DE102020119150A1 - Method and device for determining a sorting sequence for vehicles - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein Fahrerassistenzsystem zum Ermitteln einer abgestimmten Sortierungsfolge mehrerer Fahrzeuge auf einem definierten Streckenabschnitt, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:- Erfassen von Fahrzeuginformationen mehrerer Fahrzeuge.- Ermitteln einer für einen vorausliegenden oder aktuellen Streckenabschnitt geeigneten Betriebsart für jedes Fahrzeugs basierend auf den erfassten Fahrzeuginformationen, und- Ermitteln einer Sortierungsfolge der mehreren Fahrzeuge basierend auf der ermittelten geeigneten Betriebsart jedes Fahrzeugs.The invention relates to a method, a device and a driver assistance system for determining a coordinated sorting sequence for a number of vehicles on a defined route section, the method comprising the following steps: - detecting vehicle information for a number of vehicles. - determining an operating mode suitable for an upcoming or current route section for each vehicle based on the collected vehicle information, and- determining a sort order of the plurality of vehicles based on the determined appropriate mode of operation of each vehicle.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechend ausgebildete Vorrichtung zum Sortieren von Fahrzeugen.The invention relates to a method and a correspondingly designed device for sorting vehicles.
Aus dem Stand der Technik sind Fahrerassistenzsystem bekannt, die den Fahrer in bestimmten Situationen, wie beispielsweise beim Fahren auf Autobahnen, beim Rangieren oder beim Einparken unterstützen. Diese Systeme haben zumindest zum Teil als untergeordnetes Ziel zusätzlich zur Unterstützung des Fahrers den Energieverbrauch bei der Fortbewegung möglichst gering zu halten und eine maximale Effizienz bei gleichbleibendem Fahrkomfort zu erzielen. Dabei können diese Assistenzsysteme zwar die jeweiligen Fahrvorgänge effizient umsetzen, eine Gesamtbetrachtung der Verkehrssituation erfolgt dabei in aller Regel jedoch nicht. So wird meist nur die Effizienz des einzelnen Fahrzeugs betrachtet, jedoch nicht die Effizienz aller beteiligten Fahrzeuge.Driver assistance systems are known from the prior art, which support the driver in certain situations, such as when driving on freeways, when maneuvering or when parking. At least in part, these systems have as a subordinate goal, in addition to supporting the driver, to keep energy consumption as low as possible while moving and to achieve maximum efficiency with consistent driving comfort. Although these assistance systems can implement the respective driving processes efficiently, an overall view of the traffic situation does not usually take place. In most cases, only the efficiency of the individual vehicle is considered, but not the efficiency of all vehicles involved.
Aus der
Aus der
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren sowie eine entsprechend ausgebildete Vorrichtung bereitzustellen, das hinsichtlich der Energieeffizienz eine optimale Fahrzeugführung in bestimmten Fahrsituationen ermöglicht.The object of the invention is to provide a method and a correspondingly designed device which, with regard to energy efficiency, enables optimal vehicle guidance in certain driving situations.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.The object is solved by the features of the independent patent claims. Advantageous embodiments are described in the dependent claims. It is pointed out that additional features of a patent claim dependent on an independent patent claim without the features of the independent patent claim or only in combination with a subset of the features of the independent patent claim can form a separate invention independent of the combination of all features of the independent patent claim, which can be made the subject of an independent claim, a divisional application or a subsequent application. This applies equally to the technical teachings described in the description, which can form an invention independent of the features of the independent patent claims.
Die Erfindung basiert auf dem Gedanken, dass zukünftig die Anzahl (teil-)elektrisch angetriebener Fahrzeuge stark ansteigen wird und gleichzeitig die Ladeinfrastruktur nicht ausreichend schnell bereitgestellt werden kann. Um trotzdem eine hohe „elektrische Reichweite“ ermöglichen zu können, besteht bei den Fahrzeugen mit (teil-)elektrischem Antrieb ein erhöhter Bedarf an Rekuperationsmöglichkeiten während des Betriebs des Fahrzeugs. Je mehr Energie rekuperiert wird, desto größer ist die elektrische Reichweite.The invention is based on the idea that the number of (partially) electrically driven vehicles will increase sharply in the future and at the same time the charging infrastructure cannot be provided sufficiently quickly. In order to still be able to achieve a high "electric range", vehicles with (partially) electric drives have an increased need for recuperation options during vehicle operation. The more energy is recuperated, the greater the electric range.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass zur Erhöhung der Rekuperationsmöglichkeiten im Fahrbetrieb das gesamte Verkehrsumfeld zu betrachten und das Fahrverhalten der einzelnen Fahrzeuge entsprechend ihren Anforderungen und Möglichkeiten abzustimmen ist.The invention is based on the finding that, in order to increase the recuperation possibilities during driving, the entire traffic environment must be considered and the driving behavior of the individual vehicles must be coordinated according to their requirements and possibilities.
Basierend auf dieser Erkenntnis wird gemäß einem ersten Aspekt erfindungsgemäß ein Verfahren zum Ermitteln einer abgestimmten Sortierungsfolge mehrerer Fahrzeuge auf einem definierten Streckenabschnitt, insbesondere einem Streckenabschnitt mit Gefälle, mit folgenden Schritten vorgeschlagen:
- - Erfassen von Fahrzeuginformationen mehrerer Fahrzeuge,
- - Ermitteln einer für einen vorausliegenden oder aktuellen Streckenabschnitt geeigneten Betriebsart für jedes Fahrzeugs basierend auf den erfassten Fahrzeuginformationen, und
- - Ermitteln einer Sortierungsfolge der mehreren Fahrzeuge basierend auf der ermittelten geeigneten Betriebsart jedes Fahrzeugs.
- - collecting vehicle information of multiple vehicles,
- - Determination of an operating mode suitable for an upcoming or current route section for each vehicle based on the detected vehicle information, and
- - determining a sorting order of the plurality of vehicles based on the determined appropriate mode of operation of each vehicle.
Bei den mehreren Fahrzeugen werden mindestens 2 Fahrzeuge, vorteilhafterweise jedoch mehr als 2 Fahrzeuge betrachtet. Dabei kann auch vorgesehen sein, alle Fahrzeuge in einem bestimmten Umfeld eines einzelnen Fahrzeugs zu betrachten bzw. - soweit möglich - relevante Fahrzeuginformationen zu erfassen.In the case of the plurality of vehicles, at least 2 vehicles, but advantageously more than 2 vehicles, are considered. It can also be provided that all vehicles in a specific environment of a single vehicle are considered or—as far as possible—that relevant vehicle information is recorded.
Bei den zu erfassenden Fahrzeuginformationen handelt es sich vorteilhafterweise um zumindest eine der nachfolgenden Fahrzeuginformationen:
- - Rekuperierfähigkeit eines Fahrzeugs,
- - Segelfähigkeit eines Fahrzeugs,
- - aktuelle Geschwindigkeit,
- - Fahrzeugmasse,
- - Ladezustand der Batterie und/oder
- - Antriebsart.
- - recuperation capability of a vehicle,
- - sailing ability of a vehicle,
- - current speed,
- - vehicle mass,
- - Battery charge level and/or
- - type of drive.
Um eine geeignete Betriebsart ermitteln zu können, kann im Vorfeld eine Definition von möglichen Betriebsarten vorgenommen werden, wobei für jedes Fahrzeug nur eine Betriebsart aus den zuvor definierten Betriebsarten als geeignet ermittelt werden kann.In order to be able to determine a suitable operating mode, possible operating modes can be defined in advance, with only one operating mode being able to be determined as suitable for each vehicle from the previously defined operating modes.
Basierend auf den vorliegenden Informationen erfolgt vorteilhafterweise für einen vorausliegenden oder aktuellen Streckenabschnitt eine Clusterung der Fahrzeuge entsprechend ihrer ermittelten geeigneten Betriebsart, d.h. alle Fahrzeug mit gleicher oder ähnlicher bzw. mit gleich oder ähnlich wirkender Betriebsart werden einer definierten Fahrzeuggruppe zugeordnet. Vorteilhafterweise kann dabei eine Gruppierung entsprechend dem Bedarf an Rekuperation auf der Straße (im Sinne der Energieeffizienz) nach folgenden Betriebsarten erfolgen:
- - Betriebsart 1: „prädestiniert segeln“ (mit maximaler Ausrolldistanz)
- - Betriebsart 2: „prädestiniert rekuperieren“ (mit maximaler Ladebedarf).
- - Operating mode 1: "predestined to sail" (with maximum coasting distance)
- - Operating mode 2: "Predestined recuperation" (with maximum charging requirement).
Die Anzahl und Art der Sortierung kann vorteilhafterweise auch in Abhängigkeit von vorhandenen Umfeldparametern des bzw. der Fahrzeuge erfolgen. So kann beispielsweise das Ermitteln einer für einen vorausliegenden oder aktuellen Streckenabschnitt geeigneten Betriebsart für jedes Fahrzeugs basierend auf den erfassten Fahrzeuginformationen und zusätzlich vorhandener Umfeldparameter, insbesondere vorhandener Informationen über die Straßenneigung erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann das Ermitteln der Sortierungsfolge der mehreren Fahrzeuge basierend aus der ermittelten geeigneten Betriebsart jedes Fahrzeugs (mit und ohne Berücksichtigung von Umfeldparametern) und zusätzlich vorhandener (ggf. weiterer) Umfeldparameter erfolgen. Neben der Information über die Straßenneigung können ebenso Informationen über die Anzahl der Fahrspuren (einspurig oder mehrspurige Fahrbahn), das Wetter oder Informationen über die Straßenkrümmung (Radius) hinzugezogen und ausgewertet werden.The number and type of sorting can advantageously also take place as a function of existing environmental parameters of the vehicle or vehicles. For example, an operating mode suitable for an upcoming or current route section can be determined for each vehicle based on the detected vehicle information and additionally available environmental parameters, in particular available information about the road gradient. As an alternative or in addition, the sorting sequence of the plurality of vehicles can be determined based on the determined suitable operating mode of each vehicle (with and without taking environmental parameters into account) and additionally existing (possibly further) environmental parameters. In addition to information about the gradient of the road, information about the number of lanes (single-lane or multi-lane road), the weather or information about the curvature of the road (radius) can also be used and evaluated.
Die Sortierungsfolge kann im Sinne einer Sortierung in Querrichtung eine Zuordnung der Fahrzeuge zu einer von mehreren Fahrspuren umfassen. Insbesondere kann dabei im Sinne einer Sortierung in Querrichtung eine Zuordnung der Fahrzeuge zu einer Fahrspur basierend auf der ermittelten geeigneten Betriebsart für ein Fahrzeug erfolgen.In terms of sorting in the transverse direction, the sorting sequence can include an assignment of the vehicles to one of a plurality of lanes. In particular, in terms of sorting in the transverse direction, the vehicles can be assigned to a lane based on the determined suitable operating mode for a vehicle.
Alternativ oder zusätzlich kann in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die Sortierungsfolge im Sinne einer Sortierung in Längsrichtung eine Sortierung mehrerer Fahrzeuge (vorteilhafterweise mit gleicher geeigneter Betriebsart) in Längsrichtung innerhalb einer Fahrspur umfassen. Insbesondere kann dabei im Sinne einer Sortierung in Längsrichtung die Sortierung der Fahrzeuge innerhalb einer Fahrspur basierend auf erfassten Fahrzeugparametern betreffend die Beschleunigungs- oder Verzögerungsfähigkeit eines Fahrzeugs im relevanten Streckenabschnitt erfolgen.Alternatively or additionally, in a further advantageous embodiment of the invention, the sorting sequence in the sense of a sorting in the longitudinal direction can include a sorting of several vehicles (advantageously with the same suitable operating mode) in the longitudinal direction within a lane. In particular, in terms of sorting in the longitudinal direction, the vehicles can be sorted within a lane based on detected vehicle parameters relating to the ability of a vehicle to accelerate or decelerate in the relevant route section.
Vorteilhafterweise erfolgt die Ermittlung der Sortierungsfolge auf Basis der ermittelten Rekuperationsbedarfe, d.h. abhängig vom Rekuperationsbedarf des jeweiligen Fahrzeugs erfolgt eine Eingruppierung des Fahrzeugs in eine definierte Gruppe oder direkt eine Sortierung der Fahrzeuge. Zusätzlich oder alternativ kann bei der Ermittlung der Sortierungsfolge eine mögliche Segelfähigkeit der Fahrzeuge berücksichtigt werden.The sorting sequence is advantageously determined on the basis of the recuperation requirements determined, i.e. depending on the recuperation requirements of the respective vehicle, the vehicle is classified into a defined group or the vehicles are sorted directly. Additionally or alternatively, a possible sailing ability of the vehicles can be taken into account when determining the sorting sequence.
Ist eine Sortierungsfolge ermittelt, kann in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ein Ausgeben bzw. Aussenden eines Signals zum Veranlassen einer Sortierung / Einordung des Fahrzeugs entsprechend der ermittelten Sortierungsfolge vorgesehen sein. Dieses Signal kann beispielweise eine Information über die Positionierung innerhalb der Sortierungsfolge und/oder eine Information betreffend die ermittelte geeignete Betriebsart und/oder eine Information zur Wahl der auf der ermittelten Sortierungsfolge zu wählenden Fahrspur und/oder eine Information betreffend einen Spurwechsel, eine Beschleunigung oder Verzögerung beinhalten. Basierend auf der mit dem Signal übertragenen Informationen kann im jeweiligen Fahrzeug eine Anzeige aktiviert werden (z. B. wo er sich einzuordnen hat, oder welche Fahraufgabe auszuführen ist) oder eine zumindest teilautomatisierte Steuerung des Fahrzeug zum Erreichen der ermittelten Position innerhalb der Sortierungsfolge ausgeführt werden. Parallel oder nach Erreichen der Position innerhalb der Sortierungsfolge kann in die ermittelten geeigneten Betriebsart (manuell oder automatisiert) gewechselt werden.Once a sorting sequence has been determined, a further advantageous embodiment can provide for the outputting or transmission of a signal to cause the vehicle to be sorted/classified in accordance with the sorting sequence determined. This signal can, for example, contain information about the positioning within the sorting sequence and/or information about the determined suitable operating mode and/or information about the selection of the lane to be selected on the determined sorting sequence and/or information about a lane change, acceleration or deceleration include. Based on the information transmitted with the signal, a display can be activated in the respective vehicle (e.g. where it has to be classified or which driving task has to be carried out) or an at least partially automated control of the vehicle can be carried out to reach the determined position within the sorting sequence . At the same time or after reaching the position within the sorting sequence, you can switch to the determined suitable operating mode (manual or automated).
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ermitteln einer abgestimmten Sortierungsfolge mehrerer Fahrzeuge auf einem definierten Streckenabschnitt mitAccording to a further aspect of the invention, a device according to the invention for determining a coordinated sorting sequence of a plurality of vehicles on a defined route section is included
- - einer Erfassungseinheit zum Erfassen von Fahrzeuginformationen mehrerer Fahrzeuge,
- - einer ersten Ermittlungseinheit zum Ermitteln einer für einen vorausliegenden oder aktuellen Streckenabschnitt geeigneten Betriebsart für jedes Fahrzeugs basierend auf den erfassten Fahrzeuginformationen (und ggf. weiterer Umfeldinformationen), und
- - einer zweiten Ermittlungseinheit zum Ermitteln einer Sortierungsfolge der mehreren Fahrzeuge basierend auf der ermittelten geeigneten Betriebsart jedes Fahrzeugs
- - a recording unit for recording vehicle information of several vehicles,
- - A first determination unit for determining an operating mode suitable for an upcoming or current route section for each vehicle based on the detected Vehicle information (and possibly other environmental information), and
- - a second determination unit for determining a sorting order of the plurality of vehicles based on the determined appropriate mode of operation of each vehicle
Vorteilhafterweise ist die Vorrichtung fahrzeugextern angeordnet und als zentrale Recheneinheit ausgebildet, die relevante Daten von Fahrzeugen empfängt und Signale an Fahrzeuge sendet. Idealerweise erfolgt die Kommunikation bzw. der Datenaustausch zwischen Fahrzeug und Vorrichtung „over the air“.The device is advantageously arranged outside the vehicle and is designed as a central processing unit that receives relevant data from vehicles and sends signals to vehicles. Ideally, the communication or the data exchange between the vehicle and the device takes place “over the air”.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Fahrerassistenzsystem in einem Fahrzeug vorgesehen, das Signale betreffend Fahrzeuginformationen an eine (in der Regel außerhalb des Fahrzeugs angeordnete) erfindungsgemäße Vorrichtung sendet und von der Vorrichtung ein auf der ermittelten Sortierungsfolge basierendes Signal, insb. ein Signal zum Veranlassen einer Sortierung / Einordung des Fahrzeugs entsprechend der ermittelten Sortierungsfolge empfängt.According to a further aspect of the invention, a driver assistance system is provided in a vehicle, which sends signals relating to vehicle information to a device according to the invention (usually arranged outside the vehicle) and from the device a signal based on the determined sorting sequence, in particular a signal for initiating a sorting/classification of the vehicle according to the determined sorting sequence.
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, sowie für ein entsprechend ausgebildetes Fahrerassistenzsystem. An dieser Stelle und in den Patentansprüchen nicht explizit beschriebene vorteilhafte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des Assistenzsystems entsprechen den vorstehend beschriebenen oder in den Patentansprüchen beschriebenen vorteilhaften Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens.The above statements on the method according to the invention according to the first aspect of the invention also apply in a corresponding manner to the device according to the invention according to the second aspect of the invention, and to a correspondingly designed driver assistance system. Advantageous exemplary embodiments of the device according to the invention and of the assistance system that are not explicitly described here and in the patent claims correspond to the advantageous exemplary embodiments of the method according to the invention that are described above or in the patent claims.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Zuhilfenahme der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigt:
-
1 ein Verkehrsszenario auf einer mehrspurigen, abschüssigen Autobahn, -
2 eine beispielhafte Darstellung eines erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems in Verbindung mit einer Vorrichtung zum Ermitteln einer Sortierreihenfolge, und -
3 ein schematisches Ablaufdiagramm zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
1 a traffic scenario on a multi-lane, downhill highway, -
2 an exemplary representation of a driver assistance system according to the invention in connection with a device for determining a sorting sequence, and -
3 a schematic flowchart to illustrate the method according to the invention.
Die
Die Ermittlung der Sortierungsfolge kann dabei nach folgendem Schema erfolgen: Zunächst erfolgt eine Eingruppierung der Fahrzeuge in
- - Fahrzeuge, bei denen bei der Hangabfahrt ein Segeln möglich und sinnvoll erscheint (weil z. B. ein Rekuperieren nicht möglich oder sinnvoll ist)
- - Fahrzeuge, bei denen ein Rekuperien grundsätzlich möglich und bei der Hangabfahrt sinnvoll ist (weil z. B. der Ladezustand der Batterie bereits gering ist).
- - Fahrzeuge, die nicht segelfähig oder nicht rekuperationsfähig sind, oder ein Segeln oder Rekuperieren nicht sinnvoll ist.
- - Vehicles for which coasting appears possible and sensible when descending a slope (e.g. because recuperation is not possible or sensible)
- - Vehicles for which recuperation is fundamentally possible and makes sense when driving downhill (e.g. because the battery charge level is already low).
- - Vehicles that cannot sail or are not capable of recuperation, or sailing or recuperation does not make sense.
Abhängig von der Anzahl der Fahrzeuge pro Gruppe und Anzahl der Fahrspuren erfolgt eine Zuordnung der Fahrzeuge auf die Fahrspuren. So ist es beispielsweise sinnvoll, alle Fahrzeuge, bei denen ein Segeln möglich und sinnvoll erscheint, der linken Fahrspur zuzuordnen. Alle Fahrzeuge mit hohem Rekuperationsbedarf bzw. Fahrzeuge, die aufgrund sonstiger Einschränkungen nur eine sehr geringe Geschwindigkeit fahren dürfen (z. B. Schwertransporter) werden der rechten Fahrspur zugeordnet, alle Fahrzeuge mit mittlerem Rekuperationsbedarf der mittleren Fahrspur.Depending on the number of vehicles per group and the number of lanes, the vehicles are assigned to the lanes. For example, it makes sense to allocate all vehicles for which sailing is possible and makes sense to the left lane. All vehicles with a high need for recuperation or vehicles that are only allowed to drive at a very low speed due to other restrictions (e.g. heavy transporters) are assigned to the right lane, all vehicles with a medium need for recuperation to the middle lane.
Alternativ kann auch folgende Zuordnung erfolgen:
- - linke Fahrspur: Fahrzeuge mit höchstem Gewicht und höchster Ausrollgeschwindigkeit oder mit der höchsten Restgeschwindigkeit
- - mittlere Fahrspur: Fahrzeuge mit mittlerem Gewicht und mittlerer Ausrollgeschwindigkeit, mittlerer Restgeschwindigkeit bzw. mittlerem Batteriestatus und mittlerem Rekuperationsbedarf
- - rechte Fahrspur: Fahrzeug mit geringstem Gewicht bei geringster Ausrollgeschwindigkeit oder Fahrzeuge mit geringem Batteriestatus aber hoher Massenträgheit und hoher Notwendigkeit einer Rekuperation.
- - left lane: Vehicles with the highest weight and the highest coasting speed or with the highest residual speed
- - middle lane: vehicles with middle weight and middle coasting speed, middle remaining speed or middle battery status and middle recuperation requirement
- - Right lane: Vehicle with the lowest weight at the lowest coasting speed or vehicles with a low battery status but high mass inertia and a high need for recuperation.
Für jede Fahrspur erfolgt eine weitere Sortierung der Fahrzeuge innerhalb der Fahrspur. So wird bei Fahrspuren, auf denen sich nur Fahrzeuge befinden, bei denen ein Segeln sinnvoll ist, die Sortierung nach Massenträgheit vorgenommen, so dass Fahrzeuge, die „schneller segeln“ nicht durch Fahrzeuge, die „langsam segeln“ behindert werden und den Segelbetrieb verlassen müssen.For each lane, the vehicles within the lane are sorted further. For example, in lanes where there are only vehicles where coasting makes sense, the sorting is carried out according to mass inertia, so that vehicles that “coast faster” are not impeded by vehicles that “coast slowly” and have to leave coasting mode .
Für Fahrspuren, auf denen sich Fahrzeuge befinden, bei denen ein Rekuperieren sinnvoll ist, erfolgt die Ermittlung der Sortierungsfolge innerhalb der Fahrspur basierend auf den zur Verfügung gestellten Informationen der einzelnen Fahrzeuge zur Massenträgheit und dem Rekuperationsvermögen.For lanes in which there are vehicles where recuperation makes sense, the sorting sequence within the lane is determined based on the information provided by the individual vehicles on mass inertia and recuperation capacity.
Die Wahl der Sortierungsfolge (inkl. Fahrspur) erfolgt somit anhand der Fahrzeugeigenschaften, insbesondere der Fahrzeugmasse (zur Ausnutzung potentieller Energie im Segelmodus bzw. der Massenträgheit bei der Ausnutzung des Rekuperationsvermögens). Ausschlaggebend sind u.a. die Ausgangsgeschwindigkeit sowie der Batteriestatus. Der Batteriestatus ist wichtig, um ggf. die Rekuperation der Fahrzeuge mit einem geringen Ladestatus zu unterstützen.The sorting sequence (incl. lane) is therefore selected on the basis of the vehicle properties, in particular the vehicle mass (to utilize potential energy in coasting mode or the mass inertia when utilizing the recuperation capacity). Among other things, the starting speed and the battery status are decisive. The battery status is important in order to support the recuperation of vehicles with a low charge status, if necessary.
Ist die Ermittlung der Sortierungsfolge abgeschlossen, wird das Ergebnis bzw. werden die Informationen, die auf dem Ergebnis basieren, an die jeweiligen Fahrzeuge übertragen. Basierend auf dieser Information erfolgt ein automatisiertes Eingruppieren der Fahrzeuge in die ermittelte Sortierungsfolge durch Spurwechsel und Überholvorgänge. Spätestens wenn in einer Fahrspur die richtige Sortierungsfolge umgesetzt ist, erfolgt ein Wechsel der aktuellen Betriebsart in die zuvor ermittelte geeignete Betriebsart (z. B. Segeln, Rekuperien, Schub (mit und ohne Bremseingriff)).Once the sorting sequence has been determined, the result or the information based on the result is transmitted to the respective vehicles. Based on this information, the vehicles are automatically grouped into the determined sorting sequence by changing lanes and overtaking. At the latest when the correct sorting sequence has been implemented in a lane, there is a change from the current operating mode to the previously determined suitable operating mode (e.g. coasting, recuperation, overrun (with and without braking intervention)).
Die
Im Detail ermittelt die Vorrichtung V anhand der Daten des Fahrzeugs, vorhandener Daten anderer Fahrzeuge, die sie in diesem Bereich befinden, und vorliegenden Umfeldinformationen (die entweder ebenfalls von den Fahrzeugen bereitgestellt werden oder an einer anderen Stelle hinterlegt und der Vorrichtung zur Verfügung gestellt werden) eine im Hinblick auf den Energieverbrauch optimierte Sortierungsfolge aller Fahrzeuge, die sich in einem definierten Bereich befinden oder eine vorausliegenden definierten Bereich durchfahren. Diese Information über die Sortierungsfolge sendet die Vorrichtung V - über die gleiche oder eine andere Schnittstelle - an das Fahrerassistenzsystem FAS im Fahrzeug zurück. Basierend auf der vorliegenden Information veranlasst das Fahrassistenzsystem FAS durch Aussenden von Signale an Fahrzeugsteuereinheiten A eine automatisierte Ansteuerung des Fahrzeug, so dass sich das Fahrzeug an der vorgesehen Stelle der ermittelten Sortierungsfolge einordnen und wechselt in den ermittelten geeigneten Betriebsmodus, der der Sortierung zugrunde gelegt wurde. Zum Erreichen der ermittelten Position innerhalb der Sortierungsfolge veranlasst das Fahrzeug - je nach Anforderung - automatisiert Spurwechsel, Überholvorgänge, Beschleunigungs- oder Verzögerungsvorgänge.In detail, the device V uses the data from the vehicle, existing data from other vehicles that are in this area, and available environmental information (which is either also provided by the vehicles or stored at another location and made available to the device) to determine a sorting sequence of all vehicles that are in a defined area or are driving through a defined area ahead, optimized in terms of energy consumption. The device V sends this information about the sorting sequence—via the same or a different interface—back to the driver assistance system FAS in the vehicle. Based on the information available, the ADAS driver assistance system initiates automated activation of the vehicle by sending signals to vehicle control units A, so that the vehicle can be arranged at the intended point in the determined sorting sequence and changes to the determined suitable operating mode on which the sorting was based. To reach the determined position within the sorting sequence, the vehicle - depending on the requirement - automatically initiates lane changes, overtaking, acceleration or deceleration processes.
Die
Das Verfahren startet in Schritt 10 mit dem Erfassen von Fahrzeuginformationen mehrerer Fahrzeuge. Bei den Informationen kann es sich bspw. um die Position, aktuelle Geschwindigkeit, geplante Route, Massenträgheit, Ladezustand der Batterie, mögliche Betriebsarten, etc. handeln.The method starts in
Im nächsten Schritt 20 erfolgt ein Ermitteln einer für einen vorausliegenden oder aktuellen Streckenabschnitt geeigneten Betriebsart für jedes Fahrzeugs basierend auf den erfassten Fahrzeuginformationen. Bei den Betriebsarten kann bspw. zw. Segelbetrieb, Rekuperationsbetrieb oder Schubbetrieb unterschieden werden.In the
Anschließend erfolgt im Schritt 30 ein Ermitteln einer Sortierungsfolge der mehreren Fahrzeuge basierend aus der ermittelten geeigneten Betriebsart jedes Fahrzeugs, indem basierend auf der ermittelten Betriebsart und weiterer Informationen wie z. B. Massenträgheit, Rekuperationsvermögen, Straßenneigung, Anzahl der Fahrspuren, etc. eine derartige Sortierung erfolgt, dass alle Fahrzeuge im Rahmen der ermittelten geeigneten Betriebsart möglichst energie-effizient den Streckenabschnitt durchfahren können.Then, in
Sobald die Sortierungsfolge ermittelt ist, erfolgt im Schritt 40 ein Aussenden eines Signals an das Fahrzeug zum Veranlassen einer Sortierung bzw. Einordung des Fahrzeugs entsprechend der ermittelten Sortierungsfolge.As soon as the sorting sequence has been determined, in step 40 a signal is sent to the vehicle to cause the vehicle to be sorted or classified according to the determined sorting sequence.
Die Erfindung bietet den Vorteil, den Bedarf an Rekuperation auf den Straßen im Sinne der Energieeffizienz sowohl auf einspurigen, als auch mehrspurige Straßen für alle Straßenneigungen (sowohl in der Ebene, als auch abschüssige Straßen) nachzukommen und somit Kraftstoffverbrauch und Energieverbrauch insb. beim Hinabfahren von Bergen und Hängen zu reduzieren.The invention offers the advantage of meeting the need for recuperation on the roads in terms of energy efficiency, both on single-lane and multi-lane roads for all road gradients (both on the level and on sloping roads), and thus fuel consumption and energy consumption, especially when driving down reduce mountains and slopes.
Das vorgeschlagene System bildet auf Straßen mit Gefälle Fahrzeugkolonnen, welche in „prädestiniert segeln“ und „prädestiniert rekuperieren“ eingeteilt werden.The proposed system forms columns of vehicles on roads with gradients, which are divided into "predestined to sail" and "predestined to recuperate".
Insbesondere beim Bergabrollen bietet die Erfindung einen erheblichen Vorteil, wenn der Sortierungsalgorithmus die Ermittlung der Sortierungsreihenfolge basierend auf den unterschiedlichen Rekuperierbedarfen der Fahrzeuge vornimmt. Als auszuwertende Fahrzeuginformation wird dabei u.a. der Batterieladezustand herangezogen. In Abgrenzung zu den üblichen gewichtsbasierten Sortieralgorithmen erfolgt im Rahmen der Erfindung die Sortierung der Fahrzeuge nach ermitteltem Rekuperationsbedarf. Dabei kann die Bremsenergie an den Rekuperationsbedarf angepasst werden. Das bedeutet z.B., dass ein LKW (hohe Massenträgheit) bei geringem Rekuperationsbedarf mit mittlerer Bremsleistung und mittlerer Restgeschwindigkeit hinter einem segelnden Kleinwagen (ohne Bremsbedarf) in Kolonne fahren kann. Ein weiteres Beispiel wäre, dass sich zwei PKWs mit unterschiedlicher Gewichtsklasse aber beide mit hohem Rekuperationsbedarf vor einer Abfahrt hintereinander einordnen, und zwar in der Reihenfolge des höchsten Rekuperationsvermögens, so dass das vordere Fahrzeug maximal (ohne zusätzliche Bremsleistung) rekuperiert, während das dahinterfahrende Fahrzeug, das weniger Rekuperationsvermögen hat, zusätzlich die Fahrzeugbremse nutzt.In particular when rolling downhill, the invention offers a considerable advantage if the sorting algorithm determines the sorting sequence based on the different recuperation needs of the vehicles. Among other things, the battery charge status is used as vehicle information to be evaluated. In contrast to the usual weight-based sorting algorithms, within the scope of the invention, the vehicles are sorted according to the determined need for recuperation. The braking energy can be adapted to the recuperation requirement. This means, for example, that a truck (high mass inertia) with a low need for recuperation with medium braking power and medium residual speed can drive in a column behind a coasting small car (no need for braking). Another example would be that two cars with different weight classes, but both with a high need for recuperation, line up one behind the other before a descent, in the order of the highest recuperation capacity, so that the vehicle in front recuperates to the maximum (without additional braking power), while the vehicle driving behind which has less recuperation capacity, also uses the vehicle brakes.
Das Ausführungsbeispiel zeigt, dass eine Zuordnung der Fahrzeuge zu einer Fahrspur (linke, mittlere, rechte Fahrspur) nach einem ermittelten Rekuperationsbedarf (kein, gering, mittel, hoch) erfolgt. Innerhalb der Fahrspur erfolgt die Ermittlung der Sortierfolge unter Berücksichtigung der Rekuperationsleistung (gewichtsunabhängig).The exemplary embodiment shows that the vehicles are assigned to a lane (left, middle, right lane) according to a determined need for recuperation (none, low, medium, high). Within the lane, the sorting sequence is determined taking into account the recuperation performance (independent of weight).
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- US 9672734 B1 [0003]US9672734B1 [0003]
- WO 2019/111979 A1 [0004]WO 2019/111979 A1 [0004]
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