DE4335682A1 - Verfahren zur Beeinflussung der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Beeinflus­ sung der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und einer Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des An­ spruchs 7.

Der Begriff Kraftfahrzeug wird im folgenden mit KFZ abge­ kürzt. Eine Vielzahl von KFZs besitzt derzeit einen soge­ nannten Tempomaten. Das ist eine Regeleinrichtung, die be­ wirkt, daß das KFZ eine im wesentlichen konstante Ge­ schwindigkeit, die von dem Fahrer des KFZ einstellbar ist, aufrecht erhält.

Ein solcher Tempomat hat insbesondere den Nachteil, daß die Geschwindigkeit allein von dem Willen des Fahrers ab­ hängt, so daß z. B. vorgeschriebene maximal zulässige Ge­ schwindigkeiten unbeachtet bleiben können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsge­ mäßes Verfahren dahingehend zu verbessern, daß eine maxi­ mal zulässige Geschwindigkeit zwangsweise nicht über­ schritten wird.

Der Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die in den kennzeichnenden Teilen der Patentansprüche 1 und 7 angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Ausgestaltungen und/oder Weiterbildungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Ein erster Vorteil der Erfindung besteht darin, daß eine hohe Anpassungsfähigkeit an sich relativ schnell ändernde Zustände des Fahrweges erreicht wird. Beispielsweise kann bei einem Hindernis, das den Fahrweg lediglich für kurze Zeit, z. B. einige Minuten, beeinträchtigt, eine an das Hindernis angepaßte maximal zulässige Geschwindigkeit in jedem KFZ eingestellt werden. Diese an das Hindernis ange­ paßte maximal zulässige Geschwindigkeit wird beseitigt, sobald das Hindernis entfernt wird.

Ein zweiter Vorteil besteht darin, daß keine zentrale Leitstelle erforderlich ist.

Ein dritter Vorteil besteht darin, daß keine Straßenbau­ maßnahmen erforderlich sind und daß vorhandene Fahrwege in kostengünstiger Weise nachgerüstet werden können.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Be­ schreibung.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungs­ beispiels unter Bezugnahme auf eine schematisch darge­ stellte Figur näher erläutert. Diese zeigt ein Block­ schaltbild zur Erläuterung der Erfindung bei einer Anwen­ dung in einem Personenkraftwagen.

Die Figur zeigt einen Sender VS, der an einem beweglichen oder ortsfesten Verkehrszeichen, z. B. ein die Geschwindig­ keit begrenzendes oder aufhebendes Verkehrsschild, ein Warndreieck oder eine Polizei-Sperre (Polizei-Kelle), an­ gebracht wird. Der Sender VS enthält ein codierbares Sen­ deelement (codierter IR-Sender) für elektromagnetische Strahlung, z. B. für Infrarot (IR)-Strahlung, besitzt eine kurze Reichweite, z. B. 15 m, und ist, bei Rechtsverkehr, vorzugsweise am rechten Fahrbahnrand aufgestellt.

Soll ein Verkehrszeichen z. B. die maximal zulässige Ge­ schwindigkeit begrenzen, z. B. auf 50 km/h, so sendet ein daran befestigtes Sendeelement eine Strahlung aus, welche diese Information in codierter Form enthält. Eine derar­ tige Codierung ist einem Fachmann geläufig und wird z. B. bei einem tragbaren Fernbedienungsgerät angewandt, z. B. bei einem Fernsehgerät. Es ist möglich, diese Codierung auf unterschiedliche Weise auszuführen, beispielsweise entsprechend dem Verkehrsschild fest oder variabel (bei sich ändernden Verkehrsschildern) einzustellen. Weiterhin ist es möglich, eine Fern-Codierung vorzunehmen, z. B. über ein Kabel- und/oder Funknetz von einer zentralen Verkehrs­ leitzentrale ausgehend. Die Stromversorgung für einen sol­ chen Sender kann in unterschiedlicher Weise erfolgen, z. B. von einer Batterie, die vom Tageslicht (Solar) und/oder von einem Versorgungsnetz (Netz) betriebsbereit gehalten wird. Außerdem ist es möglich, den Sender VS zusätzlich mit einem an sich bekannten Bewegungsmelder zu kombinie­ ren. Eine solche Kombination ermöglicht, daß die codierte Strahlung lediglich dann ausgesandt wird, wenn sich ein KFZ dem Verkehrszeichen nähert. Eine derartige Kombination ist z. B. an wenig befahrenen Straßen zweckmäßig.

Das KFZ enthält eine aus mehreren Baugruppen aufgebaute Steuer- und/oder Regeleinheit S, die eine Zentraleinheit (Black Box) mit mehreren Ein- und Ausgängen enthält. Die Zentraleinheit verknüpft im wesentlichen die nachfolgend noch näher erläuterten Eingangssignale und leitet davon Ausgangssignale zur Steuerung des eigenen KFZs ab sowie möglicherweise zusätzlich für ein nachfolgendes KFZ FK (Folge KFZ).

Die Eingänge der Zentraleinheit werden mit den Ausgängen verschiedenartiger Sensoren SEN verbunden, wobei die mit Empfänger und Tacho bezeichneten besonders wichtig sind, was nachfolgend näher erläutert wird.

Die Ausgänge der Zentraleinheit sind an Stell- und/oder Regelglieder ST angeschlossen, wobei das mit Gas Begrenzer bezeichnete besonders wichtig ist, was nachfolgend eben­ falls näher erläutert wird.

Es ist vorteilhaft, den auf die vom Sender ausgesandte Strahlung, z. B. IR-Strahlung, abgestimmten Empfänger (IR- Sensor) möglichst vorn (bezogen auf die Fahrtrichtung) am KFZ anzubringen, vorzugsweise vorn rechts, da damit ledig­ lich eine kurze Sender-Reichweite benötigt wird.

Nähert sich nun ein derart ausgerüstetes KFZ, z. B. mit ei­ ner Geschwindigkeit von 80 km/h, beispielsweise einem Orts-Eingangsschild, so sendet der daran angebrachte Sen­ der VS z. B. ein codiertes Signal aus, welches der maximal zulassigen Geschwindigkeit, z. B. 50 km/h, entspricht. Die­ ses Signal (codierte Strahlung) wird empfangen von dem Empfänger des KFZ und als ein Soll-Signal an die Zen­ traleinheit (Black Box) weitergeleitet, wo es mit einem Ist-Signal des Tacho-Sensors (Geschwindigkeits-Sensor) verglichen wird. Ist das Ist-Signal größer (hier entspre­ chend 30 km/h) als das Soll-Signal, so leitet die Zen­ traleinheit über die angeschlossenen Stellglieder ST, vor­ zugsweise über Gas-Begrenzer und/oder Bremse-Betätigung, ein Bremsmanöver des KFZ ein, vorzugsweise mit einer nicht verkehrsgefährdenden Bremsverzögerung, solange, bis das KFZ eine vorgegebene Soll-Geschwindigkeit (hier 50 km/h) erreicht hat, welche gleichzeitig die in einem Ort maximal zulässige Geschwindigkeit ist. Die Steuer- und/oder Rege­ leinheit S bewirkt außerdem, daß diese maximal zulässige Geschwindigkeit nur unterschritten, z. B. durch verkehrsbe­ dingte Bremsmanöver des Fahrers, jedoch nicht überschrit­ ten werden kann. Dieses ist durch eine entsprechende Ge­ staltung der Steuer- und/oder Regeleinheit S möglich mit Mitteln, die einem Fachmann geläufig sind.

Nähert sich das KFZ nun einem weiteren, mit einem Sender bestückten Verkehrszeichen, so sendet dieses in der be­ schriebenen Weise ein weiteres Soll-Signal aus, z. B. ent­ sprechend einer maximal zulässigen Geschwindigkeit von 100 km/h. Dieses weitere Soll-Signal bewirkt, daß das KFZ mit einer maximalen Geschwindigkeit von 100 km/h gefahren wer­ den kann.

Es ist ersichtlich, daß in der beschriebenen Weise jedes Verkehrszeichen, das eine Änderung der Geschwindigkeit be­ wirken kann, mit einem entsprechenden codierten Sender ausgerüstet werden kann, so daß eine Überschreitung der jeweils zulässigen maximalen Geschwindigkeit verhindert wird. Werden nun diese Sender zusätzlich mit einer (Ver­ kehrsleit-)Zentrale verbunden, so ist es möglich, die aus­ gesandte Codierung und damit die maximal zulässige Ge­ schwindigkeit fortlaufend zu ändern. Dieses ist zweckmäßig bei sich ändernden Verkehrsbedingungen, z. B. bei einer Baustelle sowie bei einem Stau.

Weiterhin ist es möglich, derartig codierbare Sender an einem beweglichen Verkehrszeichen anzubringen, z. B. einem (Pannen-) Warndreieck oder einer sogenannten Polizeikelle. Der letzterer zugeordnete Sender könnte seitens der Poli­ zei entsprechend der erforderlichen Soll-Geschwindigkeit codiert werden, z. B. auf die Geschwindigkeit "Null" bei einer Verkehrskontrolle oder bei einem Verkehrsunfall.

Eine derartige Grundausstattung der Steuer- und/oder Rege­ leinheit S ist nun in vielfältiger Weise erweiterbar, bei­ spielsweise durch die in der Figur dargestellten (Ein­ gangs-)Sensoren Code-Schloß Karte, 80 km/h Hängerkontakt, Sperre für Auffahrschutz vom Blinker sowie Sperre für ver­ kehrte Richtung, Rückwärtsgang Freigabe.

Der (Eingangs-)Sensor Code-Schloß Karte bewirkt beispiels­ weise, daß das KFZ lediglich mit einer bestimmten Code- Karte, z. B. einer magnetischen Code-Karte, geöffnet und/oder in Betrieb gesetzt werden kann. Damit ist es bei­ spielsweise zusätzlich möglich, bei einer Person mit ge­ ringer Fahrpraxis die maximal zulässige Geschwindigkeit auf einen vorgebbaren Wert, z. B. 100 km/h, festzulegen.

In ähnlicher Weise wirkt der mit 80 km/h Hängerkontakt be­ zeichnete (Eingangs-)Sensor. Dieser ist mit einer optional zulässigen Anhängerkupplung gekoppelt und bewirkt, daß bei angekoppeltem Anhänger die gesetzlich vorgeschriebene Höchstgeschwindigkeit, z. B. 80 km/h, nicht überschritten werden kann.

Der (Eingang-)Sensor Sperre für Auffahrschutz vom Blinker ist mit der sogenannten Warnblinkeinrichtung gekoppelt und bewirkt, daß bei eingeschaltetem Warnblinklicht das nach­ folgend noch näher erläuterte Stellglied IR-Sender Heck- Auffahrschutz aktiviert wird und bei nachfolgenden KFZs die zulässige Höchstgeschwindigkeit zwangsweise auf einen Wert setzt, so daß ein Auffahrunfall vermieden wird.

Der mit dem KFZ-Getriebe gekoppelte (Eingangs-) Sensor Sperre für verkehrte Richtung, Rückwärtsgang Freigabe be­ wirkt, daß ein von einem Verkehrsschild gestopptes KFZ le­ diglich durch Betätigen des Rückwärtsganges bewegt werden kann. Mit einem derartigen Sensor kann z. B. das Benutzen einer falschen Autobahnauffahrt vermieden werden. Denn ein dort angebrachter codierter Sender bewirkt durch die Co­ dierung, daß das KFZ zwangsweise gestoppt wird und ledig­ lich mit Hilfe einer Rückwärtsfahrt bewegt werden kann.

An die Ausgänge der mit Black Box bezeichneten Zentralein­ heit sind verschiedene Anzeigeneinheiten sowie Stell­ und/oder Regelglieder anschließbar. Der Gas-Begrenzer ist beispielsweise mit dem sogenannten Gas-Pedal gekoppelt und bewirkt eine Begrenzung der Kraftstoff zufuhr derart, daß die vorgegebene Soll-Höchstgeschwindigkeit nicht über­ schritten werden kann. Das mit Bremse-Betätigung bezeich­ nete Stell- und/oder Regelglied bewirkt eine Betätigung der Bremse, z. B. bei einer Bergabfahrt, bei der eine Begrenzung der Kraftstoff zufuhr nicht ausreichend ist, um eine vorgegebene Soll-Höchstgeschwindigkeit einzuhalten. Die Betätigung der Bremse kann z. B. wie bei einem soge­ nannten Antiblockiersystem erfolgen.

Das mit Anlasser, Zündung, Sprit-Freigabe bezeichnete Stellglied bewirkt bei dem Anlasser und/oder der Zündung und/oder der Kraftstoff zufuhr (Sprit) eine Sperrung, z. B. zum Schutz vor einem Diebstahl, welche nur durch einen Be­ rechtigten mittels einer Code-Karte für den bereits er­ wähnten Code-Schloß-Karte (Eingangs-) Sensor aufgehoben werden kann.

Es ist besonders vorteilhaft, am Heck des KFZ einen Sender zur Abgabe codierter Signale anzubringen, z. B. ebenfalls einen IR-Sender. Damit ist eine Weitergabe codierter Si­ gnale an ein nachfolgendes KFZ möglich. Z.B. kann ein Stop-Signal gesendet werden, welches in dem nachfolgenden KFZ (Folge KFZ FK) eine zwangsweise Bremsung bewirkt, um einen Auffahrunfall zu vermeiden.

In derartigen Fällen sowie bei der erwähnten (zwangsweise) geforderter Rückwärtsfahrt bei einer falschen Autobahnauf­ fahrt, ist es vorteilhaft, daß zwangsweise ein Pannen­ blinklicht (Warnblinklicht) durch das entsprechend be­ zeichnete Stellglied eingeschaltet wird.

Weiterhin ist eine Anzeigevorrichtung (Anzeige) zweck­ mäßig, z. B. zur Anzeige, daß keine zwangsweise Geschwin­ digkeitsbegrenzung vorhanden ist und/oder zur Anzeige ei­ ner Geschwindigkeitsbegrenzung.

Mit einer derartigen Anordnung ist eine zuverlässige und kostengünstige Steuerung und/oder Lenkung des KFZ-Verkehrs möglich, denn es können z. B. Sende-Module, bestehend aus dem erwähnten codierbaren Sender, z. B. dem IR-Sender (IR- Geber), einem Akkumulator (Akku) sowie einem Solar-Modul zur Aufladung des Akkus, auf ansonsten üblichen Verkehrs­ zeichen angebracht werden.

Im folgenden sind weitere Beispiele erwähnt:

Eine veränderbare Geschwindigkeit für bestimmte Strecken z. B. Durchgangsstraßen, kann zentral über verkabelte JR- Geber in den Verkehrszeichen, je nach Verkehrslage, den Fahrzeugstrom schneller oder langsamer durchschleusen.

Vorteil: keine teuren Anzeige-Ampeln, denn die erlaubte Höchstgeschwindigkeit wird im Fahrzeug sichtbar und kann nicht überschritten werden.

Für eine Total-Stoppfunktion für Polizei-Aufgaben genügt z. B. eine Handkelle mit JR-Geber, der entsprechend einem Stopp-Signal codiert ist.

Für eine herabgesetzte Geschwindigkeit an Baustellen oder Unfallplätzen genügt ein Warndreieck mit Stopp- bzw. her­ abgesetzter Geschwindigkeits-Codierung.

Bei versehentlicher Einfahrt in die verkehrte Richtung der Autobahn oder einer Einfahrtsstrasse wird ein Stop ausge­ löst. Im Bereich des Verkehrs-Schildes kann das KFZ nur mit Rückwärtsgang und Pannenblinker bewegt werden.

Als alternative Lösung kann der Stop-Befehl eine Blockade des KFZ bewirken, der außerdem den Pannenblinker setzt. Eine Entriegelung ist nur über einen Spezial-Code durch die gerufene Polizei möglich.

Eine Einfahrt-Sperre und/oder eine Erlaubnis für Hofein­ fahrten, Firmen-Parkhaus/Parkplatz kann auf der Code-Karte zur Benutzung des KFZs einprogrammiert werden.

Bei fehlender richtiger Codierkarte ist die Zündung sowie der Anlasser gesperrt und der Kraftstoff abgestellt. Bei falscher Codierkarte blockiert zusätzlich die Hauptbremse. Das KFZ kann jetzt nur noch vom Besitzer über Geheim-Code entriegelt werden.

Die momentane Geschwindigkeit des KFZ wird über JR-Sender am Fahrzeug nach hinten abgestrahlt. Das nachfolgende KFZ erkennt diese Geschwindigkeit und begrenzt seine eigene auch auf eben diese Geschwindigkeit. Es kann nicht zu ei­ nem Auffahrunfall kommen, denn eine Verlangsamung des er­ sten KFZ bremst automatisch das nachfolgende schnellere Fahrzeug ab. Vorteil bei Kolonnenfahrten, Auffahrschutz bei z. B. dichtem Verkehr, auf Autobahnen usw.

Durch Setzen des Pannenblinkers ist das Fahrzeug im extre­ men Notfall manöverierfähig, z. B. Ausweich-, Rücksetz-, Umkehr-Möglichkeit an einer Rot-Ampel, falls für Einsatz­ fahrzeuge von Polizei, Notarzt, Krankenwagen oder Feuer­ wehr eine Durchfahrt geschaffen werden muß. In einem der­ artigen Fall ist die erwähnte Steuerung und/oder Regelein­ heit vollständig ausschaltbar mit Hilfe des SC-Aus-Schal­ ters (Figur), der auf die Zentraleinheit (Black Box) wirkt.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungs­ beispiele beschränkt, sondern sinngemäß auf weitere an­ wendbar. Beispielsweise ist es möglich, die Sender (an den Verkehrszeichen), welche codierte Signale aussenden sowie die zugehörigen Empfänger (im KFZ) als sogenannte Trans­ ponder, die einem Fachmann geläufig sind, auszubilden, vorzugsweise für eine kurz Reichweite (ungefähr 15 m). Da­ für ist z. B. die Millimeterwellen-Technik geeignet.

Weiterhin ist es möglich, an die Ein- und/oder Ausgänge der Zentraleinheit (Black Box) weitere (Eingangs-)Sensoren und/oder Stell- und/oder Regelglieder anzuschließen, z. B. ein Abstandswarngerät und/oder ein elektronisches Ver­ kehrsleitsystem. Die von diesen erzeugten Ausgangssignale sind dann in der Zentraleinheit (Black Box) logisch mit­ einander verknüpfbar, z. B. entsprechend den jeweils gefor­ derten Verkehrsregeln. Es ist vorteilhaft, die Zentralein­ heit (Black Box) als Kleinrechner, z. B. als ein Ein-Chip- Rechner, auszubilden, da damit die erwähnten logischen Verknüpfungen sehr flexibel durchgeführt werden können.

Es ist selbstverständlich, daß die beschriebene Steuerung auf alle Arten von Kraftfahrzeugen, z. B. Busse, Lastkraft­ wagen sowie Motorräder, anwendbar ist.

Für die Codierung der Geschwindigkeit ist ein einem Fach­ mann geläufiger Code, z. B. ein Binär- oder Gray-Code ver­ wendbar.

Claims (9)

1. Verfahren zur Beeinflussung der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges, in dem zumindest eine Steuer- und/oder Regeleinheit zur Einhaltung einer einstellbaren Geschwin­ digkeit vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet.

• - daß entlang eines Fahrweges mindestens ein Sender, der elektromagnetische Strahlung aussendet, vor­ handen ist,
• - daß die Strahlung die maximal zulässige Geschwin­ digkeit als codiertes Signal enthält,
• - daß an dem Kraftfahrzeug ein Empfänger zum Empfang der Strahlung angebracht wird,
• - daß in dem Empfänger aus dem codierten Signal die maximal zulässige Geschwindigkeit ermittelt und an die Steuer- und/oder Regeleinheit weitergeleitet wird und
• - daß die Steuer- und/oder Regeleinheit eine Ge­ schwindigkeit, die kleiner gleich der maximal zu­ lässigen Geschwindigkeit ist, ermöglicht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als elektromagnetische Strahlung eine Infrarotstrahlung verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur Übertragung codierter Signale, die eine Geschwindigkeitsinformation enthalten, zwischen einem Verkehrszeichen und einem Kraftfahrzeug, ein Transponder verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet,

• - daß in dem Kraftfahrzeug mindestens ein Sensor mit einer technischer Einrichtung (Tacho) des Kraft­ fahrzeugs gekoppelt wird,
• - daß in der Steuer- und/oder Regeleinheit das Aus­ gangssignal des Sensors ausgewertet und mit dem empfangenen codierten Signal verknüpft wird und
• - daß in dem Kraftfahrzeug zumindest eine der Ver­ knüpfung entsprechende Höchstgeschwindigkeit ein­ gestellt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß mindestens ein an einem Ver­ kehrszeichen angebrachter Sender mit einer Leitzentrale verbunden wird derart, daß die von dem Sender ausgesandten codierten Signale von der Leitzentrale bestimmt werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet,

• - daß an dem Kraftfahrzeug ein Sender zur Aussendung eines codierten Signals, das zumindest eine Angabe über die Geschwindigkeit das Kraftfahrzeuges ent­ hält, angebracht wird,
• - daß das codierte Signal von einem nachfolgenden Kraftfahrzeug empfangen und ausgewertet wird und
• - daß davon abhängig die Geschwindigkeit des nach­ folgenden Kraftfahrzeuges auf diejenige des vor­ ausfahrenden begrenzt wird.

7. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

• - daß eine in dem Kraftfahrzeug vorhandene Steuer- und/oder Regeleinheit eine Zentraleinheit mit meh­ reren Ein- sowie Ausgängen enthält,
• - daß an einen Eingang ein Empfänger zum Empfang co­ dierter Signale gekoppelt ist,
• - daß an mindestens einem weiteren Eingang ein Sen­ sor zur Überwachung einer technischen Einrichtung (Tacho) des Kraftfahrzeuges angeschlossen ist und
• - daß an mindestens einen Ausgang der Zentraleinheit ein Stell- und/oder Regelglied zur Einstellung der Höchstgeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges vorhan­ den ist.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger an der Vorderseite des Kraftfahrzeuges ange­ bracht ist.

9. Anordnung nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei einen Kraftfahrzeug mit einer Anhän­ gerkupplung ein Sensor zum Vorhandensein eines angekoppel­ ten Anhängers vorhanden ist und daß bei angekoppeltem An­ hänger eine dafür zulässige Höchstgeschwindigkeit durch ein Stell- und/oder Regelglied eingestellt wird.