DE102016217915A1 - Methods and devices Determination of the benefits achieved by convoy cruises - Google Patents

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Abstract

Ein Verfahren zur Ermittlung der sich aus einer Kolonnenfahrt mehrerer Kraftfahrzeuge (41, 42, 43) ergebende Energieeinsparungen der an einer Fahrzeugkolonne (1) beteiligten Kraftfahrzeuge (41, 42, 43) umfasst, einen Strömungswiderstand jedes der an der Fahrzeugkolonne (1) beteiligten Kraftfahrzeuge (41, 42, 43) sowohl bei Fahrt in der Fahrzeugkolonne (1) als auch bei Fahrt außerhalb der Fahrzeugkolonne (1) zu modellieren und eine von jedem der an der Fahrzeugkolonne (1) beteiligten Kraftfahrzeuge (41, 42, 43) erbrachte Leistung sowohl bei Fahrt in der Fahrzeugkolonne (1) als auch bei Fahrt außerhalb der Fahrzeugkolonne (1) zu berechnen.A method for determining the resulting from a convoy of several motor vehicles (41, 42, 43) energy savings of involved in a vehicle convoy (1) motor vehicles (41, 42, 43), a flow resistance of each of the vehicle convoy (1) involved motor vehicles (41, 42, 43) both when driving in the vehicle convoy (1) and when driving outside the vehicle convoy (1) to model and one of each of the motor vehicle (41, 42, 43) participating in the vehicle convoy (1) both when driving in the vehicle convoy (1) and when driving outside the vehicle convoy (1) to calculate.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen zur Bestimmung und gerechten Aufteilung des von Kraftfahrzeugen durch Kolonnenbildung erzielt Nutzens.The invention relates to a method and apparatus for determining and equitable sharing of the benefits achieved by motor vehicles by column formation.

Stand der TechnikState of the art

Da Fahrzeuge im Windschatten eines vorausfahrenden Fahrzeugs weniger Luftwiderstand überwinden müssen, können Kraftfahrzeuge im Straßenverkehr durch das Bilden von Kolonnen, die auch als Konvois oder englisch als „Platoons“ bezeichnet werden, merkliche Energieeinsparungen erzielen. Since vehicles in the lee of a vehicle in front must overcome less drag, motor vehicles in the road can achieve significant energy savings by forming columns, also known as convoys or English as "platoons".

Die Energieeinsparung wirkt sich günstig auf den Energieverbrauch aus. So reduziert ein Lkw bei einem Abstand von 4 Metern zum einem vorausfahrenden Lkw seinen Energieverbrauch um bis zu 15 %, siehe z.B. http://www.technologyreview.com/news/425850/how-vehicle-automation-will-cut-fuel-consumption/ . The energy saving has a favorable effect on energy consumption. For example, a truck at a distance of 4 meters from a preceding truck reduces its energy consumption by up to 15%, see eg http://www.technologyreview.com/news/425850/how-vehicle-automation-will-cut-fuel-consumption/ ,

Die durch Kolonnenbildung erzielbaren Einspareffekte werden durch technische Fortschritte, die auch bei geringem Abstand zwischen den Kraftfahrzeugen ein sicheres Fahren ermöglichen, nutzbar. Die dafür genutzten Techniken beinhalten: Navigationssysteme sowie Datenverbindungen zu Verkehrsinformationssystemen, die eine an Straßenführung, Witterungsverhältnisse und Verkehrslage angepasste, vorausschauende Geschwindigkeitssteuerung erlauben; Vorrichtungen zur Abstandsmessung zu vorausfahrenden oder nachfolgenden Kraftfahrzeugen oder Verkehrshindernissen, beispielsweise Ultraschall- oder Radarmessgeräte; Datenverbindungen zwischen den Kraftfahrzeugen einer Kolonne, die Informationen über Beschleunigungen und Verlangsamungen des vorausfahrenden Kraftfahrzeuges noch vor der optischen Wahrnehmbarkeit an das folgende Kraftfahrzeug übermitteln; sowie autonomes oder semiautonomes Fahren und insbesondere Bremsen, die eine schnelle Reaktion des nachfolgenden Kraftfahrzeuges auf die Informationen des vorausfahrenden Kraftfahrzeuges ermöglichen.The achievable by column formation savings can be used by technical advances that allow safe driving even with a small distance between the vehicles. The techniques used include: navigation systems as well as data links to traffic information systems that allow predictive speed control adapted to road conditions, weather conditions and traffic conditions; Devices for distance measurement to vehicles in front or behind, or traffic obstructions, for example ultrasonic or radar instruments; Data links between the vehicles of a convoy transmitting information about accelerations and decelerations of the preceding vehicle to the following motor vehicle prior to visual perception; as well as autonomous or semi-autonomous driving and in particular brakes, which enable a rapid reaction of the following motor vehicle to the information of the preceding motor vehicle.

Ein Verfahren zur Kolonnenbildung ist beispielsweise in DE 10 2014 200 804 A1 beschrieben.A method for column formation is, for example, in DE 10 2014 200 804 A1 described.

Der Nutzen, den die einzelnen an der Kolonne beteiligten Kraftfahrzeuge in Form von Energieeinsparung aus der Kolonnenfahrt ziehen, ist unterschiedlich. Insbesondere das erste Kraftfahrzeug der Kolonne hat keinen oder nur einen geringen Nutzen.The benefit that the individual vehicles involved in the column draw from the convoy in the form of energy savings varies. In particular, the first motor vehicle of the column has little or no benefit.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, den Nutzen / die Energieeinsparung, der/die sich aus der Kolonnenfahrt für die einzelnen, an der Kolonne beteiligten Kraftfahrzeuge ergibt, zu bestimmen.It is an object of the invention to determine the utility / energy saving that results from the convoy travel for the individual motor vehicles involved in the convoy.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Ermitteln einer sich aus einer Kolonnenfahrt mehrerer Kraftfahrzeuge ergebenden Energieeinsparung der an der Kolonne beteiligten Kraftfahrzeuge, einen Strömungswiderstand jedes der an der Kolonne beteiligten Kraftfahrzeuge sowohl bei Fahrt in der Kolonne als auch bei Fahrt außerhalb der Kolonne zu modellieren und eine von jedem der an der Kolonne beteiligten Kraftfahrzeuge erbrachte Leistung sowohl bei Fahrt in der Kolonne als auch bei Fahrt außerhalb der Kolonne zu berechnen. Durch Vergleich der für eine Fahrt innerhalb und eine Fahrt außerhalb der Kolonne berechneten Leistungen kann so eine Energieeinsparung (Nutzen) für jedes an der Kolonne beteiligte Fahrzeug bestimmt werden.According to one embodiment of the invention, a method for determining an energy saving of column automobiles of automobiles involved in the column comprises modeling a flow resistance of each of the automobiles involved in the column both while traveling in the column and when driving out of the column and to calculate a power provided by each of the automobiles involved in the column, both while traveling in the convoy and when traveling out of the convoy. By comparing the performances calculated for a trip inside and a trip outside the column, an energy saving (benefit) for each vehicle involved in the column can be determined.

Die Erfindung umfasst auch ein Computerprogramm, das, wenn es auf einem Computer ausgeführt wird, dazu führt, dass ein Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung durchgeführt wird.The invention also includes a computer program that, when executed on a computer, results in performing a method according to an embodiment of the invention.

Die Erfindung umfasst auch Steuergeräte für Kraftfahrzeuge und eine stationären Recheneinheit, die jeweils dazu ausgebildet sind, an einem Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung teilzunehmen.The invention also includes control devices for motor vehicles and a stationary arithmetic unit, each of which is adapted to participate in a method according to an embodiment of the invention.

Die Erfindung umfasst auch, einen Gesamtnutzen (die gesamte Energieeinsparung) der Kolonnenfahrt zu ermitteln und zwischen den beteiligten Kraftfahrzeugen aufzuteilen. Zur Ermittlung des Gesamtnutzens werden Modelle zur Quantifizierung von Windschatteneffekten genutzt. Das Ergebnis kann für ein (finanzielles) Ausgleichsverfahren genutzt werden, um den Nutzen, der sich aus der Kolonnenfahrt ergibt, gerecht unter den an der Kolonne beteiligten Kraftfahrzeugen aufzuteilen. Hierdurch wird die Motivation, eine energiesparende Kolonne zu bilden, erhöht, auch wenn die Fahrer der Kraftfahrzeuge einander nicht kennen. Zudem wird die Gefahr einer unkoordinierten („wilden“) Kolonnenbildung („Windschattenfahren“) ohne Abstimmung mit dem Vorausfahrenden reduziert, wodurch die Verkehrssicherheit erhöht wird.The invention also includes determining a total utility (the total energy savings) of the convoy trip and dividing it among the motor vehicles involved. To determine the total benefit, models for the quantification of slipstream effects are used. The result can be used for a (financial) equalization process to fairly divide the benefits resulting from the convoy into the cars involved in the convoy. As a result, the motivation to form an energy-saving column is increased, even if the drivers of the motor vehicles do not know each other. In addition, the risk of uncoordinated ("wild") column formation ("slipstreaming") is reduced without coordination with the vehicle in front, which increases road safety.

In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Modellieren von Strömungswiderständen der Kraftfahrzeuge durch ein datenbasiertes Modell, insbesondere ein Gauß-Prozess-Modell, in das mindestens die folgenden Eingangsgrößen eingehen: Strömungsgeschwindigkeit und/oder Kraftfahrzeuggeschwindigkeit, Abstände zwischen den an der Kolonne beteiligten Kraftfahrzeugen, sowie Parameter, welche die Formen und Abmessungen der beteiligten Kraftfahrzeuge charakterisieren. Auf diese Weise können die Strömungswiderstände besonders gut modelliert werden.In an embodiment, the method comprises modeling flow resistances of the motor vehicles by a data-based model, in particular a Gaussian process model, in which at least the following input variables are received: flow velocity and / or Motor vehicle speed, distances between the vehicles involved in the column, as well as parameters that characterize the shapes and dimensions of the motor vehicles involved. In this way, the flow resistances can be modeled very well.

In einer Ausführungsform werden bei der Berechnung der Leistung eine aktuell erbrachte Leistung, ein aktuelles Antriebsmoment und/oder ein aktueller Energieverbrauch berücksichtigt, um die Leistung mit hoher Genauigkeit zu berechnen.In one embodiment, when calculating the power, an actual power delivered, a current drive torque, and / or a current power consumption are taken into account to calculate the power with high accuracy.

In einer Ausführungsform wird zur Berechnung der Energieeinsparung der Wirkungsgrad eines Motors und/oder eines Antriebsstrangs des Kraftfahrzeugs auf gleicher Strecke bei gleicher Geschwindigkeit für die Fahrt innerhalb und außerhalb der Kolonne modelliert. Auf diese Weise kann die durch die Kolonnenfahrt erzielte Energieeinsparung mit guter Genauigkeit berechnet werden.In one embodiment, the efficiency of an engine and / or a drive train of the motor vehicle is modeled on the same route at the same speed for driving inside and outside the column to calculate the energy savings. In this way, the energy savings achieved by the convoy can be calculated with good accuracy.

In einer Ausführungsform werden die Wirkungsgrade des Motors und/oder des Antriebsstrangs durch datenbasierte Modelle, insbesondere Gauß-Prozess-Modelle, modelliert, wobei in die Modelle mindestens die folgenden Eingangsgrößen eingehen: Geschwindigkeit und Leistung des Kraftfahrzeugs oder Motordrehzahl und Leistung der Motoren der an der Kolonne beteiligten Kraftfahrzeuge oder damit korrelierende Größen, sowie Parameter, welche die Motor- und Antriebsstrangeinstellung charakterisieren. Auf diese Weise können die Wirkungsgrade mit guter Genauigkeit modelliert werden.In one embodiment, the efficiencies of the engine and / or drivetrain are modeled by data-based models, in particular Gaussian process models, wherein the models include at least the following input variables: speed and power of the motor vehicle or engine speed and power of the engines of the Column participating motor vehicles or correlating sizes, as well as parameters that characterize the engine and Antriebsstrangeinstellung. In this way, the efficiencies can be modeled with good accuracy.

In einer Ausführungsform gehen in die Modellierung der Energieeinsparung eines Kraftfahrzeuges durch die Kolonnenfahrt mindestens die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und der Abstand zu einem vorausfahrenden Kraftfahrzeug ein. In einer Ausführungsform gehen in die Modellierung der Energieeinsparung eines Kraftfahrzeuges durch die Kolonnenfahrt auch eine oder mehrere der folgenden Daten ein: Windstärke und Windrichtung relativ zur Kraftfahrzeugbewegung, andere Wetterdaten, Luftwiderstandswert des Kraftfahrzeugs, sowie andere Daten zur Form und/oder zum Gewicht des Kraftfahrzeugs. Auf diese Weise kann die Genauigkeit der modellierten Energieeinsparung verbessert werden. In one embodiment, at least the speed of the motor vehicle and the distance to a preceding motor vehicle enter into the modeling of the energy saving of a motor vehicle by the convoy travel. In one embodiment, one or more of the following data is included in the modeling of the energy saving of a motor vehicle by the convoy: Wind force and wind direction relative to the motor vehicle movement, other weather data, air resistance value of the motor vehicle, as well as other data on the shape and / or weight of the motor vehicle. In this way, the accuracy of the modeled energy savings can be improved.

In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren, eine drahtlose Datenverbindung zwischen Steuergeräten der an der Kolonne beteiligten Kraftfahrzeuge und einer stationären Recheneinheit aufzubauen, das Vorliegen einer Kolonnenfahrt durch Setzen eines Kolonnenfahrtstatus in den Steuergeräten der Kraftfahrzeuge und der Recheneinheit anzuzeigen und die Energieeinsparungen der beteiligten Kraftfahrzeuge durch die Kolonnenfahrt zu modellieren und aufzuintegrieren, solange der Kolonnenfahrtstatus gesetzt ist. Auf diese Weise können die von der Kolonnenfahrt bewirkten Energieeinsparungen der an der Kolonne beteiligten Kraftfahrzeuge zentral erfasst, gespeichert und ausgewertet werden.In one embodiment, the method comprises establishing a wireless data link between control units of the automobiles involved in the column and a stationary arithmetic unit, indicating the presence of a convoy by setting a convoy status in the control units of the motor vehicles and the arithmetic unit, and the energy savings of the involved motor vehicles by the convoy to model and integrate as long as the Colony Ride status is set. In this way, the energy savings of the motor vehicles involved in the column can be centrally recorded, stored and evaluated.

In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren, dass die Steuergeräte der Kraftfahrzeuge Daten an die Recheneinheit übertragen, wobei die Daten wenigstens eine der folgenden Informationen beinhalten: Absicht zur Kolonnenfahrt; Identifikationsmerkmale anderer für die Kolonnenfahrt in Frage kommender Kraftfahrzeuge; aktuelle Position, geplante Route, aktuelle und/oder prognostizierte Geschwindigkeit, aktuelle und/oder prognostizierte Beschleunigung bzw. Verlangsamung des jeweiligen Kraftfahrzeug, Abstand zwischen den Kraftfahrzeugen der Kolonne, Abstand zu anderen Verkehrsteilnehmern, Abstand zu Hindernissen, sowie Informationen über Straßenverhältnisse und Wetterdaten. In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren darüber hinaus, dass die Recheneinheit von einem Kraftfahrzeug erhaltene Daten und/oder aus diesen Daten berechnete weitere Daten an andere Kraftfahrzeuge sendet, die an der Kolonne beteiligt sind. Auf diese Weise kann die Kolonnenfahrt von der Recheneinheit initiiert, koordiniert und optimiert werden, um die Sicherheit der an der Kolonne beteiligten Kraftfahrzeuge zu gewährleisten und die erzielbare Energieeinsparung zu optimieren.In one embodiment, the method includes where the control units of the motor vehicles transmit data to the computing unit, the data including at least one of the following information: intent to cruise; Identification features of other motor vehicles eligible for the convoy; Current position, planned route, current and / or forecasted speed, current and / or forecast acceleration or deceleration of the respective motor vehicle, distance between the vehicles of the column, distance to other road users, distance to obstacles, as well as information about road conditions and weather data. In one embodiment, the method further comprises that the arithmetic unit sends data received from a motor vehicle and / or other data calculated from this data to other motor vehicles involved in the column. In this way, the convoy can be initiated, coordinated and optimized by the computing unit to ensure the safety of the motor vehicles involved in the convoy and to optimize the achievable energy savings.

In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren, dass nach dem Setzen des Kolonnenfahrtstatus zwischen den an der Kolonne beteiligten Kraftfahrzeugen direkt oder über die Recheneinheit Daten ausgetauscht werden, die eine oder mehrere der folgenden Informationen beinhalten: geplante Route; aktuelle und/oder prognostizierte Geschwindigkeit; aktuelle und/oder prognostizierte Beschleunigung bzw. Verlangsamung; Abstand zwischen den Kraftfahrzeugen der Kolonne; Abstand zu anderen Verkehrsteilnehmern; Abstand zu Hindernissen; aktuelle Straßenverhältnisse; aktuelle Wetterdaten. Auf diese Weise kann die Kolonnenfahrt koordiniert und optimiert werden, um die Sicherheit der an der Kolonne beteiligten Kraftfahrzeuge zu gewährleisten und die erzielbare Energieeinsparung zu optimieren.In one embodiment, the method includes, after setting the convoy status between the automobiles involved in the convoy, exchanging data directly or via the arithmetic unit containing one or more of the following information: planned route; current and / or predicted speed; current and / or predicted acceleration or deceleration; Distance between the vehicles of the column; Distance to other road users; Distance to obstacles; current road conditions; current weather data. In this way, the convoy travel can be coordinated and optimized to ensure the safety of the vehicles involved in the column and to optimize the energy savings achievable.

In einer Ausführungsform ist das Setzen des Kolonnenfahrtstatus von Kriterien abhängig, die zumindest teilweise von den Steuergeräten und/oder der Recheneinheit aufgrund elektronischer Daten überprüft werden, wobei die elektronischen Daten insbesondere die aktuelle Position, die geplante Route und/oder die über ein Eingabegerät abgegebene Zustimmung zur Kolonnenfahrt durch die Fahrer der Kraftfahrzeuge umfassen. Auf diese Weise kann das Setzen des Kolonnenfahrtstatus optimiert werden, insbesondere kann ein fälschliches Setzen des Kolonnenfahrtstatus, ohne dass die für eine Kolonnenfahrt notwendigen Kriterien vorliegen, verhindert werden.In one embodiment, setting the convoy travel status depends on criteria that are at least partially checked by the control devices and / or the computing unit based on electronic data, wherein the electronic data in particular the current position, the planned route and / or the consent given via an input device to the column ride by the driver of the motor vehicles. In this way, the setting of the convoy travel status can be optimized, in particular, a false setting of the convoy travel status, without that for a Column travel necessary criteria are present, be prevented.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben:Embodiments of the invention will be described below with reference to the drawings:

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 zeigt eine schematische Darstellung mehrere Fahrzeuge, die eine Fahrzeugkolonne bilden. 1 shows a schematic representation of several vehicles that form a vehicle convoy.

2 zeigt ein Ablaufdiagramm, das die Durchführung eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. 2 shows a flowchart illustrating the implementation of a method according to an embodiment of the invention.

3 zeigt ein Ablaufdiagramm, das die Berechnung der Energieeinsparung durch ein Kolonnenfahrt veranschaulicht. 3 shows a flow chart illustrating the calculation of the energy savings by a convoy travel.

Ausführliche Beschreibung der FigurenDetailed description of the figures

1 zeigt in einer schematischen Darstellung mehrere Kraftfahrzeuge 41, 42, 43, die eine Fahrzeugkolonne 1 bilden. Jedes der Kraftfahrzeuge 41, 42, 43 ist mit vier Rädern/Reifen 171, 172, 173 ausgestattet, die über ein (optionales) Getriebe 161, 162, 163 von einem Motor 141, 142, 143, der als Verbrennungsmotor oder als Elektromotor ausgebildet sein kann, angetrieben werden. 1 shows a schematic representation of several motor vehicles 41 . 42 . 43 that a vehicle crew 1 form. Each of the motor vehicles 41 . 42 . 43 is with four wheels / tires 171 . 172 . 173 equipped with an (optional) gearbox 161 . 162 . 163 from a motor 141 . 142 . 143 , which can be designed as an internal combustion engine or as an electric motor driven.

Jedes registrierte Kraftfahrzeug 41, 42, 43 ist ausgestattet mit:
einem Steuergerät 51, 52, 53;
einem Navigationsgerät 71, 72, 73, das ein Gerät zur Positionsbestimmung, beispielsweise einen GPS-Empfänger, umfasst;
einer Datenübertragungsvorrichtung 81, 82, 83, die zur kabellosen elektronischen Datenübertragung, beispielsweise über ein Mobilfunknetz, ausgebildet ist;
einer Abstandsmessvorrichtung 91, 92, 93, die zur Messung des Abstands d zu einem vorausfahrenden und/oder nachfolgenden Kraftfahrzeug 41, 42, 43 ausgebildet ist, beispielsweise einem Ultraschall- oder Radarmessgerät; und
einer Geschwindigkeitsmessvorrichtung 151, 152, 153 die zur Messung der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 41, 42, 43 ausgebildet ist.
Each registered motor vehicle 41 . 42 . 43 it's equipped with:
a control unit 51 . 52 . 53 ;
a navigation device 71 . 72 . 73 comprising a device for determining position, for example a GPS receiver;
a data transmission device 81 . 82 . 83 , which is designed for wireless electronic data transmission, for example via a mobile network;
a distance measuring device 91 . 92 . 93 for measuring the distance d to a preceding and / or following motor vehicle 41 . 42 . 43 is formed, for example, an ultrasonic or Radarmessgerät; and
a speed measuring device 151 . 152 . 153 for measuring the speed of the motor vehicle 41 . 42 . 43 is trained.

Ein Betreiber betreibt eine stationäre Recheneinheit 2, bei der die Kraftfahrzeuge 41, 42, 43 registriert werden können. Die Steuergeräte 51, 52, 53 der Kraftfahrzeuge 41, 42, 43 bauen mit Hilfe der Datenübertragungsvorrichtungen 81, 82, 83, z.B. über ein Mobilfunknetz, jeweils eine (drahtlose) Datenverbindung 61, 62, 63 mit der stationären Recheneinheit 2 auf. Über diese Datenverbindungen 61, 62, 63 können sich die Steuergeräte 51, 52, 53 identifizieren, beispielsweise durch Übertragen einer Identifikationsnummer. In den Steuergeräten 51, 52, 53 und/oder der Recheneinheit 2 können physikalische Eigenschaften der Kraftfahrzeuge 41, 42, 43, beispielsweise ihre jeweilige Höhe, Breite und/oder ihr Luftwiderstandswert, hinterlegt sein. An operator operates a stationary computing unit 2 in which the motor vehicles 41 . 42 . 43 can be registered. The controllers 51 . 52 . 53 the motor vehicles 41 . 42 . 43 build using the data transfer devices 81 . 82 . 83 , eg via a mobile network, each one (wireless) data connection 61 . 62 . 63 with the stationary arithmetic unit 2 on. About these data connections 61 . 62 . 63 can the controllers 51 . 52 . 53 identify, for example, by transmitting an identification number. In the control units 51 . 52 . 53 and / or the arithmetic unit 2 can physical properties of motor vehicles 41 . 42 . 43 , For example, their respective height, width and / or their air resistance, be deposited.

Der Registrierer des jeweilige Kraftfahrzeugs 41, 42, 43, beispielsweise der Halter des Kraftfahrzeugs 41, 42, 43, kann auch finanzielle Transaktionen mit dem Betreiber der Recheneinheit 2 durchführen. Vorzugsweise wird zu diesem Zweck in der Recheneinheit 2 ein virtuelles Konto für jedes registrierte Kraftfahrzeug 41, 42, 43 eingerichtet, in dem Kredite und Debite bilanziert werden und das zu bestimmten Zeitpunkten, beispielsweise monatlich, durch finanzielle Transaktion mit einem Bank- oder Kreditkartenkonto des Registrierers ausgeglichen wird.The registrant of the respective motor vehicle 41 . 42 . 43 , For example, the holder of the motor vehicle 41 . 42 . 43 , can also do financial transactions with the operator of the processing unit 2 carry out. Preferably, for this purpose in the arithmetic unit 2 a virtual account for each registered motor vehicle 41 . 42 . 43 in which loans and debits are accounted for and which at certain times, for example monthly, is settled by financial transaction with a bank or credit card account of the Registrar.

Die Recheneinheit 2 kann mit dem Internet 3 verbunden sein, um auf diesem Weg weitere relevante Daten, wie z.B. aktuelle Wetterdaten, Kraftstoffkosten usw., zu empfangen.The arithmetic unit 2 can with the internet 3 be connected in order to receive further relevant data, such as current weather data, fuel costs, etc., in this way.

Optional können die Kraftfahrzeuge 41, 42, 43 auch ausgestattet sein:
mit einem Gerät 101, 102, 103 zur Informationsübermittlung an den Fahrer, beispielsweise ein Anzeigefeld, eine akustische Anlage oder eine Kombination aus beiden;
mit einem Eingabegerät 111, 112, 113, beispielsweise einem Touchscreen oder einer Spracherkennungseinheit;
mit einer Vorrichtung 121, 122, 123 zum Datenaustausch mit Kraftfahrzeugen 41, 42, 43 im Nahbereich, beispielsweise über eine Bluetooth- oder WLAN-Datenverbindung; und/oder
mit Nahbereich-Sensoren 131, 132, 133, beispielsweise optischen oder Ultraschall-Sensoren, die zum Erfassen eines unmittelbar vorausfahrenden oder nachfolgenden Kraftfahrzeugs 41, 42, 43 ausgebildet sind.
Optionally, the motor vehicles 41 . 42 . 43 also be equipped:
with a device 101 . 102 . 103 for transmitting information to the driver, for example a display panel, an acoustic system or a combination of both;
with an input device 111 . 112 . 113 , for example a touch screen or a speech recognition unit;
with a device 121 . 122 . 123 for data exchange with motor vehicles 41 . 42 . 43 in the vicinity, for example via a Bluetooth or WLAN data connection; and or
with proximity sensors 131 . 132 . 133 For example, optical or ultrasonic sensors for detecting an immediately preceding or following motor vehicle 41 . 42 . 43 are formed.

Hierbei kann es sich um separate Geräte handeln. Es ist aber auch möglich, dass mehrere Funktionen in einem gemeinsamen Gerät integriert sind.These can be separate devices. But it is also possible that several functions are integrated in a common device.

Die Steuergeräte 51, 52, 53 der Kraftfahrzeuge 41, 42, 43 verfügen jeweils über die für die Algorithmen erforderlichen Daten des eigenen Kraftfahrzeuges 41, 42, 43, entweder weil diese Daten von den Steuergeräten 51, 52, 53 selbst ermittelt werden oder weil die Steuergeräte 51, 52, 53 mit anderen Geräten des gleichen Kraftfahrzeugs 41, 42, 43 vernetzt sind, von denen sie die benötigten Daten erhalten. Beispielsweise können die aktuelle GPS-Position und/oder die aktuelle Routenplanung von den Navigationsgeräten 71, 72, 73 zur Verfügung gestellt und an die Steuergeräte 51, 52, 53 übertragen werden. Die aktuelle Geschwindigkeit jedes Kraftfahrzeugs 41, 42, 43 kann von den Navigationsgeräten 71, 72, 73 und/oder den Geschwindigkeitsmessvorrichtungen 151, 152, 153 zur Verfügung gestellt und an die Steuergeräte 51, 52, 53 übertragen werden.The controllers 51 . 52 . 53 the motor vehicles 41 . 42 . 43 each have the data required for the algorithms of their own motor vehicle 41 . 42 . 43 either because these data are from the controllers 51 . 52 . 53 even be determined or because the control devices 51 . 52 . 53 with other devices of the same motor vehicle 41 . 42 . 43 networked, from which they receive the required data. For example, the current GPS position and / or the current route planning of the navigation devices 71 . 72 . 73 provided and to the control units 51 . 52 . 53 transfer become. The current speed of each motor vehicle 41 . 42 . 43 can from the navigation devices 71 . 72 . 73 and / or the speed measuring devices 151 . 152 . 153 provided and to the control units 51 . 52 . 53 be transmitted.

Zur einfacheren Beschreibung umfasst der Begriff Kraftfahrzeug 41, 42, 43 im Folgenden teilweise auch das Steuergerät 51, 52, 53 des jeweiligen Kraftfahrzeugs 41, 42, 43.For ease of description, the term includes motor vehicle 41 . 42 . 43 in the following part also the control unit 51 . 52 . 53 of the respective motor vehicle 41 . 42 . 43 ,

2 veranschaulicht in einem Ablaufdiagramm die Durchführung eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 2 illustrates in a flowchart the implementation of a method according to an embodiment of the invention.

Nachdem von den Steuergeräte 51, 52, 53 im Schritt 201, 202 ein Auslöseereignis registriert worden ist, bauen die Kraftfahrzeuge 41, 42, 43 im Schritt 211 bzw. 222 mit Hilfe ihrer Datenübertragungsvorrichtungen 81, 82, 83 jeweils eine Datenverbindung 61, 62, 23 zu der Recheneinheit 2 auf. Das Auslöseereignis kann beispielsweise der Start des Motors 141, 142, 143, eine Eingabe durch den Fahrer in ein Eingabegerät 111, 112, 113 und/oder die Registrierung eines in der Nähe befindlichen anderen Kraftfahrzeugs 41, 42, 43 durch die Nahbereich-Sensoren 131, 132, 133 oder eine Nahbereichs-Datenverbindung, die über die Vorrichtungen 121, 122, 123 zum Datenaustausch mit Kraftfahrzeugen 41, 42, 43 im Nahbereich aufgebaut wird, sein.After from the control units 51 . 52 . 53 in step 201 . 202 a trigger event has been registered build the motor vehicles 41 . 42 . 43 in step 211 respectively. 222 with the help of their data transmission devices 81 . 82 . 83 one data connection each 61 . 62 . 23 to the arithmetic unit 2 on. The triggering event may be, for example, the start of the engine 141 . 142 . 143 , an input by the driver in an input device 111 . 112 . 113 and / or registration of a nearby other motor vehicle 41 . 42 . 43 through the proximity sensors 131 . 132 . 133 or a short-range data connection, via the devices 121 . 122 . 123 for data exchange with motor vehicles 41 . 42 . 43 is built in the vicinity.

In den Algorithmen, die auf den Steuergeräten 51, 52, 53 und auf der Recheneinheit 2 ablaufen, werden Kriterien überprüft, die das Bilden einer koordinierten Kolonnenfahrt ermöglichen. Dafür gibt es eine Reihe von Möglichkeiten. Diese umfassen beispielsweise:

  • (A) Die Fahrer der Kraftfahrzeuge 41, 42, 43 geben über ihre Eingabegeräte 111, 112, 113 eine Absicht zur Kolonnenfahrt mit einer Identifikationsinformation ein, z.B. einem unter den Fahrern vereinbarten Kennwort oder den Kennzeichen der beteiligten Kraftfahrzeuge 41, 42, 43.
  • (B) Ein oder mehrere Kraftfahrzeuge 41, 42, 43 registrieren über die Nahbereich-Sensoren 131, 132, 133 und/oder die Vorrichtungen 121, 122, 123 zum Datenaustausch mit Kraftfahrzeugen 41, 42, 43 im Nahbereich andere Kraftfahrzeuge 41, 42, 43, die sich in der Nähe befinden und zur Kolonnenbildung in Frage kommen, und schicken eine Anfrage zur Kolonnenbildung an die Recheneinheit 2 und/oder direkt an die Steuergeräte 51, 52, 53 der anderen in Frage kommenden Kraftfahrzeuge 41, 42, 43. Über die Geräte 101, 102, 103 zur Informationsübermittlung werden die Fahrer dieser Kraftfahrzeuge 41, 42, 43 nach ihrer Bereitschaft zur Kolonnenfahrt gefragt und stimmen der Kolonnenfahrt, z.B. durch eine Eingabe in ihr jeweiliges Eingabegerät 111, 112, 113, zu.
  • (C) Die Recheneinheit 2 erkennt durch die von den Steuergeräten 51, 52, 52 der Kraftfahrzeuge 41, 42, 43 übermittelten Daten wie z.B. die GPS-Position, die Geschwindigkeit und/oder die Routenplanung der Kraftfahrzeuge 41, 42, 43, die beispielsweise von den Navigationsgeräten 71, 72, 73 der Kraftfahrzeuge 41, 42, 43 zur Verfügung gestellt werden, eine Möglichkeit zur Kolonnenfahrt und schickt eine Anfrage an die Steuergeräte 51, 52, 52 der in Frage kommenden Kraftfahrzeuge 41, 42, 43. Durch die Geräte 101, 102, 103 zur Informationsübermittlung werden die Fahrer der Kraftfahrzeuge 41, 42, 43 nach ihrer Bereitschaft zur Kolonnenfahrt gefragt und stimmen dieser, z.B. über ihr jeweiliges Eingabegerät 111, 112, 113, zu.
In the algorithms used on the controllers 51 . 52 . 53 and on the arithmetic unit 2 Expiry criteria will be reviewed to allow the formation of a coordinated convoy. There are a number of possibilities. These include, for example:
  • (A) The drivers of motor vehicles 41 . 42 . 43 give about their input devices 111 . 112 . 113 an intention to travel in a convoy with an identification information, for example, a password agreed upon by the drivers or the license plates of the motor vehicles involved 41 . 42 . 43 ,
  • (B) One or more motor vehicles 41 . 42 . 43 register via the proximity sensors 131 . 132 . 133 and / or the devices 121 . 122 . 123 for data exchange with motor vehicles 41 . 42 . 43 in the vicinity of other vehicles 41 . 42 . 43 , which are located nearby and are suitable for formation of columns, and send a request for column formation to the computing unit 2 and / or directly to the controllers 51 . 52 . 53 the other eligible motor vehicles 41 . 42 . 43 , About the devices 101 . 102 . 103 for the transmission of information, the drivers of these vehicles 41 . 42 . 43 asked for their willingness to travel the column and vote the column journey, eg by entering in their respective input device 111 . 112 . 113 , too.
  • (C) The arithmetic unit 2 recognized by the of the control units 51 . 52 . 52 the motor vehicles 41 . 42 . 43 transmitted data such as the GPS position, the speed and / or route planning of motor vehicles 41 . 42 . 43 , for example, from the navigation devices 71 . 72 . 73 the motor vehicles 41 . 42 . 43 be provided, a way to the column drive and sends a request to the control units 51 . 52 . 52 the eligible motor vehicles 41 . 42 . 43 , Through the devices 101 . 102 . 103 For the transmission of information, the drivers of motor vehicles 41 . 42 . 43 asked for their willingness to ride the column and vote this, for example, via their respective input device 111 . 112 . 113 , too.

Wenn die Kriterien zur Kolonnenfahrt erfüllt sind (Schritt 230), wird in den Steuergeräten 51, 52, 53 ein Flag, welches das Vorliegen einer koordinierten Kolonnenfahrt anzeigt, auf "1" gesetzt (Schritt 240). Die Kraftfahrzeuge 41, 42, 43 bilden die Kolonne (Schritt 250), indem sie sich in einem geringen Abstand, der aber noch ausreichen groß ist, um eine sichere Kolonnenfahrt zu gewährleisten, hintereinander anordnen. If the criteria for convoy travel are fulfilled (step 230 ), is in the control units 51 . 52 . 53 a flag indicating the presence of a coordinated cruise is set to "1" (step 240 ). The motor vehicles 41 . 42 . 43 form the column (step 250 ), in a small distance, but still large enough to ensure a safe column ride to arrange one behind the other.

Optional schickt die Recheneinheit 2 hierfür Navigationshinweise an die Kraftfahrzeuge 41, 42, 43, die den Fahrern über die Geräte 101, 102, 103 zur Informationsübermittlung und/oder die Navigationsgeräte 71, 72, 73 mitgeteilt werden. In den Steuergeräten 51, 52, 53 der Kraftfahrzeuge 41, 42, 43 laufen Programme ab, die eine sichere Kolonnenfahrt ermöglichen, wie es beispielsweise wie in DE 10 2014 200 804 A1 beschrieben ist. Insbesondere werden zwischen den Kraftfahrzeugen 41, 42, 43 Informationen über Beschleunigungen und Verlangsamungen (Bremsvorgänge) der Kraftfahrzeuge 41, 42, 43 ausgetauscht (Schritt 260).Optionally sends the arithmetic unit 2 for this navigation instructions to the motor vehicles 41 . 42 . 43 to the drivers about the devices 101 . 102 . 103 for the transmission of information and / or the navigation devices 71 . 72 . 73 be communicated. In the ECUs 51 . 52 . 53 the motor vehicles 41 . 42 . 43 run programs that allow a safe convoy, as for example as in DE 10 2014 200 804 A1 is described. In particular, between the motor vehicles 41 . 42 . 43 Information about acceleration and deceleration (braking) of motor vehicles 41 . 42 . 43 exchanged (step 260 ).

Während der Kolonnenfahrt werden in den Steuergeräten 51, 52, 53 der Kraftfahrzeuge 41, 42, 43 und/oder in der Recheneinheit 2 Modellberechnungen durchgeführt (Schritt 270), die aus den Geschwindigkeiten der Kraftfahrzeuge 41, 42, 43, wie sie von den Navigationsgeräten 71, 72, 73 und/oder den Geschwindigkeitsmessvorrichtungen 151, 152, 153 bestimmt werden, den Abständen zwischen den Kraftfahrzeugen 41, 42, 43, die beispielsweise von den Nahbereich-Sensoren 131, 132, 133 bestimmt werden, den bekannten physikalischen Eigenschaften der Kraftfahrzeuge 41, 42, 43 und evtl. weiteren Daten wie Motorbetriebspunkten und/oder Wetterbedingungen die durch die Kolonnenfahrt bewirkte Energieeinsparung jedes Kraftfahrzeuges 41, 42, 43 ermitteln. Ein Beispiel für derartige Modellrechnungen wird weiter unten ausführlich beschrieben. Die auf diese Weise ermittelten Energieeinsparungen werden für jedes Kraftfahrzeug 41, 42, 43 in der Steuergeräten 51, 52, 53 und/oder der Recheneinheit 2 separat aufintegriert/aufsummiert.During the convoy ride are in the control units 51 . 52 . 53 the motor vehicles 41 . 42 . 43 and / or in the arithmetic unit 2 Model calculations performed (step 270 ), from the speeds of motor vehicles 41 . 42 . 43 as used by the navigation devices 71 . 72 . 73 and / or the speed measuring devices 151 . 152 . 153 be determined, the distances between the motor vehicles 41 . 42 . 43 , for example, from the proximity sensors 131 . 132 . 133 be determined, the known physical properties of motor vehicles 41 . 42 . 43 and possibly further data such as engine operating points and / or weather conditions the energy saving of each motor vehicle caused by the convoy travel 41 . 42 . 43 determine. An example of such model calculations will be described in detail below. The energy savings determined in this way are for each motor vehicle 41 . 42 . 43 in the control units 51 . 52 . 53 and / or the arithmetic unit 2 separately integrated / summed up.

Die koordinierte Kolonnenfahrt endet (Schritt 280), sobald ein beteiligtes Kraftfahrzeug 41, 42, 43 oder die Recheneinheit 2 ein entsprechendes Signal sendet. Ein Kriterium dafür kann z.B. die Eingabe eines der Fahrer der an der Kolonne 1 beteiligten Kraftfahrzeuge 41, 42, 43 in sein Eingabegerät 111, 112, 113 oder eine abweichende geplante Fortsetzung der Route von wenigstens einem der beteiligten Kraftfahrzeuge 41, 42, 43 sein. In den Steuergeräten 51, 52, 53 wird daraufhin das Flag zur Anzeige einer koordinierten Kolonnenfahrt auf "0" gesetzt (Schritt 290).The coordinated procession ends (step 280 ), as soon as an involved motor vehicle 41 . 42 . 43 or the arithmetic unit 2 sends a corresponding signal. A criterion for this can be, for example, the entry of one of the drivers at the column 1 participating motor vehicles 41 . 42 . 43 in his input device 111 . 112 . 113 or a different planned continuation of the route of at least one of the participating motor vehicles 41 . 42 . 43 be. In the control units 51 . 52 . 53 Then, the coordinated cruise display flag is set to "0" (step 290 ).

Nach dem Abbruch der Kolonnenfahrt kann die aufintegrierte/aufsummierte Energieeinsparung jedes Kraftfahrzeugs 41, 42, 43 in den Steuergeräten 51, 52, 53 und/oder der Recheneinheit 2 über festgelegte Formeln in einen Geldwert umgerechnet werden (Schritt 295). After the demolition of the convoy, the integrated / accumulated energy savings of each motor vehicle 41 . 42 . 43 in the control units 51 . 52 . 53 and / or the arithmetic unit 2 converted into a monetary value using specified formulas (step 295 ).

Diese Formeln können für die Antriebsart (Dieselmotor, Benzinmotor, Gasmotor, Elektromotor mit Batterien, Elektromotor mit Brennstoffzellen usw.) und/oder für den Kraftfahrzeugtyp spezifisch sein und können als weitere Eingangsgrößen die aktuellen Marktpreise von Betriebsmitteln (Kraftstoffe, Strom) enthalten. Durch Addition aller Geldwerte und Division durch die Anzahl der Kolonnenteilnehmer kann der durchschnittliche geldwerte Nutzen der Kolonnenfahrt ermittelt werden. Jedem Teilnehmer der Kolonnenfahrt kann die Differenz zwischen dem durchschnittlichen Nutzen er Kolonnenfahrt und seinem individuellen tatsächlichen Nutzen als Kredite gutgeschrieben, oder, wenn sein tatsächlicher Nutzen den durchschnittlichen Nutzen übersteigt, als Debite belastet werden (Schritt 300).These formulas may be specific to the type of drive (diesel engine, gasoline engine, gas engine, electric motor with batteries, electric motor with fuel cells, etc.) and / or the type of vehicle and may include as further input the current market prices of resources (fuels, electricity). By adding all monetary values and dividing by the number of column participants, the average monetary value of the convoy can be determined. Each participant of the convoy can credited the difference between the average benefit of the convoy and its individual actual benefit as credits or, if its actual benefit exceeds the average benefit, be debited as a debite (Step 300 ).

Durch finanzielle Transaktionen zwischen dem Betreiber der Recheneinheit 2 und den Kraftfahrzeugregistrierern können die Kredite bzw. Debite ausgeglichen werden. Der Betreiber der Recheneinheit 2 kann den Registrierern der Kraftfahrzeuge 41, 42, 43 zusätzlich eine Gebühr in Rechnung stellen, beispielsweise eine regelmäßige feste Gebühr oder eine Gebühr, die sich anteilig aus den Transaktionen berechnet.Through financial transactions between the operator of the processing unit 2 and the vehicle registrant can be offset the loans or debit. The operator of the computing unit 2 Can the registrars of motor vehicles 41 . 42 . 43 in addition to charge a fee, such as a regular fixed fee or a fee that is calculated proportionately from the transactions.

Berechnung der EnergieeinsparungCalculation of energy savings

Ursache der Energieeinsparung durch die Kolonnenfahrt ist die Verminderung des Strömungswiderstandes insbesondere des zweiten und der nachfolgenden Kraftfahrzeuge 41, 42, 43.The cause of the energy savings through the convoy travel is the reduction of the flow resistance in particular of the second and subsequent motor vehicles 41 . 42 . 43 ,

Zur einfacheren Formulierung werden im Folgenden mit „real“ der Strömungswiderstand, die Leistung, die Getriebe- und Motoreinstellung, der Energieverbrauch usw. eines Kraftfahrzeugs 41, 42, 43 bei der Fahrt innerhalb der Kolonne 1 bezeichnet. Mit „hypothetisch“ werden der Strömungswiderstand usw. bezeichnet, die für das Kraftfahrzeug 41, 42, 43 für eine Fahrt auf der gleichen Strecke, bei gleichen Witterungsverhältnissen, mit der gleichen Geschwindigkeit aber außerhalb einer Kolonne 1 gelten würden. Das beschriebene Verfahren ist aber selbstverständlich auch vor einer Kolonnenbildung anwendbar, d.h. wenn die Fahrt in der Kolonne 1 noch „hypothetisch“ und die Fahrt außerhalb der Kolonne 1 „real“ ist.For simpler formulation, the term "real" is used below to refer to the flow resistance, the power, the gearbox and engine settings, the energy consumption, etc. of a motor vehicle 41 . 42 . 43 when driving inside the column 1 designated. By "hypothetical" the flow resistance, etc. are referred to, for the motor vehicle 41 . 42 . 43 for a trip on the same route, in the same weather conditions, at the same speed but outside a column 1 would apply. Of course, the method described is also applicable before a column formation, ie when driving in the column 1 still "hypothetical" and the drive outside the column 1 Is "real".

Die Berechnung der Energieeinsparung eines beteiligten Kraftfahrzeugs 41, 42, 43 umfasst die folgenden Schritte (siehe 3):

  • 1. Berechnung des realen Energieverbrauchs (cr) des Kraftfahrzeugs 41, 42, 43 (Schritt 310)
  • 2. Berechnung der Differenz des Strömungswiderstandes (cwdiff) zwischen der realen Fahrt in der Kolonne 1 und der hypothetischen Fahrt außerhalb der Kolonne 1 (Schritt 320)
  • 3. Berechnung der hypothetischen Leistung (pveh_h), die das Kraftfahrzeug 41, 42, 43 außerhalb der Kolonne 1 aufbringen müsste (Schritt 330)
  • 4. Modellierung der hypothetischen Getriebe- und Motoreinstellung, die das Kraftfahrzeug 41, 42, 43 außerhalb der Kolonne 1 hätte. (Schritt 340)
  • 5. Modellierung des hypothetischen Wirkungsgrades (etaveh_h) des Kraftfahrzeugs 41, 42, 43 außerhalb der Kolonne 1 (Schritt 350)
  • 6. Berechnung des hypothetischen Energieverbrauchs (ch) des Kraftfahrzeugs 41, 42, 43 außerhalb der Kolonne 1 (Schritt 360)
  • 7. Berechnung der Differenz (cdiff) zwischen hypothetischem und realem Energieverbrauch (Schritt 370)
The calculation of the energy savings of a participating motor vehicle 41 . 42 . 43 includes the following steps (see 3 ):
  • 1. Calculation of the real energy consumption (c r ) of the motor vehicle 41 . 42 . 43 (Step 310 )
  • 2. Calculation of the difference in the flow resistance (cw diff ) between the actual travel in the column 1 and the hypothetical ride outside the column 1 (Step 320 )
  • 3. Calculation of the hypothetical power (p veh_h ), which is the motor vehicle 41 . 42 . 43 outside the column 1 would have to apply (step 330 )
  • 4. Modeling of the hypothetical transmission and engine settings that the motor vehicle 41 . 42 . 43 outside the column 1 would have. (Step 340 )
  • 5. Modeling of the hypothetical efficiency (eta veh_h ) of the motor vehicle 41 . 42 . 43 outside the column 1 (Step 350 )
  • 6. Calculation of the hypothetical energy consumption (c h ) of the motor vehicle 41 . 42 . 43 outside the column 1 (Step 360 )
  • 7. Calculation of the difference (c diff ) between hypothetical and real energy consumption (step 370 )

Die einzelnen Schritte werden im Folgenden näher beschrieben.

  • 1. Berechnung des realen Energieverbrauchs (cr) des Kraftfahrzeugs 41, 42, 43 (Schritt 310): Der reale Energieverbrauch cr kann aus dem gemessenen oder gesteuerten realen Verbrauch an Energiespeichermedium, d.h. Kraftstoff (Verbrennungsmotor) oder elektrische Ladung in Verbindung mit der Batteriespannung (Elektromotor), bestimmt werden. Alternativ kann der Energieverbrauch cr bestimmt werden, indem die reale Abtriebsleistung des Motors 141, 142, 143 peng_r, d.h. das Produkt aus Drehzahl und Drehmoment, bestimmt wird und über den aktuellen Wirkungsgrad des Motors etaeng_r der Energieverbrauch berechnet wird:
    Figure DE102016217915A1_0002
The individual steps are described in more detail below.
  • 1. Calculation of the real energy consumption (c r ) of the motor vehicle 41 . 42 . 43 (Step 310 ): The real energy consumption c r can be determined from the measured or controlled real consumption of energy storage medium, ie fuel (internal combustion engine) or electric charge in connection with the battery voltage (electric motor). Alternatively, the energy consumption c r can be determined by the real output power of the engine 141 . 142 . 143 p eng_r , ie the product of speed and torque, is determined and calculated on the current efficiency of the engine eta eng_r the energy consumption:
    Figure DE102016217915A1_0002

Der Wirkungsgrad etaeng_r des Motors 141, 142, 143 hängt von verschiedenen Betriebsparametern ab. Dazu gehören die Drehzahl und Abtriebsleistung sowie weitere Betriebsparameter, zu denen, abhängig vom Typ des Motors 141, 142, 143, beispielsweise Temperaturen und bei Verbrennungsmotoren die Luftzahl λ, der Frischluftmassenstrom, die Abgasrückführrate, der oder die Kurbelwinkel, bei denen Kraftstoffeinspritzung erfolgt, der Einspritzdruck und bei Ottomotoren der Zündwinkel gehören können. The efficiency eta eng_r of the engine 141 . 142 . 143 depends on different operating parameters. These include the speed and output power as well as other operating parameters, to which, depending on the type of engine 141 . 142 . 143 For example, temperatures and internal combustion engines, the air ratio λ, the fresh air mass flow, the exhaust gas recirculation rate, the one or more crank angles at which fuel injection takes place, the injection pressure and gasoline engines of the ignition angle may belong.

Ein Modell des Wirkungsgrades in Abhängigkeit der relevanten Parameter wird im Rahmen der Motorentwicklung bestimmt. Dafür eignet sich besonders ein datenbasiertes Modell, das mit Messdaten an verschiedenen Betriebspunkten trainiert wird, beispielsweise ein Gauß-Prozess-Modell. Gauß-Prozess-Modelle sind beispielsweise in DE 10 2013 206 292 A1 beschrieben.

  • 2. Berechnung der Differenz des Strömungswiderstandes (cwdiff) zwischen der realen Fahrt in der Kolonne 1 und der hypothetischen Fahrt außerhalb der Kolonne 1 (Schritt 320): Der Strömungswiderstand eines Kraftfahrzeugs 41, 42, 43 hängt ab von: der Geschwindigkeit der Luftströmung um die Kraftfahrzeuge 41, 42, 43 (abhängig von Wind und Kraftfahrzeuggeschwindigkeit); der Richtung der Luftströmung; der Form des Kraftfahrzeugs 41, 42, 43; den Abständen zu den vorausfahrenden und nachfolgenden Kraftfahrzeugen 41, 42, 43 und der Ausrichtung relativ zu den vorausfahrenden und nachfolgenden Kraftfahrzeugen 41, 42, 43.
A model of the efficiency as a function of the relevant parameters is determined in the context of engine development. Particularly suitable for this is a data-based model that is trained with measurement data at various operating points, for example a Gaussian process model. Gaussian process models are for example in DE 10 2013 206 292 A1 described.
  • 2. Calculation of the difference in the flow resistance (cw diff ) between the actual travel in the column 1 and the hypothetical ride outside the column 1 (Step 320 ): The flow resistance of a motor vehicle 41 . 42 . 43 depends on: the speed of the air flow around the motor vehicles 41 . 42 . 43 (depending on wind and vehicle speed); the direction of the air flow; the shape of the motor vehicle 41 . 42 . 43 ; the distances to the preceding and following motor vehicles 41 . 42 . 43 and the orientation relative to the preceding and following motor vehicles 41 . 42 . 43 ,

Zur Modellierung des Strömungswiderstandes muss die Zahl der Eingangsgrößen des Modells so weit reduziert werden, dass eine Modellierung mit den verfügbaren Computerressourcen möglich ist. Dazu wird eine Reihe von vereinfachenden Annahmen und Einschränkungen bezüglich der Zusammensetzung der Kolonne 1 getroffen. Welche dies im Einzelnen sind, hängt von den in den Steuergeräten 51, 52, 53 und/oder der Recheneinheit 2 verfügbaren Computerresourcen sowie von der beabsichtigten Nutzung des Verfahrens und der Rahmeninfrastrukur insbesondere bezüglich autonomer Fahrfunktionen und Routenplanungsfunktionen ab. In order to model the flow resistance, the number of input variables of the model must be reduced to such an extent that a modeling with the available computer resources is possible. This is a series of simplifying assumptions and restrictions on the composition of the column 1 met. Which these are in detail, depends on those in the control units 51 . 52 . 53 and / or the arithmetic unit 2 available computer resources as well as the intended use of the method and the frame infrastructure, in particular with regard to autonomous driving functions and route planning functions.

Beispielhaft seien folgende mögliche Einschränkungen genannt:

  • – Falls die Kolonne 1 aus fünf oder mehr Kraftfahrzeugen 41, 42, 43 besteht, wird für die Berechnung des Strömungswiderstandes eines beteiligten Fahrzeugs, z. B. 43, nur der Abschnitt der Kolonne 1 vom Kraftfahrzeug zwei Positionen weiter vorne, im Beispiel 41, bis zum nachfolgenden Kraftfahrzeug, im Beispiel ein in 1 nicht dargestelltes weiteres Fahrzeug, berücksichtigt (insgesamt werden nur vier Kraftfahrzeuge berücksichtigt). Für die Berechnung des Strömungswiderstandes des ersten Fahrzeugs 41 werden nur das erste Fahrzeug 41 und das zweite Fahrzeug 42 berücksichtigt; für die Berechnung des Strömungswiderstandes des zweiten Fahrzeugs 42 werden nur die Fahrzeuge 41, 43 vom ersten Fahrzeug 41 bis zum dritten Fahrzeug 43 berücksichtigt, für die Berechnung des Strömungswiderstandes des letzten Fahrzeuges werden nur die Fahrzeuge vom vorvorletzten bis zum letzten Fahrzeug berücksichtigt.
  • – Die Abstände zwischen den Kraftfahrzeugen 41, 42, 43 sind gleich und korrelieren mit der Geschwindigkeit der Kraftfahrzeuge 41, 42, 43.
  • – Die Form des ersten Kraftfahrzeugs 41 wird durch einen cw-Wert und einen Stirnflächenwert parametrisiert.
  • – Die Formen des zweiten bis vierten Kraftfahrzeugs 42, 43 werden durch einen gemeinsamen cw-Wert und einen gemeinsamen Stirnflächenwert parametrisiert.
By way of example, the following possible restrictions may be mentioned:
  • - If the column 1 from five or more motor vehicles 41 . 42 . 43 exists is used for the calculation of the flow resistance of a vehicle involved, z. B. 43 , only the section of the column 1 from the motor vehicle two positions further forward, in the example 41 , to the following motor vehicle, in the example a in 1 not shown further vehicle considered (in total, only four cars are considered). For the calculation of the flow resistance of the first vehicle 41 become only the first vehicle 41 and the second vehicle 42 considered; for the calculation of the flow resistance of the second vehicle 42 only the vehicles 41 . 43 from the first vehicle 41 to the third vehicle 43 considered, for the calculation of the flow resistance of the last vehicle, only the vehicles from the pre-penultimate to the last vehicle are considered.
  • - The distances between the vehicles 41 . 42 . 43 are equal and correlate with the speed of motor vehicles 41 . 42 . 43 ,
  • - The shape of the first motor vehicle 41 is parameterized by a cw value and an end face value.
  • - The forms of the second to fourth motor vehicle 42 . 43 are parameterized by a common cw value and a common face value.

Dahinter steht die Annahme, dass diese Kraftfahrzeuge 42, 43 vom gleichen Typ sind. Mit dieser Annahme ist das Verfahren beispielsweise auf eine Kolonne 1 aus vier Lastkraftwagen und eine Kolonne 1 aus einem Lastkraftwagen und drei nachfolgenden Personenwagen anwendbar, nicht aber auf eine Kolonne 1, die von zwei Lastkraftwagen und zwei Personenwagen gebildet wird.Behind this is the assumption that these motor vehicles 42 . 43 are of the same type. With this assumption, the method is for example a column 1 from four trucks and one column 1 from a truck and three subsequent passenger cars applicable, but not on a column 1 , which is made up of two trucks and two passenger cars.

Ein Modell mit den beispielhaft genannten Einschränkungen hat noch sieben Eingangsgrößen: Strömungsgeschwindigkeit, Strömungsrichtung, Kraftfahrzeugabstand d, cw-Wert und Stirnfläche des ersten Kraftfahrzeugs 41, cw-Wert und Stirnfläche der nachfolgenden Kraftfahrzeuge 42, 43.A model with the limitations exemplified has seven input variables: flow velocity, flow direction, motor vehicle distance d, cw value and end face of the first motor vehicle 41 , cw value and face of the following motor vehicles 42 . 43 ,

Als Modell des Strömungswiderstandes abhängig von den Eingangsgrößen eignet sich ein datenbasiertes Modell, beispielsweise ein Gauß-Prozess-Modell. Die Trainingsdaten des Modells können aus Straßenmessungen oder aus CFD-Simulationen stammen. Eine Berechnung von Strömungswiderständen in Kraftfahrzeugkolonnen durch CFD-Simulation wird beispielsweise beschrieben in: Arturo Davila, Enric Aramburu, and Alex Freixas, Making the Best Out of Aerodynamics: Platoons, SAE International 2013-01-0767, 2013 . Dem Artikel ist auch zu entnehmen, dass die Kurven der Strömungswiderstände über dem Abstand relativ glatt sind, was die Möglichkeit eröffnet, mit einer relativ geringen Anzahl an Trainingsdaten ein hinreichend genaues datenbasiertes Modell zu erhalten.As a model of the flow resistance as a function of the input variables, a data-based model, for example a Gaussian process model, is suitable. The training data of the model can come from road measurements or from CFD simulations. A calculation of flow resistance in motor vehicle columns by CFD simulation is described, for example, in: Arturo Davila, Enric Aramburu, and Alex Freixas, Making the Best Out of Aerodynamics: Platoons, SAE International 2013-01-0767, 2013 , It can also be seen from the article that the curves of the flow resistances over the distance are relatively smooth, which opens up the possibility of obtaining a sufficiently accurate data-based model with a relatively small number of training data.

Durch Berechnung des Modells mit den realen Eingangsdaten erhält man den Strömungswiderstand cwr des Kraftfahrzeugs 41, 42, 43 in der aktuellen Kolonnenfahrt.By calculating the model with the real input data, the flow resistance cw r of the motor vehicle is obtained 41 . 42 . 43 in the current convoy.

Durch Berechnung des Modells mit sehr großen Abständen (entspricht einer Fahrt außerhalb einer Kolonne 1) erhält man den hypothetischen Strömungswiderstand cwh des Kraftfahrzeugs 41, 42, 43 bei einer Fahrt außerhalb einer Kolonne 1. Die Differenz berechnet sich gemäß cwdiff = cwh – cwr.

  • 3. Berechnung der hypothetischen Leistung (pveh_h), die das Kraftfahrzeug 41, 42, 43 außerhalb der Kolonne 1 aufbringen müsste (Schritt 330): Die reale Leistung, die das Kraftfahrzeug 41, 42, 43 in der Kolonne 1 aufbringen muss, berechnet sich aus der Abtriebsleistung des Motors 141, 142, 143 sowie dem Wirkungsgrad eines Getriebes 161, 162, 163 (soweit vorhanden) und des weiteren Antriebsstranges bis zu der Kraftübertragung der Räder/Reifen 171, 172, 173 auf die Fahrbahn. Die Berechnung der Abtriebsleistung des Motors 141, 142, 143 wurde bereits weiter oben beschrieben. Der Wirkungsgrad etatra_r des Getriebes 161, 162, 163 (soweit vorhanden) und des weiteren Antriebsstranges hängt von einer Reihe von Betriebsparametern ab, beispielsweise der Übersetzung des Getriebes 161, 162, 163, der Drehzahl des Motors 141, 142, 143 und dem Luftdruck in den Räder/Reifen 171, 172, 173.
By calculating the model with very large distances (corresponds to a trip outside a column 1 ) gives the hypothetical flow resistance cw h of the motor vehicle 41 . 42 . 43 when driving outside a column 1 , The difference is calculated according to cw diff = cw h - cw r .
  • 3. Calculation of the hypothetical power (p veh_h ), which is the motor vehicle 41 . 42 . 43 outside the column 1 would have to apply (step 330 ): The real power that the motor vehicle 41 . 42 . 43 in the column 1 must apply, calculated from the output power of the engine 141 . 142 . 143 and the efficiency of a transmission 161 . 162 . 163 (if available) and the further drive train up to the power transmission of the wheels / tires 171 . 172 . 173 on the road. The calculation of the output power of the engine 141 . 142 . 143 has already been described above. The efficiency eta tra_r of the transmission 161 . 162 . 163 (if any) and the other drive train depends on a number of operating parameters, such as the translation of the transmission 161 . 162 . 163 , the speed of the engine 141 . 142 . 143 and the air pressure in the wheels / tires 171 . 172 . 173 ,

Ein Modell des Wirkungsgrades in Abhängigkeit der relevanten Parameter wird im Rahmen der Motorentwicklung bestimmt. Dafür eignet sich besonders ein datenbasiertes Modell, das mit Messdaten an verschiedenen Betriebspunkten trainiert wird, beispielsweise ein Gauß-Prozess-Modell.A model of the efficiency as a function of the relevant parameters is determined in the context of engine development. Particularly suitable for this is a data-based model that is trained with measurement data at various operating points, for example a Gaussian process model.

Die Formel für die reale Leistung ist

Figure DE102016217915A1_0003
The formula for the real performance is
Figure DE102016217915A1_0003

Die hypothetische Leistung ergibt sich durch Hinzufügen der Differenz auf Grund des unterschiedlichen Strömungswiderstandes. Zur Berechnung der Differenz muss die Differenz des Strömungswiderstandes noch mit der Kraftfahrzeuggeschwindigkeit vveh multipliziert werden:

Figure DE102016217915A1_0004

  • 4. Modellierung der hypothetischen Getriebe- und Motoreinstellung, die das Kraftfahrzeug außerhalb der Kolonne 1 hätte (Schritt 340): Die Getriebeeinstellung (soweit ein Getriebe 161, 162, 163 vorhanden ist) wird in Kraftfahrzeugen 41, 42, 43 mit Automatikgetriebe durch das Getriebesteuergerät vorgenommen, in Kraftfahrzeugen 41, 42, 43 mittels Handschalter durch den Fahrer. Die maßgeblichen Abhängigkeiten sind die Kraftfahrzeuggeschwindigkeit und die Leistung. In der Software der Getriebesteuerung sind die expliziten Abhängigkeiten evtl. auch andere, mit Kraftfahrzeuggeschwindigkeit und Leistung korrelierende Größen, beispielsweise Kraftfahrzeuggeschwindigkeit und Drehmoment. In Kraftfahrzeugen 41, 42, 43 mit Automatikgetriebe kann die hypothetische Getriebeeinstellung daher auf der Grundlage der Geschwindigkeit und der hypothetischen Leistung pveh_h modelliert werden. In Kraftfahrzeugen 41, 42, 43 mit Handschalter muss dafür im Rahmen der Kraftfahrzeugentwicklung ein Modell für das typische Schaltverhalten eines Fahrers erstellt werden.
The hypothetical performance results from adding the difference due to the different flow resistance. To calculate the difference, the difference in the flow resistance must be multiplied by the vehicle speed v veh :
Figure DE102016217915A1_0004
  • 4. Modeling of the hypothetical transmission and engine settings, the motor vehicle outside the column 1 would have (step 340 ): The gearbox adjustment (as far as a gearbox 161 . 162 . 163 is present) is used in motor vehicles 41 . 42 . 43 with automatic transmission made by the transmission control unit, in motor vehicles 41 . 42 . 43 by hand switch by the driver. The relevant dependencies are the vehicle speed and the power. In the transmission control software, the explicit dependencies may also be other variables correlating with vehicle speed and performance, such as vehicle speed and torque. In motor vehicles 41 . 42 . 43 with automatic transmission, the hypothetical transmission setting can therefore be modeled on the basis of the speed and the hypothetical power p veh_h . In motor vehicles 41 . 42 . 43 With manual switch, a model for the typical switching behavior of a driver must be created for this in the context of motor vehicle development.

Die Motoreinstellung, d. h. die Einstellung von Parametern wie (bei Verbrennungsmotoren) der Luftzahl λ, des Frischluftmassenstroms, der Abgasrückführrate, des oder der Kurbelwinkel, bei denen Kraftstoffeinspritzung erfolgt, des Einspritzdrucks und, bei Ottomotoren, des Zündwinkels, wird durch ein (nicht in den Figuren gezeigtes) Motorsteuergerät vorgenommen. Die maßgeblichen Abhängigkeiten sind die Drehzahl (die wiederum von der Kraftfahrzeuggeschwindigkeit und der Getriebeeinstellung bestimmt wird) und die Abtriebsleistung sowie evtl. weitere Einflussgrößen, insbesondere Temperaturen und Größen für die Abgasnachbehandlung (bei Verbrennungsmotoren). Zu den Größen für die Abgasnachbehandlung können beispielsweise eine gewünschte Luftzahl λ oder eine gewünschte Abwärme für das Beheizen eines Katalysators gehören. In der Software der Motorsteuerung sind die expliziten Abhängigkeiten evtl. auch andere, mit den genannten Größen korrelierende Größen, beispielsweise Drehzahl und Drehmoment statt Drehzahl und Abtriebsleistung. Mit Kennntnis der Motorsteuerungsalgorithmen und der (zuvor berechneten) hypothetischen Getriebeeinstellung kann die hypothetische Motoreinstellung bei hypothetischer Leistung pveh_h außerhalb der Kolonne 1 ermittelt werden.

  • 5. Modellierung des hypothetischen Wirkungsgrades (etaveh_h) des Kraftfahrzeugs 41, 42, 43 außerhalb der Kolonne 1 (Schritt 350): Zuvor wurde bereits beschrieben, dass sich der Wirkungsgrad des Motors 141, 142, 143 etaeng und der Wirkungsgrad des Getriebes 161, 162, 163 (soweit vorhanden) und des weiteren Antriebsstranges mit Hilfe von datenbasierten Modellen berechnen lässt. Zur Modellierung des hypothethischen Wirkungsgrades des Kraftfahrzeugs 41, 42, 43 werden mit Hilfe dieser Modelle zunächst der Wirkungsgrad des Getriebes 161, 162, 163, des weiteren Antriebsstranges etatra_h und des Motors 141, 142, 143 etaeng_h bei der zuvor ermittelten hypothetischen Einstellung, der realen Geschwindigkeit und der hypothetischen Leistung pveh_h berechnet. Aus diesen berechnet sich dann der Wirkungsgrad des Kraftfahrzeugs 41, 42, 43:
    Figure DE102016217915A1_0005
  • 6. Berechnung des hypothetischen Energieverbrauchs (ch) des Kraftfahrzeugs 41, 42, 43 außerhalb der Kolonne 1 (Schritt 360): Der hypothethische Energieverbrauch ergibt sich aus der hypothetischen Leistung pveh_h und dem hypothetischen Wirkungsgrad pveh_h:
    Figure DE102016217915A1_0006
  • 7. Berechnung der Differenz (cdiff) zwischen hypothetischem und realem Energieverbrauch (Schritt 370): Die Differenz berechnet sich durch cdiff = ch – cr.
The engine setting, ie the setting of parameters such as (in internal combustion engines) the air ratio λ, the fresh air mass flow, the exhaust gas recirculation rate, the crank angle (s) at which fuel injection occurs, the injection pressure and, in gasoline engines, the ignition angle, by a (not in the Figures shown) engine control unit made. The relevant dependencies are the speed (which in turn is determined by the vehicle speed and the gear setting) and the output power and possibly other factors, in particular temperatures and quantities for exhaust aftertreatment (internal combustion engines). The parameters for the exhaust aftertreatment may include, for example, a desired air ratio λ or a desired waste heat for heating a catalytic converter. In the software of the engine control, the explicit dependencies may also be other variables correlating with the variables mentioned, for example speed and torque instead of rotational speed and output power. Knowing the engine control algorithms and the (previously calculated) hypothetical transmission setting , the hypothetical engine setting at hypothetical power p veh_h may be outside the column 1 be determined.
  • 5. Modeling of the hypothetical efficiency (eta veh_h ) of the motor vehicle 41 . 42 . 43 outside the column 1 (Step 350 ): Previously, it was already described that the efficiency of the engine 141 . 142 . 143 Eta tight and the efficiency of the transmission 161 . 162 . 163 (if available) and the further drive train can be calculated using data-based models. For modeling the hypothetical efficiency of the motor vehicle 41 . 42 . 43 With the help of these models, first of all the efficiency of the transmission 161 . 162 . 163 , the further powertrain eta tra_h and the engine 141 . 142 . 143 eta eng_h at the previously determined hypothetical attitude, the real speed and the hypothetical power p veh_h calculated. From these then calculated the efficiency of the motor vehicle 41 . 42 . 43 :
    Figure DE102016217915A1_0005
  • 6. Calculation of the hypothetical energy consumption (c h ) of the motor vehicle 41 . 42 . 43 outside the column 1 (Step 360 ): The hypothetical energy consumption results from the hypothetical power p veh_h and the hypothetical efficiency p veh_h :
    Figure DE102016217915A1_0006
  • 7. Calculation of the difference (c diff ) between hypothetical and real energy consumption (step 370 ): The difference is calculated by c diff = h - c r.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102014200804 A1 [0005, 0038] DE 102014200804 A1 [0005, 0038]
  • DE 102013206292 A1 [0049] DE 102013206292 A1 [0049]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • http://www.technologyreview.com/news/425850/how-vehicle-automation-will-cut-fuel-consumption/ [0003] http://www.technologyreview.com/news/425850/how-vehicle-automation-will-cut-fuel-consumption/ [0003]
  • Arturo Davila, Enric Aramburu, and Alex Freixas, Making the Best Out of Aerodynamics: Platoons, SAE International 2013-01-0767, 2013 [0054] Arturo Davila, Enric Aramburu, and Alex Freixas, Making the Best Out of Aerodynamics: Platoons, SAE International 2013-01-0767, 2013 [0054]

Claims (15)

Verfahren zum Ermitteln von sich aus einer Kolonnenfahrt mehrerer Kraftfahrzeuge (41, 42, 43) ergebenden Energieeinsparungen der an einer Fahrzeugkolonne (1) beteiligten Kraftfahrzeuge (41, 42, 43), dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren umfasst, einen Strömungswiderstand jedes der an der Fahrzeugkolonne (1) beteiligten Kraftfahrzeuge (41, 42, 43) sowohl bei Fahrt in der Fahrzeugkolonne (1) als auch bei Fahrt außerhalb der Fahrzeugkolonne (1) zu modellieren und eine von jedem der an der Fahrzeugkolonne (1) beteiligten Kraftfahrzeuge (41, 42, 43) erbrachte Leistung sowohl bei Fahrt in der Fahrzeugkolonne (1) als auch bei Fahrt außerhalb der Fahrzeugkolonne (1) zu berechnen.Method for determining a convoy of several motor vehicles ( 41 . 42 . 43 ) resulting energy savings in a vehicle convoy ( 1 ) involved motor vehicles ( 41 . 42 . 43 ), characterized in that the method comprises a flow resistance of each of the at the vehicle column ( 1 ) involved motor vehicles ( 41 . 42 . 43 ) both when driving in the vehicle crew ( 1 ) as well as when driving outside the vehicle crew ( 1 ) and one of each of the vehicles ( 1 ) involved motor vehicles ( 41 . 42 . 43 ) performed both while driving in the vehicle convoy ( 1 ) as well as when driving outside the vehicle crew ( 1 ) to calculate. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren umfasst, Strömungswiderstände durch ein datenbasiertes Modell, insbesondere ein Gauß-Prozess-Modell, zu modellieren, in das mindestens die folgenden Eingangsgrößen eingehen: Strömungsgeschwindigkeit und/oder Kraftfahrzeuggeschwindigkeit, Abstände zwischen den an der Fahrzeugkolonne (1) beteiligten Kraftfahrzeuge (41, 42, 43), sowie Parameter, die die Formen und die Abmessungen der an der Fahrzeugkolonne (1) beteiligten Kraftfahrzeuge (41, 42, 43) charakterisieren.The method of claim 1, wherein the method comprises modeling flow resistances by a data-based model, in particular a Gaussian process model, in which at least the following input variables are received: flow velocity and / or vehicle speed, distances between those at the vehicle convoy ( 1 ) involved motor vehicles ( 41 . 42 . 43 ), as well as parameters defining the shapes and dimensions of the vehicle ( 1 ) involved motor vehicles ( 41 . 42 . 43 ) characterize. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei bei der Berechnung der Leistung die aktuell erbrachte Leistung, ein aktuelles Antriebsmoment und/oder einen aktueller Energieverbrauch berücksichtigt werden. Method according to one of the preceding claims, wherein the currently performed power, a current drive torque and / or a current energy consumption are taken into account in the calculation of the power. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei zur Berechnung der Energieeinsparung ein Wirkungsgrad eines Motors (141, 142. 143) und/oder eines Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs (41, 42, 43) auf gleicher Strecke bei gleicher Geschwindigkeit bei Fahrt innerhalb und außerhalb der Fahrzeugkolonne (1) modelliert wird.Method according to one of the preceding claims, wherein for calculating the energy saving an efficiency of an engine ( 141 . 142 , 143 ) and / or a drive train of the motor vehicle ( 41 . 42 . 43 ) on the same route at the same speed when driving inside and outside the vehicle convoy ( 1 ) is modeled. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Modellierung der Wirkungsgrade durch datenbasierte Modelle, insbesondere Gauß-Prozess-Modelle, erfolgt, in die eine oder mehrere der folgenden Eingangsgrößen eingehen: Kraftfahrzeuggeschwindigkeit und Leistung oder Motordrehzahl und Leistung oder damit korrelierende Größen sowie Parameter, die Einstellungen des Motors (141, 142. 143) und/oder des Antriebsstrangs charakterisieren. A method according to claim 4, characterized in that the modeling of the efficiencies by data-based models, in particular Gaussian process models, takes place, in which one or more of the following inputs received: vehicle speed and power or engine speed and power or correlating quantities and parameters, the settings of the engine ( 141 . 142 , 143 ) and / or the drive train characterize. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei in die Modellierung der Energieeinsparung eines Kraftfahrzeugs (41, 42, 43) durch Kolonnenfahrt mindestens eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs (41, 42, 43) und ein Abstand (d) zu einem vorausfahrenden Kraftfahrzeug (41, 42, 43) eingehen.Method according to one of the preceding claims, wherein in the modeling of the energy saving of a motor vehicle ( 41 . 42 . 43 ) by convoy travel at least one speed of the motor vehicle ( 41 . 42 . 43 ) and a distance (d) to a preceding vehicle ( 41 . 42 . 43 ). Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei in die Modellierung der Energieeinsparung eines Kraftfahrzeugs (41, 42, 43) durch die Kolonnenfahrt zusätzlich eine oder mehrere der folgenden Daten eingehen: Windstärke und Windrichtung relativ zur Bewegung des Kraftfahrzeugs (41, 42, 43), andere Wetterdaten, Luftwiderstandswert des Kraftfahrzeugs (41, 42, 43), andere Daten, welche die Form und/oder das Gewicht des Kraftfahrzeugs (41, 42, 43) charakterisieren.Method according to one of the preceding claims, wherein in the modeling of the energy saving of a motor vehicle ( 41 . 42 . 43 ) enter through the column journey additionally one or more of the following data: wind strength and wind direction relative to the movement of the motor vehicle ( 41 . 42 . 43 ), other weather data, air resistance value of the motor vehicle ( 41 . 42 . 43 ), other data representing the shape and / or weight of the motor vehicle ( 41 . 42 . 43 ) characterize. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Verfahren umfasst, eine drahtlose Datenverbindung (61, 62, 63) zwischen Steuergeräten (51, 52, 53) von Kraftfahrzeuge (41, 42, 43), die an einer Fahrzeugkolonne (1) beteiligt sind, und einer stationären Recheneinheit (2) aufzubauen, das Vorliegen einer Kolonnenfahrt durch Setzen eines Kolonnenfahrtstatus in den Steuergeräten (51, 52, 53) der Kraftfahrzeuge (41, 42, 43) und in der Recheneinheit (2) anzuzeigen und Energieeinsparungen der an der Kolonnenfahrt beteiligten Kraftfahrzeuge (41, 42, 43), die durch die Kolonnenfahrt verursacht werden, zu modellieren und aufzuintegrieren, solange der Kolonnenfahrtstatus gesetzt ist.Method according to one of the preceding claims, wherein the method comprises a wireless data connection ( 61 . 62 . 63 ) between ECUs ( 51 . 52 . 53 ) of motor vehicles ( 41 . 42 . 43 ) attached to a vehicle crew ( 1 ) and a stationary computing unit ( 2 ), the existence of a convoy travel by setting a convoy travel status in the control units ( 51 . 52 . 53 ) of motor vehicles ( 41 . 42 . 43 ) and in the arithmetic unit ( 2 ) and energy savings of motor vehicles involved in the convoy ( 41 . 42 . 43 ) caused by the convoy ride to model and integrate as long as the convoy status is set. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Verfahren umfasst, dass die Steuergeräte (51, 52, 53) der Kraftfahrzeuge (41, 42, 43) Daten an die Recheneinheit (2) übertragen, wobei die Daten wenigstens eine der folgenden Informationen beinhalten: Absicht zur Kolonnenfahrt; Identifikationsmerkmale anderer für die Kolonnenfahrt in Frage kommender Kraftfahrzeuge (41, 42, 43); aktuelle Position des Kraftfahrzeugs (41, 42, 43), geplante Route, aktuelle und/oder prognostizierte Geschwindigkeit, aktuelle und/oder prognostizierte Beschleunigung bzw. Verlangsamung, Abstand (d) zwischen den Kraftfahrzeugen (41, 42, 43), Abstand zu anderen Verkehrsteilnehmern, Abstand zu Hindernissen, Straßenverhältnisse, Wetterdaten. The method of claim 8, wherein the method comprises: the control devices ( 51 . 52 . 53 ) of motor vehicles ( 41 . 42 . 43 ) Data to the arithmetic unit ( 2 ), the data including at least one of the following information: intent to travel in a convoy; Identification of other motor vehicles eligible for the convoy ( 41 . 42 . 43 ); current position of the motor vehicle ( 41 . 42 . 43 ), planned route, current and / or forecasted speed, current and / or predicted acceleration or deceleration, distance (d) between motor vehicles ( 41 . 42 . 43 ), Distance to other road users, distance to obstacles, road conditions, weather data. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei das Verfahren umfasst, dass die Recheneinheit (2) von einem Kraftfahrzeug (41, 42, 43) erhaltene Daten und/oder aus diesen Daten berechnete Daten an andere Kraftfahrzeuge (41, 42, 43) sendet, die an der Kolonne (1) beteiligt sind.Method according to claim 8 or 9, wherein the method comprises that the arithmetic unit ( 2 ) of a motor vehicle ( 41 . 42 . 43 obtained data and / or data calculated from these data to other motor vehicles ( 41 . 42 . 43 ) at the column ( 1 ) involved. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei das Verfahren umfasst, dass nach dem Setzen des Kolonnenfahrtstatus zwischen den Steuergeräten (51, 52, 53) der an der Fahrzeugkolonne (1) beteiligten Kraftfahrzeugen (41, 42, 43) direkt oder über die Recheneinheit (2) Daten ausgetauscht werden, die eine oder mehrere der folgenden Informationen beinhalten: geplante Route; aktuelle und/oder prognostizierte Geschwindigkeit; aktuelle und/oder prognostizierte Beschleunigung bzw. Verlangsamung; Abstand (d) zwischen den Kraftfahrzeugen (41, 42, 43); Abstand zu anderen Verkehrsteilnehmern; Abstand zu Hindernissen; aktuelle Straßenverhältnisse; aktuelle Wetterdaten.A method according to any one of claims 8 to 10, wherein the method comprises, after setting the convoy status between the controllers ( 51 . 52 . 53 ) at the vehicle crew ( 1 ) involved motor vehicles ( 41 . 42 . 43 ) directly or via the arithmetic unit ( 2 ) Exchanged data containing one or more of the following information: planned route; current and / or predicted speed; current and / or predicted acceleration or deceleration; Distance (d) between motor vehicles ( 41 . 42 . 43 ); Distance to other road users; Distance to obstacles; current road conditions; current weather data. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei das Setzen des Kolonnenfahrtstatus von Kriterien abhängig ist, die mindestens teilweise von den Steuergeräten (51, 52, 53) und/oder der Recheneinheit (2) aufgrund elektronischer Daten überprüft werden, wobei zu den elektronischen Daten insbesondere eine aktuelle Position, eine geplante Route und/oder eine über ein Eingabegerät (111, 112, 113) eingegebene Zustimmung zur Kolonnenfahrt durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs (41, 42, 43) gehört.A method according to any one of claims 8 to 11, wherein setting the convoy travel status is dependent on criteria at least partially determined by the controllers ( 51 . 52 . 53 ) and / or the arithmetic unit ( 2 ) are checked on the basis of electronic data, with the electronic data in particular a current position, a planned route and / or an input device ( 111 . 112 . 113 ) consent to the journey by the driver of the motor vehicle ( 41 . 42 . 43 ) belongs. Computerprogramm, das, wenn es ausgeführt wird, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 ausführt. A computer program which, when executed, executes a method according to any one of claims 1 to 12. Steuergerät (51, 52, 53) für ein Kraftfahrzeug (41, 42, 43), das ausgebildet ist, an einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 teilzunehmen.Control unit ( 51 . 52 . 53 ) for a motor vehicle ( 41 . 42 . 43 ), which is adapted to participate in a method according to one of claims 1 to 12. Recheneinheit (2), das ausgebildet ist, an einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 teilzunehmen.Arithmetic unit ( 2 ), which is adapted to participate in a method according to one of claims 1 to 12.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109491403A (en) * 2018-11-03 2019-03-19 上海电力学院 A kind of collaboration Altitude Long Endurance Unmanned Air Vehicle connection control method
WO2019238435A1 (en) * 2018-06-12 2019-12-19 Robert Bosch Gmbh Method for optimised operation of an automated vehicle convoy
DE102018212527A1 (en) * 2018-07-27 2020-01-30 Robert Bosch Gmbh Method for determining a power or energy requirement for at least one vehicle during column travel and control device for carrying out the method
DE102022202118A1 (en) 2022-03-02 2023-09-07 Zf Friedrichshafen Ag Method for determining a leading vehicle in a vehicle convoy, computer program, control unit, axle unit and vehicle

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11011063B2 (en) * 2018-11-16 2021-05-18 Toyota Motor North America, Inc. Distributed data collection and processing among vehicle convoy members
US11586220B2 (en) 2019-06-04 2023-02-21 Cummins Inc. Vehicle platoon controls providing improved fuel efficiency and vehicle collision mitigation

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013206292A1 (en) 2013-04-10 2014-10-16 Robert Bosch Gmbh Method and device for creating a data-based function model
DE102014200804A1 (en) 2014-01-17 2015-07-23 Robert Bosch Gmbh Method for traveling by train of several motor vehicles

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014133425A1 (en) * 2013-02-27 2014-09-04 Volvo Truck Corporation System and method for determining an aerodynamically favorable position between ground traveling vehicles
CA2908761A1 (en) * 2013-04-11 2014-10-16 Nissan Motor Co., Ltd. Device for predicting energy consumption and method for predicting energy consumption

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013206292A1 (en) 2013-04-10 2014-10-16 Robert Bosch Gmbh Method and device for creating a data-based function model
DE102014200804A1 (en) 2014-01-17 2015-07-23 Robert Bosch Gmbh Method for traveling by train of several motor vehicles

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Arturo Davila, Enric Aramburu, and Alex Freixas, Making the Best Out of Aerodynamics: Platoons, SAE International 2013-01-0767, 2013
http://www.technologyreview.com/news/425850/how-vehicle-automation-will-cut-fuel-consumption/

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019238435A1 (en) * 2018-06-12 2019-12-19 Robert Bosch Gmbh Method for optimised operation of an automated vehicle convoy
DE102018212527A1 (en) * 2018-07-27 2020-01-30 Robert Bosch Gmbh Method for determining a power or energy requirement for at least one vehicle during column travel and control device for carrying out the method
CN109491403A (en) * 2018-11-03 2019-03-19 上海电力学院 A kind of collaboration Altitude Long Endurance Unmanned Air Vehicle connection control method
CN109491403B (en) * 2018-11-03 2021-09-07 上海电力学院 Cooperative high-altitude long-endurance unmanned aerial vehicle connection control method
DE102022202118A1 (en) 2022-03-02 2023-09-07 Zf Friedrichshafen Ag Method for determining a leading vehicle in a vehicle convoy, computer program, control unit, axle unit and vehicle

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