CN107054365B - 用于运行机动车的方法、机动车的控制器及机动车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在道路(2)上运行能至少暂时电驱动的机动车(1)的方法。在此提出，控制器在要求自动运行模式后执行机动车(1)的全自动的行驶运行，其中，如此进行机动车(1)的横向控制，使得机动车(1)的此前伸出的充电臂(7)与布置在道路(2)旁边或道路上的充电线路(6)电接触，其中，借助于由充电线路(6)通过充电臂(7)提供的电能对机动车(1)的蓄能器充电和/或运行机动车(1)的驱动装置以用于执行行驶运行，其中，如此实现机动车(1)的纵向控制，使得预先规定的纵向速度被一直保持到机动车(1)距前方行驶车辆(12)的距离达到预先规定的最小距离。本发明还涉及一种用于机动车(1)的控制器以及一种机动车。

Description

用于运行机动车的方法、机动车的控制器及机动车
技术领域
本发明涉及一种用于在道路上运行能够至少暂时电驱动的机动车的方法。本发明还涉及一种机动车。
背景技术
这种方法用于运行机动车，尤其用于在道路上执行机动车的行驶运行/驾驶操作。该机动车可以至少暂时地电驱动。机动车为此具有至少一个电机。该机动车可以例如构造为纯电动车或混合动力车。所需的电能用于运行机动车或用于执行行驶运行。在混合动力车的情况下，可以由动力装置、例如内燃机与发电机共同作用来提供电能，而特别是对于纯电动车来说则必须完全从外部提供电能，例如通过在充电站或插座上的充电过程来提供电能。
例如从文献DE 10 2008 055 881 A1中已知一种用于对完全或部分电运行的机动车进行自动充电的方法。在此使用一种机动车，该机动车配备有用于环境检测、导航和防碰撞的传感器、用于自动控制车辆行驶的车辆控制系统；用于车辆充电的充电系统；和至少一个充电触点，该充电触点可以在充电地点处与充电站的至少一个充电触点功能连接；使用配备有至少一个充电站的充电地点，该充电站具有至少一个充电触点，该充电触点构造为可以与待充电的车辆的充电触点功能连接；车辆在过渡区域中在任意起始点处起动；该车辆自动控制地调控到所选择的充电地点；在所选择的充电地点处，在车辆和充电地点的充电站之间建立充电连接；车辆自动控制地离开充电地点并驶向所选择的接管区域。
另外，文献US 2010/0121509 A1公开了一种车辆以及一种交通装置，其中，实现多个空中架线，可以通过该多个空中架线为车辆提供电能。
发明内容
因此本发明的目的是，提出一种用于在道路上运行能够至少暂时地电驱动的机动车的方法，该方法相对于已知的方法具有以下优点，尤其在对于机动车的驾驶员高度舒适的情况下实现机动车的连贯的行驶运行。
根据本发明，在要求了自动运行模式后，控制器执行机动车的全自动/全自主的行驶运行，其中，如此进行机动车的横向控制，使得机动车的此前伸出的充电臂与布置在道路旁边或道路上的充电线路电接触，其中，借助于由充电线路通过充电臂提供的电能对机动车的蓄能器充电和/或运行机动车的驱动装置以执行行驶运行，其中，如此实现机动车的纵向控制，使得预先规定的纵向速度被一直保持到机动车距前方行驶车辆的距离达到预先规定的最小距离。
自动运行模式的要求可以例如由机动车的驾驶员和/或驾驶员辅助装置建立。为了由驾驶员建立该要求可以设置相应的操作元件，例如按钮、开关或类似装置。一旦存在自动运行模式的要求，控制器就承担机动车的行驶运行，从而接下来全自动地执行行驶运行。这一点应当理解成，控制器既承担机动车的横向控制、也承担机动车的纵向控制。该纵向控制代表机动车的行驶速度或纵向速度的调节，机动车以该行驶速度或纵向速度沿行驶方向运动。横向控制包括例如机动车的转向，即优选的是确定的转向角的选择和调节。
如此进行机动车的横向控制，使得在充电臂和充电线路之间建立电接触。该充电线路位于道路旁或道路上。例如充电线路是导板或护栏或形成这种导板或护栏的组成部分。在这种情况下，充电线路可以例如构成为充电轨。当然该充电线路也可以设置为空中架线的形式或类似形式。如此形成充电臂并如此将充电臂布置在机动车上，使得充电臂与充电线路的相应的设计共同作用以建立电接触。
该充电臂优选位于机动车的侧面或侧壁上，例如在左侧上或右侧上。在此，充电臂在缩回状态中优选布置在机动车的充电臂收纳部中，该充电臂收纳部可以尤其优选地借助于遮盖件、例如盖板封闭。充电臂在伸出状态中从机动车的侧面或侧壁向着充电线路的方向伸出。充电臂优选具有高度操控装置或高度调整装置，借助该高度操控装置或高度调整装置可将充电臂调节到确定的高度，尤其是调节到当前位于道路旁或道路上的充电线路的高度。
如此实现横向控制，使得机动车朝向充电线路的方向转向。充电臂可以早在导入全自动行驶运行时就伸出，也可以在机动车与充电线路之间的距离低于确定的距离时才伸出。横向控制的目的主要是，在充电线路和充电臂之间建立电接触。一旦实现了电接触，则可以由充电线路通过充电臂提供电能，该电能接下来可以用于为机动车的蓄能器充电和/或用于运行机动车的驱动装置。
驱动装置用于执行行驶运行，尤其用于提供用于驱动机动车的转矩。一旦在充电臂和充电线路之间形成电接触，接下来就优选如此进行横向控制，使得机动车遵循确定的行驶轨迹和/或保持机动车与充电线路之间的距离不变。以这种方式利用相对小的充电臂就可以实现向机动车可靠地传输电能。
机动车的全自动的行驶运行还包括纵向控制。如此进行纵向控制，主要是保持预先规定的纵向速度。保持纵向速度直到机动车距前方行驶车辆的瞬时距离达到或低于预先规定的最小距离。因此优选如此选择预先规定的纵向速度，使得该纵向速度大于前方行驶车辆的速度，以接近前方行驶车辆直到达到最小距离。
控制器用于执行全自动的行驶运行，该控制器可以是机动车的驾驶员辅助装置的组成部分。该控制器或驾驶员辅助装置可以具有至少一个传感器，例如雷达传感器、摄像传感器、超声传感器或类似传感器。
利用所述方法可以显著增大机动车的续航能力，这是因为至少暂时地由充电线路提供电能。同时沿着充电线路执行机动车的全自动的行驶运行。给机动车的驾驶员留下如下印象，好像机动车被充电线路引导。因此在全自动的行驶运行方面建立了比机动车的自由的、同样全自动的行驶运行更高的可接受性，在该自由的、同样全自动的行驶运行期间机动车可自由地在道路上运动，而不与充电线路相互作用。
因为在充电臂与充电线路之间借助于横向控制自动地建立电接触，而无需驾驶员干预，尤其因此建立更高的可接受性。利用这种措施，正是对于不熟练的驾驶员为其去除不安全感。
在本发明的另一设计方案的范围内提出，当距前方行驶车辆的距离达到最小距离后切换到列队行驶运行模式，在该列队行驶运行模式中纵向速度等于前方行驶车辆的速度，从而保持相当于最小距离的距离。另外，在列队行驶运行模式中规定机动车的全自动的行驶运行，从而控制器承担机动车的横向控制和纵向控制。
在列队行驶运行模式中，机动车应至少与前方行驶车辆形成队列，并因此通常保持距前方行驶车辆恒定的距离。为此纵向速度等于前方行驶车辆的速度，从而相当于前方行驶车辆的速度。也可以提出，仅当前方行驶车辆同样设置为或配备为用于执行根据本发明的方法时，才从自动运行模式切换到列队行驶运行模式。这可以通过机动车与前方行驶车辆的相应的数据交换确定。通过保持距前方行驶车辆的最小距离，机动车的为执行行驶运行必要的能量需求由于空气阻力的减小而显著降低。
本发明的另一优选的设计方案提出，在要求了自动运行模式之后纵向速度设置为第一预定速度，并在充电臂接触充电线路之后设置为第二预定速度。例如规定，直到触及充电线路为止使用较小的速度，以便实现充电臂可靠地接触充电线路。在接触后可以提高纵向速度。在这种方式中，因此第一预定速度小于第二预定速度。但是也可以是反过来的方式，以便首先尽可能快地建立充电臂与充电线路的接触，并接着进行机动车的有利于节能的行驶运行。第一预定速度也可以相当于第二预定速度，或反之。
第二预定速度优选可以大于(可能的)前方行驶车辆的速度，以便减小距前方行驶车辆的距离。在此例如也可以规定，如果机动车确定没有前方行驶车辆，第二预定速度具有第一值，如果识别到前方行驶车辆时，则该第二预定速度具有第二值。第一值在此通常低于第二值。如果识别出没有前方行驶车辆时，则应以第二预定速度的第一值进行有利于节能的行驶运行。反之如果确定存在前方行驶车辆，则应追上该前方行驶车辆，以便通过列队行驶、尤其导入列队行驶运行模式进一步减小能量消耗。第二预定速度的第二值相应优选地大于前方行驶车辆的瞬时速度。
在本发明的另一设计方案的范围内可以提出，根据纵向速度选择最小距离。在此如此确定该最小速度，使得无论前方行驶车辆进行怎样的瞬时驾驶动作，车辆都能被可靠地制动。纵向速度越大，则最小距离优选也越大。
本发明的另一设计方案提出，所述机动车在另外的机动车显示出插队/拐入意图时通过减小纵向速度而增大距前方行驶车辆的距离，或通过增大纵向速度而增大距尾随车辆的距离，从而为该另外的机动车提供交通空位。该另外的机动车优选设计为同样执行根据本发明的方法。插队意图例如通过无线连接、尤其无线电通信连接传输到所述机动车上。该插队意图显示出：该另外的机动车想要加入到包括所述机动车和前方行驶车辆和/或尾随车辆的队列中。
为了实现这种可能性，应为该另外的机动车提供交通空位。这可以通过增大距前方行驶车辆或距尾随车辆的距离实现。前方行驶车辆的情况下，为此减小纵向速度，在尾随车辆的情况下增大纵向速度。一旦交通空位具有允许该另外的机动车插队的尺寸，则可以如此实现该另外的机动车的横向控制，使得该另外的机动车转向到该交通空位中。在此该另外的机动车尤其同样执行自动运行模式的范围内的全自动行驶运行。
本发明的另一设计方案提出，所述机动车当前方行驶车辆显示出驶出队列意图时通过减小纵向速度而增大距该前方行驶车辆的距离，或当尾随车辆显示出驶出队列意图时通过增大纵向速度而增大距该尾随车辆的距离。前方行驶车辆或尾随车辆也无线地、例如通过无线电通信传输驶出队列意图。一旦由所述机动车确定驶出队列意图，就增大距相应的机动车的距离，即例如通过减小纵向速度或通过增大纵向速度。以这种方式为想要从队列中驶出的车辆提供足够的空间。
还可以在本发明的另一有利的设计方案的范围内提出，在机动车希望驶出队列时，将驶出信号发送到前方行驶车辆上和/或尾随车辆上，和/或通过减小纵向速度增大距前方行驶车辆的距离。例如可以通过驾驶员的相应的操作触发机动车的驶出队列意图。驾驶员辅助装置也可以产生驶出队列意图。
如果出现驶出队列意图，则例如仅向前方行驶车辆、仅向尾随车辆或既向前方行驶车辆也向尾随车辆发送驶出信号。尤其在如下情况下是如此，当前方行驶车辆和/或尾随车辆类似于本车辆构造，并因此可以用于执行根据本发明的方法。如果是这种情况，则前方行驶车辆、尾随车辆或两个车辆优选分别增大其距本机动车的距离，以便使本机动车能够无问题地驶出队列。
本机动车也可以另选或附加地减小其纵向速度，以便以这种方式增大距前方行驶车辆的距离。如果距前方行驶车辆的距离达到足够的大小，则可以完成驶出队列。
本发明的优选的改进方案提出，在多个以列队行驶运行方式在队列中彼此前后相继行驶的机动车的情况下，选择其中一辆机动车作为引导车辆并通过相应地进行横向控制和/或纵向控制沿行驶方向将其设置为最前方的机动车。优选通过在队列中行驶的机动车之间的无线通信实现引导车辆的选择。为此例如在机动车之间交换机动车的特性，例如配置表或诸如此类。
根据所述特性各个机动车就引导车辆达成一致。例如具有最佳的配置、尤其具有最佳的传感器配置的机动车被选为引导车辆。在选出引导车辆之后，该引导车辆执行全自动的行驶运行，其中如此进行横向控制和/或纵向控制，将其沿队列的行驶方向设置为该队列的最前方的机动车。
最后，可以在本发明的另一设计方案中提出，在自动运行模式和/或列队行驶运行模式中、尤其借助于导航装置和/或借助于充电线路获取的信息，确定所述机动车距位于前方的道路岔路口的距离，并在低于确定的距离的情况下向机动车的驾驶员传输警告信号。道路岔路口可以理解为从道路中分支出的另一道路。该道路岔路口例如是高速路出口、十字路口或类似的形式。
可以提出，确定机动车距位于前方的道路岔路口的距离，尤其距直接位于前方的道路岔路口的距离。如果这个距离低于确定的距离，则可以借助于警告信号为机动车驾驶员指示出这种情况。该警告信号可以是光学信号、声学信号或触觉信号。所述机动车距道路岔路口的距离可以例如借助于导航装置获取。
在此优选设置为，检查机动车的行驶线路，该机动车是否必须在道路岔路口处驶离该道路，例如驶向另外的道路。优选地，仅当是这种情况时，才传输警告信号。附加地或另选地，也可以借助于由充电线路提供的信息确定该距离。例如在距道路岔路口确定的距离处可以在充电线路上设置标记。这个标记例如可以是光学类型或触觉类型的。
如上所述，可以设置为，仅当识别出机动车应在道路岔路口处驶离该道路时，才传输警告信号。另选地也可以，对每个位于前方的道路岔路口传输警告信号。例如，机动车的驾驶员可以在这两个不同的运行模式之间进行切换。
本发明还涉及一种用于在道路上运行能至少暂时地电驱动的机动车的控制器，尤其用于执行按照上述实施方案的方法。其中提出，该控制器为此设计为，在要求了自动运行模式之后，执行机动车的全自动的行驶运行，其中如此进行机动车的横向控制，使得机动车的此前伸出的充电臂与布置在道路旁边或道路上的充电线路电接触，其中，借助于由充电线路通过充电臂提供的电能对机动车的蓄能器充电和/或运行机动车的驱动装置用于执行行驶运行，其中，如此实现机动车的纵向控制，使得预先规定的纵向速度被一直保持到机动车距前方行驶车辆的距离达到最小距离。
控制器的这种设计方案或所述的技术措施的优点已经说明。可以按照上述的实施方案改进控制器和方法，在此方面可以参照控制器和方法。
本发明最后涉及一种用于执行上述方法和/或具有按照上述实施方案的控制器的机动车。后者也明确地参照上述内容。
附图说明
下面根据在附图中示出的实施例详细说明本发明，而并不限制本发明。在此示出：
图1示出机动车的示意性俯视图，在此期间利用充电线路执行该机动车在道路上的行驶运行，
图2示出机动车的第一行驶状态的示意图，以及
图3示出机动车的第二行驶状态的示意图。
具体实施方式
图1示出机动车1在道路2上的行驶运行期间的俯视图。道路2具有例如多个车道3和4，其中也可以存在多于两个车道。在此处示出的实施例中车道3由中央分隔带5和充电线路6限定。在示出的实施例中设计为充电轨的充电线路6用于为机动车1提供电能。
为了吸收由充电线路6提供的电能，机动车1具有充电臂7，该充电臂在示出的实施例中以可围绕转轴8摆动的方式支承在机动车1上或机动车1的侧壁上。充电臂7在其背离机动车1的一侧上具有触点区域9，通过该触点区域该充电臂可以与充电线路6电接触。充电臂7例如受到弹簧元件10的弹簧力作用。在此该弹簧力如此取向，将接触区域9向充电线路6的方向压迫，尤其将接触区域压在充电线路6上。
图2示出在第一行驶状态中的机动车1。在该行驶状态中，机动车1例如首先手动/人工地运行。接下来要求自动运行模式，例如通过机动车1的驾驶员或通过驾驶员辅助装置要求该自动运行模式。从请求开始，机动车1的此处未示出的控制器执行机动车1的全自动的行驶运行。在此如此实现机动车1的横向控制，使得充电臂7能与充电线路6电接触。
就此，横向控制使机动车1转移到包括充电线路6的车道3上，在此示出的附图中例如沿箭头11的方向从车道4转移到车道3上。在此机动车1排列在一辆前方行驶车辆12或多辆前方行驶车辆12的后面，从而机动车1与前方行驶车辆12形成队列13。为此在全自动的行驶运行的范围内如此执行机动车1的纵向控制，使得预先规定的纵向速度得以保持，直到机动车1距前方行驶车辆12的距离达到或低于预先规定的最小速度。
在机动车1的自动运行模式的范围内如此控制，即在充电线路6和充电臂7之间建立电接触并使机动车1距前方行驶车辆12的距离相当于最小距离，此后，可以从自动运行模式切换到列队行驶运行模式。在列队行驶运行模式中，机动车1的纵向速度等于前方行驶车辆12的速度，从而保持相当于最小距离的距离。
在列队行驶运行模式中也另外进行全自动的行驶运行。就是说，由控制器承担横向控制和纵向控制。例如如此执行横向控制，使得机动车1距充电线路6的距离保持恒定，或至少近似恒定。如此设置纵向速度，使得距前方行驶车辆12的距离保持恒定。
图3示出在第二行驶状态中的机动车1。示出了机动车1、前方行驶车辆12以及尾随车辆14，这些车辆作为队列13在车道3上行驶。车辆12和14优选以类似于车辆1的方式运行。车辆1想要从队列13中驶出。因此该车辆向前方行驶车辆12和尾随车辆14发送驶出队列信号。
下面如此执行用于车辆12和14以及机动车1的全自动的行驶运行，使得车辆12和14距机动车1的距离增大。这通过双向箭头15和16表示。如果该距离足够大，则后面的机动车1可以按照箭头17从队列13中驶出。优选在机动车1的全自动的行驶运行的范围内实现该驶出队列，即通过相应地执行横向控制和纵向控制全自动地实现。
利用上面描述的机动车1或用于运行该机动车的方法也可以在较长的路段上实现机动车1的全自动的电动的行驶运行。该机动车1优选仅电动地运行，由此尤其在自动运行模式和/或列队行驶运行模式中使用由充电线路6提供的电能。
同时可以对机动车1的蓄能器充电。通过机动车1的全自动的行驶运行和机动车1以及车辆12和14在队列13中的行驶可以实现尤其节能的行驶运行。此外，通过由充电线路6对机动车1的至少视觉方面的引导改善了机动车1的全自动的行驶运行的可接受性。

Claims (9)

1.一种用于在道路(2)上运行能至少暂时地电驱动的机动车(1)的方法，其特征在于，在要求了自动运行模式后，控制器执行机动车(1)的全自动的行驶运行，其中，如此进行机动车(1)的横向控制，使得机动车(1)的此前伸出的充电臂(7)与布置在道路(2)旁边或道路上的充电线路(6)电接触，其中，借助于由充电线路(6)通过充电臂(7)提供的电能对机动车(1)的蓄能器充电和/或运行机动车(1)的驱动装置以执行行驶运行，其中，如此实现机动车(1)的纵向控制，使得预先规定的纵向速度被一直保持到机动车(1)距前方行驶车辆(12)的距离达到预先规定的最小距离，在要求自动运行模式之后，纵向速度设置为第一预定速度，在充电臂(7)接触到充电线路(6)之后，将纵向速度设置为第二预定速度，第二预定速度大于第一预定速度，如果机动车确定没有前方行驶车辆，第二预定速度具有第一值，如果识别到前方行驶车辆时，则该第二预定速度具有第二值，该第二值大于第一值，第二预定速度的第二值大于前方行驶车辆的瞬时速度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在距前方行驶车辆(12)的距离达到最小距离之后，切换到列队行驶运行模式，在该列队行驶运行模式中纵向速度等于前方行驶车辆(12)的速度，从而保持相当于最小距离的距离。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当另外的机动车显示出插队意图时，机动车(1)通过减小纵向速度而增大距前方行驶车辆(12)的距离，或通过增大纵向速度而增大距尾随车辆(14)的距离，从而为该另外的机动车提供交通空位。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当前方行驶车辆(12)显示出驶出队列意图时，机动车(1)通过减小纵向速度而增大距该前方行驶车辆的距离，或当尾随车辆(14)显示出驶出队列意图时，机动车(1)通过增大纵向速度而增大距该尾随车辆的距离。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在机动车(1)希望驶出队列时向前方行驶车辆(12)和/或尾随车辆(14)发送驶出队列信号，和/或通过减小纵向速度增大距前方行驶车辆(12)的距离。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在多个以列队行驶运行模式在队列(13)中彼此前后相继行驶的机动车(1)的情况下，将其中一辆机动车(1)选为引导车辆并通过相应地执行横向控制和/或纵向控制将其沿行驶方向设置为最前方的机动车(1)。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在自动运行模式和/或列队行驶运行模式中，借助于导航装置和/或借助于充电线路(6)确定的信息，确定机动车(1)距位于前方的道路岔路口的距离，并在低于确定的距离时向机动车(1)的驾驶员输出警告信号。
8.一种用于在道路(2)上运行能至少暂时电驱动的机动车(1)的控制器，该控制器用于执行根据权利要求1-7中的任一项所述的方法，其特征在于，该控制器设计为，在要求了自动运行模式之后，执行机动车(1)的全自动的行驶运行，其中，如此执行机动车(1)的横向控制，使得机动车(1)的此前伸出的充电臂(7)与布置在道路(2)旁边或道路上的充电线路(6)电接触，其中，借助于由充电线路(6)通过充电臂(7)提供的电能对机动车(1)的蓄能器充电和/或运行机动车(1)的驱动装置用于执行行驶运行，其中，如此实现机动车(1)的纵向控制，使得预先规定的纵向速度被一直保持到机动车(1)距前方行驶车辆(12)的距离达到最小距离，在要求自动运行模式之后，纵向速度设置为第一预定速度，在充电臂(7)接触到充电线路(6)之后，将纵向速度设置为第二预定速度，第二预定速度大于第一预定速度，如果机动车确定没有前方行驶车辆，第二预定速度具有第一值，如果识别到前方行驶车辆时，则该第二预定速度具有第二值，该第二值大于第一值，第二预定速度的第二值大于前方行驶车辆的瞬时速度。
9.一种机动车(1)，用于执行根据权利要求1至7中任一项所述的方法和/或具有根据权利要求8所述的控制器。
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