CN104386064B - 用于调节车辆与前方车辆的间隔的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于本车辆速度、间隔和前方车辆速度的可用信息和关于路线信息的数据而调节车辆与前方车辆(前面的车辆)的间隔的方法，并且本发明的特征在于以下方法步骤：a)确定动量利用阶段的燃料节约情形；b)预先计算在不受干扰的情况下行驶的在消耗方面最佳的速度分布；c)预先计算能够完全实现动量利用阶段所需的、与前方车辆的额外间隔需要；d)在燃料节约情形之前建立所需的额外间隔，其中，额外间隔优选在比预先计算的动量利用阶段路程更长的间隔建立路程上基本均匀地建立，并且/或者以相对于车辆的当前速度的驾驶员可接受的、在车队方面稳定的、规定的小的减速建立；以及e)在达到燃料节约情形时执行动量利用阶段。

Description

用于调节车辆与前方车辆的间隔的方法

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的、用于调节车辆与前方车辆(前面的车辆)的间隔的方法。

背景技术

对于车辆，尤其是商用车辆，可有利地利用车辆的动量，以降低燃料消耗。为此，在适当的情形(situation)中，提高速度或降低速度。所述措施的一般适用背景是避免制动和回过来减小驱动阶段的长度和强度。这里，在位于驱动阶段结束或开始处的道路区段中使用车辆的动量。

可借助于驾驶员的对应的驾驶方式单独地进行这种动量利用。但是，使用驾驶员辅助系统以及速度调节系统，借助于自动化来实现改进的动量利用，例如从DE 10 2008023 135 A1中了解到的那样。根据道路路线信息来提前确定动量利用阶段的有关情形，借助于扩展式导航系统在车辆中提供道路路线信息。这样的情形可源自地形，例如不断增大的下坡坡度、坡度结束、急弯等，或者源自对道路基础结构的了解，例如村庄的开始、限速的开始等。此外，情形可源自关于地形和道路基础结构而以对于消耗和磨损最佳的操作点处操作车辆的目标。例如从DE 10 2008 035 944 B4中了解到适合实现此目的的优化措施。

如果比较使用节约情形的车辆的速度分布与以恒定速度行驶的车辆，则取决于节约情形，速度分布存在差异，而且因此车辆彼此的间隔也存在变化。因此，为了使车辆完全利用节约情形，与前方车辆有足够的间隔是必要的。为此，已经从DE 10 2006 003 625 A1中了解到用于在坡度之前建立动量的特殊情形的方法，它允许前方有较大的间隔，使得对利用动量所必需的提速不会导致与前方车辆的间隔过小。这里，在间隔调节期间，在坡度之前，基于地形信息来调节与前方车辆的目标间隔。在这里未给出具体信息，特别是在此之前应当建立多大或多长的额外间隔。但是，特别地，额外间隔建立的类型和方式及其长度对于在动量利用阶段接受自动化驾驶模式是至关重要的，特别是结合后面的交通和对车队交通中的行为的影响。

发明内容

因此本发明的目标是提出一种用于以定量的方式确定动量利用阶段的间隔建立的方法，以及为后面的交通确保可接受的、交通平缓，并且因此在车队交通方面稳定的方法。

此目标由独立权利要求的特征实现。有利发展是从属权利要求的主题。

根据权利要求1，根据本发明的、用于调节车辆与前方车辆(前面的车辆)的间隔的方法基于关于车辆的当前速度、间隔和前方车辆的速度的可用信息和关于道路路线信息的数据，尤其是前方路线的路途的坡度数据，并且该方法的特征在于以下方法步骤：

方法的步骤：

a)针对前方路线的路途中的可能动量利用阶段确定燃料节约情形(燃料节约模式)，

b)针对在不受干扰的情况下的行驶，用相关联的速度变化和相关联的动量利用阶段路程来预先计算在消耗方面最佳的速度分布，

c)基于所述速度变化和所述动量阶段路程，来预先计算能够完全实现预先计算的燃料节约动量利用阶段、但不以规定的方式过于接近前方车辆所需的与前方车辆的额外间隔需要，

d)在燃料节约情形之前，建立所需的额外间隔，其中，额外间隔优选基本均匀地在比预先计算的动量利用阶段路程更长的间隔建立路程上建立，以及/或者相对于车辆的当前速度以驾驶员可接受的且在交通方面稳定的、规定的小的减速建立，

e)在达到燃料节约情形时执行动量利用阶段。

在方法的第一步骤(a)中，借助于规则来识别与利用速度变化来节约燃料有关且因此对于与前方车辆的间隔过小关键的情形。诸如燃料节约情形的重要的在消耗方面关键的情形如下：

-下坡坡度的开始

下坡坡度增大，使得本车辆可仅通过在发动机制动模式中滑行或者脱开离合器提速。在此情形中，较节约燃料的速度算法会使车辆过早减慢，并且允许车辆仅仅借助于下坡力就在较大的下坡坡度上再次较快速地前进。

-下坡坡度的结束

坡度减小，使得在制动下下坡行驶的车辆可将可用动量、很可能还是借助于暂时提速而增大的动量尽可能完全地携带到随后的驾驶阶段中。

-滑行

由于路线的已知特殊特征，诸如例如急弯或高速公路出口，最高允许速度的降低或者地点标牌等，适时地滑行对于降低燃料消耗是有利的。

-上坡坡度的开始

在上坡坡度之前，速度明确地提高且动量建立，使得在斜坡间隔上速度降低得少，以防驱动力不足。

-上坡行驶

当上坡行驶时，规定齿轮箱换挡的时间点，使得例如在坡上需要非常少的换挡操作，以及使得消耗非常少的燃料。在这种情况下，关键情形是具有最低速度的区段，尤其是低于所述速度将导致自动减档时。

如果在方法的第一步骤(a)中，提前确定了以上情形中的一种，则在方法的第二步骤(b)中，用相关联的速度变化和相关联的动量利用阶段路程预先计算在消耗方面最佳的速度分布，就像车辆可在不受前方车辆的影响下行驶，而且可完全且无损地利用节约情形那样。例如从DE 10 2008 023 135 A1中了解到这样的预先计算。

在方法的第三步骤(c)中，在预先计算期间通过基于速度变化和动量阶段路程确定能够在方法的步骤(b)中完全执行预先计算的燃料节约动量利用阶段、但不会过于接近前方车辆所需的与前方车辆的额外间隔，而考虑前方车辆对动量利用阶段造成的损害。因而用方法的步骤(c)来确定所需额外间隔的值，所需额外间隔与当前间隔共同允许在达到节约情形时完全利用动量。

在方法的步骤(d)中，在驾驶模式中，确定的额外间隔基本在燃料节约情形之前在间隔建立路程上建立，其中，所述间隔建立路程比预先计算的动量利用阶段路程更长，并且/或者相对于车辆的当前速度以对于驾驶员来说可接受的且速度稳定的小的减速建立额外间隔。在所述额外间隔已经借助于间隔调节器件中的适当算法而建立之后，在方法的步骤(e)中执行动量利用阶段，如在达到燃料节约情形时针对不受干扰的行驶所预先计算的那样。

通过以以上类型建立所需额外间隔，实现下者：对于驾驶员，而且还对于后面的交通，车辆不存在明显的不当的分心的减速。如果额外间隔保持在可接受的范围内，则后面的交通不会受影响。因而声明的方法使得能够预测性地选择间隔，以便一方面能够执行在燃料方面高效的速度变化同时在车队中行驶以及在针对不同情形保持间隔，以及以便在另一方面能够仅在必要情形和仅以必要程度增大与前方车辆的间隔，以便能够确保使间隔和速度对于驾驶员来说可接受的方法。关于车队稳定尤其重要的是，后方车辆的驾驶员接受前方车辆的自动化系统的行为，而且不会只因为他不知道前方车辆仅仅是由于动量利用而暂时缓慢地驾驶但然后将再次赶上车队就介入而进行超驰(例如通过开始接管)。

如果例如在1 km的区段上的速度从85 km/h 降低1 km/h 至84 km/h，则这导致与前方车辆有12 m的间隔增益或者额外间隔。理想上，驾驶员不会注意到额外间隔的建立，或者至少认为这无所谓。对于长度为200 m的燃料节约情形，然后可利用间隔，以便使速度提高5km/h，或者以便能够执行燃料节约情形，而无需在前方车辆意外制动5 km/h时制动。如果驾驶员在不介入的情况下接受所述方法，则仅对根据需要确定的路线情形进行在燃料节约方面提供优点的速度过冲和速度降低。由于预测性地建立间隔，所以其它速度变化将较小。

为了根据方法的步骤(b)预先计算动量利用阶段中未受损的在消耗方面优化的速度分布，有利地假设车辆的当前速度为前方车辆使用的目标速度。

为了保证以可接受的交通平缓且在车队方面稳定的方式建立额外间隔，建议间隔建立路程为预先计算的动量利用阶段路程的2到5倍大。

如果为了建立额外间隔而相对于车辆的当前速度减速0.5 km/h至4 km/h，优选1km/h，则还对应地以对应的驾驶员可接受的且在车队方面稳定的方式建立额外间隔。

为了预测性地防止无法预测的交通影响(例如前方车辆无法预测地制动)，以及无论如何能够利用全部节约情形，通过使用另一种措施，可计算出的额外间隔需要增加额外的依赖于情形的间隔，使得建立对应地增加的额外间隔。这种依赖于情形的额外间隔优选得自预先限定的、具有对于情形而言典型的、依赖于情形的额外间隔值的表。

用相似的措施，对于在路线中的通过利用动量提供潜在的燃料节约的点，预测地建立与前方车辆的间隔，即使本车辆本身的动量利用阶段例如在下坡坡度开始之前将促进增加间隔(因而间隔不是关键的)，因而甚至前方车辆的无法预测的驾驶行为(例如由于突然制动)也不会不利地影响本车辆本身的燃料节约动量利用阶段。

可根据本车辆和前方车辆的速度和间隔预先计算值，来有利和简单地确定额外间隔需要，其中假设前方车辆正以恒定速度行驶。

可基于间隔和相对速度的测量来确定和考虑前方车辆的恒定速度和对应的驾驶策略。

备选地，可根据本车辆和前方车辆的速度和间隔预先计算值，来确定额外间隔需要，其中假设前方车辆正在进行且已经启动的与本车辆相似的燃料节约动量利用。前方车辆的这种驾驶策略也可由对应的测量识别，而且在预先计算期间在间隔维持情形中可考虑这种驾驶策略。

就此而言，应当注意，在节约情形中，在下坡坡度开始时，本车辆与前方车辆的间隔将由于动量利用功能而增大，因为本车辆在下坡坡度开始之前自动降低速度，以节约燃料。但是，仅当前方车辆继续以恒定速度行驶时才是这样。但是，如果前方车辆也使用与本车辆相似的燃料节约动量利用功能，则无论如何将暂时出现较小的相对间隔，因为前方车辆较早达到节约情形，并且因为较早地降低速度。在这种情况下，额外间隔因而也是必要的，使得本车辆可在节约情形中完全利用动量利用功能，如关于下坡坡度开始的以下示例所指示的那样：

下坡坡度开始：

路线：水平(0%的坡度)，然后倾斜(-2.5%的坡度)

前方车辆使用该情形，并且从24 m/s滑行到22.5 m/s，然后回到24 m/s

动量利用：本车辆与前方车辆同样滑行，即，从24 m/s滑行到22.5 m/s，然后回到24 m/s

间隔：50 m (在情形开始时的时间点)

情形的范围：600 m

间隔需要：1.5 m/s * 50 m / 24 m/s = 3.13 m。

这里，大致的额外间隔需要仅为大约3 m。

如果前方车辆以恒定的24 m/s行驶，并且本车辆正利用动量，则将存在增加的间隔：

½*1.5 m/s*600 m/24 m/s =19 m

因而为了两辆车相同地利用动量而确定的额外间隔需要为大约3米。为了预防性地防止无法预测的交通影响，例如在此情形中提供另外的额外间隔4米。在最简单的情况下，可借助于对于各个情形而言都具有典型的间隔值的表来获得所述额外间隔。

在路线的对于燃料节约驾驶模式可能关键的点处，可推迟或减少间隔的建立。例如，因此可通过使用限定的特定车辆模型进行的优化计算来确定间隔建立的有利细分。

在间隔建立的范围内，在预先计算中可考虑已知的车辆属性，诸如例如滚动阻力和驱动力。

在方法的另一个实施例中，前方车辆借助于数据无线电传输，将其驾驶策略发送到在无线电范围内的车辆，而且很可能发送用来决定周围车辆的数据的相关性的其它数据。因而然后可在本车辆本身的驾驶策略中考虑到与前方车辆相关联和有关的车辆策略。为了决定相关性，至少必须对其传输前方车辆的地理位置(GPS，伽利略公司)，很可能还传输行驶的速度和方向，其中，这些也可源自具有时间戳的多个GPS传输。因此，本车辆还可将其本身的驾驶策略和支持协同驾驶的其它数据发送到无线电范围内的车辆。

附图说明

将使用附图来进一步阐明本发明。

在图中：

图1示意性地显示动量利用阶段的高度、速度和间隔随时间的变化，以及

图2显示用于实现根据本发明的方法的调节装置的框图。

具体实施方式

在图1中，以示例的方式示出在以下条件下，在下坡坡度结束时的节约情形和动量利用阶段：

下坡坡度结束：

下坡坡度结束：

假设：前方车辆以恒定的24 m/s驾驶

路线：倾斜(-2.5%的坡度)，然后水平(0%的坡度)

动量利用：从24 m/s 到25 m/s，然后回到24 m/s

情形的范围：400 m

这里大致存在额外间隔需要：

间隔需要：½*1 m/s *400m/24 m/s =8.3 m

根据测量所记录的或假设的驾驶策略，前方车辆以恒定的24 m/s驾驶。例如借助于GPS来记录路线在其下坡坡度结束的地形，或者在本车辆中借助于扩展式导航系统已知地形，如图1(图像a)中示意性地示出的那样。

针对不受前方车辆影响的行驶，使用已知算法来预先计算从24 m/s 到25 m/s，然后回到24 m/s 的动量利用，以及400m的情形范围，并且在图1b中示意性地示出它们。

这产生像计算出的那样的8.3m的额外间隔需要，该额外间隔需要在利用动量情形之前建立，而在节约情形结束时，减小回驾驶员的期望目标间隔，如图1c中示意性地示出的那样。

从根据图2的框图，显示了用于实现根据本发明的方法的调节装置的元件和相互作用。该装置包含商用车辆中的用于进行速度调节和间隔调节的普通元件。此外，它包含用于优化速度(例如根据DE 10 2008 023 135 A1)，即，用于预先计算速度(基于驾驶员的希望)以及预测速度设定点的已确立的方法的已知要素。

在下者的对应的框中指示实现根据本发明方法所需的新的和额外的要素：

-预先计算速度(基于目标速度)

-识别节约情形

-确定额外间隔需要，以及

-预期间隔的建立。

Claims (22)

1.一种用于基于关于其本身的车辆速度、关于间隔和关于前方车辆的速度的可用信息，以及基于关于道路路线信息的数据，而调节车辆与前方车辆的间隔的方法，其特征在于所述方法的以下步骤：

a)针对前方路线中的可能动量利用阶段确定燃料节约情形，

b)针对在不受干扰的情况下的行驶，用相关联的速度变化和相关联的动量利用阶段路程来预先计算在消耗方面最佳的速度分布，

c)基于所述速度变化和所述动量利用阶段路程，来预先计算能够完全实现预先计算的燃料节约动量利用阶段、但不以规定的方式过于接近前方车辆而所需的与前方车辆的额外间隔需要，

d)在所述燃料节约情形之前，建立所需的额外间隔，其中，所述额外间隔在比预先计算的动量利用阶段路程更长的间隔建立路程上建立，以及/或者相对于当前车辆速度以驾驶员可接受的、在车队方面稳定的、规定的小的减速建立，

e)在达到所述燃料节约情形时执行所述动量利用阶段。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，关于道路路线信息的数据为前方路线的坡度数据。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述额外间隔均匀地在比预先计算的动量利用阶段路程更长的间隔建立路程上建立。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了预先计算所述动量利用阶段中的不受干扰的、在消耗方面优化的速度分布，采用车辆的当前速度作为前方车辆使用的目标速度。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其特征在于，所述间隔建立路程规定为预先计算的动量利用阶段路程的2至5倍大。

6.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其特征在于，用于建立所述额外间隔的所述驾驶员可接受的小的减速以0.5 km/h至4 km/h进行。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，用于建立所述额外间隔的所述驾驶员可接受的小的减速以1 km/h进行。

8.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其特征在于，在基于所述速度变化和所述动量利用阶段路程所计算出的所述额外间隔需要上增加依赖于情形的额外间隔，以便能够预防性地防止无法预测的交通影响。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，允许从具有对于情形而言典型的、依赖于情形的额外间隔值的预先限定的表中获得这种依赖于情形的额外间隔。

10.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其特征在于，对于所述路线上的通过利用动量来提供燃料节约的可能的点，预测性地建立与前方车辆的间隔，即使本车辆的动量利用阶段将促进间隔的增加，使得甚至前方车辆的无法预测的驾驶行为也不会不利地影响本车辆的所述燃料节约动量利用阶段。

11.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其特征在于，根据关于本车辆和前方车辆的速度和间隔预先计算值，来确定所述额外间隔需要，其中假设前方车辆以恒定速度行驶。

12.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其特征在于，根据关于本车辆和前方车辆的速度和间隔预先计算值，来确定所述额外间隔需要，其中假设前方车辆正在进行且已经启动与本车辆相似的燃料节约动量利用功能。

13.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其特征在于，在所述路线上的对于本车辆在燃料节约驾驶方式方面关键的点处，中断或减小间隔的建立。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在具有规定的较低发动机速度和/或规定的较低且不断降低的发动机速度的区段中和/或在齿轮箱减档之前，中断或减小间隔的建立。

15.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其特征在于，预测性地确定所述动量利用阶段的位置、程度和大小，并且据此确定间隔建立的范围。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，基于本车辆的已知车辆属性来执行速度预先计算。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，基于关于滚动阻力和/或驱动力的数据来执行速度预先计算。

18.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其特征在于，基于对与前方车辆的间隔和相对速度的测量，来确定前方车辆的驾驶策略，并且在后面的情形中适当地考虑所述驾驶策略。

19.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其特征在于，前方车辆借助于无线电数据传输，将其驾驶策略发送到在无线电范围内的车辆，并且发送用来决定周围车辆的数据的相关性的其它数据，并且在本车辆的驾驶策略中考虑到因而与前方车辆相关联且因此与前方车辆有关的驾驶策略。

20.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其特征在于，本车辆将其本身的驾驶策略和用于支持协同驾驶的其它数据发送到在无线电范围内的车辆。

21.一种用于实现根据前述权利要求中的任一项所述的方法的机动车辆。

22.根据权利要求21所述的机动车辆，其特征在于，所述机动车辆是商用车辆。