DE102017005173A1

DE102017005173A1 - Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE102017005173A1
Application number: DE102017005173.9A
Authority: DE
Inventors: Tobias Aurand; Markus Zimmer
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2017-05-31
Filing date: 2017-05-31
Publication date: 2017-12-14

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuges (1 bis 3) innerhalb eines mehrere hintereinander fahrende Fahrzeuge (1 bis 3) umfassenden Fahrzeugverbundes (F). Erfindungsgemäß wird eine Position des jeweiligen Fahrzeuges (1 bis 3) innerhalb des Fahrzeugverbundes (F) in Abhängigkeit zumindest von Informationen in Bezug auf Abmessungen des Fahrzeuges (1 bis 3), einen Luftwiderstand des Fahrzeuges (1 bis 3) und/oder eine Leistung zumindest einer Antriebseinheit des Fahrzeuges (1 bis 3) ermittelt und vorgegeben.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuges innerhalb eines mehrere hintereinander fahrende Fahrzeuge umfassenden Fahrzeugverbundes.
Aus der DE 10 2010 013 647 A1 ist ein Verfahren zum Steuern von mehreren Fahrzeugen bekannt. Das Verfahren dient dazu, die mehreren Fahrzeuge in einer Kolonne zu betreiben. Innerhalb eines Leitfahrzeuges, das aus den mehreren Fahrzeugen ausgewählt ist, wird eine jeweilige tatsächliche Position von jedem der mehreren Fahrzeuge, das nicht das Leitfahrzeug ist, durch eine Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikation auf der Basis von Daten von einer jeweiligen globalen Positionsbestimmungsvorrichtung in jedem der mehreren Fahrzeuge, das nicht das Leitfahrzeug ist, überwacht. Es werden Abstände zum Betreiben der mehreren Fahrzeuge in der Kolonne auf der Basis der jeweiligen tatsächlichen Positionen von jedem der mehreren Fahrzeuge bestimmt, wobei eine jeweilige befohlene Fahrzeugposition mit einer jeweiligen globalen Positionsbestimmungskoordinate für jedes der mehreren Fahrzeuge auf der Basis der bestimmten Abstände ausgewählt wird. Jede entsprechende befohlene Fahrzeugposition wird zum jeweiligen der mehreren Fahrzeuge übertragen, das nicht das Leitfahrzeug ist, und wird auf der Basis der jeweiligen befohlenen Fahrzeugposition betrieben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuges innerhalb eines mehrere Fahrzeuge umfassenden Fahrzeugverbundes anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuges innerhalb eines mehrere hintereinander fahrende Fahrzeuge umfassenden Fahrzeugverbundes sieht erfindungsgemäß vor, dass eine Position des Fahrzeuges innerhalb des Fahrzeugverbundes in Abhängigkeit zumindest von Informationen in Bezug auf Abmessungen des Fahrzeuges, einen Luftwiderstand des Fahrzeuges und/oder eine Leistung zumindest einer Antriebseinheit des Fahrzeuges ermittelt und vorgegeben wird.
Indem eine Position des Fahrzeuges in dem Fahrzeugverbund vorgegeben wird, wird eine ideale Reihenfolge der Fahrzeuge, welche den Fahrzeugverbund bilden, ebenfalls vorgegeben. Dadurch ist es möglich, einen Kraftstoffverbrauch der einzelnen Fahrzeuge zu optimieren, wobei der Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugverbundes sowie der einzelnen, den Fahrzeugverbund bildenden Fahrzeuge durch Anwendung des Verfahrens verringert werden kann.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigt die:
1 schematisch einen mehrere Fahrzeuge umfassenden Fahrzeugverbund.
In der einzigen Figur ist ein aus drei Fahrzeugen 1 bis 3, insbesondere Lastkraftwagen, bestehender Fahrzeugverbund F dargestellt, wobei eine Anzahl der Fahrzeuge 1 bis 3 variieren kann. So kann der Fahrzeugverbund F auch mehr als zwei oder auch mehr als drei Fahrzeugen 1 bis 3 umfassen.
Ein erstes Fahrzeug 1 führt den Fahrzeugverbund F an, wobei ein zweites Fahrzeug 2 zwischen dem ersten Fahrzeug 1 und einem dritten Fahrzeug 3 fährt. Dabei weist das erste Fahrzeug 1 einen Anhänger 1.1 und das dritte Fahrzeug 3 einen Anhänger 3.1 auf, wobei das zweite Fahrzeug 2 im Vergleich zu den anderen beiden Fahrzeugen 1, 3 geringere Abmessungen aufweist.
Beim dem Fahrzeugverbund F, auch als Fahrzeugkolonne oder Platoon bezeichnet, handelt es sich um ein sogenanntes Platooning, bei welchem in eine gemeinsame Fahrtrichtung x fahrende Fahrzeuge 1 bis 3 zu einem sogenannten Platoon gruppiert werden.
Dies wird üblicherweise durch eine Kopplung von autonomen Beschleunigungs- und Bremsimpulsen der Fahrzeuge 1 bis 3 erreicht, wobei insbesondere ein üblicherweise erforderlicher Sicherheitsabstand zwischen den beteiligten Fahrzeugen 1 bis 3, ohne dass eine Verkehrssicherheit beeinträchtigt wird, verringert ist.
Aus dem Bewegen der Fahrzeuge 1 bis 3 im Fahrzeugverbund F auf Basis des Platoonings resultiert insbesondere ein verringerter Kraftstoffverbrauch der dem ersten Fahrzeug 1 folgenden weiteren Fahrzeuge 2, 3. Zudem ist ein positiver Effekt in Bezug auf einen Verkehrsfluss, insbesondere auf Autobahnen, zu verzeichnen.
Die Fahrzeuge 1 bis 3 fahren beim Platooning also mit einem vergleichsweise geringen Abstand hintereinander, wobei gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das zweite Fahrzeug 2 und das dritte Fahrzeug 3 einen Windschatten des jeweils vorausfahrenden Fahrzeuges 1, 2 nutzen.
Der Windschatten ist in erster Linie von einer Größe, d. h. den Abmessungen, und einer Form des jeweils vorausfahrenden Fahrzeuges 1, 2 abhängig. Mit anderen Worten: Je größer die Abmessungen und die Form des Fahrzeuges 1, 2 sind, desto mehr profitiert das nachfolgende Fahrzeug 2, 3 in Bezug auf den Windschatten.
Um den Kraftstoffverbrauch der Fahrzeuge 1 bis 3 des Fahrzeugverbundes F zusätzlich zu optimieren, ist vorgesehen, dass eine Position des jeweiligen Fahrzeuges 1 bis 3 innerhalb des Fahrzeugverbundes F vorgegeben wird.
Dabei wird die Position des jeweiligen Fahrzeuges 1 bis 3 in Abhängigkeit der Abmessungen der Fahrzeuge 1 bis 3, einem Luftwiderstand und einer Leistung zumindest einer Antriebseinheit des jeweiligen Fahrzeuges 1 bis 3, d. h. einer Motorleistung, als wesentliche Informationen vorgegeben.
Zudem kann vorgesehen sein, dass ein Beladungszustand des jeweiligen Fahrzeuges 1 bis 3 als Information berücksichtigt wird.
Diese Informationen können mit weiteren Informationen, die Abmessungen und einen Luftwiderstand der Anhänger 1.1, 3.1 und/oder eines Aufbaues der Fahrzeuge 1 bis 3 betreffend, erweitert werden.
Informationen über die Abmessungen, den Luftwiderstand und die Leistung der Antriebseinheit des jeweiligen Fahrzeuges 1 bis 3 liegen dem jeweiligen Fahrzeug 1 bis 3 vor. Die dem jeweiligen Fahrzeug 1 bis 3 vorliegenden Informationen in Bezug auf die Abmessungen, den Luftwiderstand und die Leistung zumindest einer Antriebseinheit werden über eine Kommunikationsschnittstelle zur Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation einer nicht näher dargestellten zentralen Rechnereinheit zugeführt.
Alternativ oder zusätzlich werden die dem jeweiligen Fahrzeug 1 bis 3 vorliegenden Informationen zumindest einem der Fahrzeuge 1 bis 3 zugesendet, wobei die Fahrzeuge 1 bis 3 hierzu eine Kommunikationsschnittstelle zur Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation nutzen.
In dem Fahrzeug 1 bis 3, dem die oben genannten Informationen der Fahrzeuge 1 bis 3 des Fahrzeugverbundes F zugesendet wurden, wird eine Reihenfolge, in welcher die Fahrzeuge 1 bis 3 hintereinander fahren, ermittelt.
Liegen die Informationen in Bezug auf Abmessungen, Luftwiderstand und Leistung der Antriebseinheit des jeweiligen Fahrzeuges 1 bis 3 alternativ oder zusätzlich der zentralen Rechnereinheit vor, werden die Informationen verarbeitet, ausgewertet und es wird eine Reihenfolge der Fahrzeuge 1 bis 3 im Fahrzeugverbund F vorgegeben.
Dabei wird die Reihenfolge der Fahrzeuge 1 bis 3 in dem Fahrzeugverbund F zur Kraftstoffoptimierung mittels der zentralen Rechnereinheit vorgegeben. Vorzugsweise übermittelt die zentrale Rechnereinheit an die Fahrzeuge 1 bis 3 die Reihenfolge der Fahrzeuge 1 bis 3 im Fahrzeugverbund F, wobei auch vorgesehen sein kann, dass nur die jeweilige Position innerhalb des Fahrzeugverbundes F an das entsprechende Fahrzeug 1 bis 3 gesendet wird.
Liegen die Informationen der einzelnen Fahrzeuge 1 bis 3 nur einem der Fahrzeuge 1 bis 3 vor, so wird in diesem eine Reihenfolge der einzelnen Fahrzeuge 1 bis 3 im Fahrzeugverbund F anhand der übermittelten Informationen ermittelt und die Reihenfolge und/oder die jeweilige Position an das entsprechende Fahrzeug 1 bis 3 gesendet.
Denkbar ist auch die Nutzung eines anderen Übertragungsweges und/oder -mediums, um die Reihenfolge und/oder Position des jeweiligen Fahrzeuges 1 bis 3 innerhalb des Fahrzeugverbundes F dem entsprechenden Fahrzeug 1 bis 3 zukommen zu lassen. Beispielsweise kann ein mobiles Endgerät, insbesondere ein Smartphone, eines Nutzers des jeweiligen Fahrzeuges 1 bis 3 genutzt werden. Zur Kraftstoffoptimierung der Fahrzeuge 1 bis 3 im Fahrzeugverbund F wird die Reihenfolge vorzugsweise derart bestimmt, dass das Fahrzeug 1 bis 3 mit dem geringsten Luftwiderstand den Fahrzeugverbund F, also das Platoon, anführt.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel müsste das zweite Fahrzeug 2 an erster Stelle fahren, wobei die Fahrzeuge 1, 3 mit den höchsten Luftwiderständen an die Positionen des Fahrzeugverbundes F gesetzt werden, an denen weitere Fahrzeuge 2, in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel insbesondere das zweite Fahrzeug 2, einen Windschatten weitestgehend optimal nutzen können.
Weiterhin wird bei der Vorgabe der Position der Fahrzeuge 1 bis 3 in dem Fahrzeugverbund F Abmessungen des jeweiligen Fahrzeuges 1 bis 3, insbesondere eine Länge und Breite berücksichtigt, wodurch weitestgehend ausgeschlossen werden kann, dass ein vergleichsweise kleines, gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das zweite Fahrzeug 2, den Fahrzeugverbund F vor größeren, in 1 dem ersten Fahrzeug 1 und dem dritten Fahrzeug 3, anführt.
Würde das zweite Fahrzeug 2 den Fahrzeugverbund F anführen, so würden weder das zweite Fahrzeug 2 noch das erste Fahrzeug 1 oder das dritte Fahrzeug 3 hinsichtlich einer Kraftstoffersparnis von dem Fahrzeugverbund F profitieren.
Darüber hinaus wird, wie oben beschrieben, die Leistung der Antriebseinheit der einzelnen Fahrzeuge 1 bis 3 bei der Positionsvorgabe berücksichtigt.
Dazu ist vorgesehen, dass das Fahrzeug 1 bis 3 mit der höchsten Leistung oder einer vergleichsweise hohen Leistung an einer den Fahrzeugverbund F abschließenden Position fährt.
Ein Fahrzeug 1 bis 3 mit dem höchsten oder einem vergleichsweise hohen Luftwiderstand wird an die Position innerhalb des Fahrzeugverbundes F gesetzt, an welcher es den Windschatten eines oder mehrerer vorausfahrender Fahrzeuge 1, 2 am besten nutzen kann.
Löst sich der Fahrzeugverbund F, beispielsweise verkehrsbedingt, auf, so kann das Fahrzeug 1 bis 3 mit der vergleichsweise hohen Leistung an den Fahrzeugverbund F aufschließen, um eine Lücke zu schließen als ein Fahrzeug 1 bis 3 mit einer vergleichsweise geringen Leistung der Antriebseinheit. Eine mögliche Ausführungsform sieht vor, dass unter den oben genannten Gesichtspunkten, z. B. in regelmäßigen Zeitabständen, ein anderes Fahrzeug 1 bis 3 ausgewählt wird, um den Fahrzeugverbund F anzuführen.
Dadurch kann das den Fahrzeugverbund F vorher anführende erste Fahrzeug 1 ebenfalls zumindest teilweise im Windschatten eines anderen Fahrzeuges 2, 3 fahren, um Kraftstoff einzusparen und somit seinen Kraftstoffverbrauch zu optimieren.
Mit anderen Worten kann der Kraftstoffverbrauch durch das Rotieren der Fahrzeuge 1 bis 3 in Bezug auf das Anführen des Fahrzeugverbundes F besser verteilt werden, wobei vorzugsweise jedes der Fahrzeuge 1 bis 3 zumindest zeitweise im Windschatten eines anderen Fahrzeuges 1 bis 3 fährt.
Beispielsweise erfolgt ein Wechsel des den Fahrzeugverbund F anführenden Fahrzeuges 1 der Reihe nach, so dass das zweite Fahrzeug 2 als nächstes und das dritte Fahrzeug 3 als übernächstes den Fahrzeugverbund F anführt.
Dabei schließt das zuvor den Fahrzeugverbund F anführende Fahrzeug 1 nach Abgabe dieser Position den Fahrzeugverbund F ab.
Die Abstimmung und ein letztendliches Einleiten eines Führungswechsels, d. h. eines Manövers zum Positionswechsel, erfolgt über die Fahrzeug-zu-Fahrzeug- und/oder Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation, also mittels der zentralen Rechnereinheit. Dazu wird der Fahrer des jeweiligen Fahrzeuges 1 bis 3 akustisch und/oder optisch aufgefordert, den Positionswechsel durchzuführen, wobei vorzugsweise alle Fahrzeuge 1 bis 3 innerhalb des Fahrzeugverbundes F darüber informiert werden.
Zudem ist vorgesehen, dass alle den Fahrzeugverbund F betreffende und insbesondere relevante Parameter, vorzugsweise in Bezug auf die ermittelte Reihenfolge, jedem Fahrzeug 1 bis 3 des Fahrzeugverbundes F zugeführt werden und somit vorliegen.
In einer weiteren möglichen Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass eine Einstellung eines Luftleitelementes 1.2 des ersten Fahrzeuges 1 an die Abmessungen des Fahrzeugverbundes F, d. h. an seine Geometrie, angepasst wird, so dass die dem ersten Fahrzeug 1 folgenden Fahrzeuge 2, 3 den Windschatten optimiert nutzen können.
Denkbar ist auch, dass alle weiteren Fahrzeuge 2, 3 des Fahrzeugverbundes F darüber informiert werden, dass ihr Luftleitelement hinsichtlich seiner Einstellung angepasst werden kann oder soll.
Mittels eines oben beschriebenen Verfahrens kann ein Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugverbundes F und der den Fahrzeugverbund F bildenden Fahrzeuge 1 bis 3 optimiert werden.
Bezugszeichenliste

1: erstes Fahrzeug
1.1: Anhänger
1.2: Luftleitelement
2: zweites Fahrzeug
3: drittes Fahrzeug
3.1: Anhänger
F: Fahrzeugverbund
x: Fahrtrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102010013647 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeuges (1 bis 3) innerhalb eines mehrere hintereinander fahrende Fahrzeuge (1 bis 3) umfassenden Fahrzeugverbundes (F), dadurch gekennzeichnet, dass eine Position des jeweiligen Fahrzeuges (1 bis 3) innerhalb des Fahrzeugverbundes (F) in Abhängigkeit zumindest von Informationen in Bezug auf Abmessungen des Fahrzeuges (1 bis 3), einen Luftwiderstand des Fahrzeuges (1 bis 3) und/oder eine Leistung zumindest einer Antriebseinheit des Fahrzeuges (1 bis 3) ermittelt und vorgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationen zumindest einem Fahrzeug (1 bis 3) des Fahrzeugverbundes (F) zugeführt werden und/oder die Informationen über eine Kommunikationsschnittstelle eines oder mehrerer Fahrzeuge (1 bis 3) einer zentralen Rechnereinheit zugeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit der ermittelten Position des jeweiligen Fahrzeuges (1 bis 3) ein Positionswechsel innerhalb des Fahrzeugverbundes (F) eingeleitet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Informationen in Bezug auf die Abmessungen und/oder einen Luftwiderstand eines Anhängers (1.1, 1.3) des jeweiligen Fahrzeuges (1, 3) bei der Ermittlung der Position des Fahrzeuges (1, 3) innerhalb des Fahrzeugverbundes (F) berücksichtigt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einstellung eines Luftleitelementes (1.2) eines den Fahrzeugverbund (F) anführenden Fahrzeuges (1) in Abhängigkeit von Abmessungen des Fahrzeugverbundes (F) angepasst wird.