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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer gemeinsamen Fahrstrategie gemäß Patentanspruch 1, sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogrammprodukt.
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Stand der Technik
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Im Stand der Technik ist es beispielsweise aus
DE 10 2008 019 174 A1 bekannt, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben eines Fahrzeuges bereitzustellen, wobei eine gegenwärtige Fahrzeugposition, Informationen über eine vorliegende Strecke und/oder eine Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt wird, wobei anhand der ermittelten Informationen die Fahrzeuggeschwindigkeit gesteuert und/oder geregelt wird. Eine vorgegebene Fahrzeuggeschwindigkeit, eine momentane Fahrstufe, ein momentanes Antriebs- und/oder Bremsmoment wird in Abhängigkeit von mindestens einem Parameter der bevorstehenden Strecke und/oder in Abhängigkeit von mindestens einem Parameter eines vorausfahrenden Fahrzeuges angepasst, insbesondere geregelt und/oder gesteuert. Somit wird bei einer Kolonne mit mehr als zwei Fahrzeugen eine Fahrstrategie für die Fahrzeuge durch das erste Fahrzeug festgelegt. Eine Fahrstrategie dient dazu, um beispielsweise den Kraftstoffverbrauch zu optimieren.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren zum Ermitteln einer Fahrstrategie für Fahrzeuge einer Kolonne bereitzustellen.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch das Verfahren gemäß Patentanspruch 1 und die Recheneinheit gemäß Patentanspruch 12 und das Computerprogrammprodukt gemäß Patentanspruch 15 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des beschriebenen Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Ein Vorteil des beschriebenen Verfahrens besteht darin, dass eine im Mittel für die Fahrzeuge einer Kolonne bessere Fahrstrategie ermittelt wird. Dies wird dadurch erreicht, dass nicht nur ein Parameter des ersten Fahrzeuges, sondern auch ein Parameter der weiteren Fahrzeuge der Kolonne bei der Ermittlung der Fahrstrategie berücksichtigt werden. Dies ist dann von Vorteil, wenn die Fahrstrategie des ersten Fahrzeuges zwar für das erste Fahrzeug optimal ist, jedoch für die weiteren Fahrzeuge nicht optimal ist. Abhängig von den weiteren Fahrzeugen kann es eine Fahrstrategie geben, die nicht für das erste Fahrzeug optimal ist, jedoch im Mittel für alle Fahrzeuge einer Kolonne zu einer optimalen Fahrstrategie führt. Beispielsweise kann der Energieverbrauch gegenüber einer optimalen Fahrstrategie für das erste Fahrzeug durch die Ermittlung einer im Mittel für die Fahrzeuge einer Kolonne optimalen Fahrstrategie zu einem reduzierten Energieverbrauch der Kolonne führen. Anstelle des Energieverbrauches kann beispielsweise auch die Abnutzung, ein Schadstoffausstoß oder ein gewünschter Sicherheitsabstand berücksichtigt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform wird die Fahrstrategie abhängig von Informationen über eine vorausliegende Fahrstrecke, insbesondere unter Berücksichtigung einer Straßenführung, unter Berücksichtigung von Verkehrszeichen und/oder unter Berücksichtigung einer Höhenkontur der Straßenführung ermittelt. Dadurch kann die Geschwindigkeit, das Bremsverhalten oder die Wahl des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes oder die Wahl der Drehzahl der Brennkraftmaschine des Fahrzeuges so angepasst werden, dass beispielsweise ein minimaler Energieverbrauch und/oder ein minimaler Schadstoffausstoß und/oder eine minimale Abnutzung der Brennkraftmaschine erreicht wird.
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In einer weiteren Ausführungsform wird die gemeinsame Fahrstrategie von jedem Fahrzeug selbst ermittelt und verwendet. Dazu werden entsprechende Daten ausgetauscht, die die Parameter für die Ermittlung der gemeinsamen Fahrstrategie festlegen. Als Parameter können beispielsweise Fahrzeugparameter, wie die Leistung der Brennkraftmaschine, der Drehmomentverlauf der Brennkraftmaschine abhängig von der Geschwindigkeit oder der Drehzahl, das Gewicht des Fahrzeuges, insbesondere das Gewicht des beladenen Fahrzeuges, und/oder Umgebungsparameter, wie ein Höhenprofil einer Fahrstrecke, Fahrgeschwindigkeitsbeschränkungen, Kurven und/oder Abzweigungen, Umweltbedingungen, oder Verkehrszeichen, und/oder Konfigurationsparameter, wie Gewichtung einzelner Parameter oder Konfigurationsparameter zur Art der Berechnung der Fahrstrategie verwendet werden. Zudem können Komfortparameter des Fahrers des Fahrzeuges berücksichtigt werden.
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Damit jedes Fahrzeug die gleiche Fahrstrategie ermittelt, wird wenigstens ein über die Fahrzeuge optimierter, insbesondere gemittelter Parameter verwendet., Beispielsweise wird als Parameter zur Ermittlung der gemeinsamen Fahrstrategie für die vorausliegende Fahrstrecke ein über die Fahrzeuge der Kolonne gemitteltes Gewicht, ein über die Fahrzeuge der Kolonne gemittelter Drehmomentverlauf über die Drehzahl der Brennkraftmaschine und/oder eine über die Fahrzeuge der Kolonne gemittelte Leistung der Brennkraftmaschinen der Fahrzeuge verwendet. Da jedes Fahrzeug die gemeinsame Fahrstrategie ermittelt, ist die Gefahr einer Fehlerquelle insbesondere bei einem Ausfall einer Recheneinheit eines Fahrzeuges reduziert. Zudem muss nur der gemittelte Parameter zwischen den Fahrzeugen ausgetauscht werden, um die Berechnung der gemeinsamen Fahrstrategie für jedes Fahrzeug zu ermöglichen. Dadurch ist ein reduzierter Datenaustausch gegeben.
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In einer weiteren Ausführungsform wird die gemeinsame Fahrstrategie von einem der Fahrzeuge ermittelt und an die weiteren Fahrzeuge der Kolonne weitergegeben. Dadurch werden die weiteren Fahrzeuge nicht mit der Ermittlung der Fahrstrategie belastet.
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In einer weiteren Ausführungsform wird die Fahrstrategie verteilt auf mehrere Fahrzeuge oder verteilt auf wenigstens ein Fahrzeug und eine externe Recheneinheit ermittelt. Dabei kann die Ermittlung parallel erfolgen. Die ermittelte Fahrstrategie wird nach der Ermittlung den Fahrzeugen der Kolonne zur Verfügung gestellt. Damit kann eine schnelle Berechnung erreicht werden.
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In einer weiteren Ausführungsform wird die gemeinsame Fahrstrategie von einer externen Recheneinheit, beispielsweise einer Recheneinheit eines externen, stationären Computersystems ermittelt. Dies bietet den Vorteil, dass die externe Recheneinheit über größere Rechenkapazitäten verfügen kann und damit eine genauere Ermittlung der gemeinsamen Fahrstrategie durchführen kann. Beispielsweise kann die externe Recheneinheit über eine Datenbank verfügen, in der genaue Daten über die Fahrzeuge abgelegt sind. Somit kann die externe Recheneinheit präzise die optimale gemeinsame Fahrstrategie ermitteln. Insbesondere kann die externe Recheneinheit eine Simulation der Bewegung der Kolonne der Fahrzeuge durchführen und aufgrund der Simulation für die Fahrstrecke eine gemeinsame optimale Fahrstrategie an die Fahrzeuge übergeben.
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In einer weiteren Ausführungsform wird für die Übernahme der Fahrstrategie durch die Fahrzeuge der Kolonne ein Zeitpunkt und/oder ein Ort der Fahrstrecke festgelegt. Dadurch wird sichergestellt, dass alle Fahrzeuge der Kolonne zum richtigen Zeitpunkt die gemeinsame Fahrstrategie übernehmen. Somit können beispielsweise Unfälle vermieden werden.
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In einer weiteren Ausführungsform wird bei der Ermittlung der Fahrstrategie ein festgelegtes Verfahren verwendet, bei dem insbesondere unterschiedliche Parameter der Fahrzeuge mit einer Gewichtung berücksichtigt werden. Beispielsweise kann die Berücksichtigung des Energieverbrauches höher bewertet werden als die Berücksichtigung einer Abnutzung oder die Berücksichtigung eines Abgasausstoßes.
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In einer weiteren Ausführungsform wird vorzugsweise in festgelegten Zeitabständen überprüft, ob sich ein die Fahrstrategie beeinflussender Parameter eines Fahrzeugs der Kolonne um einen vorgegebenen Wert geändert hat, wobei nach der vorgegebenen Änderung des Parameters die Fahrstrategie unter Berücksichtigung der Änderung des Parameters neu ermittelt wird. Beispielsweise kann ein Fahrzeug Ladung verlieren oder zusätzliche Ladung während der Fahrt aufnehmen, etc.. Abhängig von der Ausführungsform kann die Berechnung der Fahrstrategie so genau durchgeführt werden, dass sogar der während der Fahrt verbrauchte Kraftstoff, der die Fahrzeuge leichter macht und somit das Gewicht der Fahrzeuge ändert, in die Berechnung eingeht.
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In einer weiteren Ausführungsform wird überprüft, ob ein Fahrzeug die Kolonne verlässt oder ob ein neues Fahrzeug zur Kolonne dazukommt. Wird eine Änderung der Anzahl der Fahrzeuge der Kolonne erkannt, so wird eine neue gemeinsame Fahrstrategie unter Berücksichtigung der aktuell in der Kolonne befindlichen Fahrzeuge durchgeführt.
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In einer weiteren Ausführungsform wird eine Aktivierung einer Fahrstrategie oder eine Änderung einer Fahrstrategie von einem Fahrzeug an andere Fahrzeuge übermittelt und insbesondere optisch oder akustisch angezeigt.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen
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1 eine schematische Darstellung einer Kolonne von zwei Fahrzeugen und einer stationären Recheneinheit, und
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2 einen schematischen Programmablauf zur Durchführung des Verfahrens.
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1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein erstes Fahrzeug 1, das eine Sende-/Empfangseinheit 2 zum Austauschen von Daten aufweist. Das Fahrzeug 1 weist zudem eine Recheneinheit 3 auf, die mit einem Datenspeicher 4 verbunden ist. Weiterhin ist die Recheneinheit 3 mit einem Navigationsgerät 5 verbunden. Zudem ist die Recheneinheit 3 mit einem Steuergerät 6 verbunden. Weiterhin weist das erste Fahrzeug 1 eine Ausgabeeinheit 7 auf, die mit der Recheneinheit 3 verbunden ist. Die Ausgabeeinheit 7 dient zur Ausgabe von Informationen. Das Steuergerät 6 dient zur Steuerung von Funktionen des Fahrzeugs, wie z. B. des Antriebes insbesondere der Geschwindigkeit, des Drehmoments, der Bremse der Gangwahl, des Leerlaufs usw.
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Das erste Fahrzeug 1 fährt in der mit einem Pfeil 13 schematisch in 1 dargestellten Richtung. Dem ersten Fahrzeug 1 folgt ein zweites Fahrzeug 8, das die gleichen Geräte wie das erste Fahrzeug 1 aufweist. Das erste und das zweite Fahrzeug 1, 8 bilden eine Kolonne. Abhängig von der vorliegenden Situation können auch mehr als zwei Fahrzeuge als Kolonne sich auf einer Fahrstrecke bewegen. Die Fahrzeuge können sich im Gewicht in der Leistung des Motors, in der Art des Antriebes, im Energieverbrauch usw. unterscheiden.
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1 zeigt zudem einen stationären Computer 9, der über eine Sende-/Empfangseinheit 2 verfügt. Der zweite Computer 9 verfügt zudem über eine Recheneinheit 10 und einen Datenspeicher 11. Über die Sende-/Empfangseinheit 2 können die Fahrzeuge 1, 8 und/oder der Computer 9 Daten und Informationen untereinander austauschen.
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Die Recheneinheit 3 ist ausgebildet, um abhängig von wenigstens einem Fahrzeugparameter eine Fahrstrategie zu ermitteln, bei der ein Parameter für die Kolonne verbessert, insbesondere optimiert werden soll. Zudem kann zusätzlich wenigstens ein Umgebungsparameter zur Ermittlung der Fahrstrategie berücksichtigt werden. Die Umgebungsparameter können beispielsweise ein Höhenprofil einer Fahrstrecke, Fahrgeschwindigkeitsbeschränkungen, Kurven und/oder Abzweigungen, Umweltbedingungen wie z. B. Regen, Schnee, Nebel, aber auch Verkehrszeichen wie z. B. Ampeln, Stoppschilder, Vorfahrtsschilder usw. darstellen. Fahrzeugparameter können beispielsweise die Leistung des Motors, der Drehmomentverlauf des Motors abhängig von der Geschwindigkeit oder der Drehzahl, das Gewicht des Fahrzeuges, insbesondere das Gewicht des beladenen Fahrzeuges sein. Ein Fahrzeugparameter kann beispielsweise ein Kraftstoffverbrauch des Fahrzeuges in Abhängigkeit von der Drehzahl oder der Geschwindigkeit, ein Abgasausstoß des Fahrzeuges in Abhängigkeit von der Drehzahl oder der Geschwindigkeit, ein Verschleiß eines Antriebes des Fahrzeuges, ein Gewicht des Fahrzeuges, insbesondere ein tatsächliches Gewicht des Fahrzeuges abhängig von der Beladung des Fahrzeuges darstellen. Zudem kann bei der Ermittlung der Fahrstrategie ein Konfigurationsparameter wie z.B. die Gewichtung einzelner Parameter verwendet werden. Konfigurationsparameter können Komfortparameter sein, den Komfort des Fahrers beeinflussen. Zudem können Konfigurationsparameter Genauigkeitsanforderungen sein, oder spezielle Parameter einzelner „Kosten“ bei der Berechnung der Fahrstrategie.
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Als Parameter der Kolonne, der durch die ermittelte Fahrstrategie verbessert wird, kann beispielsweise ein Energieverbrauch, insbesondere der Kraftstoffverbrauch, ein Schadstoffausstoß, eine Fahrtdauer für eine Fahrstrecke, ein Komfortempfinden, dem der Fahrer während der Fahrstrecke ausgesetzt ist, wie z.B. die Anzahl von Kurven, eine Anzahl von Bremsvorgängen während der Fahrstrecke, eine Qualität der Straßen wie z.B. Unebenheiten oder Löcher in der Straße, eine Sicherheit, der der Fahrer auf der Fahrstrecke ausgesetzt ist, eine Attraktivität der Fahrstrecke wie z.B. Sehenswürdigkeiten und/oder die Betriebskosten der Fahrstrecke angesehen werden. Zur Berücksichtigung dieser Parameter werden entsprechende Informationen zwischen den Fahrzeugen ausgetauscht. Zudem können die einzelnen Parameter mit Gewichtungsfaktoren versehen sein, um bei Berücksichtigung mehrere Parameter eine optimale Fahrstrategie ermitteln zu können. Beispielsweise kann der Energieverbrauch doppelt so hoch gewichtet werden wie das Komfortempfinden oder umgekehrt.
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Die Informationen über die Umwelt, d.h. die Umweltparameter werden entweder von Navigationsgerät 5 oder vom Datenspeicher 4 bereitgestellt oder über Sensoren 12 von Fahrzeug erfasst oder über die Sende-/Empfangseinheit 2 empfangen. Die Fahrzeugparameter sind im Datenspeicher 4 abgelegt. Zudem wird das Navigationssystem für die Berechnung einer Position des Fahrzeugs und einer Fahrstrecke und die Führung entlang der Fahrstrecke verwendet.
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Die Informationen über die Fahrzeugparameter der Fahrzeuge 1, 8 und die Umgebungsbedingungen werden an den Computer 9 über die Sende-/Empfangseinheit 2 übermittelt und im zweiten Datenspeicher 11 des Computers 9 abgelegt.
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Die Fahrstrategie der Kolonne wird mit wenigstens einem Fahrzeugparameter und/oder wenigstens einem Umgebungsparameter und/oder einem Konfigurationsparameter ermittelt, um einen Parameter der Kolonne, beispielsweise den Energieverbrauch, zu reduzieren, insbesondere zu minimieren. Mithilfe der Fahrstrategie wird z.B. ein optimales Geschwindigkeitsprofil berechnet, das den Energieverbrauch minimiert. Annahme: die Kolonne besteht aus gleichen Fahrzeugen mit gleicher Ausstattung. Das Gewicht der Fahrzeuge ist jedoch unterschiedlich. Die Optimierung wird durch die Berechnungen von Fahrstrategie mit unterschiedlich variierten Eingangsparametern durchgeführt, so dass z.B. für ein bestimmtes Rechnungs-Gewicht ein optimaler Verbrauch für alle Fahrzeuge ergibt. Dieses „Kolonnengewicht“ ist sehr wahrscheinlich ein arithmetisch gemitteltes Gewicht über die Fahrzeuge. Dieses Gewicht ist dann einer der Eingangsparameter für die Berechnung der Fahrstrategie für die Fahrzeuge der Kolonne.
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Abhängig von der gewählten Ausführungsform sollte jede Recheneinheit jedes Fahrzeuges in der Lage sein, eine Fahrstrategie zur Optimierung eines Parameters wie z. B. eines Energieverbrauchs, einer Schadstoffminimierung und/oder eine Verschleißminimierung in Abhängigkeit von den Umweltbedingungen und den fahrzeugeigenen Parametern durchzuführen. Dazu sind entsprechende Programme im jeweiligen Datenspeicher 4 abgelegt. In der gleichen Weise ist der Computer 9 ausgebildet, um abhängig von Fahrzeugparametern und den Umgebungsbedingungen eine für mindestens einen weiteren Parameter optimierte Fahrstrategie zu ermitteln. Für eine optimierte Fahrstrategie können entweder nur ein Parameter wie z. B. der Energieverbrauch oder auch weitere Parameter mit einer entsprechenden Gewichtung berücksichtigt werden. Beispielsweise kann der Energieverbrauch höher bewertet werden als die Abgaserzeugung.
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Eine ermittelte Fahrstrategie kann von der Recheneinheit 3 beispielsweise über die Ausgabeeinheit 7 einem Fahrer des Fahrzeuges zur Kenntnis gegeben werden und/oder an das Steuergerät 6 weitergegeben werden. Das Steuergerät 6 greift beispielsweise direkt in die Steuerung des Antriebes und/oder in die Steuerung des Antriebstranges, d. h. beispielsweise zur Steuerung der Geschwindigkeit, des Drehmoments, der Bremse, der Art des Antriebes bei einem Hybridantrieb und/oder die Übersetzung des Getriebes ein, um einer vorgegebenen Fahrstrategie zu folgen. Die Fahrstrategie kann beispielsweise eine Geschwindigkeit des Fahrzeuges, ein Drehmoment des Fahrzeuges, eine Drehzahl des Fahrzeuges, einen Zeitpunkt für einen Bremsvorgang, eine Länge des Bremsvorganges, ein Rollen ohne eingelegten Gang, ein Rollen mit Motorschleppmoment, ein Dauerbremsen oder eine Betriebsbremse, eine Leistung des Fahrzeuges, einen Beschleunigungsvorgang des Fahrzeugs, eine Art des Antriebes bei einem Hybridantrieb usw. betreffen.
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Gemäß dem neuen Verfahren wird jedoch nicht wie im Stand der Technik für jedes Fahrzeug durch das erste Fahrzeug der Kolonne in Abhängigkeit von den Fahrzeugparametern des ersten Fahrzeuges der Kolonne eine Fahrstrategie für die Kolonne festgelegt, sondern es wird eine Fahrstrategie unter Berücksichtigung wenigstens eines Fahrzeugparameters von wenigstens zwei Fahrzeugen der Kolonne, insbesondere von allen Fahrzeugen der Kolonne festgelegt.
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In einer Ausführungsform wird die gemeinsame Fahrstrategie von nur einem der Fahrzeuge der Kolonne unter Berücksichtigung von Fahrzeugparametern der Fahrzeuge der Kolonne ermittelt. Das eine Fahrzeug der Kolonne wird entweder zufällig ausgewählt oder über ein vorgegebenes Verfahren zwischen den Fahrzeugen der Kolonne ausgehandelt. Beispielsweise kann das Fahrzeug mit der Recheneinheit mit der höchsten Rechenleistung ausgewählt werden. Dazu werden entsprechende Daten und Informationen zwischen den Fahrzeugen über die Sende-/Empfangseinheiten 2 ausgetauscht. Wird beispielsweise das erste Fahrzeug 1 als Fahrzeug festgelegt, das die gemeinsame Fahrstrategie ermittelt, dann werden von den anderen Fahrzeugen der Kolonne wenigstens ein festgelegter Fahrzeugparameter an das erste Fahrzeug 1 übermittelt. Die von den weiteren Fahrzeugen übermittelten Fahrzeugparameter werden von der Recheneinheit 1 des ersten Fahrzeuges ausgewertet und nach einem festgelegten Verfahren zur Ermittlung eines Kolonnenparameters berücksichtigt. In einer einfachen Ausführungsform kann die Ermittlung des Kolonnenparameters in einer Mitteilung der Fahrzeugparameter liegen. Weiterhin können jedoch auch Tabellen und/oder Programme abgelegt sein, die eine gewichtete Berücksichtigung der einzelnen Fahrzeugparameter der Fahrzeuge bewirken. Zudem können von den Fahrzeugen auch jeweils mehrere Fahrzeugparameter an das erste Fahrzeug übermittelt werden. Beispielsweise kann als Fahrzeugparameter der Kraftstoffverbrauch in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit, der Abgasausstoß in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit und der Verschleiß in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit an das erste Fahrzeug übermittelt werden. Das erste Fahrzeug kann nun von den Fahrzeugparametern jeweils einen Kolonnenwert berechnen. Das heißt im einfachsten Fall wird eine Mittelung der Fahrzeugparameter der Fahrzeuge der Kolonne durchgeführt.
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In einer bevorzugten Variante wird ein Kolonnenparameter durch die Berechnung der Fahrstrategie so optimiert, dass daraus z.B. ein optimaler Parameter für die Kolonne, wie z.B. ein minimaler Verbrauch für die Kolonnenfahrzeuge resultiert, wenn im Folgenden die Fahrstrategie mit diesem Kolonnenparameter berechnet wird.
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Das erste Fahrzeug ermittelt nun aufgrund eines berechneten Kolonnenparameters eine Fahrstrategie für die Fahrzeugkolonne. Die Fahrstrategie kann eine Geschwindigkeit, ein Drehmoment, ein Abstand, ein Geschwindigkeitsprofil für die Fahrstrecke, ein Bremszeitpunkt, ein Drehmomentprofil usw. darstellen. Beispielsweise kann aus einem über wenigstens zwei Fahrzeuge der Kolonne optimierter Parameter verwendet werden, um eine Geschwindigkeit, insbesondere ein Geschwindigkeitsprofil für eine Fahrstrecke zu berechnen. Dabei werden auch Informationen über die Fahrstrecke wie z. B. Höhenkontur, Geschwindigkeitsbegrenzungen, Ampeln, Abzweigungen usw. berücksichtigt. Ebenso kann eine gemittelte Abgaserzeugung, eine gemittelte Abnutzung oder ein anderer gemittelter Fahrzeugparameter zur Berechnung der Fahrstrategie zur Optimierung eines Parameters wie z. B. des Energieverbrauchs und/oder Schadstoffausstoß und/oder Abnutzung.
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Anschließend übermittelt das erste Fahrzeug die Fahrstrategie an die weiteren Fahrzeuge. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann das erste Fahrzeug auch einen Zeitpunkt für die Übernahme der Fahrstrategie an die Fahrzeuge übermitteln. Zudem kann anstelle oder zusätzlich zu dem Zeitpunkt auch ein Ort auf der Fahrstrecke für die Übernahme der Fahrstrategie vom ersten Fahrzeug an die anderen Fahrzeuge übergeben werden. Die Fahrzeuge übernehmen die Fahrstrategie entweder sofort nach dem Erhalt der Fahrstrategie oder ab dem übermittelten Zeitpunkt und/oder ab dem übermittelten Ort der Fahrstrecke.
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In einer weiteren Ausführungsform wird die Fahrstrategie von jedem Fahrzeug selbst berechnet. Dazu kann das Fahrzeug entweder auf die dem Fahrzeug selbst zur Verfügung stehenden Umgebungsparameter zugreifen oder von den weiteren Fahrzeugen weitere und/oder gemittelte Umgebungsparameter erhalten. Wenn jedes Fahrzeug für sich selbst die Fahrstrategie ermittelt, so werden von jedem Fahrzeug an jedes andere Fahrzeug der Kolonne die entsprechenden Fahrzeugparameter übermittelt. Jedes Fahrzeug führt nun die Berechnung durch, die bei dem vorherigen Verfahren von dem ausgewählten Fahrzeug durchgeführt wurde. In dieser Ausführungsform ist eine Übermittlung der Fahrstrategie an die weiteren Fahrzeuge nicht erforderlich. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann jedoch auch jedes Fahrzeug die von ihm ermittelte Fahrstrategie an die weiteren Fahrzeuge zum Vergleich übermitteln. Dadurch können Abweichungen zwischen den Fahrstrategien der einzelnen Fahrzeuge erkannt und ausgeglichen werden.
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In einer weiteren Ausführungsform wird die Fahrstrategie für die Kolonne nicht von einem der Fahrzeuge, sondern von der externen Recheneinheit 10 des Computers 9 durchgeführt. Dazu werden die Fahrzeugparameter und/oder die vom Fahrzeug erfassten und/oder dem Fahrzeug bekannten Umgebungsparameter an den Computer übermittelt. Die Recheneinheit des Computers ermittelt nun nach vorgegebenen Verfahren eines für die Kolonne der Fahrzeuge optimale Fahrstrategie für wenigstens einen Parameter wie z. B. den Energieverbrauch, den Abgasabstoß und/oder den Verschleiß der Fahrzeuge abhängig von den Fahrzeugparametern. Dazu können, wie bereits oben erläutert, verschiedene Verfahren für die Gewichtung der Fahrzeugparameter und/oder die Gewichtung der Parameter durchgeführt werden. Zudem kann der Computer 9 eine Simulation des Fahrens einer Fahrstrecke unter Berücksichtigung der übermittelten Fahrzeugparameter der Fahrzeuge durchführen. Dadurch ist eine präzisere Ermittlung der Fahrstrategie für die Kolonne möglich.
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In einer weiteren Ausführungsform wird überprüft, ob sich ein die Fahrstrategie beeinflussender Parameter eines Fahrzeugs der Kolonne um einen vorgegebenen Wert geändert hat, wobei nach der vorgegebenen Änderung des Parameters die Fahrstrategie unter Berücksichtigung der Änderung des Parameters neu ermittelt wird. Beispielsweise kann ein Fahrzeug Ladung verlieren oder zusätzliche Ladung während der Fahrt aufnehmen, etc. Abhängig von der Ausführungsform kann die Berechnung der Fahrstrategie so genau durchgeführt werden, dass sogar der während der Fahrt verbrauchte Kraftstoff, der die Fahrzeuge leichter macht, in die Berechnung eingeht.
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In einer weiteren Ausführungsform wird vorzugsweise in regelmäßigen Abständen überprüft, ob sich die Anzahl der Fahrzeuge geändert hat. Ist dies der Fall, so wird eine neue Fahrstrategie in Abhängigkeit von den fahrzeugeigenen Parametern der Fahrzeuge der Kolonne ermittelt.
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Das beschriebene Verfahren wird nun anhand des schematischen Programmablaufes der 2 näher erläutert. Bei Programmpunkt 20 fährt z. B. ein Fahrzeug 1 auf einer mehrspurigen Schnellstraße und wendet zur Geschwindigkeitssteuerung eine vom Fahrzeug 1 berechnete Fahrstrategie an. Bei einem folgenden Programmpunkt 21 kommuniziert das Fahrzeug 1 über eine Sende-/Empfangseinheit mit weiteren Fahrzeugen. Dabei werden verschiedene Informationen ausgetauscht wie z. B. ob ein weiteres Fahrzeug folgt und in welchem Abstand das weitere Fahrzeug folgt.
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Bei einem folgenden Programmpunkt 22 überprüft das Fahrzeug, ob es sich in einer Kolonne befindet oder nicht. Diese Überprüfung kann von jedem Fahrzeug der Kolonne durchgeführt werden. Weiterhin kann das Fahrzeug zusätzliche Sensoren wie z. B. Abstandssensoren oder Kameras verwenden, um festzustellen, ob sich das Fahrzeug in einer Kolonne befindet. Bei Programmpunkt 22 wird nun beispielsweise über einen festgelegten Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug und/oder unter Berücksichtigung eines festgelegten Abstandes zu einem folgenden Fahrzeug bei Programmpunkt 22 überprüft, ob sich das Fahrzeug in einer Kolonne befindet. Ist dies nicht der Fall, so wird zu Programmpunkt 21 zurück verzweigt und weiterhin die eigene Fahrstrategie verwendet.
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Ergibt jedoch die Abfrage bei Programmpunkt 22, dass sich das Fahrzeug in einer Kolonne befindet, so kann das Fahrzeug überprüfen, ob es bereits eine für die Kolonne gemeinsame Fahrstrategie benutzt. Diese Überprüfung wird bei Programmpunkt 23 durchgeführt. Ergibt die Abfrage bei Programmpunkt 23, dass das Fahrzeug noch keine gemeinsame Fahrstrategie verwendet, so werden entsprechende Daten zwischen den beteiligten Fahrzeugen bei Programmpunkt 24 ausgetauscht. Diese Daten enthalten z. B. Fahrzeugparameter und/oder eventuell die Parameter der Fahrstrategie der einzelnen Fahrzeuge. Als Fahrzeugparameter kann beispielsweise die Motorleistung in Abhängigkeit von der Drehzahl und/oder Geschwindigkeit oder der Energieverbrauch des Fahrzeuges in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit, die Fahrzeugmasse, insbesondere die aktuelle Fahrzeugmasse inklusive Beladung und/oder Beschleunigungswerte des Fahrzeuges beinhalten. Als Parameter für die Fahrstrategie kann beispielsweise eine Minimierung des Energieverbrauches, eine Minimierung der Abgaserzeugung oder eine Minimierung des Verschleißes verwendet werden.
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Zudem kann als Fahrzeugparameter auch z.B. eine Abgaserzeugung in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit und/oder von der Drehzahl übermittelt werden. Zudem können Daten über einen Verschleiß in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit und/oder vom Betriebszustand z. B. Leerlauf, Rollen mit Motorlast usw. übermittelt werden.
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Bei einem folgenden Programmpunkt 25 wird, wie oben erläutert, entweder von einem ausgewählten Fahrzeug oder von jedem Fahrzeug oder von einer externen Recheneinheit eine für die Fahrzeuge der Kolonne gemeinsame Fahrstrategie ermittelt. Bei einem folgenden Programmpunkt 26 wird die Fahrstrategie, falls nötig, an die Fahrzeuge übermittelt. Anschließend verwenden die Fahrzeuge die gemeinsame Fahrstrategie zum Betreiben des Fahrzeuges. Anschließend wird zum Programmpunkt 23 zurück verzweigt.
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Liegt bei Programmpunkt 23 bereits eine gemeinsame Fahrstrategie vor, die von einem Fahrzeug verwendet wird, dann wird zu einem folgenden Programmpunkt 28 verzweigt. Bei Programmpunkt 28 werden mit der Umgebung sowie mit anderen Fahrzeugen Daten ausgetauscht, die Hinweise auf eine Veränderung der Berechnungsgrundlagen der gemeinsamen Fahrstrategien ergeben könnten. Dies beinhaltet beispielsweise die Information, ob ein Fahrzeug die Kolonne verlassen hat und/oder ob ein Fahrzeug zur Kolonne neu dazugekommen ist.
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Ergibt die Überprüfung bei einem folgenden Programmpunkt 29, dass sich wenigstens ein Parameter geändert hat, der für die Ermittlung der Fahrstrategie von Bedeutung ist, dann wird zum Programmpunkt 24 verzweigt und eine neue Fahrstrategie berechnet. Ergibt die Abfrage beim Programmpunkt 29, dass sich ein für die Ermittlung der Fahrstrategie wesentlicher Parameter nicht oder nicht wesentlich geändert hat, so wird zum Programmpunkt 23 zurück verzweigt. Eine Änderung eines wesentlichen Parameters für die Fahrstrategie besteht auch darin, dass sich die Fahrzeuge der Kolonne, insbesondere die Anzahl der Fahrzeuge der Kolonne verändert haben. Verlässt ein Fahrzeug die Kolonne, so wird dies vom Fahrzeug selbst erkannt und das Fahrzeug ermittelt wieder seine eigene Fahrstrategie unabhängig von der Kolonne.
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Durch das beschriebene Verfahren kann eine Fahrstrategie für die Fahrzeuge der Kolonne in der Weise optimiert werden, dass wenigstens ein Zielparameter in der Summe für die Fahrzeuge der Kolonne optimiert ist. Beispielsweise kann ein Energieverbrauch der Fahrzeuge der Kolonne und/oder ein Abgasausstoß der Fahrzeuge der Kolonne und/oder ein Verschleiß der Fahrzeuge der Kolonne minimiert werden.
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Zudem kann beispielsweise in Abhängigkeit von der Geometrie und dem Luftwiderstand der einzelnen Fahrzeuge ein für den Luftwiderstand optimaler Abstand zwischen den einzelnen Fahrzeugen und/oder eine Anordnung der Fahrzeuge in der Kolonne für einen optimalen Luftwiderstand der Fahrzeuge in der Summe ermittelt werden. Beispielsweise kann es für den Gesamtverbrauch einer Kolonne bestehend aus einem LKW und einem PKW vorteilhaft sein, wenn der PKW vor dem LKW vorausfährt. Somit kann auch als Teil der Fahrstrategie die Anordnung der einzelnen Fahrzeuge innerhalb der Kolonne und deren individuellen Abstände zu dem vorausfahrenden Fahrzeug beispielsweise zur Erreichung eines minimalen Energieverbrauches für die Fahrzeuge der Kolonne berechnet und an die Fahrzeuge weitergegeben werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008019174 A1 [0002]
