Assistenzsystem für ein Kraftfahrzeug sowie Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeugs

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Elektrotechnik und der Informationsverarbeitung und ist mit besonderem Vorteil auf dem Gebiet der Kraftfahrzeugtechnik einsetzbar. Konkret be ^¬ zieht sich die Erfindung auf ein Assistenzsystem für ein ers ^¬ tes Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zum Steuern eines Fahr ^¬ zeugs .

Moderne Kraftfahrzeuge verfügen oft über eine sogenannte Start-Stopp-Automatik, die den Verbrennungsmotor abschaltet, wenn das Fahrzeug steht und kein Gang eingelegt ist. Hier ^¬ durch soll das Stehen des Fahrzeugs mit laufendem Motor vor einem Hindernis, wie beispielsweise einer roten Verkehrsam ^¬ pel, minimiert werden. Allerdings hängt die Effizienz dieser Maßnahme davon ab, ob der Motor des Fahrzeugs sich bereits auf Betriebstemperatur erwärmt hat und ob die Länge der

Standphase ausreicht, um einen vermehrten Kraftstoffverbrauch und eine vermehrte Emission bei einem Neustart aufzuwiegen.

Moderne VerkehrsleitSysteme versuchen in Ballungszentren, das Stehen von Fahrzeugen vor AmpeIn zu verringern, beispielswei- se dadurch, dass Grünphasen verschiedener Ampeln im Rahmen einer sogenannten "grünen Welle" aufeinander abgestimmt wer- den. Dies funktioniert jedoch nur bei laufendem Verkehr, der nicht durch Staus gestört ist.

Auch bei Stop-and-go-Bewegung des Verkehrs außerhalb von Am ^¬ pelbereichen ist es sinnvoll, nach Maßnahmen zur Emissions ^¬ senkung und zur Senkung des Kraftstoffverbrauchs zu suchen. Die Abbremsung und Beschleunigung eines Fahrzeugs können bei ^¬ spielsweise mit dem Ziel einer möglichst gleichmäßigen Fahrt optimiert werden. Hierzu ist jedoch ein vorausschauendes Fah- ren und das Verarbeiten einer Vielzahl von Informationen er ^¬ forderlich .

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Maßnahmen zur Op- timierung der Fahrzeugführung bereits bekannt. So beschreibt beispielsweise die US-Anmeldung 2010/0070128 AI eine fahrzeu ^¬ gunabhängige Informationsplattform, die über ein Netzwerk die Optimierung des Fahrverhaltens einzelner Fahrzeuge ermög ^¬ licht .

Aus der US-Anmeldung 2006/0038704 AI ist ebenfalls eine In ^¬ formationsplattform zur Steuerung des Straßenverkehrs be ^¬ kannt, die zur Optimierung des Fahrverhaltens Ausweichrouten anbietet. Eine ähnliche Lösung ist auch aus der

JP H-08315290 (A) bekannt.

In der deutschen Patentschrift DE 100 28 130 C2 ist ein Sys ^¬ tem zur Fahrzeugführung beschrieben, bei dem fahrzeugseitige Empfangsmittel mit einem System zur Kreuzungsverkehrsregelung kommunizieren, um Informationen über die Ampelschaltung und

Ampelphase zu erhalten und somit in die Lage versetzt zu wer ^¬ den, das Fahrverhalten zu optimieren.

Vor dem Hintergrund des Standes der Technik liegt der vorlie- genden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Assistenzsystem für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, das die Optimierung des Fahrverhaltens ermöglicht und dabei sowohl einfach aufgebaut als auch funktionssicher ist. Die Aufgabe wird mit den Merkmalen der Erfindung gelöst durch ein Assistenzsystem für ein erstes Kraftfahrzeug mit einer Sensoreinrichtung, einer ersten Datenverarbeitungseinrichtung und einer Ausgabeeinrichtung, wobei die Sensoreinrichtung we ^¬ nigstens einen ersten Sensor zur Erfassung der Bewegung des ersten Kraftfahrzeugs sowie eine Zeitmessungseinrichtung auf ^¬ weist . Die Erfindung zeichnet sich zudem aus durch eine Prognoseein ^¬ richtung mit einer Speichereinrichtung zur Speicherung von Bewegungsdaten des ersten Kraftfahrzeugs und von diesen zuge ^¬ ordneten Zeiten über wenigstens zwei Beschleunigungs- und Ab- bremsvorgange hinweg und mit einer Musterermittlungseinrich ^¬ tung zur Ermittlung von Bewegungsmustern des ersten Kraft ^¬ fahrzeugs .

Das erfindungsgemäße Assistenzsystem erlaubt mittels des ers- ten Sensors, die Bewegung des ersten Kraftfahrzeugs zu erfas ^¬ sen und dieser mittels der Zeitmessungseinrichtung einen zeitlichen Verlauf zuzuordnen. Die entsprechenden Bewegungs ^¬ daten können in einer Speichereinrichtung gespeichert und durch eine Musterermittlungseinrichtung bearbeitet werden, um Bewegungsmuster zu erkennen. Aufgrund derartiger Bewegungs ^¬ muster kann ein zukünftiges Bewegungsmuster extrapoliert oder prognostiziert werden.

Beispielsweise kann bei der Annäherung an eine Verkehrsampel, wenn dort bereits mehrere andere Fahrzeuge warten, erkannt werden, wie lang die Ampelphasen sind oder wie lang das Fahr ^¬ zeug jeweils zwischen zwei Grünphasen während einer Rotphase stillsteht. Damit kann beispielsweise festgestellt werden, ob sich das Abschalten des Antriebsaggregats während einer Rot- phase zur Senkung der Emission oder des Kraftstoffverbrauchs lohnt oder nicht. Zudem kann auch durch eine Trenderkennung ermittelt werden, wie viele Rotphasen noch durchlaufen wer ^¬ den, bevor das Fahrzeug die Ampel passieren kann. Dies folgt beispielsweise daraus, dass mit einer Annäherung an die Ampel das Bewegungsmuster der Fahrzeuge sich tendenziell ändert.

Auch bei Staufahrten mit Stop-and-go-Verkehr kann über die Vermessung der Standphasen und der Bewegungsphasen eine Prog ^¬ nose zukünftiger Stand- und Bewegungsphasen und gegebenen- falls auch eine Tendenz der Veränderung der Länge der Stand- und Bewegungsphasen ermittelt werden. Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass be ^¬ reits ohne die Zuhilfenahme weiterer Sensoreinrichtungen oder die Kommunikation mit kraftfahrzeugfremden Sensoren oder Sen ^¬ dern eine erste Prognose möglich ist. Dennoch ist es möglich, durch Heranziehen zusätzlicher Informationen, die beispiels ^¬ weise durch weitere Sensoren im ersten Kraftfahrzeug oder durch Messeinrichtungen außerhalb des ersten Kraftfahrzeugs gewonnen werden können, die Prognosen zu verbessern. Beispielsweise kann die Erfindung vorteilhaft dadurch ausges ^¬ taltet werden, dass die Sensoreinrichtung wenigstens einen zweiten Sensor zur Ermittlung der Position und/oder der Akti ^¬ vität einer mit dem Straßenverkehr interagierenden Einrich ^¬ tung, insbesondere einer Verkehrsampel, aufweist.

Beispielsweise kann der zweite Sensor derart ausgebildet sein, dass er auf optischem Wege eine Straßenverkehrsampel erkennt, beispielsweise durch einen farbsensitiven Sensor. Die Entfernung der Ampel kann dann beispielsweise über eine Parallaxenmessung des Abstands zwischen der roten und der grünen Leuchte bestimmt werden. Die Erfindung zeichnet sich in diesem Fall dadurch aus, dass der zweite Sensor unmittel ^¬ bar ein Signal der mit dem Straßenverkehr interagierenden Einrichtung, beispielsweise ein Funksignal, erfasst. Es kann dazu auch ein Ortungssignal durch die mit dem Straßenverkehr interagierende Einrichtung, insbesondere die Ampel, im nicht sichtbaren Bereich ausgesandt werden.

Bei einer solchen, mit dem Straßenverkehr interagierenden Einrichtung kann es sich außer um eine Verkehrsampel bei ^¬ spielsweise auch um eine Schranke oder im besonderen Fall ganz einfach um ein Verkehrshindernis handeln, das einen Stau verursacht . Es kann vorteilhaft auch vorgesehen sein, dass der zweite

Sensor ein Kommunikationssignal erfasst, das von einem Ver ^¬ kehrsleitsystem ausgesandt wird. Ein solches Kommunikations- signal eines VerkehrsleitSystems kann beispielsweise die ab ^¬ solute Position einer Verkehrsampel und/oder die Ampelphase oder auch die relative Position der Ampel zu einem Fahrzeug beinhalten .

Es kann vorteilhaft auch vorgesehen sein, dass der zweite Sensor zur Erfassung von Signalen geeignet ist, die von Sen ^¬ dern ausgesendet werden, die in weiteren Kraftfahrzeugen an ^¬ geordnet sind. In diesem Fall können Sensoren von anderen Fahrzeugen ihre Bewegungszustände oder auch die Position zu einer mit dem Straßenverkehr interagierenden Einrichtung, beispielsweise einer Ampel, signalisieren. Beispielsweise kann durch Sensoren eines Fahrzeugs, das unmittelbar an einer Ampel steht, die geografische Position dieser Ampel festge- stellt und verbreitet werden. Es kann auch durch die Fahrzeu ^¬ ge innerhalb einer Schlange kommuniziert werden, ob diese je ^¬ weils ein vor ihnen fahrendes Fahrzeug erfassen. In diesem Fall kann auch die Zahl der in der Schlange fahrenden Fahr ^¬ zeuge ermittelt werden.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Sensoreinrichtung wenigstens einen dritten Sen ^¬ sor aufweist, der die Position und/oder die Relativposition eines voranfahrenden weiteren Kraftfahrzeugs relativ zum ers- ten Kraftfahrzeug erfasst. Durch die Erfassung der Bewegung des voranfahrenden Kraftfahrzeugs kann einerseits die Infor ^¬ mationslage über die in Fahrtrichtung voraus liegende Situa ^¬ tion verbessert werden. Zudem ist es beispielsweise beim An ^¬ fahren für die Gestaltung der Beschleunigung des ersten

Kraftfahrzeugs wichtig, zu wissen, wie das voranfahrende Fahrzeug sich bewegt.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Sensoreinrichtung einen vierten Sensor auf- weist, der einen oder mehrere Parameter des ersten Kraftfahr ^¬ zeugs erfasst, die sich auf das Emissionsverhalten und/oder den Kraftstoffverbrauch beim Starten und/oder Beschleunigen des Kraftfahrzeugs auswirken. Auf diese Weise kann, nachdem eine Prognose für eine voraussichtliche Standzeit oder ein kurzfristiges Geschwindigkeitsprofil vorliegt, qualifiziert entschieden werden, ob das Abschalten eines Antriebsaggregats beim ersten Kraftfahrzeug lohnend ist oder nicht. Dabei kön ^¬ nen entweder Gesichtspunkte der Emission oder auch des Kraft ^¬ stoffverbrauchs die Hauptrolle spielen. Derartige Sensoren können beispielsweise die Temperatur des Antriebsaggregats, eine Öltemperatur, die Außentemperatur oder auch die Steigung der Fahrbahn erfassen.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Ausgabeeinrichtung eine Schnittstelle zur akus ^¬ tischen und/oder optischen Ausgabe von Informationen für den Fahrer des ersten Kraftfahrzeugs aufweist. Auf diese Weise kann der Fahrer sich unabhängig von seiner persönlichen Wahr ^¬ nehmung der Verkehrssituation über das optimierte Verhalten informieren, und es kann ihm beispielsweise im Voraus signa ^¬ lisiert werden, wann das Antriebsaggregat optimal in Betrieb gesetzt werden sollte. Der Fahrer kann zudem über ein optima ^¬ les Beschleunigungsverhalten und auch über eine anzustrebende Geschwindigkeit des Fahrzeugs informiert werden.

Die Erfindung kann außerdem vorteilhaft dadurch ausgestaltet werden, dass die Ausgabeeinrichtung eine Schnittstelle zur unmittelbaren Beeinflussung der Bremseinrichtung und/oder Be ^¬ schleunigungseinrichtung und/oder einer Ein-/Ausschaltein- richtung für ein Antriebsaggregat aufweist. Auf diese Weise kann durch das Assistenzsystem unmittelbar eine Bremse des ersten Kraftfahrzeugs betätigt werden, um das Fahrzeug zum richtigen Zeitpunkt und an der richtigen Stelle zum Still ^¬ stand zu bringen oder um beispielsweise möglichst frühzeitig die Geschwindigkeit zu reduzieren, um ein Durchrollen zu er ^¬ möglichen und einen vollständigen Stillstand des Fahrzeugs zu vermeiden. Zudem kann auch die Beschleunigung des Fahrzeugs durch das Assistenzsystem direkt gesteuert werden, indem die Ausgabeeinrichtung mit dem Gaspedal interagiert, beispiels- weise um auch in dieser Situation die Geschwindigkeit des Fahrzeugs mit dem Ziel einer möglichst gleichmäßigen Bewegung zu kontrollieren. Die Ausgabeeinrichtung des Assistenzsystems kann auch mit dem Zündungssystem einer Verbrennungskraftma- schine verbunden sein, so dass der Motor selbsttätig abge ^¬ schaltet und auch gestartet werden kann.

Selbstverständlich sollte in jeder Situation ein Override des Assistenzsystems durch eine Aktion des Fahrers möglich sein.

Es kann zudem vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Ausgabe ^¬ einrichtung eine Modulationseinrichtung aufweist, die das Übersetzungsverhältnis zwischen einer durch einen Fahrer be ^¬ dienbaren Proportional-Betätigungseinrichtung, insbesondere einem Gaspedal und/oder einem Bremspedal, einerseits und ei ^¬ nem durch die Proportional-Betätigungseinrichtung betätigba ^¬ ren Aggregat andererseits steuert. In diesem Fall kann bei ^¬ spielsweise die Sensitivität des Gaspedals oder des Bremspe ^¬ dals durch die Modulationseinrichtung gesteuert werden. Damit wird das Beschleunigungs- und Abbremsverhalten, das durch den Fahrer selbst gesteuert wird, in positivem Sinn im Hinblick auf das Emissionsverhalten und den Kraftstoffverbrauch beein- flusst. Dabei ist es insbesondere bei der Modulation des Bremspedals sinnvoll, den Abstand zu vorausfahrenden Kraft- fahrzeugen zu kontrollieren, um sicherzustellen, dass das

Fahrzeug in jedem Fall zum Stillstand gebracht werden kann, bevor es auf ein vorausfahrendes Fahrzeug auffährt. Die

Bremsbeschleunigung kann auch begrenzt werden, insbesondere unter Verwendung von Daten eines nach hinten gerichteten Ab- Standssensors, um ein Auffahren eines folgenden Fahrzeugs auf das erste Kraftfahrzeug zu vermeiden.

Die Erfindung bezieht sich außer auf ein Assistenzsystem der oben beschriebenen Art auch auf ein Verfahren zu Steuerung eines ersten Kraftfahrzeugs, bei dem durch einen ersten Sen ^¬ sor einer Sensoreinrichtung erfasste Daten über die Bewegung des ersten Kraftfahrzeugs wenigstens über zwei Beschleuni- gungs- und Abbremsvorgänge hinweg gespeichert und aus diesen wenigstens ein Bewegungsmuster des ersten Kraftfahrzeugs so ^¬ wie eine Prognose für zukünftige Bewegungen ermittelt wird. Im einfachsten Fall kann zur Mustererkennung beispielsweise eine periodische Funktion in Frequenz, Amplitude und Phase an das Bewegungsprofil des ersten Kraftfahrzeugs angepasst wer ^¬ den. Die sich hierdurch ergebende periodische Funktion lässt die Prognose des zukünftigen Fahrverhaltens zumindest mit ei- ner gewissen Wahrscheinlichkeit zu. Es können dann noch wei ^¬ tere Parameter in die Prognose einbezogen werden, wie bei ^¬ spielsweise die Änderung einer solchen periodischen Funktion bei der Annäherung an ein Verkehrshindernis oder eine Ver ^¬ kehrsampel .

Vorteilhaft kann außerdem vorgesehen sein, dass durch einen Sensor des ersten Kraftfahrzeugs die Annäherung an eine mit dem Straßenverkehr interagierende Einrichtung überwacht und dass bei einer Annäherung an eine derartige Einrichtung die Erfassung von Bewegungsdaten durch den ersten Sensor gestar ^¬ tet wird. Zu diesem Zweck kann ein Sensor vorgesehen sein, der unmittelbar auf das Licht einer Verkehrsampel oder andere unmittelbare Signale einer mit dem Verkehr interagierenden Einrichtung reagiert oder Funksignale von einem Verkehrsleit- System oder unmittelbar von einer solchen Einrichtung, insbe ^¬ sondere einer Ampelanlage, überwacht.

Ein solcher Sensor kann beispielsweise auch von einer Ampel ^¬ anlage deren Schaltfrequenz und Phase empfangen, so dass die Qualität der Anpassung einer periodischen Funktion an die Be ^¬ wegungsdaten und damit die Qualität der Prognose deutlich er ^¬ höht wird.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren einer Zeichnung in Form von Ausführungsbeispielen gezeigt und nach ^¬ folgend erläutert. Dabei zeigt: Fig. 1 das Assistenzsystem in einer schematischen Uber ^¬ sichtsdarsteilung,

Fig. 2 schematisch ein erstes Kraftfahrzeug mit einem As- sistenzsystem,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Staubewegung vor einer Verkehrsampel, Fig. 4 das Bewegungsverhalten des ersten Fahrzeugs während der Zeit vor dem Passieren der Ampel,

Fig. 5 ein durch das Assistenzsystem beeinflusstes Fahr ^¬ verhalten des ersten Kraftfahrzeugs vor einer Ampel sowie ein ideales Verhalten des Straßenverkehrs vor einer Ampel in dem Fall, dass alle Fahrzeuge durch ein Assistenzsystem in Verbindung mit einem Verkehrs ^¬ leitsystem beeinflusst werden.

Figur 1 zeigt ein Assistenzsystem für ein erstes Kraftfahr ^¬ zeug mit einer ersten Datenverarbeitungseinrichtung 1, die einerseits mit einer Sensoreinrichtung 2 und andererseits mit einer Ausgabeeinrichtung 3, 4 verbunden ist. Die Ausgabeein ^¬ richtung weist einerseits eine Aktuatoreinrichtung 3 sowie andererseits eine Benutzerschnittstelle 4, beispielsweise in Form einer Anzeige auf einem Bildschirm oder eines akusti ^¬ schen Signalgebers, wie eines Lautsprechers, auf.

Die erste Datenverarbeitungseinrichtung weist eine Prognose ^¬ einrichtung 42 auf, die ihrerseits eine Speichereinrichtung 43 und eine Mustererkennungseinrichtung 44 enthält.

Die Sensoren 5, 6 können beispielsweise optische Sensoren 5 zur optischen Erkennung einer Ampelanlage oder Funkempfänger 6 zum Empfangen verschiedenartiger Funksignale sowie Ab- Standssensoren zur Erfassung des Abstands von anderen Kraft ^¬ fahrzeugen, Sensoren zur Ermittlung der Motortemperatur oder der Temperatur des Motoröls, Sensoren zur Ermittlung der Fahrbahnneigung, der Geschwindigkeit und der zurückgelegten Wegstrecke sowie Sensoren für die Außentemperatur und Ähnli ^¬ ches sein. Die Aktoren 7, 8 können beispielsweise auf das Bremspedal 9, das Gaspedal 10, ein Kraftstoffeinsprit zsystem 11, ein Energierekuperationssystem 12 oder eine Zündeinrich ^¬ tung oder einen Anlassen des Motors Einfluss nehmen.

Die erste Datenverarbeitungseinrichtung 1 empfängt Daten von der Sensoreinrichtung 2 und sendet Daten an die Aktuatorein- richtung 3 und/oder an eine Benutzerschnittstelle 4. Es kann auch die Übermittlung von Daten durch die Benut zerschnitt- stelle 4 zur ersten Datenverarbeitungseinrichtung 1 vorgese ^¬ hen sein.

Die Sensoreinrichtung 2 empfängt Signale beispielsweise von einer Ampelanlage 13, einer Ampelsteuerung 14 oder von einem Kommunikationsnetz 15, in das verschiedenste Datenverbindun ^¬ gen, beispielsweise Internetverbindungen, integriert sein können. Das Kommunikationsnetz 15 kann beispielsweise Funk ^¬ verbindungen aufweisen, jedoch auch Festnetzverbindungen oder nicht leitungsgebundene Nahfeldverbindungen (Bluetooth, Wifi)

Die Ampelsteuerung 14 unterliegt wenigstens teilweise dem Einfluss von Anforderungen, die ein VerkehrsleitSystem 16, beispielsweise unter Berücksichtigung der Notwendigkeit des öffentlichen Personennahverkehrs, stellt.

Die erste Datenverarbeitungseinrichtung 1 verarbeitet zusätz ^¬ lich zu den durch die Sensoreinrichtung 2 übermittelten Sig ^¬ nalen beispielsweise auch Beiträge von lokalen Assistenzsys ^¬ temen 17, die verschiedenste Aufgaben in einem ersten Kraft- fahrzeug erfüllen können, wie beispielsweise die Vorverarbei ^¬ tung von durch Sensoren erfassten Daten. Derartige Assistenz ^¬ systeme können beispielsweise durch einen Benutzer derart programmiert werden, dass bestimmte Ziele verfolgt werden, wie beispielsweise ein möglichst schnelles Aufwärmen des An ^¬ triebsmotors zu Beginn einer Fahrt, so dass von einer Ab ^¬ schaltung des Motors zu Beginn der Fahrt möglichst abgesehen wird, Minimierung des Kraftstoffverbrauchs dergestalt, dass die Verwendung eines Energierekuperationssystems Vorrang vor der Betätigung der Bremse hat, sportliche Fahrcharakteristik durch Einstellung der Schaltpunkte eines Automatikgetriebes oder Ähnliches.

Die erste Datenverarbeitungsanlage kann somit Informationen über einen Zustand der Ampel 13 und ihren Operationsmodus ei ^¬ nerseits direkt über Sensoren 5, 6, andererseits über den un ^¬ mittelbaren Empfang von Funksignalen von der Ampelsteuerung 14 oder auch über Signale aus dem Kommunikationsnetz 15 er ^¬ halten .

Entsprechenden Einfluss kann die erste Datenverarbeitungsein ^¬ richtung 1 mittels unmittelbarer Wirkung der Aktuatoreinrich- tung 3 auf die Aktoren oder durch Signalgabe an einen Fahrer mittels der Benutzerschnittstelle 4 ausüben.

Zusätzlich zu der ersten Datenverarbeitungseinrichtung 1 kann eine zweite Datenverarbeitungseinrichtung 18 vorgesehen sein, die Daten unmittelbar aus dem Kommunikationsnetzwerk 15 auf ^¬ nimmt und an dieses abgibt. Die zweite Datenverarbeitungsein ^¬ richtung 18 kann einerseits in dem ersten Kraftfahrzeug ange ^¬ ordnet sein, sie kann jedoch vorteilhaft auch ortsfest und unabhängig von einem einzelnen Kraftfahrzeug als unabhängiger Server eingerichtet sein und mit einem oder mehreren Kraft ^¬ fahrzeugen, insbesondere mit dem ersten Kraftfahrzeug, mit ^¬ tels des Kommunikationsnetzwerks 15 kommunizieren.

Die zweite Datenverarbeitungseinrichtung 18 kann dabei fol- gende Funktionsmodule aufweisen: - Erstes Funktionsmodul 19: Ermittlung der Ampelsituation, konkret Ermittlung der Schaltfrequenz und der Ampelphase,

- Zweites Funktionsmodul 20: Bestimmung der Fahrparameter des ersten Kraftfahrzeugs und/oder weiterer Kraftfahrzeuge in Form der momentanen Geschwindigkeit und/oder der Posi ^¬ tion eines oder mehrerer der Kraftfahrzeuge. In diesem zweiten Modul kann auch der jeweilige Abstand der Kraft ^¬ fahrzeuge von der Ampel 13 ermittelt werden.

- Drittes Funktionsmodul 21: Bestimmung der Bremsparameter, Ermittlung der optimalen Bremscharakteristik, d.h. der Funktion der Negativbeschleunigung über die Zeit für eines oder mehrere der Kraftfahrzeuge unter Beachtung der Rand ^¬ bedingungen, dass die Fahrzeuge nicht zusammenstoßen dür ^¬ fen und dass die Geschwindigkeiten der einzelnen Kraft ^¬ fahrzeuge möglichst wenig schwanken,

- Viertes Funktionsmodul 22: Ermittlung der Information, die an einen Benutzer mittels der Benutzerschnittstelle 4 aus ^¬ gegeben wird.

Ein Teil der durch die zweite Datenverarbeitungseinrichtung 18 bereitgestellten Daten und Informationen kann über das Kommunikationsnetz 15 an die erste Datenverarbeitungseinrich ^¬ tung 1 gegeben und von dieser empfangen werden, um das opti ^¬ mierte Fahr- und Bremsverhalten entweder mittels der Benut ^¬ zerschnittstelle 4 an den Fahrer zu signalisieren oder unmit ^¬ telbar über die Aktuatoreinrichtung 3 und die Aktoren 9, 10, 11, 12 zu implementieren.

Mittels der ersten und/oder zweiten Datenverarbeitungsein ^¬ richtung 1, 18 kann beispielsweise bewirkt werden, dass wäh ^¬ rend der Stauphase vor einer Ampel eine Kolonne von einzelnen Kraftfahrzeugen möglichst wenig abgebremst wird, und zwar da ^¬ durch, dass möglichst frühzeitig eine geringe, aber gleich ^¬ förmige Geschwindigkeit aufgeprägt wird und dass, sofern eine Bremsung und/oder eine Beschleunigung notwendig ist, diese möglichst gleichförmig und gleichzeitig oder zumindest zeit ^¬ lich gestaffelt aufeinander abgestimmt den einzelnen Kraft ^¬ fahrzeugen signalisiert oder innerhalb der einzelnen Kraft ^¬ fahrzeuge implementiert wird.

Figur 2 zeigt schematisch ein erstes Kraftfahrzeug 23 mit ei ^¬ ner ersten und/oder zweiten Datenverarbeitungseinrichtung 1, 18, die mit einer Antenne 24 zur Verbindung mit dem Kommuni ^¬ kationsnetz 15, mit einem ersten Sensor 25 zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder der zurückgelegten Fahrstre ^¬ cke sowie einem zweiten Sensor in Form einer Kamera zur Auf ^¬ nahme des Ampellichts verbunden sind. Zudem ist die Datenver ^¬ arbeitungseinrichtung 1, 18 mit dem Motor 27 des Kraftfahr ^¬ zeugs 23, beispielsweise dort mit Sensoren für die Tempera- turerfassung, den Kraftstoffdurchsat z und weitere Messgrößen verbunden .

In Figur 3 ist schematisch von oben in einer Draufsicht eine Straße 28 mit Kraftfahrzeugen 29, 30, 31, 32, 33, 34 gezeigt, die sich in Dreiergruppen hintereinander in Längsrichtung der Straße 28 bewegen. Ein in gewisser Hinsicht optimiertes Ver ^¬ halten könnte sich ergeben, wenn jeweils drei Kraftfahrzeuge in einer Ampelphase die Ampel 13 passieren könnten und wenn der Abstand d zwischen jeweils zwei Dreiergruppen von Fahr- zeugen 29, 30, 31, 32, 33, 34 so groß wäre, dass bei gleich ^¬ bleibender Geschwindigkeit jeweils während einer Rotphase der Ampel eine Dreiergruppe den Abstand d durchlaufen könnte, so dass bei richtiger Justierung, d.h. Phasenlage und Geschwin ^¬ digkeit, die einzelnen Dreiergruppen der Fahrzeuge ihre Ge- schwindigkeit theoretisch nicht zu drosseln brauchten, um je ^¬ weils bei einer Grünphase der Ampel 13 diese passieren zu können .

Das reale Verhalten der Fahrzeuge ist üblicherweise hiervon verschieden, indem jedes einzelne Kraftfahrzeug bei der Fahrt im Stau vor einer Ampel 13 zyklisch beschleunigt und wieder abbremst. Ein entsprechendes Verhalten ist in Figur 4 darge- stellt. Dort ist auf der horizontalen Achse die Zeit t aufge ^¬ tragen, während auf der vertikalen Achse die momentane Ge ^¬ schwindigkeit v eines ersten Fahrzeugs aufgetragen ist. Die Kurve 35 stellt im Zeitbereich 36 eine Beschleunigung dar, die durch die Leistung des Antriebsmotors und die Betätigung des Gaspedals durch den Fahrer bestimmt ist. Nach dem Ende des Zeitabschnitts 36 findet eine Abbremsung statt, da vo ^¬ rausfahrende Fahrzeuge aufgrund eines Rotsignals einer in Fahrtrichtung voraus liegenden Ampel abbremsen. Zum Zeitpunkt ti ist die Geschwindigkeit 0 und damit der Stillstand des ersten Kraftfahrzeugs erreicht. Zum Zeitpunkt t2 ist aufgrund des Anfahrens des vorausfahrenden Fahrzeuge oder eines Grün ^¬ signals der voraus liegenden Ampel ein Anfahren möglich, und das Fahrzeug wird wieder beschleunigt bis zu einem erneuten Abbremsen, solange bis die Ampel tatsächlich passiert ist.

Figur 5 zeigt schematisch zunächst ein Diagramm ähnlich dem Diagramm aus Figur 4, wobei die Kurve 35 exemplarisch einge ^¬ zeichnet ist. Es sind insgesamt zwei Anfahrvorgänge und zwei darauf folgende Abbremsvorgänge eines ersten Kraftfahrzeugs bei einer Staufahrt vor einer Ampel dargestellt. Gestrichelt ist im Vergleich dazu die Kurve 37 eingezeichnet, die ein verbessertes Fahrverhalten des ersten Kraftfahrzeugs in Bezug auf die Schadstoffemission und den Kraftstoffverbrauch wider- spiegelt. Wenn durch die erste und/oder zweite Datenverarbei ^¬ tungseinrichtung 1, 18 die Daten eines oder mehrerer Sensoren und/oder die Signale von einer Ampelanlage über mehrere Zyk ^¬ len von Anfahr- und Abbremsvorgängen registriert und verar ^¬ beitet worden sind, so ergibt sich eine Prognose für die zu- künftige Fortbewegung im Stau, die beispielsweise die Ab ^¬ schätzung des Zeitraums 38 zwischen dem Zeitpunkt ti, zu dem das Fahrzeug zum Stillstand gekommen ist, und dem Zeitpunkt t2, zu dem eine erneute Beschleunigung stattfinden kann, dar ^¬ stellt. Ist diese Stillstandzeit bekannt, so lässt sich be- rechnen, mit welchem Geschwindigkeitsprofil 37 das Fahrzeug bewegt werden kann, um einen vollständigen Stillstand zu ver ^¬ meiden . Ein ideales Geschwindigkeitsprofil ergibt sich, wenn die Ge ^¬ schwindigkeitsänderungen minimiert werden, insbesondere wenn bis zum Erreichen der Ampel eine konstante Geschwindigkeit realisiert wird. Dies wird jedoch im konkreten Fall oft nicht zu realisieren sein, da andere Verkehrsteilnehmer ein subop ^¬ timales Verhalten zeigen, wenn nicht das Verhalten sämtlicher Verkehrsteilnehmer mittels eines VerkehrsleitSystems aufein ^¬ ander abgestimmt wird. Jedenfalls kann durch das erfindungs ^¬ gemäße Assistenzsystem unter den gegebenen äußeren Rahmenbe ^¬ dingungen das Verhalten des ersten Kraftfahrzeugs in Bezug auf Emissionen und Kraftstoff erbrauch optimiert werden.

Figur 6 zeigt in einem ähnlichen Diagramm wie die Figuren 4 und 5 das Geschwindigkeits-/Zeitverhalten eines Fahrzeugs, wobei eine Kurve 39 ein typisches von Beschleunigung und Ab- bremsung gekennzeichnetes Geschwindigkeitsprofil darstellt, während die Kurve 40 ein zumindest stark vergleichmäßigtes Fahrverhalten nach dem Anfahren aus dem Stand zum Zeitpunkt t3 darstellt. Eine doppelt gestrichelte Kurve 41 zeigt ein noch weiter optimiertes Verhalten, bei dem mehrere Fahrzeuge abgestimmt aufeinander noch vor dem Zeitpunkt t3 starten und ein gleichförmiges Geschwindigkeitsprofil bis zum Erreichen der Ampel einhalten können. Die Kurve 41 mündet bei in die Kurve 40. Ist das Verhalten mehrerer direkt hintereinander fahrender Fahrzeuge aufeinander abgestimmt, so können diese beim Anfahren nach dem Stillstand gleichzeitig starten, ohne dass zuerst auf das Anfahren des direkt vorausfahrenden Fahr ^¬ zeugs gewartet werden muss. Damit ist ein Aufschwingen des Stauverhaltens während der Beschleunigungsphase weitgehend verhindert, so dass das Geschwindigkeitsverhalten einer Grup ^¬ pe von Fahrzeugen weiter vergleichmäßigt werden kann.

Ergänzend ist noch anzumerken, dass die zweite Datenverarbei ^¬ tungseinrichtung einerseits als Server ortsfest angeordnet und mittels des Kommunikationsnetzes mit einem oder mehreren Fahrzeugen verbunden sein kann, wobei es jedoch andererseits auch möglich ist, die zweite Datenverarbeitungseinrichtung in ein Fahrzeug, beispielsweise das erste Kraftfahrzeug, zu in ^¬ tegrieren. Es kann auch die direkte Kommunikation zwischen verschiedenen Fahrzeugen in dem Kommunikationsnetz etabliert sein .

Zum Erreichen einer optimierten Geschwindigkeitskurve im Fahrprofil kann das Assistenzsystem einerseits dem Fahrer des ersten Kraftfahrzeugs Signale für ein optimiertes Verhalten geben, es kann jedoch auch unmittelbar die Beschleunigungs ^¬ und Bremselemente des Fahrzeugs betätigen oder die Betätigung der entsprechenden Elemente durch den Fahrer modulieren, in ^¬ dem beispielsweise ein Übersetzungsverhältnis durch das As ^¬ sistenzsystem geändert wird. Dies ist insbesondere in Bezug auf eine Modulation des Beschleunigungsverhaltens sinnvoll und gegebenenfalls nützlich. Bei einer Modulation des Brems ^¬ verhaltens muss in Betracht gezogen werden, dass der Fahrer mit einem bestimmten gelernten Bremsverhalten rechnet, so dass die Bremswirkung durch eine Modulation nicht geschwächt werden sollte, um ein Auffahren auf das voranfahrende Fahr ^¬ zeug zu verhindern.

Zudem kann auch das Rekuperationsverhalten in der Bremsphase gesteuert werden, um die Rückgewinnung von Energie zu opti ^¬ mieren. Im Rahmen der Modulation können auch Motorkennlinien mittels eines Einspritzsystems, ein Automatikgetriebe oder das "Adaptive Cruise Control"-System passend gesteuert wer ^¬ den .