DE102010028637A1

DE102010028637A1 - Elektronische Kopplung von Fahrzeugen zur Reduzierung des Luftwiderstands

Info

Publication number: DE102010028637A1
Application number: DE102010028637A
Authority: DE
Inventors: Dr. Huang Pei-Shih Dennis; Johann Perzl
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2010-05-05
Filing date: 2010-05-05
Publication date: 2011-11-10

Abstract

Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektronischen Kopplung eines ersten Kraftfahrzeug und eines zweiten Kraftfahrzeugs. Hierbei wird zur elektronischen Kopplung Information über eine Fahrzeugeigenschaft des zweiten Fahrzeugs verwendet, wobei die Fahrzeugeigenschaft des zweiten Fahrzeugs Einfluss auf den resultierenden Luftwiderstand für das erste Fahrzeug hat; beispielsweise kann diese Information die Fläche der Rückansicht des zweiten Fahrzeugs in Fahrtrichtung angeben.

Description

Die Erfindung betrifft die elektronische Kopplung von Fahrzeugen zur Reduzierung des Luftwiderstands.
Beim sogenannten Platooning werden zwei oder mehr Kraftfahrzeuge in einer Fahrzeugenkolonne (auch als Platoon bezeichnet) mit geringem Abstand hintereinander angeordnet. Die Fahrzeuge sind dabei über entsprechende Fahrerassistenzsysteme zur automatischen Abstandshaltung (auch als ACC-Systeme bekannt – Adaptive Cruise Control) nicht mechanisch sondern elektronisch gekoppelt. Bei enger Kolonnenfahrt während Fahrten ab ca. 80 km/h können die Luftwiderstände der Kolonnenfahrzeuge um bis zu 30% reduziert werden. Hierbei sind typischerweise Abstände im Bereich von 3 m bis 15 m zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem diesen Fahrzeug nachfolgenden Fahrzeug üblich, um eine signifikante Reduktion des Luftwiderstands zu erreichen. Je kleiner die Abstände zwischen den beteiligten Fahrzeugen sind, desto kleiner werden die Luftwiderstände der einzelnen Kraftfahrzeuge. Zur signifikanten Reduzierung des Luftwiderstands werden aufgrund der geringen Abstände höhere Anforderungen an die Fahrerassistenzsysteme zu automatischen Abstandshaltung gestellt.
Bei einer Fahrzeugkolonne wird nicht nur der Luftwiderstand eines Fahrzeugs durch den Windschatten eines vorausfahrenden Fahrzeugs reduziert, sondern auch der Luftwiderstand eines vorausfahrenden Fahrzeugs durch den Einfluss des nachfolgenden Fahrzeugs reduziert.
Die geringen Fahrzeugabstände, die für die Reduzierung der Luftwiderstände benötigt werden, können von den Fahrzeugführern nicht manuell sicher genug gehalten werden, da die Reaktionszeit der Fahrzeugführer alleine schon zu groß ist. Ohne eine elektronische Kopplung mittels automatischer Abstandshaltesysteme besteht eine zu große Gefahr für Auffahrunfälle.
Daher wird der benötigte Abstand zwischen den Fahrzeugen in einer engen Fahrzeugkolonne mittels entsprechender Fahrerassistenzsysteme automatisch gehalten. Hierzu kann der aktuelle Abstand des vorausfahrenden Fahrzeugs über einen Sensor in dem dahinter fahrenden Fahrzeug bestimmt werden und der Abstand auf einen vorgegebenen Sollwert, z. B. 5 m, geregelt werden. Zur Abstandsmessung können beispielsweise Radarsensoren oder Lidarsensoren verwendet werden.
Beispielhafte Verfahren zur elektronischen Kopplung von Fahrzeugen über Fahrerassistenzsysteme sind in der Druckschriften US 5,680,122 , JP 5170008 A , DE 10 2007 046 765 A1 und EP 1 569 183 A2 beschrieben.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur elektronischen Kopplung von Fahrzeugen anzugeben. Eine Teilaufgabe ist es, einen möglichst optimalen Abstand zwischen hintereinander fahrenden Fahrzeugen einer Kolonne einzustellen, wobei einerseits der Energieverbrauch durch Verringerung des Luftwiderstands reduziert wird und andererseits die Sicherheit noch ausreichend gewährleistet ist. Eine andere Teilaufgabe ist es, eine Fahrzeugkolonne aus mindestens zwei Fahrzeugen zu bilden, wobei die Anordnung der Fahrzeuge in Bezug auf Energieverbrauch als auch Sicherheit möglichst optimal ist.
Diese Aufgaben werden durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektronischen Kopplung eines ersten Kraftfahrzeug und eines zweiten Kraftfahrzeugs. Hierbei wird zur elektronischen Kopplung Information über eine Fahrzeugeigenschaft des zweiten Fahrzeugs verwendet, wobei die Fahrzeugeigenschaft des zweiten Fahrzeugs Einfluss auf den resultierenden Luftwiderstand für das erste Fahrzeug hat Beispielsweise kann diese Fahrzeugeigenschaft die Größe oder Form des zweiten Fahrzeugs beschreiben. Hierbei ist es denkbar, dass die Information die Fläche der Rückansicht des zweiten Fahrzeugs in Fahrtrichtung angibt.
Das Verfahren zur elektronischen Kopplung kann ein Verfahren zur automatischen Abstandshaltung zwischen den Fahrzeugen darstellen. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann beispielsweise die Größe oder Form des zweiten Fahrzeugs bei der automatischen Abstandshaltung berücksichtigt. Die Information über die Fahrzeugeigenschaft des zweiten Fahrzeugs kann beispielsweise dazu verwendet werden, einen einzuhaltenden Abstand in Abhängigkeit der Information zu berechnen. Durch die Information über das zweite Fahrzeug kann der Abstand zwischen den Fahrzeugen automatisch optimal gehalten werden, so dass einerseits der Energieverbrauch durch Verringerung des Luftwiderstands reduziert wird und andererseits die Sicherheit noch ausreichend gewährleistet ist. Beispielsweise wird der Einfluss der Fahrzeugeigenschaft des zweiten Fahrzeugs auf den Luftwiderstand des ersten Fahrzeugs oder auf den Energieverbrauch des ersten Fahrzeugs anhand der Information ermittelt und in Abhängigkeit davon der Abstand optimal eingestellt.
Alternativ kann das Verfahren zur elektronischen Kopplung eine Strategie zum Bilden einer Fahrzeugkolonne betreffen, beispielsweise ein Verfahren zur Auswahl eines geeigneten Vorderfahrzeugs, wobei anhand der Information über die Fahrzeugeigenschaft des zweiten Kraftfahrzeugs das zweite Kraftfahrzeug dann als Vorderfahrzeug für das erste Kraftfahrzeug ausgewählt wird.
Vorteilhafterweise befindet sich das erste Fahrzeug in Fahrrichtung hinter dem zweiten Fahrzeug, d. h. es folgt dem zweiten Fahrzeug oder es ist beabsichtigt, dass dieses dem zweiten Fahrzeug nach Bilden der Kolonne folgen soll. In diesem Fall kann das erste Fahrzeug im Windschatten des zweiten Fahrzeugs fahren, wodurch der Luftwiderstand des ersten Fahrzeugs reduziert wird.
Es ist aber auch möglich, dass sich das erste Fahrzeug in Fahrtrichtung vor dem zweiten Fahrzeug befindet, wobei durch den Einfluss des zweiten Fahrzeugs auch der Luftwiderstand des ersten Fahrzeugs reduziert werden kann (wenn auch in geringerem Maße als im ersten Fall).
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform wird seitens des ersten Fahrzeugs (genauer: seitens des Fahrerassistenzsystems in dem ersten Fahrzeug) eine automatische Abstandshaltung zu dem vorausfahrenden zweiten Fahrzeug durchgeführt. Hierbei wird vorteilhafterweise vom ersten Fahrzeug ein einzuhaltender Abstand zu dem zweiten Fahrzeug in Abhängigkeit der Information über die Fahrzeugeigenschaft des zweiten Fahrzeugs bestimmt.
Der Abstand zwischen den Fahrzeugen kann in der Weise bestimmt werden, dass je größer die Verringerung des resultierenden Luftwiderstands für das erste Fahrzeug (bei einem festen Abstand ist) ist, desto geringer wird der einzuhaltende Abstand zwischen dem ersten Fahrzeug und dem zweiten Fahrzeug gewählt. Beispielsweise kann für den Abstand gelten, dass je größer das vorausfahrende zweite Fahrzeug ist, desto kleiner wird der Abstand gewählt. Falls nämlich anhand der Information über die Fahrzeugeigenschaft des zweiten Fahrzeug erkannt wird, dass das zweite Fahrzeug ein Fahrzeug mit großer Fläche in der Rückansicht ist (beispielsweise ein LKW), welcher den Luftwiderstand des ersten Fahrzeugs durch den Windschatteneffekt deutlich reduzieren kann, wird beispielsweise ein geringerer Abstand eingestellt als in dem Fall, dass das zweite Fahrzeug ein Fahrzeug mit kleiner Fläche in der Rückansicht ist (beispielsweise ein kleiner PKW). Im ersten Fall kann nämlich der Energieverbrauch des ersten Fahrzeugs durch den Windschatteneffekt des großen vorausfahrenden zweiten Fahrzeugs deutlich reduziert werden, wobei im zweiten Fall der Einfluss des vorausfahrenden Fahrzeugs aufgrund der geringeren Fläche deutlich geringer ist; ein möglichst geringer Abstand ist daher im ersten Fall aus energetisch Sicht deutlich lohnender als im zweiten Fall. Außerdem bleibt im ersten Fall die Sicherheit trotz des geringen Abstands erhalten, da das voranfahrende zweite Fahrzeug mit großer Fläche typischerweise sehr schwer ist und daher im Vergleich zu einem kleinen Fahrzeug mit kleiner Fläche nur aufgrund seiner Trägheit langsam bremsen kann.
Alternativ zur automatischen Abstandshaltung kann das Verfahren zum Bilden einer Fahrzeugkolonne verwendet werden. Zum Bilden einer Fahrzeugkolonne wird dann Fahrzeugeigenschaft bezogene Information über eine Fahrzeugeigenschaft zumindest eines anderes Fahrzeugs verwendet, welche Einfluss auf den resultierenden (d. h. wenn das jeweilige Auto vor dem ersten Fahrzeug tatsächlich fahren würde) Luftwiderstand für das erste Fahrzeug hat. So kann beispielsweise anhand dieser Information zunächst ein passender „Partner” für das erste Fahrzeug gesucht werden, indem derartige Informationen über Fahrzeuge in der Umgebung des ersten Fahrzeugs ausgewertet werden und anhand dieser Informationen ein geeignetes Fahrzeug ausgewählt wird, welches dem ersten Fahrzeug nach Bildung der Fahrzeugkolonne vorausfahren soll. Die Auswahl kann dem Fahrer des ersten Fahrzeugs angezeigt werden und der Fahrer des ersten Fahrzeugs steuert dann das erste Fahrzeug direkt hinter das ausgewählte Fahrzeug. Alternativ kann dies auch autonom erfolgen.
Beispielsweise wird anhand von Fahrzeug-Information ein LKW als vorausfahrendes Fahrzeug ausgewählt, da ein Fahrzeug hinter einem LKW typischerweise mehr Energie sparen kann als hinter einem PKW. Die Reduzierung des Luftwiderstands für das erste Fahrzeug ist im ersten Fall typischerweise aufgrund der deutlich größeren Fläche in der Rückansicht deutlich geringer. Außerdem ist auch die Bremswirkung eines LKW normalerweise niedriger als bei einem PKW, d. h. die Fahrt hinter einem LKW ist bei gleichem Abstand sicherer als hinter einem PKW.
Daher wählt das Verfahren in einer bevorzugten Ausführungsform aus Energiespar- und Sicherheitsgründen einen LKW (größeres Fahrzeug) statt einen PKW (kleineres Fahrzeug) als vorausfahrendes Fahrzeug aus. Dabei kann der gleiche Abstand bei einem vorausfahrenden PKW oder einem vorausfahrenden LKW verwendet werden; bei gleichem Abstand wird bei Wahl eines LKW als vorausfahrendes Fahrzeug die Fahrt sparsamer und sicherer im Vergleich zu der Wahl eines PKW als vorausfahrendes Fahrzeug. Alternativ kann natürlich auch in Abhängigkeit der Größe des vorausfahrenden Fahrzeugs (z. B. LKW, PKW) ein unterschiedlicher Abstand gewählt werden.
Nachfolgend werden weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung beschrieben, die sowohl den Aspekt der automatischen Abstandshaltung als auch den Aspekt der Bildung einer Kolonne gleichermaßen betreffen.
Beispielsweise betrifft die Information über die Fahrzeugeigenschaft des zweiten Fahrzeugs die Größe und/oder Form des zweiten Fahrzeugs. Ein großes Fahrzeug als vorausfahrendes Fahrzeug bedeutet dabei typischerweise mehr Energieersparnis für das Folgefahrzeug als ein kleineres Fahrzeug. Hierbei ist insbesondere die Größe des Fahrzeugs in der Rückansicht relevant. Aber auch die Form (ohne Bezug zur Größe) des vorausfahrenden Fahrzeugs hat Einfluss auf die Energieersparnis und kann daher bei Abstandshaltung oder Auswahl eines geeigneten Führungsfahrzeugs berücksichtigt werden.
Insbesondere kann als Information über das zweite Fahrzeug die Fläche der Rückansicht (d. h. die Fläche des Rückprofils oder projizierte Rückfläche) des zweiten Fahrzeugs berücksichtigt werden. Unter der Fläche kann entweder der Wert des Flächeninhalts oder alternativ ein Abbild der Rückansicht verstanden werden. Aber auch der Strömungswiderstandskoeffizient des zweiten Fahrzeugs kann als Information über das Fahrzeug für die elektronische Kopplung verwendet werden. Alternativ ist es denkbar, als Information über eine Eigenschaft des zweiten Fahrzeugs den Fahrzeugtyp (beispielsweise 3er BMW oder 5er BMW) oder die Fahrzeugklasse (beispielsweise PKW, SUV, LKW) zu verwenden, da diese Eigenschaften Einfluss auf den resultierenden Luftwiderstand für das nachfolgende Fahrzeug haben.
Die berücksichtigte Information über die Fahrzeugeigenschaft des zweiten Fahrzeugs kann vom ersten Fahrzeug mittels eines Funkempfängers empfangen werden. Dabei wird die Information vorzugsweise mittels drahtloser Car2Car-Kommunikation vom zweiten Fahrzeug zum ersten Fahrzeug gesendet (z. B. durch Funk oder durch optische Kommunikation). Beispielsweise kann ein zellenbasiertes Mobilfunksystem (GSM, UMTS) genutzt werden oder die Information direkt (beispielsweise über eine WLAN-Schnittstelle oder Infrarot-Kommunikationsschnittstelle) zwischen den Fahrzeugen ausgetauscht werden. Außerdem ist es denkbar, dass die Information über die Fahrzeugeigenschaft des zweiten Fahrzeugs statt von dem zweiten Fahrzeug von einer feststehenden zentralen Steuereinheit bereitgestellt wird. Neben der vorstehend genannten Information können weitere Informationen über den Bewegungszustand des zweiten Fahrzeugs (z. B. Geschwindigkeit, positive oder negative Beschleunigung) oder über weitere Fahrzeugeigenschaften des zweiten Fahrzeugs per Car2Car-Kommunikation zwischen den Fahrzeugen übertragen werden. Durch den echtzeitigen Austausch von Fahrzeugdaten zwischen den beteiligten Fahrzeugen kann so die Sicherheit während der Kolonnenfahrt deutlich erhöht werden.
Alternativ ist es möglich, dass die Information über die den Luftwiderstand des ersten Fahrzeugs beeinflussende Fahrzeugeigenschaft des zweiten Fahrzeugs seitens des ersten Fahrzeugs mittels einer Messvorrichtung ermittelt wird; hierfür kann insbesondere eine Kamera basierte oder eine Laser basierte Messvorrichtung verwendet werden. Mit einer derartigen beispielsweise auf Bildverarbeitung oder Laser basierenden Messtechnik kann die Fläche der Rückansicht des zweiten Fahrzeugs und/oder der Luftwiderstandskoeffizient des zweiten Fahrzeugs analysiert werden. Falls die Kommunikation zwischen den Fahrzeugen nicht vorhanden ist, kann die Kolonnen-Bildung also beispielsweise durch ein Bildverarbeitungssystem und/oder Radarsystem und/oder andere Messtechnik realisiert werden.
Für die elektronische Kopplung kann (neben der vorstehend genannten Information) weitere Information über eine oder mehrere Fahrzeugenschaften des zweiten Fahrzeugs verwendet werden. Beispielsweise kann Information über die Bremsanlage des zweiten Fahrzeugs berücksichtigt werden. Diese Information über die Bremsanlage kann die Spezifikation der Bremsanlage betreffen (beispielsweise Typ der Bremsanlage, maximal erzielbarer Bremsdruck oder Verzögerungsvermögen) oder den aktuellen Zustand oder Status der Bremsanlage (beispielsweise Betriebszustand – normal/degradiert, Ansprechverhalten bzw. Totzeit von dem oder den letzten Bremsvorgängen). Diese Information über die Bremsanlage des zweiten Fahrzeugs kann beispielsweise bei der Abstandsbestimmung in der Weise berücksichtigt werden, dass je schwächer das zu erwartende Bremsverhalten des zweiten Fahrzeugs ist, je kleiner der Abstand gewählt werden kann, da dann das erste Fahrzeug, wenn dieses dem zweiten Fahrzeug folgt, mehr Zeit zum Bremsen hat.
In ähnlich Weise können auch Reifendaten des zweiten Fahrzeugs bei der elektronischen Kopplung verwendet werden, beispielsweise der Reifentyp, die Reifengröße, das Profil, der aktuelle Zustand des Reifens oder der aktuelle Reifendruck. Anhand von Reifendaten kann ein Rückschluss auf das zu erwartende Bremsverhalten des zweiten Fahrzeugs gezogen werden.
Ferner kann auch eine Angabe über das Fahrzeuggewicht des zweiten Fahrzeugs bei der elektronischen Kopplung berücksichtigt werden. Dabei gilt: Je größer das Fahrzeuggewicht des zweiten Fahrzeugs ist, umso größer ist die Trägheit des zweiten Fahrzeugs und umso kleiner kann der Abstand bei einer Folgefahrt des ersten Fahrzeugs gewählt werden.
Vorstehend wurden zusätzliche Informationen über Fahrzeugeigenschaften des zweiten Fahrzeugs diskutiert, die bei der elektronischen Kopplung berücksichtigt werden können. Genauso können aber auch die Informationen über entsprechende Fahrzeugeigenschaften des ersten Fahrzeugs oder eines anderen Fahrzeugs in der Fahrzeugkolonne berücksichtigt werden (beispielsweise des Fahrzeugs, welches sich direkt vor dem zweiten Fahrzeug in der Kolonne befindet).
Es ist denkbar, dass das vorderste Fahrzeug (also beispielsweise das vorstehend genannte zweite Fahrzeug) einer Fahrzeugkolonne mit Sensorik nach vorne und zu einer oder beiden Seiten zur Erkennung von Hindernissen ausgestattet ist. Das vorderste Fahrzeug kann sogar mit Rundumsensorik ausgestattet sein. Somit kann die eventuell nötige Verzögerung durch einscherende Fahrzeuge frühzeitig an weitere Fahrzeuge in der Fahrzeugkolonne mitgeteilt werden.
Um die Sicherheit zu erhöhen, kann zusätzlich oder alternativ vorgesehen werden, dass die Bremsvorgänge in einer Fahrzeugkolonne derart koordiniert werden, dass in einer Fahrzeugkolonne das vorderste Fahrzeug der Kolonne zeitlich zuletzt bremst und das letzte Fahrzeug der Kolonne zeitlich zuerst bremst. Die sich eventuell dazwischen befindenden Fahrzeuge bremsen zeitlich dazwischen entsprechend ihrer umgekehrten Reihenfolge, wobei ein voranfahrendes Fahrzeug nach dem nachfolgenden Fahrzeug bremst. Die Koordination der Bremsvorgänge erfolgt vorzugsweise per Car2Car-Kommunikation. Durch eine derartige Bremskoordination wird erreicht, dass die Fahrzeuge mehr Zeit zum Bremsen haben, ohne auf das jeweilige Vorderfahrzeug aufzufahren.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur elektronischen Kopplung eines ersten Kraftfahrzeug und eines zweiten Kraftfahrzeugs, wobei die Vorrichtung eingerichtet ist, zur elektronischen Kopplung Information über eine bestimmte Fahrzeugeigenschaft des zweiten Fahrzeugs zu berücksichtigen. Hierbei handelt es sich um eine Fahrzeugeigenschaft, die Einfluss auf den resultierenden Luftwiderstand für das erste Fahrzeug hat; vorzugsweise beschreibt die Information Größe und/oder Form des zweiten Fahrzeugs, so dass bei der elektronischen Kopplung Größe und/oder Form des zweiten Fahrzeugs berücksichtigt werden.
Die vorstehenden Ausführungen zum erfindungsgemäßen Verfahren nach dem ersten Aspekt der Erfindung gelten in entsprechender Weise auch für die erfindungsgemäße Vorrichtung nach dem zweiten Aspekt der Erfindung; insbesondere kann die Vorrichtung zur automatischen Abstandshaltung oder zur Kolonnenbildung dienen.
Vorzugsweise ist die Vorrichtung zur elektronischen Kopplung der beiden Kraftfahrzeuge Teil des ersten Fahrzeugs, wenn dieses dem zweiten Fahrzeug folgt. Die Vorrichtung kann aber auch Teil einer zentralen Steuereinrichtung sein, die die elektronische Kopplung für eine Vielzahl von Fahrzeugkolonnen zentral steuert.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Zuhilfenahme der beigefügten Zeichnungen anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben. In diesen zeigen:
1 eine Fahrzeugkolonne mit drei Fahrzeugen;
2a/b die Rückansicht und die resultierende Fläche eines ersten Fahrzeugtyps; und
3a/b die Rückansicht und die resultierende Fläche eines zweiten Fahrzeugtyps.
1 zeigt eine Fahrzeugkolonne mit mehreren Fahrzeugen 1–3, wobei die Fahrzeuge 1–3 über ein automatisches Abstandshaltungssystem elektronisch gekoppelt sind. Bei der Abstandshaltung wird jeweils Information über eine Fahrzeugeigenschaft des jeweils vorausfahrenden Fahrzeugs 1 bzw. 2 verwendet, die Einfluss auf den resultierenden Luftwiderstand für das nachfolgende Fahrzeug 2 bzw. 3 hat. Diese Fahrzeugeigenschaft betrifft die Größe und/oder Form des jeweils vorausfahrenden Fahrzeugs 1 bzw. 2. In 1 sind große Fahrzeuge 1 und 3 (hier beispielsweise als hohe Geländelimousinen dargestellt; stattdessen könnten LKWs dargestellt sein) sowie ein kleines Fahrzeug 1 (hier ein Sportwagen mit geringer Fahrzeughöhe) dargestellt.
Bei dem in 1 dargestellten Beispiel sind die Fahrzeugabstände 4, 5 zwischen zwei aufeinander folgenden Fahrzeugen von Größe des jeweils vorausfahrenden Fahrzeugs 1 bzw. 2 abhängig. Hierbei gilt beispielsweise, dass je größer das vorausfahrende Fahrzeug ist, desto kleiner ist der Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug, da mit zunehmender Fahrzeuggröße des vorausfahrenden Fahrzeugs der Windschatteneffekt und damit die Kraftstoffersparnis zunehmen. Die Fahrzeuggröße des vorausfahrenden Fahrzeugs wird beispielsweise anhand der Fläche der Rückansicht des vorausfahrenden Fahrzeugs bewertet. Die Fläche kann mit Hilfe eines Kamera basierten Bildverarbeitungssystems oder mit einem Laser ermittelt werden. 2a zeigt die Rückansicht der größeren PKW 1 und 3, wobei 2b die resultierende Fläche angibt. 3a zeigt die Rückansicht des kleineren Fahrzeugs 2, wobei 3b die resultierende Fläche angibt. Da die Fläche des vorausfahrenden Fahrzeugs 1 größer als die Fläche des Fahrzeugs 2 ist, ist der automatisch eingestellte Abstand 4 zwischen den Fahrzeugen 1 und 2 kleiner als der automatisch eingestellte Abstand 5 zwischen den Fahrzeugen 2 und 3. Alternativ oder zusätzlich kann bei der Abstandshaltung auch der Luftwiderstandskoeffizient des Vorderfahrzeugs berücksichtigt werden. Der Windschatteneffekt für das Folgefahrzeug ist bei einem Vorderfahrzeug mit kleinerem Luftwiderstand im Allgemeinen kleiner als bei einem Vorderfahrzeug mit großem Luftwiderstand. Daher wird beispielsweise ein geringerer Abstand zum Vorderfahrzeug gelassen, wenn das Vorderfahrzeug einen größeren Luftwiderstandskoeffizienten aufweist.
Es wäre auch denkbar, mit einem Kamera basierten System den Fahrzeugtyp des Vorderfahrzeugs automatisch zu erkennen und entsprechende Informationen aus einer fahrzeuginternen oder fahrzeugexternen Datenbank abzurufen, um in Abhängigkeit dieser Informationen den Abstand einzustellen. Alternativ kann ein Fahrzeugtyp einem einzustellenden Abstand direkt zugeordnet sein (beispielsweise in einer Lookup-Tabelle).
Alternativ zur Messung der Größe des Vorderfahrzeugs können vergleichbare Informationen auch per Car2Car-Kommunikation zwischen den Fahrzeugen 1–3 übertragen werden. Dabei überträgt das Fahrzeug 1 über den Kommunikationskanal 6 eine entsprechende Information (beispielsweise den Fahrzeugtyp oder die Fläche der Rückansicht) an das nachfolgende Fahrzeug 2 und das Fahrzeug 2 überträgt über den Kommunikationskanal 7 eine entsprechende Information an das nachfolgende Fahrzeug 3.
Zusätzlich oder alternativ dazu kann auch eine entsprechende Information des Hinterfahrzeugs bei der Abstandshaltung verwendet werden.
Neben den vorstehend genannten Informationen des Vorderfahrzeugs können für die Abstandshaltung eine oder mehrere der folgenden Daten des Vorderfahrzeugs (und/oder Hinterfahrzeugs) verwendet werden:

– das Fahrzeuggewicht,
– Reifendaten, beispielsweise Typ, Größe, Profil, und/oder Druck,
– Angaben zur Bremsanlage, beispielsweise Typ, maximal erzielbarer Bremsdruck oder Verzögerungsvermögen,
– der aktuelle Bremsstatus, beispielsweise der Betriebszustand – normal/degradiert, das Ansprechhalten oder die Totzeit der letzten Bremsvorgänge,
– Informationen zum Fahrumfeld der Kolonne, beispielsweise der Abstand zum nächsten Fahrzeug außerdem der Kolonne, dessen Geschwindigkeit oder Beschleunigung, ermittelt durch Radar; Witterungsbedingungen, Fahrspurenbeobachtung durch Bildverarbeitung.

Ferner sollte zur Abstandshaltung immer der aktuelle Abstand zum Vorderfahrzeug (und optional auch zum Hinterfahrzeug) gemessen und berücksichtigt werden.
Mit den obigen Daten können die Abstände zwischen den Fahrzeugen automatisch optimal gehalten werden, so dass einerseits der Energieverbrauch durch Verringerung des Luftwiderstands reduziert wird und andererseits die Sicherheit noch gewährleistet wird.
Hierbei ist zu beachten, dass wenn das Bremsvermögen des Vorderfahrzeugs gering ist (beispielsweise weil das Vorderfahrzeug eine schwache Bremsanlage hat oder das Vorderfahrzeug sehr schwer ist), ein geringer Abstand verwendet werden kann, ohne die Sicherheit zu reduzieren.
Das erste Fahrzeug 1 der Fahrzeugkolonne ist vorzugsweise mit einer Sensorik zur Erkennung von Hindernissen, insbesondere mit einer Rundumsensorik ausgestattet, und meldet ein etwaiges Hindernis an die Fahrzeuge in der Kolonne.
Ferner können die Informationen über die Größe und/oder Form auch bei der Bildung der Fahrzeugkolonne verwendet werden. Beispielsweise wird ein geeignetes Vorderfahrzeug unter Verwendung der Information über die Größe und/oder Form aus den in der Nähe befindlichen Fahrzeugen ausgewählt. Ein Fahrzeug wird hinter einem großen Fahrzeug (beispielsweise einem LKW oder einer Geländelimousine) durch den Windschatteneffekt mehr Energiesparen können als hinter einem kleinen Fahrzeug (beispielsweise einem Sportwagen), da der Luftwiderstand hinter einem großen Fahrzeug geringer ist als hinter einem kleinen Fahrzeug (sofern der Abstand klein ist). Außerdem ist die Bremswirkung eines kleineren Fahrzeugs (beispielsweise eines PKW) im Allgemeinen größer als bei einem großem Fahrzeug (beispielsweise einem LKW). Daher wird vorzugsweise ein möglichst großes Fahrzeug als Vorderfahrzeug von dem System ausgewählt. Bei Verwenden des gleichen Abstands (d. h. eines von der Größe des als vorausfahrenden Fahrzeugs unabhängigen Abstands) wird bei Wahl eines großen Fahrzeugs (z. B. LKW) die Fahrt sparsamer und sicherer im Vergleich zu der Wahl eines kleineren Fahrzeugs (z. B. PKW). Alternativ kann natürlich auch in Abhängigkeit der Größe des vorausfahrenden Fahrzeugs ein unterschiedlicher Abstand gewählt werden, wie dies vorstehend beschrieben wurde.
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

US 5680122 [0006]
JP 5170008 A [0006]
DE 102007046765 A1 [0006]
EP 1569183 A2 [0006]

Claims

Verfahren zur elektronischen Kopplung eines ersten Kraftfahrzeug (2, 3) und eines zweiten Kraftfahrzeugs (1, 2), wobei zur elektronischen Kopplung Information über eine Fahrzeugeigenschaft des zweiten Fahrzeugs (1, 2) verwendet wird und diese Fahrzeugeigenschaft des zweiten Fahrzeugs Einfluss auf den resultierenden Luftwiderstand für das erste Fahrzeug (2, 3) hat.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das erste Fahrzeug (2, 3) das Folgefahrzeug ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Fahrzeugeigenschaft des zweiten Fahrzeugs (1, 2) Einfluss auf den Windschatten in Fahrtrichtung hinter dem zweiten Fahrzeug hat.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2–3, wobei seitens des ersten Fahrzeugs (2, 3) eine automatische Abstandshaltung durchgeführt wird und vom ersten Fahrzeug ein einzuhaltender Abstand (4, 5) zu dem zweiten Fahrzeug (1, 2) in Abhängigkeit der Information über die Fahrzeugeigenschaft des zweiten Fahrzeugs bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei je geringer der resultierende Luftwiderstand für das erste Fahrzeug (2, 3) ist, desto geringer wird der einzuhaltende Abstand (4, 5) zwischen dem ersten Fahrzeug (2, 3) und dem zweiten Fahrzeug (1, 2) gewählt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–3, wobei das zweite Fahrzeug (1, 2) unter Verwendung der Information über die Fahrzeugeigenschaft ausgewählt wird, damit sich das erste Fahrzeug (2, 3) in Fahrrichtung hinter dem zweiten Fahrzeug (1, 2) anordnet.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Wahl dem Fahrer des ersten Fahrzeugs (2, 3) angezeigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Information über die Fahrzeugeigenschaft des zweiten Fahrzeugs (1, 2) Größe und/oder Form des zweiten Fahrzeugs (1, 2) beschreibt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Information – die Fläche der Rückansicht des zweiten Fahrzeugs (1, 2), – die Höhe des zweiten Fahrzeugs (1, 2), – die Breite des zweiten Fahrzeugs (1, 2), – die Windschnittigkeit des zweiten Fahrzeugs (1, 2), insbesondere den Luftwiderstandskoeffizienten, – den Fahrzeugtyp des zweiten Fahrzeugs (1, 2) und/oder – die Fahrzeugklasse des zweiten Fahrzeugs (1, 2) angibt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Information über die Fahrzeugeigenschaft des zweiten Fahrzeugs (1, 2) von dem ersten Fahrzeug (2, 3) mittels eines Funkempfängers empfangen wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Information über die Fahrzeugeigenschaft des zweiten Fahrzeugs (1, 2) seitens des ersten Fahrzeugs (2, 3) mittels einer Messvorrichtung ermittelt wird, insbesondere mit einer Kamera basierten oder einer Laser basierten Messvorrichtung.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zusätzlich Information über – die Bremsanlage zumindest des zweiten Fahrzeugs (1, 2), – die Reifen zumindest des zweiten Fahrzeugs (1, 2) und/oder – das Gewicht zumindest des zweiten Fahrzeugs (1, 2) verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das zweite Fahrzeug (1) das in Fahrtrichtung vorderste Fahrzeug der Kolonne ist und mit einer Sensorik nach vorne und zu einer oder beiden Seiten zur Erkennung von Hindernissen ausgestattet ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei – sich das erste Fahrzeug (2, 3) in Fahrrichtung hinter dem zweiten Fahrzeug befindet, und – ein Bremsen des ersten Fahrzeugs (2, 3) und ein Bremsen des zweiten Fahrzeugs (1, 2) in koordinierter Weise derart erfolgen, dass das erste Fahrzeug zeitlich vor dem zweiten Fahrzeug gebremst wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Einfluss der Fahrzeugeigenschaft auf den Luftwiderstand für das erste Fahrzeug (2, 3) oder auf den Energieverbrauch des ersten Fahrzeugs (2, 3) anhand der Information ermittelt wird.
Vorrichtung zur elektronischen Kopplung eines ersten Kraftfahrzeug (2, 3) und eines zweiten Kraftfahrzeugs (1, 2), wobei die Vorrichtung eingerichtet ist, zur elektronischen Kopplung Information über eine Fahrzeugeigenschaft des zweiten Fahrzeugs (1, 2) zu berücksichtigen, wobei die Fahrzeugeigenschaft Einfluss auf den resultierenden Luftwiderstand für das erste Fahrzeug hat.