DE102011007132A1

DE102011007132A1 - Energiesparende Betriebssteuerung

Info

Publication number: DE102011007132A1
Application number: DE102011007132A
Authority: DE
Inventors: Lutz Bersiner; Moez Selem; Jan Wietse Balkema; Ernst-Peter Neukirchner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-04-11
Filing date: 2011-04-11
Publication date: 2012-10-11
Also published as: FR2973765A1; FR2973765B1; CN102729821A; CN102729821B; ITMI20120425A1

Abstract

Ein Verfahren zur energiesparenden Betriebssteuerung eines Kraftfahrzeugs umfasst Schritte des Bestimmens eines voraussichtlichen Fahrverlaufs des Kraftfahrzeugs in einem bevorstehenden Zeitintervall, des Empfangens einer Nachricht von einem anderen Fahrzeug und des Bestimmens eines voraussichtlichen Fahrtverlaufes des anderen Fahrzeugs im bevorstehenden Zeitraum auf der Basis der empfangenen Nachricht. Ferner wird ein voraussichtlicher Geschwindigkeitsverlauf für das Kraftfahrzeug derart bestimmt, dass ein voraussichtlicher Abstand zwischen den Positionen der beiden Kraftfahrzeuge im bevorstehenden Zeitintervall oberhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts liegt. Außerdem wird ein Signal zur Anpassung des Fahrtverlaufs, insbesondere der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, derart ausgegeben, dass der Schwellenwert des Abstandes nicht unterschritten wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine energiesparende Betriebssteuerung. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur energiesparenden Geschwindigkeitssteuerung eines Kraftfahrzeugs.
Stand der Technik
Navigationssysteme an Bord von Kraftfahrzeugen sind in unterschiedlichen Ausprägungen bekannt. Im Allgemeinen unterstützt ein Navigationssystem den Fahrer des Kraftfahrzeugs beim Planen und Verfolgen einer Route von einem Startpunkt zu einem Zielpunkt auf einem Wegenetz. Über Rundfunk oder Mobilfunk können dynamische Verkehrsinformationen, beispielsweise über TMC (traffic message channel) empfangen und in die Routenbestimmung einbezogen werden, um beispielsweise eine Verkehrsstörung zu umfahren. Ein Schadstoffausstoß des Kraftfahrzeugs, der mit der Bewegung vom Startpunkt zum Zielpunkt verbunden ist, kann dadurch verringert sein.
DE 102 24 872 A1 schlägt vor, von potentiellen Gefahrenstellen, wie einer Baustelle oder einem sich bewegenden Einsatzfahrzeug mit Sondersignal, mittels Nahstreckenfunk eine Nachricht drahtlos an das Kraftfahrzeug zu übermitteln. Der Fahrer des Kraftfahrzeugs erhält eine Warnung, wenn die eigene geplante Route den Gefahrenbereich kreuzt.
DE 102 42 126 A1 beschreibt ein Verfahren zur Übertragung von Positionsdaten von einem Kraftfahrzeug an ein folgendes Kraftfahrzeug, um eine Zielführung des folgenden Kraftfahrzeugs zu einem dynamischen Ziel des führenden Kraftfahrzeugs zu ermöglichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mittels derer ein energiesparender Betrieb des Kraftfahrzeugs unter Berücksichtigung dynamischer Informationen über andere Verkehrsteilnehmer und Verkehrseinrichtungen (z. B. Ampeln) möglich ist.
Die Erfindung löst dieses Problem mittels eines Verfahrens und einer Vorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur energiesparenden Betriebssteuerung eines Kraftfahrzeugs umfasst Schritte des Bestimmens eines voraussichtlichen Fahrverlaufs des Kraftfahrzeugs in einem bevorstehenden Zeitintervall, des Empfangens einer Nachricht von einem anderen Fahrzeug und des Bestimmens eines voraussichtlichen Fahrtverlaufes des anderen Fahrzeugs im bevorstehenden Zeitraum auf der Basis der empfangenen Nachricht. Ferner wird ein voraussichtlicher Geschwindigkeitsverlauf für das Kraftfahrzeug derart bestimmt, dass ein voraussichtlicher Abstand zwischen den Positionen der beiden Kraftfahrzeuge im bevorstehenden Zeitintervall oberhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts liegt. Außerdem wird ein Signal zur Anpassung des Fahrtverlaufs, insbesondere der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, derart ausgegeben, dass der Schwellenwert des Abstandes nicht unterschritten wird. In einer bevorzugten Ausführungsform betrifft die Betriebssteuerung eine Geschwindigkeitssteuerung des Kraftfahrzeugs.
Erfindungsgemäß wird der Geschwindigkeitsverlauf auch so bestimmt, dass vermeidbare, energieineffiziente Bremsvorgänge vermieden werden. Das kann beispielsweise durch Ausnutzung der Massenträgheit des Kraftfahrzeugs und frühzeitige Einleitung einer Ausrollphase erfolgen. Dabei kann beispielsweise auch ein energiesparendes Rekuperator-System auf der Basis des Signals aktiviert werden. Das Verfahren kann so dazu beitragen, das Kraftfahrzeug energiesparend zu betreiben. Mit dem energiesparenden Betrieb können auch wirtschaftliche Vorteile verbunden sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Hinweis derart ausgegeben, dass eine Beschleunigung des Kraftfahrzeugs begrenzt wird, um Bremsvorgänge zu vermeiden. Dadurch kann eine Energieeinsparung beim Betrieb des Kraftfahrzeugs erzielt werden.
Es können auch Nachrichten von Verkehrsinfrastruktur, beispielsweise Ampelanlagen empfangen werden, die eine energiesparende Anpassung des Fahrtverlaufes ermöglichen.
Während des Empfangens der Nachricht kann sich das andere Fahrzeug oder die Verkehrsinfrastruktur außerhalb eines durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs einsehbaren Bereichs befinden. Somit kann ein erweiterter Wahrnehmungsbereich für den Fahrer durch das Verfahren unterstützt sein, der es ihm erlaubt, die eigene Fahrweise und insbesondere die Wahl der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs an eine größere Vielzahl relevanter Randbedingungen im Umfeld des Kraftfahrzeugs anzupassen, als ihm dies aufgrund seiner unmittelbaren Wahrnehmung allein möglich wäre.
Die Nachricht kann wenigstens eines von einer Position, einer Bewegungsrichtung, einer Geschwindigkeit und einer geplanten Route des anderen Fahrzeugs umfassen. Auf der Basis dieser Informationen kann eine Vorhersage einer bevorstehenden Bewegung des anderen Fahrzeugs erfolgen. Die Vorhersage kann mit verbesserter Genauigkeit und/oder erweitertem Vorhersagebereich durchgeführt werden, wenn vom selben anderen Fahrzeug Informationen vorliegen, die sich auf unterschiedliche Zeitpunkte beziehen.
In einer Ausführungsform befinden sich das Kraftfahrzeug und das Fahrzeug im Bereich eines Wegenetzes und die voraussichtlichen Positionen des Fahrzeugs wird auf der Basis einer Verkehrssteuerung des Wegenetzes bestimmt. Die Vorhersage des voraussichtlichen Fahrtverlaufs des Kraftfahrzeugs und des anderen Fahrzeugs kann durch die Berücksichtigung der Verkehrsregelung verbessert sein. Auf der Basis der Verkehrsregelung kann auch der Schwellenwert des minimalen Abstands zwischen den beiden Fahrzeugen verändert werden. Wird beispielsweise bestimmt, dass das andere Fahrzeug gegenüber dem Kraftfahrzeug wartepflichtig ist, so kann der Schwellenwert auf einen kleineren Wert, beispielsweise in der Größenordnung einer Fahrzeugbreite, abgesenkt werden.
Es kann auch auf der Basis eines Bewegungszustands des Fahrzeugs eine Wahrscheinlichkeit eines Missachtens der Verkehrssteuerung durch den jeweiligen Fahrer bestimmt und der zugeordnete Fahrtverlauf unter der Annahme der Missachtung der Verkehrssteuerung bestimmt werden. Dadurch kann einer Situation vorgebeugt werden, die einerseits die Gefahr eines Zusammenstoßes zwischen den beiden Fahrzeugen in sich birgt und andererseits ein zur Vermeidung des Zusammenstoßes erforderliches Notmanöver erfordern kann, welches bereits aus Gründen der Energieeinsparung zu vermeiden ist, beispielsweise eine Vollbremsung.
Auf Basis der verfügbaren Informationen über die beiden Fahrzeuge kann jeweils bestimmt werden, wie weit eine Prognose des Fahrtverlaufes des jeweiligen Fahrzeugs in die Zukunft reichen kann, ohne dass die Wahrscheinlichkeit einer falschen Prognose über einen vorbestimmten Schwellenwert ansteigt. Aufgrund des Straßenverlaufs und physikalischer Randbedingungen wie beispielsweise der Massenträgheit des Fahrzeuges nimmt die Vorhersagbarkeit des Fahrtverlaufs mit dem Abstand vom aktuellen Zeitpunkt ab. Der Bereich, in dem sich ein Fahrzeug zu einem Zeitpunkt innerhalb des Vorhersage Zeitraums mit einer Wahrscheinlichkeit oberhalb des o. g. Schwellenwertes befinden kann, wird auch Vertrauensbereich genannt. Durch diese Maßnahme kann eine Zuverlässigkeit des Verfahrens bzw. des verfahrensgemäß ausgegebenen Signals gesteigert sein.
Die Nachricht kann beispielsweise eine Zeitangabe umfassen und der bevorstehende Zeitpunkt kann auf der Basis eines Unterschieds zwischen einer aktuellen Zeit und der Zeitangabe bestimmt sein. Dadurch kann beispielsweise eine Übertragungsdauer der Nachricht vom anderen Fahrzeug berücksichtigt werden.
Ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens kann auf einer Verarbeitungseinrichtung ablaufen oder auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sein.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur energiesparenden Betriebssteuerung eines Kraftfahrzeugs umfasst eine Bestimmungseinrichtung zur Bestimmung eines bevorstehenden Zeitraumes und eines voraussichtlichen Fahrtverlaufes des Kraftfahrzeugs in diesem Zeitraum, eine Empfangseinrichtung zum Empfangen einer Nachricht von einem anderen Fahrzeug und eine Verarbeitungseinrichtung zur Bestimmung des voraussichtlichen Fahrtverlaufes des anderen Fahrzeugs in dem bevorstehenden Zeitraum auf der Basis der empfangenen Nachricht. Dabei ist die Verarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet, einen Fahrtverlauf für das Kraftfahrzeug derart zu bestimmen, dass nicht unbedingt notwendige Bremsvorgänge vermieden werden und der notwendige Sicherheitsabstand zwischen den Positionen der beiden Fahrzeuge im bevorstehenden Zeitraum jederzeit eingehalten wird. Ferner umfasst die Vorrichtung eine Ausgabeeinrichtung zur Ausgabe eines Signals zum Beispiel zur Anpassung der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs an den bestimmten Fahrtverlauf.
Die Ausgabeeinrichtung kann an den Fahrer des Kraftfahrzeugs gerichtet sein. Alternativ oder zusätzlich kann eine Beeinflussung der Fahrtverlaufes des Kraftfahrzeugs unmittelbar erfolgen, indem das Signal beispielsweise an eine Motorsteuerung oder ein auf die Motorsteuerung Einfluss nehmendes Fahrerassistenzsystem, etwa ein Tempomat, gerichtet ist. Die bestimmte Geschwindigkeit liegt üblicherweise unter einer aktuellen Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs; in einer weiteren Ausführungsform kann die bestimmte Geschwindigkeit jedoch auch darüber liegen.
Kurze Beschreibung der Figuren
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen:
1 ein exemplarisches Wegenetz mit Fahrzeugen;
2 eine Vorrichtung zur energiesparenden Betriebssteuerung; und
3 ein Verfahren zum energiesparenden Betriebssteuerung darstellt.
Genaue Beschreibung von Ausführungsformen
1 zeigt ein Wegenetz 100 mit Fahrzeugen. Im unteren Bereich von 1 befindet sich ein Kraftfahrzeug 105, aus dessen Perspektive die restliche 1 im Folgenden erläutert wird.
Außer dem Fahrzeug 105 befinden sich noch andere Fahrzeuge 110 bis 135 auf dem Wegenetz 100. Die Fahrzeuge 105 bis 135 sind vorzugsweise Kraftfahrzeuge. Das Wegenetz 100 umfasst eine erste Kreuzung 140 und eine zweite Kreuzung 145. An den Kreuzungen 140, 145 sind Schilder 150 zur Verkehrsregelung angeordnet.
Ein Bereich 155 repräsentiert einen virtuellen Horizont, der denjenigen Ausschnitt des Wegenetzes 100 bildet, der für eine Steuerung der Fahrtverlaufes, insbesondere der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 105 als relevant erachtet wird. Das Wegenetz 100 ist üblicherweise in einem Kartenspeicher an Bord des Fahrzeugs 105 abgelegt. Mit Hilfe einer Positionsbestimmungseinheit wird eine aktuelle Position des Fahrzeugs 105 bestimmt und auf der Basis der bestimmten Position und dem im Kartenspeicher abgelegten Wegenetz 100 der virtuelle Horizont 155 gebildet. Bevorzugterweise ist eine geplante Route 160 des Fahrzeugs 105 bekannt und die Bestimmung des virtuellen Horizonts 155 erfolgt in einem Bereich um einen bevorstehenden Abschnitt der geplanten Route 160. In einer weiteren Ausführungsform kann eine erlaubte oder tatsächliche Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs 105 verwendet werden, um die Größe des genannten Bereichs zu bestimmen. Der virtuelle Horizont umfasst üblicherweise wenigstens einen Bereich des Wegenetzes 100, das für einen Fahrer des Fahrzeugs 105 nicht unmittelbar einsehbar ist, etwa einen Bereich rechts oder links der geplanten Route 160.
Das Fahrzeug 105 empfängt von den anderen Fahrzeugen 110 bis 135 drahtlos Nachrichten, die Bewegungsinformationen der anderen Fahrzeuge 110 bis 135 betreffen. Dazu sendet jedes der anderen Fahrzeuge 110 bis 135 drahtlos Nachrichten aus, die wenigstens eines von einer aktuellen Position, einer Bewegungsrichtung, einer Bewegungsgeschwindigkeit, einer geplanten Route und einem Bestimmungszeitpunkt wenigstens eines dieser Daten umfasst. Die Informationen können nach einem bekannten Verfahren, beispielsweise AGORA-C in den Nachrichten codiert sein. der anderen Fahrzeuge 110 bis 135 nur Nachrichten, die Informationen enthalten, die sich auf das jeweilige andere Fahrzeug 110 bis 135 beziehen, eine Weiterleitung von empfangenen Informationen durch die Fahrzeuge 105 bis 135 findet üblicherweise nicht statt.
Im Folgenden wird eine energiesparende Betriebssteuerung beispielhaft bezogen auf das Fahrzeug 105 beschrieben. Dabei werden die anderen Fahrzeuge 110 bis 135 einzeln bezüglich ihres Einflusses auf die Geschwindigkeitswahl des Fahrzeugs 105 diskutiert.
Das Fahrzeug 110 befindet sich innerhalb des virtuellen Horizonts 155 und bewegt sich entgegen der Fahrtrichtung des Fahrzeugs 105. Aufgrund des im Bereich des Wegenetzes 100 geltenden Rechtsfahrgebots wird in einem Vorhersagezeitraum eine Überschneidung des Fahrtverlaufes mit dem des anderen Fahrzeugs 110 für unwahrscheinlich befunden. Werden zu einem späteren Zeitpunkt weitere Daten vom anderen Fahrzeug 110 empfangen, die beispielsweise auf eine Kursänderung des anderen Fahrzeugs 110 hinweisen, so kann das andere Fahrzeug 110 neu bewertet werden. Der Fahrtverlauf des anderen Fahrzeugs 110 kann auf der Basis der empfangenen Informationen vorhergesagt werden. Die Vorhersage kann auf einen bevorstehenden Zeitabschnitt begrenzt sein, dessen Dauer auf der Basis der Qualität der vom anderen Fahrzeug 110 empfangenen Daten beschränkt ist. Je häufiger und je ausführlicher die über das andere Fahrzeug 110 verfügbaren Informationen vorliegen, desto länger kann die Dauer des Vorhersagebereichs sein. Es wird angenommen, dass bevorstehende Positionen des anderen Fahrzeugs 110 nicht auf der geplanten Route 160 des Fahrzeugs 105 liegen, so dass der Fahrtverlauf des Fahrzeugs 105 nicht auf der Basis der über das andere Fahrzeug 110 vorliegenden Informationen geändert werden muss.
Das andere Fahrzeug 115 befindet sich ebenfalls innerhalb des virtuellen Horizonts 155. Das andere Fahrzeug 115 plant, nach rechts abzubiegen und die gleiche Straße in der gleichen Richtung zu benutzen, wie das Fahrzeug 105. Aufgrund der Verkehrsregelung im Bereich der ersten Kreuzung 140 ist das andere Fahrzeug 115 jedoch wartepflichtig gegenüber dem Fahrzeug 105. Kann davon ausgegangen werden, dass der Fahrer des anderen Fahrzeugs 115 die Verkehrsregelung im Bereich der ersten Kreuzung 140 respektiert, so muss der Fahrtverlauf und insbesondere die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 105 aufgrund der vom anderen Fahrzeug 115 empfangenen Informationen nicht verändert werden.
Nähert sich beispielsweise das andere Fahrzeug 115 mit hoher Geschwindigkeit der ersten Kreuzung 140, so kann bestimmt werden, dass eine Missachtung der Verkehrsregelung seitens des Fahrers des anderen Fahrzeugs 115 zu erwarten ist. In diesem Fall wird festgestellt, das bei unverändertem geplantem Fahrtverlauf des Fahrzeuges 105 zu einem Zeitpunkt der Abstand zum anderen Fahrzeug 115 unter einem vorbestimmten Schwellenwert liegen wird. Ein Signal zur Veränderung des Fahrtverlaufes insbesondere der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 105 wird ausgegeben, um Energieverlust durch Bremsvorgänge zu minimieren und die Sicherheit des Fahrzeugs 105 zu gewährleisten. Der vorbestimmte Schwellenwert kann auf der Basis der Geschwindigkeiten des Fahrzeugs 105 und des anderen Fahrzeugs 115 bestimmt sein. Die Veränderung des Fahrtverlaufes des Fahrzeugs 105 betrifft üblicherweise eine Verringerung der Geschwindigkeit. Die Verringerung kann durch Ausrollen oder Bremsen bewirkt werden. Je früher vor dem genannten Zeitpunkt die Erforderlichkeit einer Geschwindigkeitsveränderung bestimmt werden kann, desto energiesparender können die Maßnahmen zur Geschwindigkeitsveränderung eingesetzt werden.
Auch das andere Fahrzeug 120 befindet sich innerhalb des virtuellen Horizonts 155, jedoch ist das Fahrzeug 105 gegenüber dem anderen Fahrzeug 120 wartepflichtig. Die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 105 kann nun reduziert werden, um ein vollständiges Anhalten im Bereich der zweiten Kreuzung 145 zu vermeiden. In Abhängigkeit der Geschwindigkeiten des Fahrzeugs 105 und des anderen Fahrzeugs 120 und der jeweiligen Abstände von der zweiten Kreuzung 145 kann die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 105 auch erhöht werden, um die zweite Kreuzung 145 bereits zu passieren, bevor das andere Fahrzeug 120 dort eintrifft.
Das andere Fahrzeug 125 befindet sich innerhalb des virtuellen Horizonts 155 und plant, rechts abzubiegen, dem Fahrzeug 105 entgegen zu fahren und dann im Bereich der ersten Kreuzung 140 links abzubiegen, wobei es die geplante Route 160 des Fahrzeugs 105 kreuzen kann. Im Bereich der zweiten Kreuzung 145 besteht wegen des Rechtsfahrgebots keine Kollisionsgefahr mit dem Fahrzeug 105. Im Bereich der ersten Kreuzung 140 ist das andere Fahrzeug 125 bezüglich des Fahrzeugs 105 wartepflichtig, so dass ähnlich wie oben mit Bezug auf das andere Fahrzeug 115 beschrieben, eine Kollision mit dem Fahrzeug 105 nicht zu befürchten ist. Die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 105 muss daher aufgrund der vom anderen Fahrzeug 125 empfangenen Informationen nicht angepasst werden.
Das andere Fahrzeug 130 befindet sich außerhalb des virtuellen Horizonts 155. Informationen, die vom anderen Fahrzeug 130 empfangen werden, beeinflussen die Geschwindigkeitssteuerung des Fahrzeugs 105 daher zunächst nicht. Sollten weitere Informationen vom anderen Fahrzeug 130 empfangen werden, wenn sich dieses bereits innerhalb des virtuellen Horizonts 155 befindet, können gegebenenfalls auch die zuvor empfangenen Informationen berücksichtigt werden.
Das andere Fahrzeug 135 hat den virtuellen Horizont 155 verlassen. Informationen, die zuvor bezüglich des anderen Fahrzeugs 135 empfangen wurden, werden daher gelöscht. Es kann eine Hysterese vorgesehen sein, um ein häufiges Speichern und Löschen von Informationen eines in rascher Folge in den virtuellen Horizont 155 ein- und wieder austretenden anderen Fahrzeugs 110 bis 135 zu vermeiden.
2 zeigt eine Vorrichtung 200 zur energiesparenden Betriebssteuerung, insbesondere Geschwindigkeitssteuerung, des Fahrzeugs 105 aus 1. Die Vorrichtung 200 ist vorzugsweise in dem Fahrzeug 105 angeordnet. Die Vorrichtung 200 umfasst eine Verarbeitungseinrichtung 205, die mit einer Positionsbestimmungseinrichtung 210, einer Empfangsantenne 215, einer Zeitbasis 220, einem Kartenspeicher 225, einer Schnittstelle 230 und einer Ausgabeeinrichtung 235 verbunden ist. Teile der Vorrichtung 200 können von einem Navigationssystem umfasst sein.
Die Positionsbestimmungseinrichtung 210 umfasst vorzugsweise einen Satellitennavigationsempfänger. In diesem Fall kann die Zeitbasis 220 von der Positionsbestimmungseinrichtung 210 umfasst sein. Die Zeitbasis 220 ist vorzugsweise mit Zeitbasen synchronisiert, die an Bord der anderen Fahrzeuge 110 bis 135 verbaut sind und die eine Zeitinformation bezüglich Informationen, die von den anderen Fahrzeugen 110 bis 135 an das Fahrzeug 105 übertragen werden, bereitstellen. Empfangene Nachrichten können so genau und zuverlässig in eine zeitliche Relation gesetzt werden.
Der Empfang von Nachrichten von den anderen Fahrzeugen 110 bis 135 erfolgt drahtlos mittels der Empfangsantenne 215. In einer weiteren Ausführungsform kann auch eine bidirektionale Antenne 215 verwendet werden, wobei die Vorrichtung 200 dazu ausgebildet ist, entsprechende Informationen bezüglich der eigenen Position sowie gegebenenfalls Bewegungsinformationen an eines der anderen Fahrzeuge 110 bis 135 zu übermitteln.
Die Schnittstelle 230 ist optional und dazu ausgebildet, Informationen von einem Subsystem an Bord des Fahrzeugs 105 entgegen zu nehmen, wobei die Informationen insbesondere einen aktuellen oder bevorstehenden Bewegungszustand des Fahrzeugs 105 umfassen. Beispielsweise können mittels der Schnittstelle 230 eine aktuelle oder bevorstehende Beschleunigung bzw. Verzögerung, ein Lenkwinkel, eine geplante Route und weitere Informationen entgegen genommen werden.
Die Ausgabeeinrichtung 235 kann eine beliebige Kombination einer optischen, akustischen und haptischen Ausgabe an einen Fahrer des Fahrzeugs 105 umfassen. Zusätzlich oder alternativ kann auch eine Schnittstelle zu einem weiteren Subsystem des Fahrzeugs 105 umfasst sein, wobei das weitere Subsystem dazu eingerichtet ist, den Fahrtverlauf, insbesondere die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 105 zu beeinflussen. Insbesondere kann das Subsystem eine Motorsteuerung oder ein Fahrerassistenzsystem insbesondere zur Geschwindigkeitssteuerung umfassen, so dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 105 durch die Vorrichtung 100 beeinflussbar ist.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 300 zum energiesparenden Geschwindigkeitssteuern des Fahrzeugs 105 aus 1.
In einem ersten Schritt 305 befindet sich das Verfahren 300 im Startzustand. Anschließend werden in einem Schritt 310 ein Bewegungszustand und einen bevorstehenden Fahrtverlauf, insbesondere eine Route des Fahrzeugs 105 bestimmt. Wie bereits beschrieben, kann diese Bestimmung auf Informationen einer Vielzahl aus unterschiedlichen Quellen basieren. Ergebnis des Schritts 310 ist wenigstens ein voraussichtlicher Fahrtverlauf des Fahrzeugs 105 in einem vorbestimmten Zeitraum.
In einem Schritt 315 wird von wenigstens einem der anderen Fahrzeuge 110 bis 135 eine Nachricht empfangen, die Informationen enthält, die auf eine gegenwärtige bzw. geplante Bewegung des jeweiligen anderen Fahrzeugs 110 bis 135 hinweisen. Die Informationen des anderen Fahrzeugs 110 bis 135 werden zunächst gespeichert. In einem objektorientierten System kann dies in Form des Kreierens eines dynamischen Objekts erfolgen, welches das andere Fahrzeug 110 bis 135 repräsentiert. Der Schritt 315 kann in einer anderen Ausführungsform auch vor dem Schritt 310 durchgeführt werden.
In einem anschließenden Schritt 320 wird für jedes gespeicherte Fahrzeug 110 bis 135 überprüft, ob sich das Fahrzeug 110 bis 135 innerhalb des virtuellen Horizonts 155 befindet. Ist dies nicht der Fall, so werden die entsprechenden Informationen in einem Schritt 325 gelöscht.
In einem Schritt 330 wird für jedes Fahrzeug 105 bis 135 unter Berücksichtigung der Verkehrsregelung im Bereich des Wegenetzes 100 in 1 ein voraussichtlich bevorstehendes Manöver bestimmt. Die Verkehrsregelung ist vorzugsweise zusammen mit topographischen Informationen des Wegenetzes 100 im Kartenspeicher 225 von 2 abgelegt. Das bestimmte Manöver wird in einem Schritt 335 plausibilisiert. Dazu werden die vorliegenden Informationen über den Bewegungszustand des jeweiligen Fahrzeugs 105 bis 135 mit den topografischen Informationen des Wegenetzes 100 und den Informationen über die Verkehrssteuerung abgeglichen, um zu bestimmen, ob eine Missachtung der Verkehrssteuerung anzunehmen oder sogar vorhersagbar ist. Anschließend ist für jedes der Fahrzeuge 105 bis 135 wenigstens eine voraussichtliche Position zu einem bevorstehenden Zeitpunkt bekannt. Bevorzugterweise erfolgt eine Bestimmung einer Vielzahl voraussichtlicher Positionen in einem bevorstehenden Zeitintervall, dessen Länge vorbestimmt oder auf der Basis der zur Verfügung stehenden Informationen bestimmt sein kann. Es kann auch eine Trajektorie bestimmt werden.
In einem Schritt 340 wird ein voraussichtlicher Fahrtverlauf des Fahrzeugs 105 angenommen, der es ermöglicht, für jeden Zeitpunkt in einem vorausliegenden Zeitintervall die Position, Richtung und Geschwindigkeit zu bestimmen. Anschließend wird in einem Schritt 345 für alle anderen Fahrzeuge 110 bis 135 überprüft, ob sich die angenommenen Fahrtverläufe kreuzen oder überlagern und es einen Zeitpunkt gibt, zu dem ein vorbestimmter minimaler Sicherheitsabstand zum Fahrzeug 105 unterschritten wird. Ist dies der Fall, so wird in einem Schritt 350 der geplante Fahrtverlauf des Fahrzeuges 105 so geändert, dass der Sicherheitsabstand eingehalten wird und der Energieverbrauch durch Vermeidung von Beschleunigungs- und Bremsvorgängen minimiert wird. Der Schritt 345 für alle anderen Fahrzeuge 110 bis 135 wird erneut durchlaufen. Ergibt sich kein weiterer Bedarf zur Anpassung des Fahrtverlaufs des Fahrzeugs 105 oder wird befunden, dass eine Anpassung der Geschwindigkeit zu keinem eindeutigen Resultat führt, so ist der Schritt 345 abgeschlossen.
In einer ersten Ausführungsform des Verfahrens 300 wird die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 105 direkt beeinflusst, indem in einem Schritt 355 die vorgegebene Geschwindigkeit als Richtgröße an eine Motorsteuerung oder ein geschwindigkeitsbeeinflussendes Fahrerassistenzsystem wie einen Tempomat ausgegeben wird.
In einer zweiten Ausführungsform wird in Schritt 355 ein Signal an einen Fahrer des Fahrzeugs 105 ausgegeben, das auf die vorgegebene Geschwindigkeit hinweist. Das Signal kann auch nur dann ausgegeben werden, wenn sich die vorgegebene Geschwindigkeit von der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs 105 um mehr als ein vorbestimmtes Maß unterscheidet. Die Ausgabe kann optisch, akustisch und/oder haptisch erfolgen und auch zusätzlich zur unmittelbaren Beeinflussung der oben beschriebenen ersten Ausführungsform erfolgen.
Anschließend kehrt das Verfahren 300 zurück zum Schritt 310 und kann erneut durchlaufen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10224872 A1 [0003]
DE 10242126 A1 [0004]

Claims

Verfahren (300) zur energiesparenden Betriebssteuerung eines Kraftfahrzeugs (105), folgende Schritte umfassend: – Bestimmen (345) des voraussichtlichen Fahrtverlaufs des Kraftfahrzeugs (105) in einem bevorstehenden Zeitintervall; – Empfangen (315) einer Nachricht von einem anderen Fahrzeug (110–135); – Bestimmen (345) eines voraussichtlichen Fahrtverlaufs des anderen Fahrzeugs (110–135) im bevorstehenden Zeitintervall auf der Basis der empfangenen Nachricht; gekennzeichnet durch – Bestimmen (350) des voraussichtlichen Geschwindigkeitsverlaufs für das Kraftfahrzeug (105) derart, dass ein voraussichtlicher Abstand zwischen den Positionen der beiden Kraftfahrzeuge (105–135) im bevorstehenden Zeitintervall oberhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts liegt; und – Ausgeben (355) eines Signals zur Anpassung des Fahrtverlaufs, insbesondere der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs (105), derart, dass der Schwellenwert des Abstandes nicht unterschritten wird.
Verfahren (300) nach Anspruch 1, wobei der Hinweis derart ausgegeben (355) wird, dass eine Beschleunigung des Kraftfahrzeugs (105) minimiert ist.
Verfahren (300) nach Anspruch 1 oder 2, wobei sich während des Empfangens (315) der Nachricht das andere Kraftfahrzeug (110–135) außerhalb eines durch einen Fahrer des Kraftfahrzeugs (105) einsehbaren Bereichs befindet.
Verfahren (300) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Nachricht wenigstens eines von einer Position, einer Bewegungsrichtung, einer Geschwindigkeit und einer geplanten Route des anderen Fahrzeugs (110–135) umfasst.
Verfahren (300) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei sich das Kraftfahrzeug (105) und das andere Fahrzeug (105–135) im Bereich eines Wegenetzes (100) befinden und der Fahrtverlauf der Fahrzeuge (105–135) unter Berücksichtigung einer Verkehrssteuerung (150) des Wegenetzes (100) bestimmt werden.
Verfahren (300) nach Anspruch 5, wobei auf der Basis eines Fahrtverlaufs des anderen Fahrzeugs (105–135) eine Wahrscheinlichkeit eines Missachtens der Verkehrssteuerung (150) durch einen Fahrer des Fahrzeugs (105–135) bestimmt und die zugeordnete Position unter Annahme der Missachtung der Verkehrssteuerung bestimmt (345) wird.
Verfahren (300) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der bevorstehende Zeitpunkt derart bestimmt ist, dass die Wahrscheinlichkeit, mit der beide Fahrzeuge (105–135) die jeweils zugeordneten voraussichtlichen Positionen zu diesem Zeitpunkt einnehmen, oberhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts liegen.
Verfahren (300) nach Anspruch 7, wobei die Nachricht eine Zeitangabe umfasst und der bevorstehende Zeitpunkt auf der Basis eines Unterschieds zwischen einer aktuellen Zeit und der Zeitangabe bestimmt ist.
Verfahren (300) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Sender der Nachricht eine Verkehrsinfrastruktur umfasst und der Fahrtverlauf dahingehend angepasst wird, dass ein Bremsvorgang energiesparend erfolgt.
Verfahren (300) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Sender der Nachricht eine Verkehrsinfrastruktur umfasst und der Fahrtverlauf dahingehend angepasst wird, dass durch einen Beschleunigungsvorgang eine bestehende oder bevorstehende Grünphase energiesparend genutzt werden kann.
Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln zur Durchführung des Verfahrens (300) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wenn es auf einer Verarbeitungseinrichtung (205) abläuft oder auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert ist.
Vorrichtung (100) zur energiesparenden Betriebssteuerung eines Kraftfahrzeugs (105), folgende Elemente umfassend: – eine Bestimmungseinrichtung (205) zur Bestimmung eines bevorstehenden Fahrtverlaufs des Kraftfahrzeugs (105) in einem bevorstehenden Zeitintervall; – einer Empfangseinrichtung (215) zum Empfangen einer Nachricht von einem anderen Fahrzeug (110–135); – eine Verarbeitungseinrichtung (205) zur Bestimmung des voraussichtlichen Fahrtverlaufs des anderen Fahrzeugs (110–135) im bevorstehenden Zeitintervall auf der Basis der empfangenen Nachricht; – wobei die Verarbeitungseinrichtung (205) dazu eingerichtet ist, einen Fahrtverlauf für das (105) Kraftfahrzeug derart zu bestimmen, dass ein voraussichtlicher Abstand zwischen den Positionen der beiden Fahrzeuge (105–135) im bevorstehenden Zeitintervall oberhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts liegt und – eine Ausgabeeinrichtung (235) zur Ausgabe eines Signals zur Anpassung des Fahrtverlaufs des Kraftfahrzeugs (105) an den bestimmten Fahrtverlauf.