DE102017004741A1

DE102017004741A1 - Steueranordnung zum Einstellen eines Abstandes zwischen zwei Fahrzeugen sowie Verfahren zum Einstellen eines Abstandes zwischen zwei Fahrzeugen mit einer derartigen Steueranordnung

Info

Publication number: DE102017004741A1
Application number: DE102017004741.3A
Authority: DE
Inventors: Daniel Hanslik; Sören Hübner; Thomas Wolf
Original assignee: Wabco GmbH
Current assignee: ZF CV Systems Europe BV
Priority date: 2017-05-17
Filing date: 2017-05-17
Publication date: 2018-11-22
Also published as: WO2018210496A1; US20200130689A1; US11618448B2; EP3625784A1; CN110651312A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Steueranordnung (15) zum Einstellen eines Soll-Abstandes (DSoll_A, DSoll_B) zwischen zwei Fahrzeugen, wobei die Steueranordnung (15) aufweist:
- ein Abstandsregelsystem (10) mit einer Abstandsregel-Steuereinrichtung (10a) zum Einstellen eines ersten Soll-Abstandes (DSoll_A) zwischen einem Eigenfahrzeug (2) und einem Vorderfahrzeug (1) in Abhängigkeit von von einer Sensorik (11) empfangenen Sensor-Signalen (SS) durch Anfordern einer ersten Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung (aSoll2_A),
- ein Kommunikationssystem (30) zum drahtlosen Senden und Empfangen eines Umgebungs-Informationen (UI) beinhaltenden Umgebungs-Datensignals, und
- eine Assistenz-Steuereinrichtung (20) zum Ermitteln eines zweiten Soll-Abstandes (DSoll_B) zwischen dem Eigenfahrzeug (2) und dem Vorderfahrzeug (1) sowie einer zweiten Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung (aSoll2_B) zum Einstellen des zweiten Soll-Abstandes (DSoll_B) jeweils in Abhängigkeit der Umgebungs-Informationen (UI).
Erfindungsgemäß ist hierbei vorgesehen, dass das Abstandsregelsystem (10) eine ACC-Schnittstelle (12) aufweist, wobei über die ACC-Schnittstelle (12) ein erstes Schnittstellen-Signal (SI1) auf das Abstandsregelsystem (10) übertragbar ist, wobei das erste Schnittstellen-Signal (SI1) in Abhängigkeit der Umgebungs-Informationen (UI) gebildet ist und von dem Abstandsregelsystem (10) der von der Assistenz-Steuereinrichtung (20) ermittelte zweite Soll-Abstand (DSoll_B) unter Berücksichtigung des ersten Schnittstellen-Signals (SI1) einstellbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steueranordnung zum Einstellen eines Abstandes zwischen zwei Fahrzeugen, insbesondere Nutzfahrzeugen, sowie ein Verfahren zum Einstellen eines Abstandes zwischen zwei Fahrzeugen mit einer derartigen Steueranordnung.
In Fahrzeugen, insbesondere Nutzfahrzeugen, wird ein Abstandsregelsystem - herkömmlich auch als Abstandsregeltempomat oder adaptive cruise control (ACC) bezeichnet - eingesetzt, mit dem ein manuell vom Fahrer vorgegebener erster Soll-Abstand zwischen einem Eigenfahrzeug und einem direkt vorausfahrenden Vorderfahrzeug eingestellt werden kann. Dazu wird von einer Abstandsregel-Steuereinrichtung des Abstandsregelsystems eine erste Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung vorgegeben und diese erste Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung über ein Bremssystem bzw. ein Antriebssystem des Eigenfahrzeuges eingestellt, um den vorgegebenen ersten Soll-Abstand einzuregeln. Das Abstandsregelsystem ist hierbei ein nach außen hin abgeschlossenes System, d.h. es ist nicht vorgesehen, dass Abstands-Anforderungen oder Beschleunigungs-Anforderungen von externen Systemen entgegengenommen werden können. Lediglich Sensor-Signale von im Fahrzeug angeordneten Sensoren können empfangen und verarbeitet werden, um aktuelle fahrdynamische Informationen bezüglich der Fahrzeugumgebung einzubeziehen, beispielsweise einen aktuellen Ist-Abstand zu dem jeweiligen Vorderfahrzeug.
Für den Fahrbetrieb in einem Platoon, in dem sich mehrere Fahrzeuge koordiniert in einer Kolonne bewegen, ist herkömmlicherweise eine Platooning-Steuereinrichtung im Eigenfahrzeug vorgesehen, die anhand von erfassten fahrdynamischen Informationen zum Eigenfahrzeug sowie zur aktuellen Fahrzeugumgebung das Eigenfahrzeug adäquat steuert, um einen sicheren und möglichst kraftstoffsparenden Betrieb des Eigenfahrzeuges während einer Fahrt in der Kolonne sicherzustellen. Dazu werden von der Platooning-Steuereinrichtung aus den fahrdynamischen Informationen Anforderungen zur Fahrzeugsteuerung berechnet und diese direkt an das Bremssystem bzw. das Antriebssystem ausgegeben, um das Eigenfahrzeug wie berechnet zu betreiben und damit ein gewolltes Fahrverhalten innerhalb des Platoons einzustellen. Hierbei wird von der Platooning-Steuereinrichtung eine zweite Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung zum Einstellen eines zweiten Soll-Abstandes zum Vorderfahrzeug vorgegeben.
In US 2016/0054735A1 ist eine Platooning-Steuereinrichtung gezeigt, mit der das Eigenfahrzeug in sicherer und zuverlässiger Weise innerhalb eines Platoons gesteuert werden kann, wobei das Fahrverhalten von anderen Fahrzeugen in der Fahrzeugumgebung des Eigenfahrzeuges mit Sensoren überwacht wird. Zusätzlich ist eine drahtlose Datenkommunikation zwischen den Fahrzeugen des Platoons vorgesehen, über die das Fahrverhalten der Fahrzeuge aufeinander abgestimmt werden kann. Dabei werden fahrdynamische Informationen ausgetauscht und basierend darauf von der Platooning-Steuereinrichtung im jeweiligen Fahrzeug eine zweite Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung bzw. eine Eigenfahrzeug-Soll-Geschwindigkeit ermittelt und an das Bremssystem bzw. Antriebssystem ausgegeben, um einen bestimmten zweiten Soll-Abstand zwischen dem Eigenfahrzeug und dem jeweiligen Vorderfahrzeug einzuregeln.
DE 10 2010 013 647 B4 beschreibt einen Platoon aus einem Leitfahrzeug, das den Platoon koordiniert, und weiteren Fahrzeugen, wobei das Leitfahrzeug insbesondere Positionszuweisungen und Geschwindigkeitsvorgaben und somit Soll-Abstände an die anderen Fahrzeuge vorgibt, die diese Anforderungen umsetzen. Die Anforderungen werden über eine drahtlose Datenkommunikation an die einzelnen Fahrzeuge übertragen, die diese dann koordiniert von einer Platooning-Steuereinrichtung entsprechend durch einen Eingriff in die Bremsen oder den Antrieb umsetzen.
Nachteilig bei den beschriebenen Platooning-Systemen ist, dass die Umsetzung einer vorgegebenen zweiten Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung zum Erreichen eines vorgegebenen zweiten Soll-Abstandes zwischen dem Eigenfahrzeug und dem jeweiligen Vorderfahrzeug über ein separates System im Fahrzeug erfolgt. Ist ein eigenständig arbeitendes Abstandsregelsystem im Eigenfahrzeug bereits vorhanden, sind also zusätzlich zu diesem Abstandsregelsystem weitere Steuerkomponenten zur Ansteuerung der Bremsen oder des Antriebs im Eigenfahrzeug vorhanden, die das Eigenfahrzeug jedoch nach einer Vorgabe eines Soll-Abstandes in vergleichbarer Weise wie ein Abstandsregelsystem steuern.
Somit sind Komponenten mit derselben Funktionalität im Eigenfahrzeug doppelt verbaut. Dadurch ist der Montage- und Kostenaufwand erhöht. Zudem ist eine Abstimmung der unterschiedlichen Systeme erforderlich, um ein ungewolltes Übersteuern bzw. Überschreiben von Anforderungen der Systeme zu vermeiden und somit keinen unsicheren Zustand des Eigenfahrzeuges zu riskieren. Dadurch wird die Verarbeitungszeit des Systems erhöht, was zu einer verzögerten Ausgabe von Anforderungen führen kann.
Aufgabe der Erfindung ist daher, eine Steueranordnung zum Einstellen eines Abstandes zwischen zwei Fahrzeugen bereitzustellen, mit der eine einfache und zuverlässige Steuerung stattfinden kann. Weiterhin ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Einstellen eines Abstandes zwischen zwei Fahrzeugen mit der Steueranordnung anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch eine Steueranordnung nach Anspruch 1 sowie einem Verfahren nach Anspruch 12 gelöst. Die Unteransprüche geben bevorzugte Weiterbildungen an.
Erfindungsgemäß ist demnach vorgesehen, an einem Abstandsregelsystem in einem Fahrzeug eine zusätzliche ACC-Schnittstelle anzuordnen, wobei über die ACC-Schnittstelle ein erstes Schnittstellen-Signal auf das Abstandsregelsystem übertragbar ist, wobei das erste Schnittstellen-Signal in Abhängigkeit von von einem Kommunikationssystem im Fahrzeug drahtlos über ein Umgebungs-Datensignal empfangenen Umgebungs-Informationen gebildet ist und von dem Abstandsregelsystem ein von einer Assistenz-Steuereinrichtung ermittelter zweiter Soll-Abstand unter Berücksichtigung bzw. in Abhängigkeit des ersten Schnittstellen-Signals einstellbar ist.
Das Abstandsregelsystem ist hierbei ein Regelsystem, das eine Abstandsregel-Steuereinrichtung aufweist, die die Berechnungen und die Verarbeitung von Daten durchführt, und das auch zum Einstellen bzw. Einregeln eines vorzugsweise manuell vom Fahrer vorgegebenen ersten Soll-Abstandes zwischen dem Eigenfahrzeug und einem direkt vorausfahrenden Vorderfahrzeug vorgesehen ist. Das Abstandsregelsystem fordert dazu in Abhängigkeit von von einer Sensorik empfangenen Sensor-Signalen eine erste Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung an, um einen aktuell vorliegenden Ist-Abstand auf den ersten Soll-Abstand einzuregeln. Damit stellt das Abstandsregelsystem ein herkömmlich im Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, vorhandenes Regelsystem dar, das normalerweise in sich abgeschlossen ist, d.h. eigenständig arbeitet, ohne dabei auf Anforderungen von extern zurückzugreifen.
Erfindungsgemäß wird dieses normalerweise in sich abgeschlossene bzw. eigenständige arbeitende Abstandsregelsystem um die ACC-Schnittstelle erweitert, so dass dem Abstandsregelsystem vorteilhafterweise auch von Umgebungs-Informationen abhängige Vorgaben zum Einregeln eines Soll-Abstandes, insbesondere dem von der Assistenz-Steuereinrichtung ermittelten zweiten Soll-Abstand, übermittelt werden können. Die Abstandsregelung über das Abstandsregelsystem kann dann also auch in Abhängigkeit von drahtlos auf das Eigenfahrzeug übermittelten Informationen erfolgen, so dass vorteilhafterweise zusätzlich zu den Sensor-Signalen auf weitere Daten bzw. Informationen zurückgegriffen werden kann.
Dadurch werden die Sicherheit und die Zuverlässigkeit der Abstandsregelung erhöht, da auch Informationen berücksichtigt werden können, die von der Sensorik eines herkömmlichen Abstandsregelsystems nicht bzw. erst zu einem späteren Zeitpunkt erfasst werden können. So kann beispielsweise auf eine vom Vorderfahrzeug eingeleitete Notbremsung vorrausschauend reagiert werden, wenn bereits die Anforderung zur Einleitung einer Notbremsung drahtlos vom Vorderfahrzeug auf das Eigenfahrzeug als Umgebungs-Information übermittelt und in Abhängigkeit davon das erste Schnittstellen-Signal über die ACC-Schnittstelle auf das Abstandsregelsystem übertragen wird, das dann entsprechend darauf mit einer Abstandsregelung reagiert.
Zum Einregeln des zweiten Soll-Abstandes wird hierbei eine zweite Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung an die Abstandsregel-Steuereinrichtung vorgegeben, die abhängig von den Umgebungs-Informationen ist. Die zweite Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung wird hierbei in Abhängigkeit des ersten Schnittstellen-Signals ermittelt und - vorzugsweise von der Abstandsregel-Steuereinrichtung - von Bremsen und/oder einem Antrieb des Eigenfahrzeuges zur Anforderung ausgegeben, um diese zweite Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung umzusetzen. Die Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung kann somit positiv oder negativ sein.
Das Kommunikationssystem ist hierbei ausgebildet, eine drahtlose Datenkommunikation zwischen dem Eigenfahrzeug und einem anderen Fahrzeug in der Fahrzeugumgebung, beispielsweise einem Vorderfahrzeug und/oder einem Folgefahrzeug, d.h. beispielsweise eine drahtlose vehicle-tovehicle (V2V) Datenkommunikation zu ermöglichen. Ergänzend kann damit auch eine drahtlose Datenkommunikation zwischen dem Eigenfahrzeug und Infrastruktureinrichtungen, d.h. beispielsweise eine vehice-to-infrastructure (V2I) Datenkommunikation erreicht werden. Das Kommunikationssystem kann demnach vorzugsweise als ein V2X-Kommunikationssystem (V2V und/oder V2I) ausgebildet sein. Dadurch wird eine einfache Möglichkeit bereitgestellt, die Umgebungs-Informationen, die für die Abstandsregelung relevant sind, aus der Fahrzeugumgebung zu erhalten.
Gemäß einer ersten Ausführungsform ist hierbei vorgesehen, die zweite Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung und den zweiten Soll-Abstand außerhalb des Abstandsregelsystems auf der Assistenz-Steuereinrichtung zu ermitteln und an die ACC-Schnittstelle auszugeben, so dass die zweite Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung und der zweite Soll-Abstand von der ACC-Schnittstelle intern über das erste Schnittstellen-Signal an die Abstandsregel-Steuereinrichtung übertragen werden können, die dann eine entsprechende Anforderung an die Bremsen und/oder den Antrieb ausgibt. D.h. in dieser Ausführungsform überträgt das erste Schnittstellen-Signal die von den Umgebungs-Informationen abhängigen Größen, zweiter Soll-Abstand und zweite Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung, mit denen die Abstandsregeleinrichtung den zweiten Soll-Abstand gemäß der Vorgabe der Assistenz-Steuereinrichtung einstellen kann.
Dazu ist die außerhalb des Abstandsregelsystems angeordnete Assistenz-Steuereinrichtung vorzugsweise über eine Assistenz-Datenleitung mit der ACC-Schnittstelle signalleitend verbunden, um den von der Assistenz-Steuereinrichtung ermittelten zweiten Soll-Abstand sowie die zweite Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung an die ACC-Schnittstelle übermitteln zu können, so dass diese über das erste Schnittstellen-Signal an die Abstandsregel-Steuereinrichtung übertragen werden können.
Vorteilhafterweise wird dadurch eine Steueranordnung bereitgestellt, die einfach nachgerüstet werden kann, da ein vorhandenes Abstandsregelsystem im Fahrzeug lediglich mit einer ACC-Schnittstelle zu erweitern ist und die Assistenz-Steuereinrichtung damit zu verbinden ist.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist die Assistenz-Steuereinrichtung in dem Abstandsregelsystem integriert, beispielsweise konstruktiv oder als Softwareanpassung auf der Abstandsregel-Steuereinrichtung. Die Assistenz-Steuereinrichtung ist dann intern über eine Assistenz-Datenleitung mit der Abstandsregel-Steuereinrichtung signalleitend verbunden, um den von der Assistenz-Steuereinrichtung ermittelten zweiten Soll-Abstand sowie die zweite Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung an die Abstandsregel-Steuereinrichtung übermitteln zu können.
In diesem Fall ist die ACC-Schnittstelle mit der Assistenz-Steuereinrichtung signalleitend verbunden und das erste Schnittstellen-Signal überträgt die von dem Kommunikationssystem empfangenen und vorzugsweise über eine Kommunikations-Datenleitung an die ACC-Schnittstelle übertragenen Umgebungs-Informationen vorzugsweise unverarbeitet auf die Assistenz-Steuereinrichtung, so dass diese in Abhängigkeit davon ihre Berechnung des zweiten Soll-Abstandes sowie der zweiten Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung durchführen und anhand dessen die Abstandsregelung durch die Abstandsregel-Steuereinrichtung erfolgen kann.
Vorteilhafterweise wird dadurch eine kompakte Steueranordnung bereitgestellt, die beim Einbau weniger Montageaufwand erfordert. Bei einer reinen Softwareanpassung ist lediglich eine Schnittstellenerweiterung nötig, wodurch der Aufwand zum Nachrüsten weiter reduziert werden kann.
Umgebungs-Informationen, die zur Vorgabe des zweiten Soll-Abstandes bzw. der zweiten Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung von der Assistenz-Steuereinrichtung verarbeitet werden, sind vorzugsweise eine Vorderfahrzeug-Ist-Beschleunigung und/oder eine Folgefahrzeug-Ist-Beschleunigung und/oder eine Vorderfahrzeug-Soll-Beschleunigung und/oder eine Folgefahrzeug-Soll-Beschleunigung und/oder ein Vorderfahrzeug-Bremsperformance-Parameter und/oder ein Folgefahrzeug-Bremsparameter und/oder das Bevorstehen einer Kreuzung, einer Ampel, eines Stauendes, einer Baustelle oder einer Geschwindigkeitsbegrenzung.
All diese Informationen aus der Umgebung können einen mittelbaren oder unmittelbaren Einfluss auf die Fahrdynamik des eigenen Fahrzeuges haben und ermöglichen daher bei der Einstellung des zweiten Soll-Abstandes mit der vorgegebenen zweiten Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung vorteilhafterweise eine sichere und zuverlässige Abstandsregelung.
Vorzugsweise werden bei der Ermittlung der zweiten Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung und des zweiten Soll-Abstandes weiterhin Eigenfahrzeug-Informationen, insbesondere eine Eigenfahrzeug-Ist-Beschleunigung und/oder die erste oder zweite Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung und/oder ein Eigenfahrzeug-Bremsperformance-Parameter berücksichtigt, wobei die Assistenz-Steuereinrichtung dazu an einen CAN-Bus im Eigenfahrzeug angeschlossen ist, der die Eigenfahrzeug-Informationen bereitstellt. Dadurch kann die Abstandsregelung weiter verbessert werden, da auch die eigene Fahrdynamik berücksichtigt wird.
Gemäß eine bevorzugten Ausführungsform kann über die ACC-Schnittstelle ein zweites Schnittstellen-Signal ausgegeben werden, wobei das zweite Schnittstellen-Signal die Eigenfahrzeug-Informationen überträgt und das zweite Schnittstellen-Signal an das Kommunikationssystem übertragbar ist. Dadurch können die Eigenfahrzeug-Informationen vorteilhafterweise drahtlos für andere Fahrzeuge oder für die Infrastruktureinrichtungen in der Fahrzeugumgebung bereitgestellt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können über das zweite Schnittstellen-Signal auch die von der Sensorik des Abstandsregelsystems im Eigenfahrzeug aufgenommenen Sensor-Signale übertragen werden. Dadurch können vorteilhafterweise auch weitere Informationen, die über die Sensorik aufgenommen werden, für die anderen Fahrzeuge oder die Infrastruktureinrichtungen in der Fahrzeugumgebung drahtlos bereitgestellt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Steueranordnung mit einer Platooning-Steuereinrichtung als Assistenz-Steuereinrichtung ausgestattet. Die Platooning-Steuereinrichtung koordiniert hierbei das Eigenfahrzeug innerhalb eines Platoons aus mehreren Fahrzeugen, wobei die Platooning-Steuereinrichtung dazu in Abhängigkeit der Umgebungs-Informationen den zweiten Soll-Abstand sowie die zweite Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung zum Einstellen des zweiten Soll-Abstandes ermittelt und an das Abstandsregelsystem zur Abstandsregelung ausgibt.
Dadurch kann vorteilhafterweise ein Abstandsregelsystem mit einer erfindungsgemäßen ACC-Schnittstelle dazu verwendet werden in einem Platooning-Modus den Abstand zu einem Vorderfahrzeug einzuregeln. Dadurch kann auf im Fahrzeug herkömmlicherweise vorhandene Regelsysteme zurückgegriffen werden, so dass im Fahrzeug doppelt vorhandene bzw. parallel arbeitende Komponenten zum Einstellen eines Abstandes vermieden werden können. In dem Fall erfolgt die Einstellung des Abstandes zwischen zwei Fahrzeugen im Platoon in Abhängigkeit der drahtlos übermittelten Umgebungs-Informationen also lediglich mit dem um eine ACC-Schnittstelle erweiterten Abstandsregelsystem. Dadurch kann eine Abstimmung zwischen einzelnen Regelsystemen, mit denen der Abstand eingestellt werden kann, vermieden werden.
Erfindungsgemäß kann die Steueranordnung also dazu verwendet werden, nach dem Erfassen von Umgebungs-Informationen über das Kommunikationssystem einen zweiten Soll-Abstand sowie eine zweite Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung in Abhängigkeit der erfassten Umgebungs-Informationen zu ermitteln und diese als Vorgabe an ein Abstandsregelsystem im Eigenfahrzeug zu verwenden, um den zweiten Soll-Abstand in Abhängigkeit der Umgebungs-Informationen einzustellen.
Wurde bereits manuell ein erster Soll-Abstand an das Regelsystem vorgegeben und wird daraufhin ein zweiter Soll-Abstand von der Assistenz-Steuereinrichtung übermittelt, wird der erste Soll-Abstand überschrieben. Die Vorgabe der Assistenz-Steuereinrichtung hat somit eine höhere Priorität.
Vorzugsweise kann auch eine Plausibilisierung im Abstandsregelsystem stattfinden, indem die von der Assistenz-Steuereinrichtung vorgegebene zweite Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung zum Einstellen des zweiten Soll-Abstandes mit der anhand der Sensor-Signale der Sensorik im Abstandsregelsystem ermittelten ersten Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung verglichen wird. Dadurch kann bei einer fahrkritischen Abweichung beispielsweise ein Warnsignal oder dergleichen ausgegeben werden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen an zwei Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Ansicht eines Platoons;
2a, 2b zwei unterschiedliche Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Steueranordnung in Detailansichten; und
3 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In 1 sind schematisch drei Fahrzeuge 1, 2, 3 eines Platoons bzw. Convoys 100 dargestellt, die sich in koordinierter Weise in einer Kolonne bewegen. Das linke Fahrzeug wird im Folgenden als Vorderfahrzeug 1 bezeichnet, das mittlere Fahrzeug als Eigenfahrzeug 2 und das rechte, dem Eigenfahrzeug 2 direkt folgende Fahrzeug als Folgefahrzeug 3. Der Platoon 100 kann aber auch aus lediglich zwei Fahrzeugen oder mehr als drei Fahrzeugen bestehen.
Das Eigenfahrzeug 2 weist ein Abstandsregelsystem 10 mit einer Abstandsregel-Steuereinrichtung 10a auf, das auch als Abstandsregeltempomat oder adaptive cruise control (ACC) bekannt ist. Das Abstandsregelsystem 10 sorgt in einer Regelschleife dafür, dass sich ein vorgegebener Soll-Abstand DSoll_A, DSoll_B zwischen dem Eigenfahrzeug 2 und dem direkt vorausfahrenden Vorderfahrzeug 1 einstellt, indem es eine vorgegebene Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung aSoll2_A, aSoll2_B von den Bremsen und/oder dem Antrieb des Eigenfahrzeuges 2 anfordert.
Ein erster Soll-Abstand DSoll_A kann hierbei vom Fahrer des Eigenfahrzeuges 2 manuell festgelegt werden und ein zweiter Soll-Abstand DSoll_B beispielsweise von einer Platooning-Steuereinrichtung 20 im Eigenfahrzeug 2, die das Eigenfahrzeug 2 während einer Fahrt in einem Platoon 100 koordiniert und steuert. Eine erste Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung aSoll2_A zum Einstellen des ersten Soll-Abstandes DSoll_A wird von dem Abstandsregelsystem 10 selbst bzw. von der Abstandsregel-Steuereinrichtung 10a vorgegeben, beispielsweise anhand einer vorab für das Eigenfahrzeug 2 festgelegten Parametrierung. Eine zweite Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung aSoll2_B zum Einstellen des zweiten Soll-Abstandes DSoll_B wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel von der Platooning-Steuereinrichtung 20 vorgegeben.
Im normalen Fahrbetrieb, d.h. wenn sich das Eigenfahrzeug 2 außerhalb eines Platoons 100 unabhängig von den anderen Fahrzeugen 1, 3 bewegt, kann der Fahrer das Abstandsregelsystem 10 manuell aktivieren und dazu einen beliebigen ersten Soll-Abstand DSoll_A festlegen. Vom Abstandsregelsystem 10 wird in der Abstandsregel-Steuereinrichtung 10a anhand von Sensor-Signalen SS, die von einer Sensorik 11, z.B. mit einem Radarsensor und/oder einem Ultraschallsensor und/oder einer Kamera, ausgegeben werden, zunächst ein aktueller Ist-Abstand DIst zum Vorderfahrzeug 1 ermittelt. In Reaktion darauf wird von der Abstandsregel-Steuereinrichtung 10a eine erste Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung aSoll2_A vorgegeben und diese anschließend durch einen vom Abstandsregelsystem 10 veranlassten automatisierten Bremseingriff im Eigenfahrzeug 2 umgesetzt. In dieser Weise wird der aktuelle Ist-Abstand DIst zum Vorderfahrzeug 1 in einer Regelschleife auf den manuell festgelegten ersten Soll-Abstand DSoll_A eingeregelt. Ergänzend ist je nach Vorzeichen der ersten Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung aSoll_A auch ein Motoreingriff möglich, um sich dem Vorderfahrzeug 1 automatisiert anzunähern, falls dieses beispielsweise schneller wird. Das Abstandsregelsystem 10 kann also sowohl eine positive (beschleunigend) als auch eine negative (bremsend) Beschleunigung vorgeben.
Ist für das Eigenfahrzeug 2 ein Platooning-Modus PM aktiviert, in dem sich die Fahrzeuge 1, 2, 3 in einer koordinierten Kolonne bewegen, wird von der Platooning-Steuereinrichtung 20 im Eigenfahrzeug 2 ein zweiter Soll-Abstand DSoll_B ermittelt und an die Abstandsregel-Steuereinrichtung 10a übertragen. Ein manuell vorgegebener erster Soll-Abstand DSoll_A kann in dem Fall automatisch überschrieben werden, falls der Platooning-Steuereinrichtung 20 eine höhere Priorität eingeräumt werden soll als der manuellen Vorgabe.
Die Platooning-Steuereinrichtung 20 ermittelt hierbei bei aktiviertem Platooning-Modus PM anhand von fahrdynamischen Informationen UI, EI einen sicheren und kraftstoffsparenden zweiten Soll-Abstand DSoll_B, der durch das Abstandsregelsystem 10 eingeregelt werden soll. Der vorgegebene zweite Soll-Abstand DSoll_B während einer Fahrt in einem Platoon 100 ist herkömmlicherweise geringer als der erste Soll-Abstand DSoll_A, der im normalen Fahrbetrieb vom Fahrer festgelegt werden kann.
Gemäß einer ersten Ausführungsform, die in 2a im Detail dargestellt ist, ist zur Übertragung des zweiten Soll-Abstandes DSoll_B von der Platooning-Steuereinrichtung 20 auf die Abstandsregel-Steuereinrichtung 10a am Abstandsregelsystem 10 eine ACC-Schnittstelle 12 angeordnet, über die ein erstes Schnittstellen-Signal SI1, das insbesondere den zweiten Soll-Abstand DSoll_B überträgt, aufgenommen und an die Abstandsregel-Steuereinrichtung 10a übertragen und ein zweites Schnittstellen-Signal SI2 ausgegeben werden kann.
Die ACC-Schnittstelle 12 ist beispielsweise als eine standardisierte Steckverbindung ausgeführt, in die eine zur Platooning-Steuereinrichtung 20 führende Platooning-Datenleitung 20a zur Übertragung des zweiten Soll-Abstandes DSoll_B von der Platooning-Steuereinrichtung 20 auf die ACC-Schnittstelle 12 eingesteckt werden kann. Intern ist die ACC-Schnittstelle 12 gemäß dieser Ausführungsform direkt mit der Abstandsregel-Steuereinrichtung 10a verbunden, um die Schnittstellen-Signale SI1, SI2 intern zu übertragen.
Ergänzend wird bei aktiviertem Platooning-Modus PM über das erste Schnittstellen-Signal SI1 auch die von der Platooning-Steuereinrichtung 20 ermittelte und über die Platooning-Datenleitung 20a an die ACC-Schnittstelle 12 ausgegebene zweite Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung aSoll2_B an die Abstandsregel-Steuereinrichtung 10a übertragen. Diese zweite Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung aSoll2_B gibt hierbei an, mit welcher Beschleunigung der zweite Soll-Abstand DSoll_B vom Abstandsregelsystem 10 einzuregeln ist, d.h. welche Beschleunigung die Abstandsregel-Steuereinrichtung 10a von den Bremsen und/oder dem Antrieb anfordern soll. Dadurch kann beispielsweise in Notbremssituationen ein sehr hoher und bei lediglich kleinen Abstandsänderungen ein eher niedriger Wert der zweiten Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung aSoll2_B an das Abstandsregelsystem 10 vorgegeben werden. Das Abstandsregelsystem 10 muss demnach nicht zwangsläufig in jeder Situation mit der vorab im Abstandsregelsystem 10 festgelegten Parametrierung in das Fahrgeschehen eingreifen. Dadurch kann der Komfort erhöht werden, da situationsangepasst eine sanftere Regelung erfolgt, die vom Fahrer nicht als ruckhaft oder störend wahrgenommen wird.
Mit der ACC-Schnittstelle 12 kann also ein herkömmliches, eigenständig arbeitendes Abstandsregelsystem 10 im Eigenfahrzeug 2 um die Möglichkeit erweitert werden, über das erste Schnittstellen-Signal SI1 auch ergänzende Anforderungen bzw. Informationen aufzunehmen und an die Abstandsregel-Steuereinrichtung 10a zu übertragen, um damit eine Abstandsregelung durchzuführen. Mit einer Schnittstellen-Erweiterung und einer SoftwareAnpassung auf dem Abstandsregelsystem 10 bzw. auf der Abstandsregel-Steuereinrichtung 10a kann also ein herkömmliches Abstandsregelsystem 10 zusätzlich dazu verwendet werden, den in einem Platooning-Modus PM von der Platooning-Steuereinrichtung 20 über das erste Schnittstellen-Signal SI1 vorgegebenen zweiten Soll-Abstand DSoll_B bzw. die vorgegebene zweite Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung aSoll2_B durch Eingriffe in die Bremsen oder den Antrieb des Eigenfahrzeuges 2 einzustellen, ohne dabei ein parallel zum Abstandsregelsystem 10 arbeitendes Steuersystem vorzusehen.
Die Platooning-Steuereinrichtung 20 selbst koordiniert das Fahrverhalten des Eigenfahrzeuges 2 bei Aktivierung des Platooning-Modus PM, indem sie ständig prüft, wie sich das Eigenfahrzeug 2 relativ zu der Fahrzeugumgebung U zu verhalten hat, um einen kraftstoffsparenden sowie sicheren und zuverlässigen Fahrbetrieb des Eigenfahrzeuges 2 zu gewährleisten. Dazu werden von der Platooning-Steuereinrichtung 20 insbesondere fahrdynamische Informationen UI, EI ausgewertet. Als fahrdynamische Informationen werden zum einen Umgebungs-Informationen UI, d.h. fahrdynamische Informationen, die von der Fahrzeugumgebung U, insbesondere von den anderen Fahrzeugen 1, 3 ausgehen, und zum anderen Eigenfahrzeug-Informationen EI, d.h. fahrdynamische Informationen, die vom Eigenfahrzeug 2 ausgehen, verstanden.
Fahrdynamische Informationen, die als Eigenfahrzeug-Information EI sowie als Umgebungs-Information UI ausgewertet werden, sind für das jeweilige Fahrzeug 1, 2, 3 beispielsweise eine aktuelle Ist-Beschleunigung alst1, alst2, alst3, eine Soll-Beschleunigung aSoll1, aSoll2_A, aSoll2_B, aSoll3, d.h. eine Beschleunigungs- oder Bremsanforderung des jeweiligen Fahrzeuges 1, 2, 3 oder ein Bremsperformance-Parameter BP1, BP2, BP3, der das insbesondere masseabhängige Bremsvermögen des jeweiligen Fahrzeuges 1, 2, 3 angibt. Anhand dieser fahrdynamischen Informationen kann die aktuelle und zukünftige Bewegung des jeweiligen Fahrzeuges 1, 2, 3 im Platoon 100 abgeschätzt werden.
Als Umgebungs-Informationen Ul können weiterhin auch bevorstehende Ereignisse in der Umgebung, z.B. eine Kreuzung K, eine Ampel A, ein Stauende SE, eine Baustelle B, Geschwindigkeitsbegrenzungen G, etc. berücksichtigt werden. Ergänzend können als Umgebungs-Informationen UI auch Überholverbote, Warnungen vor bevorstehenden Unfällen, Rettungsfahrzeugen, Objekten im toten Winkel, Umkippwahrscheinlichkeiten, Warnhinweise des Eigenfahrzeuges 2, o.ä. in Betracht gezogen werden, um die Ermittlung des zweiten Soll-Abstandes DSoll_B oder der zweiten Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung aSoll2_B so sicher wie möglich zu gestalten. All diese Ereignisse in der Fahrzeugumgebung U können sich während der Fahrt in einem Platoon 100 ständig ändern und haben daher einen direkten oder indirekten Einfluss auf die aktuelle und bevorstehende Fahrdynamik des Eigenfahrzeuges 2 aber auch des Vorderfahrzeuges 1 und des Folgefahrzeuges 3.
Die Eigenfahrzeug-Informationen EI können fahrzeugintern beispielsweise von der Abstandsregel-Steuereinrichtung 10a oder über einen CAN-Bus 14 auf die Platooning-Steuereinrichtung 20 zur weiteren Verarbeitung übertragen werden. Die Umgebungs-Informationen UI werden über eine von einem Kommunikationssystem 30 im Eigenfahrzeug 2 bereitgestellte drahtlose Datenkommunikation 21a, 21b in einem Umgebungs-Datensignal SU auf das Eigenfahrzeug 2 übertragen und anschließend über eine Kommunikations-Datenleitung 30a auf die Platooning-Steuereinrichtung 20 übermittelt. Als Kommunikationssystem 30 kommt hierbei beispielsweise ein V2X-Kommunikationssystem in Frage.
Als V2X (vehicle-to-x) wird hierbei allgemein eine drahtlose Datenkommunikation 21a, 21b zwischen dem Eigenfahrzeug 2 und einem anderen Fahrzeug 1, 3 in der Fahrzeugumgebung U oder einer Infrastruktureinrichtung 31, 32 verstanden, wobei die drahtlose Datenkommunikation 21a, 21b zwischen zwei Fahrzeugen als Fahrzeug-zu-Fahrzeug bzw. vehicle-tovehicle (V2V) Datenkommunikation 21a und zwischen einem Fahrzeug und einer Infrastruktureinrichtung als Fahrzeug-zu-Infrastruktur bzw. vehicle-to-infrastructure (V2I) Datenkommunikation 21b bezeichnet wird.
Das Kommunikationssystem 30 des Eigenfahrzeuges 2 ist also in der Lage, drahtlos, insbesondere unter Verwendung des standardisierten Datenprotokolls IEEE 802.11p, z.B. über WLAN, DSRC, LTE oder dergleichen, als fahrdynamische Informationen Daten zur aktuellen Verkehrssituation der näheren Fahrzeugumgebung U, insbesondere von den anderen Fahrzeugen 1, 3 oder den Infrastruktureinrichtungen, z.B. einem intelligenten Verkehrszeichen 31, einer feststehenden intelligenten Verkehrsstation (intelligent roadside Station, IRS) 32 oder dergleichen, zu empfangen. Diese werden an die Platooning-Steuereinrichtung 20 übertragen, die in Abhängigkeit davon wie oben beschrieben einen zweiten Soll-Abstand ASoll_B sowie die zweite Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung aSoll2_B ermittelt und über die ACC-Schnittstelle 12 auf das Abstandsregelsystem 10 bzw. die Abstandsregel-Steuereinrichtung 10a überträgt.
Somit können für die Abstandsregelung durch das Abstandsregelsystem 10 im Platooning-Modus PM auch Umgebungs-Informationen UI einbezogen werden, die nicht direkt oder erst zu einem späteren Zeitpunkt von der Sensorik 11 des Abstandsregelsystems 10 erfasst werden können, wodurch die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Abstandsregelung des Eigenfahrzeuges 2 durch das Abstandsregelsystem 10 bei einer Fahrt in einem Platoon 100 verbessert werden kann. Demnach kann die zweite Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung aSoll2_B bei einem von der Platooning-Steuereinrichtung 20 vorgegebenen zweiten Soll-Abstand DSoll_B bereits vorausschauend anhand der Umgebungs-Informationen UI festgelegt werden.
Leitet das Vorderfahrzeug 1 beispielsweise eine Notbremsung ein, ist dies über die Sensorik 11 erst dann erkennbar, wenn sich eine bestimmte Vorderfahrzeug-Ist-Beschleunigung alst1 eingestellt hat. Übermittelt das Vorderfahrzeug 1 die Anforderung für eine Notbremsung, d.h. eine bestimmte Vorderfahrzeug-Soll-Beschleunigung aSoll1, jedoch unmittelbar bei Einleitung der Notbremsung drahtlos über die V2V-Datenkommunikation 21a an das Eigenfahrzeug 2, kann dieses bereits vorausschauend reagieren, indem die Platooning-Steuereinrichtung 20 diese Umgebungs-Information UI verarbeitet und eine davon abhängige zweite Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung aSoll_B an die Abstandsregel-Steuereinrichtung 10a ausgibt, die beispielsweise in etwa gleich der Vorderfahrzeug-Soll-Beschleunigung aSoll1 in der aktuellen Notbremssituation ist. Dies kann bereits geschehen, bevor die Notbremsung von der Sensorik 11 des Abstandsregelsystems 10 erkannt wird.
Auch von dem Vorderfahrzeug 1 erkannte Gefahren, Ereignisse oder Warnhinweise, die von der Fahrzeugumgebung U ausgehen, oder von den Infrastruktureinrichtungen 31, 32 ausgehende Hinweise, z.B. Geschwindigkeitsbegrenzungen, Baustellenhinweise oder dergleichen, kann die Platooning-Steuereinrichtung 20 im Eigenfahrzeug 2 bereits verarbeiten, bevor derartige Hinweisschilder in den Sichtbereich der Sensorik 11 kommen. Auch der Vorderfahrzeug-Bremsperformance-Parameter BP1 oder der Folgefahrzeug-Bremsperformance-Parameter BP3 im Vergleich zum Eigenfahrzeug-Bremsperformance-Parameter BP2 können bei der Festlegung der zweiten Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung aSoll2_B sowie des zweiten Soll-Abstandes DSoll_B berücksichtigt werden, um keinen Auffahrunfall zu riskieren. Diese sind von der Sensorik 11 des Eigenfahrzeuges 2 nicht zu ermitteln.
Um festzustellen, von welchem Fahrzeug 1, 3 oder von welcher Infrastruktureinrichtung 31, 32 der Fahrzeugumgebung U die drahtlos übertragene Umgebungs-Information UI gesendet wurde und demnach, ob diese Umgebungs-Information UI für das Eigenfahrzeug 2 tatsächlich relevant ist für die Vorgabe des zweiten Soll-Abstandes DSoll_B und der zweiten Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung aSoll2_B, wird von der Platooning-Steuereinrichtung 20 anhand beispielsweise eines Identifikators, einer Position, einer Richtung und einer Geschwindigkeit, die mit der jeweiligen Umgebungs-Information UI übertragen werden, geprüft, ob diese übertragene Umgebungs-Information UI tatsächlich einen Einfluss auf die Fahrdynamik des Eigenfahrzeuges 2 im Platooning-Modus PM haben kann. Dadurch können beispielsweise entgegenkommende Fahrzeuge oder Warnschilder, die lediglich für den entgegenkommenden Verkehr relevant sind und auf das Eigenfahrzeug 2 keinen Einfluss haben, unberücksichtigt bleiben.
Ergänzend können auch im Platooning-Modus PM die über die Sensorik 11 des Abstandsregelsystems 10 erhaltenen Sensor-Signale SS ausgewertet werden. Dadurch kann eine Art Plausibilisierung stattfinden, indem beispielsweise für den von der Platooning-Steuereinrichtung 20 vorgegebenen zweiten Soll-Abstand DSoll_B von der Abstandsregel-Steuereinrichtung 10a geprüft wird, welche erste Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung aSoll2_A unter Berücksichtigung der aktuellen Sensor-Signale SS folgen würde und diese erhaltene erste Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung aSoll2_A mit der von der Platooning-Steuereinrichtung 20 anhand der Umgebungs-Informationen UI vorgegebenen zweiten Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung aSoll2_B verglichen wird. Bei fahrkritischen Abweichungen, kann dies intern entsprechend berücksichtigt werden.
Gemäß einer alternativen in 2b dargestellten Ausführungsform kann die Platooning-Steuereinrichtung 20 auch im Abstandsregelsystem 10 integriert sein, beispielsweise auch in der Abstandsregel-Steuereinrichtung 10a als eine Softwareanpassung. Die von dem Kommunikationssystem 30 im Eigenfahrzeug 2 erhaltenen Umgebungs-Informationen UI werden in dem Fall über die Kommunikations-Datenleitung 30a an die ACC-Schnittstelle 12 und anschließend intern im Abstandsregelsystem 10 in dem ersten Schnittstellen-Signal SI1 auf die im Abstandsregelsystem 10 integrierte Platooning-Steuereinrichtung 20 übermittelt. Die Platooning-Steuereinrichtung 20 ermittelt daraufhin wie oben beschrieben den zweiten Soll-Abstand DSoll_B und die zweite Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung aSoll2_B, die zur Umsetzung an die Bremsen oder den Antrieb des Eigenfahrzeuges 2 über die Platooning-Datenleitung 20a an die Abstandsregel-Steuereinrichtung 10a übertragen werden. Ist die Platooning-Steuereinrichtung 20 in der Abstandsregel-Steuereinrichtung 10a integriert, findet entsprechend eine interne Signalverarbeitung statt, die zu einer Anforderung an die Bremsen und/oder den Antrieb führt.
Über die ACC-Schnittstelle 12 können die drahtlos empfangenen Umgebungs-Informationen UI also auch direkt an das Abstandsregelsystem 10 übertragen werden, das diese entsprechend intern auswertet und in Abhängigkeit davon eine Abstandsregelung durchführt. Allgemein können über die ACC-Schnittstelle 12 also all diejenigen drahtlos erhaltenen Informationen an das Abstandsregelsystem 10 übertragen werden, die für das Platooning und die damit einhergehende Abstandsregelung erforderlich sind, so dass die bereits vorhandene Hardware mit der entsprechenden Schnittstellen-Erweiterung für die im Rahmen des Platoonings benötigte Abstandsregelung ebenfalls verwendet werden kann.
Die Platooning-Steuereinrichtung wertet diese Umgebungs-Informationen also innerhalb oder außerhalb des Abstandsregelsystems aus und gibt in Abhängigkeit davon Daten an die Abstandsregel-Steuereinrichtung 10a aus, die entsprechende Anforderungen an die Bremsen und/oder den Antrieb ausgibt.
Das Abstandsregelsystem 10, die ACC-Schnittstelle 12, die Platooning-Steuereinrichtung 20 sowie das Kommunikationssystem 30 im Eigenfahrzeug 2 sind hierbei jeweils Bestandteil einer Steueranordnung 15, die in ihrer Gesamtheit zum sicheren und zuverlässigen Einstellen des Soll-Abstandes DSoll_A, DSoll_B zwischen dem Eigenfahrzeug 2 und dem Vorderfahrzeug 1 dient, und gemäß dieser Ausführungsform im Platooning-Modus PM insbesondere auch die Steuerung und Koordination des Eigenfahrzeuges 2 innerhalb des Platoons 100 übernimmt.
Statt der Platooning-Steuereinrichtung 20 können in der Steueranordnung 15 allerdings auch andere Assistenz-Steuereinrichtungen 40 vorgesehen sein, die anhand von den über die drahtlose Datenkommunikation 21a, 21b übertragenen Umgebungs-Informationen UI einen zweiten Soll-Abstand DSoll_B und eine zweite Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung aSoll2_B zur Abstandsregelung über eine Assistenz-Datenleitung 40a an das Abstandsregelsystem 10 bzw. die Abstandsregel-Steuereinrichtung 10a vorgeben können.
Die jeweilige Assistenz-Steuereinrichtung 40 ist dann außerhalb des Abstandsregelsystems 10 angeordnet oder im Abstandsregelsystem 10 integriert, d.h. die entsprechend bereits verarbeiteten oder noch unverarbeiteten Umgebungs-Informationen UI werden über die ACC-Schnittstelle 12 an das Abstandsregelsystem 10 übertragen. Die innerhalb oder außerhalb des Abstandsregelsystems 10 durchgeführte Berechnung des zweiten Soll-Abstandes DSoll_B und der zweiten Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung aSoll2_B in Abhängigkeit der Umgebungs-Informationen UI wird von der Abstandsregel-Steuereinrichtung 10a wie bereits beschrieben für die Abstandsregelung verwendet, die demnach auch in Abhängigkeit dieser Umgebungs-Informationen UI durchgeführt wird.
Als Assistenz-Steuereinrichtung 40 kommt beispielsweise auch eine Steuereinrichtung eines Notbremssystems in Frage, das basierend auf den Umgebungs-Informationen UI insbesondere eine zweite Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung aSoll2_B für einen gewissen zweiten Soll-Abstand DSoll_B vorgeben kann, das von dem Abstandsregelsystem 10 entsprechend umgesetzt wird.
Über die ACC-Schnittstelle 12 kann in allen Ausführungsformen das zweite Schnittstellen-Signal SI2 ausgegeben werden, um eine weitere Funktionalität der im Eigenfahrzeug 2 angeordneten Steueranordnung 15 zu erreichen. Demnach können über das Kommunikationssystem 30 auch die Eigenfahrzeug-Informationen EI, z.B. die vom Abstandsregelsystem 10 angeforderte Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung aSoll2_A, aSoll_B oder der manuell oder automatisiert vorgegebene Soll-Abstand DSoll_A, DSoll_B drahtlos über die V2V-Datenkommunikation 21a an die anderen Fahrzeuge 1, 3 oder über die V2I-Datenkommunikation 21b an die Infrastruktureinrichtungen 31, 32 übermittelt werden. Die entsprechenden Eigenfahrzeug-Informationen EI werden dazu in dem zweiten Schnittstellen-Signal SI2 vom Abstandsregelsystem 10 bzw. von der Abstandsregel-Steuereinrichtung 10a über die ACC-Schnittstelle 12, ggf. die Assistenz-Datenleitung 40a und die Kommunikations-Datenleitung 30a an das Kommunikationssystem 30 übertragen und von diesem drahtlos ausgegeben.
Ein vom Eigenfahrzeug 2 eingestellter Soll-Abstand DSoll_A, DSoll_B sowie eine Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung aSoll2_A, aSoll2_B und ggf. auch eine Eigenfahrzeug-Ist-Beschleunigung alst2 können somit von den anderen Verkehrsteilnehmern in der Fahrzeugumgebung U in vergleichbarer Weise frühzeitig erkannt und ausgewertet werden, um das jeweilige Fahrzeug 1, 3 beispielsweise im Platoon 100 oder in anderen Fahrsituationen sicher und zuverlässig koordinieren und steuern zu können. So können vom Eigenfahrzeug 2 Informationen bereitgestellt werden, die von den anderen Fahrzeugen 1, 3 in der Fahrzeugumgebung U möglicherweise nicht direkt bzw. sofort erkannt werden können, beispielsweise ein bevorstehender Bremsbeginn des Eigenfahrzeuges 2, der von einem Folgefahrzeug 3 erst später wahrgenommen werden kann. Dieses kann dann über eine entsprechende Vorgabe einer Folgefahrzeug-Soll-Beschleunigung aSoll3 die Folgefahrzeug-Ist-Beschleunigung alst3 an die aktuelle Fahrsituation anpassen.
Ergänzend können auch von der Sensorik 11 des Abstandsregelsystems 10 erfasste Sensor-Signale SS über das zweite Schnittstellen-Signal SI2 an das Kommunikationssystem 30 übermittelt werden, um die anderen Verkehrsteilnehmer beispielsweise vorausschauend über ein bestimmtes von der Sensorik 11 erfasstes Ereignis zu informieren, das die anderen Verkehrsteilnehmer ggf. erst später selbst erkennen können. Dadurch kann das jeweils andere Fahrzeug 1, 3 früher auf ein solches Ereignis reagieren.
Die weiteren Fahrzeuge des Platoons 100, d.h. das Vorderfahrzeug 1 und das Folgefahrzeug 3, weisen dazu eine vergleichbare Platooning-Steuereinrichtung 201, 203, ein vergleichbares Abstandsregelsystem 101, 103 sowie ein vergleichbares Kommunikationssystem 301, 303 auf, die jeweils eine erfindungsgemäße Steueranordnung 151, 153 ausbilden, um wie beschrieben wie das Eigenfahrzeug 2 agieren und reagieren zu können. D.h. es findet eine vergleichbare Auswertung und Weiterleitung von fahrdynamischen Informationen statt, um das jeweilige Fahrzeug 1, 3 zu steuern.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei Einsatz einer Platooning-Steuereinrichtung 20 zur Koordinierung des Eigenfahrzeuges 2 in einem Platoon 100 gemäß 3 beispielsweise folgendermaßen ausgeführt werden:
In einem anfänglichen Schritt St0 wird das Verfahren gestartet, beispielsweise nachdem festgestellt wurde, dass der Platooning-Modus PM aktiviert ist, d.h. es ist beabsichtigt, das Eigenfahrzeug 2 innerhalb eines Platoons 100 zu betreiben, wobei eine Koordinierung des Eigenfahrzeuges 2 im Platoon 100 durch die Platooning-Steuereinrichtung 20 erfolgt.
In einem ersten Schritt St1 wird in Abhängigkeit der drahtlos über die Datenkommunikation 21a, 21b übermittelten oben genannten Umgebungs-Informationen UI sowie auch in Abhängigkeit der oben genannten Eigenfahrzeug-Informationen EI von der Platooning-Steuereinrichtung 20 ermittelt, welcher zweite Soll-Abstand DSoll_B und welche zweite Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung aSoll2_B im Hinblick auf die gerade vorliegende fahrdynamische Situation einzustellen ist, um einen sicheren und kraftstoffsparenden Fahrbetrieb des Eigenfahrzeuges 2 innerhalb des Platoons 100 sicherzustellen.
In einem zweiten Schritt St2 wird der von der Platooning-Steuereinrichtung 20 im ersten Schritt St1 ermittelte zweite Soll-Abstand DSoll_B sowie die zweite Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung aSoll2_B an das Abstandsregelsystem 10 bzw. an die Abstandsregel-Steuereinrichtung 10a übermittelt. Ein ggf. manuell vom Fahrer vorgegebener erster Soll-Abstand DSoll_A wird in dem Fall überschrieben.
Die Übertragung der jeweiligen Daten im ersten Schritt St1 bzw. im zweiten Schritt St2 erfolgt über die ACC-Schnittstelle 12, wobei je nachdem, ob die Platooning-Steuereinrichtung 20 im Abstandsregelsystem 10 integriert ist oder nicht, die Umgebungs-Informationen UI bereits im ersten Schritt St1 oder der zweite Soll-Abstand DSoll_B sowie die zweite Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung aSoll2_B erst im zweiten Schritt St2 wie oben beschrieben über die ACC-Schnittstelle 12 übermittelt werden.
Das Abstandsregelsystem 10 fordert daraufhin in einem dritten Schritt St3 durch einen Bremseingriff oder einen Motoreingriff die zweite Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung aSoll2_B an, um den zweiten Soll-Abstand DSoll_B zu erreichen, wobei optional auch die Sensor-Signale SS einer Sensorik 11 wie oben beschrieben beispielsweise zur Plausibilisierung berücksichtigt werden können.
Gleichzeitig wird in einem vierten Schritt St4 die zweite Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung aSoll2_B sowie ggf. weitere Eigenfahrzeug-Informationen EI über die drahtlose Datenkommunikation 21a, 21b ausgegeben, so dass sich die Fahrzeuge 1, 3 in der Fahrzeugumgebung U darauf einstellen und entsprechend reagieren können.
Ist der Platooning-Modus PM nicht aktiviert, wird wie in einem herkömmlichen Abstandsregelsystem 10 auf einen ersten Soll-Abstand DSoll_A geregelt, der vom Fahrer des Eigenfahrzeuges 2 manuell vorgegeben werden kann. Die Einstellung des ersten Soll-Abstandes DSoll_A erfolgt dann mit einer ersten Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung aSoll2_B, die beispielsweise anhand einer vorher im Abstandregelsystem 10 festgelegten Parametrierung vorgegeben wird.
Bezugszeichenliste

1: Vorderfahrzeug
2: Eigenfahrzeug
3: Folgefahrzeug
10: Abstandsregelsystem im Eigenfahrzeug 2
10a: Abstandsregel-Steuereinrichtung
11: Sensorik
12: ACC-Schnittstelle
14: CAN-Bus
15: Steueranordnung
20: Platooning-Steuereinrichtung im Eigenfahrzeug 2
20a: Platooning-Datenleitung
21a: drahtlose V2V-Datenkommunikation
21b: drahtlose V2I-Datenkommunikation
30: Kommunikationssystem im Eigenfahrzeug 2
30a: Kommunikations-Datenleitung
31: intelligentes Verkehrszeichen
32: intelligente Verkehrsstation
40: Assistenz-Steuereinrichtung
40a: Assistenz-Datenleitung
100: Platoon/Convoy
101: Abstandsregelsystem in dem Vorderfahrzeug 1
103: Abstandsregelsystem in dem Folgefahrzeug 3
151: Steueranordnung in dem Vorderfahrzeug 1
153: Steueranordnung in dem Folgefahrzeug 3
201: Platooning-Steuereinrichtung in dem Vorderfahrzeug 1
203: Platooning-Steuereinrichtung in dem Folgefahrzeug 3
301: Kommunikationssystem in dem Vorderfahrzeug 1
303: Kommunikationssystem in dem Folgefahrzeug 3
A: Ampel
alst1: Vorderfahrzeug-Ist-Beschleunigung
alst2: Eigenfahrzeug-Ist-Beschleunigung
alst3: Folgefahrzeug-Ist-Beschleunigung
aSoll1: Vorderfahrzeug-Soll-Beschleunigung
aSoll2_A: erste Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung
aSoll2_B: zweite Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung
aSoll3: Folgefahrzeug-Soll-Beschleunigung
B: Baustelle
BP1: Vorderfahrzeug-Bremsperformance-Parameter
BP2: Eigenfahrzeug-Bremsperformance-Parameter
BP3: Folgefahrzeug-Bremsperformance-Parameter
DIst: Ist-Abstand
DSoll_A: erster Soll-Abstand
DSoll_B: zweiter Soll-Abstand
EI: Eigenfahrzeug-Informationen
G: Geschwindigkeitsbegrenzung
K: Kreuzung
PM: Platooning-Modus
SE: Stauende
SS: Sensor-Signal
SI1: erstes Schnittstellen-Signal
SI2: zweites Schnittstellen-Signal
SU: Umgebungs-Datensignal
U: Fahrzeugumgebung
UI: Umgebungs-Informationen,

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

US 2016/0054735 A1 [0004]
DE 102010013647 B4 [0005]

Claims

Steueranordnung (15, 151, 153) zum Einstellen eines Soll-Abstandes (DSoll_A, DSoll_B) zwischen zwei Fahrzeugen (1, 2, 3), insbesondere Nutzfahrzeugen, wobei die Steueranordnung (15, 151, 153) mindestens aufweist: - ein Abstandsregelsystem (10, 101, 103) mit einer Abstandsregel-Steuereinrichtung (10a) zum Einstellen eines ersten Soll-Abstandes (DSoll_A) zwischen einem Eigenfahrzeug (2) und einem direkt vorausfahrenden Vorderfahrzeug (1) in Abhängigkeit von von einer Sensorik (11) empfangenen Sensor-Signalen (SS) durch Anfordern einer ersten Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung (aSoll2_A), - ein Kommunikationssystem (30, 301, 303) zum drahtlosen Senden und Empfangen eines Umgebungs-Datensignals (SU), wobei das Umgebungs-Datensignal (SU) Umgebungs-Informationen (UI) beinhaltet, - eine Assistenz-Steuereinrichtung (20, 201, 203; 40) zum Ermitteln eines zweiten Soll-Abstandes (DSoll_B) zwischen dem Eigenfahrzeug (2) und dem Vorderfahrzeug (1) sowie einer zweiten Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung (aSoll2_B) zum Einstellen des zweiten Soll-Abstandes (DSoll_B) jeweils in Abhängigkeit der von dem Kommunikationssystem (30, 301, 303) empfangenen Umgebungs-Informationen (UI), dadurch gekennzeichnet, dass das Abstandsregelsystem (10, 101, 103) eine ACC-Schnittstelle (12) aufweist, wobei über die ACC-Schnittstelle (12) ein erstes Schnittstellen-Signal (SI1) auf das Abstandsregelsystem (10, 101, 103) übertragbar ist, wobei das erste Schnittstellen-Signal (SI1) in Abhängigkeit der von dem Kommunikationssystem (30, 301, 303) empfangenen Umgebungs-Informationen (UI) gebildet ist und von dem Abstandsregelsystem (10) der von der Assistenz-Steuereinrichtung (20, 201, 203; 40) ermittelte zweite Soll-Abstand (DSoll_B) unter Berücksichtigung des ersten Schnittstellen-Signals (SI1) einstellbar ist.
Steueranordnung (15, 151, 153) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Assistenz-Steuereinrichtung (20, 201, 203; 40) über eine Assistenz-Datenleitung (20a; 40a) mit der ACC-Schnittstelle (12) signalleitend verbunden ist zum Übermitteln des von der Assistenz-Steuereinrichtung (20, 201, 203; 40) ermittelten zweiten Soll-Abstandes (DSoll_B) sowie der zweiten Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung (aSoll2_B) an die ACC-Schnittstelle (12), so dass über das erste Schnittstellen-Signal (SI1) der zweite Soll-Abstand (DSoll_B) und die zweite Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung (aSoll2_B) an die Abstandsregel-Steuereinrichtung (10a) übertragbar sind.
Steueranordnung (15, 151, 153) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Assistenz-Steuereinrichtung (20, 201, 203; 40) in dem Abstandsregelsystem (10, 101, 103) integriert ist und die Assistenz-Steuereinrichtung (20, 201, 203; 40) über eine Assistenz-Datenleitung (20a, 40a) mit der Abstandsregel-Steuereinrichtung (10a) signalleitend verbunden ist zum Übermitteln des von der Assistenz-Steuereinrichtung (20, 201, 203; 40) ermittelten zweiten Soll-Abstandes (DSoll_B) sowie der zweiten Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung (aSoll2_B) an die Abstandsregel-Steuereinrichtung (10a), wobei die ACC-Schnittstelle (12) mit der Assistenz-Steuereinrichtung (20, 201, 203; 40) signalleitend verbunden ist und das erste Schnittstellen-Signal (SI1) die von dem Kommunikationssystem (30, 301, 303) empfangenen Umgebungs-Informationen (UI) enthält.
Steueranordnung (15, 151, 153) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ACC-Schnittstelle (12) mit dem Kommunikationssystem (30, 301, 303) über eine Kommunikations-Datenleitung (30a) verbunden ist zum Übertragen der Umgebungs-Informationen (UI) an die ACC-Schnittstelle (12).
Steueranordnung (15, 151, 153) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Soll-Abstand (DSoll_A) von einem Fahrer des Eigenfahrzeuges (2) vorgebbar ist.
Steueranordnung (15, 151, 153) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kommunikationssystem (30, 301, 303) eine drahtlose Datenkommunikation (21a, 21b) zum Übertragen des Umgebungs-Datensignals (SU) bereitstellt, wobei die drahtlose Datenkommunikation durch eine drahtlose V2V-Datenkommunikation (21a) zwischen dem Eigenfahrzeug (2) und anderen Fahrzeugen (1, 3) in einer Fahrzeugumgebung (U) gebildet ist und/oder durch eine drahtlose V2I-Datenkommunikation (21b) zwischen dem Eigenfahrzeug (2) und Infrastruktureinrichtungen (31, 32) in der Fahrzeugumgebung (U).
Steueranordnung (15, 151, 153) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Umgebungs-Datensignal (SU) als Umgebungs-Information (UI) eine Vorderfahrzeug-Ist-Beschleunigung (alst1) und/oder eine Folgefahrzeug-Ist-Beschleunigung (alst3) und/oder eine Vorderfahrzeug-Soll-Beschleunigung (aSoll1) und/oder eine Folgefahrzeug-Soll-Beschleunigung (aSoll3) und/oder ein Vorderfahrzeug-Bremsperformance-Parameter (BP1) und/oder ein Folgefahrzeug-Bremsparameter (BP3) und/oder das Bevorstehen einer Kreuzung (K), einer Ampel (A), eines Stauendes (S), einer Baustelle (B) oder einer Geschwindigkeitsbegrenzung (G) auf das Kommunikationssystem (30, 301, 303) überträgt.
Steueranordnung (15, 151, 153) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Soll-Abstand (DSoll_B) zwischen dem Eigenfahrzeug (2) und dem Vorderfahrzeug (1) sowie die zweite Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung (aSoll2_B) von der Assistenz-Steuereinrichtung (20, 201, 203; 40) weiterhin in Abhängigkeit von Eigenfahrzeug-Informationen (EI), insbesondere einer Eigenfahrzeug-Ist-Beschleunigung (alst2) und/oder einer Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung (aSoll2_A, aSoll_B) und/oder eines Eigenfahrzeug-Bremsperformance-Parameters (BP2), bestimmbar ist, wobei die Assistenz-Steuereinrichtung (20, 201, 203; 40) dazu an einen CAN-Bus (14) des Eigenfahrzeuges (2) angeschlossen ist, der die Eigenfahrzeug-Informationen (EI) bereitstellt.
Steueranordnung (15, 151, 153) Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass über die ACC-Schnittstelle (12) ein zweites Schnittstellen-Signal (SI2) ausgebbar ist, wobei das zweite Schnittstellen-Signal (SI2) die Eigenfahrzeug-Informationen (EI) beinhaltet und das zweite Schnittstellen-Signal (S12) an das Kommunikationssystem (30, 301, 302) übertragbar ist zum drahtlosen Bereitstellen der Eigenfahrzeug-Informationen (EI) an andere Fahrzeuge (1, 3) oder Infrastruktureinrichtungen (31, 32) in der Fahrzeugumgebung (U).
Steueranordnung (15, 151, 153) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Schnittstellen-Signal (SI2) die Sensor-Signale (SS) der Sensorik (11) des Eigenfahrzeuges (2) beinhaltet zum drahtlosen Bereitstellen der Sensor-Signale (SS) an andere Fahrzeuge (1, 3) oder Infrastruktureinrichtungen (31, 32) in der Fahrzeugumgebung (U).
.Steueranordnung (15, 151, 153) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Assistenz-Steuereinrichtung eine Platooning-Steuereinrichtung (20, 201, 203) zum Koordinieren des Eigenfahrzeuges (2) innerhalb eines Platoons (100) aus mehreren Fahrzeugen (1, 2, 3) ist, wobei die Platooning-Steuereinrichtung (20, 201, 203) ausgebildet ist, in Abhängigkeit der Umgebungs-Informationen (UI) den zweiten Soll-Abstand (DSoll_B) des Eigenfahrzeuges (2) zu dem Vorderfahrzeug (1) sowie die zweite Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung (aSoll2_B) zum Einstellen des zweiten Soll-Abstandes (DSoll_B) zu ermitteln und auszugeben.
Verfahren zum Einstellen eines Abstandes (DSoll_A, DSoll_B) zwischen zwei Fahrzeugen (1, 2, 3), insbesondere mit einer Steueranordnung (20, 201, 203; 40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit mindestens den folgenden Schritten: - Erfassen von Umgebungs-Informationen (UI) über ein Kommunikationssystem (30, 301, 303); - Ermitteln eines zweiten Soll-Abstandes (DSoll_B) zwischen einem Eigenfahrzeug (2) und einem Vorderfahrzeug (1) sowie einer zweiten Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung (aSoll2_B) zum Einstellen des zweiten Soll-Abstandes (DSoll_B) in Abhängigkeit der erfassten Umgebungs-Informationen (UI) (St1); und - Verwenden des ermittelten zweiten Soll-Abstandes (DSoll_B) sowie der zweiten Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung (aSoll2) als Vorgabe an ein Abstandsregelsystem (10, 101, 103) im Eigenfahrzeug (2) zum Einstellen des zweiten Soll-Abstandes (DSoll_B) (St2, St3), wobei das Abstandsregelsystem (10, 101, 103) weiterhin einen manuell vorgegebenen ersten Soll-Abstand (DSoll_A) zwischen dem Eigenfahrzeug (2) und dem Vorderfahrzeug (1) in Abhängigkeit von von einer Sensorik (11) empfangenen Sensor-Signalen (SS) durch Anfordern einer ersten Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung (aSoll2_A) anfordern kann.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Anforderung des ersten Soll-Abstandes (DSoll_A) überschrieben wird, falls ein zweiter Soll-Abstand (DSoll_B) in Abhängigkeit der Umgebungs-Informationen (UI) an das Abstandsregelsystem (10, 101, 103) vorgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Umgebungs-Informationen (UI) über eine drahtlose Datenkommunikation (21a, 21b) auf das Eigenfahrzeug (2) übermittelt werden und/oder Eigenfahrzeug-Informationen (EI) über die drahtlose Datenkommunikation (21a, 21b) an die anderen Fahrzeuge (1, 3) oder Infrastruktureinrichtungen (31, 32) in der Fahrzeugumgebung (U) ausgegeben werden (St4).
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die in Abhängigkeit der Umgebungs-Informationen (UI) ermittelte zweite Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung (aSoll2_B) anhand von von der Sensorik (11) des Abstandsregelsystems (11) ausgegebenen Sensor-Signalen (SS) plausibilisiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass dem Abstandsregelsystem (10) eine positive und eine negative Eigenfahrzeug-Soll-Beschleunigung (aSoll2_A, aSoll_B) vorgegeben werden kann.
Fahrzeug (1, 2, 3), insbesondere Nutzfahrzeug, mit einer Steueranordnung (15, 151, 153) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, insbesondere geeignet zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 12 bis 16.