CN112849137B - 用于确定车辆队列的队列动态的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及确定车辆队列的队列动态的方法，其包括自主车辆、在前行驶车辆和跟随车辆，该方法包括：采集自主车辆的间距误差和采集跟随车辆的间距误差，其中间距误差是自主车辆和跟随车辆相对于相应的在前行驶车辆的间距值与相应所期望的额定间距值之间的差值；采集用于自主车辆的所要求的车辆加速度和用于跟随车辆的所要求的车辆加速度；由采集的间距误差确定间距误差动态并且由采集的所要求的车辆加速度确定额定加速度动态；接收在车辆队列的队列行驶期间产生的激发信号，对激发信号的信号特性就是否满足事先规定的特性而言进行分析评估，当对激发信号的信号特性的分析评估表明满足事先规定的特性时，启动对间距误差动态和额定加速度动态的确定。
Description
技术领域
本发明涉及用于确定车辆队列的队列动态的一种方法和一种装置，所述车辆队列包括至少一个自主车辆(ego vehicle)、一个以第一间距在自主车辆之前的在前行驶车辆和一个以第二间距在自主车辆之后的跟随车辆。
背景技术
由车辆诸如商用车形成的队列典型地由一个行驶在前面的、规定速度和方向的引导车辆和一个或者多个以较小间距跟随的跟随车辆组成，其中跟随车辆遵循相应行驶在前面的前车。队列因此是隔开(例如约10米的)较小间距的车辆的编队行车，由此利用尾流行驶应该既实现了节省燃料、同时相应地降低二氧化碳排放，也在提高交通安全的同时更高效地利用交通基础设施。在所谓的队列行驶(其中多个车辆能够借助一个技术控制系统保持很小间距地依次相继地行驶)时，先进的技术如无线局域网(所谓的WLAN网)、雷达和照相系统允许相互无线联网的车辆保持短的间距地依次相继地行驶。通过利用队列中相应在前行驶车辆的行驶信息，跟随车辆能够自动加速、制动和/或转向。
通常的技术挑战是在保持相应的间距的同时保证行驶期间的所谓的链稳定性。这些要求相互矛盾：精确地保持间距要求跟随车辆对一个队列成员的(即使小的)速度变化做出相当快速而有力的反应。然而如果这个速度变化通过各个车辆的反应从前向后增强的话，则系统不再是链稳定的。在此应该保证必要的安全性并且同时尽可能地降低燃料消耗。
链稳定性主要取决于队列车辆相互的车辆跟随时间。这个跟随时间越短，停滞时间就越关键。由于复杂的数据处理算法如传感器数据融合、无线通信和长的执行机构响应时间引起的停滞时间因此可能导致：不得不将队列成员之间的间距选择为大的。这可能导致，原本的燃料节约潜力由于较小的尾流而急剧下降。
在此已知，链稳定性固有地由控制器架构预先确定。这个控制器架构一般来说由反馈和前馈组成。前馈使用经由无线通信发送的在前行驶车辆的期望加速度，以考虑其所期望的运动。在反馈回路中对剩余误差(间距误差、速度误差、加速度误差)进行校正。控制器架构在此为了反馈而大多主要限于线性控制器，该线性控制器使用测得的间距误差。前馈与在前行驶车辆的额定加速度成比例。
为了能够确保链稳定性，对于这个常规架构而言必须满足一系列的先决条件。自主车辆的执行器动力学必须是已知的和可逆的(数学的)。要么所有队列车辆的执行器动力学必须是已知的和可逆的(数学的)，要么所有队列车辆的当前的加速度/减速在任何时候对于自主车辆来说必须是已知的。这些先决条件常常使得必须非常清楚地了解队列车辆的执行器动力学并且同时严格地限制要使用的控制器架构，这最后可能导致令人不舒适的队列行驶。
目前，只有具有队列行驶功能的概念研究和测试车辆是已知的，但是没有系列解决方案。此外，还有一些可以使队列成员之间的通信标准化的方法，例如为了将引导车辆的运动状态变化直接传递到跟随车辆，以便跟随车辆可以立即做出反应。
一个技术挑战是在保持间距的同时保证行驶期间的链稳定性。这些要求相互矛盾：精确地保持间距要求跟随车辆对一个队列成员的(即使小的)速度变化做出非常快速而有力的反应。然而如果这个速度变化通过各个车辆的反应从前向后增强的话，则系统不再是链稳定的。已知：各个跟随车辆在其自身的控制中考虑到相应在前行驶车辆的愿望(通常是在前行驶车辆的队列控制器的输出)。其它的方法使用如下控制器，该控制器不仅使用在前行驶车辆的信息，还使用其它信息。使用中央控制器的方法与之在根本上不同。
在D.Swaroop,J.K.Hedrick,C.C.Chien,P.Ioannou:“AComparison of Spacingand Headway Control Laws for Automatically Controlled Vehicles”,VehicleSystem Dynamics Vol.23,1994,S.597-625中，以及在Axel Keskikangas&Gustav:“Designing and Implementing a Model Vehicle Platoon withLongitudinal Control”,Department of Automatic Control.MSc Thesis,2014,ISRNLUTFD2/TFRT--5933－SE ISSN 0280-5316,Chapter 7.2中介绍了不同的这样的概念研究、方法和方案。
发明内容
本发明的目的是提供开头所述类型的、用于确定车辆队列的队列动态的一种方法和一种装置，该方法和装置允许尽可能地利用队列行驶的优点(例如降低消耗成本)，同时保证必要的安全性。
本发明涉及用于确定车辆队列的队列动态的一种方法和一种装置。
本发明的一个方面涉及一种用于确定车辆队列的队列动态的方法，所述车辆队列包括至少一个自主车辆、以第一间距在自主车辆之前的在前行驶车辆和以第二间距在自主车辆之后的跟随车辆，该方法包括以下步骤：
在一个相应的离散的时间点k经由相应N个数据点采集自主车辆的间距误差和采集跟随车辆的间距误差，其中间距误差是在自主车辆和跟随车辆相对于相应的在前行驶车辆的、分别采集的间距值与相应所期望的额定间距值之间的差值，
在一个相应的离散的时间点k经由相应N个数据点采集用于自主车辆的所要求的车辆加速度和用于跟随车辆的所要求的车辆加速度，
由采集的间距误差确定间距误差动态并且由采集的所要求的车辆加速度确定额定加速度动态，
接收至少一个在车辆队列的队列行驶期间产生的激发信号，并且对所述至少一个激发信号的至少一个信号特性就是否满足事先规定的特性而言进行分析评估，
其中，当对所述至少一个激发信号的所述至少一个信号特性的分析评估表明满足事先规定的特性时，启动对间距误差动态和额定加速度动态的确定。
本发明的另外一个方面涉及一种用于确定车辆队列的队列动态的装置，所述车辆队列包括至少一个自主车辆、以第一间距在自主车辆之前的在前行驶车辆和以第二间距在自主车辆之后的跟随车辆，其中所述装置具有处理装置，该处理装置设置用于：在一个相应的离散的时间点k经由相应N个数据点采集自主车辆的间距误差和采集跟随车辆的间距误差，其中间距误差是自主车辆和跟随车辆相对于相应的在前行驶车辆的、分别采集到的间距值与相应所期望的额定间距值之间的差值；在一个相应的离散的时间点k经由相应N个数据点采集用于自主车辆的所要求的车辆加速度和用于跟随车辆的所要求的车辆加速度；由采集的间距误差确定间距误差动态并且由采集的所要求的车辆加速度确定额定加速度动态；和接收在车辆队列的队列行驶期间出现的至少一个激发信号并且对所述至少一个激发信号的至少一个信号特性就是否满足事先规定的特性而言进行分析评估。在此，当对所述至少一个激发信号的所述至少一个信号特性的分析评估表明满足事先确定的特征时，启动对间距误差动态和额定加速度动态的确定。
本发明的一个方面因此是基于自主车辆和跟随车辆的运动学参数的在线测量进行在一个队列内的间距误差动态(基于间距误差传播)和额定加速度动态(基于额定加速度规定值)的系统识别。这些在线测量参数一方面特别是在一个相应的离散的时间点k经由相应N个数据点测得的自主车辆和跟随车辆的间距误差eN FVi+1(k)和eN FVi+2(k)，其中间距误差是自主车辆和跟随车辆相对于相应的在前行驶车辆的分别采集到的间距值与相应所期望的额定间距值之间的差值；并且另外一方面是在一个相应的离散的时间点k经由相应N个数据点采集的用于自主车辆的所要求的车辆加速度aN desFVi+1(k)和用于在后行驶的车辆的所要求的车辆加速度aN desFVi+2(k)。由此能够由采集到的间距误差确定一个间距误差动态和由采集到的所要求的车辆加速度确定一个额定加速度动态。N在此是一个大于或者等于2的自然数。用于间距误差和所要求的车辆加速度的相应的采集点N和时间点k就数量或者时间点而言可以是相同的或者不同的。
这样识别的队列动态(间距误差动态和/或额定加速度动态)可以用于以下应用：
工作点中的经识别的队列动态现在可以用于提供关于当前工作点中的和用于相邻工作点的链稳定性的报告。另外，通过有针对性地调节车辆控制器参数能够改善队列导向性能。这可以导致：能够使队列更快地达到一个新的所期望的目标速度和能够更快地校正间距误差。此外，通过有针对性地调节车辆控制器参数能够改善队列干扰信号抑制。能够被抑制的干扰信号源是例如换挡过程、坑洼或者风力。改善的队列干扰信号抑制因此引起直接提高行驶舒适性。因此可以尽可能地利用队列行驶的优点(例如降低消耗成本)，同时保证必要的安全性。
根据本发明可以将一个或者多个可能在队列行驶中发生的偶尔事件用作用于系统识别或者说确定队列动态的激发信号，诸如：
·前面的队列车辆之一的强力的短时制动过程
·坑洼和路面不平
·加速过程中的换挡过程
·突发的风力，例如在隧道行驶或者过桥时
·上坡/下坡
·在转向时或者在弯道中的减速。
根据本发明的一个实施方式，在所述至少一个激发信号的信号电平和/或梯度方面进行对所述至少一个激发信号的分析评估，并且当经分析评估的信号电平和/或梯度高于或者低于事先确定的阈值时，启动对间距误差动态和额定加速度动态的确定。
根据一个实施方式，激发信号表示队列车辆中的至少一辆的制动过程。在此，例如可以进行分析评估：制动过程期间的负的加速度作为激发信号是否高于事先确定的阈值，或者车辆速度的梯度(负的加速度)是否高于事先确定的阈值。通过这种方法可以例如识别前面的队列车辆中的一辆的强力的短时制动过程。
根据一个实施方式，激发信号表示车辆队列行驶在其上的道路的一个状态。例如这样可以将坑洼和/或路面不平识别为激发。
根据一个另外的实施方式，激发信号表示队列车辆中的至少一辆的驱动装置的一个换挡过程。例如这样可以将加速过程中的换挡过程用作激发。
根据一个另外的实施方式，激发信号表示出现的、作用在车辆队列的车辆中的至少一辆上的风力。这样可以将-例如在隧道行驶或者过桥时-突发的风力用作激发。
根据一个另外的实施方式，激发信号表示车辆队列行驶在其上的道路的上坡或者下坡。这意味着：当车辆队列在驶向一个上坡时或者驶入一个下坡时，可以确定一个间距误差动态和一个额定加速度动态。
根据一个另外的实施方式，激发信号表示队列车辆中的至少一辆由于转向过程或者在弯道中发生的速度变化。
根据本发明的一个实施方式，对间距误差动态和额定加速度动态的确定用于：尤其是针对自主车辆的事先给定的参考间距、跟随车辆的事先给定的参考间距和/或在前行驶车辆的所期望的速度，提供至少一个关于车辆队列在当前的工作点中的链稳定性和/或关于车辆队列在相邻的工作点中的链稳定性的报告。
根据本发明的一个另外的实施方式，对间距误差动态和额定加速度动态的确定用于通过有针对性地调节队列车辆中的至少一辆的队列行驶控制器的一个或者多个参数来改善队列导向性能。
根据本发明的一个另外的实施方式，对间距误差动态和额定加速度动态的确定用于通过有针对性地调节队列车辆中的至少一辆的队列行驶控制器的一个或者多个参数来改善队列干扰信号抑制。
所有上述和下述实施方式和方法特征都能够相应地借助在所述用于确定车辆队列的队列动态的装置的处理装置中和/或其它组件中适宜的硬件和/或软件得以实施，因而处理装置(或者一个其它的组件)设置用于执行相应的功能。因此本方法的所有有益的实施方式也是所述用于确定车辆队列的队列动态的装置的相应的、有益的实施方式。
附图说明
下文将借助图中示出的附图详细阐述本发明。附图中：
图1为一个车队的示意图，其具有一个引导车辆和多个跟随车辆，这些车辆构成一个队列阵形或者一个车辆队列(或者简称为队列)；
图2为一个队列的两个相邻车辆FVi+1和FVi+2的控制系统的示意性框图以及在相邻车辆FVi+1与FVi+2内和之间的信号过程，所述相邻车辆具有用于确定车辆队列的队列动态的本发明装置的一个实施方式；
图3为一个方框图，其从根据图2的队列的相邻车辆FVi+1与FVi+2内和之间的信号过程转换而来，该方框图可以被分析并且允许建立传递函数。
具体实施方式
图1示出了一个车队的示意图，其具有一个引导车辆FVi-2和多个跟随车辆FVi-1、FVi、FVi+1、FVi+2等，这些车辆构成一个车辆队列(或者简称队列1)。车辆FVi-1、FVi、FVi+1、FVi+2等与相应在前行驶车辆隔开相应的间距d行驶，其中车辆之间的间距d可以是相同的、部分相同的或者不同的。相应在前行驶车辆循着一个纵向轨迹运动，在图1中示意性地为车辆FVi-1借助一个纵向轨迹L示出。通常，队列的车辆中的每一辆都循着一个纵向轨迹运动，其中典型地，跟随车辆获得所发出的、相应在前行驶的队列成员的轨迹数据。
车辆FVi-1、FVi、FVi+1、FVi+2等中的每一辆都具有一个相应的传感器系统，该传感器系统允许车辆能够在队列1中运动。跟随车辆的一个前侧传感器系统通常为了采集前车的间距或者相对偏差可以具有例如至少一个雷达传感器和/或至少一个拍摄传感器和/或在必要时另外的适宜的传感器，以及下游的分析评估和计算单元。另外，还有许多能够借助车与车通信在车辆FVi-1、FVi、FVi+1、FVi+2等之间交换测量信息的可能性。
队列1的链稳定性主要取决于队列车辆相互的车辆跟随时间。这个跟随时间越短，停滞时间就越关键。由于复杂的数据处理算法如传感器数据融合、无线通信和较长的执行机构响应时间引起的停滞时间因此可能导致：不得不将队列成员之间的间距选择为大的。这可能导致：原本的燃料节约潜力由于较小的尾流而急剧下降。
根据一个实施方式，如下确定队列行驶策略：假设即使在链不稳定时依然能够安全地分解队列。若在队列行驶期间存在链不稳定性，会在各个队列成员之间出现摆动。如果在这样一个摆动过程期间违反了运动学极限如最小间距或者最大相对速度的话，则将队列分解并增大间距。
可以将关于链稳定性的报告用于能够缩短队列行驶期间队列车辆之间的车辆跟随时间或者将该车辆跟随时间保持不变，而不必担忧因此发生摆动过程，该摆动过程迫使系统将队列分解。因此能够利用在前行驶车辆的尾流并且节省燃料。
根据本发明的一个实施方式，基于对自主车辆和在前行驶车辆的运动学参数的持续测量(所谓的在线测量)进行队列内的间距误差传播和额定加速度规定值的系统识别。这些在线测量参数一方面是与相应在前行驶车辆的、测得的间距误差eN FVi+1(k)和eN FVi+2(k)，并且另外一方面是用于自主车辆FVi+1的所要求的车辆加速度aN desFVi+1(k)和用于跟随车辆FVi+2的所要求的车辆加速度aN desFVi+2(k)。在图1所示的队列1中车辆FVi+1视为自主车辆。
根据本发明的一个实施方式，可以将可能在队列行驶内发生的偶尔事件(事件)用作用于系统识别的测试信号或者激发信号，诸如：
·前面的队列车辆之一的强力的短时制动过程
·坑洼和路面不平
·加速过程中的换挡过程
·突发的风力，例如在隧道行驶或者过桥时
·上坡/下坡
·在转向时或者在弯道中的减速。
图2示出了根据图1的队列的两个相邻的车辆FVi+1和FVi+2的控制系统的示意框图。
车辆(自主车辆)FVi+1包含一个接收电路11，该接收电路构造为用于采集由在前行驶车辆FVi发送的数据。这些数据通常以V2Vouti标注并且可以是例如在前行驶车辆FVi的发送的轨迹数据。此外，接收电路11获取自主车辆FVi+1的传感器数据(例如一个或者多个间距传感器的数据)，其通常利用Sensorsi+1标注。
由接收电路11采集的数据传递给一个控制器单元12，该控制单元接收自主车辆FVi+1的间距误差eFVi+1和用于在前行驶车辆FVi的所要求的车辆速度vdesFVi。控制器单元12与一个动力学系统13联接(在此简化地作为整体块示出)，经由该系统调节或者控制例如车辆FVi+1的至少一个运动学参数，诸如速度或者加速度。动力学系统13可以由一个或者多个单个系统组成和/或包含一系列的单个系统，诸如车辆FVi+1的发动机控制系统、发动机和制动设备。此外，车辆FVi+1包含一个车与车通信装置14，利用该车与车通信装置可以例如将关于自主车辆FVi+1的与前车的间距、间距误差eFVi+1、所要求的车辆速度vdesFVi+1和/或所要求的车辆加速度adesFVi+1的信息传递给跟随车辆FVi+2，该跟随车辆可以自身经由一个接收电路21采集这些信息(由车与车通信装置14作为数据V2Vouti+1发送)。接收电路21还获取车辆FVi+2的传感器数据(例如这个车辆的一个或者多个间距传感器的数据)，通常以Sensorsi+2标注。
车辆FVi+2利用接收电路21、控制器单元22、动力学系统23和车与车通信装置24包含与车辆FVi+1类似的组件，所以在这里不应再针对车辆FVi+2说明这些组件。
车辆FVi+1在根据图1的队列1中被视为自主车辆。跟随车辆FVi+2在当前的实施例中具有一个处理装置30。这个处理装置例如可以包含一个或者多个数据处理器，诸如已知类型的一个或者多个微处理器。在一个其它的实施方式中，处理装置30也可以是一个分散的系统，该系统例如经由一个网络诸如因特网将多个数据处理器相互连接，其中这些数据处理器的一部分可以包含在车辆FVi+2中并且另一部分则固定地包含在例如一个服务器计算机(未示出)中，车辆FVi+2经由因特网与该服务器计算机通信。在这个情况中，车与车通信装置24额外地配备有例如SIM卡，以便经由一个电信网络建立互联网连接。处理装置30也可以完全设置在车辆FVi+2以外，例如包含在一个服务器计算机(未示出)中。在这个情况中，车辆FVi+2具有至少一个接口，其例如在车辆的一个中央单元(Head Unit)中或者ECU(Electronic Control Unit-电子控制单元)中，该接口设置用于例如借助适宜的硬件和/或软件经由因特网与一个处理装置30联接。
在处理装置30的设置和实现方面总体上可以考虑大不相同的实施方式。队列1的其余的车辆也可以具有一个这样的处理装置30或者如上所述的配置之一。
处理装置30采集在前行驶车辆FVi+1的间距误差eFVi+1和所要求的车辆加速度adesFVi+1，该间距误差和车辆加速度由车辆FVi+1传送。作为补充方案，处理装置30采集车辆FVi+2的、因此是“自身”车辆FVi+2的间距误差eFVi+2和所要求的车辆加速度adesFVi+2。车与车通信装置24再次将数据V2Vouti+2类似于前车FVi+1的数据V2Vouti+1那样发送给跟随车辆FVi+3(未示出)。
在此，间距误差是一方面分别采集的自主车辆FVi和在前行驶车辆FVi-1相对于相应的在前行驶车辆的间距值与另一方面相应所期望的额定间距值之间的差值。特别是与在前行驶车辆的相应的间距误差ei是(例如借助间距传感器采集的)目前的(采集到的)间距值di与所期望的额定间距值dsoll,i之间的差值：
ei＝di-dsoll,i。
在图2中示意性地示出了两个相邻的车辆FVi+1和FVi+2内和之间的信号过程。在此，eN FVi+1(k)是自主车辆经由在离散的时间点k的N个数据点记录的间距误差，并且eN FVi+2(k)是在前行驶车辆的记录的间距误差。与此类似地定义用于自主车辆和跟随车辆的记录的额定加速度(或者所要求的车辆加速度)aN desFVi+1(k)和aN desFVi+2(k)。
现在可以将图2的示意性的信号过程转换为根据图3的方框图，该方框图能够被分析并允许建立传递函数，其中C(s)和P(s)表示当前工作点中的相应的队列行驶控制器12、22或者相应的动力学系统(车辆模型)13、23的线性化的传递函数。在此，“jω”表示傅里叶变换的频率参数并且“s”表示拉普拉斯变换的复杂的频率参数。
推导的目的是表示与刺激信号(V(s)desFVi，D(s)refFVi+1，D(s)refFVi+2)相关的用虚线画出的信号。可以利用例如上述形式的变换从方框图中导出方程式(1)至(3)。
(1)
(2)
(3)
从方程式(1)和(2)中通过如下方式得出方程式(4)至(5)，即增加车辆指数i和通过方程式(3)置换vdesFVi+1。
(4)
(5)
真正想要的传递函数
和
现在能够从上述方程式中通过简单的除法表示。
(6)
(7)
因此传递函数Ge(s)和Gades(s)以仅仅已知的参数即V(s)desFVi、D(s)refFVi+1和D(s)refFVi+2的形式存在。由于通常可以将参考间距D(s)refFVi+1和D(s)refFVi+2假定为恒定不变的(要求为恒定不变的队列行驶间距)，所以这些参考间距能够通过相应的拉普拉斯变换的表示，由此系统识别只与V(s)desFVi相关。
可以借助常规的系统识别方法(诸如互关联或者Hammerstein-Wiener)实施系统识别，该系统识别在了解上述系统结构的情况下描述这些参数eFVi+1(s)与eFVi+2(s)之间的或者adesFVi+1(s)与adesFVi+2(s)之间的相互关系。
因此在使用s→jω的情况下可以确定两个队列动态，其中Ge N(jω)作为间距误差动态由eN FVi+1(k)和eN FVi+2(k)算出，或者Ga N(jω)作为额定加速度动态由aN desFVi+1(k)和aN desFVi+2(k)算出。
在文献中，如果满足以下条件的话(参见D.Swaroop,J.K.Hedrick,C.C.Chien,P.Ioannou：“A Comparison of Spacing and Headway Control Laws for AutomaticallyControlled Vehicles”，Vehicle System Dynamics Vol.23,1994,S.597-625)，则具有链稳定性：
·max|eFVi+1|≤max|eFVi+2|
·max|adesFVi+1|≤max|adesFVi+2|
这一点等同于两个H范数(h-infinite norm)的稳定性标准：
·‖Ge N(jω)‖∞≤1
·‖Ga N(jω)‖∞≤1
这意味着：链稳定性可以直接通过确定Ge N(jω)和Ga N(jω)的频率响应中的最大值确定。在此，当然只需考虑这样的频率，其作为eN FVi+1(k)和aN desFVi+1(k)的激发信号包含在拉普拉斯变换的频谱中。
根据本发明的一个实施方式，由处理装置30经由在相应的离散的时间点k的相应N个数据点采集自主车辆FVi+1的间距误差和跟随车辆FVi+2的间距误差以及用于自主车辆FVi+1的所要求的车辆加速度和用于跟随车辆FVi+2的所要求的车辆加速度。处理装置30然后由采集的间距误差确定间距误差动态并且由采集的所要求的车辆加速度确定额定加速度动态。
应该将在队列行驶内可能发生的偶尔事件用作用于系统识别的测试信号或者激发信号。为此接收至少一个在车辆队列的队列行驶期间产生的激发信号(未详细示出)并且对所述至少一个激发信号的至少一个信号特性就是否满足事先规定的特性而言进行分析评估，以便能够识别或者评价一个这样的偶尔事件。一个偶尔事件的特征可以在于一个传感器信号(例如一个沿着纵向或者横向方向的加速度传感器信号)的大幅变化或者高能量。
根据本发明分析评估的激发信号特别是表征一个这样的偶尔事件或者给出一个相关的提示。它例如可以是速度信号、加速度信号或者车辆的陀螺仪传感器的信号。当对所述至少一个激发信号的所述至少一个信号特性的分析评估表明满足事先规定的特性时，启动对间距误差动态和额定加速度动态的确定。
根据本发明的一个实施方式，在所述至少一个激发信号的信号电平和/或梯度方面进行对所述至少一个激发信号的分析评估，并且当经分析评估的信号电平和/或梯度高于或者低于事先规定的阈值时，由处理装置30启动对间距误差动态和额定加速度动态的确定。
例如激发信号表示队列车辆中的至少一辆的制动过程。在此，例如可以分析评估：制动过程期间的负加速度作为激发信号是否高于事先规定的阈值和/或车辆速度的梯度(负加速度)是否高于事先规定的阈值。通过这种方式例如可以识别前面的队列车辆之一的强力的短暂制动过程。
作为补充方案或者备选方案，所述激发信号可以表示车辆队列行驶在其上的道路的状态。例如这样可以将坑洼和/或路面不平识别为激发。
根据一个另外的实施方式，所述至少一个激发信号作为补充方案或者备选方案表示队列车辆中的至少一辆的驱动装置的换挡过程。例如这样可以将加速过程中的换挡过程用作激发。
作为补充方案或者备选方案，所述至少一个激发信号可以表示出现的、作用到车辆队列的车辆中的至少一辆上的风力。这样可以将-例如在隧道行驶时或者过桥时-突现的风力用作激发。
根据一个另外的实施方式，所述激发信号作为补充方案或者备选方案表示车辆队列行驶在其上的道路的上坡或者下坡。这意味着：当车辆队列驶向一个上坡或者驶入一个下坡时，可以确定间距误差动态和额定加速度动态。
所述激发信号也可以表示队列车辆中的至少一辆由于转向过程或者在弯道中发生的速度变化。
经识别的队列动态(间距误差动态和额定加速度动态)可以用于以下应用：
工作点中的经识别的队列动态现在可以用于提供关于用于相邻工作点(即围绕工作点的新值DrefFVi+1±△d、DrefFVi+2±△d和V(s)desFVl±△v)的链稳定性的报告。
也可以通过有针对性地调节FVi控制器参数改善队列导向性能。这导致：能够使队列更快地达到新的所期望的目标速度并且能够更快速地校正间距误差。
同样，可以通过有针对性地调节FVi控制器参数改善队列干扰信号的抑制。能够被抑制的干扰信号源是例如换挡过程、坑洼或者风力。改善的队列干扰信号抑制因此促成直接提高行驶舒适性。
附图标记列表
FVi-2-FVi+2 车辆
d 间距
L 纵向轨迹
eFV 间距误差
adesFV 所要求的车辆加速度
vdesFV 所要求的车辆速度
V2Vouti+1 数据
Sensorsi+1 传感器数据
P(s) 队列行驶控制器的线性化的传递函数
C(s) 车辆模型的线性化的传递函数
drefFV 参考间距
1 队列
11、21 接收电路
12、22 控制器单元
13、23 动力学系统
14、24 车与车通信装置
30 处理装置
Claims (16)
1.一种用于确定车辆队列的队列动态的方法，所述车辆队列包括至少一个自主车辆(FVi+1)、以第一间距在自主车辆之前的在前行驶车辆(FVi)和以第二间距在自主车辆之后的跟随车辆(FVi+2)，该方法包括以下步骤：
在一个相应的离散的时间点k经由相应N个数据点采集自主车辆(FVi+1)的间距误差和采集跟随车辆(FVi+2)的间距误差，其中间距误差是自主车辆(FVi+1)和跟随车辆(FVi+2)相对于相应的在前行驶车辆的、分别采集的间距值与相应所期望的额定间距值之间的差值，
在一个相应的离散的时间点k经由相应N个数据点采集用于自主车辆(FVi+1)的所要求的车辆加速度和用于跟随车辆(FVi+2)的所要求的车辆加速度，
由采集的间距误差确定间距误差动态并且由采集的所要求的车辆加速度确定额定加速度动态，
接收至少一个在车辆队列的队列行驶期间产生的激发信号，并且对所述至少一个激发信号的至少一个信号特性就是否满足事先规定的特性而言进行分析评估，
其中，当对所述至少一个激发信号的所述至少一个信号特性的分析评估表明满足事先规定的特性时，启动对间距误差动态和额定加速度动态的确定。
2.如权利要求1所述的方法，其中
在所述至少一个激发信号的信号电平和/或梯度方面进行对所述至少一个激发信号的分析评估，并且
当经分析评估的信号电平和/或梯度高于或者低于事先规定的阈值时，启动对间距误差动态和额定加速度动态的确定。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中激发信号表示队列车辆中的至少一辆的制动过程。
4.如权利要求1或2所述的方法，其中激发信号表示车辆队列行驶在其上的道路的状态。
5.如权利要求1或2所述的方法，其中激发信号表示队列车辆中的至少一辆的驱动装置的换挡过程。
6.如权利要求1或2所述的方法，其中激发信号表示出现的、作用在车辆队列的车辆中的至少一辆上的风力。
7.如权利要求1或2所述的方法，其中激发信号表示车辆队列行驶在其上的道路的上坡或者下坡。
8.如权利要求1或2所述的方法，其中激发信号表示队列车辆中的至少一辆由于转向过程或者在弯道中发生的速度变化。
9.如权利要求1或2所述的方法，其中利用以下方程式算出用于间距误差动态的系统识别：
其中：
C(s)表示队列行驶控制器的线性化的传递函数并且P(s)表示相应的车辆的车辆模型在当前的工作点中的线性化的传递函数，
V(s)desFVi是在前行驶车辆(FVi)的所期望的速度，
D(s)refFVi+1是自主车辆(FVi+1)的事先给定的参考间距，并且
s表示拉普拉斯变换的复杂的频率参数。
10.如权利要求1或2所述的方法，其中利用以下方程式算出用于额定加速度动态的系统识别：
其中：
C(s)表示队列行驶控制器的线性化的传递函数和P(s)表示相应的车辆的车辆模型在当前的工作点中的线性化的传递函数，
V(s)desFVi是在前行驶车辆(FVi)的所期望的速度，
D(s)refFVi+2是跟随车辆(FVi+2)的事先给定的参考间距，并且
s表示拉普拉斯变换的复杂的频率参数。
11.如权利要求1或2所述的方法，其中对间距误差动态和额定加速度动态的确定用于：提供至少一个关于车辆队列在当前的工作点中的链稳定性和/或关于车辆队列在相邻的工作点中的链稳定性的报告。
12.如权利要求1或2所述的方法，其中对间距误差动态和额定加速度动态的确定用于：针对自主车辆(FVi+1)的事先给定的参考间距、跟随车辆(FVi+2)的事先给定的参考间距和/或在前行驶车辆(FVi)的所期望的速度，提供至少一个关于车辆队列在当前的工作点中的链稳定性和/或关于车辆队列在相邻的工作点中的链稳定性的报告。
13.如权利要求1或2所述的方法，其中对间距误差动态和额定加速度动态的确定用于通过有针对性地调节队列车辆中的至少一辆的队列行驶控制器的一个或者多个参数来改善队列导向性能。
14.如权利要求1或2所述的方法，其中对间距误差动态和额定加速度动态的确定用于通过有针对性地调节队列车辆中的至少一辆的队列行驶控制器的一个或者多个参数来改善队列干扰信号抑制。
15.一种用于确定车辆队列的队列动态的装置，所述车辆队列包括至少一个自主车辆(FVi+1)、以第一间距在自主车辆之前的在前行驶车辆(FVi)和以第二间距在自主车辆之后的跟随车辆(FVi+2)，其中所述装置具有处理装置(30)，该处理装置设置用于：
在一个相应的离散的时间点k经由相应N个数据点采集自主车辆(FVi+1)的间距误差和采集跟随车辆(FVi+2)的间距误差，其中间距误差是自主车辆(FVi+1)和跟随车辆(FVi+2)相对于相应的在前行驶车辆的、分别采集的间距值与相应所期望的额定间距值之间的差值，
在一个相应的离散的时间点k经由相应N个数据点采集用于自主车辆(FVi+1)的所要求的车辆加速度和用于跟随车辆(FVi+2)的所要求的车辆加速度，
由采集的间距误差确定间距误差动态并且由采集的所要求的车辆加速度确定额定加速度动态，和
用于接收在车辆队列的队列行驶期间出现的至少一个激发信号并且用于对所述至少一个激发信号的至少一个信号特性就是否满足事先规定的特性而言进行分析评估，
其中当对所述至少一个激发信号的所述至少一个信号特性的分析评估表明满足事先规定的特性时，启动对间距误差动态和额定加速度动态的确定。
16.如权利要求15所述的装置，其中处理装置(30)具有至少一个数据处理器，该数据处理器包含在车辆队列的车辆中的至少一辆中或者能够与车辆队列的车辆中的至少一辆联接。
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