DE102016003252A1 - Geschwindigkeitsprofilermittlung - Google Patents

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DE102016003252A1
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Björn Johansson
Oscar Flärdh
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    • G05D1/60—Intended control result
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/22—Platooning, i.e. convoy of communicating vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
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Abstract

Verfahren (400) und Steuereinheit (310) zur Ermittlung eines Satzes von Geschwindigkeitsprofilen für einen Fahrzeugverband (110), der eine Gruppierung von Fahrzeugen (100-1, 100-2, 100-3) zur Verwendung in einem bevorstehenden Streckenabschnitt (220-2) umfasst. Das Verfahren (400) umfasst die Extraktion (402) von fahrzeugbezogenen Informationen, die für das Fahrzeugverhalten im bevorstehenden Streckenabschnitt (220-2) bezüglich der Topologie des bevorstehenden Steckenabschnitts (220-2) relevant sind, die Berechnung (403) eines Satzes von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen auf Grundlage der extrahierten (402) Informationen zur Verringerung einer gewichteten Summe des Energieverbrauchs und der Fahrzeit; die Übermittlung (404) des Satzes von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen; den Erhalt (405) von Informationen über den übermittelten (404) Satz von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen von dem anderen Fahrzeug (100-1, 100-2, 100-3); die Wiederholung (406) der Schritte 403–405, wobei die wiederholte Berechnung (405) auch auf Grundlage der erhaltenen (405) Informationen erfolgt; die Ermittlung (407) des Satzes von Geschwindigkeitsprofilen, wenn eine Unterbrechungsbedingung zum Unterbrechen der Wiederholung (406) erfüllt ist; und die Anweisung (407) an jedes Fahrzeug (100-1, 100-2, 100-3), beim Eintreffen im bevorstehenden Streckenabschnitt (220-2) zu beginnen, ein Geschwindigkeitsprofil zu verwenden.

Description

  • Technischer Bereich
  • Gegenstand des vorliegenden Dokuments sind eine Steuereinheit und eine Computereinheit. Insbesondere werden eine Steuereinheit, eine Computereinheit und Verfahren zur Ermittlung eines Satzes von Geschwindigkeitsprofilen für einen Fahrzeugverband beschrieben, der eine gruppierte Reihe von Fahrzeugen umfasst.
  • Hintergrund
  • Die Gruppierung von Fahrzeugen in Fahrzeugverbänden ist eine neuartige Technologie, die zu einer Senkung des Kraftstoffverbrauchs und zu einer Steigerung der Straßenkapazität führt. Mehrere Fahrzeuge, beispielsweise 2–25 oder mehr, können in einem Fahrzeugverband oder Fahrzeugkonvoi organisiert werden, wobei die Fahrzeuge koordiniert hintereinander mit nur einem kleinen Abstand zwischen den Fahrzeugen fahren, beispielsweise einige Dezimeter oder einige Meter, z. B. 20 Meter oder in diesem Größenbereich. Dadurch wird der Luftwiderstand verringert, was wichtig für die Senkung des Energieverbrauchs ist, und zwar insbesondere bei Lastkraftwagen, Bussen und Gütertransportfahrzeugen oder anderen Fahrzeugen mit einer großen Frontfläche. Grundsätzlich gilt Folgendes: Je kürzer der Abstand zwischen den Fahrzeugen ist, desto stärker verringert sich der Luftwiderstand, so dass der Energieverbrauch des Fahrzeugverbands gesenkt wird.
  • Der Abstand zwischen den Fahrzeugen des Verbands kann verringert werden, wenn die Fahrzeuge drahtlos miteinander kommunizieren können und dadurch ihre Geschwindigkeit koordinieren können, beispielsweise durch gleichzeitiges Beschleunigen oder Bremsen. Dadurch entfällt die Reaktionsdistanz, die beim normalen Fahren für eine menschliche Reaktion erforderlich ist.
  • Das Fahren im Verband (Platooning) bietet viele Vorteile, wie beispielsweise verbesserte Kraftstoffeinsparung dank des verringerten Luftwiderstands und auch eine geringere Häufigkeit von Verkehrsstaus, was eine erhöhte Kapazität der Straßen und einen besseren Verkehrsfluss zur Folge hat. Im Langstreckenverkehr könnten die Fahrzeuge größtenteils unbeaufsichtigt im Folgemodus fahren, so dass der/die Fahrer/in sich ausruhen kann und gut ausgeruht ist, wenn er den Fahrzeugverband verlässt, um sein Endziel anzusteuern, was weniger Verkehrsunfälle zur Folge haben kann. Außerdem wäre es nicht erforderlich, das Fahrzeug anzuhalten, damit der/die Fahrer/in sich ausruhen kann. Dies hätte eine Verkürzung der Fahrzeit zur Folge (dazu wären eventuell Änderungen von Gesetzen bezüglich der Fahrzeiten, Pausen und Ruhezeiten für Fahrer von Fahrzeugen in einem Verband erforderlich).
  • Jedoch haben die Fahrzeuge des Verbands eventuell unterschiedliche Merkmale. Die Fahrzeuge können beispielsweise unterschiedliche Gewichte, Leistungsgewichte und Rollwiderstände aufweisen. Ihre Motoren können Gangwechsel bei unterschiedlichen Drehzahlen erfordern, die Dauer der Gangwechsel (während der zeitweise kein Drehmoment auf das Fahrzeug ausgeübt wird) kann unterschiedlich sein usw.
  • Dadurch kann für verschiedene Fahrzeuge die optimale Fahrweise unterschiedlich sein, insbesondere, wenn auf hügeligem Gelände gefahren wird.
  • Falls das erste Fahrzeug des Fahrzeugverbands nicht beladen ist, ändert es sein Verhalten beim Bergauffahren eventuell kaum, während ein schwer beladenes Folgefahrzeug eventuell nicht die gewünschte Geschwindigkeit beibehalten kann.
  • Ein weiteres und vielleicht noch größeres Problem, insbesondere für Fahrzeugverbände, die eine Vielzahl von Fahrzeugen umfassen, die in einer hügeligen Region unterwegs sind, besteht darin, dass die Fahrzeuge sich jederzeit in unterschiedlichen Neigungszuständen befinden, außer wenn die Straße horizontal verläuft.
  • Beispielsweise geht beim Bergauffahren mit anschließendem Bergabfahren ein einzelnes Fahrzeug normalerweise vom Gas, wenn es sich dem höchsten Punkt des Hügels nähert, damit es über die Hügelspitze und dann bergab rollen kann, ohne dass ein Antriebsmoment vom Antriebsstrang des Fahrzeugs ausgeübt wird. Dadurch wird Kraftstoff gespart. Wenn jedoch ein Fahrzeugverband in der selben hügeligen Umgebung fährt (Auf ein Bergauffahren folgt ein Bergabfahren) und sich das erste Fahrzeug des Fahrzeugverbands dem Gipfel nähert, fahren die hinterherfahrenden Fahrzeuge weiterhin bergaufwärts und müssen beschleunigen, um über den Gipfel zu fahren. Falls das erste Fahrzeug des Fahrzeugverbands bei der Annäherung an die Hügelspitze vom Gas geht, müssen die Folgefahrzeuge Energie wegbremsen, damit sie den Abstand zum vorderen Fahrzeug einhalten können. Ein Folgefahrzeug des Verbands, das sich am Anfang der Bergaufstrecke befinden kann, muss nach dem Bremsvorgang eventuell einen Gangwechsel vornehmen, so dass die Geschwindigkeit sich während des Gangwechsels weiter verringert. Das Fahrzeug muss dann beschleunigen, um den Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug zu verringern. Dadurch wird auch das dahinter befindliche Fahrzeug beschleunigt usw. Dieses inkonsequente Bremsen und Beschleunigen treibt den Kraftstoffverbrauch der Fahrzeuge des Verbands drastisch in die Höhe.
  • Das umgekehrte Problem kann in der entgegengesetzten Situation eintreten, wenn das erste Fahrzeug des Verbands beginnt, bergab zu fahren und aufgrund der Schwerkraft beschleunigt wird, während das dahinter befindliche auf einer horizontalen Fahrbahn oder bergauf fahren kann, so dass das Folgefahrzeug beschleunigen muss, um die zeitliche Lücke aufrecht zu erhalten, und einige Sekunden später bremsen muss.
  • Dadurch wird unnötigerweise Energie verschwendet. Außerdem werden die Bremsen übermäßig beansprucht, was einen frühzeitigen Austausch wegen Verschleiß erforderlich machen kann, so dass sich die Wartungskosten erhöhen. Außerdem ist dies ein potenzielles Sicherheitsproblem, wenn ein in einem Verband fahrendes Fahrzeug keine Bremskapazität mehr hat.
  • Folglich sind bereits bekannte Vorausschau-Steuerstrategien für ein einzelnes Fahrzeug zur Senkung des Kraftstoffverbrauchs für Fahrzeugverbände nicht unbedingt geeignet.
  • Es gibt Studien, denen zufolge das Fahren in einem Fahrzeugverband in hügeligen Regionen mehr Kraftstoff verbraucht als das normale Fahren. Die oben beschriebenen Probleme treten bei Fahrzeugen jeglicher Art auf, aber die Auswirkungen nehmen mit dem Fahrzeuggewicht zu, da zum Beschleunigen eines Schwerfahrzeugs, wie beispielsweise eines Lastkraftwagens oder eines Busses, mehr Energie erforderlich ist als zum Beschleunigen eines Personenkraftwagens.
  • Da die oben beschriebenen Szenarien und ähnliche Varianten davon zu einer Zunahme des Kraftstoffverbrauchs führen, ist es erwünscht, eine Lösung zu finden, um die Vorteile des Fahrens im Verband zu erzielen.
  • Zusammenfassung
  • Deshalb besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, mindestens einige der oben genannten Probleme zu lösen und das Fahren im Verband zu verbessern.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird dieses Ziel durch ein Verfahren in einem Koordinationsfahrzeug in einem Fahrzeugverband zur Ermittlung eines Satzes von Geschwindigkeitsprofilen für den Fahrzeugverband erfüllt. Der Fahrzeugverband umfasst eine gruppierte Reihe von Fahrzeugen zum Einsatz in einem bevorstehenden Streckenabschnitt, der sich in der Fahrtrichtung vor dem Fahrzeugverband befindet. Das Verfahren umfasst die Entnahme von fahrzeugbezogenen Informationen, die für das Verhalten des Fahrzeugs im bevorstehenden Streckenabschnitt bezüglich der Topologie des bevorstehenden Streckenabschnitts relevant sind. Außerdem umfasst das Verfahren die Berechnung eines Satzes von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen zur Verwendung durch den Fahrzeugverband im bevorstehenden Streckenabschnitt, um die gewichtete Summe des Energieverbrauchs und der Fahrzeit des Koordinationsfahrzeugs bezüglich der Topologie des bevorstehenden Streckenabschnitts anhand der extrahierten fahrzeugbezogenen Informationen zu verringern. Außerdem umfasst das Verfahren die Übermittlung des berechneten Satzes von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen zum Empfang durch mindestens ein anderes Fahrzeug im Fahrzeugverband. Das Verfahren umfasst außerdem den Empfang von Informationen über den übermittelten Satz von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen, wobei die Informationen durch das mindestens eine andere Fahrzeug errechnet wurden, um die gewichtete Summe des Energieverbrauchs und der Fahrzeit des genannten Fahrzeugs im bevorstehenden Streckenabschnitt zu verringern. In einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren außerdem die Wiederholung der Berechnung, der Übermittlung und des Empfangs von Informationen und die wiederholte Berechnung erfolgt auch auf Grundlage der empfangenen Informationen. Zusätzlich umfasst das Verfahren die Ermittlung des Satzes von Geschwindigkeitsprofilen zur Verwendung durch den Fahrzeugverband im bevorstehenden Streckenabschnitt, wenn eine Unterbrechungsbedingung zum Unterbrechen der Wiederholung erfüllt ist. Das Verfahren umfasst die Anweisung jedes Fahrzeugs im Fahrzeugverband, beim Eintreffen im bevorstehenden Streckenabschnitt zu beginnen, ein Geschwindigkeitsprofil aus dem ermittelten Satz von Geschwindigkeitsprofilen zu verwenden.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe erfüllt durch eine Steuereinheit in einem Koordinierungsfahrzeug in einem Fahrzeugverband zur Ermittlung eines Satzes von Geschwindigkeitsprofilen für den Verband mit einer gruppierten Reihe von Fahrzeugen, die in einem bevorstehenden Streckenabschnitt in der Fahrtrichtung vor dem Fahrzeugverband verwendet werden sollen. Die Steuereinheit kann fahrzeugbezogene Informationen extrahieren, die in Bezug auf die Topologie des bevorstehenden Streckenabschnitts für das Fahrzeugverhalten im festgelegten, bevorstehenden Abschnitt erforderlich sind. Außerdem kann die Steuereinheit einen Satz von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen zur Verwendung durch den Fahrzeugverband im bevorstehenden Streckenabschnitt berechnen, um die gewichtete Summe des Energieverbrauchs und der Fahrzeit des Verbands bezüglich der Topologie des bevorstehenden Streckenabschnitts anhand der empfangenen fahrzeugbezogenen Informationen zu verringern. Außerdem kann die Steuereinheit den errechneten Satz von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen zum Empfang durch mindestens ein anderes Fahrzeug im Fahrzeugverband übermitteln. Die Steuereinheit kann außerdem Informationen über den übermittelten Satz von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen erhalten, wobei die Informationen durch das mindestens eine andere Fahrzeug errechnet wurden, um die gewichtete Summe des Energieverbrauchs und der Fahrzeit des genannten Fahrzeugs beim Fahren im bevorstehenden Streckenabschnitt zu verringern. Die Steuereinheit kann außerdem die Berechnung des Satzes von in Frage kommenden Profilen, die Übermittlung des errechneten Satzes von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen und den Erhalt von Informationen wiederholen. Zusätzlich kann die Steuereinheit den Satz von Geschwindigkeitsprofilen zur Verwendung durch den Fahrzeugverband im bevorstehenden Streckenabschnitt ermitteln, wenn eine Unterbrechungsbedingung zum Unterbrechen der Wiederholung erfüllt ist. Außerdem kann die Steuereinheit jedes Fahrzeug des Verbands anweisen, beim Eintreffen im bevorstehenden Streckenabschnitt zu beginnen, ein bestimmtes Geschwindigkeitsprofil aus dem ermittelten Satz von Geschwindigkeitsprofilen zu verwenden.
  • Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe erfüllt durch ein Verfahren bei einem Fahrzeug in einem Fahrzeugverband zur Unterstützung eines Koordinierungsfahrzeugs bei der Ermittlung eines Satzes von Geschwindigkeitsprofilen für den Fahrzeugverband zur Verwendung in einem bevorstehenden Streckenabschnitt, der sich in der Fahrtrichtung vor dem Verband befindet. Das Verfahren umfasst den Empfang eines Satzes von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen zur Verwendung durch den Fahrzeugverband im bevorstehenden Streckenabschnitt vom Koordinierungsfahrzeug oder von einem anderen Fahrzeug und eine Informationsanforderung in Bezug auf den bevorstehenden Streckenabschnitt. Außerdem umfasst das Verfahren die Entnahme von fahrzeugbezogenen Informationen, auf der Basis der Topografie des bevorstehenden Streckenabschnitts, die für das Verhalten des Fahrzeugs im bevorstehenden Streckenabschnitt relevant sind. Das Verfahren umfasst zusätzlich die Berechnung von Informationen im Zusammenhang mit dem empfangenen Satz von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen, um eine gewichtete Summe des Energieverbrauchs und der Fahrzeit beim Fahren im bevorstehenden Streckenabschnitt hinsichtlich der Topologie des bevorstehenden Streckenabschnitts zu verringern. Das Verfahren umfasst außerdem die Übermittlung der berechneten Informationen. Außerdem umfasst das Verfahren die Wiederholung des Empfangs, der Extraktion, der Berechnung und Übermittlung, sofern ein Satz von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen empfangen wurde. Das Verfahren umfasst außerdem den Empfang einer Anweisung, beim Eintreffen im bevorstehenden Streckenabschnitt zu beginnen, ein Geschwindigkeitsprofil aus dem ermittelten Satz von Geschwindigkeitsprofilen zu verwenden.
  • Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Recheneinheit in einem Fahrzeug eines Fahrzeugverbands erfüllt, die dazu dient, ein Koordinierungsfahrzeug im Fahrzeugverband bei der Ermittlung eines Satzes von Geschwindigkeitsprofilen für den Fahrzeugverband zu unterstützen, die in einem bevorstehenden Streckenabschnitt in der Fahrtrichtung vor dem momentanen Streckenabschnitt zu verwenden sind. Die Recheneinheit dient dem Empfang eines Satzes von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen zur Verwendung durch den Fahrzeugverband im bevorstehenden Streckenabschnitt vom Koordinierungsfahrzeug oder von einem anderen Fahrzeug und eine Informationsanforderung in Bezug auf den bevorstehenden Streckenabschnitt. Außerdem kann die Recheneinheit auf der Basis der Topografie des bevorstehenden Streckenabschnitts fahrzeugbezogene Informationen extrahieren, die für das Fahrzeugverhalten im bevorstehenden Streckenabschnitt relevant sind. Die Recheneinheit kann zusätzlich Informationen im Zusammenhang mit dem erhaltenen Satz von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen berechnen, um eine gewichtete Summe des Energieverbrauchs und der Fahrzeit beim Fahren im bevorstehenden Streckenabschnitt hinsichtlich der Topologie des bevorstehenden Streckenabschnitts zu verringern. Die Recheneinheit kann außerdem berechnete Informationen übermitteln. Außerdem kann die Recheneinheit den Empfang, die Extraktion, die Berechnung und Übermittlung wiederholen, sofern ein Satz von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen empfangen wurde. Die Recheneinheit kann außerdem eine Anweisung erhalten, beim Eintreffen im bevorstehenden Streckenabschnitt zu beginnen, ein Geschwindigkeitsprofil aus dem ermittelten Satz von Geschwindigkeitsprofilen zu verwenden.
  • Dank der beschriebenen Aspekte kann das Fahren im Verband auch in einer hügeligen Gegend in einer energiesparenden Weise erfolgen, da unnötiges Bremsen und Beschleunigen vermieden wird. Dadurch wird der Energieverbrauch des gesamten Verbands verringert, während ein sicherer Abstand zwischen den Fahrzeugen eingehalten wird, so dass Unfälle vermieden werden. Durch Zulassung der Auswahl eines in Frage kommenden Satzes von Geschwindigkeitsprofilen durch ein Fahrzeug und die anschließende Zulassung der Beeinflussung des in Frage kommenden Satzes durch andere Fahrzeuge im Fahrzeugverband durch Rücksendung eines Gradientenschritts kann jedes Fahrzeug im Fahrzeugverband die Ermittlung des in Frage kommenden Satzes beeinflussen, ohne möglicherweise sensible Informationen bezüglich des eigenen Fahrzeugs preiszugeben. Außerdem ist es möglich, die Straße in Abschnitte einer beliebigen Länge einzuteilen, auch in kurze und sich möglicherweise überschneidende Streckenabschnitte, was exakter ausgewählte Geschwindigkeitsprofile für die Fahrzeuge im Fahrzeugverband ermöglicht. Außerdem sind die beschriebenen Aspekte robust und leicht verständlich, so dass sie eine leicht zu realisierende Lösung für das Energie sparende Fahren in einem Fahrzeugverband darstellen. Dadurch wird das Fahren im Verband verbessert.
  • Weitere Vorteile und zusätzliche neue Merkmale sind aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung zu ersehen.
  • Figuren
  • Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung ausführlicher unter Verweis auf die beigefügten Figuren beschrieben.
  • 1 zeigt ein Fahrzeug eines Fahrzeugverbands gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 2A zeigt ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 2B zeigt einen Verband gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 2C zeigt ein erstes Fahrzeug eines Verbands gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 2D zeigt ein erstes Fahrzeug eines Verbands gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 3 zeigt ein Fahrzeug eines Verbands gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 4 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Ausführungsform des Verfahrens zeigt.
  • 5 ist eine Darstellung eines Systems gemäß einer Ausführungsform.
  • 6 ist ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des Verfahrens bei einem Fahrzeug;
  • 7 ist eine Darstellung eines Systems gemäß einer Ausführungsform.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Die im vorliegenden Dokument beschriebenen Ausführungsformen sind als Verfahren und Steuereinheiten definiert, die in den im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen realisiert werden können. Diese Ausführungsformen können jedoch auf viele verschiedene Weisen veranschaulicht und umgesetzt werden und sind nicht auf die hier beschriebenen Beispiele zu beschränken; vielmehr werden die Beispiele der Ausführungsformen so dargestellt, dass die vorliegende Beschreibung ausführlich und vollständig ist.
  • Weitere Aufgaben und Merkmale sind aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen zu ersehen. Es ist jedoch zu beachten, dass die Zeichnungen nur zum Zwecke der Veranschaulichung dienen und nicht als Definition der Beschränkungen der hier beschriebenen Ausführungsformen fungieren, auf die in den beigefügten Ansprüchen verwiesen werden soll. Außerdem sind die Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet und dienen, sofern nicht anders angegeben, einzig der konzeptionellen Darstellung der im vorliegenden Dokument beschriebenen Strukturen und Verfahren.
  • 1 zeigt ein Szenario mit mehreren Fahrzeugen 100-1, 100-2, 100-3, die mit einem Abstand t1, t2 zwischen den Fahrzeugen in einer Fahrtrichtung 105 fahren und einen Fahrzeugverband 110 bilden, der auf einer Straße 120 unterwegs ist.
  • Der Fahrzeugverband kann als Kette von koordinierten, miteinander kommunizierenden Fahrzeugen 100-1, 100-2, 100-3 verstanden werden, die in vorgegebenen Abständen t1, t2 zwischen den Fahrzeugen und mit einer ebenfalls vorgegebenen Geschwindigkeit unterwegs sind.
  • Eines der Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 im Fahrzeugverband 110 kann ein Koordinierungsfahrzeug 100-1 sein, beispielsweise das erste Fahrzeug im Fahrzeugverband 110. Das ist jedoch nur ein nicht-begrenzendes Beispiel.
  • Die Abstände t1, t2 zwischen den Fahrzeugen können in verschiedenen Ausführungsformen fest oder variabel sein. Außerdem können die Abstände t1, t2 zwischen den Fahrzeugen in verschiedenen Ausführungsformen eine zeitliche Lücke oder eine Weglänge umfassen. Darüber hinaus können in einigen Ausführungsformen die Abstände t1, t2 zwischen einigen oder allen der Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 des Verbands 110 identisch sein. Alternativ dazu können jedoch die Abstände t1, t2 zwischen jedem Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 im Fahrzeugverband 110 unterschiedlich sein. Des Weiteren können die Weglängenabstände t1, t2 zwischen den Fahrzeugen 100-1, 100-2, 100-3 des Verbands 110 je nach der Geschwindigkeit der Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 unterschiedlich sein, da die zeitlichen Lücken t1, t2 bei verschiedenen Fahrzeuggeschwindigkeiten zu Abständen von unterschiedlicher Weglänge führen (außer beim Fahren mit sehr geringer Geschwindigkeit und bei der Annäherung an einen stationären Zustand, wenn ein bestimmter Weglängenabstand erwünscht sein kann). Folglich können die Abstände t1, t2 bei einigen Ausführungsformen beispielsweise einige Zentimeter, einige Dezimeter, einige Meter oder eine zweistellige Meterzahl, wie etwa 20–40 Meter, betragen. Bei anderen Ausführungsformen können die Abstände t1, t2 beispielsweise einige Sekundenbruchteile, wie etwa einige Zehntelsekunden, betragen. Die Abstände zwischen den Fahrzeugen t1, t2 können bei einigen Ausführungsformen zumindest zwischen einigen der Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 des Verbands 110 gleich sein. Alternativ dazu kann jedes Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 des Verbands 110 einen anderen Abstand t1, t2 zu dem ihm folgenden oder ihm vorausfahrenden Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 als alle anderen Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 des Verbands 110 haben.
  • Die kurzen Abstände t1, t2 zwischen den Fahrzeugen des Verbands im Vergleich zum normalen Abstand zwischen nicht koordinierten Fahrzeugen führt zu einem verminderten Luftwiderstand für die Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 des Verbands 110, was eine Verringerung des Energieverbrauchs zur Folge hat.
  • Der Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 kann bei einigen Ausführungsformen beispielsweise mit einer Radareinheit oder einer Lidareinheit gemessen werden, die Funkwellen aussenden und Reflexionen der ausgesendeten Funkwellen empfangen kann, die vom vorausfahrenden Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 reflektiert werden. Indem der Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 kontinuierlich oder in bestimmten Zeitintervallen gemessen wird und auch die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100-1, 100-2, 100-3 kontinuierlich oder in bestimmten Zeitintervallen festgestellt wird, beispielsweise mithilfe des Tachometers des Fahrzeugs 100-1, 100-2, 100-3 oder eines GPS-Empfängers (GPS = Global Positioning System) im Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3, kann die zeitliche Lücke t berechnet werden, indem der gemessene Längenabstand durch die ermittelte Geschwindigkeit dividiert wird.
  • Gemäß einigen alternativen Ausführungsformen kann statt der Radareinheit ein weiterer Bord-Entfernungsmesser verwendet werden, wie beispielsweise ein Laser-Entfernungsmesser, ein Ultraschallsensor, der eine Ultraschallwelle aussendet und deren Reflexionen erkennt und analysiert, oder dergleichen.
  • Um die jeweilige zeitliche Lücke t1, t2 einzuhalten, können Signale generiert werden, um das Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 zu beschleunigen bzw. zu bremsen. Dadurch wird ein sicherer Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 eingehalten.
  • Die Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 im Verband 110 können beispielsweise einen Lastkraftwagen, einen Bus, einen Personenkraftwagen, ein Motorrad oder ein ähnliches Fortbewegungsmittel umfassen. Die Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 können Fahrzeuge desselben Typs oder unterschiedlicher Typen sein.
  • Die Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 können in verschiedenen Ausführungsformen fahrergesteuerte oder fahrerlose, autonom gesteuerte Fahrzeuge sein. Zur besseren Klarheit wird bei der nachstehenden Beschreibung der Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 davon ausgegangen, dass diese Fahrzeuge eine/n Fahrer/in haben.
  • Gemäß einigen Ausführungsformen wird ein üblicher Satz von Geschwindigkeitsprofilen für alle Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 im Fahrzeugverband 110 ausgewählt, um in einem bevorstehenden Streckenabschnitt vor dem Fahrzeugverband verwendet zu werden. Diese Auswahl wird anhand verteilter Optimierung getroffen, wobei die Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 das Geschwindigkeitsprofil bezüglich der Topografie des bevorstehenden Streckenabschnitts vor dem Fahrzeugverband 110 optimieren können. Jedes Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 kann seine eigene Nutzenfunktion haben und das Verteilungsproblem kann darin bestehen, den üblichen Satz von Geschwindigkeitsprofilen zu finden, der die Summe der Nutzenfunktionen maximiert.
  • In einigen Ausführungsformen kann eines der Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 im Fahrzeugverband 110, z. B. das erste Fahrzeug 100-1 im Verband 110, einen in Frage kommenden Satz von Geschwindigkeitsprofilen erstellen, der dann an ein anderes Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 im Fahrzeugverband verteilt wird. Das andere, erhaltende Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 kann den erhaltenen Satz von Geschwindigkeitsprofilen durch Durchführung eines Gradientenschritts verbessern, wobei die eigene lokale Nutzenfunktion verwendet wird. Der verbesserte Satz von Geschwindigkeitsprofilen kann dann einem anderen Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 im Fahrzeugverband 110 usw., mehreren oder allen Fahrzeugen 1100-1, 100-2, 100-3 im Fahrzeugverband 110 übermittelt werden. Folglich können alle involvierten Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 die Berechnung und Auswahl des Satzes von Geschwindigkeitsprofilen beeinflussen, ohne sensible Informationen preisgeben zu müssen. In Abhängigkeit von der Nutzenfunktion können unterschiedliche Eigenschaften der sich ergebenden Fahrprofile erzielt werden. Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsformen liegt darin, dass wenig oder keine Koordination erforderlich ist.
  • In einigen alternativen Ausführungfsormen kann eines der Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 im Fahrzeugverband 110, z. B. das erste Fahrzeug 100-1 im Verband 110, einen in Frage kommenden Satz von Geschwindigkeitsprofilen erstellen, der dann an alle anderen Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 im Fahrzeugverband 110 verteilt wird. Jedes erhaltene Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 im Fahrzeugverband 110 kann einen Gradientenschritt errechnen, wobei die eigene lokale Nutzenfunktion verwendet wird, und den berechneten Gradientenschritt dem ersten Fahrzeug 100-1 zurückgeben. Das erste Fahrzeug 100-1 kann dann Gradientenschritte von allen anderen Fahrzeugen 100-1, 100-2, 100-3 zusammentragen und noch einen in Frage kommenden Satz von Geschwindigkeitsprofilen auf Grundlage der zusammengetragenen Gradientenschritte erstellen, der wiederum an die anderen Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 im Fahrzeugverband 110 usw. verteilt werden kann.
  • Bei dieser Ausführungsform können Standardverfahren zur Optimierung verwendet werden, da Gradientenschritte von allen anderen Fahrzeugen 100-1, 100-2, 100-3 zusammengetragen werden. Die einzelnen Werte der Nutzenfunktionen können auch so gesammelt werden, dass das erste Fahrzeug 100-1 nachverfolgen kann, wie der aggregierte Nutzen entsteht. Diese Ausführungsform kann Koordination erfordern, jedoch eine schnellere Annäherung an den optimalen Satz von Geschwindigkeitsprofilen ermöglichen. Die Auswahl an errechneten Algorithmen kann auf Grundlage von Simulationen erfolgen.
  • Die Kommunikation eines in Frage kommenden Satzes von Geschwindigkeitsprofilen und Gradientenschritten kann drahtlos erfolgen, z. B. durch drahtlose Funkübertragung.
  • Die Auswertung kann zu einem Rating oder Ranking der erhaltenen, in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen führen. In einigen Ausführungsformen kann ein Veto durch ein Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 für ein in Frage kommendes Geschwindigkeitsprofil eingelegt werden, das zu einem Unfall führen würde (oder bei dem ein Mindestabstand t1, t2 zwischen den Fahrzeugen 100-1, 100-2, 100-3 unterschritten wird) oder an das sich das Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 aufgrund von Beschränkungen des Fahrzeugs 100-1, 100-2, 100-3 nicht halten könnte.
  • Dadurch wird ein geeigneter Satz von Geschwindigkeitsprofilen für den bevorstehenden Streckenabschnitt ausgewählt und ermittelt, was einen gesenkten und/oder geringen Energieverbrauch für den Fahrzeugverband als ganzen ermöglicht. Dadurch kann eine energieeffiziente Fahrweise des Fahrzeugverbands 110 in Regionen jeglicher Art, einschließlich hügeligen Regionen, erzielt werden. Ein weiterer Vorteil des beschriebenen Verfahrens liegt darin, dass ein besonderes Geschwindigkeitsprofil, das sehr nachteilig für ein besonderes Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 ist, missachtet werden kann, was eine verbesserte Fairness zwischen den Fahrzeugen 100-1, 100-2, 100-3 im Fahrzeugverband ermöglicht.
  • Die Verringerung des Energieverbrauchs, wenn die Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 fossile Kraftstoffe verwenden, führt nicht nur zu einem kostengünstigeren Transport, sondern auch zu verringerten Emissionen von schädlichen Abgasen.
  • Ein weiterer Vorteil des beschriebenen Verfahrens besteht darin, dass es robust und leicht zu verstehen ist, so dass es leichter zu implementieren ist als andere alternative, komplexere Verfahren.
  • Ein weiterer Vorteil ist die Flexibilität des Verfahrens, das durch Verteilung umgesetzt werden kann, was allen Fahrzeugen 100-1, 100-2, 100-3 im Fahrzeugverband 110 ermöglicht, sich an der Entscheidungsfindung bezüglich der Geschwindigkeitsprofilauswahl für den Fahrzeugverband 110 zu beteiligen, jedoch auch in einem Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 oder in einen fahrzeugexternen Knoten zentralisiert werden kann.
  • 2A zeigt ein Beispiel eines Szenarios, in dem ein einziges Fahrzeug 100 in der Fahrtrichtung 105 auf der Straße 120 fährt und in einer hügeligen Region angekommen ist.
  • Das Fahrzeug 100 ist bergauf gefahren und hat den höchsten Punkt des Hügels erreicht. Wenn das Fahrzeug 100 sich in einer ersten Position 210-1 der Hügelspitze genähert hat, kann der/die Fahrer/in vom Gas gehen und über die Hügelspitze rollen, und zwar zunächst mit sinkender Geschwindigkeit. Nach dem Überfahren der Hügelspitze gewinnt das Fahrzeug 100 auf der Gefällestrecke an Geschwindigkeit. An einem zweiten Punkt 210-2 kann der/die Fahrer/in wieder beginnen, Gas zu geben, um an Geschwindigkeit und Schwung zu gewinnen, damit eine bevorstehende Steigung (nicht in 2A dargestellt) überwunden werden kann.
  • Dieses Verfahren, das in Bezug auf den Kraftstoffverbrauch für ein einzelnes Fahrzeug 100 vielleicht optimal ist, ist beim Fahren im Verband jedoch nicht günstig, was aus 2B zu ersehen ist.
  • 2B zeigt denselben oder einen ähnlichen Hügel wie 2A, jedoch mit einem Fahrzeugverband 110, der verschiedene Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 mit einem entsprechenden Abstand t1, t2 zwischen diesen Fahrzeugen umfasst, die in die Fahrtrichtung 105 fahren, d. h. in der Figur von rechts nach links.
  • Wenn das erste Fahrzeug 100-1 des Fahrzeugverbands 110 sich der Hügelspitze nähert, würde es, wenn es ein einzelnes Fahrzeug wäre, vom Loslassen des Gaspedals profitieren, indem es über die Hügelspitze und anschließend bergab rollt, so dass es Energie spart. Jedoch fahren die anderen Folgefahrzeuge 100-2, 100-3 weiterhin bergauf, so dass das Vomgasgehen für diese Fahrzeuge 100-2, 100-3 ungeeignet ist, weil sie eventuell nicht über genügend Schwung verfügen, um den Hügel zu überwinden.
  • Ein weiteres Problem besteht darin, dass die verschiedenen Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 des Verbands ein unterschiedliches Gewicht und/oder Leistungsgewicht aufweisen können. Deshalb können unterschiedliche Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 sowohl beim Bergabfahren als auch beim Bergauffahren unterschiedliche Verhaltensweisen zeigen.
  • In hügeligen Regionen, vielleicht insbesondere für Schwerfahrzeuge, wie beispielsweise Lastkraftwagen, die eine Hangstrecke fahren, hat die Schwerkraft einen starken Einfluss. Im Gegensatz zu einem Passagierfahrzeug sind Schwerfahrzeuge üblicherweise nicht in der Lage, ausreichenden Antriebsdrehmoment zu erzeugen, um die Geschwindigkeit beim Bergauffahren bei einer Steigung von etwa 3,5% bei 90 km/h beizubehalten, was nur als ein nicht begrenzendes Beispiel erwähnt wird. Auf ähnliche Weise erfahren Schwerfahrzeuge beim Bergabfahren üblicherweise eine Geschwindigkeitserhöhung, wenn das Gefälle nach einem anderen nicht begrenzenden Beispiel weniger als –1,4% beträgt. Diese Werte variieren beträchtlich zwischen den verschiedenen Fahrzeugen 100-1, 100-2, 100-3 in Abhängigkeit von der Fahrzeugkonfiguration, dem Motor, dem Fahrzeuggewicht, dem Luftwiderstand, dem Rollwiderstand usw. Daher kann die induzierte Schwerkraft als eine positive oder negative Längskraft in Abhängigkeit von der Neigung der Straße 120 agieren.
  • Die Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 des Verbands 110 können unterschiedliche Gewichte und/oder unterschiedliche Leistungsgewichte haben. Damit die Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 des Verbands 110 den Hügel gruppiert überqueren können und trotzdem die Vorteile von Fahrzeugverbänden nutzen können, muss eine Reihe von Geschwindigkeitsprofilen für die Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 des Verbands 110 ermittelt werden, welche die gewichtete Summe des Energieverbrauchs und der Fahrzeit der Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 minimieren oder zumindest verringern.
  • Folglich muss ein Kompromiss berechnet werden, der den Energieverbrauch des gesamten Fahrzeugverbands 110 minimiert oder zumindest verringert. Der Satz von Geschwindigkeitsprofilen für die Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 kann ein einzelnes Geschwindigkeitsprofil umfassen, das von allen Fahrzeugen 100-1, 100-2, 100-3 im Fahrzeugverband 110 geteilt wird, oder ein eigenes Geschwindigkeitsprofil für jedes Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 im Fahrzeugverband 110 und alles dazwischen umfassen, d. h., dass einige Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 im Fahrzeugverband 110 ein gemeinsames Geschwindigkeitsprofil teilen. Je größer der Abstand t1, t2 zwischen den Fahrzeugen 100-1, 100-2, 100-3 ist, desto größer können die Unterschiede zwischen den Geschwindigkeitsprofilen innerhalb des Satzes von Geschwindigkeitsprofilen sein. Folglich kann in einigen Ausführungsformen eine Beziehung zwischen den Abständen t1, t2 zwischen den Fahrzeugen 100-1, 100-2, 100-3 und der Geschwindigkeit der Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 bestehen.
  • 2C zeigt, wie die Wahl des Satzes von Geschwindigkeitsprofilen für die Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 des Verbands 110 beim Fahren auf einem aktuellen Streckenabschnitt 220-1 der Straße 120 erfolgen kann, um den Satz von Geschwindigkeitsprofilen zu ermitteln, die in einem bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 zu verwenden sind. Dadurch kann die Berechnung und Auswahl an Geschwindigkeitsprofilen in Ruhe erfolgen.
  • Die Straßenneigung kann in verschiedenen geografischen Positionen der Straße 120 vor dem Verband 110 in der Fahrtrichtung 105 festgestellt werden, wie beispielsweise im aktuellen Streckenabschnitt 220-1 und im bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 und/oder im bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2.
  • Der bevorstehende Streckenabschnitt 220-2 kann von einem der Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 des Verbands 110 festgelegt werden oder kann im Voraus vereinbart werden.
  • Bei der dargestellten Ausführungsform beginnt der bevorstehende Streckenabschnitt 220-2 dort, wo der aktuelle Streckenabschnitt 220-1 endet, d. h. die Streckenabschnitte 220-1, 220-2 überlappen sich nicht. Jedoch können sich bei anderen Ausführungsformen die Streckenabschnitte 220-1, 220-2, wie in 2D dargestellt, ganz oder teilweise überlappen.
  • Bei den Ausführungsformen, bei denen sich die Streckenabschnitte 220-1, 220-2 überlappen, hat der Satz von Fahrzeugprofilen, der für den bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 ermittelt wurde, Vorrang vor dem ermittelten Satz von Fahrzeugprofilen, der für den aktuellen Streckenabschnitt 220-1 verwendet wurde.
  • 3 zeigt ein Beispiel dafür, wie eines der vorherigen Szenarien in 1, und/oder den 2B–2D vom Fahrer eines Fahrzeugs 100-1, 100-2, 100-3 im Verband 110 aufgenommen werden kann. Obwohl das zweite Fahrzeug 100-2 des Verbands 110 dargestellt ist, handelt es sich dabei nur um ein nicht begrenzendes Beispiel. Jedes andere Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 des Verbands 110 oder einige oder alle davon können in gleicher oder ähnlicher Weise ausgestattet sein.
  • Das Fahrzeug 100-2 folgt somit dem vorausfahrenden Fahrzeug 100-1 mit einem Abstand t1. Das Fahrzeug 100-2 umfasst eine Steuereinheit 310 zur Ermittlung eines Satzes von Geschwindigkeitsprofilen für den Fahrzeugverband 110. In einigen Ausführungsformen kann die Steuereinheit 310 eine Adaptive Cruise Control (ACC) umfassen oder ein Teil davon sein.
  • Eine ACC ist ein optionales Geschwindigkeitsregelsystem für die Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3, das die Fahrzeuggeschwindigkeit automatisch anpasst, um einen sicheren Abstand zu den vorausfahrenden Fahrzeugen 100-1, 100-2, 100-3 einzuhalten. Die ACC kann in verschiedenen Ausführungsformen beispielsweise Bordsensoren wie etwa einen Radar- oder Lasersensor verwenden, um den Abstand t1, t2 zum vorausfahrenden oder hinterherfahrenden Fahrzeug aufrecht zu erhalten. Ebenso können zu diesem Zweck Satelliten, Baken am Straßenrand oder mobile Infrastrukturelemente, wie beispielsweise Reflektoren oder Geber am Heck von anderen, vorausfahrenden Fahrzeugen 100-1, 100-2, 100-3, zum Einsatz kommen.
  • In einigen Ausführungsformen kann ein optionales Display 370 im Fahrzeug 100-2 vorhanden sein, das an die Steuereinheit 310 angeschlossen ist. Dadurch können Informationen bezüglich der Geschwindigkeitsprofile und/oder des Verbands 110 angezeigt werden, wie beispielsweise der aktuelle Abstand bzw. die aktuelle Zeitlücke t1, t2, die aktuelle Straßenneigung vor dem Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 usw.
  • Das Fahrzeug 100-2 umfasst auch eine am Fahrzeug angebrachte Abstandsmessvorrichtung 320, wie beispielsweise eine Radareinheit, einen Entfernungsmesssensor, eine Stereokamera, einen Ultraschallsensor, der eine Ultraschallwelle aussendet und deren Reflexionen erkennt und analysiert, oder eine ähnliche Vorrichtung auf der Basis von Radar, Infrarotlicht oder Mikrowellen, zur Erkennung des vorausfahrenden Fahrzeugs 100-1 und zur Ermittlung des Abstands t1.
  • Darüber hinaus umfasst das Fahrzeug 100-2 eine Ortungseinheit 330. Die Ortungseinheit 330 kann auf einem Satellitennavigationssystem basieren, wie beispielsweise Navigation Signal Timing and Ranging (Navstar), Global Positioning System (GPS), Differential GPS (DGPS), Galileo, GLONASS oder dergleichen. Folglich kann die Ortungseinheit 330 einen GPS-Empfänger (Navigationssystem) umfassen.
  • Die geografische Position des Fahrzeugs 100-2 kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen kontinuierlich oder in bestimmten vorgegebenen oder konfigurierbaren Zeitintervallen ermittelt werden.
  • Die Positionsbestimmung durch Satellitennavigation basiert auf Abstandsmessung, die Triangulation von mehreren Satelliten 340-1, 340-2, 340-3, 340-4 verwendet. Die Satelliten 340-1, 340-2, 340-3, 340-4 übermitteln kontinuierlich Informationen über Zeit und Datum (beispielsweise in verschlüsselter Form), Identität (welcher Satellit 340-1, 340-2, 340-3, 340-4 ausstrahlt), Status, und darüber, wo sich der Satellit 340-1, 340-2, 340-3, 340-4 zu einem gegebenen Zeitpunkt befindet. GPS-Satelliten 340-1, 340-2, 340-3, 340-4 übermitteln mit verschiedenen Codes verschlüsselte Informationen, die beispielsweise, aber nicht notwendigerweise, auf dem Codemultiplexverfahren (CDMA) basieren. Dies lässt den Erhalt von Informationen von einem einzelnen Satelliten 340-1, 340-2, 340-3, 340-4 zu, die sich von den Informationen aus den anderen Satelliten unterscheiden und auf einem eindeutigen Code des jeweiligen Satelliten 340-1, 340-2, 340-3, 340-4 basieren. Diese Informationen können dann zu der entsprechend angepassten Ortungseinheit 330 im Fahrzeug 100-2 übermittelt werden.
  • Die Abstandsmessung kann gemäß einigen Ausführungsformen die Messung des Unterschieds der Zeit umfassen, die benötigt wird, damit das jeweilige Satellitensignal, das von den jeweiligen Satelliten 340-1, 340-2, 340-3, 340-4 ausgesendet wird, die Ortungseinheit 330 erreicht. Da sich Funksignale mit Lichtgeschwindigkeit fortbewegen, kann der Abstand zu dem jeweiligen Satelliten 340-1, 340-2, 340-3, 340-4 durch die Messung der Signallaufzeit berechnet werden.
  • Die Positionen der Satelliten 340-1, 340-2, 340-3, 340-4 sind bekannt, da sie kontinuierlich von etwa 15–30 Bodenstationen überwacht werden, die sich hauptsächlich entlang und in der Nähe des Äquators befinden. Dadurch kann die geografische Position, d. h. der Breitengrad und der Längengrad des Fahrzeugs 100-2, berechnet werden, indem der Abstand zu mindestens drei Satelliten 340-1, 340-2, 340-3, 340-4 durch Triangulation ermittelt wird. Zur Ermittlung der Höhe können gemäß einigen Ausführungsformen Signale von den vier Satelliten 340-1, 340-2, 340-3, 340-4 verwendet werden.
  • Nachdem die geografische Position des Fahrzeugs 100-2 und die Fahrtrichtung 105 des Fahrzeugs 100-2 und des Verbands 110 ermittelt wurde, kann die Steuereinheit 310 eine Straßenneigung an der geografischen Position der Straße 120 vor dem Fahrzeug 100-2 in der bestimmten Fahrtrichtung 105 ermitteln, beispielsweise für den bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2.
  • Die Topografie, d. h. die Straßenneigung des bevorstehenden Streckenabschnitts 220-2 vor dem Fahrzeug 100-2, kann aus einer Datenbank 350 abgerufen werden. Die Datenbank 350 kann sich in einigen Ausführungsformen im Fahrzeug 100-2 befinden oder eine externe Datenbank außerhalb des Fahrzeugs 100-2 sein und über eine drahtlose Schnittstelle zugänglich sein.
  • In der Datenbank 350 sind verschiedene geografische Positionen verknüpft mit den jeweiligen Straßenneigungswerten gespeichert. Diese Positionen können mittels einer geografischen Position und einer Richtung als Eingabewerte abgerufen werden.
  • Die Topografie des bevorstehenden Streckenabschnitts 220-2 ist wichtig für die Ermittlung des Geschwindigkeitsprofils für die Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 des Verbands 110. Beispielsweise kann/können bei Erreichen einer langen und steilen Bergabstrecke eines der Fahrzeuge, einige der Fahrzeuge oder alle der Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 dazu neigen, einen Modus oder Zustand des Fahrzeugs 100-1, 100-2, 100-3 zu ändern, wie beispielsweise die Geschwindigkeit und/oder den Ladezustand der Batterie usw., um beim Bergabrollen die Batterie aufzuladen.
  • Die Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 des Verbands 110 können über eine drahtlose Schnittstelle miteinander kommunizieren. Folglich kann das erste Fahrzeug 100-1 einen ersten Transceiver 360-1 und das zweite Fahrzeug 100-2 einen zweiten Transceiver 360-2 umfassen.
  • Die drahtlose Kommunikation kann beispielsweise wie folgt vorgenommen werden: durch ein Fahrzeug-zu-Fahrzeugsignal (V2V) oder durch ein beliebiges anderes drahtloses Signal, das auf einer drahtlosen Kommunikationstechnologie basiert, wie beispielsweise Wi-Fi, Wireless Local Area Network (WLAN), Ultra Mobile Broadband (UMB), Bluetooth (BT), das Kommunikationsprotokoll IEEE 802.11p, Wireless Access in Vehicular Environments (WAVE) oder Infrarotübermittlung, um nur einige mögliche Beispiele einer drahtlosen Kommunikation zu nennen, oder zumindest an eine solche Technologie angelehnt ist.
  • 4 zeigt ein Beispiel eines Verfahrens 400 in einem Koordinierungsfahrzeug 100-1 in einem Fahrzeugverband 110 gemäß einer Ausführungsform. Das Ablaufdiagramm in 4 zeigt das Verfahren 400 zur Ermittlung eines Satzes von Geschwindigkeitsprofilen für den Fahrzeugverband 110, der in einem bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 in der Fahrtrichtung 105 vor dem Verband 110 zu verwenden ist. Der Verband 110 umfasst eine Gruppierung von Fahrzeugen 100-1, 100-2, 100-3.
  • Die Fahrtrichtung 105 des Fahrzeugs 100 kann anhand des Zielorts der Fahrt oder durch Extrapolation der Fahrtrichtung auf der Basis von zuvor ermittelten geografischen Positionen und eventuell vorhandenem Wissen über die Fahrtrichtung, beispielsweise von gespeicherten Kartendaten, bestimmt werden.
  • Die Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 können beliebige Fortbewegungsmittel sein, wie beispielsweise Lastkraftwagen, Busse oder Personenkraftwagen. Die Anzahl der Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 im Verband 110 kann eine beliebige Anzahl sein, die größer als eins ist, wie beispielsweise 2, 3, ..., ∞.
  • Das Koordinierungsfahrzeug 100-1 kann das erste Fahrzeug im Fahrzeugverband 110 sein. Jedoch kann in verschiedenen Ausführungsformen ein beliebiges Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 auf einer beliebigen Position im Fahrzeugverband 110 das Koordinierungsfahrzeug sein.
  • Die Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 können mit anderen Fahrzeugen 100-1, 100-2, 100-3 des Verbands 110 und eventuell auch mit anderen Fahrzeugen oder Einheiten über drahtlose Signalkommunikation kommunizieren, beispielsweise auf der Basis von Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation (V2V) oder einer anderen drahtlosen Kommunikationstechnologie, wie beispielsweise Wi-Fi, Wireless Local Area Network (WLAN), Ultra Mobile Broadband (UMB), Bluetooth (BT) oder Infrarot-Übermittlung, um nur einige mögliche Beispiele für drahtlose Kommunikation zu nennen.
  • Die Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 fahren im Verband 110 mit einem jeweiligen Abstand t1, t2 zwischen den Fahrzeugen 100-1, 100-2, 100-3 des Verbands 110. Die Abstände t1, t2 zwischen den Fahrzeugen können in einigen Ausführungsformen zwischen einigen oder allen Fahrzeugen 100-1, 100-2, 100-3 gleich sein. Alternativ dazu können unterschiedliche Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 unterschiedliche Abstände t1, t2 zum vorausfahrenden Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 haben. Die Abstände t1, t2 zwischen den Fahrzeugen können bei einigen Ausführungsformen auch in einem bestimmten Intervall variieren. Die Abstände t1, t2 zwischen den Fahrzeugen können als zeitliche Abstände gemessen werden, die dann oft als Zeitlücke bezeichnet werden, und beispielsweise 0,1 Sekunde, 1 Sekunde usw. betragen. Jedoch können alternativ dazu die Abstände t1, t2 zwischen den Fahrzeugen als Längenabstände gemessen werden und beispielsweise einige Zentimeter, einige Dezimeter, einige Meter, eine zweistellige Meterzahl usw. betragen.
  • In einigen Ausführungsformen können die Abstände t1, t2 zwischen den Fahrzeugen 100-1, 100-2, 100-3 des Verbands 110 vergrößert werden, wenn eine Höhendifferenz zwischen dem höchsten und dem tiefsten Punkt des bevorstehenden Streckenabschnitts 220-2 einen bestimmten Schwellenwert überschreitet. Folglich kann der Verband 110 gemäß diesen Ausführungsformen in hügeligen Regionen aufgelöst werden. In einigen Ausführungsformen können die Abstände t1, t2 zwischen den Fahrzeugen durch Multiplikation mit einem Faktor > 1, beispielsweise 2, 3 ..., ∞, vergrößert werden.
  • Bei einigen Ausführungsformen können die Abstände t1, t2 auf der Basis der Straßenneigung des bevorstehenden Streckenabschnitts 220-2 variierbar sein. Bei einigen alternativen Ausführungsformen können die Abstände t1, t2 vergrößert werden, wenn die Straßenneigung negativ ist, d. h. wenn ein Gefälle vorliegt, und/oder es kann die variable Zeitlücke t1, t2 vergrößert werden, wenn die Straßenneigung positiv ist, d. h. wenn eine Steigung vorliegt.
  • Der Satz von Geschwindigkeitsprofilen kann in einigen Ausführungsformen ein bestimmtes Geschwindigkeitsprofil für jedes Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 des Verbands 110 umfassen. Jedoch kann der Satz von Geschwindigkeitsprofilen bei einigen Ausführungsformen ein gemeinsames Geschwindigkeitsprofil für den gesamten Verband 110 oder zumindest für einige Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 des Verbands 110 umfassen.
  • Der Satz von Geschwindigkeitsprofilen kann in einigen Ausführungsformen ein bestimmtes Geschwindigkeitsprofil für jedes Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 des Verbands 110 umfassen.
  • Um den Satz von Geschwindigkeitsprofilen auf korrekte Weise ermitteln zu können, kann das Verfahren 400 eine Reihe von Schritten 401–408 umfassen. Jedoch können einige dieser Schritte 401–408 nur in einigen alternativen Ausführungsformen durchgeführt werden, wie beispielsweise der Schritt 401. Außerdem können die genannten Schritte 401–408 in leicht unterschiedlicher zeitlicher Reihenfolge als der vorgeschlagenen Nummerierung durchgeführt werden. Die Schritte 403–405 können in einigen Ausführungsformen wiederholt werden. In einigen Ausführungsformen können die Schritte 403–405 wiederholt werden, bis eine Unterbrechungsbedingung zur Unterbrechung der Wiederholung erfüllt ist, woraufhin die Schritte 406–408 durchgeführt werden. Das Verfahren 400 kann die folgenden Schritte umfassen: Der Schritt 401, der nur bei einigen Ausführungsformen durchgeführt werden kann, kann die Verteilung von geografischen Informationen umfassen, die den bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 definieren.
  • Der bevorstehende Streckenabschnitt 220-2 kann jedoch in einigen Ausführungsformen vorgegeben sein. Bei anderen Ausführungsformen kann ein beliebiges Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 des Verbands 110 den bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 ermitteln und festlegen.
  • Die Topografie, d. h. die Straßenneigung des bevorstehenden Streckenabschnitts 220-2, kann zusammen mit geografischen Positionen im bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 in einer Datenbank 350 gespeichert werden. Die Streckenabschnitte 220-1, 220-2 können sich in einigen Ausführungsformen überschneiden.
  • Schritt 402 umfasst die Extraktion von fahrzeugbezogenen Informationen, die in Anbetracht der Topologie des bevorstehenden Streckenabschnitts 220-2 für das Verhalten des Fahrzeugs im bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 relevant sind, aus dem eigenen Koordinierungsfahrzeug 100-1.
  • Die extrahierten, fahrzeugbezogenen Informationen können beispielsweise Folgendes umfassen: Betriebsarten oder Zustände des Koordinierungsfahrzeugs 100-1, Übersetzungsverhältnisse im Getriebe des Koordinierungsfahrzeugs 100-1, die Mindest- und die Höchstgeschwindigkeit des Koordinierungsfahrzeugs 100-1, den Luftwiderstand, die geschwindigkeits- und lastabhängigen Verluste, den Kühl-/Heizbedarf, die Höchstdrehmomentkurve, Informationen über die Beziehung zwischen Drehmoment, Motordrehzahl und Energieverbrauch, den Gangwechselzeitpunkt, die Gangwechseldauer, den Batterieladezustand, das Druckniveau im Pneumatikbehälter, die Abgase nach der Behandlung, die Systemtemperatur sowie Emissionen und ähnliche Informationen, die für das Fahrzeugverhalten im bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 relevant sind.
  • Schritt 403 umfasst die Berechnung eines Satzes von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen zur Verwendung durch den Fahrzeugverband 110 im bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2, um die gewichtete Summe des Energieverbrauchs und der Fahrzeit des Koordinierungsfahrzeugs 100-1 (in der ersten Wiederholung) bezüglich der Topologie des bevorstehenden Streckenabschnitts anhand der extrahierten 402 fahrzeugbezogenen Informationen zu verringern.
  • Folglich kann auf Grundlage der dem eigenen Koordinierungsfahrzeug 100-1 extrahierten fahrzeugbezogenen Informationen der Satz von Geschwindigkeitsprofilen des Verbands 110 mit der kleinsten gewichteten Summe des Energieverbrauchs und der Fahrzeit ermittelt werden, wie beispielsweise der Profilsatz mit dem geringsten möglichen Energieverbrauch beim Durchfahren des bevorstehenden Streckenabschnitts 220-2 in einem Geschwindigkeitsintervall, wie beispielsweise zwischen 70 und 80 km/h (in einem nicht begrenzenden Beispiel). Im typischen Fall können die geringste Geschwindigkeit des Geschwindigkeitsintervalls beim Bergauffahren und die höchste Geschwindigkeit des Geschwindigkeitsintervalls beim Bergabfahren eingehalten werden.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann eine Mindestgeschwindigkeit vorgegeben werden, die von allen Fahrzeugen 100-1, 100-2, 100-3 des Verbands eingehalten werden muss. Außerdem kann analog dazu eine Höchstgeschwindigkeit (aus rechtlichen Gründen) vorgegeben werden, wie beispielsweise 80 km/h oder 90 km/h, je nach Fahrzeugtyp und Gesetzgebung.
  • Die Beurteilung kann auf der Topografie oder der Straßenneigung des bevorstehenden Streckenabschnitts 220-2 basieren. Die Straßenneigung ändert sich normalerweise mit der geografischen Position beim Fahren durch den bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2, beispielsweise in einer hügeligen Region. Die Straßenneigung des bevorstehenden Streckenabschnitts 220-2 kann aus einer Datenbank abgerufen werden, die sich an Bord des Fahrzeugs 100-1, 200-2, 100-3 befinden kann oder eine externe Datenbank des Fahrzeugs 100-1, 100-2, 100-3 sein kann, die über die bereits beschriebene drahtlose Schnittstelle zugänglich ist.
  • Die unterschiedliche Straßenneigung an unterschiedlichen geografischen Positionen kann sich auf die verschiedenen Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 des Verbands 110 in unterschiedlicher Weise auswirken, beispielsweise aufgrund von unterschiedlichen Gewichten, Leistungsgewichten und anderen Parametern, die für die einzelnen Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 des Verbands 110 unterschiedlich und spezifisch sein können.
  • Das Leistungsgewicht oder die Belastbarkeit kann eine Größe sein, die häufig generell für Fahrzeuge angewendet wird, um einen Vergleich der Leistung von verschiedenen Fahrzeugen zu ermöglichen. Diese Größe wird als Maß für die Leistung eines Fahrzeugs 100-1, 100-2, 100-3 als Ganzes verwendet. Dabei wird das Gewicht (oder die Masse) des Fahrzeugs 100-1, 100-2, 100-3 durch die Leistung des Motors dividiert, um ein Maß zu erhalten, das von der Größe des Fahrzeugs unabhängig ist.
  • Das Leistungsgewicht des Fahrzeugs 100-1, 100-2, 100-3 kann mit einem Gewichtssensor des Fahrzeugs 100-1, 100-2, 100-3 gemessen werden oder bei einigen Ausführungsformen auf der Basis der Belastung und eines gespeicherten Leistungswerts geschätzt werden.
  • Jedoch kann sich die Straßenneigung auch auf die Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 auswirken, und zwar auf der Basis von Betriebsarten oder Zuständen des Fahrzeugs 100-1, 100-2, 100-3, Übersetzungsverhältnissen im Getriebe des Fahrzeugs 100-1, 100-2, 100-3, der Mindest- und Höchstgeschwindigkeit des Fahrzeugs 100-1, 100-2, 100-3, der geschwindigkeits- und lastabhängigen Verluste, des Kühl-/Heizbedarfs, der Höchstdrehmomentkurve, Informationen über die Beziehung zwischen Drehmoment, Motordrehzahl und Energieverbrauch, des Gangwechselzeitpunkts, der Gangwechseldauer, des Ladezustands der Batterien, des Druckniveaus des Pneumatikbehälters, der Abgase nach Behandlung, der Systemtemperatur, der Emissionen und ähnlicher Informationen, die für die Fahrzeugleistung im bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 relevant sind. Diese Parameter können für unterschiedliche Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 des Verbands 110 unterschiedlich sein.
  • Alle in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofile, die dazu führen, dass die Einhaltung der Mindestabstände t1, t2 zwischen den Fahrzeugen 100-1, 100-2, 100-3 des Verbands 110 nicht möglich ist, können aus dem ermittelten Satz von Geschwindigkeitsprofilen ausgeschlossen werden. Die Mindestabstände t1, t2 können aus Sicherheitsgründen so eingestellt werden, dass Kollisionen vermieden werden, und können beispielsweise auf einige Zentimeter, einige Dezimeter, einige Meter usw. voreingestellt werden.
  • Schritt 404 umfasst die Übermittlung des berechneten 403 Satzes von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen zum Erhalt durch mindestens ein anderes Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 im Fahrzeugverband 110.
  • Der Satz von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen kann in einigen Ausführungsformen über die oben beschriebene drahtlose Signalkommunikation kommuniziert werden, beispielsweise per Funk übertragen werden, so dass ein beliebiges Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 im Verband 110 in der Lage ist, diesen zu empfangen. In anderen Ausführungsformen wird der Satz von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen einem zugehörigen anderen Einzelfahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 im Fahrzeugverband 110 für weitere Berechnungen übermittelt.
  • Schritt 405 umfasst den Erhalt von Informationen über den übermittelten 404 Satz von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen, wobei diese Informationen von mindestens einem anderen Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 im Verband 110 errechnet wurden, um eine gewichtete Summe des Energieverbrauchs und der Fahrzeit des genannten Fahrzeugs 100-1, 100-2, 100-3 im bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 zu verringern.
  • Die Informationen können in einigen Ausführungsformen einen Gradientenschritt, d. h. eine Änderung des 404 Satzes von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen umfassen. Diese können als Gradienteninformationen bezeichnet werden.
  • Die Informationen über den übermittelten 404 Satz von Geschwindigkeitsprofilen können in einigen Ausführungsformen einen geänderten Satz von Geschwindigkeitsprofilen umfassen, wobei mehrere Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 im Verband 110 im Anschluss den geänderten Satz von Geschwindigkeitsprofilen erhalten und diesen ändern, um eine gewichtete Summe des Energieverbrauchs und der Fahrzeit des genannten Fahrzeugs 100-1, 100-2, 100-3 beim Fahren im bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 zu verringern, und den geänderten Satz von Geschwindigkeitsprofilen zum Empfang durch ein anderes Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 im Verband 110 übermitteln.
  • In einigen Ausführungsformen können die Informationen bezüglich des übermittelten 404 Satzes von Geschwindigkeitsprofilen eine Änderung des erhaltenen Satzes von Geschwindigkeitsprofilen umfassen. Mehrere Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 im Fahrzeugverband 110 können den übermittelten 404 Satz von Geschwindigkeitsprofilen erhalten und den Satz von Geschwindigkeitsprofilen ändern, um eine gewichtete Summe des Energieverbrauchs und der Fahrzeit des eigenen Fahrzeugs 100-1, 100-2, 100-3 beim Fahren im bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 zu verringern, und die Änderung einem spezifischen Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 übermitteln, das die entsprechenden Änderungen zusammenträgt und noch einen Satz von Geschwindigkeitsprofilen auf Grundlage der erhaltenen Änderungen erstellt.
  • Die Informationen über den übermittelten 404 Satz von Geschwindigkeitsprofilen werden im entsprechenden Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 zur Minimierung des Energieverbrauchs und der Fahrzeit des genannten Fahrzeugs 100-1, 100-2, 100-3 beim Fahren im bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 bezüglich der Topologie des bevorstehenden Streckenabschnitts 220-2 auf der Basis von Betriebarten oder Zuständen des Fahrzeugs 100-1, 100-2, 100-3, Übersetzungsverhältnissen im Getriebe des Fahrzeugs 100-1, 100-2, 100-3, der Mindest- und Höchstgeschwindigkeit des Fahrzeugs 100-1, 100-2, 100-3, der geschwindigkeits- und lastabhängigen Verluste, des Kühl-/Heizbedarfs, der Höchstdrehmomentkurve, Informationen über die Beziehung zwischen Drehmoment, Motordrehzahl und Energieverbrauch, des Gangwechselzeitpunkts, der Gangwechseldauer, des Ladezustands der Batterien, des Druckniveaus des Pneumatikbehälters, der Abgase nach Behandlung, der Systemtemperatur, der Emissionen und ähnlicher Informationen errechnet, die für die Fahrzeugleistung im bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 relevant sind.
  • Schritt 406 umfasst die Wiederholung der oben beschriebenen Schritte 403–405, wobei die wiederholte Berechnung 405 auch auf Grundlage der erhaltenen 405 Informationen erfolgt.
  • Die Wiederholung kann durchgeführt werden, bis eine Unterbrechungsbedingung erfüllt ist. Eine entsprechende Unterbrechungsbedingung zum Unterbrechen der Wiederholung 406 kann in verschiedenen Ausführungsformen Folgendes umfassen: der Unterschied zwischen jedem wiederholt berechneten 403 Satz von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen ist geringer als ein Schwellenwert; die Norm der Gradienteninformationen ist geringer als ein Schwellenwert; eine vorgegebene Grenze von Wiederholungen wird erreicht, beispielsweise 5–10 Mal; ein Zeitlimit wird erreicht, beispielsweise 30 Sekunden oder fünf Minuten; oder der Fahrzeugverband 110 erreicht den bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2.
  • Schritt 407 umfasst die Ermittlung des Satzes von Geschwindigkeitsprofilen zur Verwendung durch den Verband 110 im bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 auf Grundlage der erhaltenen 405 Informationen, wenn eine Unterbrechungsbedingung zum Unterbrechen der Wiederholung 406 erfüllt ist.
  • Der Satz von Geschwindigkeitsprofilen kann in einigen Ausführungsformen so festgelegt werden, dass beim Fahren im bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 bestimmte Mindestabstände t1, t2 zwischen den Fahrzeugen 100-1, 100-2, 100-3 im Verband 110 eingehalten werden.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann der Satz von Geschwindigkeitsprofilen so festgelegt werden, dass alle Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 des Verbands 110 beim Fahren im bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 den Satz von Geschwindigkeitsprofilen befolgen können und einen maximalen Abstand t1, t2 zum vorausfahrenden Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 einhalten können.
  • Schritt 408 umfasst die Anweisung für jedes Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 des Verbands, damit zu beginnen, den ermittelten 407 Satz von Geschwindigkeitsprofilen beim Eintreffen im bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 zu verwenden.
  • Folglich können die Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 des Verbands 110 beim Eintreffen im bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 zeitgleich damit beginnen, die bestimmten Geschwindigkeitsprofile zu verwenden, beispielsweise wenn das erste Fahrzeug 100-1 des Verbands 110 im bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 eintrifft oder wenn ein beliebiges Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 des Verbands im bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 eintrifft. Bei einigen Ausführungsformen können die Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 des Verbands 110 damit beginnen, die bestimmten jeweiligen Geschwindigkeitsprofile zu verwenden, wenn sie eine geografische Position passieren und in den bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 einfahren. Bei diesen Ausführungsformen können die Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 nacheinander damit beginnen, das jeweilige Geschwindigkeitsprofil zu verwenden.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann, wenn mindestens einige der Schritte aus dem Verfahren 400 wiederholt wurden, der Schritt 408 durchgeführt werden, wenn der Fahrzeugverband 110 oder das erste Fahrzeug 100-1 des Verbands 110 im bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 eintrifft.
  • 5 zeigt eine Ausführungsform eines Systems 500 in einem Fahrzeugverband 110. Das System 500 umfasst eine Steuereinheit 310 in einem Koordinierungsfahrzeug 100-1 des Verbands 110 zur Ermittlung einer Reihe von Geschwindigkeitsprofilen zur Verwendung durch den Verband 110 in einem bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 in der Fahrtrichtung 105 vor dem Verband 110. Der Fahrzeugverband 110 umfasst eine gruppierte Reihe von Fahrzeugen 100-1, 100-2, 100-3, wobei das Koordinierungsfahrzeug 100-1 ein Fahrzeug ist, z. B. das erste Fahrzeug im Verband 110.
  • Die Steuereinheit 310 des Koordinierungsfahrzeugs 100-1 kann folglich mindestens einige der bereits beschriebenen Schritte 401–408 gemäß dem oben beschriebenen Verfahren 400 durchführen, das in 4 dargestellt ist.
  • Das Koordinierungsfahrzeug 100-1 kann eines der Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 des Verbands 110 sein, wie beispielsweise das erste Fahrzeug 100-1 des Verbands 110, oder ein anderes Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 auf einer beliebigen Position im Verband 110.
  • Folglich kann die Steuereinheit 310 in den Fahrzeugen 100-1, 100-2, 100-3 fahrzeugbezogene Informationen entnehmen, die in Bezug auf die Topologie des bevorstehenden Streckenabschnitts 220-2 für die Fahrzeugleistung am festgelegten bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 relevant sind. Außerdem kann die Steuereinheit 310 eine Reihe von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen zur Verwendung durch den Fahrzeugverband 110 im bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 berechnen, um die gewichtete Summe des Energieverbrauchs und der Fahrzeit des Verbands bezüglich der Topologie des bevorstehenden Streckenabschnitts 220-2 anhand der empfangenen fahrzeugbezogenen Informationen zu verringern. Außerdem kann die Steuereinheit 310 den errechneten Satz von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen zum Erhalt durch mindestens ein anderes Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 im Fahrzeugverband 110 übermitteln.
  • Die Steuereinheit 310 kann außerdem Informationen über den übermittelten Satz von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen erhalten, wobei die Informationen durch das mindestens eine andere Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 im Fahrzeugverband 110 errechnet wurden, um die gewichtete Summe des Energieverbrauchs und der Fahrzeit des genannten Fahrzeugs 100-1, 100-2, 100-3 beim Fahren im bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 zu verringern. Die erhaltenen Informationen können in verschiedenen Ausführungsformen entweder Gradienteninformationen oder einen geänderten Satz von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen umfassen.
  • Die Steuereinheit 310 kann außerdem die Berechnung des Satzes von in Frage kommenden Profilen, die Übermittlung des errechneten Satzes von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen und den Erhalt von Informationen wiederholen. Zusätzlich kann die Steuereinheit 310 den Satz von Geschwindigkeitsprofilen zur Verwendung durch den Fahrzeugverband 110 im bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 ermitteln, wenn eine Unterbrechungsbedingung zum Unterbrechen der Wiederholung erfüllt ist. Eine entsprechende Unterbrechungsbedingung kann beispielsweise Folgendes umfassen: Der Unterschied zwischen jedem wiederholt berechneten 403 Satz von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen ist geringer als ein Schwellenwert; die Norm der Gradienteninformationen ist geringer als ein Schwellenwert; eine vorgegebene Grenze von Wiederholungen wird erreicht; ein Zeitlimit wird erreicht; oder der Fahrzeugverband 110 erreicht den bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2.
  • Zusätzlich kann die Steuereinheit 310 den Satz von Geschwindigkeitsprofilen zur Verwendung durch den Fahrzeugverband 110 im bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 auf Grundlage der erhaltenen Informationen ermitteln. Außerdem kann die Steuereinheit 310 jedes Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 des Verbands 110 anweisen, beim Eintreffen im bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 zu beginnen, ein Geschwindigkeitsprofil aus dem ermittelten Satz von Geschwindigkeitsprofilen zu verwenden.
  • Die Steuereinheit 310 kann folglich mindestens einige der Schritte 403–405 des Verfahrens 400 für eine vorgegebene oder nicht vorgegebene Zeitmenge wiederholen.
  • In einigen Ausführungsformen kann die Steuereinheit 310 außerdem Informationen bezüglich des ermittelten Satzes von Geschwindigkeitsprofilen verarbeiten, wobei die Informationen einen geänderten Satz von Geschwindigkeitsprofilen oder einen Gradientenschritt umfassen.
  • Außerdem kann die Steuereinheit 310 den Satz von Geschwindigkeitsprofilen ermitteln, so dass beim Fahren im bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 Mindestabstände t1, t2 zwischen den Fahrzeugen 100-1, 100-2, 100-3 im Verband 110 eingehalten werden.
  • Die Steuereinheit 310 kann außerdem den Satz von Geschwindigkeitsprofilen ermitteln, so dass alle Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 des Verbands 110 beim Fahren im bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 den Satz von Geschwindigkeitsprofilen befolgen können und maximale Abstände t1, t2 zum vorausfahrenden Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 einhalten können.
  • Außerdem kann in einigen Ausführungsformen die Steuereinheit 310 so konfiguriert sein, dass sie geografische Informationen über den bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 verteilt.
  • Die Steuereinheit 310 kann zusätzlich die Abstände zwischen den Fahrzeugen 100-1, 100-2, 100-3 des Verbands 110 vergrößern, wenn ein Höhenunterschied zwischen dem höchsten und dem niedrigsten Punkt des bevorstehenden Streckenabschnitts 220-2 einen Schwellenwert überschreitet.
  • Außerdem kann die Steuereinheit 310 die Schritte 403–405 des Verfahrens 400 wiederholen, bis der Unterschied zwischen jedem wiederholt berechneten Geschwindigkeitsprofil geringer als ein Schwellenwert ist, oder bis der Fahrzeugverband 110 im bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 eintrifft, wenn die Schritte 407–408 durchgeführt werden.
  • Außerdem kann die Steuereinheit 310 ein bestimmtes Geschwindigkeitsprofil des Satzes von Geschwindigkeitsprofilen für jedes Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 des Verbands 110 verarbeiten.
  • In einigen Ausführungsformen kann die Steuereinheit 310 außerdem jedes Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 des Verbands 110 anweisen, beim Eintreffen im bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 zu beginnen, ein Geschwindigkeitsprofil aus dem ermittelten Satz von Geschwindigkeitsprofilen zu verwenden.
  • Außerdem kann in einigen Ausführungsformen die Steuereinheit 310 in Frage kommende Geschwindigkeitsprofile ignorieren, die dazu führen, dass die Mindestabstände t1, t2 zwischen den Fahrzeugen 100-1, 100-2, 100-3 des Verbands 110 aus dem ermittelten Satz von Geschwindigkeitsprofilen nicht eingehalten werden können.
  • Außerdem kann die Steuereinheit 310 geografische Informationen über den bevorstehenden Streckenabschnitt verteilen. Entsprechende geografische Informationen können Koordinaten oder ähnliche Mittel zur Ermittlung der geografischen Position umfassen.
  • Die Steuereinheit 310 kann in einigen Ausführungsformen außerdem die Abstände t1, t2 zwischen den Fahrzeugen 100-1, 100-2, 100-3 des Verbands 110 vergrößern, wenn ein Höhenunterschied zwischen dem höchsten und dem niedrigsten Punkt des bevorstehenden Streckenabschnitts 220-2 einen Schwellenwert überschreitet.
  • Die Steuereinheit 310 kann einen Empfangskreis 510 umfassen, der dazu dient, drahtlose und/oder drahtgebundene Signale beispielsweise von einer Abstandsmessvorrichtung 320 und einer Positioniervorrichtung 330 zu empfangen.
  • Die Steuereinheit 310 kann auch einen Prozessor 520 umfassen, der dazu dient, mindestens einige der Rechenvorgänge der Steuereinheit 310 durchzuführen. Folglich kann der Prozessor 520 einen Satz von Geschwindigkeitsprofilen für einen Verband 110 bestimmen, der eine Gruppierung von Fahrzeugen 100-1, 100-2, 100-3 umfasst. Diese Geschwindigkeitsprofile sind in einem bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 in der Fahrtrichtung 105 vor dem Verband 110 zu verwenden.
  • Der Prozessor 520 kann folglich fahrzeugbezogene Informationen extrahieren, die in Bezug auf die Topologie des bevorstehenden Streckenabschnitts 220-2 für das Fahrzeugverhalten im festgelegten Streckenabschnitt 220-2 erforderlich sind. Außerdem kann der Prozessor 520 einen Satz von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen zur Verwendung durch den Fahrzeugverband 110 im bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 berechnen, um die gewichtete Summe des Energieverbrauchs und der Fahrzeit des Verbands bezüglich der Topologie des bevorstehenden Streckenabschnitts 220-2 anhand der empfangenen fahrzeugbezogenen Informationen zu verringern. Außerdem kann der Prozessor 520 den errechneten Satz von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen zum Erhalt durch mindestens ein anderes Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 im Fahrzeugverband 110 übermitteln. Das Verfahren kann außerdem konfiguriert sein zum Empfang von Informationen über den übermittelten Satz von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen, wobei die Informationen durch das mindestens eine andere Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 im Fahrzeugverband 110 errechnet wurden, um die gewichtete Summe des Energieverbrauchs und der Fahrzeit des genannten Fahrzeugs 100-1, 100-2, 100-3 beim Fahren im bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 zu verringern. Der Prozessor 520 kann außerdem die Berechnung der Reihe von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen, die Übermittlung der errechneten Reihe von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen und den Erhalt von Informationen wiederholen. Zusätzlich kann der Prozessor 520 den Satz von Geschwindigkeitsprofilen zur Verwendung durch den Fahrzeugverband 110 im bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 ermitteln, wenn eine Unterbrechungsbedingung zum Unterbrechen der Wiederholung erfüllt ist. Eine entsprechende Unterbrechungsbedingung kann beispielsweise Folgendes umfassen: Der Unterschied zwischen jedem wiederholt berechneten Satz von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen ist geringer als ein Schwellenwert; die Norm der Gradienteninformationen ist geringer als ein Schwellenwert; eine vorgegebene Grenze von Wiederholungen wird erreicht; ein Zeitlimit wird erreicht; oder der Fahrzeugverband 110 erreicht den bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2.
  • Außerdem kann der Prozessor 520 jedes Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 des Verbands 110 anweisen, beim Eintreffen im bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 zu beginnen, ein Geschwindigkeitsprofil aus dem ermittelten Satz von Geschwindigkeitsprofilen anzuwenden.
  • Ein entsprechender Prozessor 520 kann ein oder mehrere Elemente eines Prozessorkreises umfassen, d. h. eine Zentraleinheit (CPU), eine Prozessoreinheit, einen Prozessorkreis, einen Prozessor, einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC), einen Mikroprozessor oder andere datenverarbeitende Logikelemente, die Befehle interpretieren und ausführen können. Der hier verwendete Begriff „Prozessor” kann folglich eine Prozessorschaltung darstellen, die mehrere Prozessorkreise umfasst, wie beispielsweise eine, einige oder alle der oben aufgezählten Vorrichtungen.
  • Außerdem kann die Steuereinheit 310 in einigen Ausführungsformen einen Speicher 525 umfassen. Der optionale Speicher 525 kann eine physische Einrichtung zum Speichern von Daten oder Programmen, d. h. Befehlsfolgen, auf temporärer oder permanenter Basis sein. Gemäß einigen Ausführungsformen kann der Speicher 525 integrierte Schaltkreise umfassen, die Transistoren auf Silizium-Basis umfassen. Der Speicher 525 kann beispielsweise eine Speicherkarte, einen Flash-Speicher, einen USB-Speicher, eine Festplatte oder eine vergleichbare flüchtige oder nicht flüchtige Speichereinheit zur Speicherung von Daten, wie beispielsweise ROM (Read-Only Memory), PROM (Programmable Read-Only Memory), EPROM (Erasable PROM), EEPROM (Electrically Erasable PROM) usw., in verschiedenen Ausführungsformen umfassen.
  • Außerdem kann die Steuereinheit 500 einen Signalgeber 530 umfassen. Der Signalgeber 530 kann über eine drahtgebundene oder eine drahtlose Schnittstelle einem drahtlosen Geber 360 ein Steuersignal übermitteln, der wiederum den Fahrzeugen 100-1, 100-2, 100-3 des Verbands 110 drahtlose Signale übermitteln kann.
  • Die oben beschriebenen, in der Steuereinheit 310 durchzuführenden Schritte 401–408 können durch den oder mehrere Prozessoren 520 innerhalb der Steuereinheit 310 gemeinsam mit einem Computerprogrammprodukt zur Durchführung von mindestens einigen der Funktionen der Schritte 401–408 implementiert werden. Folglich kann ein Computerprogrammprodukt, das Anweisungen zur Durchführung der Schritte 401–408 in der Steuereinheit 310 umfasst, das Verfahren 400 durchführen, das mindestens einige der Schritte 401–408 enthält, um einen Satz von Geschwindigkeitsprofilen für einen Verband 110 mit gruppierten Fahrzeugen 100-1, 100-2, 100-3 zu ermitteln. Dieses Geschwindigkeitsprofil ist in einem bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 zu verwenden, der sich in der Fahrtrichtung 105 vor dem Verband 110 befindet. Das Verfahren 400 wird durchgeführt, wenn das Computerprogramm in einen oder mehreren Prozessoren 520 der Steuereinheit 310 geladen wird.
  • Das oben genannte Computerprogrammprodukt kann beispielsweise in der Form eines Datenträgers ausgeführt sein, der Computerprogrammcode zur Durchführung von mindestens einigen der Schritte 401–408 gemäß einigen Ausführungsformen enthält, wenn er in dem oder in mehreren Prozessoren 520 der Steuereinheit 310 geladen wird. Der Datenträger kann beispielsweise eine Festplatte, ein CD-ROM-Laufwerk, ein Speicherstick, ein optisches Speichergerät, ein magnetisches Speichergerät oder ein anderes geeignetes Medium, wie beispielsweise eine Disk oder ein Band, sein, das nicht flüchtige, maschinell lesbare Daten enthalten kann. Das Computerprogrammprodukt kann außerdem als Computerprogrammcode auf einem Server zur Verfügung gestellt werden und über Fernsteuerung in der Steuereinheit 310 heruntergeladen werden, z. B. über eine Internet- oder Intranet-Verbindung.
  • Darüber hinaus können einige Ausführungsformen ein Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 mit einer Steuereinheit 310, wie oben beschrieben, umfassen.
  • Des Weiteren können einige Ausführungsformen einen ortsgebundenen zentralen Knoten 380 mit einer Steuereinheit 310, wie oben beschrieben, umfassen. Der stationäre zentrale Knoten 380 kann in einigen Ausführungsformen einen Server oder einen Cloud-Servive umfassen.
  • 6 zeigt ein Beispiel eines Verfahrens 600 in einem Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 eines Fahrzeugverbands 110 gemäß einer Ausführungsform. Das Ablaufdiagramm in 6 zeigt das Verfahren 600 zur Unterstützung eines Koordinierungsfahrzeugs 100-1 im Verband 110 bei der Ermittlung eines Satzes von Geschwindigkeitsprofilen für den Verband 110, der in einem bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 in der Fahrtrichtung 105 vor dem Verband 110 zu verwenden ist.
  • Um in der Lage zu sein, die anderen Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 beim ermittelten Satz von Geschwindigkeitsprofilen zu unterstützen, kann das Verfahren 600 mehrere Schritte 601–607 umfassen. Jedoch können einige dieser Schritte 601–607 in alternativen Weisen durchgeführt werden. Außerdem können die genannten Schritte 601–607 in leicht unterschiedlicher zeitlicher Reihenfolge als der vorgeschlagenen Nummerierung durchgeführt werden. Das Verfahren 600 kann die folgenden Schritte umfassen:
    Schritt 601, der nur in einigen Ausführungsformen enthalten ist, umfasst den Erhalt von geografischen Informationen, die den bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 definieren, vom Koordinierungsfahrzeug 100-1.
  • Der bevorstehende Streckenabschnitt 220-2 kann in einigen Ausführungsformen vorgegeben sein. Bei anderen Ausführungsformen kann das Koordinierungsfahrzeug 100-1 den bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 ermitteln und festlegen.
  • Schritt 602 umfasst den Erhalt eines Satzes von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen zur Verwendung durch den Fahrzeugverband 110 im bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 durch ein Koordinierungsfahrzeug 100-1 oder durch ein anderes Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 und eine Informationsanforderung bezüglich eines bevorstehenden Streckenabschnitts 220-2.
  • Die angeforderten Informationen bezüglich eines bevorstehenden Streckenabschnitts 220-2 können Folgendes umfassen: Betriebsarten oder Zustände des Fahrzeugs 100-1, 100-2, 100-3, Übersetzungsverhältnisse im Getriebe des Fahrzeugs 100-1, 100-2, 100-3, die Mindest- und die Höchstgeschwindigkeit des Fahrzeugs 100-1, 100-2, 100-3, geschwindigkeits- und lastabhängige Verluste, den Kühl-/Heizbedarf, die Höchstdrehmomentkurve, Informationen über die Beziehung zwischen Drehmoment, Motordrehzahl und Energieverbrauch, den Gangwechselzeitpunkt, die Gangwechseldauer, den Batterieladezustand, das Druckniveau des Pneumatikbehälters, die Abgase nach Behandlung, die Systemtemperatur, Emissionen und ähnliche Informationen, die für das Fahrzeugverhalten im bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 relevant sind. Dies sind bloß einige Beispiele für einige Parameter, die in den angeforderten Informationen enthalten sein können.
  • Schritt 603 umfasst die Entnahme von fahrzeugbezogenen Informationen auf Grundlage der Topografie des bevorstehenden Streckenabschnitts 220-2, die für das Fahrzeugverhalten im bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 relevant sind, aus dem eigenen Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3.
  • Einige fahrzeugbezogene Informationen, wie beispielsweise das Gewicht des Fahrzeugs 100-1, 100-2, 100-3, können in einigen Ausführungsformen mit einem Gewichtssensor im Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 gemessen werden oder auf der Basis der Belastung geschätzt werden.
  • Schritt 604 umfasst die Berechnung von Informationen über einen erhaltenen 602 Satz von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen, um eine gewichtete Summe des Energieverbrauchs und der Fahrzeit des Fahrzeugs 100-1, 100-2, 100-3 beim Fahren im bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 hinsichtlich der Topologie des bevorstehenden Streckenabschnitts 220-2 zu verringern.
  • Schritt 605 umfasst die Übermittlung der errechneten 604 Informationen.
  • Die Informationen können in verschiedenen Ausführungsformen drahtlos übermittelt werden, um durch das Koordinierungsfahrzeug 100-1 oder das Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 erhalten zu werden, das den Satz von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen übermittelt hat.
  • Schritt 606 umfasst die Wiederholung der Schritte 602–605, so lange, bis ein Satz von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen erhalten wurde 602.
  • Schritt 607 umfasst den Erhalt einer Anweisung, beim Eintreffen im bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 zu beginnen, ein Geschwindigkeitsprofil aus einem ermittelten Satz von Geschwindigkeitsprofilen zu verwenden.
  • Folglich kann das Geschwindigkeitsprofil aus dem Satz von Geschwindigkeitsprofilen für den Fahrzeugverband 110 mit der kleinsten gewichteten Summe des Energieverbrauchs und der Fahrzeit vom Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 verwendet werden, beispielsweise das Geschwindigkeitsprofil, das den geringsten möglichen Energieverbrauch beim Durchfahren des bevorstehenden Streckenabschnitts 220-2 in einem bestimmten Geschwindigkeitsintervall für das Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 ergibt, wie etwa 70–80 km/h in einem nicht begrenzenden Beispiel. Normalerweise kann die geringste Geschwindigkeit im Geschwindigkeitsintervall beim Bergauffahren eingehalten werden oder am höchsten Punkt des Berges erreicht werden und die höchste Geschwindigkeit im Geschwindigkeitsintervall beim Bergabfahren eingehalten werden.
  • Das Geschwindigkeitsprofil kann dadurch so gewählt werden, dass der Energieverbrauch unter Anpassung an die Topografie des bevorstehenden Streckenabschnitts 220-2 minimiert oder verringert wird. Beispielsweise können die Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 auf einer Bergabstrecke den Zustand ändern, indem sie beispielsweise die Batterien laden und/oder den pneumatischen Kompressorbehälter füllen.
  • Dadurch können in einigen Ausführungsformen die Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 des Verbands 110 zeitgleich beginnen, den ermittelten Satz von Geschwindigkeitsprofilen zu verwenden, wenn sie im bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 eintreffen, beispielsweise, wenn das erste Fahrzeug 100-1 des Verbands 110 im bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 eintrifft.
  • 7 zeigt eine Ausführungsform eines Systems 700 in einem Fahrzeugverband 110. Das System 700 umfasst eine Recheneinheit 390 in einem Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 des Verbands 110. Die Recheneinheit 390 kann ein Koordinierungsfahrzeug 100-1 bei der Ermittlung eines Satzes von Geschwindigkeitsprofilen für den Verband 110 unterstützen, der in einem bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 in der Fahrtrichtung 105 vor dem Verband 110 zu verwenden ist. Der Verband 110 umfasst folglich eine Gruppierung von Fahrzeugen 100-1, 100-2, 100-3.
  • Die Recheneinheit 390 kann somit mindestens einige der bereits beschriebenen Schritte 601–606 gemäß dem oben beschriebenen Verfahren 600 durchführen, das in 6 dargestellt ist.
  • Das Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 kann eines der Fahrzeuge 100-1, 100-2, 100-3 im Verband 110 sein.
  • Die Recheneinheit 390 kann folglich außerdem einen Satz von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen zur Verwendung durch den Fahrzeugverband 110 im bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 von einem Koordinierungsfahrzeug 100-1 oder von einem anderen Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 und eine Informationsanforderung bezügliches eines bevorstehenden Streckenabschnitts 220-2 erhalten. Außerdem kann die Recheneinheit 390 fahrzeugbezogene Informationen auf der Basis der Topografie des bevorstehenden Streckenabschnitts 220-2, die für das Fahrzeugverhalten im bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 relevant sind, aus dem eigenen Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 extrahieren. Die Recheneinheit 390 kann zusätzlich Informationen über den erhaltenen Satz von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen berechnen, wobei diese Informationen berechnet werden, um eine gewichtete Summe des Energieverbrauchs und der Fahrzeit des Fahrzeugs 100-1, 100-2, 100-3 beim Fahren im bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 hinsichtlich der Topologie des bevorstehenden Streckenabschnitts 220-2 zu verringern. Die Recheneinheit 390 kann außerdem den Erhalt, die Extraktion, Berechnung und Übermittlung wiederholen, sofern ein Satz von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen erhalten wird, und kann außerdem eine Anweisung erhalten, beim Eintreffen im bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 zu beginnen, ein Geschwindigkeitsprofil aus einem ermittelten Satz von Geschwindigkeitsprofilen zu verwenden.
  • Dadurch kann die Wahl des vom Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 des Verbands 110 zu verwendenden Geschwindigkeitsprofils aus dem Satz von Geschwindigkeitsprofilen auf der Basis der Topografie oder der Straßenneigung des bevorstehenden Streckenabschnitts 220-2 erfolgen. Die Straßenneigung ändert sich normalerweise mit der geografischen Position beim Fahren durch den bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2, beispielsweise in einer hügeligen Region.
  • Außerdem kann in einigen Ausführungsformen die Recheneinheit 390 in Frage kommende Geschwindigkeitsprofile ignorieren, die dazu führen, dass die Mindestabstände t1, t2 zwischen den Fahrzeugen 100-1, 100-2, 100-3 des Verbands 110 aus dem ermittelten Satz von Geschwindigkeitsprofilen nicht eingehalten werden können. Folglich kann in einigen Ausführungsformen jedes Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 des Verbands 110 ein bestimmtes in Frage kommendes Geschwindigkeitsprofil aus dem Satz von Geschwindigkeitsprofilen von der Verwendung durch den Verband 110 ausschließen. In anderen Ausführungsformen kann jedes Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 des Verbands 110 ein bestimmtes in Frage kommendes Geschwindigkeitsprofil von der Verwendung durch dieses Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 ausschließen.
  • Die Recheneinheit 390 kann einen Empfangskreis 710 umfassen, der in der Lage ist, drahtlose und/oder drahtgebundene Signale beispielsweise von einer Abstandsmessvorrichtung 320 und einer Ortungsvorrichtung 330 zu empfangen.
  • Die Recheneinheit 390 kann auch einen Prozessor 720 umfassen, der dazu dient, mindestens einige der Rechenvorgänge der Recheneinheit 390 durchzuführen. Folglich kann der Prozessor 720 ein Koordinierungsfahrzeug 100-1 bei der Ermittlung eines Satzes von Geschwindigkeitsprofilen für den Fahrzeugverband 110 unterstützen, der in einem bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 in der Fahrtrichtung 105 vor dem Verband 110 zu verwenden ist.
  • Der Prozessor 720 kann folglich außerdem einen Satz von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen zur Verwendung durch den Fahrzeugverband 110 im bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 von einem Koordinierungsfahrzeug 100-1 oder von einem anderen Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 und eine Informationsanforderung bezüglich eines bevorstehenden Streckenabschnitts 220-2 erhalten. Außerdem kann der Prozessor 720 fahrzeugbezogene Informationen auf der Basis der Topografie des bevorstehenden Streckenabschnitts 220-2, die für das Fahrzeugverhalten im bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 relevant sind, aus dem eigenen Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 extrahieren. Der Prozessor 720 kann zusätzlich Informationen über den erhaltenen Satz von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen berechnen, wobei diese Informationen berechnet werden, um eine gewichtete Summe des Energieverbrauchs und der Fahrzeit des Fahrzeugs 100-1, 100-2, 100-3 beim Fahren im bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 hinsichtlich der Topologie des bevorstehenden Streckenabschnitts 220-2 zu verringern. Der Prozessor kann außerdem den Erhalt, die Extraktion, Berechnung und Übermittlung wiederholen, solange ein Satz von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen erhalten wird, und kann außerdem eine Anweisung erhalten, beim Eintreffen im bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 zu beginnen, ein Geschwindigkeitsprofil aus einem ermittelten Satz von Geschwindigkeitsprofilen zu verwenden.
  • Ein entsprechender Prozessor 720 kann ein oder mehrere Elemente eines Prozessorkreises umfassen, d. h. eine Zentraleinheit (CPU), eine Prozessoreinheit, einen Prozessorkreis, einen Prozessor, einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC), einen Mikroprozessor oder andere datenverarbeitende Logikelemente, die Befehle interpretieren und ausführen können. Der hier verwendete Begriff „Prozessor” kann folglich eine Prozessorschaltung darstellen, die mehrere Prozessorkreise umfasst, wie beispielsweise eine, einige oder alle der oben aufgezählten Einrichtungen.
  • Außerdem kann die Computereinheit 390 in einigen Ausführungsformen einen Speicher 725 umfassen. Der optionale Speicher 725 kann eine physische Einrichtung zum Speichern von Daten oder Programmen, d. h. Befehlsfolgen, auf temporärer oder permanenter Basis sein. Gemäß einigen Ausführungsformen kann der Speicher 725 integrierte Schaltkreise umfassen, die Transistoren auf Silizium-Basis umfassen. Der Speicher 725 kann beispielsweise eine Speicherkarte, einen Flash-Speicher, einen USB-Speicher, eine Festplatte oder eine vergleichbare flüchtige oder nicht flüchtige Speichereinheit zur Speicherung von Daten, wie beispielsweise ROM (Read-Only Memory), PROM (Programmable Read-Only Memory), EPROM (Erasable PROM), EEPROM (Electrically Erasable PROM) usw., in verschiedenen Ausführungsformen umfassen.
  • Außerdem kann die Computereinheit 390 einen Signalgeber 730 umfassen. Der Signalgeber 730 kann ein Steuersignal über eine drahtgebundene oder drahtlose Schnittstelle zu einem drahtlosen Geber 360 übermitteln, der wiederum drahtlose Signale dem Koordinierungsfahrzeug 100-1 oder anderen Fahrzeugen 100-1, 100-2, 100-3 des Verbands 110 und/oder dem ortsfesten zentralen Knoten 380 übermitteln kann.
  • Die oben beschriebenen Schritte 601–607, die in der Recheneinheit 390 durchgeführt werden sollen, können mit dem einen oder mehreren Prozessoren 720 in der Recheneinheit 390 zusammen mit einem Computerprogrammprodukt zur Durchführung mindestens einiger der Funktionen der Schritte 601–607 des Verfahrens 600 implementiert werden. Folglich kann ein Computerprogrammprodukt, das Anweisungen zur Durchführung der Schritte 601–607 in der Recheneinheit 390 umfasst, das Verfahren 600 durchführen, das mindestens einige der Schritte 601–607 enthält, um einen Satz von Geschwindigkeitsprofilen für einen Verband 110 zu bestimmen, der eine Gruppierung von Fahrzeugen 100-1, 100-2, 100-3 umfasst. Dieses Geschwindigkeitsprofil ist in einem bevorstehenden Streckenabschnitt 220-2 zu verwenden, der sich in der Fahrtrichtung 105 vor dem Verband 110 befindet. Das Verfahren 400 wird durchgeführt, wenn das Computerprogramm in einen oder mehrere Prozessoren 720 der Recheneinheit 390 geladen wird.
  • Das oben genannte Computerprogrammprodukt kann beispielsweise in der Form eines Datenträgers bereitgestellt werden, der Computerprogrammcode enthält, der dazu dient, mindestens einige der Schritte 601–607 gemäß einigen Ausführungsformen durchzuführen, wenn er in einen oder mehrere der Prozessoren 720 der Recheneinheit 390 geladen wird. Der Datenträger kann beispielsweise eine Festplatte, ein CD-ROM-Laufwerk, ein Speicherstick, ein optisches Speichergerät, ein magnetisches Speichergerät oder ein anderes geeignetes Medium, wie beispielsweise eine Disk oder ein Band, sein, das nicht flüchtige, maschinell lesbare Daten enthalten kann. Das Computerprogrammprodukt kann außerdem als Computerprogrammcode auf einem Server bereitgestellt werden und beispielsweise über eine Internet- oder eine Intranet-Verbindung in die Recheneinheit 390 heruntergeladen werden.
  • Außerdem können einige Ausführungsformen ein Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 mit einer Recheneinheit 390, wie oben beschrieben, umfassen.
  • Die in der Beschreibung der in den beigefügten Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen verwendete Terminologie soll nicht so verstanden werden, dass sie die beschriebenen Verfahren 400, 600; die Steuereinheit 310; die Recheneinheit 390; die Systeme 500, 700; die Computerprogramme oder das Fahrzeug 100-1, 100-2, 100-3 begrenzt. Es können Änderungen, Ersetzungen oder Modifizierungen vorgenommen werden, ohne von den durch die beigefügten Ansprüche definierten Ausführungsformen der Erfindung abzuweichen.
  • Der Begriff „und/oder” bezieht sich im vorliegenden Dokument auf eine und alle Kombinationen von einem oder mehreren der zugeordneten aufgelisteten Elemente. Der Begriff „oder” ist im vorliegenden Dokument als ein mathematisches ODER zu verstehen, d. h. als eine einschließende Disjunktion; nicht als ein mathematisch ausschließendes ODER (XODER), sofern nicht ausdrücklich anderweitig angegeben. Zusätzlich sind die Singularformen „einer”, „eine”, „ein” und „der”, „die”, „das” als „mindestens einer/eine/ein” zu verstehen und umfassen folglich eventuell mehrere Objekte derselben Art, sofern nicht ausdrücklich anderweitig angegeben. Außerdem ist zu beachten, dass die Begriffe „enthalten”, „umfassen”, „einschließlich” oder „mit” das Vorhandensein von genannten Merkmalen, Wirkungen, ganzen Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen oder Komponenten oder Gruppen davon angeben. Eine einzelne Einheit, wie beispielsweise ein Prozessor, kann die Funktionen von mehreren in den Patentansprüchen genannten Elementen erfüllen. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Maßnahmen in jeweils unterschiedlichen abhängigen Patentansprüchen genannt werden, impliziert nicht, dass diese Maßnahmen nicht auf vorteilhafte Weise kombiniert werden können. Ein Computerprogramm kann auf/über ein/em geeignetes/geeigneten Medium gespeichert/verbreitet werden, beispielsweise auf einem optischen Speichermedium oder einem Halbleiter-Medium, das zusammen mit oder als Teil von anderer Hardware bereitgestellt wird. Es kann jedoch auch auf andere Weisen, wie beispielsweise per Internet oder andere verdrahtete oder drahtlose Kommunikationssysteme, verbreitet werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • IEEE 802.11p [0084]

Claims (20)

  1. Verfahren (400) in einem Koordinierungsfahrzeug (100-1) eines Fahrzeugverbands zur Ermittlung eines Satzes von Geschwindigkeitsprofilen für einen Verband (110), der gruppierte Fahrzeuge (100-1, 100-2, 100-3) umfasst, zur Verwendung in einem bevorstehenden Streckenabschnitt (220-2), der sich in der Fahrtrichtung (105) vor dem Verband (110) befindet, wobei das Verfahren (400) Folgendes umfasst: Extraktion (402) von fahrzeugbezogenen Informationen, die in Bezug auf die Topologie des bevorstehenden Streckenabschnitts (220-2) für das Fahrzeugverhalten im bevorstehenden Streckenabschnitt (220-2) relevant sind; Berechnung (403) eines Satzes von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen zur Verwendung durch den Fahrzeugverband (110) im bevorstehenden Streckenabschnitt (220-2), um die gewichtete Summe des Energieverbrauchs und der Fahrzeit des Koordinierungsfahrzeugs (100-1) bezüglich der Topologie des bevorstehenden Streckenabschnitts anhand der entnommenen (402) fahrzeugbezogenen Informationen zu verringern; Übermittlung (404) des berechneten (403) Satzes von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen zum Empfang durch mindestens ein anderes Fahrzeug (100-1, 100-2, 100-3) im Fahrzeugverband (110); Erhalten (405) von Informationen über den übermittelten (404) Satz von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen, wobei diese Informationen von mindestens einem anderen Fahrzeug (100-1, 100-2, 100-3) errechnet wurden, um eine gewichtete Summe des Energieverbrauchs und der Fahrzeit des genannten Fahrzeugs (100-1, 100-2, 100-3) im bevorstehenden Streckenabschnitt (220-2) zu verringern; Wiederholung (406) der Schritte 403–405, wobei die wiederholte Berechnung (405) auch auf Grundlage der erhaltenen (405) Informationen erfolgt; Ermittlung (407) des Satzes von Geschwindigkeitsprofilen zur Verwendung durch den Verband (110) im bevorstehenden Streckenabschnitt (220-2), wenn eine Unterbrechungsbedingung zum Unterbrechen der Wiederholung (406) erfüllt ist; Anweisung (408) jedes Fahrzeugs (100-1, 100-2, 100-3) des Verbands (110), beim Eintreffen im bevorstehenden Streckenabschnitt (220-2) damit zu beginnen, den ermittelten (407) Satz von Geschwindigkeitsprofilen zu verwenden.
  2. Verfahren (400) nach Anspruch 1, wobei die erhaltenen (405) Informationen entweder Gradienteninformationen oder einen geänderten Satz von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen umfassen.
  3. Verfahren (400) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die erhaltenen (405) Informationen einen geänderten Satz von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen umfassen, und wobei mehrere Fahrzeuge (100-1, 100-2, 100-3) im Verband (110) im Anschluss den geänderten Satz von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen erhalten, diesen ändern, um eine gewichtete Summe des Energieverbrauchs und der Fahrzeit des genannten Fahrzeugs (100-1, 100-2, 100-3) beim Fahren im bevorstehenden Streckenabschnitt (220-2) zu verringern, und den geänderten Satz von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen zum Erhalt durch ein anderes Fahrzeug (100-1, 100-2, 100-3) im Verband (110) übermitteln.
  4. Verfahren (400) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die erhaltenen (405) Informationen Gradienteninformationen auf Grundlage des Satzes von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen umfassen und wobei mehrere Fahrzeuge (100-1, 100-2, 100-3) im Verband (110) den übermittelten (404) Satz von Geschwindigkeitsprofilen erhalten und daraufhin Gradienteninformationen berechnen, um eine gewichtete Summe des Energieverbrauchs und der Fahrzeit des eigenen Fahrzeugs (100-1, 100-2, 100-3) beim Fahren im bevorstehenden Streckenabschnitt (220-2) zu verringern, und die berechneten Gradienteninformationen dem Koordinierungsfahrzeug (100-1) übermitteln.
  5. Verfahren (400) nach einem der Ansprüche 1–4, wobei der Satz von Geschwindigketisprofilen ermittelt wird (407), so dass beim Fahren im bevorstehenden Streckenabschnitt (220-2) Mindestabstände (t1, t2) zwischen den Fahrzeugen (100-1, 100-2, 100-3) im Verband (110) eingehalten werden.
  6. Verfahren (400) nach einem der Ansprüche 1–5, wobei der Satz von Geschwindigkeitsprofilen ermittelt wird (407), so dass alle Fahrzeuge (100-1, 100-2, 100-3) des Verbands (110) beim Fahren im bevorstehenden Streckenabschnitt (220-2) den Satz von Geschwindigkeitsprofilen befolgen können und maximale Abstände (t1, t2) zum vorausfahrenden Fahrzeug (100-1, 100-2, 100-3) einhalten können.
  7. Verfahren (400) nach einem der Ansprüche 1–6, wobei die Informationen über den übermittelten (404) Satz von Geschwindigkeitsprofilen im entsprechenden Fahrzeug (100-1, 100-2, 100-3) zur Minimierung des Energieverbrauchs und der Fahrzeit des genannten Fahrzeugs (100-1, 100-2, 100-3) beim Fahren im bevorstehenden Streckenabschnitt (220-2) bezüglich der Topologie des bevorstehenden Streckenabschnitts (220-2) auf der Basis von Betriebsarten oder Zuständen des Fahrzeugs (100-1, 100-2, 100-3), Übersetzungsverhältnissen im Getriebe des Fahrzeugs (100-1, 100-2, 100-3), der Mindest- und Höchstgeschwindigkeit des Fahrzeugs (100-1, 100-2, 100-3), der geschwindigkeits- und lastabhängigen Verluste, des Kühl-/Heizbedarfs, der Höchstdrehmomentkurve, Informationen über die Beziehung zwischen Drehmoment, Motordrehzahl und Energieverbrauch, des Gangwechselzeitpunkts, der Gangwechseldauer, des Ladezustands der Batterien, des Druckniveaus des Pneumatikbehälters, der Abgase nach Behandlung, der Systemtemperatur, der Emissionen und ähnlicher Informationen, die für die Fahrzeugleistung im bevorstehenden Streckenabschnitt (220-2) relevant sind, berechnet werden.
  8. Verfahren (400) nach einem der Ansprüche 1–7, das außerdem die Verteilung (401) von geografischen Informationen umfasst, die den bevorstehenden Streckenabschnitt (220-2) festlegen.
  9. Verfahren (400) nach einem der Ansprüche 1–8, das außerdem die Vergrößerung der Abstände (t1, t2) zwischen den Fahrzeugen (100-1, 100-2, 100-8) im Verband (110) umfasst, wenn eine Höhendifferenz zwischen dem höchsten und dem tiefsten Punkt des bevorstehenden Streckenabschnitts (220-2) einen bestimmten Schwellenwert überschreitet.
  10. Verfahren (400) nach einem der Ansprüche 1–9, wobei die Unterbrechungsbedingung zur Unterbrechung der Wiederholung (406) Folgendes umfasst: Der Unterschied zwischen jedem wiederholt berechneten (403) Satz von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen ist geringer als ein Schwellenwert; die Norm der Gradienteninformationen ist geringer als ein Schwellenwert; eine vorgegebene Grenze von Wiederholungen wird erreicht; ein Zeitlimit wird erreicht; oder der Fahrzeugverband (110) erreicht den bevorstehenden Streckenabschnitt (220-2).
  11. Verfahren (400) nach einem der Ansprüche 1–10, wobei der Satz von Geschwindigkeitsprofilen ein bestimmtes Geschwindigkeitsprofil für jedes Fahrzeug (100-1, 100-2, 100-3) im Verband (110) umfasst.
  12. Steuereinheit (310) in einem Koordinierungsfahrzeug (100-1) in einem Verband (110), das einen Satz von Geschwindigkeitsprofilen für den Verband (110) mit gruppierten Fahrzeuge (100-1, 100-2, 100-3) zur Verwendung in einem bevorstehenden Streckenabschnitt (220-2) in der Fahrtrichtung (105) vor dem Verband (110) ermitteln kann, wobei die Steuereinheit (310) fahrzeugbezogene Informationen entnehmen kann, die bezüglich der Topologie des bevorstehenden Streckenabschnitts (220-2) für das Fahrzeugverhalten am festgelegten bevorstehenden Streckenabschnitt (220-2) relevant sind; und außerdem einen Satz von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen zur Verwendung durch den Verband (110) im bevorstehenden Streckenabschnitt (220-2) auf Grundlage der entnommenen fahrzeugbezogenen Informationen berechnen kann, um eine gewichtete Summe des Energieverbrauchs und der Fahrzeit bezüglich der Topologie des bevorstehenden Streckenabschnitts (220-2) verringern kann; und außerdem den berechneten Satz von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen zum Erhalt durch mindestens ein anderes Fahrzeug (100-1, 100-2, 100-3) im Verband (110) übermitteln kann; und außerdem Informationen über den übermittelten Satz von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen erhalten kann, die von mindestens einem anderen Fahrzeug (100-1, 100-2, 100-3) errechnet wurden, um eine gewichtete Summe des Energieverbrauchs und der Fahrzeit des genannten Fahrzeugs (100-1, 100-2, 100-3) beim Fahren im bevorstehenden Streckenabschnitt (220-2) zu verringern; und außerdem die Berechnung des Satzes von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen, die Übermittlung des errechneten Satzes von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen und den Erhalt von Informationen wiederholen kann; und außerdem den Satz von Geschwindigkeitsprofilen zur Verwendung durch den Verband (110) im bevorstehenden Streckenabschnitt (220-2) ermitteln kann, wenn eine Unterbrechungsbedingung zur Unterbrechung der Wiederholung erfüllt ist; und außerdem jedes Fahrzeug (100-1, 100-2, 100-3) im Verband (110) anweisen kann, beim Eintreffen im bevorstehenden Streckenabschnitt (220-2) damit zu beginnen, ein Geschwindigkeitsprofil aus dem ermittelten Satz von Geschwindigkeitsprofilen zu verwenden.
  13. Computerprogramm mit Programmcode zur Durchführung eines Verfahrens (400) nach einem der Ansprüche 1–11, wenn das Computerprogramm nach Anspruch 12 in der Steuereinheit (310) ausgeführt wird.
  14. Fahrzeug (100-1, 100-2, 100-3) mit einer Steuereinheit (310) nach Anspruch 12.
  15. Verfahren (600) in einem Fahrzeug (100-1, 100-2, 100-3) eines Verbands (110) zur Unterstützung eines Koordinierungsfahrzeugs (100-1) bei der Ermittlung eines Satzes von Geschwindigkeitsprofilen für den Verband (110), der in einem bevorstehenden Streckenabschnitt (220-2) in der Fahrtrichtung (105) vor dem Verband (110) zu verwenden ist, wobei das Verfahren (600) Folgendes umfasst: Erhalt (602) eines Satzes von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen zur Verwendung durch den Verband (110) im bevorstehenden Streckenabschnitt (220-2) von einem Koordinierungsfahrzeug (100-1) oder von einem anderen Fahrzeug (100-1, 100-2, 100-3) und eine Informationsanforderung bezüglich eines bevorstehenden Streckenabschnitts (220-2); Extraktion (603) von fahrzeugbezogenen Informationen auf der Basis der Topografie des bevorstehenden Streckenabschnitts (220-2), die für das Fahrzeugverhalten im bevorstehenden Streckenabschnitt (220-2) relevant sind; Berechnung (604) von Informationen im Zusammenhang mit dem erhaltenen (602) Satz von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen, um eine gewichtete Summe des Energieverbrauchs und der Fahrzeit beim Fahren im bevorstehenden Streckenabschnitt (220-2) hinsichtlich der Topologie des bevorstehenden Streckenabschnitts (220-2) zu verringern; Übermittlung (605) der berechneten (604) Informationen; Wiederholung (606) der Schritte 602–605 so lange, bis ein Satz von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen erhalten wurde (602); Erhalt (607) einer Anweisung, beim Eintreffen im bevorstehenden Streckenabschnitt (220-2) zu beginnen, ein Geschwindigkeitsprofil aus einem ermittelten Satz von Geschwindigkeitsprofilen zu verwenden.
  16. Verfahren (600) nach Anspruch 15, bei dem die extrahierten (603) fahrzeugbezogenen Informationen Folgendes umfassen: Betriebsarten oder Zustände des Fahrzeugs (100-1, 100-2, 100-3), Übersetzungsverhältnisse im Getriebe des Fahrzeugs (100-1, 100-2, 100-3), die Mindest- und die Höchstgeschwindigkeit des Fahrzeugs (100-1, 100-2, 100-3), den Luftwiderstand, geschwindigkeits- und lastabhängige Verluste, den Kühl-/Heizbedarf, die Höchstdrehmomentkurve, Informationen über die Beziehung zwischen Drehmoment, Motordrehzahl und Energieverbrauch, den Gangwechselzeitpunkt, die Gangwechseldauer, den Batterieladezustand, das Druckniveau des Pneumatikbehälters, die Abgase nach Behandlung, die Systemtemperatur, Emissionen und ähnliche Informationen, die für das Fahrzeugverhalten im bevorstehenden Streckenabschnitt (220-2) relevant sind.
  17. Verfahren (600) gemäß einem der Ansprüche 15–16, das außerdem den Erhalt (601) von geografischen Informationen umfasst, die den bevorstehenden Streckenabschnitt (220-2) festlegen.
  18. Computereinheit (390) in einem Fahrzeug (100-1, 100-2, 100-3) in einem Verband (110) zur Unterstützung eines Koordinierungsfahrzeugs (100-1) im Verband (110) bei der Ermittlung eines Satzes von Geschwindigkeitsprofilen für den Verband (110) zur Verwendung in einem bevorstehenden Streckenabschnitt (220-2) in der Fahrtrichtung (105) des Verbands vor dem aktuellen Streckenabschnitt (220-2), wobei die Steuereinheit (310) einen Satz von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen vom Koordinierungsfahrzeug (100-1) oder einem anderen Fahrzeug (100-1, 100-2, 100-3) erhalten kann, damit diese durch den Verband (110) im bevorstehenden Streckenabschnitt (220-2) verwendet werden, und eine Informationsanforderung bezüglich des bevorstehenden Streckenabschnitts (220-2) erhalten kann; und außerdem fahrzeugbezogene Informationen auf Grundlage der Topografie des bevorstehenden Streckenabschnitts (220-2), die für das Fahrzeugverhalten im bevorstehenden Streckenabschnitt (220-2) relevant sind, extrahieren kann; und zusätzlich Informationen über den erhaltenen Satz von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen errechnen kann, um eine gewichtete Summe des Energieverbrauchs und der Fahrtzeit beim Fahren im bevorstehenden Streckenabschnitt (220-2) bezüglich der Topologie des bevorstehenden Streckenabschnitts (220-2) zu verringern; und außerdem die berechneten Informationen übermitteln kann; und außerdem den Erhalt, die Extraktion, Berechnung und Übermittlung so lange wiederholen kann, bis ein Satz von in Frage kommenden Geschwindigkeitsprofilen erhalten wurde; und zudem eine Anweisung empfangen kann, beim Eintreffen im bevorstehenden Streckenabschnitt (220-2) damit zu beginnen, einen festgelegten Satz von Geschwindigkeitsprofilen zu verwenden.
  19. Computerprogramm mit Programmcode zur Durchführung eines Verfahrens (600) nach den Ansprüchen 15–17, wenn das Computerprogramm nach Anspruch 18 in der Recheneinheit (390) ausgeführt wird.
  20. Fahrzeug (100-1, 100-2, 100-3) mit einer Recheneinheit (390) nach Anspruch 18.
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