DE19956455A1 - Verfahren und Einrichtung zum geschwindigkeits- und/oder abstandsgeregelten Fahrbetrieb - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zum geschwindigkeits- und/oder abstandsgeregelten Fahrbetrieb

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Einrichtung zum geschwindigkeits- und/oder abstandsgeregelten Fahrbetrieb bei Kraftfahrzeugen, gemäß Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 7. Um hierbei zu erreichen, daß eine situationsgerechte Einflußnahme auf das automatisch geregelte bzw. abstands- und/oder geschwindigkeitsgeregelte Fahrverhalten des Fahrzeuges genommen wird, ist erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß über lokale Induktions- und Sendemittel beim Passieren eines Fahrzeuges an besagter Lokalität, Signale in das betreffende Fahrzeug übertragen werden, die auf den geschwindigkeits- und/oder abstandsgeregelten Fahrbetrieb des Fahrzeuges automatisch Einfluß nehmen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Einrichtung zum geschwindigkeits- und/oder abstandsgeregelten Fahrbetrieb bei Kraftfahrzeugen.
Verfahren und Einrichtungen dieser Art sind vielfach bekannt und werden zumeist unter der Bezeichnung ADR-Regelung erwähnt. ADR bedeutet in diesem Zusammenhang automatische Distanzregelung. Hierzu werden zum vorausfahrenden Fahrzeug Abstände gemessen und die eigene Geschwindigkeit kann in entsprechender Weise automatisch geregelt daran angepaßt werden. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn automatische Tempomatsysteme im Kraftfahrzeug eingebaut sind. So besteht eine alltägliche Situation darin, daß ein Kraftfahrzeugführer im normalen Fahrbetrieb den Tempomat bei einer wählbaren Geschwindigkeit aktiviert. Nähert er sich dabei langsam einem vorausfahrenden Fahrzeug, dann muß er üblicherweise die Bremse betätigen, wenn seine eigene Fahrgeschwindigkeit größer ist, als die des vorausfahrenden Fahrzeuges. Mit Betätigung der Bremse wird dann im allgemeinen das Tempomatsystem ausgeschaltet, deaktiviert.
Hernach müßte der Kraftfahrzeugführer entweder eine neue Fahrgeschwindigkeit eingeben oder über normale Gaspedalbetätigung, sozusagen manuell gesteuert, fahren. Mit Hilfe eines automatischen Distanzregelsystemes erkennt das System über entsprechende Sensoren den Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug, nimmt möglicherweise eine Bewertung der Eigengeschwindigkeit vor, um einen optimalen Sicherheitsabstand zu gewährleisten, und regelt hernach das Fahrzeug automatisch auf die eingestellte Distanz. So paßt sich das nachfolgende Fahrzeug mit der besagten entsprechenden automatischen Distanzregelung sodann automatisch an die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeuges an.
Ein solches System ist aus der Zeitschrift Aerospace 1/97, Seiten 4 bis 7, bekannt. Dort wird ein auf diese Weise beschriebenes System unter Einsatz von Radar zur Abstandsmessung vorausfahrender Fahrzeuge verwendet. Ein entsprechender Eingriff auf das Tempomatsystem innerhalb des Fahrzeuges wird in der oben beschriebenen Weise vorgenommen.
Man hat jedoch erkannt, daß die Abstands- und/oder Geschwindigkeitsregelung im Fahrzeug, welche lediglich auf den Abstand vorausfahrender Fahrzeuge appliziert ist, Verkehrssituationen nur unzureichend erfaßt.
So ist aus der DE 39 24 478 ein. Verkehrsstauanzeiger bekannt, welcher durch elektronische Zählung des vorhandenen Verkehrs und Bekanntgabe durch Lichtsignale an den nachfolgenden Verkehr übermittelt wird.
Aus der DE 29 45 276 sind Geschwindigkeits- und Abstandsmeßeinrichtungen angegeben, welche außerhalb des Fahrzeuges zur Verkehrsbeobachtung eingesetzt werden. Aus der DE 29 51 8879 U1 ist eine Sicherheitsvorrichtung an Fahrzeugen bekannt, welche korrespondierend mit einer entsprechenden Erkennung der falschen Auffahrt zu einer Autobahn, das sogenannte Geisterfahren verhindern soll. Aus der DE 29 61 7648 sind ebenfalls zur Prävention des besagten Falschfahrens Lichtsensorelemente bzw. Lichtschrankenelemente eingesetzt.
Aus der DE 36 32 316 A1 ist ein System bekannt, welches über in der Fahrbahn eingelassene Induktionsschleifen Verkehrsbestimmungen und Verkehrsbeobachtungen, im wesentlichen zur Verkehrsdichtebestimmung, durchführt.
Aus der DE 42 34 548 ist ein sogenanntes Verkehrszählungsverfahren bekannt, welches über induktive Verfahren mittels Induktionsschleifen in den Fahrbahnen realisiert wird. Weitergehende Verfahren zur Bestimmung von Verkehrsdichte sind vielfach bekannt. Dabei können, wie bei der EP 0 841 647 A1, auch Magnetfeldsensoren statt Induktionsschleifen verwendet werden.
Die genannten Verfahren und Vorrichtungen sind bis auf den erstgenannten Stand der Technik für die automatische Verkehrsführung nicht eingesetzt bzw. nicht einsetzbar.
Davon ausgehend liegt der Erfindung somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Einrichtung der gattungsgemäßen Art dahingehend weiterzubilden, daß eine situationsgerechte Einflußnahme auf das automatisch geregelte bzw. abstands- und/oder geschwindigkeitsgeregelte Fahrverhalten des Fahrzeuges genommen wird.
Die gestellte Aufgabe ist bei einem Verfahren der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 6 angegeben.
Hinsichtlich einer Einrichtung der gattungsgemäßen Art ist die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 7 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind in den übrigen abhängigen Ansprüchen angegeben.
Kern der Erfindung ist im Hinblick auf die verfahrensgemäße Erfindung, daß über lokale Sendemittel beim Passieren eines Fahrzeuges an besagter Lokalität, Signale in das betreffende Fahrzeug übertragen werden, die auf den geschwindigkeits- und/oder abstandsgeregelten Fahrbetrieb des Fahrzeuges Einfluß nehmen. Hierdurch werden somit über die externen Sensormittel nicht nur Verkehrszählungen durchführbar sondern über die besagten lokalen Detektionsmittel werden Verkehrssituationen, wie die Verkehrsdichte oder Abstände zu vorausfahrenden Fahrzeugen bestimmt, und die Sendemittel übertragen entsprechende Steuersignale beim Passieren des besagten Fahrzeuges an das besagte Fahrzeug. So kann beispielsweise ein vom System erkannter Stau in entsprechendem Abstand zum Stauende bereits über die Detektions- und Sendemittel an die herannahenden Fahrzeuge übermittelt werden, die dann automatisch, in diesem Falle geschwindigkeitsreduziert, zum Stauende geführt werden, auch wenn das Stauende hinter einer Kurve liegt oder noch in größerer, für den Kraftfahrzeugführer momentan noch nicht sichtbarer Entfernung. Dadurch wird nicht nur der Fahrkomfort erheblich gesteigert, sondern im wesentlichen eine enorme Sicherheitsreserve für jeden Kraftfahrzeugführer bereitgestellt. Durch den automatischen Eingriff auf die Abstands- bzw. Geschwindigkeitsregelung des Fahrzeuges, in der oben genannten Art, können auch weitere Anpassungen an Situationen möglich sein.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, daß die lokalen Detektions- und Sendemittel von einer Zentrale steuerbar sind. Hierdurch wird ermöglicht, daß eine zentrale Verkehrsüberwachung vorgenommen werden kann und von dort aus lokal Sendesignale erzeugbar sind, die die besagten Fahrzeuge entweder warnen oder aktiv auf ihren abstands- bzw. geschwindigkeitsgeregelten Fahrbetrieb automatisch Einfluß nehmen.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, daß die lokalen Sendemittel in vorgenannter Weise, bei Vorliegen von Situations- und/oder Umgebungssensorsignalen, automatisch aktiv werden.
Weiterhin ist ausgestaltet, daß die Situations- oder Umgebungssensorsignale Temperatursensorsignale und/oder Lichtsensorsignale und/oder Sensorsignale über Abweichungen üblicher Streckenführungen und/oder Verkehrsdichtesignale und/oder Hindernissignale sind. Hierdurch wird ein umfassendes lokales Bild von der Verkehrssituation elektronisch erstellt und dem Kraftfahrzeugführer entweder zur Verfügung gestellt oder, in diesem Falle vorzugsweise automatisch, auf seinen entsprechend automatischen abstands- und/oder geschwindigkeitsgeregelten Fahrbetrieb Einfluß genommen.
Hierdurch wird, wie oben bereits erwähnt, dem jeweiligen Kraftfahrzeugführer eine enorme Sicherheitsreserve geboten, die er möglicherweise durch visuelle Wahrnehmung der Umgebung nicht von sich aus in dieser Gänze wahrnehmen würde.
Weiterhin ist erfindungsgemäß ausgestaltet, daß auf sensorischem Wege ein Stauende ermittelt wird, und über regelmäßig an der Strecke verteilte Detektions- und Sendemittel das sich dem Stauende nähernde Fahrzeug automatisch geschwindigkeits- und/oder abstandsgeregelt wird. Hierdurch können auch Stauenden erfaßt werden, die für den Kraftfahrzeugführer nicht direkt einsehbar sind, wie beispielsweise hinter langgestreckten oder kürzeren Kurven, sowie auch in Summe gefährliche Verkehrszustände, wie beispielsweise uneinsehbares Stauende, in Verbindung mit Nebel und/oder Glatteisgefahr. Die hierdurch erhaltenen Sicherheitsreserven, die durch den automatischen Eingriff auf den geschwindigkeits- und/oder abstandsgeregelten Fahrbetrieb gegeben sind, sind selbstredend.
Weiterhin ist in vorteilhafter Weise vorgeschlagen, daß bei hoher Verkehrsdichte Abstand und Geschwindigkeit der Fahrzeuge zum Erhalt eines optimalen Verkehrsflusses automatisch optimiert geregelt werden. Hierdurch kommt ein zweiter wesentlicher Anwendungsaspekt für das erfindungsgemäße Verfahren zum Tragen. Neben der Tatsache, daß in vorstehend ausgeführter Weise die Sicherheitsreserven enorm erhöht werden, kann auch der Verkehrsfluß optimiert werden. So können, wenn die übrigen Situationsdaten wie Fahrbahnbeschaffenheit, Temperatur, Luftfeuchte, etc. dies zulassen, der Abstand in Verkehrsabschnitten hoher Verkehrsdichte in Bezug auf die jeweilige Geschwindigkeit der Fahrzeuge so optimiert werden, daß mit geringerem, aber nicht sicherheitsgefährdendem Abstand mit entsprechend zum Vordermann optimal angepaßter Geschwindigkeit gefahren werden kann. Hierdurch können zähfließende Verkehrssituationen aufgelöst werden, ohne daß akute Staus entstehen. Eine solche Verkehrsführung ist neben dem, daß sie für jeden Fahrzeugführer auch ökonomisch wirtschaftlich ist, außerordentlich umweltschonend, da die hunderte oder sogar tausende von Anfahrvorgängen, die sich periodisch im Stau wiederholen, vermieden bzw. deutlich reduziert werden.
Im Hinblick auf eine erfindungsgemäße Einrichtung besteht der Kern der Erfindung nunmehr darin, daß über lokale Detektions- und Sendemittel, die entlang der Strecke verteilt angeordnet sind, beim Passieren eines Fahrzeuges an entsprechend beliebiger Stelle Steuersignale auf das Fahrzeug übertragbar sind, die im Fahrzeug empfangbar sind und daraus ein automatischer Eingriff auf die Geschwindigkeits- und/oder Abstandsregelung generierbar ist. Damit sind alle apparativen Voraussetzungen gegeben, um das vorstehend dargestellte erfindungsgemäße Verfahren anwenden zu können.
Die lokalen Detektions- und Sendemittel können dabei in der Fahrbahn als Induktionsschleifen eingelassen sein. Induktionsschleifen dieser Art sind bereits in vielen Strecken installiert und könnten in diesem Sinne einem weiteren Nutzen zugeführt werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, daß das Detektions- und Sendemittelsystem mit einer oder mehreren Zentralen signaltechnisch verbunden ist.
Weiterhin ist vorteilhaft vorgeschlagen, daß lokale Sensoren, in Form von Temperatursensoren, Lichtsensoren, Nebelsensoren vorgesehen sind, über welche eine automatische Steuersignalerzeugung zur Einflußnahme auf das betreffende Fahrzeug generierbar ist. D. h. in Abhängigkeit dieser Sensordaten wird die Verkehrssituation nicht nur im Hinblick auf Verkehrsdichte, Abstände zu vorausfahrenden Fahrzeugen und dergleichen mehr hin ausgewertet, sondern die gesamte Fahrsituation und fahrrelevanten Daten werden in Summe bewertet.
Weitergehend ist vorgeschlagen, daß elektronische Logikmittel eingesetzt sind, mit welchen situtationsbezogene Steuersignale durch logische Bewertung der Sensorsignale erzeugbar sind. Auf diese Weise wird das System vollautomatisch wirkend und kann Situationen als Ganzes erfassen.
Weiterhin ist vorgeschlagen, daß die Sensor- und Steuereinheiten lokal, d. h., entlang der Strecke, verteilt angeordnet sind und die Logikeinheit dagegen zentral angeordnet ist. Dabei können mehrere zentrale Logikeinheiten vorgesehen sein, deren wiederum eine übergeordnete einheitliche Zentrale übergeordnet ist. Jedoch ist hiermit gemeint, daß zumindest mehrere Sensor- und Steuereinheiten lokal zusammengefaßt sind, mit einer entsprechend lokal oder delokalen Logikeinheit, in der die Daten gesammelt und ausgewertet werden und die entsprechenden Steuersignale generiert werden.
Dabei können die Sensor- und Steuereinheiten mit der zentralen Logikeinheit auch über drahtlose Sendeempfangsmittel verbunden sein. Hierzu bedarf es also nicht nur der sozusagen verdrahteten galvanischen Verbindung sondern die besagte informationstechnische Verbindung kann auch über Funk erfolgen.
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher beschrieben.
Die Abbildung zeigt an einem einfachen Beispiel die Plazierung der erfindungsgemäßen Elemente und ihr Zusammenwirken zueinander. Hierbei ist eine Straße oder eine Fahrbahn 1 abgebildet, auf der sich die Fahrzeuge bewegen. In die Fahrbahn eingelassen sind sogenannte Induktionsschleifen 2. Diese Induktionsschleifen arbeiten mit kurzreichweitigen elektromagnetischen Feldern und erkennen ein herannahendes bzw. ein die Induktionsschleifen 2 überfahrendes Fahrzeug 10.
Neben der reinen induktiven Erfassung vorbeifahrender oder annähernder Fahrzeuge ist nun in erfindungsgemäßer Weise den besagten Induktionsschleifen 2 eine weitergehende Funktion zugeordnet. Sie dienen nämlich im Sinne der Erfindung einer Doppelfunktion, nämlich als sowohl Detektions- als auch Sendemittel. In der benannten Weise werden also über die Induktionsschleifen die Fahrzeuge erfaßt. Dabei können, weil die Induktionsschleifen in periodischen wiederkehrenden oder sogar gleichförmigen Abständen angeordnet sind, nicht nur Ortsdaten ermittelt werden sondern auch nach der Zeit abgeleitete Daten, wie Geschwindigkeit, ggfs. sogar die Beschleunigung. Somit kann das Fahrzeug nicht nur statisch erfaßt werden, wie dies bei Verkehrsdichtemessungen und Verkehrszählungen der eingangs genannten Art der Fall ist, sondern das Fahrzeug kann dynamisch erfaßt werden. Ebenso dynamisch ist dann auch, d. h., an die Situation jeweils angepaßt, der Einsatz der Induktionsschleifen 2 als Sendemittel, um ins Fahrzeug Steuersignale zu übertragen, die auf den abstands- und/oder geschwindigkeitsgeregelten Betrieb des Fahrzeuges automatisch Einfluß nehmen.
Befindet sich beispielsweise weit vor dem hier dargestellten Fahrzeug 10 ein Stauende, welches ebenfalls über dort plazierte Induktionsschleifen 2 erfaßt wird, so kann in entsprechend an die Dynamik des Fahrzeuges sogar angepaßtem Abstand, der abhängig von der Geschwindigkeit jeweils immer ein anderer ist, ein entsprechendes Steuersignal zur Geschwindigkeitsreduktion generiert und übertragen werden, was dann im Kraftfahrzeug innerhalb eines dort angeordneten geschwindigkeitsgeregelten automatischen Steuersystems umgesetzt wird, wodurch das Fahrzeug automatisch verzögert wird, beispielsweise sogar bis zur elektrischen Betätigung der Bremse.
In gleicher Weise können die besagten Steuersignale auch bei Glatteis und/oder Nebel und dergleichen schwierigen Verkehrssituationen, in der oben beschriebenen Funktionsweise, eingesetzt werden. Die Induktionsschleifen 2 sind dabei mit lokalen Sensor- und Steuereinheiten 3 verbunden. In welcher Weise dieselben lokal oder periodisch wiederholend angeordnet werden müssen, hängt von der Art und Weise des Sende- und Empfangsbetriebes ab.
Über eine entsprechende Verbindung ist auch eine zentrale Logikeinheit 4 vorgesehen, in der beispielsweise Summendaten ganze Situationen erfassen und individuell ein entsprechend geortetes Fahrzeug in der entsprechenden Weise durch Steuersignale beeinflussen. Dabei kann eine zentrale Logikeinheit 4 entweder für mehrere lokale Steuer- und Sensoreinheiten 3 vorgesehen sein oder aber die zentrale Logikeinheit ist tatsächlich über einen großen Umfang von einzelnen Steuersignaleinheiten verantwortlich und steuernd übergeordnet.
Die Verbindung der einzelnen lokalen Steuer- und Sensoreinheiten 3 untereinander sowie auch ggf. zur zentralen Logikeinheit 4 kann dabei jedoch auch über eine Funkverbindung bewerkstelligt sein, und nicht nur über eine galvanische Kabelverbindung, wie hier nur chematisch dargestellt.

Claims (13)

1. Verfahren zum geschwindigkeits- und/oder abstandsgeregelten Fahrbetrieb bei Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, . daß über lokale Detektions- und Sendemittel beim Passieren eines Fahrzeuges an besagter Lokalität Signale in das betreffende Fahrzeug übertragen werden, die auf den geschwindigkeits- und/oder abstandsgeregelten Fahrbetrieb des Fahrzeuges automatisch Einfluß nehmen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lokalen Detektions- und Sendemittel von einer Zentrale steuerbar sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die lokalen Sendemittel in vorgenannter Weise, bei Vorliegen von Situations- und/oder Umgebungssensorsignalen automatisch aktiv werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Situations- und Umgebungssensorsignale, Temperatursensorsignale und/oder Lichtsensorsignale und/oder Sensorsignale über Abweichungen von üblicher Streckenführung und/oder Verkehrsdichtesignale sind.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf sensorischem Wege ein Stauende ermittelt wird und über regelmäßig an der Strecke verteilte Detektionssendemittel das sich dem Stauende nähernde Fahrzeug automatisch geschwindigkeits- und/oder abstandsgeregelt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei hoher Verkehrsdichte Abstand und Geschwindigkeit der Fahrzeuge zum Erhalt eines optimalen Verkehrsflusses automatisch optimiert geregelt werden.
7. Einrichtung zum geschwindigkeits- und/oder abstandsgeregelten Fahrbetrieb bei Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß über lokale Detektions- und Sendemittel (2) die an der Strecke (1) verteilt angeordnet sind, beim Passieren eines Fahrzeuges (10) an entsprechend beliebiger Stelle Steuersignale auf das Fahrzeug übertragbar sind, die im Fahrzeug empfangbar und daraus ein automatischer Eingriff auf die Geschwindigkeits- und/oder Abstandsregelung generierbar ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die lokalen Detektions- und Sendemittel (2) in die Fahrbahn (1) eingelassene Induktionsschleifen sind.
9. Einrichtung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Detektions- und Sendemittelsystem mit einer oder mehreren Zentralen (4) signaltechnisch verbunden ist.
10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß lokale Sensoren, in Form von Temperatursensoren, Lichtsensoren, Nebelsensoren, angeordnet sind, über welche eine automatische Steuersignalerzeugung zur Einflußnahme auf das betreffende Fahrzeug generierbar ist.
11. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß elektronische Logikmittel eingesetzt sind, mit weichen situationsbezogene Steuersignale durch logische Bewertung der Sensorsignale erzeugbar sind.
12. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensor- und Steuereinheiten (3) lokal, d. h., entlang der Strecke (1) verteilt, angeordnet sind und die Logikeinheit (4) zentral angeordnet ist.
13. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensor- und Steuereinheiten (3) mit der zentralen Logikeinheit (4) über drahtlose Sendeempfangsmittel verbunden sind.
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