DE102015010559A1

DE102015010559A1 - Steuereinheit und Verfahren zum Regeln der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs in einer abstandsgeregelten Fahrzeugkolonne bei einer Bergfahrt

Info

Publication number: DE102015010559A1
Application number: DE102015010559.0A
Authority: DE
Inventors: Henrik Pettersson; Assad ALAM; Kuo-Yun Liang
Original assignee: Scania CV AB
Current assignee: Scania CV AB
Priority date: 2014-09-03
Filing date: 2015-08-12
Publication date: 2016-03-03
Also published as: SE1451022A1; SE537992C2

Abstract

Verfahren und Steuereinheit zum Regeln der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs in einer abstandsgeregelten Fahrzeugkolonne bei einer Bergfahrt, wobei die Fahrzeugkolonne ein erstes Fahrzeug A und ein zweites Fahrzeug B umfasst und das erste Fahrzeug A ein Fahrzeug direkt vor dem zweiten Fahrzeug B ist. Die Steuereinheit ist im zweiten Fahrzeug B angeordnet und umfasst eine Geschwindigkeitseinheit, die zum Bestimmen eines Beschleunigungswerts a1 des ersten Fahrzeugs A, der beschreibt, wie stark das erste Fahrzeug A beschleunigt, ausgebildet ist. Die Steuereinheit umfasst ferner eine Bergeinheit, die zum Bestimmen, ob sich das erste Fahrzeug A an einem steilen Gefälle befindet, ausgebildet ist, und eine Berechnungseinheit, die zum Vergleichen des Beschleunigungswerts a1 mit einer Beschleunigungskonstante ka ausgebildet ist. Wenn a1 > ka und sich das erste Fahrzeug an einem steilen Gefälle befindet, ist die Steuereinheit zum Erzeugen eines Steuersignals sreg, das eine Begrenzung des Vermögens des zweiten Fahrzeugs zum Erhöhen seiner Geschwindigkeit angibt, ausgebildet, wodurch das Vermögen des zweiten Fahrzeugs zum Erhöhen seiner Geschwindigkeit entsprechend begrenzt wird.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Technik für Lastzüge und insbesondere eine Steuereinheit und ein Verfahren zum Regeln der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs in einem abstandsgeregelten Fahrzeugpulk bzw. einer abstandsgeregelten Fahrzeugkolonne bei einer Bergfahrt. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Computerprogramm sowie ein Computerprogrammprodukt.
Hintergrund der Erfindung
Ein kooperatives Fahren mit Fahrzeugen wie Lastkraftwagen wird mittlerweile in der Praxis angewendet. Kooperatives Fahren wird auch als Fahren im Fahrzeugpulk bzw. in Fahrzeugkolonne (engl. Platooning) bezeichnet. Studien belegen, dass der Kraftstoffverbrauch durch kooperatives Fahren von Lastkraftwagen erheblich gesenkt werden kann, das heißt die Lastkraftwagen fahren mit einer geeigneten Regelstrategie dicht hintereinander. Es gibt viele verschiedene Vorschläge für Regelstrategien, wie die Fahrzeuge in Fahrzeugkolonne gefahren werden müssen. Diese Vorschläge waren jedoch im Wesentlichen darauf fokussiert, die Geschwindigkeit und einen vorgegebenen Abstand zum nächsten vorausfahrenden Fahrzeug in der Fahrzeugkolonne auf eine sichere und komfortable Weise zu halten; nur im geringem Umfang wurde untersucht, wie eine Regelung in Bezug auf die Topographie der Straße erfolgen muss.
Bei einer kooperativen Geschwindigkeitsregelung, die darauf basiert, dass ein vorgegebener Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug gehalten wird, können Situationen eintreten, in denen die nachfolgenden Fahrzeuge den gewünschten Abstand zueinander nicht einhalten können. Um solch eine Situation zu vermeiden, kann das folgende Fahrzeug seine Geschwindigkeit im Verhältnis zum vorausfahrenden Fahrzeug erhöhen, um den falschen Abstand aufzuholen, und anschließend schrittweise die Geschwindigkeitsdifferenz entsprechend der Abnahme des falschen Abstands verringern, indem der Fahrwiderstand des Fahrzeugs genutzt wird. Dieses Verfahren beeinflusst den Kraftstoffverbrauch nicht notwendigerweise wesentlich. Unter Fahrwiderstand wird hier Luftwiderstand, Rollwiderstand, Reibung des Motors, Reibung des Antriebsstrangs und/oder Neigung der Straße verstanden.
Wenn stattdessen die Fahrbremsen des folgenden Fahrzeugs verwendet werden müssen, um den Geschwindigkeitsunterschied im Verhältnis zur Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs zu verringern, wird der Kraftstoffverbrauch des folgenden Fahrzeugs auf negative Weise beeinflusst. Eine solche Situation kann an einem Anstieg mit einem anschließenden Gefälle, das so steil ist, dass das Fahrzeug durch das Eigengewicht beschleunigt, auftreten. Folgendes kann dann eintreten: Das erste Fahrzeug befährt den Anstieg und erhöht die Leistungsabgabe des Motors, um die Sollgeschwindigkeit zu halten. Wenn sich das erste Fahrzeug dem Bergscheitel nähert, versucht es gegebenenfalls den Geschwindigkeitsverlust durch den Anstieg aufzuholen und beschleunigt schließlich durch das Eigengewicht im steileren Teil des Gefälles. Wenn die Geschwindigkeitsregelung des folgenden Fahrzeugs versucht, einen vorgegebenen Abstand geschwindigkeitsabhängig oder zeitabhängig zum vorausfahrenden Fahrzeug zu halten, versucht das folgende Fahrzeug, sich an die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs anzupassen und zu beschleunigen, wenn das vorausfahrende Fahrzeug beschleunigt, und gegebenenfalls die Geschwindigkeit zusätzlich zu erhöhen, um einen gegebenenfalls am Anstieg entstandenen falschen Abstand aufzuholen. Da dies zeitlich synchron erfolgt, bedeutet dies, dass das folgende Fahrzeug im steileren Teil des Bergs eine höhere Geschwindigkeit als das vorausfahrende Fahrzeug aufweist, was dazu führt, dass das folgende Fahrzeug das vorausfahrende Fahrzeug einholt und gegebenenfalls die Fahrbremsen betätigen muss, um eine Kollision zu vermeiden. Beim Fahren in einer Fahrzeugkolonne mit einer Abstandsregelung bei Schwerfahrzeugen kann somit die Topographie der Straße auf die Regelung der Fahrzeugkolonne störend einwirken. Bei ungünstigen Bedingungen wirkt sich diese Störung negativ auf den Kraftstoffverbrauch aus.
WO2013/095234A1 beschreibt ein Geschwindigkeitsreglersystem, das Informationen zur Topographie der Straße zum Regeln der Geschwindigkeit eines einzelnen Fahrzeugs verwendet. Wenn sich das Fahrzeug einem Berg nähert, wird die Geschwindigkeit erhöht, damit das Fahrzeug keine Fahrt verliert, und vor einem Bergscheitel wird die Geschwindigkeit gesenkt, um Kosten zu sparen. US20050143895A1 beschreibt die Geschwindigkeitsregelung eines einzelnen Fahrzeugs. Wenn keine vorausfahrenden Fahrzeuge vorhanden sind, erfolgt automatisch eine konstante Geschwindigkeitsregelung. Wenn sich vor dem Fahrzeug ein vorausfahrendes Fahrzeugs mit einer niedrigeren Geschwindigkeit befindet, wechselt die Geschwindigkeitsregelung zur Abstandsregelung. Die Straßenneigung kann sich auf eine gewisse Weise auf die Sollgeschwindigkeit des Fahrzeugs auswirken.
EP2460706A1 und US2012/0123659A1 beschreiben, wie stockender Verkehr an Bergen vermieden werden kann, indem man den Abstand zwischen Fahrzeugen vor Bergen kleiner werden lässt und dieser nach dem Bergscheitel wieder zu einem normalen Abstand wird.
Bei Fahrzeugkolonnen ist der Abstand zwischen den Fahrzeugen kurz und es sind sichere Lösungen erforderlich, um an Bergen auf eine kraftstoffsparende Weise fahren zu können. Eine Aufgabe der Erfindung besteht im Bereitstellen einer verbesserten Weise zum Regeln von Fahrzeugen in Fahrzeugkolonnen an Bergen.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß einem ersten Aspekt wird die Aufgabe wenigstens teilweise durch eine Steuereinheit zum Regeln der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs in einer abstandsgeregelten Fahrzeugkolonne bei einer Bergfahrt erfüllt. Die Fahrzeugkolonne umfasst ein erstes Fahrzeug A und ein zweites Fahrzeug B, wobei das erste Fahrzeug A ein Fahrzeug direkt vor dem zweiten Fahrzeug B ist. Die Steuereinheit ist im zweiten Fahrzeug B angeordnet und umfasst eine Geschwindigkeitseinheit, die zum Bestimmen eines Beschleunigungswerts a₁ des ersten Fahrzeugs A, der beschreibt, wie stark das erste Fahrzeug A beschleunigt, ausgebildet ist. Die Steuereinheit umfasst ferner eine Bergeinheit, die zum Bestimmen, ob sich das erste Fahrzeug A an einem steilen Gefälle befindet, ausgebildet ist, und eine Berechnungseinheit, die zum Vergleichen des Beschleunigungswerts a₁ mit einer Beschleunigungskonstante k_a ausgebildet ist. Wenn a₁ > k_a und sich das erste Fahrzeug an einem steilen Gefälle befindet, ist die Steuereinheit zum Erzeugen eines Steuersignals s_reg, das eine Begrenzung des Vermögens des zweiten Fahrzeugs zum Erhöhen seiner Geschwindigkeit angibt, ausgebildet, wodurch das Vermögen des zweiten Fahrzeugs zum Erhöhen seiner Geschwindigkeit entsprechend begrenzt wird.
Die Steuereinheit unterbricht somit die laufende Abstandsregelung an einem steilen Gefälle und begrenzt die Möglichkeit des zweiten Fahrzeugs, mit Hilfe des Motors zu beschleunigen. Auf diese Weise wird eine unnötige Beschleunigung vermieden, die ein Abbremsen an einem Gefälle erfordert. Ein gegebenenfalls falscher Abstand zwischen den Fahrzeugen, der nach Ende des Gefälles vorhanden ist, kann anschließend aufgeholt werden, sobald das Gefälle aufhört und das zweite Fahrzeug B nicht mehr dem ersten Fahrzeug A zu nahe kommen kann. Da ein Abbremsen am Gefälle aufgrund einer vorhergehenden unnötigen Beschleunigung vermieden wird, kann Kraftstoff gespart werden. Die Abstandsregelung kann darauf basieren, dass ein konstanter Abstand zwischen den Fahrzeugen gehalten wird, oder auf der Geschwindigkeit des Fahrzeugs beruhen. Unter direktem Vorausfahren ist zu verstehen, dass sich kein anderes Fahrzeug zwischen Fahrzeug A und Fahrzeug B befindet.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Steuersignal s_reg eine Geschwindigkeitsbegrenzung, eine Drehmomentbegrenzung und/oder eine Beschleunigungsbegrenzung. Das zweite Fahrzeug B kann also auf verschiedene Weisen begrenzt werden.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Steuersignal s_reg einen konstanten Wert v_k für die Geschwindigkeit v₂ des zweiten Fahrzeugs. Gemäß einer Ausführungsform ist der konstante Wert v_k der momentane Wert v₂ des zweiten Fahrzeugs. Die Geschwindigkeit v₂ des zweiten Fahrzeugs wird also auf die momentane Geschwindigkeit eingefroren. Auf diese Weise kann das zweite Fahrzeug B gezwungen werden, nicht seine Geschwindigkeit zu erhöhen. Gemäß einer anderen Ausführungsform umfasst das Steuersignal s_reg eine Funktion der Geschwindigkeit eines weiteren Fahrzeugs in der Fahrzeugkolonne, das die Geschwindigkeit v₂ des zweiten Fahrzeugs begrenzt, beispielsweise der Geschwindigkeit des ersten Fahrzeugs (das heißt der Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs). Die Funktion kann stattdessen von der Geschwindigkeit eines anderen Fahrzeugs in der Fahrzeugkolonne abhängen. Beispielsweise kann ein Leitfahrzeug vor dem ersten Fahrzeug A vorhanden sein, das zur gleichen Fahrzeugkolonne wie die Fahrzeuge A und B gehört. Die Funktion kann dann von der Geschwindigkeit des Leitfahrzeugs abhängen. Alternativ kann die Funktion von der Geschwindigkeit eines hinter dem zweiten Fahrzeug B angeordneten Fahrzeugs in der Fahrzeugkolonne abhängen. Die Funktion kann ebenfalls von den Geschwindigkeiten von einer Vielzahl von Fahrzeugen in der Fahrzeugkolonne in Kombination abhängen.
Gemäß einer Ausführungsform ist das zweite Fahrzeug mit einer Sensoreinheit zum Ermitteln einer relativen Geschwindigkeit v_rel zwischen dem zweiten Fahrzeug B und dem ersten Fahrzeug A ausgestattet, wobei die Geschwindigkeitseinheit zum Bestimmen des Beschleunigungswerts a₁ auf Basis der relativen Geschwindigkeit v_rel ausgebildet ist. Auf diese Weise kann das zweite Fahrzeug B die Beschleunigung des zweiten Fahrzeugs bestimmen, ohne von Informationen vom ersten Fahrzeug A abhängig zu sein.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Bergeinheit zum Bestimmen der Neigung α der Straße, auf der das erste Fahrzeug A fährt, und zum Bestimmen, ob sich das erste Fahrzeug A an einem steilen Gefälle befindet, auf Basis der Neigung α ausgebildet. Gemäß einer Ausführungsform ist das zweite Fahrzeug B mit einer Karteneinheit mit Topographiedaten und einer Positionsbestimmungseinheit sowie einer Abstandsensoreinheit zum Messen des Abstands zwischen dem ersten Fahrzeug A und dem zweiten Fahrzeug B ausgestattet, wobei die Bergeinheit zum Bestimmen der Position p₁ des ersten Fahrzeugs A sowie der Neigung α auf Basis der Position p₁ und der Topographiedaten ausgebildet ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist das erste Fahrzeug A mit einer ersten Einheit zur drahtlosen Kommunikation und ist das zweite Fahrzeug B mit einer zweiten Einheit zur drahtlosen Kommunikation ausgestattet. Auf diese Weise können die Fahrzeuge drahtlos Informationen untereinander austauschen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Bergeinheit zum Bestimmen, ob sich das erste Fahrzeug A an einem steilen Gefälle befindet, auf Basis von fahrzeugspezifischen Daten des ersten Fahrzeugs A ausgebildet, wobei die fahrzeugspezifischen Daten einen Statusmarker, das momentane Übersetzungsverhältnis, das momentane Fahrzeuggewicht, die Kurve des maximalen Motordrehmoments, die momentane Motorleistung, die mechanische Reibung und/oder den Fahrwiderstand des Fahrzeugs bei der momentanen Geschwindigkeit umfassen.
Gemäß einem zweiten Aspekt wird die Aufgabe wenigstens teilweise durch ein Verfahren zum Regeln der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs in einer abstandsgeregelten Fahrzeugkolonne bei einer Bergfahrt erfüllt. Die Fahrzeugkolonne umfasst ein erstes Fahrzeug A und ein zweites Fahrzeug B, und das erste Fahrzeug A ist ein Fahrzeug direkt vor dem zweiten Fahrzeug B. Das Verfahren umfasst Folgendes:

– Bestimmen eines Beschleunigungswerts a₁ des ersten Fahrzeugs A, der beschreibt, wie stark das erste Fahrzeug A beschleunigt;
– Bestimmen, ob das erste Fahrzeug A an einem steilen Gefälle fährt;
– Vergleichen des Beschleunigungswerts a₁ mit einer Beschleunigungskonstante k_a, und wenn a₁ > k_a und sich das erste Fahrzeug an einem steilen Gefälle befindet, umfasst das Verfahren
– das Begrenzen des Vermögens des zweiten Fahrzeugs, seine Geschwindigkeit zu erhöhen.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Begrenzen des Vermögens des zweiten Fahrzeugs, seine Geschwindigkeit zu erhöhen, indem eine Geschwindigkeitsbegrenzung, eine Drehmomentbegrenzung und/oder eine Beschleunigungsbegrenzung vorgesehen sind. Beschleunigungsbegrenzung bedeutet hier, dass das Beschleunigungsvermögen des Motors begrenzt wird.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Begrenzen der Geschwindigkeit v₂ des zweiten Fahrzeugs auf einen konstanten Wert v_k. Gemäß einer Ausführungsform ist der konstante Wert v_k der momentane Wert v₂ des zweiten Fahrzeugs. Gemäß einer anderen Ausführungsform umfasst das Verfahren das Begrenzen der Geschwindigkeit v₂ des zweiten Fahrzeugs gemäß einer Funktion der Geschwindigkeit eines weiteren Fahrzeugs in der Fahrzeugkolonne, beispielsweise der Geschwindigkeit des ersten Fahrzeugs (das heißt der Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs).
Gemäß einer Ausführungsform ist das zweite Fahrzeug mit einer Sensoreinheit zum Ermitteln einer relativen Geschwindigkeit v_rel zwischen dem zweiten Fahrzeug B und dem ersten Fahrzeug A ausgestattet, wobei der Beschleunigungswert a₁ auf Basis der relativen Geschwindigkeit v_rel bestimmt wird.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Bestimmen, ob sich das erste Fahrzeug A an einem steilen Gefälle befindet, das Bestimmen der Neigung α der Straße, auf der sich das erste Fahrzeug A befindet.
Gemäß einer Ausführungsform ist das zweite Fahrzeug B mit einer Karteneinheit mit Topographiedaten und einer Positionsbestimmungseinheit sowie einer Abstandsensoreinheit zum Messen des Abstands zwischen dem ersten Fahrzeug A und dem zweiten Fahrzeug B ausgestattet, wobei das Bestimmen der Neigung α das Bestimmen der Position p₁ des ersten Fahrzeugs A sowie des Neigungswerts α auf Basis der Position p₁ und der Topographiedaten umfasst.
Gemäß einer Ausführungsform ist das erste Fahrzeug A mit einer ersten Einheit zur drahtlosen Kommunikation und ist das zweite Fahrzeug mit einer zweiten Einheit zur drahtlosen Kommunikation ausgestattet.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Bestimmen, ob sich das erste Fahrzeug A an einem steilen Gefälle befindet, auf Basis von fahrzeugspezifischen Daten des ersten Fahrzeugs A, wobei die fahrzeugspezifischen Daten einen Statusmarker, das momentane Übersetzungsverhältnis, das momentane Fahrzeuggewicht, die Kurve des höchsten Drehmoments, die momentane Motorleistung, die mechanische Reibung und/oder den Fahrwiderstand des Fahrzeugs bei der momentanen Geschwindigkeit umfasst.
Gemäß einem dritten Aspekt wird die Aufgabe wenigstens teilweise durch ein Computerprogramm P erfüllt, wobei das Computerprogramm P Programmcode umfasst, um eine Steuereinheit oder einen weiteren an der Steuereinheit angeschlossenen Computer zu veranlassen, das Verfahren gemäß einem der hier beschriebenen Verfahrensschritte auszuführen.
Gemäß einem vierten Aspekt wird die Aufgabe wenigstens teilweise durch ein Computerprogrammprodukt umfassend einen auf einem von einem Computer lesbaren nichtflüchtigen Medium gespeicherten Programmcode zum Ausführen des Verfahrens gemäß einem der hier beschriebenen Verfahrensschritte erfüllt, wobei der Programmcode auf einer Steuereinheit oder einem weiteren an der Steuereinheit angeschlossenen Computer ausgeführt wird.
Die bevorzugten Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen und in der ausführlichen Beschreibung beschrieben.
Kurze Beschreibung der beigefügten Figuren
Nachfolgend wird die Erfindung in Bezug auf die beigefügten Figuren beschrieben.
1 zeigt Fahrzeuge in einer Fahrzeugkolonne, die einer Abstandsregelung unterliegen.
2A und 2B zeigt zwei verschiedene bekannte Situationen, bei denen eine Abstandsregelung zu unnötigem Kraftstoffverbrauch führen kann.
3 zeigt eine Steuereinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
4 zeigt ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
Unter einer Fahrzeugkolonne ist hier eine Anzahl von Fahrzeugen zu verstehen, die mit kurzem Abstand hintereinander fahren und sich als eine Einheit bewegen. 1 zeigt ein Beispiel für eine Fahrzeugkolonne mit drei Fahrzeugen, die mit A, B und C bezeichnet sind. Das Fahrzeug A ist hier ein Leitfahrzeug, also das erste Fahrzeug in der Fahrzeugkolonne, und somit das Fahrzeug, nach dem sich die folgenden Fahrzeuge B und C richten müssen. Die folgenden Fahrzeuge B und C in der Fahrzeugkolonne fahren mit wenigstens einer automatischen Steuerung der Geschwindigkeit, wodurch auch der Abstand zwischen den Fahrzeugen geregelt wird. Die Richtung der Fahrzeuge B und C kann ebenfalls vorzugsweise mit beispielsweise einer automatisierten Lenkradsteuerung gesteuert werden. Das Leitfahrzeug kann manuell oder mit der Hilfe von automatischen Steuerfunktionen beispielsweise einem adaptiven Geschwindigkeitsregler gefahren werden. Die Fahrzeuge werden so geregelt, dass sie bestimmte Abstände zueinander halten, die gleich, aber auch an die Situation und/oder die jeweiligen Fahrzeuge angepasst sein können. Der Abstand zwischen dem Fahrzeug A und dem folgenden Fahrzeug B ist mit d_{B, A} bezeichnet, und der Abstand zwischen dem Fahrzeug B und dem folgenden Fahrzeug C ist mit d_{C, B} bezeichnet. Die Abstände können entsprechend der gewählten Regelstrategie, den momentanen Bedingungen usw. beispielsweise 1 bis 50 m betragen.
Die Fahrzeuge in der Fahrzeugkolonne halten üblicherweise eine an die geltenden Verkehrsbeschränkungen angepasste gleichmäßige Geschwindigkeit. Die gewünschte Geschwindigkeit, welche die Fahrzeuge halten sollen, wird als Sollgeschwindigkeit bezeichnet und ist die Geschwindigkeit, nach welcher der Geschwindigkeitsregler im Fahrzeug die Geschwindigkeit des Fahrzeugs regelt. Beispielsweise an Bergen können sich aber die Geschwindigkeiten der Fahrzeuge ändern, da die Fahrzeuge die gewünschte Sollgeschwindigkeit nicht halten können. 2A und 2B zeigen Beispiele für zwei Fahrzeuge A und B in einer Fahrzeugkolonne bei einer Bergfahrt. Das Fahrzeug A fährt hier direkt vor dem folgenden Fahrzeug B. Das Fahrzeug A kann ein Leitfahrzeug sein, kann aber auch ein anderes der Fahrzeuge in der Fahrzeugkolonne sein. Das Fahrzeug A fährt mit der Geschwindigkeit v₁ und das Fahrzeug B fährt mit der Geschwindigkeit v₂. 2A zeigt zunächst eine erste ebene Straßenstrecke, auf die ein Gefälle 1 mit einer Neigung α folgt und anschließend eine zweite ebene Straßenstrecke. Wenn Fahrzeuge auf der ersten ebenen Straßenstrecke fahren, halten sie eine konstante Geschwindigkeit. Kurz nachdem das erste Fahrzeug A das Gefälle 1 erreicht, wird es von selbst, das heißt ohne Kraftstoffversorgung bzw. -zufuhr, durch dessen Gewicht und der Neigung α des Gefälles schneller. Der Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Fahrzeug wird dadurch größer. Die übergeordnete Regelstrategie der Abstandsregelung strebt das Halten eines bestimmten Abstands zwischen den Fahrzeugen an und erhöht jetzt die Geschwindigkeit des zweiten Fahrzeugs B, um den Abstand zu halten. Das Fahrzeug B beschleunigt somit mit Hilfe des Motors, bis es das Gefälle erreicht. Dies führt dazu, dass das zweite Fahrzeug B das Gefälle mit einer zu hohen Geschwindigkeit erreicht, da das zweite Fahrzeug B ebenfalls von selbst durch dessen Gewicht und der Neigung des Gefälles schneller wird. Das zweite Fahrzeug B muss jetzt abgebremst werden, um dem ersten Fahrzeug A nicht zu nahe zu kommen.
2B zeigt zunächst eine ebene Straße gefolgt von einem steilen Anstieg und anschließend ein steiles Gefälle 1 und eine ebene Straße. Unter einem steilen Anstieg ist zu verstehen, dass der Berg eine so starke Neigung aufweist, dass trotz des maximalen Drehmoments des Motors die Geschwindigkeit des Fahrzeugs nicht gehalten werden kann. Das Gefälle 1 weist die Neigung α auf. Wenn das erste Fahrzeug A die Steigung befährt, nimmt dessen Geschwindigkeit ab, vorausgesetzt es kann die gewünschte Sollgeschwindigkeit durch dessen Gewicht und der Neigung der Steigung nicht halten. Das zweite Fahrzeug B passt dann seine Geschwindigkeit an die verringerte Geschwindigkeit des ersten Fahrzeugs A an, um den bestimmten Abstand zwischen den Fahrzeugen zu halten. Wenn sich das erste Fahrzeug dem Bergscheitel nähert, beschleunigt dieses, um die gewünschte Sollgeschwindigkeit zu erreichen. Die Beschleunigung verstärkt sich noch zusätzlich, wenn das Fahrzeug A den steileren Teil des Gefälles erreicht und durch dessen Gewicht beschleunigt.
Das Verhalten des Fahrzeugs A am Anstieg führt zu einem falschen Abstand zwischen Fahrzeug A und B, vorausgesetzt auch das Fahrzeug B kann die Geschwindigkeit an der Steigung nicht halten. Der falsche Abstand ist im Wesentlichen auf zwei Faktoren zurückzuführen.

– Das Fahrzeug B weist aufgrund des Beginns der Abnahme der Geschwindigkeit eine niedrigere Geschwindigkeit als das Fahrzeug A im steilen Teil der Steigung auf, bis eine Anpassung an die Geschwindigkeit des Fahrzeugs A erfolgt.
– Wenn das Fahrzeug A zu beschleunigen beginnt, sobald die Neigung der Steigung abnimmt, kann das Fahrzeug B der Beschleunigung nicht folgen, da es sich noch im steilen Teil befindet.

Dies führt dazu, dass das Fahrzeug B vor dem Erreichen des steilen Teils des Gefälles 1 teilweise versucht, die Geschwindigkeit an das Fahrzeug A anzupassen, aber zusätzlich versucht, seine Geschwindigkeit zu erhöhen, um den falschen Abstand, der an der Steigung entstanden ist, zu verringern. Dies kann dazu führen, dass das Fahrzeug B das Gefälle 1 mit einer zu hohen Geschwindigkeit erreicht und gemäß dem Beispiel in 2A abgebremst werden muss, um dem ersten Fahrzeug A nicht zu nahe zu kommen. Ein steiles Gefälle bedeutet hier ein Gefälle, das wenigstens einen steilen Teil aufweist.
Bei beiden genannten Beispielen entstehen Situationen mit einer energieverschwendenden Fahrweise der Fahrzeugkolonne. 3 zeigt eine Steuereinheit 2, die zum Bereitstellen eines verbesserten Verfahrens zum Regeln von Fahrzeugen in einer Fahrzeugkolonne bei einer Bergfahrt angeordnet ist, wobei die Fahrzeuge üblicherweise auf Basis der Abstände zwischen den Fahrzeugen geregelt werden. Die Steuereinheit 1 kann beispielsweise eine ECU (Electronic Control Unit) sein.
Die Steuereinheit 2 umfasst eine Geschwindigkeitseinheit 3, die zum Bestimmen eines Beschleunigungswerts a₁ des ersten Fahrzeugs A, der beschreibt, wie stark das erste Fahrzeug A beschleunigt, ausgebildet ist. Der Beschleunigungswert a₁ kann auf verschiedene Weisen bestimmt werden, die nachfolgend beschrieben werden. Die Steuereinheit 2 umfasst ferner eine Bergeinheit 4, die zum Bestimmen ausgebildet ist, ob sich das erste Fahrzeug A an einem steilen Berg befindet. Dies kann auf fahrzeugspezifischen Daten des ersten Fahrzeugs A und/oder auf Daten zur Straßentopographie basieren. Die fahrzeugspezifischen Daten oder die Daten zur Straßentopographie können beispielsweise einen Statusmarker und/oder ein Element der nachfolgend beschriebenen fahrzeugspezifischen Daten umfassen. Ob sich das Fahrzeug A an einem steilen Gefälle befindet, kann direkt durch Untersuchen von momentanen oder/oder historischen Motordrehmomenten und der Beschleunigung des Fahrzeugs beurteilt werden. Wenn die Beschleunigung einen Grenzwert, beispielsweise 0, überschreitet, sobald das Motordrehmoment gleich 0 oder kleiner ist, befindet sich das Fahrzeug A an einem steilen Gefälle. Die Bergeinheit 4 kann ebenfalls zum Bestimmen der Neigung α der Straße 1, auf dem das erste Fahrzeug A fährt, ausgebildet sein. Die Bergeinheit 4 kann ferner zum Bestimmen eines Grenzwerts k_{brant backe} für die Neigung an einem steilen Gefälle ausgebildet sein. Wenn die Neigung α der Straße 1 größer oder gleich dem Grenzwert k_{brant backe} ist, weist die Straße, auf der das erste Fahrzeug A fährt, ein steiles Gefälle auf. Die Neigung α der Straße 1 kann mit einem Fahrzeugmodell des Fahrzeugs A und beispielsweise Motordrehmoment, Beschleunigung und/oder Geschwindigkeit des Fahrzeugs A, die als bereits gemessene Daten aus dem internen Netzwerk des Fahrzeugs abgerufen werden können, berechnet werden. Alternativ kann die Neigung direkt mit einem Neigungssensor gemessen oder aus Informationen der Topographiedaten zur jeweiligen Straße in Kombination mit der Position des Fahrzeugs ermittelt werden.
Die Bergeinheit 4 kann mehr oder weniger bearbeitete Daten empfangen. Wenn sie einen Statusmarker erhält, der anzeigt, dass sich das Fahrzeug A an einem steilen Gefälle befindet, wurden die Daten vom Fahrzeug A in einer Steuereinheit im Fahrzeug A bearbeitet, um zu melden, dass sich das Fahrzeug A an einem steilen Gefälle befindet. Alternativ können Daten wie zuvor beschrieben an die Bergeinheit 4 geschickt werden, die anschließend bestimmt, ob sich das Fahrzeug A an einem steilen Gefälle befindet oder nicht.
Ein steiles Gefälle ist hier so definiert, dass die Neigung so groß ist, dass das Fahrzeug, das an dieser Neigung fährt, durch dessen Eigengewicht beschleunigt. Das heißt die Geschwindigkeit des Fahrzeugs erhöht sich, obwohl kein Kraftstoff zugeführt wird.
Der Grenzwert k_{brant backe} für die Neigung wird gemäß einer Ausführungsform auf Basis fahrzeugspezifischer Daten für das Fahrzeug, das am Gefälle fährt, hier das erste Fahrzeug A, wie momentanes Übersetzungsverhältnis, momentanes Fahrzeuggewicht, Kurve des maximalen Motordrehmoments, momentane Motorleistung, mechanische Reibung und/oder Fahrwiderstand des Fahrzeugs bei der momentanen Geschwindigkeit berechnet. Es kann ein Fahrzeugmodell verwendet werden, das den Fahrwiderstand bei der momentanen Geschwindigkeit schätzt. Übersetzung und maximales Drehmoment sind bekannte Größen in der Steuerung des Fahrzeugs und das Fahrzeuggewicht kann beispielsweise während der Fahrt geschätzt werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der Grenzwert k_{brant backe} für die Neigung auf Basis fahrzeugspezifischer Daten für das zweite Fahrzeug B berechnet.
Die Steuereinheit 2 umfasst ferner eine Berechnungseinheit 5, die zum Vergleichen des Beschleunigungswerts a₁ mit einer Beschleunigungskonstante k_a ausgebildet ist. Die Beschleunigungskonstante k_a kann beispielsweise gleich 0 (Null) oder nahezu 0 sein, was keine Beschleunigung bedeutet. Wenn a₁ > k_a und sich das erste Fahrzeug an einem steilen Gefälle befindet, ist die Steuereinheit 2 zum Erzeugen eines Steuersignals s_reg, das eine Begrenzung des Vermögens des zweiten Fahrzeugs zum Erhöhen seiner Geschwindigkeit angibt, ausgebildet. Das Steuersignal s_reg umfasst beispielsweise eine Geschwindigkeitsbegrenzung, eine Drehmomentbegrenzung und/oder eine Beschleunigungsbegrenzung. Das Steuersignal s_reg kann beispielsweise einen konstanten Wert v_k für die Geschwindigkeit v₂ des zweiten Fahrzeugs umfassen. Der konstante Wert v_k kann beispielsweise die momentane Geschwindigkeit v₂ des zweiten Fahrzeugs sein. Das Steuersignal s_reg wird gemäß einer Ausführungsform an eine weitere Steuereinheit 14, beispielsweise eine Steuereinheit 14 mit einem Geschwindigkeitsregler, einen Drehmomentbegrenzer und/oder einen Beschleunigungsbegrenzer, geschickt, wodurch das Vermögen des zweiten Fahrzeugs zum Erhöhen seiner Geschwindigkeit gemäß dem Steuersignal s_reg begrenzt wird. Gemäß einer anderen Ausführungsform sind der Geschwindigkeitsregler, der Drehmomentbegrenzer und/oder der Beschleunigungsbegrenzer in der Steuereinheit 2 enthalten. Gemäß einer Ausführungsform ist das zweite Fahrzeug mit einer Sensoreinheit 6 zum Ermitteln einer relativen Geschwindigkeit v_rel zwischen dem zweiten Fahrzeug B und dem ersten Fahrzeug A ausgestattet. Die Sensoreinheit 6 kann anschließend die relative Geschwindigkeit v_rel an die Steuereinheit 2 schicken. Die Geschwindigkeitseinheit 3 ist gemäß einer Ausführungsform zum Bestimmen des Beschleunigungswerts a₁ auf Basis der relativen Geschwindigkeit v_rel ausgebildet.
Gemäß einer Ausführungsform ist das zweite Fahrzeug B mit einer Karteneinheit 7 mit Topographiedaten und einer Positionsbestimmungseinheit 8 ausgestattet. Das zweite Fahrzeug B kann ebenfalls mit einer Abstandsensoreinheit 9 zum Messen des Abstands zwischen dem ersten Fahrzeug A und dem zweiten Fahrzeug B ausgestattet sein. Die Abstandsensoreinheit 9 kann beispielsweise einen Radar, einen Laser und/oder eine Kamera umfassen. Die Abstandsensoreinheit 9 ist zum Erkennen eines relativen Abstands und zum Erzeugen eines Sensorsignals, das den relativen Abstand enthält, ausgebildet. Die Abstandsensoreinheit 9 ist ferner zum Senden des Sensorsignals an die Steuereinheit 2 ausgebildet.
Die Bergeinheit 4 kann zum Bestimmen des Neigungswerts α durch Bestimmen der Position p₁ des ersten Fahrzeugs A sowie des Neigungswerts α auf Basis der Position p₁ und von Topographiedaten ausgebildet sein. Die Positionsbestimmungseinheit 8 liefert die Position des zweiten Fahrzeugs B und wenn der Abstand zum ersten Fahrzeug A bekannt ist, kann auch die Position des zweiten Fahrzeugs B von der Bergeinheit 4 bestimmt werden. Gegebenenfalls können ebenfalls Richtungsdaten des zweiten Fahrzeugs B verwendet werden. Wenn die Position des ersten Fahrzeugs bekannt ist, kann die Bergeinheit 4 die Neigung α der Straße bestimmen, auf der das erste Fahrzeug A fährt, indem die Topographiedaten von der Karteneinheit 7 verwendet werden.
Die Positionsbestimmungseinheit 8 kann beispielsweise zum Empfangen von Signalen von einem globalen Positionsbestimmungssystem wie GNSS (Global Navigation Satellite System), GPS (Global Positioning System), GLONASS, Galileo oder Compass ausgebildet sein. Alternativ kann die Positionsbestimmungseinheit 8 zum Empfangen von Signalen von beispielsweise einer oder mehreren Abstandssensoreinheiten 9 im zweiten Fahrzeug B ausgebildet sein, welche die relativen Abstände zu einem Straßenknoten, Fahrzeugen in der Umgebung o. Ä. mit einer bekannten Position messen. Auf Basis der relativen Abstände kann die Positionsbestimmungseinheit 8 anschließend die eigene Position des Fahrzeugs B bestimmen. Ein Sensor kann ebenfalls zum Erkennen einer Signatur in beispielsweise einem Straßenknoten ausgebildet sein, wobei die Signatur eine bestimmte Position darstellt. Die Positionsbestimmungseinheit 8 kann dann zum Bestimmen ihrer Position durch Erkennen der Signatur ausgebildet sein. Die Positionsbestimmungseinheit 8 kann stattdessen zum Bestimmen der Signalstärke von einem oder mehreren Signalen von einer Basisstation oder einem Straßenknoten mit bekannter Position und damit Bestimmen der Position des Fahrzeugs B durch Triangulation ausgebildet sein. Auf diese Weise kann die eigene Position des Fahrzeugs B bestimmt werden. Selbstverständlich können auch die genannten Techniken zum Ermitteln der Position des Fahrzeugs B kombiniert werden. Die Positionsbestimmungseinheit 8 ist zum Erzeugen eines Positionssignals, das die Position des Fahrzeugs B enthält, und zum Senden von diesem an die Steuereinheit 2 ausgebildet.
Fahrzeuge in Fahrzeugkolonnen sind üblicherweise für eine drahtlose Kommunikation untereinander ausgestattet. Das erste Fahrzeug A kann somit mit einer ersten Einheit 10 zur drahtlosen Kommunikation ausgestattet sein. Das zweite Fahrzeug B kann mit einer zweiten Einheit 11 zur drahtlosen Kommunikation ausgestattet sein. Die drahtlose Kommunikation kann eine V2V-Kommunikation sein oder durch andere Mittel wie beispielsweise mobile Kommunikationseinheiten, über eine Anwendung in einer Kommunikationseinheit oder über einen Server und mit einer Infrastruktur in Form einer V2I-Kommunikation erfolgen. Die Kommunikation kann beispielsweise von einem Fahrzeug und über einen Straßenknoten zu einem anderen Fahrzeug erfolgen. Jedes Fahrzeug in einer Fahrzeugkolonne verfügt beispielsweise über eine eindeutige Fahrzeugidentität und eine Fahrzeugidentität, die in der gesamten Fahrzeugkolonne einheitlich ist, um kontrollieren zu können, welche Fahrzeuge zur Fahrzeugkolonne gehören. Daten, die drahtlos zwischen den Fahrzeugen in der Fahrzeugkolonne verschickt werden, können mit diesen Identitäten markiert werden, so dass empfangene Daten dem richtigen Fahrzeug zugeordnet werden können.
Die erste Einheit 10 zur drahtlosen Kommunikation kann beispielsweise zum Senden der Geschwindigkeit v₁ oder der Beschleunigung a₁ des ersten Fahrzeugs per drahtloser Kommunikation an das zweite Fahrzeug B ausgebildet sein. Es können ebenfalls fahrzeugspezifische Daten vom ersten Fahrzeug A an das zweite Fahrzeug B per drahtloser Kommunikation gesendet werden. Im ersten Fahrzeug A können fahrzeugspezifische Daten von verschiedenen Einheiten im Fahrzeug bereitgestellt werden. Diese Daten können anschließend von den Einheiten in der Steuereinheit 2 zum Bestimmen, ob sich das erste Fahrzeug A an einem steilen Gefälle befindet, verwendet werden. Alternativ kann das erste Fahrzeug A, beispielsweise eine Steuereinheit im ersten Fahrzeug A, berechnen, ob sich das erste Fahrzeug A an einem steilen Gefälle befindet und eine Statusmarker an das zweite Fahrzeug B schicken, der dies angibt.
Die Fahrzeuge in der Fahrzeugkolonne kommunizieren intern untereinander zwischen ihren verschiedenen Einheiten durch beispielsweise einen Bus, beispielsweise einen CAN-(Controller-Area-Network-)Bus, der ein nachrichtenbasiertes Protokoll verwendet. Beispiele für andere Kommunikationsprotokolle, die verwendet werden können, sind TTP (Time-Triggered Protocol), Flexray usw. Auf diese Weise können Signale und Daten wie zuvor beschrieben zwischen verschiedenen Einheiten in einem Fahrzeug ausgetauscht werden. Signale und Daten können beispielsweise stattdessen drahtlos zwischen den verschiedenen Einheiten übertragen werden.
Die Geschwindigkeitseinheit 3, die Bergeinheit 4 und die Berechnungseinheit 5 können Teile eines Computerprogramms P in einer Speichereinheit 12 in der Steuereinheit 2 sein. Die Steuereinheit 2 umfasst ebenfalls eine Prozessoreinheit 13. Das Computerprogramm P umfasst Programmcode, um die Steuereinheit 2 zu veranlassen, einen der nachfolgend in Bezug auf das Fließdiagramm in 4 und die Steuereinheit 2 in 3 beschriebenen Verfahrensschritte auszuführen. Die übrigen Einheiten 6, 7, 8, 9, 10 und 11 können eine oder mehrere Prozessoreinheiten und eine oder mehrere Speichereinheiten umfassen. Eine Prozessoreinheit kann aus einer CPU (Central Processing Unit) bestehen. Eine Speichereinheit kann einen flüchtigen und/oder nichtflüchtigen Speicher, beispielsweise einen Flash-Speicher oder ein RAM (Random Access Memory), umfassen. Die Einheiten 7, 8, 11 können eigenständige Einheiten oder in die Steuereinheit 2 integriert sein, was durch die gestrichelte Linie in 3 dargestellt ist.
4 zeigt ein Fließdiagramm für das Verfahren, das nachfolgend beschrieben ist. Das Verfahren kann zum Regeln der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs in einer abstandsgeregelten Fahrzeugkolonne bei einer Bergfahrt verwendet werden. Beispiele für abstandsgeregelte Fahrzeugkolonnen sind in den 2A und 2B dargestellt. Wie zuvor beschrieben umfasst die Fahrzeugkolonne ein erstes Fahrzeug A und ein zweites Fahrzeug B. Das erste Fahrzeug A ist ein Fahrzeug direkt vor dem zweiten Fahrzeug B. Das Verfahren umfasst das Bestimmen eines Beschleunigungswerts a₁ des ersten Fahrzeugs A, der beschreibt, wie stark das erste Fahrzeug A beschleunigt (A1). Dies kann dadurch erfolgen, dass das zweite Fahrzeug B die relative Geschwindigkeit zwischen den Fahrzeugen zu verschiedenen Zeitpunkten misst und anschließend auf dieser Basis die Beschleunigung des ersten Fahrzeugs bestimmt. Das erste Fahrzeug kann ebenfalls Angaben zu seiner Beschleunigung a₁ oder Geschwindigkeit v₁ per drahtloser Kommunikation an das zweite Fahrzeug 2 zu senden, um die Beschleunigung des ersten Fahrzeugs zu bestimmen. Das Verfahren umfasst ferner das Bestimmen, ob das erste Fahrzeug A an einem steilen Gefälle fährt (A2). Dies kann auf Basis von fahrzeugspezifischen Daten und/oder Angaben zur Neigung α der Straße, auf der das erste Fahrzeug fährt, erfolgen. Fahrzeugspezifische Daten können insbesondere einen Statusmarker, das Gewicht des ersten Fahrzeugs, den momentanen Fahrwiderstand und/oder die momentane Motorleistung umfassen. Das Bestimmen des Neigungswerts α kann das Bestimmen der Position p₁ des ersten Fahrzeugs A sowie des Neigungswerts α auf Basis der Position p₁ und von Topographiedaten umfassen. Die Position des ersten Fahrzeugs kann im zweiten Fahrzeug B durch Messen des relativen Abstands zum ersten Fahrzeug A und durch Daten zur eigenen Positionen des Fahrzeugs B von einer Positionsbestimmungseinheit 8 (3) bestimmt werden. Alternativ kann die Position des ersten Fahrzeugs im ersten Fahrzeug A bestimmt und per drahtloser Kommunikation an das zweite Fahrzeug B gesendet werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der Neigungswert α im ersten Fahrzeug A bestimmt und per drahtloser Kommunikation an das zweite Fahrzeug B gesendet.
Anschließend wird der Beschleunigungswert a₁ mit einer Beschleunigungskonstante k_a verglichen (A3). k_a kann beispielsweise gleich 0 oder nahezu gleich Null sein. Wenn a₁ > k_a und sich das erste Fahrzeug an einem steilen Gefälle befindet (A4), umfasst das Verfahren das Begrenzen des Vermögens des zweiten Fahrzeugs zum Erhöhen seiner Geschwindigkeit (A5). Das Begrenzen des Vermögens des zweiten Fahrzeugs, seine Geschwindigkeit zu erhöhen, kann beispielsweise durch Vorsehen einer Geschwindigkeitsbegrenzung, einer Drehmomentbegrenzung und/oder einer Beschleunigungsbegrenzung bewerkstelligt werden. Gemäß einer Ausführungsform wird die Geschwindigkeit v₂ des zweiten Fahrzeugs auf einen konstanten Wert v_k begrenzt. Beispielsweise kann der konstante Wert v_k die momentane Geschwindigkeit v₂ des zweiten Fahrzeugs sein.
Wenn a₁ nicht größer ist als k_a und/oder sich das erste Fahrzeug nicht an einem steilen Gefälle befindet (A4), umfasst das Verfahren das Verwenden der normalen Abstandsregelung der Fahrzeuge in der Fahrzeugkolonne (A6). Das Verfahren sorgt jedoch dafür, dass der Abstand zwischen dem ersten Fahrzeug A und dem zweiten Fahrzeug B einen vorgegebenen Abstand nicht unterschreitet.
Das Verfahren wechselt dann wieder zu Schritt A1 und bestimmt den Beschleunigungswert a₁ des ersten Fahrzeugs A.
Gemäß einer Ausführungsform wird das Gewicht von einem oder beiden Fahrzeugen geschätzt. Dies kann beispielsweise an einem vorhergehenden Berg erfolgen, wobei das Verhalten des Fahrzeugs bzw. der Fahrzeuge beobachtet wird. Diese Information kann anschließend zum Anpassen der Geschwindigkeit von einem oder beiden Fahrzeugen verwendet werden. Wenn bei einem oder beiden der Fahrzeuge ein hohes Gewicht geschätzt wird, kann die Geschwindigkeit des zweiten Fahrzeugs oder die Geschwindigkeit beider Fahrzeuge zusätzlich gesenkt werden, sobald sich das erste Fahrzeug A an einem steilen Gefälle befindet, um ein späteres unnötiges Abbremsen zu vermeiden.
Gemäß einer Ausführungsform wird ebenfalls die Geschwindigkeit v₁ des ersten Fahrzeugs zum Kompensieren einer etwaigen Geschwindigkeitsabnahme des zweiten Fahrzeugs B verwendet. Die Geschwindigkeit v₁ des ersten Fahrzeugs kann somit gesenkt werden, um zu vermeiden, dass der Abstand zwischen den Fahrzeugen zu groß wird, dass das zweite Fahrzeug B beschleunigt usw.
Die Steuereinheit 2 im zweiten Fahrzeug B kann zum kontinuierlichen Empfangen, Ermitteln und/oder Berechnen des Beschleunigungswerts a₁ oder Geschwindigkeitswerts v₁ vom/am ersten Fahrzeug A ausgebildet sein. Diese Werte können anschließend verwendet werden, um zu ermitteln, wie sich das erste Fahrzeug A verhält. Wenn beispielsweise eine graduelle, nicht linear zunehmende Beschleunigung vorliegt, kann dies bedeuten, dass sich das erste Fahrzeug A an einem steilen Gefälle befindet.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Es können verschiedene Alternativen, Modifizierungen und Entsprechungen verwendet werden. Daher beschränken die oben genannten Ausführungsformen den Umfang der Erfindung wie in den beigefügten Ansprüchen definiert nicht.
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 Patentliteratur

WO 2013/095234 A1 [0005]
US 20050143895 A1 [0005]
EP 2460706 A1 [0006]
US 2012/0123659 A1 [0006]

Claims

Steuereinheit (2) zum Regeln der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs in einer abstandsgeregelten Fahrzeugkolonne bei einer Bergfahrt, wobei die Fahrzeugkolonne ein erstes Fahrzeug A und ein zweites Fahrzeug B umfasst und das erste Fahrzeug A ein Fahrzeug direkt vor dem zweiten Fahrzeug B ist, wobei die Steuereinheit (2) im zweiten Fahrzeug B angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (2) ferner umfasst – eine zum Bestimmen eines Beschleunigungswerts a₁ des ersten Fahrzeugs A, der beschreibt, wie stark das erste Fahrzeug A beschleunigt, ausgebildete Geschwindigkeitseinheit (3); – eine zum Bestimmen, ob sich das erste Fahrzeug A an einem steilen Berg befindet, ausgebildete Bergeinheit (4); – eine zum Vergleichen des Beschleunigungswerts a₁ mit einer Beschleunigungskonstante k_a ausgebildete Berechnungseinheit (5), und wenn a₁ > k_a und sich das erste Fahrzeug an einem steilen Gefälle befindet, ist die Steuereinheit (2) zum Erzeugen eines Steuersignals s_reg, das eine Begrenzung des Vermögens des zweiten Fahrzeugs zum Erhöhen seiner Geschwindigkeit angibt, ausgebildet, wodurch das Vermögen des zweiten Fahrzeugs zum Erhöhen seiner Geschwindigkeit entsprechend begrenzt wird.
Steuereinheit (2) nach Anspruch 1, wobei das Steuersignal s_reg eine Geschwindigkeitsbegrenzung, eine Drehmomentbegrenzung und/oder eine Beschleunigungsbegrenzung umfasst.
Steuereinheit (2) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Steuersignal s_reg einen konstanten Wert v_k für die Geschwindigkeit v₂ des zweiten Fahrzeugs umfasst.
Steuereinheit (2) nach Anspruch 3, wobei der konstante Wert v_k die momentane Geschwindigkeit v₂ des zweiten Fahrzeugs ist.
Steuereinheit (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Steuersignal s_reg eine Funktion von der Geschwindigkeit eines anderen Fahrzeugs in der Fahrzeugkolonne umfasst, das die Geschwindigkeit v₂ des zweiten Fahrzeugs begrenzt.
Steuereinheit (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Fahrzeug mit einer Sensoreinheit (6) zum Ermitteln einer relativen Geschwindigkeit v_rel zwischen dem zweiten Fahrzeug B und dem ersten Fahrzeug A ausgestattet ist, wobei die Geschwindigkeitseinheit (3) zum Bestimmen des Beschleunigungswerts a₁ auf Basis der relativen Geschwindigkeit v_rel ausgebildet ist.
Steuereinheit (2) nach einem der vorgehenden Ansprüche, wobei die Bergeinheit (4) zum Bestimmen der Neigung α der Straße, auf der das erste Fahrzeug A fährt, und zum Bestimmen, ob sich das erste Fahrzeug A an einem steilen Gefälle befindet, auf Basis der Neigung α ausgebildet ist.
Steuereinheit (2) nach Anspruch 7, wobei das zweite Fahrzeug B mit einer Karteneinheit (7) mit Topographiedaten und einer Positionsbestimmungseinheit (8) sowie einer Abstandsensoreinheit (9) zum Messen des Abstands zwischen dem ersten Fahrzeug A und dem zweiten Fahrzeug B ausgestattet ist, wobei die Bergeinheit (4) zum Bestimmen der Position p₁ des ersten Fahrzeugs A sowie der Neigung α auf Basis der Position p₁ und der Topographiedaten ausgebildet ist.
Steuereinheit (2) nach einem der vorgehenden Ansprüche, wobei das erste Fahrzeug A mit einer ersten Einheit (10) zur drahtlosen Kommunikation und das zweite Fahrzeug B mit einer zweiten Einheit (11) zur drahtlosen Kommunikation ausgestattet ist.
Steuereinheit (2) nach einem der vorgehenden Ansprüche, wobei die Bergeinheit (4) zum Bestimmen, ob sich das erste Fahrzeug A an einem steilen Gefälle befindet, auf Basis von fahrzeugspezifischen Daten des ersten Fahrzeugs A ausgebildet ist, wobei die fahrzeugspezifischen Daten einen Statusmarker, das momentane Übersetzungsverhältnis, das momentane Fahrzeuggewicht, die Kurve des maximalen Motordrehmoments, die momentane Motorleistung, die mechanische Reibung und/oder den Fahrwiderstand des Fahrzeugs bei der momentanen Geschwindigkeit umfasst.
Verfahren zum Regeln der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs in einer abstandsgeregelten Fahrzeugkolonne bei einer Bergfahrt, wobei die Fahrzeugkolonne ein erstes Fahrzeug A und ein zweites Fahrzeug B umfasst und das erste Fahrzeug A ein direkt vor dem zweiten Fahrzeug B fahrendes Fahrzeug ist, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: – Bestimmen eines Beschleunigungswerts a₁ des ersten Fahrzeugs A, der beschreibt, wie stark das erste Fahrzeug A beschleunigt; – Bestimmen, ob das erste Fahrzeug A an einem steilen Gefälle fährt; – Vergleichen des Beschleunigungswerts a₁ mit einer Beschleunigungskonstante k_a, und wenn a₁ > k_a und sich das erste Fahrzeug an einem steilen Gefälle befindet, umfasst das Verfahren – das Begrenzen des Vermögens des zweiten Fahrzeugs, seine Geschwindigkeit zu erhöhen.
Verfahren nach Anspruch 11, welches das Begrenzen des Vermögens des zweiten Fahrzeugs, seine Geschwindigkeit zu erhöhen, indem eine Geschwindigkeitsbegrenzung, eine Drehmomentbegrenzung und/oder eine Beschleunigungsbegrenzung vorgesehen sind, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, welches das Begrenzen der Geschwindigkeit v₂ des zweiten Fahrzeugs auf einen konstanten Wert v_k umfasst.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der konstante Wert v_k die momentane Geschwindigkeit v₂ des zweiten Fahrzeugs ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, welches das Begrenzen der Geschwindigkeit v₂ des zweiten Fahrzeugs gemäß einer Funktion von der Geschwindigkeit eines anderen Fahrzeugs in der Fahrzeugkolonne umfasst.
Verfahren nach einem Ansprüche 11 bis 15, wobei das zweite Fahrzeug mit einer Sensoreinheit (6) zum Ermitteln einer relativen Geschwindigkeit v_rel zwischen dem zweiten Fahrzeug B und dem ersten Fahrzeug A ausgestattet ist, wobei der Beschleunigungswert a₁ auf Basis der relativen Geschwindigkeit v_rel bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, wobei das Bestimmen, ob sich das erste Fahrzeug A an einem steilen Gefälle befindet, das Bestimmen der Neigung α der Straße, auf der sich das erste Fahrzeug A befindet, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei das zweite Fahrzeug B mit einer Karteneinheit (7) mit Topographiedaten und einer Positionsbestimmungseinheit (8) sowie einer Abstandsensoreinheit (9) zum Messen des Abstands zwischen dem ersten Fahrzeug A und dem zweiten Fahrzeug B ausgestattet ist, wobei das Bestimmen der Neigung α das Bestimmen der Position p₁ des ersten Fahrzeugs A sowie des Neigungswerts α auf Basis der Position p₁ und der Topographiedaten umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 18, wobei das erste Fahrzeug A mit einer ersten Einheit (10) zur drahtlosen Kommunikation und das zweite Fahrzeug B mit einer zweiten Einheit (11) zur drahtlosen Kommunikation ausgestattet ist.
Verfahren nach Anspruch 11 bis 19, wobei das Bestimmen, ob sich das erste Fahrzeug A an einem steilen Gefälle befindet, auf Basis von fahrzeugspezifischen Daten des ersten Fahrzeugs A, wobei die fahrzeugspezifischen Daten einen Statusmarker, das momentane Übersetzungsverhältnis, das momentane Fahrzeuggewicht, die Kurve des maximalen Motordrehmoments, die momentane Motorleistung, die mechanische Reibung und/oder den Fahrwiderstand des Fahrzeugs bei der momentanen Geschwindigkeit umfassen.
Computerprogramm P, wobei das Computerprogramm P Programmcode umfasst, um eine Steuereinheit (2) oder einen weiteren an der Steuereinheit (2) angeschlossenen Computer zu veranlassen, Schritte gemäß einem der Patentansprüche 11 bis 20 auszuführen.
Computerprogrammprodukt umfassend einen auf einem von einem Computer lesbaren nichtflüchtigen Medium gespeicherten Programmcode zum Ausführen der Verfahrensschritte nach einem der Patentansprüche 11 bis 20, wobei der Programmcode auf einer Steuereinheit (2) oder einem weiteren an der Steuereinheit (2) angeschlossenen Computer ausgeführt wird.