CN108475465B - 用于移动、特别是控制或者调整车队的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种使得具有第一车辆(f1)和至少一个跟随第一车辆(f1)的第二车辆(f2)的车队(10)移动的方法，其中车辆(f1、f2)基于配设给车队(10)的可预先设定的总工作策略(G)至少暂时地以可预先设定的保持不变的相互距离(d2)沿行驶路线(12)移动，其中：‑根据位于前方的路线轮廓(16)为车队(10)的各车辆(f1、f2)设定各一独立运行策略(E1、E2)，其中车辆(f1、f2)的独立运行策略(E1、E2)相互不同；‑在车队(10)到达路线轮廓(16)前，在总运行策略(G)的范围内增大车辆(f1、f2)的距离(d2)；‑使得各车辆(f1、f2)基于各独立运行策略(E1、E2)沿路线轮廓(16)移动；以及‑在经过路线轮廓(16)后使得车队(10)基于总运行策略(G)移动。
Description
技术领域
本发明涉及一种如权利要求1的前序部分所述的用于移动、特别是控制或者调整车队的方法。
背景技术
WO 2015/047177 A1和WO 2015/047178 A1例如已揭示过这种移动、特别是调整或者控制具有第一车辆和至少一个持续且直接跟随该第一车辆的第二车辆的车队的方法。根据前序部分的US 2015019117 A1、US 2002 069010 A1和WO 2015 047174 A1同样揭示过这种方法。在该方法中，基于与车队对应的可预先设定的总运行策略，使得例如构建为商用车的车辆至少暂时地以可预先设定的保持不变的相互间距离沿行驶路线移动。这表示，该距离至少暂时地保持不变。
该方法特别是借助计算装置、尤其是电子计算装置来实施，其中这个计算装置例如可以包括至少一个独立计算装置，或者包括各车辆各自的独立计算装置、特别是控制设备。这表示，借助计算装置来移动、特别是控制或者调整车辆，从而借助计算装置调节距离并使其保持不变。特别是借助计算装置进行车辆的纵向动态特性调节。在这种纵向动态特性调节的范围内，借助计算装置调节或影响各车辆的纵向动态特性。纵向动态特性调节是指，借助计算装置对用于驱动各车辆的驱动力或驱动力矩，以及/或者对用于将各车辆制动的制动力或制动力矩进行调节或设定。这样一来，计算装置例如能够对车辆沿行驶路线移动时采用的速度进行调节和设定。
通过使用该方法能够将车辆之间的距离调节成特别有利且特别小的值，使得车辆能够特别在能量方面有利地沿行驶路线移动，而不会危及行驶安全。换言之，借助该方法能够使得车辆沿行驶路线移动并且此时将距离保持在极低水平，从而例如将空气阻力保持在低水平。这样便能将车辆沿行驶路线移动、尤其是行驶时的能量需求以及特别是燃料消耗保持在低水平。
同时，由于借助计算装置实施该方法，能够将因车辆之间距离小而造成车辆事故的危险保持在极低水平，这是因为，例如由于借助计算装置来进行纵向动态特性调节，至少能够大体排除车辆的驾驶者的反应时间作为潜在危险原因或事故原因。
为使车辆沿行驶路线以可预先设定的相互间距离移动，用于车辆的驱动和/或制动的各动力传动系例如借助计算装置特别是自动运行。
此外，DE 10 2014 019 543 A1揭示过一种用于运行车辆的动力传动系的方法，其中根据位于前方的路线轮廓确定动力传动系的运行策略，且其中借助预测模拟为位于前方的路线轮廓预测车辆的至少一个速度轨迹。此外还规定，在预测到超出预先设定的最大速度的情况下，确定动力传动系的变速器的一个挡位，在该挡位下能够借助动力传动系的内燃机的在滑行模式下的发动机制动效果避免超出预设的最大速度，并且产生挂入所确定的挡位的切换建议，以及/或者在路线轮廓上的所确定的位置上挂入所确定的挡位。
此外，DE 10 2009 033 866 A1揭示过一种用于运行具有混合驱动器的汽车的方法，其中在数个行驶运行方式之间进行选择。在此，在存在驱动力矩要求的情况下选择正常运行状态，其中挂入变速器中的一个挡位，离合器闭合，且内燃机提供驱动力矩。在无驱动力矩要求的情况下，选择第一滚动运行状态，其中内燃机与变速器输出轴之间的驱动连接中断。
此外还规定，在存在低于预设阈值的驱动力矩要求的情况下选择第二滚动运行状态，其中挂入变速器中的一个挡位，离合器打开，且电动机提供驱动力矩。
发明内容
本发明的目的在于，如此对本文开篇所述类型的方法作进一步开发，使得车辆以及进而车队能够以总体上特别高能效的方式移动。
本发明用以达成上述目的的解决方案为一种具有权利要求1的特征的方法。本发明的有利设计方案以及合适的改进方案参阅其余权利要求。
为了对在权利要求1的前序部分中给出的类型的方法作进一步开发，使得车辆以及进而车队能够以总体上特别高能效及因此低能耗、特别是低燃料消耗的方式移动，特别是自主或自动或自动化地移动，根据本发明，设有第一步骤，其中根据位于前方的、即布置在车队前方的路线轮廓为车队的各车辆预先设定各一独立运行策略。其中所述车辆的独立运行策略相互不同。在所述方法的第二步骤中，在所述车队到达所述路线轮廓前，在总运行策略的范围内增大车辆的距离。换言之，所述路线轮廓在至少一个第一时间点上位于所述车队前。例如在这个第一时间点上设定各独立运行策略。例如在在时间上跟随所述第一时间点的第二时间点上，车队到达路线轮廓，其中在第二时间点前以及例如在第一时间点上或在第一时间点后将车辆的距离增大。所述距离例如首先具有第一值。在增大距离的过程中，将距离从所述第一值增大至比第一值更大的第二值。
所述方法还包括第三步骤，其中使得各车辆基于各独立运行策略沿所述路线轮廓移动。在在时间上跟随所述第二时间点的第三时间点上，所述车队已经经过在第一时间点上尚处于车队前的路线轮廓，故在该第三时间点上，所述路线轮廓沿车队的行驶方向位于这个车队后。由于车队沿路线轮廓的移动，车队经过路线轮廓，由此使得路线轮廓沿车队的行驶方向位于这个车队后。本发明的方法还包括第四步骤，其中在经过所述路线轮廓后使得所述车队基于总运行策略移动。
在此所述车队包括至少两个车辆，其中第二车辆持续且直接跟随第一车辆。“持续”是指，两个车辆在应用本发明的方法的时间段内不间断地跟随。“直接”是指，第二车辆紧跟第一车辆，即在所述方法期间在第一车辆与第二车辆之间不安排其他车队车辆，且这两个车辆的顺序也不改变。
本发明所基于的理念为，车队基于总运行策略移动，其中所述距离归属于总运行策略，或者是总运行策略的一部分。由于车队基于总运行策略移动或行驶，例如能够将距离保持在极低水平，使得车队能够以特别高能效以及因此低能耗、特别是低燃料消耗的方式沿行驶路线移动。可以如同结合现有技术所述的那样实施总运行策略，即，使得车队基于总运行策略移动，从而例如借助计算装置实施总运行策略。所述计算装置例如是电子计算装置，以及/或者可以包括车辆中的至少一个的至少一个计算装置和/或各车辆的各计算装置、特别是电子计算装置，诸如控制设备。藉此，在总运行策略的范围内或在所述方法的范围内，各车辆例如自主或自动或自动化地借助计算装置移动。所述方法是用于车队的自动化移动、特别是行驶的预测性运行策略，因为尽管车队尚未到达前方的路线轮廓，而是在未来才会到达该路线轮廓，仍在车队的移动过程中将路线轮廓考虑在内。
借助所述计算装置例如实施纵向动态特性调节，从而例如借助计算装置对车队进行控制或者调整。在纵向动态特性调节的范围内，所述计算装置调节用于驱动各车辆的驱动力或驱动力矩以及/或者各车辆的速度。作为替代方案或附加地，所述计算装置可在纵向动态特性调节的范围内调节用于将各车辆制动的制动力或制动力矩。藉此，各车辆例如能够借助计算装置在总运行策略的范围内或在所述方法的范围内自主或自动移动，从而以较小的相互间距离移动。这样特别是能将空气阻力保持在低水平。同时车辆能够特别安全地移动。
本发明的方法还基于以下理念：至少暂时解除或取消所述总运行策略，并且使得车辆至少暂时地基于各独立运行策略特别是自动或自主或半自主地移动，其中这些独立运行策略相互不同。为了实现各独立运行策略，将所述距离增大或扩展，使得各车辆能够基于其自有的且经优化的独立运行策略特别是自动或自主地移动。这样一来例如能够，在车队或各车辆沿路线轮廓移动的过程中将不同前提条件或边界条件、特别是车辆的不同状态考虑在内。
但在实施各独立运行策略的过程中保留总运行策略，因为在经过或驶过路线轮廓前便已决定或规定：在各独立运行策略结束后，即在经过路线轮廓后，将车辆整合在一起或将独立运行策略整合成统一的总运行策略。这表示，可以将所述独立运行策略视作子策略，在实施子策略的过程中，将充当总行驶策略的总运行策略暂时中断、停止、从属于独立运行策略或者至少解除。通过总运行策略或在这个总运行策略的范围内确定所述独立运行策略，以使车辆的分割、即距离的增大相互协调或相互配合。
所述车队的车辆构成一个集合体，在到达所述路线轮廓前，这个集合体例如被以时间上和/或空间上受限的方式扩展或拆解，并且例如被划分成子集合体或分集合体或小集合体或单个车辆，使得这些子集合体或小集合体或单个车辆能够各自特别高能效地基于各独立运行策略沿路线轮廓移动。这样便能将车辆或车队总体上沿路线轮廓移动时所需的总能量需求减小至最低程度。在经过路线轮廓时，即在实施各独立运行策略时，与先前或随后实施总运行策略时相比，所述集合体或车队总体上特别是在时间和/或空间方面更加独立，但总运行策略未被完全取消或解除，因为在增大距离前或在此过程中便已决定：在经过路线轮廓后，在实施总运行策略的范围中将车辆重新联合成集合体。因此，在增大距离的过程中或在此之前，已将独立运行策略作为单策略或组策略预先确定或预设，并且例如传输至各车辆。于是，例如为了确定通过增大距离实现的对集合体的分割或划分，也预先确定在经过路线轮廓的过程中、即在各车辆沿路线轮廓移动的过程中被遵循或实施的独立运行策略。这样便将总能耗保持在低水平。
在车辆沿路线轮廓移动前，进而在实施各独立运行策略前增大距离，以便例如避免在车辆沿路线轮廓移动时车辆相互造成不期望的负面影响。这样例如能够避免第二车辆被第一车辆阻碍或者在第一车辆旁经过。通过增大距离和实施独立运行策略，车辆例如无需在路线轮廓的相同位置上以相同或相似的行驶策略移动，而是行驶策略或独立运行策略可以有区别，使得车辆在各独立运行策略的范围内在路线轮廓的至少一个相同位置上以相互不同的方式移动。这样例如能够将各车辆的能耗减小至最低程度，从而将车队的总能耗总体上减小至最低程度。
为了以特别高能效的方式移动、特别是调整或者控制车队，根据本发明的一种有利实施方式，在所述路线轮廓开始后，即例如在所述第三时间点上减小所述距离。这样一来，在实施各独立运行策略后，车队能够总体上重新基于总运行策略特别高能效地、特别是自主或自动地移动。其中，所述第三时间点可以在驶过路线轮廓期间出现，或在驶过路线轮廓后才出现。
证实为特别有利的是，所述独立运行策略就各车辆沿路线轮廓移动时采用的速度而言相互不同。换言之，所述独立运行策略例如具有不同的速度曲线或不同的速度轨迹，车辆基于这些速度曲线或速度轨迹以相应的速度沿路线轮廓移动。其中，车辆的速度在路线轮廓的至少一个位置上相互不同。这样例如能够将车辆的不同状态或不同边界条件考虑在内，使得各车辆自身以特别高能效的方式移动。这样便能将总能耗保持在低水平。作为替代方案或附加地可设想，所述独立运行策略就各车辆沿路线轮廓加速时采用的加速度而言相互不同。这种加速度是指使得相应车辆的速度增大的正加速度。该加速度还指负加速度，其使得相应车辆的速度减小，即使得车辆制动。借助这些速度或加速度差异，例如能够将车辆的不同重量和/或不同行驶阻力考虑在内，以便使车辆以及进而车队总体上能够以特别高能效的方式移动、特别是行驶。
各车辆或车队的移动是指，在所述方法的范围内，例如用于各车辆的驱动和/或制动的各动力传动系借助所述计算装置特别是自动或自主地运行。这样例如能够对各车辆进行加速和/或制动，而无需各车辆的驾驶者的协助。如上文所述，计算装置可以包括所述车辆中的一个的正好一个计算装置，或者包括所述车辆的各计算装置。作为替代方案或附加地可设想，用于实施所述方法，即用于移动、特别是控制或调整车辆以及进而车队的计算装置是相对车辆而言的外部(特别是电子的)计算装置。所述计算装置例如对各车辆的各致动器进行驱控，从而借助这些致动器可产生用于驱动各车辆的驱动力或驱动力矩以及/或者用于将各车辆制动的制动力或制动力矩。由于通过计算装置驱控致动器，故借助计算装置通过各致动器引起各车辆的加速和/或制动。
通过将所述车辆之间的距离扩展或增大，各单个车辆能够例如在具有路线轮廓的路线区段上特别是以时间上和/或空间上受限的方式实施其自有的经优化的行驶策略，从而可将各单个车辆的能耗，以及进而将车队的能耗总体上保持在低水平。故本发明的方法将车队(也简单地称作队列)的优点与用于使队列的各个车辆移动的不同运行策略的优点相结合，从而即便在车辆以队列行驶的情况下也能实现对各个车辆的能量优化，其中可以将这个能量优化用于整个队列，从而与现有技术相比在队列行驶中实现能耗的进一步改善。
另一实施方式的特征在于，所述车队具有至少一个在所述第一车辆前行驶的第三车辆，即第一车辆跟随第三车辆。所述车队还具有至少一个跟随所述第二车辆的第四车辆，故第二车辆在第四车辆前行驶。上文和下文述及的针对第一车辆和第二车辆的实施方案也可以毫无问题地转用于所述第三车辆和第四车辆。因此，第一车辆与第三车辆，或第二车辆与第四车辆例如基于配设给车队的可预先设定的总运行策略至少暂时地以可预先设定的保持不变的相互间的距离沿行驶路线移动。作为替代方案或附加地可设想，根据前方的路线轮廓为第三车辆或第四车辆预先设定各一独立运行策略，其中所述车辆的独立运行策略相互不同。
在第五步骤的范围内规定，所述第一车辆与所述第三车辆在沿路线轮廓移动的过程中构成第一子队列，在所述第一子队列中，第一车辆与第三车辆以相互间的第二距离沿路线轮廓移动。此外，在优选的第六步骤中，所述第二车辆与所述第四车辆在驶过路线轮廓或沿路线轮廓移动的过程中构成第二子队列，在所述第二子队列中，第二车辆与第四车辆以相互间的第三距离沿路线轮廓移动。所述第一子队列例如为前述的第一子集合体或小集合体，其至少包括所述第一车辆和第三车辆。所述第二子队列例如为前述的第二小集合体或子集合体，其至少包括所述第二车辆和第四车辆。此外优选地，至少在增大所述第一距离后，且优选在经过所述路线轮廓前或在所述第三时间点前，该第一距离大于第二距离且大于第三距离。所述第一车辆例如是第一子队列的沿行驶方向位于最后的车辆，其中第二车辆例如是第二子队列的导引车辆，故在第一车辆与第二车辆之间例如不再有车队的其他车辆行驶。因此，这些子队列相互间隔开第一车辆与第二车辆之间的第一距离。
在所述第一子队列内，所述第三车辆与所述第一车辆间隔开所述第二距离。在所述第二子队列内，所述第二车辆与所述第四车辆间隔开所述第三距离。在各子队列沿路线轮廓移动期间，以及在增大所述第一距离后，该第一距离大于第二距离和第三距离。在此例如规定，第一子队列基于第一独立运行策略沿路线轮廓移动，其中第二子队列基于不同于所述第一独立运行策略的第二独立运行策略沿路线轮廓移动。因此例如可设想，各子队列的各车辆可以以相同或相似的方式沿路线轮廓移动，但这些子队列相对彼此以不同的方式、特别是以不同的速度沿路线轮廓移动。这样便能将总能耗保持在极低水平。
为了在子队列沿路线轮廓移动期间将能耗保持在极低水平，优选地，所述第二距离和/或所述第三距离至少在各子队列沿路线轮廓移动期间至少大体保持不变。
证实为另外特别有利的是，在经过所述路线轮廓后，以及在将所述第一距离减小后，这个第一距离等于所述第二距离和所述第三距离。换言之，例如在经过路线轮廓后基于总运行策略移动、特别是调整和控制所述子队列，即第一、第二、第三和第四车辆，其中优选如此移动车队的所述至少四个车辆，使得车辆成对地具有相同的彼此间距离。这样一来，车队能够总体上在能量方面特别有利地移动。
另一实施方式的特征在于，根据所述车辆的各自的重量确定各独立运行策略以及/或者总运行策略。若车辆中的一个例如具有特别大的重量，则例如可以在下坡情形下利用这个重量来仅以低能耗产生车辆的高速度。由于在到达路线轮廓前将第一距离增大，所以能够基于这个车辆的大重量使车辆具备高速度，而不会受到车队的在前方行驶的车辆所造成的负面影响。
作为替代方案或附加地，根据至少一个描述各车辆摩擦功率的特征的摩擦功率值，以及/或者根据各车辆的行驶阻力确定各独立运行策略以及/或者总运行策略。这样便能将车辆的各边界条件或状态或前提条件考虑在内，以便实现各特别高能效的独立运行策略，从而可利用这些在能量上优化的独立运行策略来实现特别高效的总运行策略。
证实为另外特别有利的是，根据各车辆的环境中的风况确定各独立运行策略以及/或者总运行策略。例如可以借助各车辆的至少一个传感器确定和/或从计算机网络调阅有关风况的信息或风况自身。通过将风况考虑在内，能够特别有利地设计各独立运行策略和/或总运行策略，从而实现高能效运行。
作为替代方案或附加地，根据车队的车辆的数目，以及/或者根据各车辆的长度确定各独立运行策略以及/或者总运行策略。这样例如能够特别有利地利用各边界条件或前提条件来使各车辆特别高能效地运行，而不会发生车队的车辆的相互影响。
还证实为特别有利的是，根据交通情况确定各独立运行策略以及/或者总运行策略。例如可以从诸如互联网的计算机网络特别是以无线方式调阅有关当前交通情况的信息。通过将交通情况考虑在内，能够特别高效地设计各独立运行策略或总运行策略，其中同时能够将与其他交通参与者碰撞的危险保持在特别低的水平。
在本发明的另一设计方案中，借助预先模拟来确定总运行策略以及/或者各独立运行策略，其中在车队沿路线轮廓移动前，对车队沿路线轮廓的移动进行模拟。这样一来，例如能够借助所述预先模拟计算出用于使车队沿路线轮廓移动的能量需求，或计算出至少一个表征能量需求的能量值。结果还能将所述能量需求或能量值减小至最低程度。通过相应地驱控或调节致动器影响能量需求，并且如下将能量需求减小至最低程度：在车队实际到达路线轮廓前，借助预先模拟确定或计算出，必须以何种方式驱控致动器以及因此各车辆必须以何种方式沿路线轮廓移动，以便将能量需求或能耗保持在极低水平。特别是，将所述预先模拟与最优化算法或启发式算法关联，其中例如在借助小的距离实现的空气动力学优点与借助较大的距离实现的运动学优点之间进行折衷。
最后，证实为特别有利的是，所述位于前方的路线轮廓包括至少一个交通标志和/或至少一个光信号设备和/或交叉路口和/或上坡和/或下坡和/或弯道和/或洼地和/或凸峰。这样便能视需要而定特别有利地使总运行策略或独立运行策略适配路线轮廓，从而可实现特别高能效的运行。
各车辆例如具有定位装置，借助定位装置可确定车辆在地面上的至少一个位置。在此，所述定位装置例如使用卫星支持的定位***，如例如GPS(Global PositioningSystem，全球定位***)，以便例如确定车辆在地面上的当前位置。这样便能定位各车辆相对于路线轮廓的当前位置。所述行驶路线的一个区域或一个区段例如具有所述路线轮廓。通过确定各车辆的特别是相对于路线轮廓的位置，能够在车队实际到达距离或路线轮廓前，预先设定总运行策略和/或各独立运行策略或增大第一距离。
此外，例如可以将所确定的车辆位置与车辆的环境的地图、特别是虚拟地图相关联，从而由此确定沿位于前方的路线轮廓的设施。这些设施例如标记在地图中。这些设施例如是前述要素，如交通标志、光信号设备、交叉路口、上坡、下坡、凸峰、洼地和/或弯道。这样便能使总运行策略或独立运行策略极佳地适配于路线轮廓，从而例如避免车辆的不必要的加速和/或制动过程。总体而言能够实现特别高能效的运行。
本发明还涉及一种装置，其适于实施本发明的方法。本发明的方法的优点和有利设计方案被视作本发明的装置的优点和有利设计方案。
所述装置例如包括前述计算装置，借助其可驱控所述致动器，以便由此例如对车队进行调整或者控制，或使得车辆特别是以自动或自主的方式移动。所述装置特别是设计用于相应运行车辆的各动力传动系，从而对车辆进行驱动和/或制动，以此实施各独立运行策略或总运行策略。
所述各车辆例如是汽车，其包括至少一个用于驱动汽车的驱动马达。所述驱动马达例如是内燃机。作为替代方案或附加地可设想，所述驱动马达是电动机。特别是可以设想，车辆构建为电动车或者混合动力车辆。特别是可以设想，车辆是商用车。本发明的方法或本发明的装置可特别有利的用于其经济性尤其取决于能耗的商用车，其中借助所述方法或借助所述装置能够将商用车的能耗保持在极低水平。特别是就尺寸较大的商用车而言，队列行驶对能耗有特别积极的作用，因为特别是能够借助队列行驶将商用车的空气阻力保持在低水平。
附图说明
本发明的更多优点、特征和细节参阅下文结合附图对优选实施例所作的描述。在不偏离本发明的范围的情况下，前面在说明书中提及的特征和特征组合以及下文将在附图描述中提及和/或附图中单独示出的特征和特征组合既可以按本申请所给出的方式进行组合，也可按其它方式组合或单独应用。
图1为车队的示意图，用于阐释移动、特别是调整或者控制车队的方法；
图2为所述车队的另一示意图，用于阐释该方法在第一应用场合中的第一实施方式；
图3为所述车队的另一示意图，用于阐释该方法在第一应用场合中的第二实施方式；
图4为所述车队的另一示意图，用于阐释该方法在第一应用场合中的第三实施方式；
图5为用于对第二应用场合中的方法进行阐释的图；
图6为用于对第三应用场合中的方法进行阐释的图；
图7为用于对第四应用场合中的方法进行阐释的图；
图8为所述车队的示意图，用于阐释所述方法。
在附图中，相同或者功能相同的元件用同一附图标记表示。
具体实施方式
图1以示意性侧视图示出整体用10表示的车队，所述车队亦称作队列，并且具有第一车辆f1和至少一个跟随所述第一车辆f1的第二车辆f2。如图1所示，车队10在此包括正好五个车辆，故除第一车辆f1和第二车辆f2以外，第三车辆f3、第四车辆f4、第五车辆f5也是车队10的车辆。构成车队10的具体方式为：车辆f1-5在队列中沿行驶路线12移动，即行驶。换言之，实施车辆f1-5的队列行驶。在车队10或队列行驶的范围内，使得车辆f1-5特别是沿车队10的在图1中通过箭头14表示的行驶方向一个接一个地或相继地移动。
如图1所示，车辆f1-5在此是形式为商用车的汽车。在此，车辆f1-5各自包括未详细绘示的用于相应车辆f1-5的驱动和制动的动力传动系。所述动力传动系例如包括至少一个用于驱动相应车辆f1-5的驱动马达，其中所述驱动马达例如可以构建为内燃机或者电动机。特别是可以设想，各车辆f1-5构建为混合动力车辆，并且包括充当驱动马达的至少一个内燃机和至少一个电机。动力传动系还可以包括变速器，其各自具有数个可挂入或可切换的挡位。所述动力传动系例如还包括至少一个制动设备，其用于实现各车辆f1-5的制动以及因此减速。此外还规定，动力传动系包括若干致动器，借助其可操纵或操作动力传动系的相应部件。所述部件例如为前述驱动马达，或者为前述驱动马达、变速器和/或制动设备。
下面对移动、特别是调整或者控制所述车队的方法进行说明。在所述方法中，例如借助未绘示的计算装置、特别是电子计算装置使得车队10移动，即对车队进行控制或者调整。换言之，借助所述计算装置移动、特别是控制车队10的车辆f1-5，使得车队10或车辆f1-5借助计算装置例如自动或自动化地或自主地移动。这样例如便借助计算装置特别是自主或自动地实现车辆f1-5的前述队列行驶。为此，计算装置例如对前述致动器进行控制，使得各动力传动系借助计算装置通过各致动器特别是自动或自主地运行。通过这种方式例如便能借助计算装置通过各致动器，特别是以自动或自主的方式调节或产生用于车辆f1-5的驱动或加速的驱动力或驱动力矩以及/或者用于车辆f1-5的制动的制动力或制动电阻。
因此，例如借助所述计算装置通过致动器对各车辆f1-5进行纵向动态特性调节，其中借助计算装置的该纵向动态特性调节可以自动或自主地进行。这种纵向动态特性调节是指，借助计算装置通过致动器，特别是以自动或自主的方式产生相应的速度以及进而例如相应的加速度以及/或者用于实现相应速度的制动过程。这样一来，例如能够在各车辆f1-5的驾驶者不协助的情况下产生各车辆f1-5的相应速度。藉此，车辆f1-5例如能够特别是借助计算装置以极小的相互间距离沿行驶路线12移动，并且同时实现特别安全的队列行驶，即，将事故可能性保持在低水平，因为例如能够排除车辆f1-5的驾驶者、特别是其反应时间作为潜在事故危险或事故源的可能性。
述及的用于实施所述方法的计算装置例如包括车辆f1-5的各计算装置、特别是电子计算装置，诸如控制设备，其中这些控制设备例如交换数据，以便实现、即实施所述方法以及进而队列行驶。作为替代方案或附加地，可以设想，所述计算装置包括至少一个相对车辆f1-5而言的外部计算单元，特别是电子计算单元，例如服务器，其中所述外部计算单元例如特别是无线地与车辆f1-5通信、交换数据。此外，所述计算装置还可以包括车辆f1-5中的至少一个车辆的正好一个计算装置。一个车队包括至少两个车辆，其一个接一个地或相继地沿行驶路线移动。为清楚起见，在未另外说明的情况下，所述方法在下文中在相应部分原则上结合第一车辆f1和第二车辆f2进行描述。
在所述方法中，使得车队10的车辆f1-5基于整体上配设给车队10的可预先设定的总运行策略至少暂时地以可预先设定的保持不变的相互距离d1-4沿行驶路线12移动。其中，距离d1-4至少暂时相等并且特别小，故能将空气阻力保持在低水平。这样便能实现各车辆f1-5以及进而总体上实现车队10的特别高能效的运行。例如通过所述计算装置设定总运行策略。为此，例如借助计算装置求得或计算并最终设定总运行策略。第一距离d1-5在此为总运行策略的组成部分。
如下文还将更详细说明的，为了实现车队10沿行驶路线12的特别高能效以及因此低能耗、特别是低燃料消耗的行驶，本发明提出，根据行驶路线12的位于车队10前方的路线轮廓16，至少为车队10的车辆f1-5中的两个，例如为第一车辆f1和第二车辆f2，设定各一独立运行策略，其中这些独立运行策略相互不同。这表示，借助所述计算装置为第一车辆f1求得或计算并设定第一独立运行策略，并且为第二车辆f2求得或计算并设定不同于所述第一独立运行策略的第二独立运行策略，使得在求得和设定各独立运行策略后，第一车辆f1基于第一独立运行策略且第二车辆f2基于第二独立运行策略沿路线轮廓16移动，即行驶。所述独立运行策略例如在各车辆f1和f2的速度曲线或速度轨迹方面有区别，使得各车辆f1和f2例如以相互不同的速度沿路线轮廓16移动。在此需要指出的是，由于采用不同的独立运行策略，各车辆f1和f2在路线轮廓16的至少一个点上具有不同的速度。
图1至图4阐释采用所述方法的第一应用场合。在这个第一应用场合中，位于前方的路线区段16具有凸峰18，其连接有下坡20。因此，车队10首先靠近凸峰18，即第一应用场合，其中例如基于前瞻视野确定：位于前方的路线轮廓16具有凸峰18。这表示，在车队10实际到达路线轮廓16、即凸峰18之前，借助计算装置确定出，在车队10的前方有路线轮廓16以及因此凸峰18。这特别是例如可以通过以下方式实现：车辆f1-5包括各自的定位装置，其中借助相应的定位装置能够检测相应车辆f1-5在地面上的至少一个相应的位置。为此，定位装置例如使用卫星支持的导航***，如GPS(Global Positioning System，全球定位***)。通过确定各车辆f1-5的各自位置，能够相对于车队10的环境以及因此相对于行驶路线20定位各车辆f1-5、特别是其位置，藉此确定出：在车队10的前方有路线轮廓16以及因此凸峰18。
特别是根据车队10沿行驶路线12移动的当前速度，能够确定，车队10在哪个时间或自第一时间点起在哪个时间跨度内到达路线轮廓16。例如，车队10在跟随所述第一时间点的第二时间点上到达路线轮廓16。在到达路线轮廓16后，车队10沿路线轮廓16移动，从而车队10驶过或经过路线轮廓16。在经过或驶过路线轮廓16后，即在车队10沿路线轮廓16移动了之后，路线轮廓16在跟随所述第二时间点的第三时间点上位于车队10后方，故车队10在第三时间点上已经过或驶过了路线轮廓16。
在车队10在此靠近第一应用场合、即凸峰18的情况下，例如通过计算装置的运行策略单元22为车队10确定有利或最佳的队形以及/或者有利或最佳的行驶轨迹。在此需要指出的是，如此确定队形和行驶轨迹，使得能够以能量优化的、即高能效的方式驶过路线轮廓16，在此为驶过凸峰18。所述行驶轨迹例如包括描述驶过路线轮廓16时的特征的参数。这种参数例如是车队10或各车辆f1-5沿路线轮廓16移动时采用的速度。作为替代方案或附加地，所述参数可以是驱动力矩和/或制动力矩和/或挡位选择。例如为车辆f1-5中的每一个设定各自的参数，进而例如以所述方式通过计算装置调节以及触发致动器。
运行策略单元22获得输入量24。这些输入量24例如是车队10的额定速度、距离d1-4或距离d1-4的值、特别是实际值、车队10的车辆数目、车辆f1-5的类型、各车辆f1-5的长度、风况、特别是车队10的环境中的风况、交通情况或交通密度、以及/或者上坡视野(Steigungshorizont)。根据这些输入量24，例如借助所述计算装置、特别是借助运行策略单元22计算以及因此确定前述总运行策略和/或前述各独立运行策略。概括而言，独立运行策略和总运行策略也称作策略或者行驶策略。
例如借助预先模拟的方法、特别是结合最优化算法或者启发式算法来计算或确定各行驶策略，其中例如在借助小的距离d1-4实现的空气动力学优点与借助与之相比较大的距离d1-4实现的运动学优点之间进行折衷。运行策略单元22最终提供输出量26。这些输出量26例如是独立运行策略和总运行策略，其包括车队10的在能耗方面最佳的队形和用于车辆f1-5中的每一个车辆的各一最佳行驶轨迹。
图2阐释所述方法在第一应用场合中的第一实施方式。若输入量24例如表征前方路线轮廓16的高交通密度和/或不利风况和/或延伸得较长的大规模的表面形貌/地貌，则保留车队10的整体队形。例如借助运行策略单元22确定：在驶过例如由行驶路线12的位于前方的路线区段构成的前方路线轮廓16时在能量方面最有利的方案为，将车队10整合成具有至少大体恒定的小距离d1-4的整个集合体或队列集合体，并且作为整体驶出第一应用场合。为此，例如事先地、即在驶过路线轮廓16之前确定车队10的总重心。此外，例如确定所有充当车队节点的车辆f1-5的平均滚动能力以及负荷，从而据此关于车队10的总重心为显现为总集合体的队列集合体计算出能量最优的行驶轨迹，在此作为凸峰轨迹。这个凸峰轨迹随后被送至车队10的各车辆f1-5，以便最终使得车队10作为整体、即作为整个队列集合体沿路线轮廓16移动。
图3阐释所述方法在第一应用场合中的第二实施方式。当借助输入量24确定出，存在低交通密度和/或便利的风况(例如顺风)和/或小规模的表面形貌时，例如便采用第二实施方式。在第二实施方式中，将车队10扩展，使得每个车辆f1-5能够实施其自有的最佳凸峰轨迹，下文还将对此进行详细说明。
换言之，在第二实施方式中，如前文述及的那样例如根据路线轮廓16为车辆f1和车辆f2计算和设定各自的独立运行策略。在总运行策略的范围内，在车队10或车辆f1和f2实际到达路线轮廓16前，将车辆f1与f2之间的距离d2增大。随后使得各车辆f1和/或f2基于各独立运行策略沿路线轮廓16、进而沿凸峰18移动。在经过路线轮廓16后，使得车队10总体上基于总运行策略移动。因此例如规定，在经过路线轮廓16后，重新将车辆f1与f2之间的距离2减小。
总体而言，结合车辆f1-5阐释这个第二实施方式。以车辆f3和f5为例可以看出，在车辆f4和f5到达路线轮廓16前，车辆f4与f5之间的距离d4增大。借助增大车辆f4与f5之间的距离d4，能够使在车辆f5前行驶的车辆f4和/或跟随车辆f4的车辆f5在驶过凸峰18的过程中实施各独立运行策略，而不对车辆f4和f5造成负面影响。以车辆f2为例可以看出，最终在到达路线轮廓16时实施各独立运行策略。此外，以车辆f1和f3为例可以看出，特别是在驶过路线轮廓16后，以及在车辆f1与f3之间的距离d1在到达路线轮廓16前曾增大的情况下，车辆f1重新贴近前车、即车辆f3，使得先前曾增大的距离d1减小。
若借助运行策略单元22确定出能效最高的方案为：至少暂时地、特别是在时间上和空间上对车队10、即前述构成总集合体的整个队列集合体进行扩展，以便使得每个车辆f1-5能够独立地驶过、特别是滚过凸峰18，则例如采用第二实施方式。这样便能使各车辆f1-5独立且特别高能效地沿路线轮廓16移动，从而总体上实现车队10的高能效运行。
为了能独立驶过或滚过凸峰18，在到达凸峰18前，特别是根据各车辆f1-5的负荷和滚动特性为每个车辆f1-5以及进而为每个距离d1-4确定最佳值。这个最佳值例如因后续车辆f1、f2、f4、f5中的至少一个的惯性滑行而被预备性调节，使得距离d1-4中的至少一个增大。
在凸峰18后，例如在路线轮廓16的邻接凸峰18的下坡20中和/或在路线轮廓16的邻接下坡20的洼地30中和/或在路线轮廓16的平面中，例如可以通过惯性滑行重新启用紧挨的队形，其中将至少一个先前增大的距离或若干先前增大的距离重新减小，使得驶过路线轮廓16后的距离d1-4例如重新等于驶过路线轮廓16前的距离d1-4，或使得距离d1-4在驶过路线轮廓16后例如重新相同，因为可能规定，距离d1-4中的至少两个在驶过路线轮廓16期间相互不同，以及/或者，距离d1-4在驶过路线轮廓16前是相同的。特别是可设想：车辆f1-5沿路线轮廓16移动，而各车辆f1-5之间的距离d1-4相互不同，或距离d1-4中的至少两个在驶过路线轮廓16期间相互不同。
图4阐释所述方法在第一应用场合中的第三实施方式。在借助输入量24确定出存在中等交通密度和/或对应的风况和/或路线轮廓16的中等规模的表面形貌的情况下，例如便采用第三实施方式。在第三实施方式中将车队10分成子队列T1、T2、T3，其中子队列T1包括车辆f1和f3，子队列T2包括车辆f2和f4，且子车队T3包括车辆f5和车队10的第六车辆f6。
就整个车队10而言，车辆f3构成导引车辆，其被其余车辆f1、f2、f4、f5以及f6跟随。换言之，所述导引车辆为车队10的沿行驶方向排在第一的车辆。就子队列T1而言，车辆f3构成导引车辆。就子队列T2而言，车辆f2构成导引车辆，且就子队列T3而言，车辆f5构成导引车辆。在子队列T1的车辆f1与f3之间设有距离d1，在子队列T2的车辆f2与f4之间设有距离d3，并且在子队列T3的车辆f5与f6之间设有距离d5。此外，在子车队T1与T2之间设有距离d2，其中在子车队T2与T3之间设有距离d4。
在此，距离d2和d4大于距离d1、d3和d5。距离d2和d4例如可以相同。此外可设想，距离d1、d2和/或d5相同。如图4所示，在第三实施方式中，子队列T3将与子队列T2的距离增大，从而能够针对子队列T2和T3实施第一应用场合，且这些子队列不会相互造成负面影响。以子队列T2为例可以看出，子队列T2实施第一应用场合。在第三实施方式中，例如借助运行策略单元22确定出能效最高的方案为：特别是以时间和/或空间受限的方式，至少暂时地将整个队列集合体扩展成子队列T1、T2和T3，使得每个子队列T1-3能够独立地滚过凸峰18。
子队列T1的车辆f1和f3、子队列T2的车辆f2和f4、子队列T3的车辆f5和f6例如各自以相同的独立运行策略沿路线轮廓16移动，其中子队列T1的独立运行策略例如不同于子队列T2的独立运行策略以及/或者不同于子队列T3的独立运行策略。为了实现第三实施方式，例如在凸峰18之前特别是根据负荷和滚动特性为每个车辆f1-f6确定最佳距离或为相应距离d1-6确定相应的最佳值。这个最佳值然后例如因后续车辆f1、f2、f4、f5和f6的惯性滑行而被预备性调节。在路线轮廓16或凸峰18后，例如在连接着的下坡20中或者在洼地30中或者在平面中，重新启用先前设置的紧挨的队形。
所述方法、特别是所述实施方式也可以转用于其他应用场合。图5示出第二应用场合，其为洼地30，故车队10如同以车辆f1为例所示的那样例如借助所述方法沿洼地30移动或穿过这个洼地。在此，图5示出一个图表，其横坐标32表示位移s，单位特别是为米[m]，其中图表的纵坐标34表示各车辆f1-5的速度v。在图5中，Δvhys和Δvsp表示可借助所述方法产生的速度差。此外，图5示出燃料消耗优势36，其可通过使用所述方法例如相比于由车辆f1的驾驶者驶过洼地30的方案实现。此外，图5中用37表示可借助所述方法实现的时间节约。
图6示出第三应用场合，其为陡峭山丘38以及因此为路线轮廓16的陡峭上坡40。图6也示出包含横坐标32和纵坐标34的图表。在区域B内借助所述方法进行车辆f1的前瞻性的加速，由此实现时间节约37。在跟随区域B的区域C内采用巡航模式或滑行模式，从而节省燃料。此外，特别是与由车辆f1的驾驶者实现的驶过洼地30的操作相比，在位置S1处无需进行换挡。
此外，图7示出第四应用场合，其中实施前瞻性滚动模式。该图表中示出的特性曲线42阐释车辆f1的变速器的传动比ig以及进而变速器的换挡。此外，特性曲线44阐释车辆f1的速度。在第四应用场合中会出现时间损耗46，但通过时间节约37至少将这个时间损耗补偿。所述方法在第四应用场合中的优势主要是燃料消耗节约36。
最后，图8为车队10的另一示意图，用于总体阐释所述方法。在图8中，各独立运行策略用E1、E2、E3、E4和E5表示。此外，总运行策略用G表示。从图8可以特别清楚地看出，各车辆f1-5尽管基于各自的独立运行策略E1-5沿路线轮廓16行驶，但是这是在上级的以及因此代表上层运行策略的总运行策略G的范围内进行的。这表示，车辆f1-5或其独立运行策略E1-5并非完全脱离总运行策略G，而是基于或根据总运行策略G协调和实施各独立运行策略E1-5，使得车队10在路线轮廓16前以及在路线轮廓后基于总运行策略G运行。因此，独立运行策略E1-5是单独的局部的运行策略，但其通过总运行策略G相互关联。如前文所述，例如在云(Cloud)中或者在后端中或者在车辆f1-5中的至少一个中确定或计算并最终设定上层运行策略(总运行策略G)。换言之可设想，前述用于计算和设定总运行策略G和/或各独立运行策略E1-5的计算装置包括车队10的车辆f1-5中的至少一个车辆的至少一个计算装置、特别是至少一个电子计算装置。
根据至少一个输入量48来确定和设定总运行策略G。在此设有三个输入量48。这些输入量48是交通密度、风况或风信息、以及路线轮廓16的表面形貌或表面形貌特性曲线。使用这三个输入量48中的至少一个，以根据该至少一个输入量计算或确定总运行策略G。例如通过V2V通信、即通过车对车通信实现独立运行策略E1-5相互间的关联和/或与总运行策略G的关联以及因此例如与计算装置的关联，使得车辆f1-5特别是直接相互交换数据。作为替代方案或附加地，通过V2X通信、即通过车对基础设施通信来实现所述关联。
总体而言可以看出，例如视交通情况和/或气候和/或表面形貌和/或车队10中的车辆的数目和/或速度等而定，能够特别是随时评估或模拟，在驶过位于前方的路线轮廓16时是单独一个总队列、数目可设定的相互间隔一定距离的子队列、还是单个车辆有利于高能效地驶过路线轮廓16。在采用相互间隔一定距离的子队列或分队或分组以及在采用单个车辆的情况下，例如反复地进行确定或评估或模拟，以确认采用单独一个总集合体的方案是否能效更高。例如规定，在车队10距离增大或被分割的时间点上，已知将车队10重新联合、即减小距离的路线点或时间点。这个时间点或路线点特别是预先确定的。通常也遵循这个预先确定的时间点或路线点。但在边界条件发生变化的情况下，重新评估也可能导致另一结果，这例如使得重新联合、即总集合体的构成在时间和/或地点上出现提前或延后。
在构成子队列的情况下，这些子队列或子队列的车辆无需均匀分配，而是可规定，子队列中的例如至少两个子队列的车辆数目可以相互不同。如果例如一个子队列具有n个车辆，那么第二子队列可以包括比n更大或更小数目的车辆。尽管各车辆或子队列如前文所述间隔一定距离，且尽管独立运行策略至少部分相互不同，在上级总运行策略在车队10的导引方面为车辆各自的行驶策略保持中央控制和/或调节基准的情况下，这些行驶策略是相似乃至相同的，或者在间隔一定距离的情况下有不同程度的差异。
Claims (9)
1.一种用于使得具有第一车辆(f1)和至少一个持续且直接跟随所述第一车辆(f1)的第二车辆(f2)的车队(10)移动的方法，其中，所述车辆(f1、f2)基于配设给所述车队(10)的、能预先设定的总运行策略(G)至少暂时地以能预先设定的、保持不变的相互间的距离(d2)沿行驶路线(12)移动，
其特征在于，
-根据位于前方的路线轮廓(16)为所述车队(10)的各车辆(f1、f2)预先设定各一独立运行策略(E1、E2)，其中，所述车辆(f1、f2)的独立运行策略(E1、E2)相互不同，
-在所述车队(10)到达路线轮廓(16)前，在总运行策略(G)的范围内增大车辆(f1、f2)的距离(d2)，
-使得相应的车辆(f1、f2)基于相应的独立运行策略(E1、E2)沿路线轮廓(16)移动，以及
-在经过路线轮廓(16)后，减小车辆(f1、f2)的距离(d2)并且使得车队(10)基于总运行策略(G)移动。
2.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
独立运行策略(E1、E2)在各车辆(f1、f2)沿路线轮廓(16)移动时采用的速度方面相互不同。
3.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
-所述车队(10)具有至少一个在所述第一车辆(f1)前行驶的第三车辆(f3)和至少一个跟随所述第二车辆(f2)的第四车辆(f4)，
-所述第一车辆(f1)和所述第三车辆(f3)在沿路线轮廓(16)移动的过程中构成第一子队列(T1)，在所述第一子队列中，第一车辆(f1)和第三车辆(f3)相互间以第二距离(d1)沿路线轮廓(16)移动，
-所述第二车辆(f2)和所述第四车辆(f4)在沿路线轮廓(16)移动的过程中构成第二子队列(T2)，在所述第二子队列中，第二车辆(f2)和第四车辆(f4)相互间以第三距离(d3)沿路线轮廓(16)移动，以及
-至少在将第一距离(d2)增大后，该第一距离大于所述第二距离(d1)并且大于所述第三距离(d3)。
4.根据权利要求3所述的方法，
其特征在于，
所述第二距离(d1)和/或所述第三距离(d3)至少在沿路线轮廓(16)移动期间保持不变。
5.根据权利要求3或4所述的方法，
其特征在于，
在经过路线轮廓(16)后，以及在将所述第一距离(d2)减小后，这个第一距离等于所述第二距离(d1)和所述第三距离(d3)。
6.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
根据各车辆(f1、f2)的重量，以及/或者根据至少一个表征各车辆(f1、f2)的摩擦功率的摩擦功率值，以及/或者根据各车辆(f1、f2)的行驶阻力，以及/或者根据各车辆(f1、f2)的环境中的风况，以及/或者根据所述车队(10)的车辆(f1-6)的数目，以及/或者根据各车辆(f1、f2)的长度，以及/或者根据交通情况，确定各独立运行策略(E1、E2)和/或总运行策略(G)。
7.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
借助预先模拟确定总运行策略(G)和/或各独立运行策略(E1、E2)，其中在所述车队(10)沿路线轮廓(16)移动前，对车队(10)沿路线轮廓(16)的移动进行模拟。
8.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
所述位于前方的路线轮廓(16)包括至少一个交通标志和/或至少一个光信号设备和/或交叉路口和/或上坡(40)和/或下坡(20)和/或凸峰(18)和/或弯道和/或洼地(30)。
9.一种适于实施如上述权利要求中任一项所述的方法的装置。
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