DE102017121525A1

DE102017121525A1 - Fahrzeug-mit-Fahrzeug-Kooperation zur Einweisung des Verkehrs

Info

Publication number: DE102017121525A1
Application number: DE102017121525.5A
Authority: DE
Inventors: Perry Robinson MacNeille; Joseph Wisniewski; Nunzio DeCia
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2016-09-16
Filing date: 2017-09-15
Publication date: 2018-03-22
Also published as: CN107833454A; MX2017011900A; CN107833454B; RU2674744C1; US9928746B1; US20180082590A1; GB2556404A; GB201714792D0

Abstract

Es werden eine Vorrichtung und Verfahren für die Fahrzeug-mit-Fahrzeug-Kooperation zur Einweisung des Verkehrs offenbart. Ein beispielhaftes offenbartes kooperatives Fahrzeug beinhaltet ein beispielhaftes Fahrzeug-mit-Fahrzeug-Kommunikationsmodul und ein beispielhaftes kooperatives adaptives Geschwindigkeitssteuermodul. Das beispielhafte kooperative adaptive Geschwindigkeitssteuermodul bestimmt einen Standort eines Verkehrskatarakts. Das beispielhafte kooperative adaptive Geschwindigkeitssteuermodul koordiniert auch mit anderen kooperativen Fahrzeugen, um ein Platoon an Standardfahrzeugen zu bilden. Zusätzlich koordiniert das beispielhafte kooperative adaptive Geschwindigkeitssteuermodul mit den anderen kooperativen Fahrzeugen, um das gebildete Platoon bei einer konstanten Geschwindigkeit durch den Verkehrskatarakt zu bewegen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen Fahrzeuge mit kooperativer adaptiver Geschwindigkeitssteuerung und insbesondere die Fahrzeug-mit-Fahrzeug-Kooperation zur Einweisung des Verkehrs.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Stau entsteht, wenn eine oder mehrere Spuren einer mehrspurigen Straße blockiert sind, zum Beispiel aufgrund einer Baustelle oder eines Unfalls. Die blockierten Spuren reduzieren die Fließrate der Fahrzeuge durch den Abschnitt der Straße mit den blockierten Spuren. Der reduzierte Fluss wird durch die Psychologie menschlicher Fahrer, die sich auf ihre individuellen Fahrzeitpräferenzen konzentrieren, verstärkt.
KURZDARSTELLUNG
Die beigefügten Ansprüche definieren diese Anmeldung. Die vorliegende Offenbarung fasst Aspekte der Ausführungsformen zusammen und darf nicht zur Einschränkung der Ansprüche genutzt werden. Andere Ausführungen werden in Übereinstimmung mit den hier beschriebenen Techniken in Betracht gezogen, wie dem Durchschnittsfachmann bei der Durchsicht der folgenden Zeichnungen und detaillierten Beschreibung ersichtlich wird, und diese Ausführungen sollen innerhalb des Umfangs dieser Anmeldung liegen.
Es werden beispielhafte Ausführungsformen für die Fahrzeug-mit-Fahrzeug-Kooperation zur Einweisung des Verkehrs offenbart. Ein beispielhaftes offenbartes kooperatives Fahrzeug beinhaltet ein beispielhaftes Fahrzeug-mit-Fahrzeug-Kommunikationsmodul und ein beispielhaftes kooperatives adaptives Geschwindigkeitssteuermodul. Das beispielhafte kooperative adaptive Geschwindigkeitssteuermodul bestimmt einen Standort eines Verkehrskatarakts. Das beispielhafte kooperative adaptive Geschwindigkeitssteuermodul koordiniert auch mit anderen kooperativen Fahrzeugen, um ein Platoon an Standardfahrzeugen zu bilden. Zusätzlich koordiniert das beispielhafte kooperative adaptive Geschwindigkeitssteuermodul mit den anderen kooperativen Fahrzeugen, um das gebildete Platoon bei einer konstanten Geschwindigkeit durch den Verkehrskatarakt zu bewegen.
Ein beispielhaftes Verfahren beinhaltet das Bestimmen eines Standorts eines Verkehrskatarakts. Das beispielhafte Verfahren beinhaltet auch, mit einem Fahrzeug-mit-Fahrzeug-Kommunikationsmodul, das Koordinieren mit anderen kooperativen Fahrzeugen, um ein Platoon an Standardfahrzeugen zu bilden. Zusätzlich beinhaltet das beispielhafte Verfahren das Koordinieren mit den anderen kooperativen Fahrzeugen, um das gebildete Platoon bei einer konstanten Geschwindigkeit durch den Verkehrskatarakt zu bewegen.
Ein beispielhaftes greifbares computerlesbares Medium umfasst Anweisungen, die bei Ausführung ein Fahrzeug dazu veranlassen, einen Standort eines Verkehrskatarakts zu bestimmen. Zusätzlich veranlassen die Anweisungen das Fahrzeug zum Koordinieren mit einem Fahrzeug-mit-Fahrzeug-Kommunikationsmodul mit anderen kooperativen Fahrzeugen, um ein Platoon an Standardfahrzeugen zu bilden. Die beispielhaften Anweisungen veranlassen das Fahrzeug auch zum Koordinieren mit den anderen kooperativen Fahrzeugen, um das gebildete Platoon bei einer konstanten Geschwindigkeit durch den Verkehrskatarakt zu bewegen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird auf Ausführungsformen Bezug genommen, die in den folgenden Zeichnungen dargestellt sind. Die Komponenten in den Zeichnungen sind nicht zwingend maßstabsgetreu und zugehörige Elemente können weggelassen werden, oder in einigen Fällen können Proportionen vergrößert dargestellt sein, um die hier beschriebenen neuartigen Merkmale hervorzuheben und eindeutig zu veranschaulichen. Des Weiteren können Systemkomponenten verschiedenartig angeordnet sein, wie auf dem Fachgebiet bekannt. Ferner sind in den Zeichnungen entsprechende Teile in den unterschiedlichen Ansichten durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet.
1 veranschaulicht ein kooperatives Fahrzeug, das zur Einweisung von Verkehr ausgelegt ist, das in Übereinstimmung mit den Lehren dieser Offenbarung betrieben wird.
2A–2E veranschaulichen kooperative Fahrzeuge, die zur Einweisung von Verkehr ausgelegt sind, um Standardfahrzeuge durch einen Verkehrskatarakt auf der Straße zu leiten.
3A und 3B veranschaulichen die kooperativen Fahrzeuge, die ausgelegt sind, um Verkehr einzuweisen, um die Standardfahrzeuge, die einen Überlauf auf einer Auffahrt verursachen, zu leiten.
4 ist ein Verlauf, der Sensoren der kooperativen Fahrzeuge 100 aus 1 darstellt, die den Verkehrskatarakt auf der Straße erfassen.
5 ist ein Verlauf, der die Bereichserfassungssensoren des kooperativen Fahrzeugs aus 1 darstellt, die den Verkehrskatarakt auf der Straße erfassen.
6 ist ein Blockdiagramm von elektronischen Komponenten des kooperativen Fahrzeugs aus 1.
7 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Vereinfachen der Einweisung von Verkehr durch einen Katarakt auf der Straße.
8 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens für die kooperativen Fahrzeuge aus 1 zum Kooperieren, um Verkehr durch den Verkehrskatarakt einzuweisen.
9 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens für die kooperativen Fahrzeuge aus 1 zum Kooperieren, um ein Platoon durch den Verkehrskatarakt zu bewegen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
Obwohl die Erfindung in unterschiedlichen Formen umgesetzt werden kann, werden in den Zeichnungen einige beispielhafte und nicht einschränkende Ausführungsformen gezeigt und nachfolgend beschrieben, wobei es sich versteht, dass die vorliegende Offenbarung als eine Erläuterung der Erfindung anhand von Beispielen anzusehen ist und damit nicht beabsichtigt wird, die Erfindung auf die konkreten veranschaulichten Ausführungsformen zu beschränken. Menschliche Fahrer bevorzugen in der Regel die Maximierung ihrer individuellen Fahrzeit. Wenn jedoch ein Verkehrskatarakt angetroffen wird, wechselt die Priorität, um allen Fahrern auf der Straße zu nützen, von individuellen Fahrzeitpräferenzen zur Gruppenfließrate durch den Verkehrskatarakt. Ein Verkehrskatarakt wie hier verwendet bezieht sich auf einen Abschnitt einer mehrspurigen Straße, auf der eine oder mehrere Spuren blockiert sind, sodass mindestens eine Spur in eine andere Spur übergeht. Zum Beispiel kann eine Autobahn vier Spuren in eine nördliche Richtung aufweisen, wobei zwei der Spuren blockiert sind, wodurch bewirkt wird, dass die zwei blockierten Spuren in die zwei nicht blockierten Spuren übergehen. Als ein anderes Beispiel kann eine vierspurige Autobahn normalerweise eine Fließrate von 24.000 Autos pro Stunde aufweisen und der Verkehrskatarakt kann bewirken, dass ein Abschnitt der Autobahn eine ideale Fließrate von 12.000 Autos pro Stunde aufweist. Jedoch ist in einem solchen Beispiel die Fließrate durch den Verkehrskatarakt aufgrund eines Koordinationsmangels der Fahrer reduziert. Eine bessere Gruppenfließrate hängt von der Bewegung der Fahrzeuge durch den Verkehrskatarakt in einem koordinierten Verkehrstakt und einer Geschwindigkeit, die mit sicherem Fahren konsistent ist, ab.
Menschliche Fahrer neigen dazu, zu schnell und zu spät zu beschleunigen, wenn sich der folgende Abstand erhöht und zu schnell und zu spät anzuhalten, wenn sich der folgende Abstand reduziert. Dadurch entstehen Dichtewellen, die sich stromaufwärts bewegen und verhindern, dass der Verkehr eine maximale Fließrate erreicht. Vor dem Verkehrskatarakt bewegen sich die Fahrzeuge langsam, da Fahrzeuge in geschlossenen Spuren in die übrigen offenen Spuren übergehen. In diesem Bereich, in dem Fahrzeuge von den blockierten Spuren in die freien Spuren übergehen, dominiert ein synchroner Fluss. Wie hier verwendet, bezieht sich synchroner Fluss auf (a) einen durchgehenden Verkehrsfluss ohne wesentliches Anhalten, und (b) Synchronisation der Fahrzeuggeschwindigkeiten über verschiedene Spuren auf einer mehrspurigen Straße. Wenn Fahrzeuge von geschlossenen Spuren in den Strom von offenen Spuren übergehen, werden in der Schlange stehende Fahrzeuge in den offenen Spuren nach hinten gedrängt. Der synchrone Fluss kann zu einem Stau übergehen, wenn sich die Verkehrsdichte erhöht und die Geschwindigkeit des Verkehrsflusses reduziert. Zum Beispiel kann der Verkehr einige Meilen vor dem Verkehrskatarakt von freiem Fluss zu synchronem Fluss übergehen. In solch einem Beispiel kann der Verkehr direkt vor dem Verkehrskatarakt von dem synchronen Fluss in einen Stau übergehen.
Zunehmend können Fahrzeuge, die mit Fahrzeug-mit-Fahrzeug-(V2V)-Kommunikationsmodulen ausgestattet sind, beim Übergang kooperieren. Diese Fahrzeuge beinhalten eine kooperative adaptive Geschwindigkeitssteuerung (CACC), die zum Beispiel die Beschleunigung und Entschleunigung koordiniert, um in Gruppen den Platz auf der Straße effizient zu nutzen, Unfälle zu verhindern und sich gegenseitig vor Gefahren auf der Straße zu warnen. Wie hier verwendet werden Fahrzeuge mit CACC als „kooperative Fahrzeuge“ bezeichnet. Außerdem werden wie hier verwendet Fahrzeuge ohne CACC als „Standardfahrzeuge“ bezeichnet. Wie nachfolgend offenbart, koordinieren die kooperativen Fahrzeuge ihre Bewegung, um kooperative Fahrzeuge und Standardfahrzeuge durch die Verkehrskatarakte einzuweisen. Die kooperativen Fahrzeuge weisen in Situationen ein, in denen die kooperativen Fahrzeuge einen relativ kleinen Prozentsatz (z. B. höher als oder gleich drei Prozent) der Fahrzeuge rund um den Verkehrskatarakt bilden.
Die kooperativen Fahrzeuge erfassen, dass es weiter vorne auf der Fahrbahn einen Verkehrskatarakt gibt. Um die Verkehrskatarakte zu erfassen, (i) erfasst das kooperative Fahrzeug den Übergang zum synchronen Fluss, (ii) empfängt es eine Nachricht von einem kooperativen Fahrzeug, das den Verkehrskatarakt durchlaufen hat, und/oder (iii) empfängt es eine Benachrichtigung von einem Navigationssystem. Wenn die kooperativen Fahrzeuge den Verkehrskatarakt durchlaufen, senden sie eine Nachricht, die den Standort des Verkehrskatarakts und die Fahrtrichtung beinhaltet. Für die Bewegung durch den Verkehrskatarakt bilden die kooperativen Fahrzeuge die Standardfahrzeuge zu Platoons. Um die Platoons zu bilden, (i) koordinieren die kooperativen Fahrzeuge, um sich selbst auf allen Verkehrsspuren zu positionieren und (ii) bewegen sich bei einer konstanten Geschwindigkeit. Dies zwingt die Standardfahrzeuge zwischen den Reihen an kooperativen Fahrzeugen in einen synchronisierten Fluss, sodass sie die Spur nicht wechseln können. Eines oder mehrere von den kooperativen Fahrzeugen führt ein Platoon der Standardfahrzeuge durch die offenen Spuren des Verkehrskatarakts. Die kooperativen Fahrzeuge passen die Geschwindigkeit der Fahrzeuge an, sodass, wenn das Platoon den Verkehrskatarakt erreicht, es sich in einer Geschwindigkeit bewegt, die mit sicherem Fahren übereinstimmt, während der Verkehrsfluss beibehalten wird. Auf eine solche Weise wird, während einzelne Fahrzeuge darauf warten, durch den Verkehrskatarakt zu fahren, die durchschnittliche Wartezeit für die Fahrzeuge insgesamt reduziert.
Zusätzlich koordinieren in einigen Beispielen kooperative Fahrzeuge, um ein Cooperatively Managed Merge and Pass-(CMMP)-System zu vereinfachen. Das CMMP-System vereinfacht es bestimmten Fahrern, auf weniger verstopfe Spuren zu wechseln. Fahrer mit kooperativen Fahrzeugen können sich entscheiden, an dem System teilzunehmen, bei dem das Fahrverhalten auf eine kollektive Weise von ihnen selbst und von anderen teilnehmenden Fahrzeugen verfolgt, aufgezeichnet und ausgewertet wird. Dieses System würde bestimmten kooperativen Fahrzeugen (manchmal als „Verbraucherfahrzeuge“ bezeichnet) temporär ermöglichen, auf weniger belegten Verkehrsspuren bei höheren Geschwindigkeiten zu fahren und sich auch bei Bedarf frei einzuordnen und zu überholen. Andere teilnehmende kooperative Fahrzeuge (manchmal als „Hilfsfahrzeuge“ bezeichnet) besetzen freiwillig langsamere Verkehrsspuren, um es dem Verbraucherfahrzeug zu vereinfachen, sich nach Bedarf in ihre Spuren einzuordnen und zu überholen. Das CMMP-System arbeitet mit individuellen tokenbasierten Transaktionen, wobei die Hilfsfahrzeuge und die Verbraucherfahrzeuge zustimmen, Kryptowährungseinheiten (manchmal als „CMMP-Token“ bezeichnet) zu tauschen. Die CMMP-Token werden verwendet, um eine Transaktion zu validieren und zu autorisieren, bei der auf Anfrage des Verbraucherfahrzeugs die Hilfsfahrzeuge entweder selbst langsamere Fahrspuren besetzen oder dem Verbraucherfahrzeug erlauben, sich bei Bedarf in ihre eigene Spur einzuordnen und zu überholen. Die teilnehmenden Hilfsfahrzeuge erhalten CMMP-Token von dem Verbraucherfahrzeug. In einigen Beispielen basiert die Zeit, die der Anfrage des Verbraucherfahrzeugs zugeteilt wird, auf der von dem Verbraucherfahrzeug für die Ausgabe zu diesem bestimmten Zeitpunkt gewählten Anzahl von CMMP-Token. Zum Beispiel kann ein Fahrer eines Verbraucherfahrzeugs, der für einen Termin spät dran ist, anfragen, alle teilnehmenden Hilfsfahrzeuge für einen Zeitraum von 10 Minuten auf einer bestimmten Straße oder Autobahn für 60 CMMP-Token zu überholen, bei einer Rate von 10 Sekunden bevorzugtem Zugang pro Token.
1 veranschaulicht ein kooperatives Fahrzeug 100, das zur Einweisung von Verkehr ausgelegt ist, das in Übereinstimmung mit den Lehren dieser Offenbarung betrieben wird. Das veranschaulichte Beispiel beinhaltet auch Standardfahrzeuge 102. Das kooperative Fahrzeug 100 kann ein standardmäßiges benzinbetriebenes Fahrzeug, ein Hybridfahrzeug, ein Elektrofahrzeug, ein Brennstoffzellenfahrzeug und/oder ein Fahrzeugtyp mit beliebiger anderer Antriebsart sein. Zusätzlich beinhaltet das kooperative Fahrzeug 100 Teile, die mit Mobilität in Verbindung stehen, wie zum Beispiel einen Antriebsstrang mit einem Motor, ein Getriebe, eine Aufhängung, eine Antriebswelle und/oder Räder usw. Das kooperative Fahrzeug 100 ist halbautonom (z. B. werden einige routinemäßige Fahrfunktionen durch das kooperative Fahrzeug 100 gesteuert) oder autonom (z. B. werden Fahrfunktionen durch das kooperative Fahrzeug 100 ohne direkte Fahrereingabe gesteuert). In dem veranschaulichten Beispiel beinhaltet das kooperative Fahrzeug 100 Bereichserfassungssensoren 104, ein Nahbereichskommunikations-(DSRC)-Modul 106 und ein kooperatives adaptives Geschwindigkeitssteuerungs-(CACC)-Modul 108.
Die Bereichserfassungssensoren 104 erfassen Bereiche und Geschwindigkeiten der Fahrzeuge 100 und 102 um das kooperative Fahrzeug 100 herum. Die beispielhaften Bereichserfassungssensoren 104 können eine(n) oder mehrere Kameras, Ultraschallsensoren, Sonar, LiDAR, RADAR, einen optischen Sensor oder Infrarotvorrichtungen einschließen. Die Bereichserfassungssensoren 104 können auf eine geeignete Art und Weise in dem und um das kooperative Fahrzeug 100 herum angeordnet sein. Die Bereichserfassungssensoren 104 können alle gleich oder unterschiedlich sein. Zum Beispiel kann das kooperative Fahrzeug 100 viele Bereichserfassungssensoren 104 (z. B. die Kameras, RADAR, Ultraschall, Infrarot usw.) oder nur einen einzelnen Bereichserfassungssensor 104 (z. B. LiDAR usw.) beinhalten.
Das beispielhafte DSRC-Modul 106 beinhaltet Antenne(n), Radio(s) und Software zum Übertragen von Nachrichten und zum Aufbauen von Verbindungen zwischen den kooperativen Fahrzeugen 100, infrastrukturbasierten Modulen (nicht gezeigt) und mobilvorrichtungsbasierten Modulen (nicht gezeigt). Das DSRC-Modul 106 beinhaltet einen Empfänger für ein globales Positionierungssystem (GPS) und ein träges Navigationssystem (INS) zum Teilen des Standorts des kooperativen Fahrzeugs 100 und zum Synchronisieren der DSRC-Module 106 der verschiedenen kooperativen Fahrzeuge 100. Weitere Informationen über das DSRC-Netz und darüber, wie das Netz mit Fahrzeughardware und -software kommunizieren kann, ist verfügbar im „Core System Requirements Specification (SyRS) Report" vom Juni 2011 des US-Verkehrsministeriums (verfügbar unter http://www.its.dot.gov/meetings/pdf/CoreSystem_SE_SyRS_RevA%20(2011-06-13).pdf), welcher hiermit durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit gemeinsam mit allen Unterlagen aufgenommen ist, die auf den Seiten 11 bis 14 des SyRS-Reports aufgeführt sind. DSRC-Systeme können an Fahrzeugen und am Fahrbahnrand bei Infrastruktur installiert sein. DSRC-Systeme, die Infrastrukturinformationen enthalten, sind als ein „Fahrbahnrand“-System bekannt. DSRC kann mit anderen Techniken kombiniert werden, wie zum Beispiel dem globalen Positionierungssystem (GPS), Kommunikation mittels sichtbarem Licht (VLC), Mobilfunkkommunikation und Nahbereichsradar, die es den Fahrzeugen ermöglichen, ihre Position, Geschwindigkeit, Richtung, relative Position zu anderen Objekten zu kommunizieren und Informationen mit anderen Fahrzeugen oder externen Computersystemen auszutauschen. DSRC-Systeme können in andere Systeme, wie zum Beispiel Mobiltelefone, integriert werden. Bei DSRC handelt es sich um eine Ausführung eines Fahrzeug-mit-Fahrzeug-(V2V)- oder eines Auto-mit-Auto-(C2C)-Protokolls. Es kann auch eine beliebige andere geeignete Ausführung von V2V/C2C verwendet werden. Gegenwärtig wird das DSRC-Netzwerk unter der Abkürzung DSRC oder dem Namen identifiziert. Mitunter werden jedoch andere Namen verwendet, die für gewöhnlich mit einem Fahrzeugkonnektivitätsprogramm oder dergleichen in Beziehung stehen. Die Mehrheit dieser Systeme sind entweder reine DSRC oder eine Variation des Funkstandards IEEE 802.11. Jedoch sollen neben dem reinen DSRC-System auch dedizierte drahtlose Kommunikationssysteme zwischen Autos abgedeckt sein, die mit GPS kombiniert sind und auf einem IEEE-802.11-Protokoll für drahtlose lokale Netze (wie z. B. 802.11p usw.) basieren.
Das CACC-Modul 108 vereinfacht über das DSRC-Modul 106 die Koordination mit anderen kooperativen Fahrzeugen 100. Wie in 2A–2E, 3A und 3B, 4 und 5 offenbart, (a) erfasst das CACC-Modul 108 den Standort eines Verkehrskatarakts, (b) koordiniert mit anderen kooperativen Fahrzeugen 100, um die Fahrzeuge 100 und 102 zu Platoons anzuordnen, und (c) koordiniert die sich durch den Verkehrskatarakt bewegenden Platoons. Das CACC-Modul 108 steuert die Fahrfunktionen (z. B. Lenken, Geschwindigkeit, Spurwechsel usw.) des kooperativen Fahrzeugs 100. Zusätzlich vereinfacht in einigen Beispielen das CACC-Modul 108 das Cooperatively Managed Merge and Pass-(CMMP)-System durch (i) Aufspüren von für das kooperative Fahrzeug 100 verfügbaren CMMP-Token, (ii) Anfragen von bevorzugtem Spurzugang unter Verwendung der CMMP-Token und (iii) Gewähren und Vereinfachen des angefragten bevorzugten Spurzugangs im Gegenzug für CMMP-Token.
2A–2E veranschaulichen die kooperativen Fahrzeuge 100, die zur Einweisung von Verkehr ausgelegt sind, um Standardfahrzeuge 102 durch einen Verkehrskatarakt 200 auf der Straße 202 zu leiten. In dem veranschaulichten Beispiel aus 2A sind die kooperativen Fahrzeuge 100 zwischen die Standardfahrzeuge 102 eingefügt. Das CACC-Modul 108 von einem oder mehreren der kooperativen Fahrzeuge 100 erfasst den Verkehrskatarakt 200. Das CACC-Modul 108 erfasst den Verkehrskatarakt 200 durch (a) Durchlaufen des Verkehrskatarakts 200, (b) Empfangen einer Nachricht von einem anderen kooperativen Fahrzeug 100 oder einer infrastrukturbasierten Kennleuchte, die den Standort und die Richtung des Verkehrskatarakts 200 beinhaltet, (c) Erfassen des Verkehrsflusses, der in den synchronen Fluss übergeht (siehe nachfolgende 4 und 5), und/oder (d) Empfangen einer Benachrichtigung von einem Navigationssystem (wie zum Beispiel Waze^TM, Google Maps^TM, Apple Maps^TM usw.) über ein integriertes Mobilfunkmodem und/oder ein Mobilfunkgerät, das kommunikativ mit dem kooperativen Fahrzeug 100 verbunden ist. Als Reaktion auf das Erfassen des Verkehrskatarakts 200 sendet das CACC-Modul 108 über das DSRC-Modul 106 eine Nachricht, in der andere kooperative Fahrzeuge 100 über den Standort und die Richtung des Verkehrskatarakts 200 informiert werden. Zum Beispiel erfasst eines der kooperativen Fahrzeuge 100 den Verkehrskatarakt 200 möglicherweise erst, wenn es sich durch den Verkehrskatarakt 200 bewegt. In solch einem Beispiel kann das CACC-Modul 108 die Nachricht, in der andere kooperative Fahrzeuge 100 über den Standort und die Richtung des Verkehrskatarakts 200 informiert werden, senden, obwohl es möglicherweise nicht anderweitig an der Einweisung von Verkehr durch den Verkehrskatarakt 200 beteiligt ist.
In dem veranschaulichten Beispiel aus 2B koordinieren die CACC-Module 108 der kooperativen Fahrzeuge 100, um Platoons 204 mit den Standardfahrzeugen 102 zu bilden. Um die Platoons 204 zu bilden, bestimmen die CACC-Module 108 den Standort, die Geschwindigkeit und den Verkehrstakt des entsprechenden kooperativen Fahrzeugs 100. Der Verkehrstakt wird anhand der Bereichserfassungssensoren 104 bestimmt. Die CACC-Module 108 senden den Standort, die Geschwindigkeit und den Verkehrstakt des entsprechenden kooperativen Fahrzeugs 100. Die CACC-Module 108 tauschen Informationen aus, um Zielstandorte für jedes von den teilnehmenden kooperativen Fahrzeugen 100 und Zielgeschwindigkeiten für die teilnehmenden kooperativen Fahrzeuge 100 zu bestimmen, damit diese ihren entsprechenden Zielstandort im Wesentlichen zur selben Zeit erreichen. Die Zielstandorte (a) werden auf allen Spuren der Straße 202 ausgerichtet, die den Verkehr blockieren, und (b) bestimmen die Platoons 204. Wenn zum Beispiel die Straße 202 vier Spuren beinhaltet, die in eine Richtung gehen, können die Zielstandorte ausgewählt werden, um Sätze aus vier Platoons 204 (z. B. ein Platoon 204 pro Spur pro Satz) zu bilden. Die Zielstandorte sind derart ausgewählt, dass die Beabstandung und Dichte der Standardfahrzeuge 102 in den Platoons 204 verhindern, dass die Standardfahrzeuge 102 die Spur wechseln. Die CACC-Module 108 der teilnehmenden kooperativen Fahrzeuge 100 bewirken, dass sich die kooperativen Fahrzeuge 100 langsam in der Geschwindigkeit der Fahrzeuge 100 und 102 bewegen, die in den Verkehrskatarakt 200 eintreten. Zusätzlich manövrieren die anderen teilnehmenden Fahrzeuge 100, falls eines der teilnehmenden kooperativen Fahrzeuge 100 die Spur wechseln muss, um zu seinem unterstützten Zielstandort zu gelangen, um den Spurwechsel für das eine der teilnehmenden kooperativen Fahrzeuge 100 zu vereinfachen.
In dem veranschaulichten Beispiel aus 2C richten sich die CACC-Module 108 der kooperativen Fahrzeuge 100 auf all den Spuren aus, die den Verkehr blockieren und hinterlassen eine kleine Lücke zwischen den kooperativen Fahrzeugen 100, die die Platoons 204 anführen und den Fahrzeugen 100 und 102, die aktuell den Verkehrskatarakt 200 durchqueren. Die CACC-Module 108 wählen eine Anzahl von Platoons 204 aus, die den durch den Verkehrskatarakt 200 verfügbaren Spuren entspricht. Falls zum Beispiel der Verkehrskatarakt die Straße 202 für zwei Spuren einengt, können die CACC-Module 108 jeweils zwei Platoons 204 zum Bewegen auswählen. In einigen Beispielen werden die Platoons 204 auf Grundlage von Wartezeit ausgewählt. In einigen solchen Beispielen werden die Platoons 204 ausgewählt, um die durchschnittliche Wartezeit der Fahrzeuge 100 und 102 in Bezug auf die Bewegung durch den Verkehrskatarakt 200 zu minimieren. Falls zum Beispiel der Verkehrskatarakt 200 die Straße 202 von drei Spuren auf zwei Spuren einengt, können die CACC-Module 108 drei Platoons 204 (z. B. ein A-Platoon, ein B-Platoon und ein C-Platoon) bilden. In solch einem Beispiel können die CACC-Module 108 koordinieren, um jeweils zwei der Platoons 204 durch (1) erstens Auswählen des A-Platoons und des B-Platoons, (2) zweitens Auswählen des B-Platoons und des C-Platoons, und (3) drittens Auswählen des C-Platoons und des A-Platoons durch den Verkehrskatarakt 200 zu bewegen
In dem veranschaulichten Beispiel aus 2D koordinieren die CACC-Module 108, sodass sich das/die Platoon(s) 204 hinter dem/den Platoon(s) 204, das/die ausgewählt ist/sind, um sich durch den Verkehrskatarakt 200 zu bewegen, in der gleichen Geschwindigkeitsrate bewegt/bewegen wie das/die abfahrenden Platoon(s) 204, um den von dem/den abfahrenden Platoon(s) 204 hinterlassenen Bereich zu füllen, ohne eines der Standardfahrzeuge 102 in einem anderen Platoon 204 in die Spur einordnen zu lassen. In dem veranschaulichten Beispiel aus 2E koordinieren die CACC-Module 108, um die Platoons 204 weiter durch den Verkehrskatarakt 200 zu bewegen. Die CACC-Module 108 koordinieren weiter, bis entweder (a) nicht ausreichend kooperative Fahrzeuge 100 vorhanden sind, um den Verkehr weiter einzuweisen, oder (b) sich die Verkehrsdichte derart entwickelt, dass die Fahrzeuge 100 und 102 frei (z. B. ist der Fluss nicht synchron) durch den Verkehrskatarakt 200 fließen.
3A und 3B veranschaulichen die kooperativen Fahrzeuge 100, die ausgelegt sind, um Verkehr einzuweisen, um die Standardfahrzeuge 102, die einen Rücklauf auf einer Auffahrt 302 verursachen, zu leiten 302. Rücklauf bewirkt den Verkehrsstillstand auf anderen Straßen, indem Blockierungen dieser Straßen erzeugt werden, wenn die Fahrzeuge 100 und 102 versuchen, von den Auffahrten 302 auf die Straße 202 zu gelangen. Auf eine solche Weise kann der Verkehrskatarakt 200 Verkehr auf Seitenstraßen um die Straße 202 herum bewirken. In dem veranschaulichten Beispiel aus 3A sind die kooperativen Fahrzeuge 100 zwischen die Standardfahrzeuge 102 eingefügt. Zusätzlich verursachen Rücklauffahrzeuge 300, die an der Auffahrt 302 warten (z. B. aufgrund des Verkehrskatarakts 200) Verkehr auf einer Nebenfahrbahn 304. Wenn sich der Verkehrskatarakt 200 nahe der Auffahrt 302 befindet, koordinieren die CACC-Module 108 die Platoons 204, um die Überlauffahrzeuge 300 zu berücksichtigen. Wie in Beispiel 3B veranschaulicht, vereinfachen es die CACC-Module 108 für eines oder mehrere der Überlauffahrzeuge 300, wenn die CACC-Module 108 koordinieren, um die ausgewählten Platoons 204 durch den Verkehrskatarakt 200 zu bewegen, sich dem/den Platoon(s) 204 anzuschließen, das/die sich durch den Verkehrskatarakt 200 bewegt/bewegen. Die CACC-Module 108 bewegen die teilnehmenden kooperativen Fahrzeuge 100, sodass sich Standardfahrzeuge 102 in den anderen Platoons 204 nicht in eine der Spuren des sich bewegenden Platoons 204 einordnen. Falls sich zum Beispiel die zwei Platoons 204 an der Seite der Straße 202 mit der Auffahrt 302 bewegen, können die CACC-Module 108 koordinieren, sodass sich das Platoon 204 hinter dem sich bewegenden Platoon 204 in einer mittleren Spur in die Spur bewegt, während das Platoon 204 hinter dem sich bewegenden Platoon 204 auf der äußeren Spur anhält, um den Überlauffahrzeugen 300 zu erlauben, in die Spur einzutreten.
4 ist ein Verlauf 400, der Sensoren der kooperativen Fahrzeuge 100 aus 1, 2A–2E und 3A und 3B darstellt, die den Verkehrskatarakt 200 auf der Straße 202 erfassen. Das CACC-Modul 108 bestimmt, dass der Verkehrskatarakt 200 voraus ist, wenn das CACC-Modul 108 einen Übergang von einem freien Fluss zu einem synchronen Fluss erfasst. In dem veranschaulichten Beispiel bestimmt das CACC-Modul 108 (a) einen Verkehrstaktabstand (z. B. den Abstand zwischen dem kooperativen Fahrzeug 100 und dem Fahrzeug davor) und (b) eine Menge, um die sich der Verkehrstaktabstand erhöht oder reduziert (manchmal als der „Delta-Verkehrstakt“ bezeichnet). Der Verlauf 400 assoziiert den Verkehrstaktabstand und den Delta-Verkehrstakt mit dem Verkehrsflussmodell (z. B. freier Fluss, Übergang zu synchronem Fluss, synchroner Fluss, Übergang zu einem Stau und ein Stau). In einer ersten Region 402 des Verlaufs 400 sind die Fahrzeuge 100 und 102 in einem freien Fluss. Im freien Fluss bewegen sich die Fahrzeuge 100 und 102 innerhalb der Geschwindigkeitsbegrenzung ohne erhebliches Bremsen (z. B. ist der Verkehrstaktabstand unkorreliert mit der Geschwindigkeit).
In einer zweiten Region 404 des Verlaufs 400 gehen die Fahrzeuge 100 und 102 vom freien Fluss zum synchronen Fluss über. Der synchrone Fluss ist durch einen durchgehenden Verkehrsfluss ohne wesentliches Anhalten und Synchronisation der Fahrzeuggeschwindigkeiten über verschiedene Spuren auf einer mehrspurigen Straße gekennzeichnet. In der zweiten Region ist der Verkehrstaktabstand reduziert und die Fahrzeuge 100 und 102 beginnen, ihre Geschwindigkeiten zu synchronisieren. Wenn sich das kooperative Fahrzeug 100 in der zweiten Region 404 befindet, bestimmt das CACC-Modul 108, dass sich der Verkehrskatarakt 200 vor dem kooperativen Fahrzeug 100 befindet.
In einer dritten Region 406 des Verlaufs 400 sind die Fahrzeuge 100 und 102 in einem synchronen Fluss. Die Fahrzeuge 100 und 102 können abrupt von freiem Fluss zu synchronem Fluss übergehen. Wenn sich das kooperative Fahrzeug 100 in der dritten Region 406 befindet, bestimmt das CACC-Modul 108, dass sich der Verkehrskatarakt 200 vor dem kooperativen Fahrzeug 100 befindet.
In einer vierten Region 408 des Verlaufs sind die Fahrzeuge 100 und 102 blockiert. Blockiert sein ist durch intermittierende Bewegung (z. B. Bewegen über kurze Strecken mit häufigem Anhalten) gekennzeichnet. Wenn sich das kooperative Fahrzeug 100 in der dritten Region 406 befindet, bestimmt das CACC-Modul 108, dass der Verkehrskatarakt 200 wahrscheinlich bevorsteht. In einer fünften Region 410 des Verlaufs 400 sind die Fahrzeuge 100 und 102 zum Stehen gebracht.
5 ist ein Verlauf 500, der die Bereichserfassungssensoren 104 des kooperativen Fahrzeugs 100 aus 1 darstellt, die den Verkehrskatarakt 200 auf der Straße 202 erfassen. In einigen Beispielen beinhaltet das CACC-Modul 108 ein Spurwechselassistentmerkmal. Der Spurwechselassistent bestimmt in Verbindung mit Spurwechselsensoren (z. B. Kameras, Ultraschallsensoren, Radar usw.) unter Verwendung eines Lückenannahmemodells, wann es für das kooperative Fahrzeug 100 sicher ist, die Spur zu wechseln. Das Lückenannahmemodell bestimmt auf Grundlage der Geschwindigkeiten der Fahrzeuge 100 und 102 in der Zielspur, wann es eine annehmbare Lücke für das kooperative Fahrzeug 100 zum Spurwechsel gibt. Von Zeit zu Zeit bestimmt der Spurwechselassistent, ob es sicher ist, die Spur zu wechseln. Der Verlauf 500 assoziiert eine Rate der Lückenverfügbarkeit mit den Verkehrsflussmodellen (z. B. freier Fluss, synchroner Fluss, blockiert usw.). Der Verlauf 500 zeigt, wann der Spurwechselassistent bestimmt, dass es sicher und unsicher ist, die Spur zu wechseln.
Zusätzlich stellt der Verlauf 500 eine Verkehrsflussratenlinie 502 dar. Wenn es sicher ist, die Spur zu wechseln, nimmt die Verkehrsflussratenlinie 502 zu. Umgekehrt nimmt die Verkehrsflussratenlinie 502 ab, wenn es nicht sicher ist, die Spur zu wechseln. Wenn die Verkehrsflussratenlinie 502 über einen Zeitraum (z. B. dreißig Sekunden, eine Minute usw.) unter einem Schwellenwert 504 liegt, bestimmt das CACC-Modul 108, dass sich die Fahrzeuge 100 und 102 in einem synchronen Fluss befinden.
6 ist ein Blockdiagramm von elektronischen Komponenten 600 des kooperativen Fahrzeugs 100 aus 1. In dem veranschaulichten Beispiel beinhalten die elektronischen Komponenten 600 das DSRC-Modul 106, das CACC-Modul 108, Sensoren 602, elektronische Steuereinheiten (ECUs) 604 und einen Fahrzeugdatenbus 606.
Das CACC-Modul 108 beinhaltet einen Prozessor oder eine Steuerung 608 und einen Speicher 610. Bei dem Prozessor oder der Steuerung 608 kann es sich um jede geeignete Verarbeitungsvorrichtung oder einen Satz von Verarbeitungsvorrichtungen handeln, wie etwa, unter anderem: einen Mikroprozessor, eine mikroprozessorbasierte Plattform, eine geeignete integrierte Schaltung, ein oder mehrere feldprogrammierbare Gate-Arrays (FPGAs) und/oder eine oder mehrere anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs). Bei dem Speicher 610 kann es sich um flüchtigen Speicher (z. B. RAM, der nichtflüchtigen RAM, magnetischen RAM, ferroelektrischen RAM und beliebige andere geeignete Formen einschließen kann); nichtflüchtigen Speicher (z. B. Plattenspeicher, FLASH-Speicher, EPROMs, EEPROMs, memristorbasierten nichtflüchtigen Halbleiterspeicher usw.); unveränderbaren Speicher (z. B. EPROMs), Festwertspeicher und/oder Speichervorrichtungen mit hoher Kapazität (z. B. Festplatten, Halbleiterlaufwerke usw.) handeln. In einigen Beispielen beinhaltet der Speicher 610 mehrere Speicherarten, insbesondere flüchtigen Speicher und nichtflüchtigen Speicher.
Bei dem Speicher 610 handelt es sich um computerlesbare Medien, auf denen ein oder mehrere Sätze von Anweisungen, wie etwa die Software zum Ausführen der Verfahren der vorliegenden Offenbarung, eingebettet sein können. Die Anweisungen können eines oder mehrere der Verfahren oder eine Logik, wie hier beschrieben, umsetzen. In einer bestimmten Ausführungsform können sich die Anweisungen während der Ausführung der Anweisungen vollständig oder zumindest teilweise innerhalb eines beliebigen oder mehreren von dem Speicher 610, dem computerlesbaren Medium und/oder innerhalb des Prozessors 608 befinden. Die Ausdrücke „nichttransitorisches computerlesbares Medium“ und „computerlesbares Medium“ sind so zu verstehen, dass sie ein einzelnes Medium oder mehrere Medien einschließen, wie z. B. eine zentralisierte oder verteilte Datenbank und/oder assoziierte Zwischenspeicher und Server, auf denen ein oder mehrere Sätze von Anweisungen gespeichert sind. Die Begriffe „nichttransitorisches computerlesbares Medium“ und „computerlesbares Medium“ schließen außerdem jedes beliebige greifbare Medium ein, das zum Speichern, Verschlüsseln oder Tragen eines Satzes von Anweisungen zum Ausführen durch einen Prozessor in der Lage ist oder das ein System dazu veranlasst, ein beliebiges oder mehrere der hier offenbarten Verfahren oder Vorgänge durchzuführen. Wie hier verwendet, ist der Begriff „computerlesbares Medium“ ausdrücklich so definiert, dass er jeden beliebigen Typ von computerlesbarer Speichervorrichtung und/oder Speicherplatte einschließt und das Verbreiten von Signalen ausschließt.
Die Sensoren 602 können auf eine beliebige geeignete Weise in dem und um das kooperative Fahrzeug 100 herum angeordnet sein. Die Sensoren 602 können montiert sein, um Eigenschaften um die Außenseite des kooperativen Fahrzeugs 100 herum zu messen. Zusätzlich können einige Sensoren 602 innerhalb der Kabine des kooperativen Fahrzeugs 100 oder in der Karosserie des kooperativen Fahrzeugs 100 (wie etwa dem Motorraum, den Radkästen usw.) montiert sein, um Eigenschaften im Inneren des kooperativen Fahrzeugs 100 zu messen. Zum Beispiel können solche Sensoren 602 Beschleunigungsmesser, Wegstreckenzähler, Geschwindigkeitsmesser, Nick- und Gierwinkelsensoren, Mikrofone, Reifendrucksensoren und biometrische Sensoren usw. beinhalten. In dem veranschaulichten Beispiel schließen die Sensoren 602 die Bereichserfassungssensoren 104 ein. Die Sensoren 602 können zum Beispiel auch Kameras und/oder Geschwindigkeitssensoren (z. B. Reifengeschwindigkeitssensoren, Antriebswellensensoren usw.) einschließen.
Die ECUs 604 überwachen und steuern die Teilsysteme des kooperativen Fahrzeugs 100. Die ECUs 604 kommunizieren über einen Fahrzeugdatenbus (z. B. den Fahrzeugdatenbus 606) und tauschen darüber Informationen aus. Überdies können die ECUs 604 Eigenschaften (wie z. B. Status der ECU 604, Sensormesswerte, Steuerzustand, Fehler- und Diagnosecodes usw.) an andere ECUs 604 übermitteln und/oder Anforderungen davon empfangen. Einige kooperative Fahrzeuge 100 können siebzig oder mehr ECUs 604 aufweisen, die sich an verschiedenen Stellen um das kooperative Fahrzeug 100 befinden und mit dem Fahrzeugdatenbus 606 kommunikativ gekoppelt sind. Die ECUs 604 sind diskrete Sätze elektronischer Bauteile, die ihre eigene(n) Schaltung(en) (wie etwa integrierte Schaltungen, Mikroprozessoren, Arbeitsspeicher, Datenspeicher usw.) und Firmware, Sensoren, Aktoren und/oder Montageelemente beinhalten. In dem veranschaulichten Beispiel beinhalten die ECUs 604 Teile, die die Steuerung der Fahrfunktionen des kooperativen Fahrzeugs 100 durch das CACC-Modul 108 vereinfachen, wie zum Beispiel eine Bremssteuereinheit, eine Drosselsteuereinheit, eine Getriebesteuereinheit und eine Lenksteuereinheit.
Der Fahrzeugdatenbus 606 koppelt das DSRC-Modul 106, das CACC-Modul 108, die Sensoren 602 und die ECUs 604 kommunikativ. In einigen Beispielen beinhaltet der Fahrzeugdatenbus 606 einen oder mehrere Datenbusse. Der Fahrzeugdatenbus 606 kann gemäß einem Controller-Area-Network-(CAN)-Bus-Protokoll, wie durch die International Standards Organization (ISO) 11898-1 definiert, einem Media-Oriented-Systems-Transport-(MOST)-Bus-Protokoll, einem CAN-Flexible-Data-(CAN-FD)-Bus-Protokoll (ISO 11898-7), einem K-Leitungs-Bus-Protokoll (ISO 9141 und ISO 14230-1) und/oder einem Ethernet^TM-Bus-Protokoll IEEE 802.3 (ab 2002) usw. umgesetzt sein.
7 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Vereinfachen der Einweisung von Verkehr durch einen Verkehrskatarakt 200 auf der Straße 202. Anfangs erfasst das CACC-Modul 108 von einem oder mehreren der kooperativen Fahrzeuge 100 bei Block 702 synchronen Verkehrsfluss. In einigen Beispielen erfasst das CACC-Modul 108 den synchronen Verkehrsfluss als Außenlinien in den Verläufen 400 und 500 der vorstehenden 4 und 5. Bei Block 704 stellt das CACC-Modul 108 über das DSRC-Modul 106 eine Kommunikation mit den anderen kooperativen Fahrzeugen 100 her. Bei Block 706 bestimmt das CACC-Modul 108 den Standort des Verkehrskatarakts 200. In einigen Beispielen empfängt das CACC-Modul 108 den Standort aus einer Nachricht von einem kooperativen Fahrzeug 100, das den Verkehrskatarakt 200 durchlaufen hat, und/oder einer Benachrichtigung von einem Navigationssystem. Alternativ oder zusätzlich schätzt das CACC-Modul 108 in einigen Beispielen den Standort auf Grundlage der Erfassung des Übergangs zum synchronen Fluss. Bei Block 708 koordiniert das CACC-Modul 108 mit anderen kooperativen Fahrzeugen 100, um Platoons 204 mit den Standardfahrzeugen 102 zu bilden. Ein beispielhaftes Verfahren zum Koordinieren mit anderen kooperativen Fahrzeugen 100, um Platoons 204 mit den Standardfahrzeugen 102 zu bilden, wird nachfolgend in Verbindung mit 8 offenbart. Bei Block 710 koordiniert das CACC-Modul 108 mit anderen kooperativen Fahrzeugen 100, um die Platoons 204 durch den Verkehrskatarakt 200 zu bewegen. Ein beispielhaftes Verfahren zum Koordinieren mit anderen kooperativen Fahrzeugen 100, um die Platoons 204 durch den Verkehrskatarakt 200 zu bewegen, wird nachfolgend in Verbindung mit 8 offenbart.
8 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens für die kooperativen Fahrzeuge 100 aus 1 zum Kooperieren, um Verkehr durch den Verkehrskatarakt 200 einzuweisen. In dem veranschaulichten Beispiel beinhaltet das Verfahren vier kooperative Fahrzeuge 100a–100d. Es kann eine beliebige Anzahl an kooperativen Fahrzeugen 100 verwendet werden. Anfangs überträgt bei Block 802 ein erstes kooperatives Fahrzeug 100a seinen Standort und Verkehrstaktabstand. Bei Block 804 überträgt ein zweites kooperatives Fahrzeug 100b (a) das größere von seinem eigenen Verkehrstaktabstand oder dem von dem ersten kooperativen Fahrzeug 100a empfangenen Verkehrstaktabstand, und (b) seinen Standort und den von dem ersten kooperativen Fahrzeug 100a empfangenen Standort. Bei Block 806 überträgt ein drittes kooperatives Fahrzeug 100c (a) das größere von seinem eigenen Verkehrstaktabstand oder dem von dem zweiten kooperativen Fahrzeug 100b empfangenen Verkehrstaktabstand, und (b) seinen Standort und die von dem zweiten kooperativen Fahrzeug 100b empfangenen Standorte. Bei Block 808 vergleicht ein viertes kooperatives Fahrzeug 100d seinen eigenen Verkehrstaktabstand mit dem von dem dritten kooperativen Fahrzeug 100c empfangenen Verkehrstaktabstand. Bei Block 810 bestimmt das vierte kooperative Fahrzeug 100d Zielpositionen für die kooperativen Fahrzeuge 100a–100d auf Grundlage von (a) dem größeren von den bei Block 808 verglichenen Verkehrstakten, und (b) den Standorten der kooperativen Fahrzeuge 100a–100d. Bei Block 812 überträgt das vierte kooperative Fahrzeug 100d (a) die bei Block 810 bestimmten Zielpositionen und (b) ein Zeitintervall, zu dem sich die kooperativen Fahrzeuge 100a–100d an den Zielpositionen befinden müssen. Das Verfahren wird bei den Blöcken 814, 816, 818 und 820 fortgesetzt.
Bei Block 814 passt das erste kooperative Fahrzeug 100a (z. B. erhöht oder reduziert) seine Beschleunigung an, um in dem spezifischen Zeitintervall an der für das erste kooperative Fahrzeug 100a spezifizierten Zielposition anzukommen. Bei Block 816 passt das zweite kooperative Fahrzeug 100b (z. B. erhöht oder reduziert) seine Beschleunigung an, um in dem spezifischen Zeitintervall an der für das zweite kooperative Fahrzeug 100b spezifizierten Zielposition anzukommen. Bei Block 818 passt das dritte kooperative Fahrzeug 100c (z. B. erhöht oder reduziert) seine Beschleunigung an, um in dem spezifischen Zeitintervall an der für das dritte kooperative Fahrzeug 100c spezifizierten Zielposition anzukommen. Bei Block 820 passt das vierte kooperative Fahrzeug 100d (z. B. erhöht oder reduziert) seine Beschleunigung an, um in einem spezifischen Zeitintervall an der für das vierte kooperative Fahrzeug 100d spezifizierten Zielposition anzukommen. Bei den Blöcken 822, 824, 826 und 828 warten die kooperativen Fahrzeuge 100a–100d, bis sich die anderen kooperativen Fahrzeuge 100a–100d an ihrer jeweiligen Zielposition befinden.
9 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens für die kooperativen Fahrzeuge 100 aus 1 zum Kooperieren, um ein Platoon 204 durch den Verkehrskatarakt 200 zu bewegen. Anfangs bei Block 902 wählen die CACC-Module 108 der teilnehmenden kooperativen Fahrzeuge 100 die teilnehmenden kooperativen Fahrzeuge 100 aus, die sich an der/den Position(en) befinden, die dem Verkehrskatarakt 200 am nächsten ist/sind. Bei Block 904 wählen die CACC-Module 108 der teilnehmenden kooperativen Fahrzeuge 100 aus, welche(s) Platoon(s) 204 an der/den Position(en), die dem Verkehrskatarakt 200 am nächsten ist/sind, sich durch den Katarakt bewegen soll(en). Die Anzahl an zu bewegenden Platoons 204 basiert auf der Anzahl an offenen Spuren durch den Verkehrskatarakt 200. Die Auswahl der/des Platoon(s) 204 an der/den Position(en), die dem Vekehrskatarakt 200 am nächsten ist/sind, das/die sich bewegen soll(en), erfolgt zum Beispiel auf Grundlage der Reduzierung der durchschnittlichen Wartezeit der Fahrzeug 100 und 102, die sich durch den Verkehrskatarakt 200 bewegen sollen. Das Verfahren wird bei den Blöcken 906 und 908 fortgesetzt.
Bei Block 906 koordinieren die CACC-Module 108, um dem/den bei Block 904 ausgewählten Platoon(s) 204 zu erlauben, durch den Verkehrskatarakt 200 fortzuschreiten, angeführt von entsprechenden der teilnehmenden kooperativen Fahrzeuge 100. Das/die anführende(n) teilnehmende(n) kooperative(n) Fahrzeug(e) 100 passt/passen die Geschwindigkeit des/der Platoon(s) 204 an, sodass das/die Platoon(s) 204 den Verkehrskatarakt 200 bei einer konstanten Geschwindigkeit durchqueren. Bei Block 908 koordinieren die CACC-Module 108, um dem/den Platoon(s) 204, das/die sich hinter dem/den sich bei Block 906 bewegenden Platoon(s) 204 befindet/befinden, zu erlauben, sich zu bewegen, um die durch das/die sich bewegende(n) Platoon(s) 204 freigewordene Spur zu füllen. Das/die führende(n) teilnehmende(n) kooperative(n) Fahrzeug(e) 100 passt/passen die Geschwindigkeit des/der Platoon(s) 204 an, sodass sich das/die Platoon(s) 204 in den freigewordenen Abschnitt der Spur(en) bewegt/bewegen, ohne dass Standardfahrzeuge 102 von anderen Platoons 204 in die freigewordenen Felder wechseln können. Bei Block 910 warten die CACC-Module 108, bis sich das/die Platoon(s) 204 durch den Verkehrskatarakt 200 bewegt/bewegen und das/die Platoon(s) 204, das/die sich in die freigewordene Spur bewegen, sind in Position, um zu vereinfachen, dass mehr Platoon(s) 204 den Verkehrskatarakt 200 durchqueren. Das Verfahren kehrt dann zu Block 902 zurück.
Die Ablaufdiagramme aus 7, 8 und 9 sind repräsentativ für maschinenlesbare Anweisungen, die in dem Speicher (wie etwa dem Speicher 610 aus 6) gespeichert sind und ein oder mehrere Programme umfassen, die bei Ausführung durch einen Prozessor (wie etwa den Prozessor 608 aus 6) das kooperative Fahrzeug 100 dazu veranlassen, das beispielhafte CACC-Modul 108 aus 1 und 6 zu implementieren. Obwohl das/die beispielhafte/n Programm(e) in Bezug auf die in 7, 8 und 9 veranschaulichten Ablaufdiagramme beschrieben ist/sind, können alternativ viele andere Verfahren zum Umsetzen des beispielhaften CACC-Moduls 108 verwendet werden. Beispielweise kann die Reihenfolge der Ausführung der Blöcke geändert werden und/oder können einige der beschriebenen Blöcke verändert, weggelassen oder kombiniert werden.
In dieser Anmeldung soll die Verwendung der Disjunktion die Konjunktion einschließen. Die Verwendung von bestimmten oder unbestimmten Artikeln soll keine Kardinalität anzeigen. Insbesondere soll ein Verweis auf „das“ Objekt oder „ein“ Objekt auch eines aus einer möglichen Vielzahl solcher Objekte bezeichnen. Ferner kann die Konjunktion „oder“ dazu verwendet werden, Merkmale wiederzugeben, die gleichzeitig vorhanden sind, anstelle von sich gegenseitig ausschließenden Alternativen. Anders ausgedrückt, sollte die Konjunktion „oder“ so verstanden werden, dass sie „und/oder“ einschließt. Die Ausdrücke „beinhaltet“, „beinhaltend“ und „beinhalten“ sind inklusiv und verfügen über denselben Umfang wie „umfasst“, „umfassend“ bzw. „umfassen“.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen und insbesondere etwaige „bevorzugte“ Ausführungsformen sind mögliche Beispiele für Umsetzungen und sind lediglich für ein eindeutiges Verständnis der Grundsätze der Erfindung dargelegt. Viele Variationen und Modifikationen können an der/den vorstehend beschriebenen Ausführungsform(en) vorgenommen werden, ohne wesentlich von dem Geist und den Grundsätzen der hier beschriebenen Techniken abzuweichen. Sämtliche Modifikationen sollen hier im Umfang dieser Offenbarung eingeschlossen und durch die folgenden Ansprüche geschützt sein.
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 Nicht-Patentliteratur

„Core System Requirements Specification (SyRS) Report“ vom Juni 2011 [0024]
http://www.its.dot.gov/meetings/pdf/CoreSystem_SE_SyRS_RevA%20(2011-06-13).pdf [0024]
Funkstandards IEEE 802.11 [0024]
IEEE-802.11-Protokoll [0024]
(ISO) 11898-1 [0042]
ISO 11898-7 [0042]
ISO 9141 [0042]
ISO 14230-1 [0042]
Protokoll IEEE 802.3 (ab 2002) [0042]

Claims

Kooperatives Fahrzeug, umfassend: ein Fahrzeug-mit-Fahrzeug-Kommunikationsmodul; und ein kooperatives adaptives Geschwindigkeitssteuermodul zum: Bestimmen eines Standorts eines Verkehrskatarakts; Koordinieren mit anderen kooperativen Fahrzeugen, um ein Platoon an Standardfahrzeugen zu bilden; und Koordinieren mit den anderen kooperativen Fahrzeugen, um das gebildete Platoon bei einer konstanten Geschwindigkeit durch den Verkehrskatarakt zu bewegen.
Kooperatives Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Standardfahrzeuge nicht mit einem Fahrzeug-mit-Fahrzeug-Kommunikationsmodul ausgestattet sind.
Kooperatives Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei das kooperative adaptive Geschwindigkeitssteuermodul ein Vorhandensein des Verkehrskatarakts erfassen soll.
Kooperatives Fahrzeug nach Anspruch 3, wobei zum Erfassen des Vorhandenseins des Verkehrskatarakts das kooperative adaptive Geschwindigkeitssteuermodul Verkehr erfassen soll, der von einem freien Fließzustand zu einem synchronen Fließzustand übergeht.
Kooperatives Fahrzeug nach Anspruch 4, wobei zum Erfassen des Verkehrs, der von dem freien Fließzustand zu dem synchronen Fließzustand übergeht, das kooperative adaptive Geschwindigkeitssteuermodul den Verkehrstakt und eine Änderung des Verkehrstaktes verfolgen soll.
Kooperatives Fahrzeug nach Anspruch 4, wobei zum Erfassen des Verkehrs, der von dem freien Fließzustand zu dem synchronen Fließzustand übergeht, das kooperative adaptive Geschwindigkeitssteuermodul eine Rate der Lückenverfügbarkeit verfolgen soll.
Kooperatives Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei zum Koordinieren mit den anderen kooperativen Fahrzeugen, um das Platoon aus den Standardfahrzeugen zu bilden, das kooperative adaptive Geschwindigkeitssteuermodul in Verbindung mit den anderen kooperativen Fahrzeugen einen Zielstandort und einen Zielzeitraum für das kooperative Fahrzeug bestimmen soll.
Kooperatives Fahrzeug nach Anspruch 7, wobei das kooperative adaptive Geschwindigkeitssteuermodul eine Geschwindigkeit des kooperativen Fahrzeugs anpassen soll, um den Zielstandort in dem Zielzeitraum zu erreichen.
Kooperatives Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei zum Bestimmen des Standorts des Verkehrskatarakts das kooperative adaptive Geschwindigkeitssteuermodul über das Fahrzeug-mit-Fahrzeug-Kommunikationsmodul eine Nachricht von einem anderen kooperativen Fahrzeug empfangen soll, das den Verkehrskatarakt durchlaufen hat, wobei die Nachricht den Standort des Verkehrskatarakts beinhaltet.
Verfahren zum Steuern eines kooperativen Fahrzeugs, umfassend: Bestimmen, mit einem Prozessor, eines Standorts eines Verkehrskatarakts; Koordinieren, mit einem Fahrzeug-mit-Fahrzeug-Kommunikationsmodul, mit anderen kooperativen Fahrzeugen, um ein Platoon an Standardfahrzeugen zu bilden; und Koordinieren mit den anderen kooperativen Fahrzeugen, um das gebildete Platoon bei einer konstanten Geschwindigkeit durch den Verkehrskatarakt zu bewegen.
Verfahren nach Anspruch 10, beinhaltend das Erfassen eines Vorhandenseins des Verkehrskatarakts durch Erfassen von Verkehr, der von einem freien Fließzustand zu einem synchronen Fließzustand übergeht.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Erfassen des Verkehrs, der von dem freien Fließzustand zu dem synchronen Fließzustand übergeht, das Verfolgen des Verkehrstaktes und einer Änderung des Verkehrstaktes beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Erfassen des Verkehrs, der von dem freien Fließzustand zu dem synchronen Fließzustand übergeht, das Verfolgen einer Rate der Lückenverfügbarkeit beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Koordinieren mit den anderen kooperativen Fahrzeugen, um das Platoon aus den Standardfahrzeugen zu bilden, in Verbindung mit den anderen kooperativen Fahrzeugen das Bestimmen eines Zielstandortes und eines Zielzeitraums für das kooperative Fahrzeug beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Bestimmen des Standorts des Verkehrskatarakts das Empfangen, über das Fahrzeug-mit-Fahrzeug-Kommunikationsmodul, einer Nachricht von einem anderen kooperativen Fahrzeug, das den Verkehrskatarakt durchlaufen hat, beinhaltet, wobei die Nachricht den Standort des Verkehrskatarakts beinhaltet.