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Die Erfindung betrifft einen Kraftwagen der im Patentanspruch 1 angegebenen Art sowie einen Kraftwagenzug der im Patentanspruch 5 angegebenen Art.
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Derzeit wird intern daran geforscht, einen mehr als einen Kraftwagen aufweisenden Kraftwagenzug zu bilden, wobei dieser Kraftwagenzug durch einen einzigen menschlichen Fahrer steuerbar ist bzw. gesteuert wird. Dabei wird eine Fahrtrajektorie eines ersten Kraftwagens des Kraftwagenzugs an die anderen Kraftwagen des Kraftwagenzugs übermittelt, sodass die anderen Kraftwagen des Kraftwagenzugs der Fahrtrajektorie des ersten Kraftwagens autonom folgen.
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Es wurde festgestellt, dass der menschliche Fahrer, der in dem ersten Kraftwagen des Kraftwagenzugs angeordnet ist, in einem Normalbetrieb des Kraftwagenzugs dazu in der Lage ist, den Fahrbetrieb des Kraftwagenzugs zu überwachen und/oder zu kontrollieren. Dies ist auch besonders vorteilhaft, da autonome Systeme des Kraftwagenzugs, beispielsweise der dem ersten Kraftwagen folgenden Kraftwagen, einen sich auf die jeweilige Fahrtrajektorie auswirkenden Eingabebefehl empfangen, der als Vergleich zu einem designierten Fahrbefehl der autonomen Systeme herangezogen wird. Hierdurch können die autonomen Systeme ihre jeweiligen Trajektorien und/oder Fahrbefehle evaluieren.
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Es kann - insbesondere während eines Fahrbetriebs des Kraftwagenzugs - dazu kommen, dass aufgrund einer den Normalbetrieb unterbrechenden Situation der Normalbetrieb nicht länger aufrechterhalten werden kann. In diesem Fall kann es sein, dass der alleinige Fahrer des Kraftwagenzugs bzw. des ersten Kraftwagens des Kraftwagenzugs, der eine jeweilige Fahrtrajektorie der dem ersten Kraftwagen folgenden Kraftwagen vorgibt, mit dem Überwachen und/oder mit dem Kontrollieren der Kraftwagen des Kraftwagenzugs überfordert ist. Das kann dazu führen, dass die durch den menschlichen Fahrer vorgegebene, jeweilige Fahrtrajektorie der Kraftwagen des Kraftwagenzugs nicht länger sicher, insbesondere verkehrssicher ist. Demnach besteht der Bedarf, die den Normalbetrieb des Kraftwagenzugs unterbrechende Situation zuverlässig und sicher für den Straßenverkehr aufzulösen.
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Hierzu offenbart die
US 2015 248 131 A1 ein Verfahren, das Folgendes aufweist: Bestimmen einer Repräsentation einer Umgebung eines autonomen Fahrzeugs, basierend auf Sensordaten der Umgebung; basierend auf der Repräsentation ein Identifizieren einer Situation aus einem vorgegebenen Satz von Situationen, für welche das autonome Fahrzeug Fernunterstützung anfordern wird; Senden einer Unterstützungsanfrage zu einem entfernten Assistenten, wobei die Unterstützungsanfrage die Repräsentation der Umgebung und die identifizierte Situation umfasst; Empfangen einer Antwort von dem entfernten Assistenten, die eine autonome Operation anzeigt; Veranlassen des autonomen Fahrzeugs, die autonome Operation auszuführen. Bei diesem Verfahren ist es jedoch vonnöten, sich vollständig auf die autonomen Systeme des autonomen Fahrzeugs zu verlassen, um eine schwierige Situation, insbesondere im Straßenverkehr, zuverlässig und sicher für andere Verkehrsteilnehmer aufzulösen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Sicherheit im Straßenverkehr weiter zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Kraftwagen mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen sowie durch einen Kraftwagenzug mit den im Patentanspruch 5 angegeben Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Patentansprüchen angegeben.
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Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Kraftwagens sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Kraftwagenzugs anzusehen und umgekehrt.
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Erfindungsgemäß ist demnach ein Kraftwagen vorgesehen, der eine manuelle Steuereinheit aufweist, mittels derer der Kraftwagen durch einen menschlichen Fahrer vom Kraftwagen aus steuerbar ist. Des Weiteren weist der Kraftwagen eine weitere, zumindest hochautomatisierte Steuereinheit auf, mittels derer der Kraftwagen zumindest zeitweise ohne Eingreifen des menschlichen Fahrers steuerbar ist.
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Um nun die Sicherheit im Straßenverkehr weiter zu verbessern, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Kraftwagen eine fernbedienbare Steuereinheit aufweist, mittels derer der Kraftwagen von außerhalb des Kraftwagens durch einen menschlichen Helfer steuerbar ist.
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Unter einem Steuern des Kraftwagens ist hierin eine Einflussnahme auf eine Lenk- und Steuereinheit des Kraftwagens zu verstehen. Demnach umfasst das Steuern des Kraftwagens zumindest eine Einflussnahme auf eine Längsführung und auf eine Querführung sowie auf eine Längsbeschleunigung und auf eine Querbeschleunigung („Gasgeben“, „Bremsen“, „Lenken“).
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Es ist insbesondere vorgesehen, dass der Helfer, wenn die fernbedienbare Steuereinheit des Kraftwagens aktiviert ist, das Steuern des Kraftwagens vollständig übernimmt. Das bedeutet, dass der Helfer, der entfernt von dem Kraftwagen angeordnet ist, mittels der fernbedienbaren Steuereinheit Einfluss auf die Längsführung, die Querführung, die Längsbeschleunigung und die Querbeschleunigung des Kraftwagens nimmt. Bei dem Helfer handelt es sich hierbei um einen anderen Menschen als bei dem Fahrer des Kraftwagens.
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Liegt während eines Fahrbetriebs des Kraftwagens ein normaler Fahrbetrieb vor, bedeutet das, dass keine störende bzw. den normalen Fahrbetrieb ausschließende und/oder verhindernde Situation vorliegt. Dann erledigt der Fahrer des Kraftwagens über die manuelle Steuereinheit und mittels seiner Sinne die Fahraufgaben (Lenken, Beschleunigen, Überwachen der Verkehrssituation etc.), insbesondere vollumfänglich. Hierbei kann der Fahrer von einer Sensorik des Kraftwagens und/oder von Fahrerassistenzsystemen des Kraftwagens unterstützt werden. Des Weiteren kann für den normalen Fahrbetrieb vorgesehen sein, dass der Kraftwagen hochautomatisiert (Level 3), vollautomatisiert (Level 4) oder autonom (Level 5) betreibbar ist oder betrieben wird. Bei dem jeweiligen Automatisierungs- bzw. Autonomielevel, das gemäß SAE J3016 in fünf Level eingeteilt ist, ist es dem Fahrer des Kraftwagens, insbesondere im Zusammenhang mit den Levels 3, 4 und 5, zumindest zeitweise erlaubt, sich von einer aktuellen Fahraufgabe und/oder von dem Verkehrsgeschehen abzuwenden. Das bedeutet, dass das Steuern des Kraftwagens dann mittels der hochautomatisierten Steuereinheit erfolgt.
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Tritt nun eine Situation auf, die den normalen Fahrbetrieb stört bzw. ausschließt oder verhindert, kann es dazu kommen, dass der Fahrer des Kraftwagens, der dieser Situation unterworfen oder ausgesetzt ist, nicht länger dazu in der Lage ist, eine aktuelle Fahrtrajektorie des Kraftwagens in ausreichendem Maße zu kontrollieren bzw. zu überwachen, sodass eine mit dem Kraftwagen im Zusammenhang stehende Verkehrssicherheit aufgrund der plötzlich auftretenden Situation sinkt. Hier greift der menschliche Helfer ein, der mittels der fernbedienbaren Steuereinheit Einfluss auf das Steuern des Kraftwagens nehmen kann und so beim Aufrechterhalten und/oder Wiederherstellen einer sicheren Fahrtrajektorie des Kraftwagens zumindest unterstützt. So ist mittels des entsprechend ausgerüsteten Kraftwagens eine Verkehrssicherheit erhöht.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Kraftwagenzug mit einem Master-Kraftwagen, der eine manuelle Steuereinheit aufweist, mittels derer der Master-Kraftwagen durch einen menschlichen Fahrer vom Master-Kraftwagen aus steuerbar ist, und eine weitere, zumindest hochautomatisierte Steuereinheit aufweist, mittels derer der Master-Kraftwagen zumindest zeitweise ohne Eingreifen des menschlichen Fahrers steuerbar ist. Ferner umfasst der Master-Kraftwagen eine fernbedienbare Steuereinheit, mittels derer der Master-Kraftwagen von außerhalb des Master-Kraftwagens durch einen menschlichen Helfer steuerbar ist. Der Kraftwagenzug umfasst weiter einen Slave-Kraftwagen, der zu dem Master-Kraftwagen separat ausgebildet ist, wobei der Master-Kraftwagen und der Slave-Kraftwagen zur Übermittlung von Steuerungsdaten miteinander verbunden sind bzw. in Datenverbindung miteinander stehen.
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Steuerbefehle, die sich auf eine Längsführung, auf eine Querführung sowie auf eine Längsbeschleunigung und eine Querbeschleunigung des Master-Kraftwagens auswirken, werden - insbesondere zeitverzögert - dem wenigstens einen Slave-Kraftwagen bereitgestellt, beispielsweise an diesen übermittelt. So wird eine jeweilige Fahrtrajektorie, eine jeweilige Längsbeschleunigung, eine jeweilige Querbeschleunigung etc. durch den Master-Kraftwagen bestimmt, sodass der/die Slave-Kraftwagen der Fahrtrajektorie des Master-Kraftwagens folgt/folgen.
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Der Master-Kraftwagen und der/die Slave-Kraftwagen sind separat voneinander ausgebildet und können gleiche Fahrzeuge sein, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass der jeweilige Slave-Kraftwagen eine eigene fernbedienbare Steuereinheit aufweist.
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Hierdurch ergeben sich die bereits weiter oben beschriebenen Vorteile, sodass letztendlich der Kraftwagenzug zu einer Erhöhung der Straßenverkehrssicherheit beiträgt.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Figurenliste
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- 1 eine schematische Ansicht eines Kraftwagens mit einer fernbedienbaren Steuereinheit und
- 2 eine schematische Ansicht eines Kraftwagenzugs mit dem Kraftwagen.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Im Folgenden sind ein vorliegend als Lastkraftwagen ausgebildeter Kraftwagen 1 und ein Kraftwagenzug 2 in einer gemeinsamen Beschreibung dargelegt.
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In 1 ist in schematischer Ansicht der Kraftwagen 1 gezeigt, der eine fernbedienbare Steuereinheit 3 aufweist. Der Kraftwagen 1, der vorliegend als der Lastkraftwagen 1 ausgebildet ist, weist bekanntermaßen eine Antriebs- und Lenkeinrichtung 4 auf, mittels derer der Kraftwagen 1 bzw. Lastkraftwagen 1 anhand von entsprechenden Steuerbefehlen steuerbar ist. Hierzu weist die Antriebs- und Lenkeinrichtung 4 eine eine Verbrennungskraftmaschine und/oder eine elektrische Maschine aufweisende Antriebseinheit auf, die mit einer Antriebsachse 5 des Kraftwagens 1 mechanisch verbunden ist. Mittels der Antriebseinheit der Antriebs- und Lenkeinrichtung 4 ist der Lastkraftwagen 1 antreibbar bzw. fortbewegbar.
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Die Antriebs- und Lenkeinrichtung 4 weist ferner eine Lenkeinheit auf, die mit einer Lenkachse 6 des Lastkraftwagens 1 mechanisch verbunden ist, derart, dass aufgrund entsprechender Steuerbefehle Räder der Lenkachse 6 einen mit dem jeweiligen Steuerbefehl korrespondierenden Lenkwinkel einnehmen. Durch das Zusammenspiel der Antriebseinheit mit der Lenkeinheit, das heißt durch die Antriebs- und Lenkeinrichtung 4, ist es ermöglicht, Einfluss auf eine Längsführung, eine Querführung, eine Längsbeschleunigung und eine Querbeschleunigung des Lastkraftwagens 1 zu nehmen. Mit anderen Worten ist der Lastkraftwagen 1 mittels der Antriebs- und Lenkeinrichtung 4 fahrbar und steuerbar bzw. lenkbar.
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Um die entsprechenden Steuerbefehle der Antriebs- und Lenkeinrichtung 4 bereitzustellen, weist der Lastkraftwagen 1 eine manuelle Steuereinheit 7 auf, mittels derer der Kraftwagen bzw. Lastkraftwagen 1 durch einen menschlichen Fahrer 8 steuerbar ist, wobei der menschliche Fahrer 8 in dem Lastkraftwagen 1 angeordnet ist, etwa auf einem Fahrersitz des Lastkraftwagens 1. Es ist also vorgesehen, dass das Steuern des Lastkraftwagens 1 durch den menschlichen Fahrer 8 und über die manuelle Steuereinheit 7 vom Lastkraftwagen 1 aus erfolgt. Die manuelle Steuereinheit 7 weist hierzu bekannte Bedienelemente auf, etwa ein Lenkrad 9, eine Pedalerie, ein Kombiinstrument etc.
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Der Lastkraftwagen 1 weist eine weitere Steuereinheit 10 auf, mittels derer der Lastkraftwagen 1 zumindest zeitweise ohne Eingreifen des menschlichen Fahrers 8 steuerbar ist. Wie die manuelle Steuereinheit 7 und die Antriebs- und Lenkeinrichtung 4 zur Übermittlung der Steuerbefehle kabellos und/oder kabelgebunden miteinander verbunden sind, sind die Antriebs- und Lenkeinrichtung 4 und die weitere Steuereinheit 10 ebenfalls zur Übermittlung der Steuerbefehle kabellos und/oder kabelgebunden miteinander verbunden. Die weitere Steuereinheit 10 stellt einen hochautomatisierten, vollautomatisierten und/oder autonomen Betriebsmodus des Lastkraftwagens 1 bereit.
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Ist die weitere Steuereinheit 10 hochautomatisiert bzw. stellt die weitere Steuereinheit 10 den hochautomatisierten Betriebsmodus (Level 3) des Lastkraftwagens 1 bereit, ist es dem Fahrer 8 beispielsweise erlaubt, sich zumindest zeitweise und/oder in bestimmten vorgegebenen bzw. spezifischen Anwendungsfällen des Lastkraftwagens 1 von entsprechenden Fahraufgaben abzuwenden. Das heißt, dass dann der Lastkraftwagen 1 selbständig fährt bzw. die Fahraufgabe selbständig erfüllt.
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Ist die weitere Steuereinheit 10 vollautomatisiert ausgebildet, das heißt, stellt die weitere Steuereinheit 10 den vollautomatisierten Betriebsmodus (Level 4) bereit, ist es dem Fahrer 8 erlaubt, die Erledigung der Fahraufgaben zumindest zeitweise, etwa über eine Gesamtdauer eines spezifischen Anwendungsfalls, vollständig dem Lastkraftwagen 1 zu überlassen - der Fahrer 8 ist dann lediglich Passagier des Lastkraftwagens 1.
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Ist die weitere Steuereinheit 10 autonom ausgebildet, das bedeutet, stellt die weitere Steuereinheit 10 den autonomen Betriebsmodus (Level 5) des Lastkraftwagens 1 bereit, ist überhaupt kein menschlicher Fahrer mehr vorgesehen. Das bedeutet, es werden mittels des gemäß Level 5 autonomen Lastkraftwagens 1 lediglich Passagiere (und gegebenenfalls Fracht) befördert, wobei diese Passagiere zu keiner Zeit eine Fahraufgabe des Lastkraftwagens 1 steuern oder beaufsichtigen/überwachen.
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Kommt es in dem normalen Fahrbetrieb zu einer den normalen Fahrbetrieb störenden bzw. den normalen Fahrbetrieb ausschließenden oder verhindernden Situation, kann es erforderlich sein, den menschlichen Fahrer 8 des Lastkraftwagens 1 zu unterstützen, um eine mit dem Lastkraftwagen 1 in Zusammenhang stehende Verkehrssicherheit zu • gewährleisten und/oder wiederherzustellen. Eine derartige, dem normalen Fahrbetrieb entgegenstehende Situation kann beispielsweise vorliegen aufgrund von ungünstigen Witterungsbedingungen bzw. -änderungen, kritischen Verkehrssituationen (Person und/oder havariertes Fahrzeug auf der Fahrbahn) etc. In diesen (seltenen) Fällen kann es dazu kommen, dass der menschliche Fahrer 8 mit dem sicheren Steuern und/oder Überwachen des Lastkraftwagens 1 - insbesondere des Kraftwagenzugs 2 - überfordert ist. Dies würde dazu führen, dass eine Fahrtrajektorie des Lastkraftwagens 1 bzw. des Kraftwagenzugs 2 lediglich wenig verkehrssicher ist.
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Hierzu ist die fernbedienbare Steuereinheit 3 vorgesehen, mittels derer der Lastkraftwagen 1 von außerhalb des Lastkraftwagens 1 durch einen menschlichen Helfer 11 steuerbar ist. Demnach hält sich der Helfer 11 räumlich getrennt bzw. entfernt von dem Lastkraftwagen 1 auf, etwa an einem ortsfesten Telearbeitsplatz 12, wobei eine Fernbedienungseinheit 13 drahtlos mit der fernbedienbaren Steuereinheit 3 verbunden bzw. verbindbar ist. Infolgedessen ist es dem menschlichen Helfer 11 ermöglicht, über die Fernbedienungseinheit 13 des Telearbeitsplatzes 12 und über die fernbedienbare Steuereinheit 3 Einfluss auf das Steuern des Lastkraftwagens 1 zu nehmen. Anders ausgedrückt ist es dem menschlichen Helfer 11 ermöglicht, über die Fernbedienungseinheit 13 und über die fernbedienbare Steuereinheit 3 eine Längsführung, eine Querführung, eine Längsbeschleunigung und eine Querbeschleunigung des Lastkraftwagens 1 zu steuern bzw. zu regeln. Hierdurch kann der Helfer 11 den menschlichen Fahrer 8 des Lastkraftwagens 1 zumindest dabei unterstützen, die verkehrssichere Fahrtrajektorie des Lastkraftwagens 1 bzw. des Kraftwagenzugs 2 einzuhalten oder gegebenenfalls wiederherzustellen.
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Es ist insbesondere vorgesehen, dass die fernbedienbare Steuereinheit 3 durch den Fahrer 8 aktivierbar ist, insbesondere, indem der Fahrer 8 ein Aktivierungselement 14 betätigt. Bei dem Aktivierungselement 14 kann es sich beispielsweise um einen Taster handeln, den der Fahrer 8 betätigt, wenn er der Meinung ist, er benötige Hilfe, um die verkehrssichere Trajektorie des Lastkraftwagens 1 bzw. des Kraftwagenzugs 2 aufrechtzuerhalten oder wiederherzustellen. Das bedeutet, dass der Fahrer 8 des Lastkraftwagens 1 die den normalen Fahrbetrieb störende bzw. den normalen Fahrbetrieb ausschließende oder verhindernde Situation erkennt und mittels des Betätigens des Aktivierungselements 14 zum einen die fernbedienbare Steuereinheit 3 aktiviert und zum anderen Unterstützung durch den Helfer 11 anfordert.
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Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das Aktivierungselement 14 mit einer Sensorik 15 des Lastkraftwagens 1 verbunden ist, wobei aufgrund entsprechender Sensorergebnisse der Sensorik 15 ermittelt wird, dass die den normalen Fahrbetrieb störende bzw. diesen ausschließende oder verhindernde Situation aufgetreten ist oder aufzutreten droht. In diesem Fall ist es denkbar, dass mittels der Sensorik 15 das Aktivierungselement 14 betätigt wird, beispielsweise indem die Sensorik 15 ein entsprechendes Auslösesignal dem Aktivierungselement 14 bereitstellt, sodass das Anfordern der Unterstützung ohne Zutun des menschlichen Fahrers 8 erfolgt.
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Es ist des Weiteren vorgesehen, dass mittels des Fahrers 8 und/oder mittels des Helfers 11 eine Kommunikationsverbindung, insbesondere Sprachverbindung, zwischen dem Fahrer 8 und dem Helfer 11 etablierbar ist. Das Etablieren bzw. Aufbauen der Kommunikationsverbindung zwischen dem Fahrer 8 und dem Helfer 11 kann beispielsweise erfolgen, indem der Fahrer 8 das Aktivierungselement 14 betätigt, sodass der Helfer 11 Informationen über die Situation erhält, die der Fahrer 8 dem Helfer 11 mitteilt. Ferner ist so ermöglicht, dass der Helfer 11 dem Fahrer 8 Informationen bereitstellt bzw. mitteilt, die dem Fahrer 8 dabei helfen, die sichere Fahrtrajektorie des Lastkraftwagens 1 aufrechtzuerhalten oder wiederherzustellen. Umfasst die Kommunikationsverbindung die Sprachverbindung, können sich der Fahrer 8 und der Helfer 11 bidirektional und besonders effizient miteinander verständigen, sodass beispielsweise vorgesehen sein kann, dass der Helfer 11 das Steuern des Lastkraftwagens 1 erst nach Absprache mit dem Fahrer 8 übernimmt.
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Um es dem Helfer 11 zu ermöglichen, besonders effizient auf die Situation zu reagieren bzw. das zweckmäßigste Fahrmanöver mittels des Lastkraftwagens 1 durchzuführen, weist der Lastkraftwagen 1 eine Datenübertragungseinheit 16 auf, mittels derer dem Helfer 11 Sensordaten der Sensorik 15 des Lastkraftwagens 1 bereitstellbar sind. Das bedeutet, dass die Datenübertragungseinheit 16 und der Telearbeitsplatz 12, insbesondere die Fernbedienungseinheit 13, miteinander verbunden sind, sodass dem Helfer 11, zumindest wenn die fernbedienbare Steuereinheit 3 des Lastkraftwagens 1 aktiviert ist, Sensordaten über die dem normalen Fahrbetrieb entgegenstehende Situation bereitstellbar sind.
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2 zeigt in schematischer Ansicht den Kraftwagenzug 2, der den Lastkraftwagen 1 umfasst. Im vorliegenden Beispiel bildet der Lastkraftwagen 1 einen Master-Kraftwagen 17 bzw. Master-Lastkraftwagen 17 des Kraftwagenzugs bzw. Lastkraftwagenzugs 2. Der hierin beschriebene Lastkraftwagenzug 2 ist nicht zu verwechseln mit einem Lastzug, also einem Gespann aus einem Zugfahrzeug mit einem mechanisch daran angekoppelten Anhängerfahrzeug. Stattdessen weist der Lastkraftwagenzug 2 wenigstens einen weiteren Kraftwagen oder Lastkraftwagen 1 auf, der einen Slave-Kraftwagen 18 bzw. Slave-Lastkraftwagen 18 des Lastkraftwagenzugs 2 bildet. Der Master-Lastkraftwagen 17 ist zumindest mit dem ersten Slave-Lastkraftwagen 18 drahtlos verbunden, beispielsweise über eine sogenannte elektronische Deichsel 19. Das bedeutet, dass der Master-Lastkraftwagen 17 und der erste Slave-Lastkraftwagen 18 miteinander zur Übermittlung von Steuerungsdaten bzw. Steuerbefehlen unter einem Ausbleiben einer mechanischen Verbindung drahtlos miteinander verbunden sind. Mit anderen Worten stehen der Master-Lastkraftwagen 17 und der erste Slave-Lastkraftwagen 18 in Datenverbindung, insbesondere dauerhafter Datenverbindung. Mittels des gleichen Prinzips - also mittels zumindest einer weiteren elektronischen Deichsel 19 - kann ein weiterer Slave-Lastkraftwagen 20 angekoppelt sein, insbesondere an den ersten Slave-Lastkraftwagen 18. Auf diese Weise ist der zweite Slave-Lastkraftwagen 20 ebenfalls Teil des Lastkraftwagenzugs 2.
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In analoger Weise ist eine beliebige Anzahl von Lastkraftwagen 1 in den Lastkraftwagenzug 2 integrierbar. Ein Fahren eines solchen Lastkraftwagenzugs 2 wird „Platooning“ genannt, wobei lediglich in dem Master-Lastkraftwagen 17 der menschliche Fahrer 8 ist und die Slave-Lastkraftwagen 18, 20 fahrerlos, insbesondere autonom, dem Master-Lastkraftwagen 17 folgen. Mit anderen Worten folgen die Slave-Lastkraftwagen 18, 20 der Fahrtrajektorie, die aufgrund von Steuerbefehlen des menschlichen Fahrers 8 mittels des Master-Lastkraftwagens 17 abgefahren wird. Beim „Platooning“ bzw. beim Betrieb des Lastkraftwagenzugs 2 obliegt es dem einzigen Fahrer 8 des Lastkraftwagenzugs 2, eine Verkehrssicherheit des Lastkraftwagenzugs 2 zumindest zu überwachen, insbesondere zu kontrollieren. Das bedeutet, dass der einzige Fahrer 8 des Lastkraftwagenzugs 2 - zumindest während eines Fahrbetriebs desselben - für die in den Lastkraftwagenzug 2 integrierten Slave-Lastkraftwagen 18, 20 sowie für den Master-Lastkraftwagen 17 zuständig ist. Dies wird umso schwieriger, je größer die Anzahl der Slave-Lastkraftwagen 18, 20 ist. Da die Anzahl von Lastkraftwagen 1, die im Platooning-Betrieb in einem gemeinsamen Lastkraftwagenzug 2 betreibbar sind, sieben übersteigen kann, ist es von besonderem Vorteil, wenn der Fahrer 8 des Lastkraftwagenzugs 2 zumindest bei der dem normalen Fahrbetrieb des Lastkraftwagenzugs 2 entgegenstehenden Situation Unterstützung durch den Helfer 11 bekommt.
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Besonders zuverlässig und sicher lässt sich eine jeweilige Fahrtrajektorie der Slave-Lastkraftwagen 18, 20 gewährleisten bzw. wiederherstellen, wenn bei dem Aktivieren bzw. aufgrund des Aktivierens der fernbedienbaren Steuereinheit 3 des Master-Lastkraftwagens 17 dem jeweiligen Slave-Lastkraftwagen 18, 20 ein jeweiliger Helfer 11 zuordenbar ist. Im Einzelnen bedeutet dies, dass - insbesondere aufgrund des Betätigens des Aktivierungselements 14 durch den Fahrer 8 - die fernbedienbare Steuereinheit 3 des Master-Lastkraftwagens 17 aktiviert wird, woraufhin dem Master-Lastkraftwagen 17 ein erster menschlicher Helfer 21 zugeordnet wird. Da die Slave-Lastkraftwagen 18, 20 jeweils über eine eigene fernbedienbare Steuereinheit 3 verfügen, wird dem ersten Slave-Lastkraftwagen 18 ein zweiter menschlicher Helfer 22 und dem zweiten Slave-Lastkraftwagen 20 ein dritter menschlicher Helfer 23 zugeordnet. Das bedeutet, dass der erste menschliche Helfer 21 das Steuern des Master-Lastkraftwagens 17 übernimmt, während der zweite menschliche Helfer 22 das Steuern des ersten Slave-Lastkraftwagens 18 und der dritte menschliche Helfer 23 das Steuern des zweiten Slave-Lastkraftwagens 20 übernimmt. Anders ausgedrückt ist eine Anzahl von Helfern einer dementsprechenden Anzahl von Kraftwagen zuordenbar. Demnach kann also vorgesehen sein, dass der Platooning-Betrieb zumindest dann beendet wird, wenn die fernbedienbare Steuereinheit 3 des Master-Lastkraftwagens 17 aktiviert ist und das Steuern des Master-Lastkraftwagens 17 durch den menschlichen Helfer 11 zumindest unterstützt wird.
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Der jeweilige Telearbeitsplatz 12 bzw. die jeweilige Fernbedienungseinheit 13 des jeweiligen menschlichen Helfers 11, 21, 22, 23 kann insbesondere Bedienelemente aufweisen, die mit Bedienelementen des Lastkraftwagens 1 korrespondieren. Beispielsweise kann der jeweilige Telearbeitsplatz 12 eine Kopie des Fahrerarbeitsplatzes des Lastkraftwagens 1 umfassen, sodass dem menschlichen Helfer 11, 21, 22, 23 ein jeweiliges Lenkrad 24, eine jeweilige Pedalerie, ein jeweiliges Kombiinstrument etc. zur Verfügung steht, um den jeweiligen Lastkraftwagen 1 fernzusteuern. Ebenso ist es denkbar, den jeweiligen Fahrerarbeitsplatz der Lastkraftwagen 1 an dem jeweiligen Telearbeitsplatz 12 virtuell nachzubilden.
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Insgesamt zeigt die Erfindung, wie eine Sicherheit im Straßenverkehr, insbesondere während des Platoonings, weiter verbessert ist. Es ist vorgesehen, den Lastkraftwagen 1, insbesondere den Lastkraftwagenzug 2, anhand zweier menschlicher Inputs zu betreiben. Zum einen ist der menschliche Fahrer 8 vorgesehen, der das Platooning überwacht und physisch in einem der Lastkraftwagen 1 des Lastkraftwagenzugs 2, insbesondere in dem Master-Lastkraftwagen 17, sitzt. Hierbei bedient der menschliche Fahrer 8 den entsprechenden Lastkraftwagen 1, insbesondere über die manuelle Steuereinheit 7, und/oder überwacht das System bzw. einen Fahrbetrieb des Lastkraftwagens 1 und/oder des Lastkraftwagenzugs 2. Zum anderen ist zumindest der menschliche Helfer 11 vorgesehen, der entfernt von dem Lastkraftwagen 1 bzw. entfernt von dem Lastkraftwagenzug 2 angeordnet ist („Tele-Operator“). Der jeweilige Tele-Operator bzw. Helfer 11 ist in der Lage, zumindest einen der Lastkraftwagen 1 zu kontrollieren bzw. zu bedienen, sofern ein Bedarf hierfür vorliegt.
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Eine der Hauptaufgaben des menschlichen Fahrers 8 ist es, Unterstützung bzw. Hilfe anzufordern, falls der menschliche Fahrer 8 befürchtet bzw. abschätzt, dass ein Funktionsvermögen des Systems (des Lastkraftwagens 1 bzw. des Kraftwagenzugs 2) nicht ausreichend ist, um die dem normalen Fahrbetrieb entgegenstehende Situation bedarfsgerecht und zweckmäßig zu beherrschen. Es ist für den menschlichen Fahrer 8, der Teil des Lastkraftwagenzugs 2 ist, besonders einfach, die dem normalen Fahrbetrieb entgegenstehende (Verkehrs-)Situation, die einen Notfall darstellen kann, zu beurteilen, da der menschliche Fahrer, der beim Platooning eingesetzt wird, besonders gut ausgebildet und erfahren ist. Darüber hinaus ist der menschliche Fahrer 8 im Besitz einer kommerziellen Fahrerlaubnis, insbesondere eines Führerscheins der Klasse CE. Der menschliche Fahrer hat weiter die Pflicht, von dem entfernten Helfer 11 Unterstützung anzufordern, insbesondere mittels des Aktivierungselements 14.
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Nach der Unterstützungsanforderung wird eine Anzahl der in den Lastkraftwagenzug 2 integrierten Lastkraftwagen 1 entsprechende Anzahl von Tele-Operatoren bzw. Helfern 11 mit dem Lastkraftwagenzug 2 verbunden, derart, dass jedem der Lastkraftwagen 1 ein jeweiliger der alarmierten Helfer 11 zugeordnet wird. Das bedeutet, dass jeder der Lastkraftwagen 1 des Lastkraftwagenzugs 2 individuell kontrolliert wird. Die Helfer 11 bzw. die Tele-Operatoren erfüllen ihre Aufgabe anhand von Sensordaten, die sie von dem jeweiligen Lastkraftwagen 1 des Lastkraftwagenzugs 2 bereitgestellt bekommen. Ferner werden den Helfern 11 bzw. den Tele-Operatoren zusätzliche Informationen bereitgestellt, etwa solche Informationen, die die Tele-Operatoren von dem menschlichen Fahrer 11 über die Kommunikationsverbindung, insbesondere Sprachverbindung, empfangen.
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Auf diese Weise ist ein System geschaffen, das ähnlich funktioniert wie das der Fluglotsen. Ähnlich bei dem Fluglotsensystem ist bei dem Kraftwagen 1 bzw. dem Kraftwagenzug 2 vorgesehen, eine Kommunikation auf ein Minimum zu reduzieren und lediglich sehr präzise Instruktionen zu übermitteln. Im Falle des Kraftwagens 1 bzw. Kraftwagenzugs 2 ist lediglich eine Instruktion erforderlich: „Hilfe“. Aufgrund dieses Hilfe-Signals wird die zuvor beschriebene Anzahl von Helfern 11 bzw. von Tele-Operatoren dazu aufgefordert, die Kontrolle über die Kraftwagen 1 des Kraftwagenzugs 2 zu übernehmen. Dies entspricht dem Mayday-Signal bzw. dem pan-pan-Signal des Fluglotsensystems.
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Die Arbeitsaufteilung ist dabei die Folgende: ca. 90 % der Zeit kontrolliert der menschliche Fahrer 8 den autonomen Kraftwagenzug 2. Er überwacht das System und stellt einen Referenzpfad für das autonome System bereit. Die autonomen Kraftwagen 1, insbesondere die Slave-Lastkraftwagen 18, 20 sowie der Master-Lastkraftwagen 17, verteilen untereinander Sensordaten und Kontrolldaten bzw. Steuerungsdaten mittels Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation. Auf diese Weise ist der menschliche Fahrer 8 in der Lage, jeden der Kraftwagen 1 des Kraftwagenzugs 2 zu überwachen. Des Weiteren hat der Fahrer 8 die sogenannte Operational Design Domain (ODD) des Systems zu jeder Zeit zu überwachen, beispielsweise ob sich Witterungsbedingungen verschlechtern.
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Nur zu ca. 10 % der Zeit, insbesondere in unerwarteten und/oder abnormen Situationen, werden die Tele-Operatoren bzw. Helfer 11 zur individuellen Kontrolle der Kraftwagen 1 eingesetzt. Die Aufgabe der Helfer 11 ist es, den menschlichen Fahrer 8 zu entlasten und alle Situationen, die das System gerade nicht mehr selbst lösen kann, via Fernbedienung aufzulösen (sogenannte Grenzfälle).
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Ein Vorteil des Systems ist, dass ein Risiko des Systems besonders gering ist, da die Helfer 11 sich mit der jeweiligen Situation befassen, wenn die Verkehrssituation dies erfordert. Da dennoch der menschliche Fahrer 8 an Bord wenigstens eines der Lastkraftwagen 1 ist, agiert dieser als ein hochentwickelter Sensor und Alarmsystem, sodass eine Fahr- und/oder Verkehrssicherheit für den Menschen gewährleistet und sogar erhöht werden kann.
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Einige der Anwendungsfälle, bei denen der menschliche Helfer 11 den menschlichen Fahrer 8 unterstützt, sind (beispielsweise und nicht abschließend): Annähern eines Rettungsfahrzeugs; Aufkommen von ungünstigen Witterungsbedingungen; Systemfehler des Kraftwagens 1 bzw. des Kraftwagenzugs 2 (etwa Flüssigkeitsverlust, Reifendruckverlust, Druckverlust in einem System, insbesondere Bremssystem, des Kraftwagens 1 bzw. Kraftwagenzugs 2 etc.); kritische Grenzfälle (etwa Person auf der Fahrbahn, unerwartete Objekte und/oder Fahrzeuge); sich widersprechende Verkehrsregularien (falsche Verkehrszeichen, unklare Straßenmarkierungen etc.); sich verschlechternder Fahrbahnzustand (etwa aufgrund von sich verschlechternden Witterungsbedingungen, mangelnde Instandhaltung).
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Unter Einsatz des hierin vorgestellten Systems kann eine erforderliche Anzahl von Fahrern, die zum Betreiben des Kraftwagenzugs 2 vonnöten sind, um einen Faktor von 1/N reduziert werden, wobei N die Anzahl der Kraftwagen 1 des Kraftwagenzugs 2 ist. Da erwartungsgemäß abnorme Situationen oder Notfälle weit unter 10 % der Fahrzeit liegen und angenommen wird, dass ein Tele-Operator und ein menschlicher Fahrer in etwa das gleiche Personalkosten verursachen, kann eine Ersparnis von C erreicht werden, wobei C ≤ 1/N + 0,1/N (betrachtet über die Zeit, Abzinsung der Investitionskosten der neuen Technologie nicht betrachtet). Die finanzielle Ersparnis C ergibt sich gegenüber finanziellen Aufwendungen, die für menschliche Fahrer 8 aufzuwenden wären, wobei der jeweilige Kraftwagen 1 des Kraftwagenzugs 2 von einem eigenen menschlichen Fahrer 8 zu betreiben wäre.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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