 und endet an einem zweiten Routenabschnitt 215. Der erste Routenabschnitt 210 ist als erster Streckenpunkt und der zweite Routenabschnitt 215 als zweiter Streckenpunkt ausgebildet. Der Fahrplan ist dabei so terminiert, dass in dem ersten Teilbereich 200 die erste Fahrtroute 170 und die zweite Fahrtroute 175 zeitgleich durch das erste und zweite Fahrzeug 15, 20 befahren werden. Im zweiten Teilbereich 205 verlaufen die Fahrtrouten 170, 175 getrennt. Dies bedeutet, dass, wenn das erste Fahrzeug 15 die erste Fahrtroute 170 entlangfährt, im zweiten Teilbereich 205 der ersten Fahrtroute 170 das erste Fahrzeug 15 alleine (d.h. räumlich getrennt in abgekoppelten Zustand vom zweiten Fahrzeug 20) die erste Fahrtroute 170 abfährt. Ebenso fährt das zweite Fahrzeug 20 im zweiten Teilbereich 205 die zweite Fahrtroute 175 getrennt und alleine vom ersten Fahrzeug 15 abfährt.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einer ersten Ausführungsform zum Betrieb des Fahrzeugverbands 10.
Zumindest teilweise kann das Verfahren in dem Datenspeicher 75 zumindest einer der beiden Fahrzeuge 15, 20 ein Steueralgorithmus beispielsweise als computerimplementierter Algorithmus, insbesondere ein Computerprogramm abgelegt sein. Der Datenspeicher 75 kann dazu beispielsweise als maschinenlesbares Speichermedium ausgebildet sein.
Das Computerprogramm umfasst Befehle, die bei Ausführen des Computerprogramms durch einen Computer, beispielsweise durch die Steuereinrichtung 80, diese veranlassen, das in den 3 beschriebene Verfahren (zumindest teilweise) durchzuführen und/oder die beiden Steuereinrichtungen 80 der beiden Fahrzeuge 15, 20 gemeinsam durchzuführen.
In einem ersten Verfahrensschritt 300 ermittelt die Positionsbestimmungseinrichtung 110 des ersten Fahrzeugs 15 die erste Fahrzeugposition des ersten Fahrzeugs 15. Die Positionsbestimmungseinrichtung 110 kann beispielsweise einen Sensor zum Empfangen von Signalen eines Satellitenpositionssystems, beispielsweise von Navigationssatelliten, aufweisen. Beispielsweise ist der Sensor ausgebildet, Signale von beispielsweise NAVSTAR GPS, Beidou und/oder Galileo zu empfangen. Auf Grundlage der empfangenen Signale des Satellitenpositionssystems ist die Positionsbestimmungseinrichtung 110 ausgebildet, die erste Fahrzeugposition des ersten Fahrzeugs 10 zu ermitteln. Die Positionsbestimmungseinrichtung 110 stellt ein erstes Positionssignal mit einer ersten Information über die erste Fahrzeugposition des ersten Fahrzeugs 15 über die fünfte Verbindung 115 der Schnittstelle 85 bereit. Die Schnittstelle 85 stellt das erste Positionssignal über die zweite Verbindung 95 der Steuereinrichtung 80 des ersten Fahrzeugs 15 bereit.
Die Steuereinrichtung 80 des ersten Fahrzeugs 15 kann im ersten Verfahrensschritt 300 zusätzlich ein Map-Matching-Verfahren durchführen, wobei auf Grundlage des Map-Matching-Verfahrens, der ermittelten ersten Fahrzeugposition und der im Datenspeicher 75 abgelegten digitalen topographischen Karte 165 die ermittelte erste Fahrzeugposition verifiziert und der ersten Fahrtroute 170 zugeordnet wird.
Zusätzlich überwacht im ersten Verfahrensschritt 300 die Umfeldsensorik 145 des ersten Fahrzeugs 15 eine Umgebung des ersten Fahrzeugs 15 und stellt ein entsprechendes, die Umgebung abbildendes erstes Umfeldsignal mit einer zweiten Information über ein Umfeld des ersten Fahrzeugs 15 über die neunte Verbindung 160 und der Schnittstelle 85 der Steuereinrichtung 80 des ersten Fahrzeugs 15 bereit, wobei die Steuereinrichtung 80 im ersten Verfahrensschritt 300 auf Grundlage der ermittelten ersten Fahrzeugposition, der topographischen Karte 165 und des ermittelten Umfelds des ersten Fahrzeugs 15 die Fahrzeugantriebseinrichtung 141 zur zumindest teilautomatisierten Fahrt, insbesondere zur fahrerlosen Fahrt entlang der ersten vordefinierten Fahrtroute 170 steuert.
Ein zweiter Verfahrensschritt 305 ist im Wesentlichen identisch zu dem ersten Verfahrensschritt 300 ausgebildet. Dabei ermittelt die Positionsbestimmungseinrichtung 110 des zweiten Fahrzeugs 20 eine zweite Fahrzeugposition und stellt ein zweites Positionssignal mit einer dritten Information über die zweite Fahrzeugposition des zweiten Fahrzeugs 15 über die fünfte Verbindung 115 der Schnittstelle 85 bereit. Die Schnittstelle 85 stellt das zweite Positionssignal über die zweite Verbindung 95 der Steuereinrichtung 80 des zweiten Fahrzeugs 20 bereit.
Zusätzlich überwacht im zweiten Verfahrensschritt 300 die Umfeldsensorik 145 des zweiten Fahrzeugs 20 eine Umgebung des zweiten Fahrzeugs 15 und stellt ein entsprechendes, die Umgebung abbildendes zweites Umfeldsignal mit einer vierten Information über ein Umfeld des zweiten Fahrzeugs 20 über die neunte Verbindung 160 und der Schnittstelle 85 der Steuereinrichtung 80 des zweiten Fahrzeugs 20 bereit, wobei die Steuereinrichtung 80 im zweiten Verfahrensschritt 300 auf Grundlage der ermittelten zweiten Fahrzeugposition, der topographischen Karte 165 und des ermittelten Umfelds des zweiten Fahrzeugs 15 die Fahrzeugantriebseinrichtung 141 zur zumindest teilautomatisierten Fahrt, insbesondere zur fahrerlosen Fahrt, entlang der zweiten vordefinierten Fahrtroute 175 steuert.
Der zweite Verfahrensschritt 305 kann zumindest zeitlich teilweise parallel zum ersten Verfahrensschritt 300 erfolgen.
Im dritten Verfahrensschritt 310 stellt der erste Koppelsensor 60 und/oder der zweite Koppelsensor 65 jeweils ein Koppelsignal mit einer fünften Information über den Koppelzustand der Koppeleinheit 50, 55 bereit. Das jeweilige Koppelsignal wird über die sechste Verbindung 120 der Schnittstelle 85 des ersten und zweiten Fahrzeugs 15, 20 jeweils der Schnittstelle 85 bereitgestellt, wobei die Schnittstelle 85 das Koppelsignal erfasst und über die zweite Verbindung 95 der Steuereinrichtung 80 des ersten Fahrzeugs 15 bzw. des zweiten Fahrzeugs 20 bereitstellt.
Das Koppelsignal kann die (fünfte) Information behalten, dass die Koppeleinheit 50, 55 sich in angekoppeltem Zustand oder in abgekoppeltem Zustand befindet. Im angekoppelten Zustand der Koppeleinheit 50, 55 ist das erste Fahrzeug 15 mit dem zweiten Fahrzeug 20 zu dem in 1 gezeigten Fahrzeugverband 10 verkoppelt. In abgekoppeltem Zustand fährt das erste Fahrzeug 15 alleine, das heißt, dass das zweite Fahrzeug 20 beabstandet und selbstständig zu dem ersten Fahrzeug 15 bewegt wird. Auf den dritten Verfahrensschritt 310 kann verzichtet werden, wenn anstatt einer mechanischen Kopplung (wie sie in 1 gezeigt ist) die Fahrzeuge beispielsweise mit einer sogenannten „elektronischen Deichsel“ zu dem Fahrzeugverband 10 gekoppelt sind.
In einem auf den dritten Verfahrensschritt 310 folgenden vierten Verfahrensschritt 315 ermittelt die Steuereinrichtung 80 des ersten Fahrzeugs 15 auf Grundlage der ermittelten ersten Fahrzeugposition des ersten Fahrzeugs 15, in welchem Teilbereich 200, 205 der ersten Fahrtroute 170 sich das erste Fahrzeug 15 befindet. Befindet sich das erste Fahrzeug 15 im zweiten Teilbereich 205, so wird mit einem fünften Verfahrensschritt 320 fortgefahren. Befindet sich das erste Fahrzeug 15 im ersten Teilbereich 200 so wird mit einem achten Verfahrensschritt 330 fortgefahren.
Im fünften Verfahrensschritt 320 kann die Steuereinrichtung 80 des ersten Fahrzeugs 15 das Koppelsignal dahingehend bewerten, ob die fünfte Information den abgekoppelten Zustand des ersten Fahrzeugs 15 signalisiert. Signalisiert das Koppelsignal den abgekoppelten Zustand, so stellt die Steuereinrichtung 80 des ersten Fahrzeugs 15 über die zweite Verbindung 95 und an der Schnittstelle 85 ein erstes Schließsignal für die erste Verbindungstüre 25 sowie für die zweite Verbindungstüre 35 bereit. Die Schließeinheiten der Verbindungstüren 25, 35 erfassen das erste Schließsignal und bringen/halten die Verbindungstüre 25, 35 in der Schließposition. Ferner wird im Anschluss an den fünften Verfahrensschritt 320 der erste bis vierte Verfahrensschritt 300 - 315 wiederholt.
Parallel zum vierten Verfahrensschritt 325 ermittelt die Steuereinrichtung 80 des zweiten Fahrzeugs 20 in einem sechsten Verfahrensschritt 325 auf Grundlage der ermittelten zweiten Fahrzeugposition des zweiten Fahrzeugs 15, in welchem Teilbereich 200, 205 der zweiten Fahrtroute 175 sich das zweite Fahrzeug 15 befindet. Befindet sich das zweite Fahrzeug 20 im zweiten Teilbereich 205, so wird mit einem siebten Verfahrensschritt 320 fortgefahren. Befindet sich das zweite Fahrzeug 20 im ersten Teilbereich 200, so wird mit dem achten Verfahrensschritt 335 fortgefahren.
Ferner kann im sechsten Verfahrensschritt 320 die Steuereinrichtung 80 des zweiten Fahrzeugs 20 das Koppelsignal der Koppeleinheit 50, 55 dahingehend bewerten, ob die fünfte Information einen angekoppelten Zustand des zweiten Fahrzeugs 20 oder einen abgekoppelten Zustand signalisiert.
Im siebten Verfahrensschritt 320 kann die Steuereinrichtung 80 des zweiten Fahrzeugs 20 das Koppelsignal des Koppelsensors 60, 65 des zweitens Fahrzeugs 20 dahingehend bewerten, ob die fünfte Information den abgekoppelten Zustand des zweiten Fahrzeugs 20 signalisiert. Signalisiert das Koppelsignal den abgekoppelten Zustand, so stellt die Steuereinrichtung 80 des zweiten Fahrzeugs 20 über die zweite Verbindung 95 und an der Schnittstelle 85 ein zweites Schließsignal für die erste Verbindungstüre 25 sowie für die zweite Verbindungstüre 35 des zweiten Fahrzeugs 20 zum Halten der ersten und zweiten Verbindungstüre 25, 35 in der Schließposition bereit. Die Schließeinheiten der Verbindungstüren 25, 35 erfassen das zweite Schließsignal und halten die Verbindungstüre 25, 35 des zweiten Fahrzeugs 20 in der Schließposition. Ferner werden im Anschluss an den siebten Verfahrensschritt 330 der erste bis vierte Verfahrensschritt 300 - 315 wiederholt.
Fahren die Fahrzeuge 15, 20 fahrplangemäß, so nähern sich die Fahrzeuge 15, 20 in einem achten Verfahrensschritt 335 am ersten Routenabschnitt 210 am Beginn des ersten Teilbereichs 200 der beiden Fahrtrouten 170, 175 an. Der Beginn des ersten Teilbereichs 200 kann beispielsweise eine Haltestelle sein. Auch wäre denkbar, dass der erste Routenabschnitt 210 eine Kreuzung oder ein Streckenabschnitt ist, bei dem beispielsweise das zweite Fahrzeug 20 auf die Straße einbiegt, auf der das erste Fahrzeug 15 bereits fährt. Am ersten Routenabschnitt 210 beginnt der erste Teilbereich 200, der sich in Fahrrichtung an dem zweiten Teilbereich 205 der ersten Fahrtroute 170 und der zweiten Fahrtroute 175 anschließt.
Ferner steuert im achten Verfahrensschritt 335 die Steuereinrichtung 85 des ersten Fahrzeugs 15 auf Grundlage der topographischen Karte 165, der ersten Fahrzeugposition und der vordefinierten ersten Fahrtroute 170 mittels eines ersten Steuersignals die Fahrzeugantriebseinrichtung 140 zur Annäherung des ersten Fahrzeugs 15 an das zweite Fahrzeug 20. Dabei kann beispielsweise die Steuereinrichtung 85 eine Fahrgeschwindigkeit geringfügig gegenüber dem zweiten Fahrzeug 20 reduzieren.
Ebenso steuert im achten Verfahrensschritt 335 die Steuereinrichtung 85 des zweiten Fahrzeugs auf Grundlage der topographischen Karte 165, der zweiten Fahrzeugposition und der vordefinierten zweiten Fahrtroute 170 mittels eines weiteren ersten Steuersignals die Fahrzeugantriebseinrichtung 140 des zweiten Fahrzeugs zur Annäherung des zweiten Fahrzeugs 20 an das erste Fahrzeug 15. Dabei kann beispielsweise die Steuereinrichtung 85 des zweiten Fahrzeugs beispielsweise eine Fahrgeschwindigkeit des zweiten Fahrzeugs geringfügig höher als eine Fahrgeschwindigkeit des ersten Fahrzeugs steuern.
Der Koppelvorgang kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass das Steuergerät 70 des zweiten Fahrzeugs 20 so mittels des zweiten Steuersignals die Fahrzeugantriebseinrichtung 140 des zweiten Fahrzeugs 20 steuert, dass das zweite Fahrzeug 20 so nah in Fahrtrichtung auf das erste Fahrzeug 15 auffährt, dass die zweite Koppeleinheit 55 in die erste Koppeleinheit 50 einkoppelt und dadurch das erste Fahrzeug 15 mechanisch mit dem zweiten Fahrzeug 20 gekoppelt ist. Der Koppelvorgang kann beispielsweise dadurch erfolgen, indem das zweite Fahrzeug 20 so nah in Fahrtrichtung auf das erste Fahrzeug 15 auffährt, dass die zweite Koppeleinheit 55 in die erste Koppeleinheit 50 einkoppelt und dadurch das erste Fahrzeug 15 mechanisch mit dem zweiten Fahrzeug 20 gekoppelt ist.
Im achten Verfahrensschritt können die beiden Fahrzeuge 15, 20 über die Kommunikationseinrichtung 150 Daten beispielsweise in Form von Signalen untereinander austauschen d.h. senden und/oder empfangen, mit denen beispielsweise die Steuergeräte 70 der beiden Fahrzeuge 15, 20 den (automatisierten) Annäherungsvorgang der beiden Fahrzeuge 15, 20 abstimmen. Der Annäherungsvorgang dient zur Einleitung eines daran anschließenden Koppelvorgangs.
Wird auf die Koppeleinheit 50, 55 verzichtet, so steuert das Steuergerät 70 des zweiten Fahrzeugs 20 die Antriebseinrichtung 141 des zweiten Fahrzeugs 20 mittels des zweiten Steuersignals derartig, dass das zweite Fahrzeug 20 in einem vordefinierten Abstand in Fahrtrichtung hinter dem ersten Fahrzeug 15 entlangfährt. Der Abstand kann beispielsweise mittels der Umfeldsensorik 145 des zweiten Fahrzeugs 20 durch die Steuereinrichtung 80 des zweiten Fahrzeugs 20 überwacht werden. Das Zusammenschließen der beiden Fahrzeuge 15, 20 wird allgemeinen auch als Platooning oder elektronische Deichsel bezeichnet. Je nach Ausgestaltung des Koppelvorgangs kann die Führung des Fahrzeugverbands 10 durch das vorausfahrende erste Fahrzeug 15 erfolgen. Ebenso können zur Durchführung des Koppelvorgangs und zur Ermittlung des zweiten Steuersignals Daten über die Kommunikationseinrichtungen 150 der beiden Fahrzeuge 15, 20 ausgetauscht werden. So kann beispielsweise während des Ankoppelns das Steuergerät 70 die Antriebseinrichtung 141 des ersten Fahrzeugs derart mittels eines weiteren zweiten Steuersignals steuern, dass beispielsweise eine Fahrgeschwindigkeit des ersten Fahrzeugs 15 konstant gehalten wird.
Klinkt die zweite Koppeleinheit 55 des ersten Fahrzeugs 15 beim Koppelvorgang in die erste Koppeleinheit 50 des zweiten Fahrzeugs 20 ein, so sind die beiden Fahrzeuge 15, 20 zu einem Fahrzeugverband 10 mechanisch zusammengeschlossen. In angekoppeltem Zustand, also wenn die erste Koppeleinheit 50 des zweiten Fahrzeugs 20 in die zweite Koppeleinheit 55 des ersten Fahrzeugs 15 eingreift, stellt der zweite Koppelsensor 65 des ersten Fahrzeugs 15 über die siebte Verbindung 125 das Koppelsignal mit der Information des eingekoppelten Zustands der Schnittstelle 85 des ersten Fahrzeugs 15 bereit. Die Schnittstelle 85 gibt die Information über die zweite Verbindung 95 an die Steuereinrichtung 80 des ersten Fahrzeugs 15 weiter.
Ebenso stellt der erste Koppelsensor 60 des zweiten Fahrzeugs 20 über die sechste Verbindung 120 des zweiten Fahrzeugs 20 das Koppelsignal mit der Information der Schnittstelle 85 des Steuergeräts 70 des zweiten Fahrzeugs 20 bereit, dass die erste Koppeleinheit 50 des zweiten Fahrzeugs 20 an der zweiten Koppeleinheit 55 des ersten Fahrzeugs 15 mechanisch angekoppelt ist.
In einem auf den achten Verfahrensschritt 330 folgenden neunten Verfahrensschritt 335 überprüft die Steuereinrichtung 80 des ersten Fahrzeugs 15, welcher der beiden Koppelsensoren 60, 65 das Koppelsignal bereitstellt, das mit der Information über den angekoppelten Zustand korreliert und welcher der beiden Koppelsensoren 60, 65 ein Koppelsignal bereitstellt, das mit dem abgekoppelten Zustand korreliert.
In dem Ausführungsbeispiel ist beispielhaft am ersten Routenabschnitt 210 das erste Fahrzeug 15 in Fahrtrichtung vor dem zweiten Fahrzeug 20 positioniert. Somit stellt der erste Koppelsensor 60 des ersten Fahrzeugs 15 das Koppelsignal mit der Information bereit, dass an der ersten Koppeleinheit 50 kein weiteres Fahrzeug angekoppelt ist. In 1 ist die zweite Koppeleinheit 55 (am Fahrzeugheck 30 angeordnet) mit der ersten Koppeleinheit 50 des zweiten Fahrzeugs 20 mechanisch gekoppelt.
Für das zweite Fahrzeug 20 gilt Ähnliches, bloß jedoch in umgekehrter Ausgestaltung. Dadurch signalisiert der erste Koppelsensor 60 des zweiten Fahrzeugs 20, dass an der frontseitig angeordneten ersten Koppeleinheit 50 das zweite Fahrzeug 20 angekoppelt ist. Der heckseitig angeordnete zweite Koppelsensor 65 stellt das Koppelsignal mit der fünften Information über den abgekoppelten Zustand bereit.
Sind die Fahrzeuge 15, 20, wie in 1 gezeigt, hintereinander angeordnet, so stellt die Steuereinrichtung 80 über die zweite Verbindung 95 an der Schnittstelle 85 das dritte Steuersignal bereit, um die zweite Verbindungstüre 35 am Fahrzeugheck 30 zu öffnen und somit von der Schließposition in die Offenposition zu verfahren. Das dritte Steuersignal wird dabei über die vierte Verbindung 105 an die zweite Verbindungstüre 35 übertragen.
Die Steuereinrichtung 80 des zweiten Fahrzeugs 20 verhält sich gegenteilig und stellt an der Schnittstelle 85 ein viertes Steuersignal bereit. Das zweite Steuersignal wird über die dritte Verbindung 100 an die erste Verbindungstüre 25 übertragen. Die erste Verbindungstüre 25 des zweiten Fahrzeugs 20 ist auf der zum ersten Fahrzeug 15 zugewandten Fahrzeugfront 21 angeordnet. Mittels des vierten Steuersignals wird die erste Verbindungstüre 25 von der Schließposition in die Offenposition überfahren.
Durch das Öffnen der beiden Verbindungstüren 25, 35 wird der Übergang 130 im neunten Verfahrensschritt 335 freigegeben, sodass der erste Fahrgastraum 40 mit dem zweiten Fahrgastraum 45 verbunden ist. Dadurch können Fahrgäste, die sich in dem jeweiligen Fahrgastraum 40, 45 befinden, während der Fahrt entlang des ersten Teilbereichs 200 umsteigen. So können beispielsweise Fahrgäste, die vom ersten Ort 180 kommen und mit dem ersten Fahrzeug 15 die erste vordefinierte Fahrtroute 170 entlangfahren, im ersten Teilbereich 200 umsteigen, um dann mit dem zweiten Fahrzeug 20 zum vierten Ort 195 zu fahren. Ebenso könnten während der Fahrt entlang des ersten Teilbereichs 200 Personen, kommend vom dritten Ort 190, beispielsweise vom Flughafen, im ersten Teilbereich 200 vom zweiten Fahrzeug 20 in das erste Fahrzeug 15 umsteigen, um beispielsweise zum dritten Ort 190 zu fahren.
Selbstverständlich können die Fahrgäste, die entlang der ersten vordefinierten Fahrtroute 170 vom ersten Ort 180 zum zweiten Ort 185 fahren wollen, im ersten Fahrzeug 15 verbleiben. Ebenso können Fahrgäste, die am dritten Ort 190 eingestiegen sind, im zweiten Fahrzeug 20 verbleiben, um zum vierten Ort 185 zu gelangen.
Durch das Umsteigen während der Fahrt kann eine Wartezeit an der Haltestelle, beispielsweise am ersten Routenabschnitt 210 reduziert werden, da die Fahrgäste während der Fahrt umsteigen können. Dadurch kann die Fahrtzeit für die Fahrzeuge 15, 20 zum Entlangfahren der jeweiligen vordefinierten Fahrtroute 170, 175 kurzgehalten werden. Insbesondere sind dadurch die Standzeiten reduziert.
Es wird darauf hingewiesen, dass selbstverständlich auch der erste Routenabschnitt 210 keine Haltestelle sein muss, sondern beispielsweise eine Kreuzung oder ein Streckenabschnitt sein kann, sodass beispielsweise am ersten Routenabschnitt 210 während der Fahrt die beiden Fahrzeuge 15, 20 aneinanderkoppeln. Dies hat den Vorteil, dass die Fahrtzeit für die Fahrzeuge 15, 20 entlang der jeweils zugeordneten vordefinierten Fahrtroute 170, 175 weiter reduziert ist.
Im auf den neunten Verfahrensschritt 335 folgenden zehnten Verfahrensschritt 340 fahren die Fahrzeuge 15, 20 im Fahrzeugverband 10 (als Platoon) den ersten Teilbereich 200 der beiden Fahrtrouten 170, 175 gemeinsam ab. Dabei sind die im neunten Verfahrensschritt 335 geöffneten Verbindungstüren 25, 35 während des zehnten Verfahrensschritts 340 geöffnet.
In einem elften Verfahrensschritt 345 erreicht der Fahrzeugverband 10 einen zweiten Routenabschnitt 215, der einem Ende des ersten Teilbereichs 200 entspricht. Der zweite Routenabschnitt 215 kann dabei beispielsweise eine weitere Haltestelle sein. Am zweiten Routenabschnitt 215 teilen sich die vordefinierten Fahrtrouten 170, 175, sodass sich am zweiten Routenabschnitt 215 der zweite Teilbereich 205 der jeweiligen Fahrtrouten 170, 175 anschließt.
Den zweiten Routenabschnitt 215 ermitteln die Steuereinrichtungen 80 jeweils auf Grundlage der ermittelten jeweiligen Fahrzeugposition im Vergleich mit der im Datenspeicher 75 jeweils abgelegten Fahrtroute 170, 175. Am zweiten Routenabschnitt 215 stellt die Steuereinrichtung 80 des jeweiligen Fahrzeugs 15, 20 für die Verbindungstüren 25, 35 ein fünftes Steuersignal zum Schließen der Verbindungstüren 25, 35 bereit, sodass durch das Schließen der Verbindungstüren 25, 35 der Übergang 130 verschlossen wird. Durch das Verschließen des Übergangs 130 können die im Fahrgastraum 40, 45 transportierten Fahrgäste nicht weiter umsteigen.
Ferner stellt die Steuereinrichtung 80 (des ersten und/oder zweiten Fahrzeugs 15, 20) am zweiten Routenabschnitt 215 für die jeweiligen Koppeleinheiten 50, 55 ein sechstes Steuersignal zum Entkoppeln der Fahrzeuge 15, 20 bereit. Das Entkoppeln kann parallel durch eine entsprechende Steuerung der Antriebseinrichtungen 141 durch die jeweilige Steuereinrichtung 85 zum räumlichen Entfernen der Fahrzeuge 15, 20 ergänzt sein. Auch kann das Entkoppeln der Fahrzeuge 15, 20 aus dem Fahrzeugverband 10 während der Fahrt erfolgen, sodass die Fahrtzeit der Fahrzeuge 15, 20 zum Entlangfahren der Fahrtroute 170, 175 besonders kurz ist.
Es wird darauf hingewiesen, dass der im elften Verfahrensschritt 345 durchgeführte Entkopplungsvorgang auch zeitlich vor Erreichen des zweiten Routenabschnitts 215 durchgeführt werden kann, um ein zuverlässiges Trennen bzw. Abfahren der einzelnen Fahrzeuge 15, 20 in unterschiedliche Fahrtrichtungen am zweiten Routenabschnitt 215 sicherzustellen.
In einem auf den elften Verfahrensschritt 345 folgenden zwölften Verfahrensschritt 350 steuern die Steuereinrichtungen 80 auf Grundlage der im Datenspeicher 75 abgelegten Fahrtroute 170, 175 das jeweilige Fahrzeug 15, 20 entlang der vordefiniert Fahrtroute 170, 175 im zumindest teilautomatisierten, vorzugsweise im fahrerlosen Fahrbetrieb.
4 zeigt eine schematische Darstellung des Fahrzeugverbands 10 in mehreren Situationen während eines Verfahrens gemäß einer zweiten Ausführungsform zum Betrieb des Fahrzeugverbands 10.
Das Verfahren ist im Wesentlichen identisch zu dem in 3 beschrieben Verfahren ausgebildet. Im Folgenden wird ausschließlich auf die Unterschiede gegenüber dem in 3 beschriebenen Verfahren eingegangen.
Der erste Routenabschnitt 210 ist in 4 als erster Streckenabschnitt des ersten Teilbereichs 200 ausgebildet, wobei im ersten Streckenabschnitt das erste Fahrzeug 15 und das zweite Fahrzeug 20 wie im achten Verfahrensschritt 335 in 3 beschriebenen Verfahren aneinandergekoppelt werden. Das Koppeln erfolgt während der Fahrt im ersten Routenabschnitt 210. Der erste Routenabschnitt 210 kann sich beispielsweise an einen ersten Verkehrskreuzungspunkt 220 anschließen, an dem die erste Fahrtroute 170 und die zweite Fahrtroute 175 auf dem gemeinsamen ersten Teilbereich 200 geführt werden. Auch kann der zweite Routenabschnitt 215 in Fahrrichtung vor einem zweiten Verkehrskreuzungspunkt 225 als Streckenabschnitt ausgebildet sein, sodass während der Fahrt sich der Fahrzeugverband 10 aus dem ersten Fahrzeug 15 und dem zweiten Fahrzeug 20 im zweiten Routenabschnitt 210 auflösen kann, sodass im Anschluss an den gemeinsamen ersten Teilbereich 200 die Fahrzeuge 15, 20 getrennt voneinander die jeweils vordefinierte Fahrtroute 170, 175 abfahren können.
5 zeigt eine schematische Darstellung einer Weiterbildung des in den 1 bis 4 gezeigten Fahrzeugverbands 10.
Der Fahrzeugverband 10 weist zusätzlich zum ersten Fahrzeug 15 und dem zweiten Fahrzeug 20 ein drittes Fahrzeug 230 auf, wobei das dritte Fahrzeug 230 in Fahrtrichtung hinten am zweiten Fahrzeug 20 angekoppelt ist. Das dritte Fahrzeug 230 ist identisch zum ersten und zweiten Fahrzeug 15, 20 ausgebildet. Das erste Fahrzeug 15 fährt entlang der ersten vordefinierten Fahrtroute 170 und das zweite Fahrzeug 20 entlang der zweiten vordefinierten Fahrtroute 175. Das dritte Fahrzeug 230 hat im Datenspeicher 75 eine dritte abgespeicherte Fahrtroute 235 abgelegt, auf Grundlage derer die Steuereinrichtung 80 das dritte Fahrzeug 230 entlang der dritten vordefinierten Fahrtroute 235 steuert. Auch das dritte Fahrzeug 230 wird vorzugsweise fahrerlos/autonom gesteuert.
Die Fahrtrouten 170, 175, 235 starten alle gemeinsam am ersten Ort 180. Der erste Ort 180 kann beispielsweise eine Innenstadt sein. Im Anschluss an den ersten Ort 180 schließt sich der erste Teilbereich 200 an, sodass im ersten Teilbereich 200 alle Fahrtrouten 170, 175, 235 identisch verlaufen. An den ersten Teilbereich 200 schließt sich der zweite Teilbereich 205 an, wobei im zweiten Teilbereich 205, wie bereits in 2 erläutert, die Fahrzeuge 15, 20, 230 separiert entsprechend ihrer vordefinierten Fahrtroute 170, 175, 135 entlangfahren. Dabei führt die erste Fahrtroute 170 zum zweiten Ort 185, die zweite Fahrtroute 175 zu dem dritten Ort 190 und die dritte Fahrtroute 235 zum vierten Ort 195, wobei der zweite bis vierte Ort 185, 190, 195 entfernt voneinander liegen. Der zweite bis vierte Ort 185, 190, 195 sind jeweils durch Straßen miteinander verbunden.
Im Betrieb des Fahrzeugverbands 10 nach dem im Verfahren in 3 erläuterten Verfahren wird zuerst der erste Teilbereich 200 durchfahren. Der erste Teilbereich 200 startet am ersten Ort 180 am ersten Routenabschnitt 210, der in diesem Fall eine Haltestelle, beispielsweise am ersten Ort 180, sein kann, wobei am ersten Routenabschnitt 210 in der Ausführungsform die Fahrgäste in die Fahrzeuge 15, 20, 230 zusteigen können. Am ersten Routenabschnitt 210 öffnen die Steuereinrichtungen 80 mittels des dritten Steuersignals die Verbindungstüren 25, 35 der jeweiligen Fahrzeuge 15, 20, 230. Dabei sind beide Verbindungstüren 25, 35 des zweiten Fahrzeugs 20, das im Fahrzeugverband 10 mittig zwischen dem ersten Fahrzeug 15 und dem dritten Fahrzeug 230 angeordnet ist, geöffnet, sodass die Fahrgäste, die beispielsweise in das in Fahrtrichtung hinten liegende dritte Fahrzeug 230 eingestiegen sind, während der Fahrt entlang des ersten Teilbereichs 200 vom dritten Fahrzeug 230 über das zweite Fahrzeug 20 in das erste Fahrzeug 15 umsteigen können, um dann zum zweiten Ort 185 zu fahren.
Die Steuerung des Fahrzeugs 15, 20, 230 erfolgt mittels des in 3 erläuterten Verfahrens. Dabei erfasst jedes der Steuereinrichtungen 80 durch die durch die Positionsbestimmungseinrichtung 110 bereitgestellte Information über die jeweilige Fahrzeugposition ein Erreichen des zweiten Routenabschnitts 215, wobei bei Erreichen des zweiten Routenabschnitts 215 die jeweils geöffneten Verbindungstüren 25, 35 von der Offenposition in die Schließposition auf Grundlage des fünften Steuersignals verfahren. Ebenso steuert die Steuereinrichtung 80 am zweiten Routenabschnitt 215 die Koppeleinheiten 50, 55 derart an, dass die Koppeleinheiten 50, 55 mittels des sechsten Steuersignals entkoppelt werden.
Nach dem Entkoppeln der Fahrzeuge 15, 20, 230 fährt jedes der Fahrzeuge 15, 20, 230 entlang der im Datenspeicher 75 jeweils abgelegten vordefinierten Fahrtroute 170, 175, 235 zum jeweiligen zweiten bis vierten Ort 185, 190, 195.
Auf der Rückfahrt wird das Verfahren im Wesentlichen wie in 3 beschrieben durchgeführt. Dabei können die Fahrzeuge 15, 20, 230 jeweils am ersten Routenabschnitt 210 gleichzeitig eintreffen und aneinandergekoppelt werden, um in Fahrtrichtung in umgekehrter Richtung in Richtung des ersten Ortes 180 zu fahren.
Durch die in den 1 bis 5 beschriebenen Ausgestaltungen der Steuergeräte 70, der Fahrzeuge 15, 20, 230 des Fahrzeugverbands 10 und des Verfahrens kann jeweils das Umsteigen während der Fahrt erfolgen, sodass für das Umsteigen beispielsweise am ersten Routenabschnitt 210 die Standzeit reduziert ist oder ein Anfahren der Haltestelle, wie in 4 erläutert, vermieden werden kann. Dadurch ist die Fahrtroute 170, 185, 235 zeitlich besonders kurz. Ferner ist ein Energiebedarf des Fahrzeugverbands 10 besonders gering, da ein zusätzliches Anhalten für das Umsteigen der Fahrgäste vermieden wird. Auch wird, insbesondere beim Betrieb der Fahrzeuge 15, 20, 230 mit Verbrennungsmotoren, ein Leerlaufbetrieb der Antriebsmotoren während einer Wartezeit an der Haltestelle vermieden oder geringgehalten. Dadurch kann der Energiebedarf zum Betreiben des Fahrzeugverbands 10 reduziert werden. Ferner wird eine Optimierung eines Verkehrsflusses erzielt.
Es wird darauf hingewiesen, dass anstelle der in den 1, 2, 4 und 5 erläuterten Ausgestaltung der Fahrzeuge 15, 20, 230 als Shuttlebus selbstverständlich das Fahrzeug 15, 20, 230 beispielsweise auch als Robo-Taxi ausgebildet werden kann, wobei die unterschiedlichen Robo-Taxis entlang des ersten Teilbereichs 200 unterschiedlicher Fahrtrouten 170, 175 miteinander gekoppelt sind, sodass die Fahrgäste zwischen den einzelnen Robo-Taxis umsteigen können.
Es wird darauf hingewiesen, dass das Fahrzeug 15, 20, 230 anstatt der Ausgestaltung als Kraftfahrzeug selbstverständlich auch als schienengebundenes Fahrzeug, insbesondere als Schienenbus oder Straßenbahn, ausgebildet sein kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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.
Zitierte Patentliteratur

WO 2009/145552 A2 [0002]

Claims

Steuergerät (70) für ein zumindest teilautomatisiert fahrendes Fahrzeug (15, 20, 230), - wobei das Steuergerät (70) zum Bereitstellen eines ersten Steuersignals zum Annähern des Fahrzeugs (15) an ein weiteres Fahrzeug (20, 230) in einem ersten Teilbereich (200) einer Fahrtroute (170, 175) des Fahrzeugs (15) ausgebildet ist, - wobei das Steuergerät (70) zum Bereitstellen eines zweiten Steuersignals zum Ankoppeln des Fahrzeugs (15) an das weitere Fahrzeug (20, 230) in dem ersten Teilbereich (200) der Fahrtroute (170, 175) ausgebildet ist, um einen Übergang (130) zwischen dem Fahrzeug (15) und dem weiteren Fahrzeug (20, 230), über den eine Person zwischen dem Fahrzeug (15) und dem weiteren Fahrzeug (20, 230) umsteigen kann, auszubilden.
Steuergerät (70) nach Anspruch 1 - wobei das Steuergerät (70) zum Empfangen und/oder Senden eines Signals zum Ankoppeln des Fahrzeugs (15) an das weitere Fahrzeug (20, 230) im ersten Teilbereich (200) ausgebildet ist.
Steuergerät (70) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei das Steuergerät (70) zum Empfang eines weiteren Signals über eine Fahrzeugposition des Fahrzeugs (15) ausgebildet ist, - wobei das Steuergerät (70) ausgebildet ist, auf Grundlage der Fahrzeugposition das erste Steuersignal und das zweite Steuersignal zu ermitteln.
Steuergerät (70) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei das Steuergerät ausgebildet ist, nach Steuern des Ankoppelns des Fahrzeugs (15) an das weitere Fahrzeug (20) ein drittes Steuersignal zur Steuerung einer Verbindungstür (25) des Fahrzeugs (15) zum Öffnen des Übergangs (130) bereitzustellen.
Steuergerät (70) nach Anspruch 4, - wobei das Steuergerät zum Empfang eines Koppelsignals ausgebildet ist, das ein mechanisches Ankoppeln des Fahrzeugs (15) mit dem weiteren Fahrzeug (20, 230) signalisiert, - wobei das Steuergerät (70) ausgebildet ist, das dritte Steuersignal erst nach Empfang des Koppelsignals bereitzustellen.
Teilautomatisiert fahrendes Fahrzeug (15, 20, 230), - aufweisend ein Steuergerät (70) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und wenigstens eine mit dem Steuergerät (70) verbundene Fahrzeugantriebseinrichtung (140) zum Bewegen des Fahrzeugs (15) in Längs- und/oder Querrichtung, wobei das Steuergerät (70) ausgebildet ist, das erste Steuersignal der Fahrzeugantriebseinrichtung (140) zur Annäherung des Fahrzeugs (15) und das zweite Steuersignal zur Koppelung des Fahrzeugs (15) mit dem weiteren Fahrzeug (20) zu senden.
Fahrzeug nach Anspruch 6, - aufweisend eine an einer Fahrzeugfront (21) und/oder an einem Fahrzeugheck (30) des Fahrzeugs (15, 20, 230) angeordnete Verbindungstür (25, 35), - wobei die Verbindungstür (25, 35) einen Übergang (130) zu dem weiteren Fahrzeug (20, 230) begrenzt, - wobei das Steuergerät (70) ausgebildet ist, das dritte Steuersignal an die Verbindungstür (25, 35) zum Verfahren der Verbindungstüre (25, 35) aus einer Schließposition in eine Offenposition zu senden.
Fahrzeug (15, 20, 230) nach Anspruch 6 oder 7, - aufweisend eine Koppeleinheit (50) zur mechanischen Kopplung des Fahrzeugs (15) an das weitere Fahrzeug (20) und einen Koppelsensor (60), - wobei der Koppelsensor (60) mit dem Steuergerät (70) verbunden und ausgebildet ist, das zum Koppelzustand der Koppeleinheit (50, 55) korrespondierende Koppelsignal der Steuereinrichtung (70) bereitzustellen.
Fahrzeugverband (10), - aufweisend ein Fahrzeug (15) und ein weiteres Fahrzeug (20), - wobei das Fahrzeug (15) und das weitere Fahrzeug (20) jeweils nach einem der Ansprüche 6 bis 8 ausgebildet sind, - wobei das Steuergerät (80) des Fahrzeugs (15) ausgebildet ist, das Fahrzeug (15) entlang der ersten Fahrtroute (170) zumindest teilautomatisiert, vorzugsweise fahrerlos, zu steuern, - wobei das Steuergerät (80) des weiteren Fahrzeugs (20) ausgebildet ist, das weitere Fahrzeug (20) entlang einer zweiten Fahrtroute (175) zumindest teilautomatisiert, vorzugsweise fahrerlos, zu steuern, - wobei die erste vordefinierte Fahrroute (170) und die zweite vordefinierte Fahrtroute (175) in einem ersten Teilbereich (200) identisch verlaufen, - wobei im ersten Teilbereich (200) das Fahrzeug (15) und das weitere Fahrzeug (20) miteinander gekoppelt sind.
Fahrzeugverband nach Anspruch 9, - wobei das Fahrzeug (15) einen Fahrgastraum (40) und das weitere Fahrzeug (20) einen weiteren Fahrgastraum (45) begrenzen, - wobei der Übergang (130) den Fahrgastraum (40) mit dem weiteren Fahrgastraum (45) zum Umsteigen der Person zwischen den beiden Fahrgasträumen (40, 45) verbindet.
Fahrzeugverband nach Anspruch 9 oder 10, - wobei die Verbindungstür (25) des Fahrzeugs (15) und die Verbindungstür (35) des weiteren Fahrzeugs (20) auf jeweils zugewandten Seiten des jeweiligen Fahrzeugs (15, 20) angeordnet sind, - wobei in der Offenstellung der Verbindungstüren (25, 35) der Übergang (130) zwischen dem Fahrgastraum (40) und dem weiteren Fahrgastraum (45) geöffnet ist.
Verfahren zum Betrieb eines Steuergeräts (70) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, - wobei das Steuergerät (70) ein erstes Steuersignal zum Annähern eines Fahrzeugs (15) an ein weiteres Fahrzeug (20, 230) in einem ersten Teilbereich (200) einer Fahrtroute (170, 175) bereitstellt, - wobei das Steuergerät (70) ein zweites Steuersignal zum Ankoppeln des Fahrzeugs (15) an das weitere Fahrzeug (20, 230) in dem ersten Teilbereich (200) der Fahrtroute (170, 175) bereitstellt, um einen Übergang (130) zwischen dem Fahrzeug (15) und dem weiteren Fahrzeug (20, 230), über den eine Person zwischen dem Fahrzeug (15) und dem weiteren Fahrzeug (20, 230) umsteigen kann, auszubilden.
Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer, insbesondere eines Steuergeräts (70), den Computer veranlassen, ein Verfahren gemäß Anspruch 12 auszuführen.
Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 13 gespeichert ist.