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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Platoons, welcher eine Vielzahl von Fahrzeugen aufweist. Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Steuereinrichtung zum Ausführen dieses Verfahrens.
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Ein Platoon kann als ein Fahrzeugverbund beschrieben werden, bei welchem eine Vielzahl von Fahrzeugen, das heißt mindestens zwei Fahrzeuge, zumindest teilautomatisiert hintereinanderfahren können. Ein derartiges Platoon kann auch als elektronische Deichsel bezeichnet werden. Mit anderen Worten weist ein Platoon mindestens zwei in einem Konvoi, in einem Fahrzeugzusammenschluss oder in einem Fahrzeugverbund fahrende Fahrzeuge auf. In der
DE 10 2016 003 252 A1 ist ein Verfahren zum Ermitteln von Geschwindigkeitsprofilen für einen Fahrzeugverbund beschrieben.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren zum Betreiben eines Platoons zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1, eine Steuereinrichtung nach Anspruch 7 und ein entsprechendes Computerprogramm nach Anspruch 8.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines Platoons, welcher eine Vielzahl von Fahrzeugen aufweist. Das Betreiben eines Platoons kann auch als Platooning bezeichnet werden. Das Verfahren kann sich auf das Betreiben eines autonomen Platoons in dessen Betrieb beziehen. In dem autonomen Platoon können sich mehrere Fahrzeuge autonom bewegen beziehungsweise autonom fahren. Das Betreiben eines Platoons kann ein Bilden, ein Auflösen und/oder Aufrechterhalten eines Platoons betreffen.
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Der Platoon weist ein vorausfahrendes Fahrzeug und mindestens ein dem vorausfahrenden Fahrzeug folgendes Fahrzeug auf. Das vorausfahrende Fahrzeug wird auch als Leitfahrzeug bezeichnet. Ein dem Leitfahrzeug folgendes Fahrzeug wird auch als Folgefahrzeug bezeichnet. Der Platoon kann durch einen Fahrer im Leitfahrzeug geführt beziehungsweise betrieben werden. Das Leitfahrzeug kann so von einem Fahrer manuell betrieben werden, wobei das mindestens eine Folgefahrzeug dem Leitfahrzeug autonom folgen kann. Die Folgefahrzeuge können hierbei vom Leitfahrzeug ausgehend ferngesteuert betrieben werden.
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Ein Fahrzeug des Platoons kann jedes Fahrzeug sein, welches dazu eingerichtet ist, um in einem Platoon zu fahren. Ein derartiges Fahrzeug kann auch als Platoonfahrzeug bezeichnet werden. Dabei kann es sich insbesondere um ein Nutzfahrzeug handeln, welches zum Transportieren von Gütern oder Personen ausgebildet ist. Ein Fahrzeug eines Platoons kann ein Zugfahrzeug und einen Anhänger aufweisen.
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Der Fahrer des Leitfahrzeugs übernimmt während des Platoonings die Geschwindigkeits- und Lenkverantwortung für die Folgefahrzeuge des Platoons, wodurch die Fahrer der Folgefahrzeuge deutlich entlastet werden. Daher ist es vorgesehen, dass das Leitfahrzeug für diese Übernahme der Geschwindigkeits- und Lenkverantwortung eine Ausgleichszahlung von den Folgefahrzeugen erhält.
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Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in einem Verfahrensschritt eine Zeitdauer erfasst, während der der Fahrer des Folgefahrzeugs weder eine Längs- noch eine Querführung seines Fahrzeugs vorzunehmen hat, da die Längs- und Querführung des Folgefahrzeugs durch das Leitfahrzeug erfolgt. Während dieser Zeitdauer folgt das Folgefahrzeug dem Leitfahrzeug autonom. Das Erfassen der Zeitdauer beginnt somit, nachdem der Fahrer des Folgefahrzeugs sowohl die Längs- als auch die Querführung seines Fahrzeugs an das Leitfahrzeug abgegeben hat. Das Erfassen der Zeitdauer wird dann beendet, wenn der Fahrer des Folgefahrzeugs die Längs- oder Querführung seines Fahrzeugs durch eine manuelle Bedienung übernimmt, um den Platoon zu verlassen. Es werden somit die Zeiten registriert, zu denen ein Folgefahrzeug in den Platoon aufgenommen wird und zu denen das Folgefahrzeug den Platoon wieder verlässt.
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Möchte ein Folgefahrzeug des Platoons den Platoon wieder verlassen, dann wird in einem weiteren Verfahrensschritt für das den Platoon verlassende Fahrzeug eine Ausgleichszahlung für die während des Platoonings durch das Leitfahrzeug erbrachte Längs- und Querführung bestimmt. Die Ausgleichszahlung wird schließlich an das Leitfahrzeug veranlasst, wenn das Folgefahrzeug den Platoon verlässt. Es findet somit eine Transaktion statt, wenn das Folgefahrzeug durch Übernahme der Längs- und Querführung durch den Fahrer des Folgefahrzeugs den Platoon verlässt.
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Die Transaktion kann über ein automatisiertes Abrechnungssystem erfolgen. So können die Steuereinheiten der Platoonfahrzeuge beispielsweise ein sogenanntes Wallet-Programm aufweisen. Das Platooning-System kann ausgeführt sein, das Wallet-Programm auszuführen, um mit dem Wallet-Programm die Transaktionen zu begleichen.
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Ein Wallet-Programm ist ein Computerprogramm, dessen Ausführung eine persönliche digitale Brieftasche, vorzugsweise in einer digitalen Währung, zur Verfügung stellt. Das Wallet-Programm ist zum Beispiel als eine mobile Applikation ausgeführt. Digitale Währungen sind digitale Zahlungsmittel. Bei digitalen Zahlungsmitteln werden Prinzipien der Kryptographie angewendet, um ein verteiltes, dezentrales und sicheres Zahlungssystem zu realisieren. Digitale Währungen werden auch Kryptowährung genannt. Ein Beispiel für eine Kryptowährung ist das Bitcoin.
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Bei einem Fahrzeug, das ausgeführt ist, ein Wallet-Programm auszuführen, beispielsweise mittels einer Fahrzeug internen Steuereinheit, ist für einen Bezahlvorgang einer erhaltenen Leistung keine menschliche Interaktion erforderlich.
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Somit kann das Leitfahrzeug für die Übernahme der Geschwindigkeits- und Lenkverantwortung für die Fahrzeuge des Platoons entsprechend vergütet werden.
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In einer hoch entwickelten Ausbaustufe des Platoonings kann in einer vorteilhaften Weiterbildung vorgesehen sein, dass die Zeitdauer, während die Längs- und Querführung des Folgefahrzeugs durch das Leitfahrzeug erfolgt, als Ruhezeit des Fahrers des Folgefahrzeugs definiert wird. Ruhezeit definiert die Zeit, die ein Fahrer ungebunden zur Verfügung hat und somit nicht mit Fahrertätigkeiten beschäftigt ist. Beispielsweise könnte sich der Fahrer während dieser Zeit in einer Schlafkabine des Fahrzeugs ausruhen oder sogar schlafen legen. Folglich erhöht sich die dem Folgefahrzeug zur Verfügung stehende manuelle Lenkzeit, was beispielsweise einer Spedition einen unmittelbaren finanziellen Vorteil verschafft. Auch dies wird im Rahmen der Ausgleichszahlung an das Leitfahrzeug berücksichtigt.
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Die Dauer der manuellen Lenktätigkeit wird als Lenkzeit bezeichnet. Also die Zeit, in der ein Fahrer tatsächlich mit Fahrertätigkeiten beschäftigt ist. In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Platooning-System Vorgaben dazu macht, wie und wann ein Wechsel des Leitfahrzeugs des Platoons zu erfolgen hat, um eine längere Fahrzeit des Platoons zu gewährleisten. Weist der Platoon mehrere Folgefahrzeuge auf, sei dies auch nur streckenweise, so ermittelt das Platooning-System ständig die bestmögliche Konstellation zur Erzielung der maximalen Fahrzeit des Platoons.
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Bei der Vorgabe zum Wechsel des Leitfahrzeugs wird eine bereits absolvierte manuelle Lenkzeit aller Fahrzeuge des Platoons berücksichtig. So kann ein Fahrzeug des Platoons als Leitfahrzeug ausgewählt werden, bei welchem im Vergleich zu den anderen Fahrzeugen des Platoons die zur Verfügung stehende manuelle Lenkzeit noch verhältnismäßig hoch ist.
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Bei der Lenkzeit abhängigen Bestimmung des Leitfahrzeugs des Platoons können auch die Routen der einzelnen sich im Platoon befindlichen Fahrzeuge entsprechend berücksichtigt werden. Dadurch können auch zukünftige manuelle Lenkzeiten eines aktuell im Platoon fahrenden Fahrzeugs bei der Auswahl des Leitfahrzeugs berücksichtigt werden.
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Vor allem bei voneinander unabhängigen Fahrzeugen, beispielsweise bei Fahrzeugen von unterschiedlichen Fahrzeugherstellern oder bei Fahrzeugen verschiedener Logistikunternehmen, welche sich zu einem Platoon zusammenschließen, kann durch das erfindungsgemäße Verfahren eine faire Ausgleichszahlung an das Leitfahrzeug erfolgen.
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Eine erfindungsgemäße Steuereinrichtung ist ausgebildet, das erfindungsgemäße Verfahren oder eine bevorzugte Weiterbildung davon auszuführen. Bei der Steuereinrichtung kann es sich um ein separates Fahrzeugsteuergerät oder um eine Platooning-Steuereinheit handeln, welche für die originären Platooning-Funktionen zuständig ist. Auch kann es sich bei der Steuereinrichtung um einen Zentralrechner handeln, der über ein System zur kabellosen Datenübertragung, wie etwa einer Cloud, mit Fahrzeugsteuergeräten der Fahrzeuge des Platoons verbunden ist.
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Ein erfindungsgemäßes Computerprogramm ist ausgebildet, die Steuereinrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens oder einer bevorzugten Weiterbildung zu veranlassen, wenn das Computerprogramm auf der Steuereinrichtung ausgeführt wird.
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Ein Platoonfahrzeug weist zumindest eine erfindungsgemäße Steuereinrichtung auf, die ausgebildet ist, das erfindungsgemäße Verfahren oder eine bevorzugte Weiterbildung davon auszuführen.
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Im Folgenden wir die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert, aus welchen weitere bevorzugte Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung entnehmbar sind. Es zeigen
- 1 mehrere zu einem Platoon zusammengeschlossene Fahrzeuge; und
- 2 ein Ablaufdiagramm von Verfahrensschritten eines Verfahrens zum Betreiben eines Platoons gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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In 1 ist schematisch ein Streckenabschnitt 40 gezeigt, auf welchem sich eine Vielzahl von Fahrzeugen, vorliegend drei Fahrzeuge, zu einem Platoon 10 zusammengeschossen hat. Der Streckenabschnitt 40 weist in der vorliegenden Ausführungsform einen Autobahnabschnitt 42 auf.
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Ein Platooning-System 20 umfasst mehrere Steuereinrichtungen 22, welche über eine sichere und verzögerungsfreie Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation miteinander verbunden sind. In jedem Platoonfahrzeug 12, 14 ist eine Steuereinrichtung 22 vorgesehen. Dabei werden wesentliche Fahrfunktionen wie Beschleunigungs- oder Bremsmomente verzögerungsfrei von einem Leitfahrzeug 12 an die Folgefahrzeuge 14 übertragen. Dazu nutzt die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation beispielsweise einen für automobiles WLAN entwickelten Standard, wie ITS-G5. Diese Technologie zeichnet sich durch eine verzögerungsfreie, direkte Kommunikation aus.
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Das Platooning-System 20 bzw. eine Steuereinrichtung 22 eines Platoonfahrzeugs 12, 14 ist eingerichtet, um das im Folgenden unter Bezugnahme auf 2 beschriebene Verfahren auszuführen. In 2 sind Verfahrensschritte S1, S2, S3 zum Betreiben eines Platoons 10 dargestellt. Die Verfahrensschritte S1, S2, S3 werden automatisch von dem Platooning-System 20 bzw. einer Steuereinrichtung 22 eines Platoonfahrzeugs 12, 14 ausgeführt.
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In Schritt S1 wird eine Zeitdauer, während der ein Folgefahrzeug 14 dem Leitfahrzeug 12 autonom folgt erfasst. Die Zeitdauer kann beispielsweise beginnen, nachdem der Fahrer des Folgefahrzeugs 14 sowohl die Längs- als auch die Querführung des Folgefahrzeugs 14 an das Leitfahrzeug 12 abgegeben hat. Die Zeitdauer kann beispielsweise enden, wenn der Fahrer des Folgefahrzeugs 14 die Querführung des Folgefahrzeugs 14 wieder übernimmt, um den Platoon 10 zu verlassen. Sollten sich noch weitere Fahrzeuge dem Platoon 10 anschließen, sei es auch nur streckenweise, so ermittelt das Platooning-System 20 bzw. eine Steuereinrichtung 22 eines Platoonfahrzeugs 12, 14 ständig die Zeitdauer, während der ein Fahrer eines Folgefahrzeugs 14 weder Längs- noch Querführung seines Fahrzeugs vorzunehmen hat, da die Längs- und Querführung durch das Leitfahrzeug 12 erfolgt.
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In Schritt S2 wird anhand der in Schritt S1 erfassten Zeitdauer die Höhe einer an das Leitfahrzeug 12 zu erbringenden Ausgleichszahlung bestimmt. Die Ausgleichszahlung dient zum Ausgleich der während des Fahrens im Platoon 10 durch das Leitfahrzeug 12 erbrachten Längs- und Querführung des Folgefahrzeugs 14. Die Höhe der Ausgleichszahlung ist davon abhängig, wie lange ein den Platoon 10 verlassendes Fahrzeug als Folgefahrzeug 14 in dem Platoon 10 teilgenommen hat.
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In Schritt S3 wird dann, wenn das Folgefahrzeug 14 den Platoon verlässt, die Ausgleichszahlung an das Leitfahrzeug 12 veranlasst. Somit wird das Leitfahrzeug 12 für die Übernahme der Geschwindigkeits- und Lenkverantwortung des Platoons 10 vergütet.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Platoon
- 12
- Leitfahrzeug
- 14
- Folgefahrzeug
- 20
- Platooning-System
- 22
- Steuereinrichtung
- 40
- Streckenabschnitt
- 42
- Autobahnabschnitt
- 44
- Umgebung
- S1
- Verfahrensschritt
- S2
- Verfahrensschritt
- S3
- Verfahrensschritt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016003252 A1 [0002]
