SE1451022A1 - Styrenhet och metod för att reglera hastigheten på ett fordon i ett avståndsreglerat fordonståg vid backtagning - Google Patents

Abstract

23 Sammandrag Metod och styrenhet for att reglera hastigheten pa ett fordon i ett avstandsreglerat fordonstag vid backtagning, varvid fordonstaget innefattar ett forsta fordon A och ett andra fordon B och det forsta fordonet A är ett direkt framforvarande fordon till det andra fordonet B. Styrenheten är placerad i det andra fordonet B och innefattar en hastighetsenhet som är konfigurerad att bestamma ett accelerationsvarde al for det forsta fordonet A som beskriver hur mycket det forsta fordonet A accelererar. Styrenheten innefattar aven en backenhet som är konfigurerad att bestamma om det fOrsta fordonet A fardas i en brant nedf6rsbacke, och en berakningsenhet som är konfigurerad att jamfora accelerationsvardet al med en accelerationskonstant ka. Om al > ka samt det f6rsta fordonet är i en brant nedforsbacke, sá är styrenheten konfigurerad att generera en styrsignal sreg som anger en begransning av det andra fordonets formaga att oka sin hastighet, varvid det andra fordonet formaga att Oka sin hastighet begransas i enlighet darmed. (Fig. 3)

Description

Styrenhet och nnetod for att reglera hastigheten pa ett fordon i ett avstandsreglerat fordonstag vid backtagning Uppfinningens omrade Den foreliggande uppfinningen hanfor sig till teknik for fordonstag, och i synnerhet en styrenhet och en metod for att reglera hastigheten pa ett fordon i ett avstandsreglerat fordonstag vid backtagning. Uppfinningen hanfor sig aven till ett datorprogram samt en datorprogramprodukt.

Uppfinningens bakgrund Kooperativ korning med fordon som exempelvis lastbilar borjar bli aktuell att anvandas i praktiken. Kooperativ k6rning är aven kant som fordonstag (eng. platooning). Studier pavisar att bransleforbrukningen kan reduceras avsevart genom kooperativ lastbilskorning, d.v.s. lastbilarna körtätt intill varandra med lamplig reglerstrategi. Det finns manga olika forslag till reglerstrategier for hur fordonen i fordonstaget ska framforas. Dock har dessa forslag i huvudsak varit fokuserade pa att halla hastigheten och ett givet avstand till det narmst frannforvande fordonet i fordonstaget pa ett sakert och konnfortabelt satt, och lite arbete har gjorts kring hur man skall reglera med avseende pa vagens topografi.

Vid en kooperativ hastighetsreglering som baseras pa att halla ett givet avstand till framfOrvarande fordon kan det uppsta situationer da de efterfoljande fordonen inte lyckas halla 6nskade avstand mellan varandra. F6r att avhjalpa en sadan situation kan det bakre fordonet Oka sin hastighet relativt det framforvarande fordonet f6r att hamta hem avstandsfelet, och sedan successivt minska hastighetsdifferensen i takt med att avstandsfelet minskar genom att utnyttja fordonets kormotstand. Detta f6rfarande behover inte paverka branslefOrbrukningen namnvart. Med kOrmotstand menas har nagot eller flera av luftmotstand, rullmotstand, friktion fran motor, friktion fran drivlinan, samt vagens lutning. 2 Om istallet det bakomvarande fordonets fardbronnsar nnaste anvandas f6r att minska hastighetsskillnaden i forhallande till det framforvarande fordonets hastighet sa kommer bransleforbrukningen pa det bakomvarande fordonet att paverkas pa ett negativt satt. En sadan situation kan uppsta i en uppforsbacke med en efterfOljande nerforsbacke som är tillrackligt brant for att fordonen kommer att b6rja accelerera av sin egen tyngd. Foljande kan da intraffa: Det forsta fordonet Icor in i uppforsbacken och okar sitt effektuttag Than motorn for att f6rs6ka vidhalla sethastigheten. Da det f6rsta fordonet narmar sig backkr6net sa kommer det fOrsoka aterta eventuellt hastighetstapp fran uppfOrsbacken och slutligen da det nar den brantare delen av nerf6rbacken kommer det att b6rja accelerera av sin egen vikt. Om det efterfoljande fordonets hastighetsreglering syftar till att halla ett forutbestamt avstand, hastighetsberoende eller tidsberoende till det framforvarande fordonet, kommer det efterfoljande fordonet strava efter att efterlikna det framforvarande fordonets hastighet och f6rs6ka accelerera da det framforvarande fordonet accelererar samt ev. ytterligare oka hastigheten for att aterta ev. avstandsfel som uppstatt i uppforsbacken. Da detta sker synkront i tiden kommer det innebara att det efterfoljande fordonet kommer att ha en hogre hastighet an det frannforvarnade fordonet in i den brantare delen av backen, vilket resulterar i att det efterfoljande fordonet kommer att rulla i kapp det frannforvarande fordonet och ev. nnaste fardbronnsarna appliceras fOr att undvika en kollision. Vid 'corning i ett fordonstag med avstandsreglering med tunga fordon kan alltsa vagens topografi agera som en storning pa regleringen av fordonstaget. I ogynsamma forhallanden kommer denna st6rning verka negativt pa branslefOrbrukningen.

I W02013/095234A1 visas ett farthallarsystem som anvander information om vagens topografi for att reglera ett ensamt fordons hastighet. Nar fordonet narmar sig en backe sa hOjs hastigheten for att inte fordonet ska fOrlora fart, och infOr ett backkron sa sanks hastigheten for att minska kostnaderna. I US20050143895A1 beskrivs farthallning av ett ensamt fordon. Nar inget framforvarande fordon finns sa sker automatisk konstant hastighetsreglering. Nar ett framforvarande fordon 3 med lagre hastighet finns frannfor fordonet, sa overgar hastighetsregleringen till avstandsreglering. Vaglutningen kan i viss man paverka fordonets malhastighet.

I EP2460706A1 och US2012/0123659A1 beskrivs hur trafikstockningar vid backar kan undvikas genom att avstand mellan fordon tillats minska infor backar for att sedan efter backkrOn overga till normalt avstand.

Vid fordonstag är avstanden mellan fordon korta, och det kravs sakerstallda losningar fOr att kunna kOra pa ett bransleeffektivt satt vid backar. Det är ett syfte med uppfinningen att tillhandahalla ett forbattrat satt att reglera fordon i fordonstag vid backar.

Sammanfattning av uppfinningen Enligt en forsta aspekt sa uppnas atminstone delvis syftet genom en styrenhet for att reglera hastigheten pa ett fordon i ett avstandsreglerat fordonstag vid backtagning. Fordonstaget innefattar ett forsta fordon A och ett andra fordon B dar det forsta fordonet A är ett direkt framforvarande fordon till det andra fordonet B. Styrenheten är placerad i det andra fordonet B och innefattar en hastighetsenhet som är konfigurerad att bestamma ett accelerationsvarde al for det f6rsta fordonet A som beskriver hur nnycket det f6rsta fordonet A accelererar. Styrenheten innefattar vidare en backenhet som är konfigurerad att bestamma om det fOrsta fordonet A fardas i en brant nedforsbacke, och en berakningsenhet som är konfigurerad att jamfora accelerationsvardet al med en accelerationskonstant Ica. Om al > ka samt det forsta fordonet är i en brant nedforsbacke, sa är styrenheten konfigurerad att generera en styrsignal sreg som anger en begransning av det andra fordonets fOrmaga att Oka sin hastighet, varvid det andra fordonet formaga att oka sin hastighet begransas i enlighet darmed.

Styrenheten avbryter alltsa den pagaende avstandsregleringen vid branta nedforsbackar och begransar det andra fordonets mojlighet att accelerera med hjalp av motorn. Pa sa satt undviks on6dig acceleration som ger upphov till inbromsning i nedforsbacken. Eventuellt avstandfel mellan fordonen som kvarstar 4 efter nedforsbackens slut kan sedan tas in nar nedforsbacken är slut och det andra fordonet B inte langre riskerar att kora for nara det forsta fordonet A. Eftersom inbromsning i nedforsbacken pa grund av tidigare onodig acceleration undviks, sa kan bransle sparas. Avstandregleringen kan vara baserad pa att halla konstanta avstand mellan fordonen, eller vara beroende av fordonens hastighet.

Med direkt framforvarande menas har att det inte finns nagot annat fordon mellan fordonet A och fordonet B.

Enligt en utfOringsform innefattar styrsignalen sreg en hastighetsbegransning, en momentbegransning och/eller en accelerationsbegransning. Det andra fordonet B kan alltsa begransas pa olika satt.

Enligt en utforingsform innefattar styrsignalen sreg ett konstant varde vk pa det andra fordonets hastighet v2. Enligt en utf6ringsform är det konstanta vardet vk det andra fordonets nuvarande hastighet v2. Det andra fordonets hastighet v2 fryses alltsa da till dess nuvarande hastighet. Pa sa satt kan det andra fordonet B tvingas att inte Oka sin hastighet. Enligt en annan utforingsform innefattar styrsignalen Sreg en funktion av ett annat fordons hastighet i fordonstaget som begransar det andra fordonets hastighet v2, exempelvis det forsta fordonets hastighet (d.v.s. det frannforvarande fordonets hastighet). Fun ktionen kan istallet vara beroende av hastigheten pa ett annat fordon i fordonstaget. Exempelvis kan det finnas ett ledarfordon fore det fOrsta fordonet A som tillhOr samma fordonstag som fordonen A och B. Fun ktionen kan dá vara beroende av ledarfordonets hastighet. Alternativt kan funktionen vara beroende av hastigheten pa ett fordon i fordonstaget placerat bakom det andra fordonet B. Funktionen kan aven vara beroende av hastigheterna pa ett flertal fordon i fordonstaget i kombination.

Enligt en utfOringsform är det andra fordonet fOrsett med en detektorenhet fOr att detektera en relativ hastighet vrel mellan det andra fordonet B och det forsta 30 fordonet A, varvid hastighetsenheten är konfigurerad att bestamma accelerationsvardet al baserat pa den relativa hastigheten vrel. Pa sa satt kan det andra fordonet B bestannnna det forsta fordonets acceleration utan att vara beroende av information fran det forsta fordonet A.

Enligt en ufforingsform är backenheten konfigurerad att bestamma lutningen a pa 5 vagen som det forsta fordonet A fardas pa, och bestamma om det forsta fordonet A fardas i en brant nedforsbacke baserat pa lutningen a.

Enligt en utforingsform är det andra fordonet B utrustat med en kartenhet med topografidata och en positioneringsenhet samt en avstandsdetektorenhet fOr att uppmata avstandet mellan det forsta och det andra fordonet A, B, varvid backenheten är konfigurerad att bestamma positionen pi for det forsta fordonet A, samt lutningen a baserat pa positionen pi och topografidatat.

Enligt en utforingsform är det forsta fordonet A utrustat med en forsta enhet for tradlos kommunikation och det andra fordonet B är forsett med en andra enhet for tradlos kommunikation. Pa sa satt kan fordonen tradlost utbyta information mellan varandra.

Enligt en utforingsform är backenheten konfigurerad att bestamma om det forsta fordonet A fardas i en brant nedforsbacke baserat pa fordonsspecifik data tan det forsta fordonet A, varvid det fordonsspecifika datat innefattar nagot av en statusflagga, aktuellt utvaxlingsforhallande, aktuell fordonsvikt, motorns maxmomentkurva, nuvarande motoreffekt, mekanisk friktion och/eller fordonets kOrmotstand vid aktuell hastighet.

Enligt en andra aspekt uppnas syftet atminstone delvis genom en nnetod fOr att reglera hastigheten pa ett fordon i ett avstandsreglerat fordonstag vid backtagning. Fordonstaget innefattar ett forsta fordon A och ett andra fordon B och det forsta fordonet A är ett direkt framforvarande fordon till det andra fordonet B. Metoden innefattar att: - bestamma ett accelerationsvarde al f6r det forsta fordonet A som beskriver hur mycket det forsta fordonet A accelererar; 6 bestannnna om det forsta fordonet A fardas i en brant nedforsbacke; jamfora accelerationsvardet ai med en accelerationskonstant 1(2, och om al > samt det forsta fordonet är i en brant nedfOrsbacke, sa innefattar metoden att - begransa det andra fordonets formaga att Oka sin hastighet.

Enligt en utforingsform innefattar metoden att begransa det andra fordonets formaga att Oka sin hastighet genom att infora en hastighetsbegransning, en momentbegransning och/eller en accelerationsbegransning. Accelerationsbegransning innebar har att begransa motorns fOrmaga att accelerera.

Enligt en utforingsform innefattar metoden att begransa det andra fordonets hastighet v2 till ett konstant varde vk. Enligt en utforingsform är det konstanta vardet vk är det andra fordonets nuvarande hastighet v2. Enligt en annan utforingsform metoden att begransa det andra fordonets hastighet v2 enligt en funktion av ett annat fordons hastighet i fordonstaget, exempelvis det fOrsta fordonets hastighet (d.v.s. det framforvarande fordonets hastighet).

Enligt en utforingsform är det andra fordonet forsett med en detektorenhet for att detektera en relativ hastighet vrel nnellan det andra fordonet B och det forsta fordonet A, varvid accelerationsvardet ai bestams baserat pa den relativa hastigheten vrei.

Enligt en utforingsform innefattar att bestamma om det fOrsta fordonet A fardas i 25 en brant nedfOrsbacke att bestamma lutningen a pa vagen som det forsta fordonet A fardas pa.

Enligt en utfOringsform är det andra fordonet B utrustat med en kartenhet med topografidata och en positioneringsenhet, samt en avstandsdetektorenhet for att uppmata avstandet mellan det forsta och det andra fordonet A, B, varvid att bestamma lutningen a innefattar att bestamma positionen pi for det forsta fordonet A, samt lutningsvardet a baserat pa positionen pi och topografidatat. 7 Enligt en utforingsform är det forsta fordonet A utrustat med en forsta enhet for tradlOs kommunikation och det andra fordonet är forsett med en andra enhet for tradlos kommunikation.

Enligt en utforingsform innefattar att bestamma om det fOrsta fordonet A fardas i en brant nedfOrsbacke baserat pa fordonsspecifik data fran det forsta fordonet A, varvid det fordonsspecifika datat innefattar nagot av en statusflagga, aktuellt utvaxlingsfOrhallande, aktuell fordonsvikt, motorns maxmomentkurva, nuvarande motoreffekt, mekanisk friktion och/eller fordonets kormotstand vid aktuell hastighet.

Enligt en tredje aspekt uppnas syftet atminstone delvis genom ett datorprogram P, dar namnda datorprogram P innefattar programkod for att orsaka en styrenhet eller annan dator ansluten till styrenheten att utfora metoden enligt nagot av de hari beskrivna metodstegen.

Enligt en fjarde aspekt uppnas syftet atnninstone delvis genonn en datorprogramprodukt innefattande en programkod lagrad pa ett av en dator lasbart icke-flyktigt medium for att utfora nnetoden enligt nagot av de hari beskrivna metodstegen, nar namnda programkod ' Foredragna utforingsformer beskrivs i de osjalvstandiga kraven och i den detaljerade beskrivningen.

Kort beskrivning av de bifogade figurerna Nedan kommer uppfinningen att beskrivas med hanvisning till de bifogade figurerna, av vilka: Fig. 1 illustrerar fordon i ett fordonstag som avstandsregleras.

Fig. 2A och 2B illustrerar tva olika kanda situationer da avstandsregleringen kan ge upphov till onodig bransleforbrukning. 8 Fig. 3 illustrerar en styrenhet enligt en utforingsfornn av uppfinningen. Fig. 4 illustrerar en metod enligt en utforingsform av uppfinningen.

Detaljerad beskrivning av foredragna utforingsformer av uppfinningen Med fordonstag menas har ett antal fordon som ' Fordonen i fordonstaget hailer vanligtvis en jamn hastighet anpassat efter radande trafikbegransningar. Den onskade hastigheten som fordonen ska halla kallas sethastighet och är den hastighet som farthallare i fordonen reglerar fordonets hastighet efter. Vid exempelvis backar kan dock fordonens hastigheter komma att andras, eftersom fordonen inte orkar halla den 6nskade sethastigheten. I Fig. 2A och 2B visas exempel pa tva fordon A och B i ett fordonstag vid backtagning. Fordonet A framfors har direkt framf6r det bakomvarande fordonet B. Fordonet A kan vara ett ledarfordon, men kan istallet vara ett annat av fordonen i fordonstaget. Fordonet A framfors med hastigheten v1 och fordonet B framfors med hastigheten v2. I Fig. 2A visas forst en forsta plan vagstracka som foljs av en nedforsbacke 1 med en lutning a, och darefter en andra plan vagstracka. Da fordonen framfors pa den forsta plana vagstrackan sa 9 hailer de en konstant hastighet. En liten stund efter att det forsta fordonet A kommit in i nedforsbacken 1 sa borjar det att oka farten av sig sjalv, d.v.s. utan branslepadrag eller bransletillforsel, pa grund av dess tyngd och nedforsbackens lutning a. Avstandet mellan det forsta och det andra fordonet akar darmed. Den overgripande reglerstrategin med avstandsreglering stravar efter att halla ett sarskilt avstand mellan fordonen, och okar nu -laden pa det andra fordonet B for att halla avstandet. Fordonet B accelererar da alltsa m.h.a. motorn innan den kommer in i nedforsbacken. Detta gor att det andra fordonet B kommer in i nedfOrsbacken med en fOr hog hastighet, eftersom aven det andra fordonet B kommer att bola oka sin hastighet av sig sjalv pa grund av dess vikt och nedforsbackens lutning. Det andra fordonet B maste nu bromsas for att inte komma for nara det forsta fordonet A.

I Fig. 2B visas forst en plan vag foljt av en brant uppforsbacke och darefter en brant nedforsbacke 1 och en plan vag. Med en brant uppforsbacke menas att backen lutar sa mycket att fordonets hastighet inte kan uppratthallas trots maxmoment fran motorn. Nedforsbacken 1 har lutningen a. Nar det forsta fordonet A kir i uppforsbacken sa nninskar dess hastighet antaget att det inte kan halla den onskade sethastigheten pa grund av dess tyngd och lutningen pa uppf6rsbacken. Det andra fordonet B anpassar da sin hastighet efter den minskade hastigheten pa det forsta fordonet A for att halla det sarskilda avstandet mellan fordonen. Nar det forsta fordonet A narmar sig backkronet kommer detta att b6rja accelerera f6r att uppna onskad sethastighet. Denna acceleration kommer ytterligare forstarkas da fordon A nar den brantare delen av nerforbacken och b6rjar accelerera m.h.a. sin vikt.

Fordonet A:s beteende i uppforsbacken kommer att leda till ett avstandsfel mellan fordon A och B fOrutsatt att aven fordon B inte kan halla hastigheten i uppforsbacken. Avstandsfelet uppstar i huvudsak av tva faktorer Fordonet B kommer att ha en lagre hastighet an fordon A i uppforsbackens branta del p.g.a. det borjat sanka hastigheten innan for att anpassa sig till fordonet A:s hastighet. 10 Da fordonet A [polar accelerera da uppforsbackens lutning nninskar kommer fordonet B inte att kunna -160 accelerationen da denna fortfarande är i den branta delen.

Detta resulterar i att fordonet B innan den nar den branta delen av nerforsbacken 1 dels forsoker anpassa hastigheten till fordon A, men aven ytterligare kommer att forsoka oka sin hastighet for att minska avstandsfelet som uppstatt i uppfOrbacken. Detta kan fa till fOljd att fordonet B kommer in i nedforsbacken 1 med alldeles for hog hastighet, och maste i likhet med exemplet i Fig. 2A bromsas fOr att inte komma fOr nara det fOrsta fordonet A. Brant nedfOrsbacke innebar har en nedforsbacke som har atminstone flagon brant del.

I bade exemplen oven uppstar situationer med energislosande satt att framfora fordonstaget. I figur 3 visas en styrenhet 2 som är arrangerad att tillhandahalla en forbattrad metod for att reglera fordonen i ett fordonstag vid backtagning, dar fordonen vanligtvis regleras baserat pa avstanden mellan fordonen. Styrenheten 1 kan exempelvis vara en ECU (Electronic Control Unit).

Styrenheten 2 innefattar en hastighetsenhet 3 som är konfigurerad att bestannnna ett accelerationsvarde al for det forsta fordonet A som beskriver hur mycket det forsta fordonet A accelererar. Accelerationsvardet al kan bestannnnas pa olika satt, vilket kommer att beskrivas i det foljande. Styrenheten 2 innefattar vidare en backenhet 4 som är konfigurerad att bestamma om det forsta fordonet A fardas i en brant backe. Detta kan baserat pa fordonsspecifik data f6r det f6rsta fordonet A och/eller data am vagens topografi. Det fordonsspecifika datat eller datat onn vagens topografi kan exempelvis innefatta en statusflagga och/eller nagot av det fordonsspecifika datat som kommer att beskrivas i det fOljande. Om fordonet A fardas i en brant nedf6rsbacke kan antingen bed6mas direkt genom att studera fordonet aktuella och/eller historiska motormoment och acceleration. Om accelerationen overstiger ett gransvarde, exempelvis 0, da motormomentet är 0 eller mindre sa är fordonet A i en brant nerforsbacke. Backenheten 4 kan aven vara konfigurerad att bestamnna lutningen a for vagen 1 som det forsta fordonet A fardas pa. Backenheten 4 kan vidare vara konfigurerad att bestamma ett 11 gransvarde kbrant backe for lutningen pa en brant nedforsbacke. Om lutningen a for vagen 1 är storre eller lika med gransvarde kbrant backe, sa är vagen som det forsta fordonet A fardas pa en brant nedforsbacke. Lutningen a for vagen 1 kan beraknas m.h.a. av en fordonsmodell av fordonet A och exempelvis fordonet A:s motornnoment, acceleration och/eller hastighet som kan erhallas som redan uppmatt data fran fordonets interna natverk. Alternativt kan lutningen mates direkt med en lutningsgivare, eller erhallas genom information Iran topografidata over den aktuella vagen i kombination med fordonets position.

Backenheten 4 kan ta emot mer eller mindre bearbetad data. Da den tar emot en statusflagga som sager att fordonet A befinner sig i en brant nedforsbacke, sa har data fran fordonet A bearbetats i en styrenhet i fordonet A for att komma fram till om fordonet A befinner sig i en brant nedforsbacke. Alternativt kan data som beskrivits oven skickas till backenheten 4 som darefter bestannmer om fordonet A befinner dig i en brant nedforsbacke eller inte.

En brant nedforsbacke definieras har av att dess lutning är sa stor att fordonet som fardas pa den kommer att accelerera pa grund av sin egen tyngd. Med andra ord sa okar fordonets hastighet i nedforsbacken trots att inget bransle tillfors.

Gransvardet kbrant backe for lutningen beraknas enligt en utforingsform baserat pa fordonsspecifik data for fordonet som fardas i nedforsbacken, har det forsta fordonet A, sasom aktuellt utvaxlingsforhallande, aktuell fordonsvikt, motorns maxmomentkurva, nuvarande motoreffekt, mekanisk friktion och/eller fordonets kOrmotstand vid aktuell hastighet. En fordonsmodell som skattar kormotstandet vid aktuell hastighet kan anvandas. Utvaxling och nnaxmoment är kande storheter i fordonets styrsystem och fordonsvikten kan exempelvis skattas under -lard. Enligt en annan utforingsform beraknas gransvardet kbrant backe fOr lutningen baserat pa fordonsspecifik data kir det andra fordonet B.

Styrenheten 2 innefattar vidare en berakningsenhet 5 som är konfigurerad att jamfora accelerationsvardet al med en accelerationskonstant ka.

Accelerationskonstanten ka kan exempelvis vara 0 (noll), eller nara 0, vilket 12 innebar ingen acceleration. Om al > ka sannt det forsta fordonet är i en brant nedforsbacke, sa är styrenheten 2 konfigurerad att generera en styrsignal Sreg som anger en begransning av det andra fordonets formaga att Oka sin hastighet. Styrsignalen Sreg innefattar exempelvis en hastighetsbegransning, en momentbegransning och/eller en accelerationsbegransning. Styrsignalen Sreg kan exempelvis innefatta ett konstant varde vk pa det andra fordonets hastighet v2. Det konstanta vardet vk kan exempelvis vara det andra fordonets nuvarande hastighet v2. Styrsignalen Sreg skickas enligt en utforingsform till en annan styrenhet 14, exempelvis en styrenhet 14 med en farthallare, momentbegransare och/eller accelerationsbegransare, varvid det andra fordonets formaga att oka sin hastighet begransas i enlighet med styrsignalen Sreg. Enligt en annan utforingsform är farthallaren, momentbegransare och/eller accelerationsbegransare inkluderad i styrenheten 2.

Enligt en utforingsform är det andra fordonet forsett med en detektorenhet 6 for att detektera en relativ hastighet vrel mellan det andra fordonet B och det f6rsta fordonet A. Detektorenheten 6 kan sedan skicka den relativa hastigheten vrei till styrenheten 2. Hastighetsenheten 3 är enligt en utforingsform konfigurerad att bestamma accelerationsvardet al baserat pa den relativa hastigheten vrei.

Enligt en utforingsform är det andra fordonet B utrustat med en kartenhet 7 med topografidata och en positioneringsenhet 8. Det andra fordonet B kan aven vara utrustat med en avstandsdetektorenhet 9 f6r att uppmata avstandet mellan det forsta och det andra fordonet A, B. Avstandsdetektorenheten 9 kan exempelvis innefatta en radar, laser och/eller kamera. Avstandsdetektorenheten 9 är konfigurerad att avkanna ett relativt avstand och att generera en detektorsignal som innehaller det relativa avstandet. Avstandsdetektorenheten 9 är vidare konfigurerad att sanda detektorsignalen till styrenheten 2.

Backenheten 4 kan vara konfigurerad att bestamma lutningsvardet a genom att bestamma positionen pi for det f6rsta fordonet A, samt lutningsvardet a baserat pa positionen p1 och topografidatat. Positioneringsenheten 8 ger positionen for 13 det andra fordonet B, och nar avstandet till det forsta fordonet A är kant kan aven positionen for det andra fordonet B bestammas av backenheten 4. Eventuellt kan aven riktningsdata for det andra fordonet B anvandas. Nar det forsta fordonets position är kand, kan backenheten 4 bestamma lutningen a for vagen dar det fOrsta fordonet A fardas genom att anvanda topografidata fran kartenheten 7.

Positioneringsenheten 8 kan exempelvis vara konfigurerad att ta emot signaler Than ett globalt positioneringssystem som GNSS (Global Navigation Satellite System) exempelvis GPS (Global Positioning System), GLONASS, Galileo eller Compass. Alternativt kan positioneringsenheten 8 vara konfigurerad att ta emot signaler fran exempelvis en eller flera avstandsdetektorenheter 9 i det andra fordonet B som mater relativa avstand till exempelvis en vagnod, fordon i omgivningen eller liknande med kand position. Baserat pa de relativa avstanden kan positioneringsenheten 8 sedan bestamma fordonet B:s egna position. En detektor kan aven vara konfigurerad att avkanna en signatur i exempelvis en vagnod, varvid signaturen representerar en viss position. Positioneringsenheten 8 kan da vara konfigurerad att bestamma sin position genom avkanning av signaturen. Positioneringsenheten 8 kan istallet vara konfigurerad att bestamma signalstyrkan i en eller flera signaler Than en basstation eller vagnod med kand position, och darigenonn bestannnna fordonet B:s position genom triangulering. Pa sa satt kan fordonet B:s egen position bestammas. Naturligtvis kan aven de ovan teknikerna kombineras fOr att sakerstalla fordonet B:s position. Positioneringsenheten 8 är konfigurerad att generera en positionssignal som innehaller fordonet B:s position, och att sanda denna till styrenheten 2.

Fordon i fordonstag är vanligtvis utrustade fOr att kunna kommunicera tradlOst med varandra. Det f6rsta fordonet A kan saledes vara utrustat med en f6rsta enhet 10 fOr tradlOs kommunikation. Det andra fordonet B kan vara fOrsett med en andra enhet 11 f6r tradlos kommunikation. Den tradlosa kommunikationen kan vara V2V-kommunikation eller ske genom andra medel som exempelvis genom mobila kommunikationsenheter, via en applikation i en kommunikationsenhet eller via en server, och till infrastruktur i form av V21-kommunikation. Kommunikationen 14 kan exempelvis ga fran ett fordon och via en vagnod till ett annat fordon. Varje fordon i fordonstaget har exempelvis en unik fordonsidentitet, och en fordonstagsidentitet som är gemensam for hela fordonstaget, for att kunna halla reda pa vilka fordon som ingar i fordonstaget. Data som skickas tradlost mellan fordonen i fordonstaget kan taggas med dessa identiteter sa att data som tas emot kan harledas till raft fordon.

Den forsta enheten 10 for tradlos kommunikation kan exempelvis vara konfigurerad att sanda det fOrsta fordonets hastighet vi eller acceleration al via tradlos kommunikation till det andra fordonet B. Aven fordonsspecifik data Than det forsta fordonet A kan sandas till det andra fordonet B via tradlos kommunikation. I det forsta fordonet A kan fordonsspecifik data tillhandahallas av olika enheter i fordonet. Detta datat kan sedan anvandas av enheterna i styrenheten 2 for att bestamma om det f6rsta fordonet A befinner sig i en brant nedf6rsbacke.

Alternativt kan det forsta fordonet A, exempelvis en styrenhet i det forsta fordonet A, berakna ifall det forsta fordonet A befinner sig i en brant nedforsbacke, och skicka en statusflagga till det andra fordonet B som anger det.

Fordonen i fordonstaget kommunicerar internt mellan sina olika enheter genom exempelvis en buss, exempelvis en CAN-buss (Controller Area Network) som anvander sig av ett meddelandebaserat protokoll. Exempel pa andra kommunikationsprotokoll som kan anvandas är TIP (Time-Triggered Protocol), Flexray m fl. Pa sá satt kan signaler och data som beskrivits ovan utbytas mellan olika enheter i ett fordon. Signaler och data kan exempelvis istallet overfOras tradlOst mellan de olika enheterna.

Hastighetsenheten 3, backenheten 4 och berakningsenheten 5 kan vara delar av ett datorprogram P i en minnesenhet 12 i styrenheten 2. Styrenheten 2 innefattar aven en processorenhet 13. Datorprogrammet P innefattar programkod f6r att fa styrenheten 2 att utfora nagot av metodstegen som kommer att beskrivas i det foljande med hanvisning till flodesschemat i Fig. 4 och styrenheten 2 i Fig. 3. De ovriga enheterna 6, 7, 8, 9, 10 och 11 kan innefatta en eller flera processorenheter och en eller flera nninnesenheter. En processorenhet kan utgoras av en CPU (Central Processing Unit). En minnesenhet kan innefatta ett flyktigt- och/eller ett icke-flyktigt minne, exempelvis flashminne eller RAM (Random Access Memory). Enheterna 7, 8, 11 kan vara fristaende enheter eller vara inkorporerade i styrenheten 2, vilket illustreras genom den streckade linjen i Fig. 3.

I Fig. 4 visas ett flodesschema for metoden som harnast kommer att beskrivas. Metoden kan anvandas fOr att reglera hastigheten pa ett fordon i ett avstandsreglerat fordonstag vid backtagning. Exempel pa avstandsreglerade fordonstag visas i Fig. 2A-2B. Som tidigare beskrivits innefattar fordonstaget ett fOrsta fordon A och ett andra fordon B. Det forsta fordonet A är ett direkt framforvarande fordon till det andra fordonet B. Metoden innefattar att bestamma ett accelerationsvarde al for det forsta fordonet A som beskriver hur mycket det forsta fordonet A accelererar (Al ). Detta kan utforas genom att det andra fordonet B mater den relativa hastigheten mellan fordonen vid olika tidpunkter och sedan bestammer det forsta fordonets acceleration baserat pa det. Det forsta fordonet kan aven sanda uppgift om sin acceleration ai eller hastighet vi via tradlos kommunikation till det andra fordonet 2 for att bestamma det fOrsta fordonets acceleration. Metoden innefattar vidare att bestamnna om det forsta fordonet A fardas i en brant nedforsbacke (A2). Detta kan bestammas baserat pa fordonsspecifik data, och/eller uppgift om lutningen a pa vagen som det fOrsta fordonet fardas pa. Fordonsspecifik data kan innefatta nagot av en statusflagga, det fOrsta fordonets vikt, nuvarande kormotstand och/eller nuvarande motoreffekt.

Att bestamma lutningsvardet a kan innefatta att bestamnna positionen pi fOr det fOrsta fordonet A, samt lutningsvardet a baserat pa positionen pi och topografidatat. Det f6rsta fordonets position kan bestammas i det andra fordonet B genom att mata upp det relativa avstandet till det fOrsta fordonet A samt genom data om fordonet B:s egna position fran en positioneringsenhet 8 (Fig. 3).

Alternativt kan det fOrsta fordonets position bestammas i det fOrsta fordonet A och sandas via tradlos kommunikation till det andra fordonet B. Enligt en annan 16 utforingsform sa bestanns lutningsdatat a i det f6rsta fordonet A och sands via tradlos kommunikation till det andra fordonet B.

Darefter jamfors accelerationsvardet ai med en accelerationskonstant k, (A3). k, kan exempelvis vara 0, eller nara noll. Om al > ka samt det forsta fordonet är i en brant nedforsbacke (A4), sa innefattar metoden att begransa det andra fordonets formaga att aka sin hastighet (A5). Att begransa det andra fordonets formaga att oka sin hastighet kan utforas exempelvis genom att infora en hastighetsbegransning, en momentbegransning och/eller en accelerationsbegransning. Enligt en utforingsform begransas det andra fordonets hastighet v2 till ett konstant varde yk. Exem pelvis kan det konstanta vardet vk vara det andra fordonets nuvarande hastighet v2.

Om al inte är storre an ka och/eller det forsta fordonet inte är i en brant nedforsbacke (A4), sa innefattar metoden att anvanda den ordinarie avstandsregleringen av fordonen i fordonstaget (A6). Dock ser metoden till att avstandet mellan det forsta fordonet A och det andra fordonet B inte underskrider ett forutbestannt aystand.

Metoden atergar sedan till steg Al igen, och bestannnner accelerationsvardet al for det forsta fordonet A.

Enligt en utforingsform sá skattas vikten pa ett eller [Ada fordonen. Detta kan exempelvis ske i en tidigare backe, da fordonets eller fordonens beteende observeras. Denna information kan sedan anyandas f6r att anpassa ett eller !pada fordonens hastighet. Om nagot eller bada av fordonen skattas att ha en hog vikt, kan det andra fordonets hastighet, eller bada fordonens hastighet, sankas ytterligare dä det forsta fordonet A är i en brant nedforsbacke for att undvika senare onodig inbromsning.

Enligt en utforingsform sa anvands aven det forsta fordonets hastighet v1 for att kompensera for eventuell hastighetsminskning av det andra fordonet B. Det forsta 17 fordonets hastighet vi kan alltsa sankas for att undvika att avstandet nnellan fordonen blir for stort, for att undvika att det andra fordonet B accelererar etc.

Styrenheten 2 i det andra fordonet B kan vara konfigurerad att kontinuerligt ta emot, detektera och/eller berakna accelerationsvarden al eller hastighetsvarden v1 fran/pa det f6rsta fordonet A. Dessa varden kan sedan anvandas for att se hur det fOrsta fordonet A agerar. Om det exempelvis har en gradvis, icke-linjar okande acceleration, sa kan detta innebara att det forsta fordonet A befinner sig i en brant nedfOrsbacke.

Den fOreliggande uppfinningen är inte beg ransad till de ovan beskrivna utforingsformerna. Olika alternativ, mod ifieringar och ekvivalenter kan anvandas. Darfor begransar inte de ovan namnda utforingsformerna uppfinningens omfattning, som definieras av de bifogade kraven. 18

Claims (22)

Patentkrav 1. Styrenhet (2) for att reglera hastigheten pa ett fordon i ett avstandsreglerat fordonstag vid backtagning, varvid fordonstaget innefattar ett forsta fordon A och ett andra fordon B och det fOrsta fordonet A är ett direkt framforvarande fordon till det andra fordonet B, varvid styrenheten (2) är placerad i det andra fordonet B, kannetecknad av att styrenheten (2) vidare innefattar

1. en hastighetsenhet (3) som är konfigurerad att bestamma ett accelerationsvarde 10 al f6r det f6rsta fordonet A som beskriver hur mycket det f6rsta fordonet A accelererar; 2. en backenhet (4) som är konfigurerad att bestamma om det forsta fordonet A fardas i en brant nedforsbacke; 3. en berakningsenhet (5) som är konfigurerad att jamfora accelerationsvardet al med en accelerationskonstant ka, och om al > ka samt det forsta fordonet är i en brant nedforsbacke, sa är styrenheten (2) konfigurerad att generera en styrsignal sreg som anger en begransning av det andra fordonets formaga att oka sin hastighet, varvid det andra fordonet fomnaga att oka sin hastighet begransas i enlighet darmed.

2. Styrenheten (2) enligt krav 1, varvid styrsignalen Sreg innefattar en hastighetsbegransning, en momentbegransning och/eller en accelerationsbegransning.

3. Styrenheten (2) enligt krav 1 eller 2, varvid styrsignalen Sreg innefattar ett konstant varde vk pa det andra fordonets hastighet v2.

4. Styrenheten (2) enligt krav 3, varvid det konstanta vardet vk är det andra fordonets nuvarande hastighet v2. 19

5. Styrenheten (2) enligt nagot av foregaende krav, varvid styrsignalen Sreg innefattar en funktion av ett annat fordons hastighet i fordonstaget som begransar det andra fordonets hastighet v2.

6. Styrenheten (2) enligt nagot av foregaende krav, varvid det andra fordonet är forsett med en detektorenhet (6) f6r att detektera en relativ hastighet Vrel mellan det andra fordonet B och det forsta fordonet A, varvid hastighetsenheten (3) är konfigurerad att bestamma accelerationsvardet al baserat pa den relativa hastigheten vrei.

7. Styrenheten (2) enligt nagot av foregaende krav, varvid backenheten (4) är konfigurerad att bestamma lutningen a pa vagen som det f6rsta fordonet A fardas pa, och bestamma om det forsta fordonet A fardas i en brant nedforsbacke baserat pa lutningen a.

8. Styrenheten (2) enligt krav 7, varvid det andra fordonet B är utrustat med en kartenhet (7) med topografidata och en positioneringsenhet (8), samt en avstandsdetektorenhet (9) for att uppmata avstandet nnellan det forsta och det andra fordonet A, B, varvid backenheten (4) är konfigurerad att bestamma positionen pi for det forsta fordonet A, sannt lutningen a baserat pa positionen pi och topografidatat.

9. Styrenheten (2) enligt nagot av foregaende krav, varvid det f6rsta fordonet A är utrustat med en forsta enhet (10) for tradlos kommunikation och det andra fordonet B är forsett med en andra enhet (11) f6r tradlos kommunikation.

10. Styrenheten (2) enligt nagot av foregaende krav, varvid backenheten (4) är konfigurerad att bestamma om det fOrsta fordonet A fardas i en brant nedforsbacke baserat pa fordonsspecifik data fran det forsta fordonet A, varvid det fordonsspecifika datat innefattar nagot av en statusflagga, aktuellt utvaxlingsforhallande, aktuell fordonsvikt, motorns maxmomentkurva, nuvarande nnotoreffekt, nnekanisk friktion och/eller fordonets kornnotstand vid aktuell hastighet.

11. Metod for att reglera hastigheten pa ett fordon i ett avstandsreglerat fordonstag vid backtagning, varvid fordonstaget innefattar ett forsta fordon A och ett andra fordon B och det f6rsta fordonet A är ett direkt framforvarande fordon till det andra fordonet B, varvid metoden innefattar att: 1. bestamma ett accelerationsvarde al f6r det f6rsta fordonet A som beskriver hur mycket det fOrsta fordonet A accelererar; 10 - bestamma om det forsta fordonet A fardas i en brant nedf6rsbacke; 2. jamfora accelerationsvardet al med en accelerationskonstant ka, och om al > ka samt det f6rsta fordonet är i en brant nedf6rsbacke, sa innefattar metoden att - begransa det andra fordonets formaga att oka sin hastighet.

12. Metoden enligt krav 11, som innefattar att begransa det andra fordonets formaga att 6ka sin hastighet genonn att infora en hastighetsbegransning, en momentbegransning och/eller en accelerationsbegransning.

13. Metoden enligt krav 11 eller 12, sonn innefattar att begransa det andra fordonets hastighet v2 till ett konstant varde vk.

14. Metoden enligt krav 13, varvid det konstanta vardet Vk är det andra fordonets nuvarande hastighet v2.

15. Metoden enligt nagot av kraven 11 till 14, som innefattar att begransa det andra fordonets hastighet v2 enligt en funktion av ett annat fordons hastighet i fordonstaget.

16. Metoden enligt nagot av kraven 11 till 15, varvid det andra fordonet är forsett med en detektorenhet (6) for att detektera en relativ hastighet \ire, mellan 21 det andra fordonet B och det forsta fordonet A, varvid accelerationsvardet ai bestams baserat pa den relativa hastigheten vrei.

17. Metoden enligt nagot av kraven 11 till 16, varvid att bestamma om det 5 forsta fordonet A fardas i en brant nedforsbacke innefattar att bestamma lutningen a pa vagen som det forsta fordonet A fardas pa.

18. Metoden enligt krav 17, varvid det andra fordonet B är utrustat med en kartenhet (7) med topografidata och en positioneringsenhet (8), samt en avstandsdetektorenhet (9) for att uppmata avstandet mellan det forsta och det andra fordonet A, B, varvid att bestamma lutningen a innefattar att bestamma positionen Pi for det f6rsta fordonet A, samt lutningsvardet a baserat pa positionen P1 och topografidatat.

19. Metoden enligt nagot av kraven 11 till 18, varvid det forsta fordonet A är utrustat med en forsta enhet (10) for tradlos kommunikation och det andra fordonet är forsett med en andra enhet (11) for tradlos kommunikation.

20. Metoden enligt nagot av kraven 11 till 19, varvid att bestamma om det forsta fordonet A fardas i en brant nedforsbacke baserat pa fordonsspecifik data fran det forsta fordonet A, varvid det fordonsspecifika datat innefattar nagot av en statusflagga, aktuellt utvaxlingsforhallande, aktuell fordonsvikt, motorns maxmomentkurva, nuvarande motoreffekt, mekanisk friktion och/eller fordonets kOrmotstand vid aktuell hastighet.

21. Datorprogram P, dar namnda datorprogram P innefattar programkod for att orsaka en styrenhet (2), eller annan dator ansluten till styrenheten (2), att utfOra stegen enligt nagot av patentkraven 11-20.

22. Datorprogramprodukt innefattande en progrannkod lagrad pa ett av en dator lasbart icke-flyktigt medium for att utfora nnetodstegen enligt nagot av 22 patentkraven 11-20, nar namnda progrannkod kors pa styrenheten (2) eller annan dator ansluten till styrenheten (2).