DE102016213039B4

DE102016213039B4 - Procedure for performing a convoy drive

Info

Publication number: DE102016213039B4
Application number: DE102016213039.0A
Authority: DE
Inventors: Cosmin Tudosie
Original assignee: Individual
Current assignee: TUDOSIE, COSMIN, DE
Priority date: 2016-07-18
Filing date: 2016-07-18
Publication date: 2022-11-17
Anticipated expiration: 2036-07-19
Also published as: DE102016213039A1

Abstract

Verfahren zum Durchführen einer Kolonnenfahrt, wobei die Kolonne mindestens ein erstes Fahrzeug (1) und ein zweites Fahrzeug (2) aufweist, umfassend die Schritte: Messen einer Position, einer Geschwindigkeit und einer Fahrtrichtung (3) des ersten Fahrzeuges (1) durch das zweite Fahrzeug (2); und Verfolgen des ersten Fahrzeuges (1) durch das zweite Fahrzeug (2) in einem parallel zu der Fahrtrichtung (3) des ersten Fahrzeuges (1) orientierten Längsabstand (6) zwischen dem ersten Fahrzeug (1) und dem zweiten Fahrzeug (2) in Abhängigkeit von der Position, der Geschwindigkeit und der Fahrtrichtung (3) des ersten Fahrzeuges (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Messen einer Windgeschwindigkeit und einer Windrichtung (5) durch das zweite Fahrzeug (2), wobei das Messen der Windgeschwindigkeit und der Windrichtung (5) durch das zweite Fahrzeug (2) mittels einer um eine vertikal orientierte Achse (9) drehbar gelagerten und sich parallel zu der Windrichtung (5) ausrichtenden Staudrucksonde (8) des zweiten Fahrzeuges (2) erfolgt; und Anordnen des zweiten Fahrzeuges (2) hinter dem ersten Fahrzeug (1) durch das zweite Fahrzeug (2) in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit und der Windrichtung (5) derart, dass ein Windschatten des ersten Fahrzeuges (1) ausgenutzt wird, wobei mittels des Messens festgestellt wird, an welcher Relativposition hinter dem ersten Fahrzeug (1) der Windschatten am größten ist, wobei dort das zweite Fahrzeug (2) positioniert wird.Method for carrying out a convoy journey, the convoy having at least a first vehicle (1) and a second vehicle (2), comprising the steps of: measuring a position, a speed and a travel direction (3) of the first vehicle (1) by the second vehicle (2); and tracking of the first vehicle (1) by the second vehicle (2) in a longitudinal distance (6) between the first vehicle (1) and the second vehicle (2) oriented parallel to the direction of travel (3) of the first vehicle (1). Depending on the position, the speed and the direction of travel (3) of the first vehicle (1), characterized in that the method comprises the following steps: measuring a wind speed and a wind direction (5) through the second vehicle (2), the The wind speed and the wind direction (5) are measured by the second vehicle (2) by means of a dynamic pressure probe (8) of the second vehicle (2) which is rotatably mounted about a vertically oriented axis (9) and is aligned parallel to the wind direction (5); and arranging the second vehicle (2) behind the first vehicle (1) by the second vehicle (2) depending on the wind speed and the wind direction (5) in such a way that a slipstream of the first vehicle (1) is exploited, with the Measurement determines at which relative position behind the first vehicle (1) the slipstream is greatest, with the second vehicle (2) being positioned there.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Durchführen einer Kolonnenfahrt, wobei die Kolonne mindestens ein erstes Fahrzeug und ein zweites Fahrzeug aufweist, umfassend die Schritte: Messen einer Position, einer Geschwindigkeit und einer Fahrtrichtung des ersten Fahrzeuges durch das zweite Fahrzeug; und Verfolgen des ersten Fahrzeuges durch das zweite Fahrzeug in einem parallel zu der Fahrtrichtung des ersten Fahrzeuges orientierten Längsabstand zwischen dem ersten Fahrzeug und dem zweiten Fahrzeug in Abhängigkeit von der Position, der Geschwindigkeit und der Fahrtrichtung des ersten Fahrzeuges.The present invention relates to a method for carrying out a convoy journey, the convoy having at least a first vehicle and a second vehicle, comprising the steps of: measuring a position, a speed and a direction of travel of the first vehicle by the second vehicle; and tracking the first vehicle by the second vehicle at a longitudinal distance between the first vehicle and the second vehicle, oriented parallel to the direction of travel of the first vehicle, depending on the position, the speed and the direction of travel of the first vehicle.

Gattungsgemäße Verfahren zum Durchführen einer Kolonnenfahrt sind im Stand der Technik bekannt. Beispielsweise beschreibt die Offenlegungsschrift DE 10 2015 008 353 A1 ein autonom fahrendes Fahrzeug, das eine Datenverarbeitungseinrichtung aufweist, welche dafür ausgelegt und programmiert ist, dass über die Inter-Fahrzeug-Kommunikation wenigstens ein geeignetes Partnerfahrzeug für eine Kolonnenfahrt mit Windschatten ausgewählt wird. Durch das autonome Fahren und die ständige Kommunikation zwischen den Fahrzeugen, beispielsweise über Brems- und Beschleunigungswerte, sowie gegebenenfalls über das Umfeld in einem Bereich, in welchem das erste Fahrzeug der Kolonne fährt, ist es möglich, eine Kolonnenfahrt mit sehr geringem Abstand zwischen den Fahrzeugen durchzuführen. Dies ermöglicht die Ausnutzung von Windschatten, um Energie einzusparen.Generic methods for carrying out a convoy journey are known in the prior art. For example, the disclosure describes DE 10 2015 008 353 A1 an autonomously driving vehicle that has a data processing device that is designed and programmed to select at least one suitable partner vehicle for a convoy ride with a slipstream via the inter-vehicle communication. Autonomous driving and constant communication between the vehicles, for example about braking and acceleration values, and possibly about the environment in an area in which the first vehicle in the convoy is driving, makes it possible to drive in a convoy with a very small distance between the vehicles to perform. This allows the exploitation of slipstreams to save energy.

Des Weiteren beschreibt die Offenlegungsschrift DE 10 2012 215 623 A1 ein Verfahren zum Bestimmen einer Geschwindigkeit eines tatsächlichen Windes, dem ein Kraftfahrzeug ausgesetzt ist, bei dem mindestens ein Druckwert für einen Druck der Luft in einer Lufteintrittsöffnung des Kraftfahrzeuges ermittelt und daraus ein Fahrtwindgeschwindigkeitswert für eine Geschwindigkeit eines Fahrtwindes abgeleitet wird, wobei ein Windgeschwindigkeitswert für die Geschwindigkeit des tatsächlichen Windes aus einer Differenz einer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges und der Geschwindigkeit des Fahrtwindes bestimmt wird. Dabei werden zur Messung der Geschwindigkeit des Fahrtwindes unterschiedliche im Kraftfahrzeug vorhandene Komponenten, die auch Drucksensoren umfassen, verwendet. Insbesondere ist eine Messung eines absoluten Staudrucks vor einer Stauluftklappe einer Lufteintrittsöffnung des Kraftfahrzeugs vorgesehen, wobei die Lufteintrittsöffnung als Luftzufuhr für eine Lüftungs-, Heizungs- oder Klimaanlage ausgebildet sein kann. Weiterhin wird ein statischer Atmosphärendruck berücksichtigt, wobei eine Differenz zwischen einem absoluten, gemessenen Druck und dem Atmosphärendruck gebildet und der Staudruck ermittelt wird, aus dem eine Relativgeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges zur Luft, die das Kraftfahrzeug umströmt, und somit die Geschwindigkeit des Fahrtwindes ermittelt wird. Darüber hinaus wird durch Bildung einer Differenz zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Relativgeschwindigkeit der wahrgenommenen Luft die Geschwindigkeit des tatsächlichen Windes unabhängig von einer Bewegung des Kraftfahrzeuges ermittelt. Ein möglicher Einfluss auf die zu bestimmende Geschwindigkeit des Fahrtwindes, der durch eine Kolonnen- und/oder Windschattenfahrt des Kraftfahrzeuges verursacht wird, kann unter Nutzung eines Abstandsradars berücksichtigt werden. Mit dem Abstandsradar wird der Abstand auf vorausfahrende Kraftfahrzeuge ermittelt. In Abhängigkeit des ermittelten Abstands kann die zu ermittelnde Geschwindigkeit des tatsächlichen Windes korrigiert werden.Furthermore, the disclosure document describes DE 10 2012 215 623 A1 a method for determining a speed of an actual wind to which a motor vehicle is exposed, in which at least one pressure value for a pressure of the air in an air intake opening of the motor vehicle is determined and a relative wind speed value for a relative speed of a relative wind is derived therefrom, with a wind speed value for the speed of the actual wind is determined from a difference between a speed of the motor vehicle and the speed of the relative wind. Various components present in the motor vehicle, which also include pressure sensors, are used to measure the speed of the relative wind. In particular, a measurement of an absolute dynamic pressure in front of a dynamic air flap of an air inlet opening of the motor vehicle is provided, with the air inlet opening being able to be designed as an air supply for a ventilation, heating or air conditioning system. Furthermore, a static atmospheric pressure is taken into account, with a difference between an absolute, measured pressure and the atmospheric pressure being formed and the dynamic pressure being determined, from which a relative speed of the motor vehicle to the air flowing around the motor vehicle, and thus the speed of the relative wind, is determined. In addition, the speed of the actual wind is determined independently of a movement of the motor vehicle by forming a difference between the vehicle speed and the relative speed of the perceived air. A possible influence on the speed of the relative wind to be determined, which is caused by the motor vehicle driving in convoy and/or slipstreaming, can be taken into account using a distance radar. With the distance radar, the distance to vehicles driving ahead is determined. Depending on the determined distance, the speed of the actual wind to be determined can be corrected.

Aus DE 11 2010 005 463 T5 ist eine Fahrzeugfahrunterstützungsvorrichtung bestehend aus einer ECU, eine Luftwiderstandsverteilungserlangungseinheit, eine Zielfahrtpositionsbestimmungseinheit und eine Fahrunterstützungseinheit bekannt.Out of DE 11 2010 005 463 T5 There is known a vehicle driving support device composed of an ECU, an air resistance distribution obtaining unit, a target travel position determining unit, and a driving support unit.

Aus JP 2009 - 157 790 A ist ein Verfahren bekannt, das die Reihenfolge, in der die Fahrzeuge in einer Kolonne fahren sollen, bestimmt.Out of JP 2009 - 157 790 A a method is known which determines the order in which the vehicles should drive in a column.

Aus DE 10 2010 028 356 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ermitteln eines Energiebedarfs eines Kraftfahrzeugs, das auf topographischen und/oder meteorologischen Größen beruht bekannt.Out of DE 10 2010 028 356 A1 a method and a device for determining an energy requirement of a motor vehicle, which is based on topographical and/or meteorological variables, is known.

Aus dem Radrennsport sind Windstaffeln bekannt, bei denen die einzelnen Radrennfahrer einer Fahrerkolonne bei Seitenwindverhältnissen seitlich versetzt zueinander fahren, um von einem optimalen Windschatten des jeweiligen Vordermannes zu profitieren.Wind relays are known from cycle racing, in which the individual cyclists in a column of riders ride laterally offset from one another in cross wind conditions in order to benefit from an optimal slipstream of the person in front.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, das eine besonders ökonomische Kolonnenfahrt ermöglicht.It is the object of the present invention to specify a method of the type mentioned at the outset that enables particularly economical convoy travel.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die vorliegende Erfindung ein Verfahren der eingangs genannten Art vor, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Messen einer Windgeschwindigkeit und einer Windrichtung durch das zweite Fahrzeug; und Anordnen des zweiten Fahrzeuges hinter dem ersten Fahrzeug durch das zweite Fahrzeug in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit und der Windrichtung derart, dass ein Windschatten des ersten Fahrzeuges ausgenutzt wird. Mit großem Vorteil wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht nur der vermutete Windschatten des ersten Fahrzeuges ausgenutzt, sondern mittels der Messung von Windgeschwindigkeit und Windrichtung festgestellt, an welcher Relativposition hinter dem ersten Fahrzeug der Windschatten am größten ist, um genau dort das zweite Fahrzeug zu platzieren und somit von dem Windschatten des ersten Fahrzeuges maximal zu profitieren. Die Kolonnenfahrt ist daher besonders ökonomisch.To solve this problem, the present invention proposes a method of the type mentioned at the outset, the method comprising the following steps: measuring a wind speed and a wind direction by the second vehicle; and positioning the second vehicle behind the first vehicle by the second vehicle depending on the wind speed and the wind direction such that a slipstream of the first vehicle is exploited. In the method according to the invention, not only is the presumed slipstream of the first vehicle used with great advantage, but also by measuring the wind speed and wind direction determined at which relative position behind the first vehicle the slipstream is greatest in order to place the second vehicle exactly there and thus benefit from the slipstream of the first vehicle to the maximum. Convoy travel is therefore particularly economical.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Messen der Windgeschwindigkeit und der Windrichtung durch das zweite Fahrzeug mittels einer Staudrucksonde des zweiten Fahrzeuges erfolgt. Eine Staudrucksonde im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine rohrförmige Messanordnung zum Bestimmen eines Differenzdruckes aus einem Gesamtdruck und einem statischen Druck. Der Differenzdruck ist gleich einem dynamischen Druck oder auch Staudruck und ein Maß für die relative Luftgeschwindigkeit, die an der Staudrucksonde anliegt, auch True Airspeed genannt. Zu Staudrucksonde synonyme Begriffe sind insbesondere Pitot-Sonde, Pitot-Rohr, Prandtl-Sonde und Prandtlsches Staurohr. Die Staudrucksonde ist eine konstruktiv einfache Messanordnung, die besonders wartungsarm und ausfallresistent ist.In an advantageous embodiment of the present invention, it is provided that the wind speed and the wind direction are measured by the second vehicle by means of a dynamic pressure probe of the second vehicle. A dynamic pressure probe within the meaning of the present invention is a tubular measuring arrangement for determining a differential pressure from a total pressure and a static pressure. The differential pressure is equal to a dynamic pressure or ram pressure and a measure of the relative air speed that is present at the pitot tube, also known as true airspeed. Terms synonymous with pitot tube are, in particular, pitot tube, pitot tube, Prandtl tube and Prandtl pitot tube. The pitot tube is a structurally simple measuring arrangement that requires particularly little maintenance and is resistant to failure.

In einer äußerst vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung erfolgt das Messen der Windgeschwindigkeit und der Windrichtung durch das zweite Fahrzeug mittels einer um eine vertikal orientierte Achse drehbar gelagerten und sich parallel zu der Windrichtung ausrichtenden Staudrucksonde des zweiten Fahrzeuges. Aufgrund der Drehbarkeit der Staudrucksonde relativ zu dem zweiten Fahrzeug dreht sich die Staudrucksonde automatisch in den gerade vorherrschenden Wind, um Messfehler zu vermeiden, die ansonsten bei einem schrägen Anströmen der Staudrucksonde auftreten würden. Somit ist die Messung der Windgeschwindigkeit und der Windrichtung weitestgehend fehlerfrei.In an extremely advantageous development of the present invention, the wind speed and the wind direction are measured by the second vehicle using a dynamic pressure probe of the second vehicle, which is rotatably mounted about a vertically oriented axis and is aligned parallel to the wind direction. Due to the rotatability of the pitot tube relative to the second vehicle, the pitot tube automatically rotates into the prevailing wind in order to avoid measurement errors that would otherwise occur if the pitot tube was flown at an angle. Thus, the measurement of wind speed and wind direction is largely error-free.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Anordnen des zweiten Fahrzeuges hinter dem ersten Fahrzeug durch das zweite Fahrzeug derart erfolgt, dass die Staudrucksonde optimal eine zu einer Fahrtrichtung des zweiten Fahrzeuges orthogonale Orientierung einnimmt. Die orthogonale Orientierung der Staudrucksonde ist der angestrebte Sollzustand, der maximalen Windschatten bietet, denn wenn die frei drehbare Staudrucksonde quer zu der Fahrtrichtung des zweiten Fahrzeuges orientiert ist, trifft höchstens noch lateraler Seitenwind auf das zweite Fahrzeug, jedoch kein frontaler Gegenwind.In a further advantageous embodiment of the present invention, it is provided that the second vehicle is arranged behind the first vehicle by the second vehicle in such a way that the pitot tube optimally assumes an orientation orthogonal to a direction of travel of the second vehicle. The orthogonal orientation of the pitot tube is the desired target state, which offers maximum slipstream, because if the freely rotatable pitot tube is oriented transversely to the direction of travel of the second vehicle, at most a lateral crosswind will hit the second vehicle, but no frontal headwind.

In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung führt das Anordnen des zweiten Fahrzeuges hinter dem ersten Fahrzeug durch das zweite Fahrzeug zu einem orthogonal zu der Fahrtrichtung des ersten Fahrzeuges orientierten Querabstand zwischen dem ersten Fahrzeug und dem zweiten Fahrzeug. In anderen Worten, das zweite Fahrzeug ist nicht nur hinter dem ersten Fahrzeug angeordnet, sondern auch seitlich versetzt zu dem ersten Fahrzeug. Der Querabstand ist ein seitlicher Versatz und immer dann größer null, wenn ein Seitenwind auf das zweite Fahrzeug wirkt. Eine derartige Anordnung von erstem Fahrzeug und zweitem Fahrzeug wird auch Windstaffel genannt.In another advantageous embodiment of the present invention, the arrangement of the second vehicle behind the first vehicle by the second vehicle leads to a transverse distance between the first vehicle and the second vehicle oriented orthogonally to the direction of travel of the first vehicle. In other words, the second vehicle is not only arranged behind the first vehicle, but also laterally offset from the first vehicle. Lateral distance is a lateral offset and is greater than zero whenever a cross wind is acting on the second vehicle. Such an arrangement of the first vehicle and the second vehicle is also called a wind relay.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Anordnen des zweiten Fahrzeuges hinter dem ersten Fahrzeug durch das zweite Fahrzeug zu einem orthogonal zu der Fahrtrichtung des ersten Fahrzeuges orientierten Querabstand zwischen dem ersten Fahrzeug und dem zweiten Fahrzeug führt, wobei der Querabstand gleich einer Breite einer Spur einer mehrspurigen Fahrbahn ist, auf der die Kolonnenfahrt durchgeführt wird. Bei starkem Seitenwind und/oder geringer Geschwindigkeit des ersten Fahrzeuges liegt die günstigste Windschattenposition für das zweite Fahrzeug weit seitlich des ersten Fahrzeuges, oftmals auf einer angrenzenden Spur der Fahrbahn. Um diese günstigste Windschattenposition einnehmen zu können, ist erfindungsgemäß mit großem Vorteil vorgesehen, dass das erste Fahrzeug und das zweite Fahrzeug im Rahmen der Kolonnenfahrt nicht auf derselben Spur fahren, sondern auf benachbarten Spuren der Fahrbahn.In a particularly advantageous embodiment of the present invention, it is provided that the positioning of the second vehicle behind the first vehicle by the second vehicle results in a transverse distance between the first vehicle and the second vehicle, which is orthogonal to the direction of travel of the first vehicle, with the transverse distance being equal a width of a lane of a multi-lane road on which the convoy travel is performed. If there is a strong side wind and/or the first vehicle is traveling at low speed, the best slipstream position for the second vehicle is far to the side of the first vehicle, often in an adjacent lane of the roadway. In order to be able to take up this favorable slipstream position, the invention provides with great advantage that the first vehicle and the second vehicle do not drive in the same lane when driving in convoy, but in adjacent lanes of the roadway.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst das Verfahren den Schritt Einhalten eines minimalen Längsabstandes zwischen dem ersten Fahrzeug und dem zweiten Fahrzeug und/oder den Schritt Einhalten eines minimalen Querabstandes zwischen dem ersten Fahrzeug und dem zweiten Fahrzeug, um zwingend erforderliche Sicherheitsabstände zwischen dem ersten Fahrzeug und dem zweiten Fahrzeug zu gewährleisten.In a further advantageous embodiment of the present invention, the method comprises the step of maintaining a minimum longitudinal distance between the first vehicle and the second vehicle and/or the step of maintaining a minimum transverse distance between the first vehicle and the second vehicle in order to maintain mandatory safety distances between the first Vehicle and the second vehicle to ensure.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Verfahren den Schritt Kommunizieren zwischen dem ersten Fahrzeug und dem zweiten Fahrzeug mittels Car-to-Car-Kommunikationseinheiten des ersten Fahrzeuges und des zweiten Fahrzeuges umfasst. Die Car-to-Car-Kommunikationseinheiten dienen zum Abstimmen der Kolonnenfahrt, beispielsweise zum Beginnen, Erweitern, Umformen oder Beenden der Kolonnenfahrt, und vorzugsweise zum Übermitteln von Winddaten. Das erste Fahrzeug und das zweite Fahrzeug sind bevorzugt autonom oder zumindest teilautonom fahrende Fahrzeuge. Alternativ ist denkbar, dass das erste Fahrzeug und das zweite Fahrzeug jeweils von einem menschlichen Fahrer gefahren werden.In an advantageous embodiment of the present invention, it is provided that the method includes the step of communication between the first vehicle and the second vehicle using car-to-car communication units of the first vehicle and the second vehicle. The car-to-car communication units are used to coordinate the convoy journey, for example to start, extend, transform or end the convoy journey, and preferably to transmit wind data. The first vehicle and the second vehicle are preferably autonomous or at least partially autonomous vehicles. Alternatively, it is conceivable that the first vehicle and the second vehicle are each driven by a human driver.

In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst das Verfahren die folgenden Schritte: Erfassen von Parametern eines zu erstellenden Datensatzes, wobei die Parameter ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus: Fahrstrecke, Fahrgeschwindigkeit, Fahrzeugtyp, Windgeschwindigkeit und Windrichtung; und Speichern des Datensatzes in einer Datenbank. Mit diesen Verfahrensschritten wird eine Datenbank erzeugt, auf die andere Fahrzeuge, die beispielsweise nicht mit einer Staudrucksonde ausgestattet sind, zugreifen können, um günstige Windschattenpositionen für Kolonnenfahrten bei statistisch typischen Verhältnissen auf bestimmten Fahrstrecken zu erhalten und somit die Fahrstrecken ökonomisch zurückzulegen. Mittels des Datensatzes ist es beispielsweise möglich, einen für eine bestimmte Fahrstrecke erforderlichen Energiebedarf im Voraus zu berechnen.In another advantageous embodiment of the present invention, the method comprises the following steps: detecting parameters of a data set to be created, the parameters being selected from the group consisting of: driving route, driving speed, vehicle type, wind speed and wind direction; and storing the data set in a database. With these method steps, a database is created that other vehicles that are not equipped with a dynamic pressure probe, for example, can access in order to obtain favorable slipstream positions for driving in convoy under statistically typical conditions on certain routes and thus cover the routes economically. By means of the data set it is possible, for example, to calculate in advance the energy requirement required for a specific route.

Die vorliegende Erfindung wird in einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielhaft beschrieben, wobei weitere vorteilhafte Einzelheiten den Figuren der Zeichnungen zu entnehmen sind.The present invention is described by way of example in a preferred embodiment with reference to the drawings, wherein further advantageous details can be found in the figures of the drawings.

Die Figuren der Zeichnungen zeigen im Einzelnen:

1 eine schematische Darstellung einer Kolonnenfahrt gemäß der vorliegenden Erfindung; und
2 eine schematische Darstellung einer anderen Kolonnenfahrt gemäß der vorliegenden Erfindung.

The figures of the drawings show in detail:

1 a schematic representation of a convoy ride according to the present invention; and
2 a schematic representation of another convoy ride according to the present invention.

Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Kolonnenfahrt gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Kolonnenfahrt ist in Draufsicht wiedergegeben. Die Fahrzeugkolonne weist ein erstes Fahrzeug 1 und ein zweites Fahrzeug 2 auf, wobei das erste Fahrzeug 1 in eine Fahrtrichtung 3 fährt und das zweite Fahrzeug 2 in eine Fahrtrichtung 4. Die Fahrtrichtung 3 und die Fahrtrichtung 4 sind annähernd parallel zueinander. Das erste Fahrzeug 1 fährt auf einer Spur 11 einer mehrspurigen Fahrbahn 12 und das zweite Fahrzeug fährt auf einer anderen Spur 11 derselben Fahrbahn 12. Ein aktuell vorherrschender Wind bläst in eine Windrichtung 5 und trifft die Fahrzeuge 1, 2 jeweils links vorne. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Messen einer Position, einer Geschwindigkeit und der Fahrtrichtung 3 des ersten Fahrzeuges 1 durch das zweite Fahrzeug 2; und Verfolgen des ersten Fahrzeuges 1 durch das zweite Fahrzeug 2 in einem parallel zu der Fahrtrichtung 3 des ersten Fahrzeuges 1 orientierten Längsabstand 6 zwischen dem ersten Fahrzeug 1 und dem zweiten Fahrzeug 2 in Abhängigkeit von der Position, der Geschwindigkeit und der Fahrtrichtung 3 des ersten Fahrzeuges 1. Erfindungswesentlich sind die weiteren Schritte: Messen einer Windgeschwindigkeit und der Windrichtung 5 durch das zweite Fahrzeug 2; und Anordnen des zweiten Fahrzeuges 2 hinter dem ersten Fahrzeug 1 durch das zweite Fahrzeug 2 in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit und der Windrichtung 5 derart, dass ein Windschatten des ersten Fahrzeuges 1 ausgenutzt wird. Die Windgeschwindigkeit und die Windrichtung 5 sind Kenngrößen des aktuell vorherrschenden Windes, der sich zusammensetzt aus einem meteorologischen Wind, einem Fahrtwind des ersten Fahrzeuges 1 und einem Fahrtwind des zweiten Fahrzeuges 2. Das Messen der Windgeschwindigkeit und der Windrichtung 5 durch das zweite Fahrzeug 2 erfolgt mittels einer um eine vertikal orientierte Achse 9 drehbar gelagerten und sich parallel zu der Windrichtung 5 ausrichtenden Staudrucksonde 8 des zweiten Fahrzeuges 2. Das erste Fahrzeug 1 muss nicht zwingend eine Staudrucksonde 8 aufweisen, tut dies aber vorzugsweise. Ein optimaler Windschatten von dem ersten Fahrzeug 1 für das zweite Fahrzeug 2 ist gegeben, wenn das zweite Fahrzeug 2 hinter dem ersten Fahrzeug 1 derart angeordnet ist, dass die Staudrucksonde 8 eine zu der Fahrtrichtung 4 des zweiten Fahrzeuges 2 orthogonale Orientierung einnimmt. Das bedeutet, dass das zweite Fahrzeug 2 keinen Gegenwind erfährt. Bei Seitenwind, wie in 1 dargestellt, führt das Anordnen des zweiten Fahrzeuges 2 hinter dem ersten Fahrzeug 1 durch das zweite Fahrzeug 2 zu einem orthogonal zu der Fahrtrichtung 3 des ersten Fahrzeuges 1 orientierten Querabstand 7 zwischen dem ersten Fahrzeug 1 und dem zweiten Fahrzeug 2. Bei starkem Seitenwind und/oder geringer Geschwindigkeit des ersten Fahrzeuges 1 führt das Anordnen des zweiten Fahrzeuges 2 hinter dem ersten Fahrzeug 1 durch das zweite Fahrzeug 2 zu einem orthogonal zu der Fahrtrichtung 3 des ersten Fahrzeuges 1 orientierten Querabstand 7 zwischen dem ersten Fahrzeug 1 und dem zweiten Fahrzeug 2, der gleich einer Breite 10 der Spur 11 der mehrspurigen Fahrbahn 12 ist, auf der die Kolonnenfahrt durchgeführt wird. Aus Sicherheitsgründen ist ein minimaler Längsabstand und ein minimaler Querabstand zwischen dem ersten Fahrzeug 1 und dem zweiten Fahrzeug 2 einzuhalten. In 1 nicht dargestellt ist, dass das erste Fahrzeug 1 und das zweite Fahrzeug 2 jeweils eine Car-to-Car-Kommunikationseinheit aufweisen, um miteinander zu kommunizieren und insbesondere Informationen bezüglich der Kolonnenfahrt auszutauschen. Insofern kann das Verfahren den Schritt Kommunizieren zwischen dem ersten Fahrzeug 1 und dem zweiten Fahrzeug 2 mittels der Car-to-Car-Kommunikationseinheiten des ersten Fahrzeuges 1 und des zweiten Fahrzeuges 2 umfassen.the 1 shows a schematic representation of a convoy drive according to the present invention. The convoy ride is shown in plan view. The vehicle convoy has a first vehicle 1 and a second vehicle 2, with the first vehicle 1 traveling in a direction of travel 3 and the second vehicle 2 traveling in a direction of travel 4. The direction of travel 3 and the direction of travel 4 are approximately parallel to one another. The first vehicle 1 is driving in one lane 11 of a multi-lane roadway 12 and the second vehicle is driving in another lane 11 of the same roadway 12. A currently prevailing wind is blowing in a wind direction 5 and hits the vehicles 1, 2 on the front left. The method according to the invention comprises the following steps: measuring a position, a speed and the direction of travel 3 of the first vehicle 1 by the second vehicle 2; and tracking of the first vehicle 1 by the second vehicle 2 in a longitudinal distance 6 between the first vehicle 1 and the second vehicle 2 oriented parallel to the direction of travel 3 of the first vehicle 1, depending on the position, the speed and the direction of travel 3 of the first vehicle 1. The further steps are essential to the invention: measuring a wind speed and the wind direction 5 by the second vehicle 2; and arranging the second vehicle 2 behind the first vehicle 1 by the second vehicle 2 depending on the wind speed and the wind direction 5 in such a way that a slipstream of the first vehicle 1 is exploited. The wind speed and the wind direction 5 are parameters of the currently prevailing wind, which is made up of a meteorological wind, a headwind of the first vehicle 1 and a headwind of the second vehicle 2. The wind speed and the wind direction 5 are measured by the second vehicle 2 using a dynamic pressure probe 8 of the second vehicle 2, which is rotatably mounted about a vertically oriented axis 9 and is aligned parallel to the wind direction 5. The first vehicle 1 does not necessarily have to have a dynamic pressure probe 8, but preferably does so. An optimal slipstream from the first vehicle 1 for the second vehicle 2 is given when the second vehicle 2 is arranged behind the first vehicle 1 such that the dynamic pressure probe 8 assumes an orientation orthogonal to the direction of travel 4 of the second vehicle 2 . This means that the second vehicle 2 does not experience a headwind. In side winds, as in 1 shown, arranging the second vehicle 2 behind the first vehicle 1 by the second vehicle 2 leads to a transverse distance 7 between the first vehicle 1 and the second vehicle 2, which is orthogonal to the direction of travel 3 of the first vehicle 1. In strong crosswinds and/or low speed of the first vehicle 1, the positioning of the second vehicle 2 behind the first vehicle 1 by the second vehicle 2 leads to a transverse distance 7 between the first vehicle 1 and the second vehicle 2 oriented orthogonally to the direction of travel 3 of the first vehicle 1, which is equal a width 10 of the lane 11 of the multi-lane roadway 12 on which the convoy drive is carried out. For safety reasons, a minimum longitudinal distance and a minimum transverse distance between the first vehicle 1 and the second vehicle 2 must be observed. In 1 it is not shown that the first vehicle 1 and the second vehicle 2 each have a car-to-car communication unit in order to communicate with one another and in particular to exchange information regarding the convoy journey. In this respect, the method can include the step of communication between the first vehicle 1 and the second vehicle 2 using the car-to-car communication units of the first vehicle 1 and the second vehicle 2 .

Die 2 zeigt eine schematische Darstellung einer anderen Kolonnenfahrt gemäß der vorliegenden Erfindung. Auch hier ist die Kolonnenfahrt in Draufsicht wiedergegeben. Die Fahrzeugkolonne weist neben dem ersten Fahrzeug 1 und dem zweiten Fahrzeug 2 weitere Fahrzeuge 13, 14, 15 auf. Zumindest jedes der windschattennutzenden Fahrzeuge 2, 13, 14, 15 weist eine Staudrucksonde 8 auf und wendet das erfindungsgemäße Verfahren an. Das erste Fahrzeug 1 zieht einen Anhänger. Die windschattennutzenden Fahrzeuge 2, 13, 14, 15 richten sich an dem ersten Fahrzeug derart aus, dass sie optimalen Windschatten erhalten. Das Fahrzeug 13 richtet sich zusätzlich an dem zweiten Fahrzeug 2 aus. Das Fahrzeug 14 richtet sich zusätzlich an dem zweiten Fahrzeug 2 und dem Fahrzeug 13 aus. Das Fahrzeug 15 richtet sich zusätzlich an dem zweiten Fahrzeug 2 und den Fahrzeugen 13, 14 aus. Allgemein gesprochen richtet sich ein Fahrzeug stets an den in Fahrtrichtung vorausfahrenden Fahrzeugen aus, sofern die vorausfahrenden Fahrzeuge einen ausnutzbaren Windschatten bieten.the 2 shows a schematic representation of another convoy ride according to the present invention. Here, too, the convoy ride is in Reproduced top view. In addition to the first vehicle 1 and the second vehicle 2 , the motorcade has further vehicles 13 , 14 , 15 . At least each of the vehicles 2, 13, 14, 15 using the slipstream has a dynamic pressure probe 8 and uses the method according to the invention. The first vehicle 1 pulls a trailer. The vehicles 2, 13, 14, 15 using the slipstream align themselves with the first vehicle in such a way that they obtain optimal slipstreaming. The vehicle 13 is also aligned with the second vehicle 2 . The vehicle 14 is also aligned with the second vehicle 2 and the vehicle 13 . The vehicle 15 is also aligned with the second vehicle 2 and the vehicles 13 , 14 . Generally speaking, a vehicle always aligns itself with the vehicles in front in the direction of travel, provided that the vehicles in front offer an exploitable slipstream.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst auch einen oder mehrere der folgenden Aspekte: Um die Kolonnenfahrt noch effizienter zu gestalten, kann mit Hilfe der frei rotierbaren Staudrucksonde 8, die sich immer gegen die Windrichtung 5 stellt, eine ideale seitliche Position der zu einem vorausfahrenden Fahrzeug nachfolgenden Fahrzeuge ermittelt werden. Die Fahrzeuge können bei starkem Seitenwind von rechts beispielsweise nach links gestaffelt positioniert werden. Da es nicht unendlich viele Spuren im Rahmen einer Fahrbahn gibt, kann die in 2 dargestellte Formation gebildet werden. Diese Art von Kolonnenfahrt kann solange aufrechterhalten werden, solange sich kein anderes Fahrzeug nähert, das zum Beispiel wesentlich schneller fährt als die Kolonne. Die Geschwindigkeitsverhältnisse können vorab über eine direkte Funkverbindung zwischen der Kolonne und dem von hinten herannahenden Fahrzeug geklärt werden, so dass die entsprechenden Spuren frühzeitig freigegeben werden können. Für solch eine Kolonnenfahrt sind Spurwechsel notwendig. Die Fahrzeuge der Kolonne ordnen sich rechtzeitig hintereinander an, um eine oder mehrere Spuren der Fahrbahn freizugeben, wenn sich von hinten herannahende Fahrzeuge nicht an der Kolonne beteiligen wollen.The method according to the invention also includes one or more of the following aspects: In order to make driving in convoy even more efficient, an ideal lateral position of the vehicles following a vehicle driving in front can be determined with the aid of the freely rotatable dynamic pressure probe 8, which is always positioned against the wind direction 5 will. The vehicles can be positioned in a staggered position from the right to the left, for example, in strong crosswinds. Since there is not an infinite number of lanes within a lane, the in 2 formation shown are formed. This type of convoy driving can be maintained as long as no other vehicle is approaching, for example driving much faster than the convoy. The speed conditions can be clarified in advance via a direct radio link between the convoy and the vehicle approaching from behind, so that the relevant lanes can be cleared at an early stage. Lane changes are necessary for such convoy driving. The vehicles in the convoy arrange themselves one behind the other in good time to clear one or more lanes of the roadway if vehicles approaching from behind do not want to be part of the convoy.

Zusätzlich können an den Fahrzeugen montierte Kameras verwendet werden, um die Verkehrssituation in der Kolonne zu erfassen. Eine in einer Recheneinheit eines Fahrzeuges durchgeführte Wahrscheinlichkeitsberechnung kann zur Ermittlung einer optimalen Annäherungsstrategie für das von hinten herannahende Fahrzeug eingesetzt werden, um unnötige Spurwechsel und Beschleunigungen zu vermeiden.In addition, cameras mounted on the vehicles can be used to record the traffic situation in the convoy. A probability calculation carried out in a computer of a vehicle can be used to determine an optimal approach strategy for the vehicle approaching from behind, in order to avoid unnecessary lane changes and accelerations.

Bei dem ersten Fahrzeug 1 wird sich die Staudrucksonde 8 nur wenig zur Seite bewegen, da der longitudinale Luftwiderstand in den meisten Fahrsituationen groß ist. Die Tendenz des Seitenwindes kann von dem ersten Fahrzeug 1 an die nachfolgenden Fahrzeuge kommuniziert werden, beispielsweise aufgrund einer Anfrage von einem der nachfolgenden Fahrzeuge. Diese wählen dann die laterale Position aus, bei der die Staudrucksonde 8 so weit wie möglich senkrecht zur Fahrtrichtung zeigt. Die seitliche Angriffsfläche von Lastkraftwagen ist relativ groß und selbst geringe Seitenwinde, sofern sie durch eine sehr nahe Windschattenfahrt unter Einhaltung von Mindestabständen nicht kompensiert werden, bilden einen großen Luftwiderstand. Diese Informationen können zum Beispiel laufend aktualisiert in einer Datenbank abgelegt werden, um auf Inseln oder in Küstennähe bereits vor Fahrtantritt Empfehlungen zu einer möglichst vorteilhaften Windschattenposition bereitzustellen. Die Staudrucksonde 8 ist vorzugsweise vorne am Fahrzeug montiert, kann aber auch seitlich am Fahrzeug befestigt sein. Auch mehrere Staudrucksonden 8 pro Fahrzeug sind denkbar.In the case of the first vehicle 1, the pitot tube 8 will only move slightly to the side since the longitudinal air resistance is high in most driving situations. The tendency of the cross wind can be communicated from the first vehicle 1 to the following vehicles, for example based on a request from one of the following vehicles. These then select the lateral position in which the dynamic pressure probe 8 points as far as possible perpendicularly to the direction of travel. The lateral contact surface of trucks is relatively large and even slight side winds, if they are not compensated by a very close slipstream while observing minimum distances, create a large amount of air resistance. This information can, for example, be continuously updated and stored in a database in order to provide recommendations for the best possible slipstream position on islands or near the coast before setting off. The dynamic pressure probe 8 is preferably mounted at the front of the vehicle, but can also be attached to the side of the vehicle. Several dynamic pressure probes 8 per vehicle are also conceivable.

Ebenso ist es möglich, über maschinelles Lernen typische Luftströme für gewisse Fahrstrecken, die man bei gewissen Geschwindigkeiten überwindet, zu bestimmen. Anhand der tatsächlichen Geschwindigkeiten, die beispielsweise mittels ABS-Sensorsignalen oder Abtriebsdrehzahlen ermittelt werden, und der mit der Staudrucksonde 8 gemessenen Windgeschwindigkeiten kann ein windschnittiges Fahrverhalten festgestellt werden. Die Staudrucksonde 8 ermöglicht eine Echtzeitmessung der Windgeschwindigkeiten. Dadurch ist ein minimaler Gesamtfahrwiderstand entlang einer bestimmten Strecke berechenbar. Dieser kann bedingen, auf gewissen Teilstrecken absichtlich langsamer zu fahren, wenn starker Gegenwind herrscht, und die Fahrzeuggeschwindigkeit im Gegenzug auf anderen Teilstrecken zu erhöhen, wenn dort starker Rückenwind herrscht.It is also possible to use machine learning to determine typical air flows for certain routes that are covered at certain speeds. A streamlined driving behavior can be determined on the basis of the actual speeds, which are determined, for example, by means of ABS sensor signals or output speeds, and the wind speeds measured with the dynamic pressure probe 8 . The pitot tube 8 enables wind speeds to be measured in real time. This means that a minimum total driving resistance can be calculated along a specific route. This may involve deliberately slowing down certain sections of the route when there is a strong headwind, and increasing vehicle speed on other sections when there is a strong tailwind.

Das Verfahren eignet sich am besten für relativ gerade Strecken, zum Beispiel Autobahnen. Es ist aber auch denkbar, das Verfahren auf Schnellstraßen und Landstra-ßen anzuwenden, wenn auf eine ausreichend große Distanz kein Gegenverkehr stattfindet. Ein weiterer Vorteil einer zwei- oder mehrspurigen Kolonnenfahrt ist die unmittelbare Anordnung des zweiten Fahrzeuges 2 hinter dem ersten Fahrzeug 1, wobei das erste Fahrzeug 1 und das zweite Fahrzeug 2 auf unterschiedlichen Spuren der Fahrbahn fahren. So kann bei sehr starkem Seitenwind noch mehr Treibstoff eingespart werden.The method is best suited for relatively straight stretches, such as motorways. However, it is also conceivable to use the method on expressways and country roads if there is no oncoming traffic over a sufficiently large distance. A further advantage of driving in a convoy in two or more lanes is the immediate arrangement of the second vehicle 2 behind the first vehicle 1, with the first vehicle 1 and the second vehicle 2 driving in different lanes of the roadway. This means that even more fuel can be saved in very strong crosswinds.

BezugszeichenlisteReference List

11: Erstes FahrzeugFirst vehicle
22: Zweites Fahrzeugsecond vehicle
33: Fahrtrichtungdriving direction
44: Fahrtrichtungdriving direction
55: Windrichtungwind direction
66: Längsabstandlongitudinal spacing
77: Querabstandcross spacing
88th: Staudrucksondepitot tube
99: Achseaxis
1010: BreiteBroad
1111: Spurtrack
1212: Fahrbahnroadway
1313: Fahrzeugvehicle
1414: Fahrzeugvehicle
1515: Fahrzeugvehicle

Claims

Method for carrying out a convoy journey, the convoy having at least a first vehicle (1) and a second vehicle (2), comprising the steps of: measuring a position, a speed and a travel direction (3) of the first vehicle (1) by the second vehicle (2); and tracking of the first vehicle (1) by the second vehicle (2) in a longitudinal distance (6) between the first vehicle (1) and the second vehicle (2) oriented parallel to the direction of travel (3) of the first vehicle (1). Depending on the position, the speed and the direction of travel (3) of the first vehicle (1), characterized in that the method comprises the following steps: measuring a wind speed and a wind direction (5) through the second vehicle (2), the The wind speed and the wind direction (5) are measured by the second vehicle (2) by means of a dynamic pressure probe (8) of the second vehicle (2) which is rotatably mounted about a vertically oriented axis (9) and is aligned parallel to the wind direction (5); and arranging the second vehicle (2) behind the first vehicle (1) by the second vehicle (2) depending on the wind speed and the wind direction (5) in such a way that a slipstream of the first vehicle (1) is exploited, with the Measurement determines at which relative position behind the first vehicle (1) the slipstream is greatest, with the second vehicle (2) being positioned there.

Method according to claim 1, characterized in that the second vehicle (2) arranges the second vehicle (2) behind the first vehicle (1) in such a way that the pitot tube (8) optimally points to a travel direction (4) of the second vehicle (2) adopts orthogonal orientation.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the positioning of the second vehicle (2) behind the first vehicle (1) by the second vehicle (2) at a transverse distance oriented orthogonally to the direction of travel (3) of the first vehicle (1). (7) between the first vehicle (1) and the second vehicle (2).

Procedure according to one of Claims 1 until 2 , characterized in that the positioning of the second vehicle (2) behind the first vehicle (1) by the second vehicle (2) to a transverse distance (7) oriented orthogonally to the direction of travel (3) of the first vehicle (1) between the first Vehicle (1) and the second vehicle (2), the transverse distance (7) being equal to a width (10) of a lane (11) of a multi-lane roadway (12) on which the convoy drive is carried out.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the method comprises the step of maintaining a minimum longitudinal distance between the first vehicle (1) and the second vehicle (2).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the method comprises the step of maintaining a minimum transverse distance between the first vehicle (1) and the second vehicle (2).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the method includes the step of communicating between the first vehicle (1) and the second vehicle (2) by means of car-to-car communication units of the first vehicle (1) and the second vehicle (2 ) includes.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the method comprises the following steps: detecting parameters of a data set to be created, the parameters being selected from the group consisting of: route, driving speed, vehicle type, wind speed and wind direction (5) ; and storing the data set in a database.