DE102019210643A1

DE102019210643A1 - Verfahren zum Betreiben von Fahrzeugen eines Fahrzeugverbunds

Info

Publication number: DE102019210643A1
Application number: DE102019210643.9A
Authority: DE
Inventors: Adwait Sanjay Kale; Soheil Gherekhloo; Markus Wiktorin
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2019-07-18
Filing date: 2019-07-18
Publication date: 2021-01-21

Abstract

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben von Fahrzeugen eines Fahrzeugverbunds, um einen, insbesondere zeitlichen, Abstand (h₁₂, h₂₃) zwischen den Fahrzeugen des Fahrzeugverbunds im Wesentlichen gleichmäßig zu vergrößern, wobei der Fahrzeugverbund ein vorausfahrendes Führungsfahrzeug, zumindest ein dem Führungsfahrzeug nachfolgendes Zwischenfahrzeug und ein dem Zwischenfahrzeug nachfolgendes Schlussfahrzeug aufweist, mit folgenden Schritten:
- Empfangen einer ersten Zielgeschwindigkeit (v₁) des Führungsfahrzeugs und einer relativ zu der ersten Zielgeschwindigkeit kleineren zweiten Zielgeschwindigkeit (v₃) des Schlussfahrzeugs mittels einer Recheneinheit;
- Ermitteln einer weiteren Zielgeschwindigkeit (v₂) für das zumindest eine Zwischenfahrzeug des Fahrzeugverbunds in Abhängigkeit von der ersten und der zweiten Zielgeschwindigkeit (v₁, v₃) mittels der Recheneinheit; und
- Betreiben der Fahrzeuge des Fahrzeugverbunds mit der jeweiligen Zielgeschwindigkeit (v₁, v₂, v₃), um den, insbesondere zeitlichen, Abstand (h₁₂, h₂₃) zwischen den Fahrzeugen des Fahrzeugverbunds im Wesentlichen gleichmäßig zu vergrößern.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben von Fahrzeugen eines Fahrzeugverbunds, um einen, insbesondere zeitlichen, Abstand zwischen den Fahrzeugen des Fahrzeugverbunds im Wesentlichen gleichmäßig zu vergrößern, sowie ein Computerprogramm und ein maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch eine Recheneinheit und ein Verbund von Recheneinheiten.
Stand der Technik
Bekannt sind Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugverbunds von hintereinander fahrenden, mittels Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation verbundenen Nutzfahrzeugen, bei denen die Abstände zwischen den einzelnen Nutzfahrzeugen des Fahrzeugverbunds mittels einer automatisierten Längsführung auf etwa zehn bis fünfzehn Meter geregelt werden, sodass durch eine Reduktion des Luftwiderstands der Kraftstoffverbrauch und die Fahrzeugemissionen des Fahrzeugverbunds reduziert werden.
Die DE 10 2017 221 104 A1 offenbart ein Verfahren zum Koordinieren eines Abstandes zwischen zwei Fahrzeugen eines Fahrzeugverbunds. Hierbei wird ein situationsabhängiger optimaler Abstand für ein Passieren einer Auffahrt ermittelt, um die Distanz zwischen den zwei Fahrzeugen zum Erreichen des situationsabhängigen optimalen Abstands zwischen den Fahrzeugen vor dem Erreichen der Auffahrt anzupassen.
Offenbarung der Erfindung
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben von Fahrzeugen eines Fahrzeugverbunds, um einen, insbesondere zeitlichen, Abstand zwischen den Fahrzeugen des Fahrzeugverbunds im Wesentlichen gleichmäßig zu vergrößern, wobei der Fahrzeugverbund ein vorausfahrendes Führungsfahrzeug, zumindest ein dem Führungsfahrzeug nachfolgendes Zwischenfahrzeug und ein dem Zwischenfahrzeug nachfolgendes Schlussfahrzeug aufweist. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Empfangens einer ersten Zielgeschwindigkeit des Führungsfahrzeugs und einer relativ zu der ersten Zielgeschwindigkeit kleineren zweiten Zielgeschwindigkeit des Schlussfahrzeugs mittels einer Recheneinheit. Weiter umfasst das Verfahren einen Schritt des Ermittelns einer weiteren Zielgeschwindigkeit für das zumindest eine Zwischenfahrzeug des Fahrzeugverbunds in Abhängigkeit von der ersten und der zweiten Zielgeschwindigkeit mittels der Recheneinheit. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Betreibens der Fahrzeuge des Fahrzeugverbunds mit der jeweiligen Zielgeschwindigkeit, um den, insbesondere zeitlichen, Abstand zwischen den Fahrzeugen des Fahrzeugverbunds im Wesentlichen gleichmäßig zu vergrößern. Die Schritte des Verfahrens laufen automatisiert nacheinander bzw. aufeinanderfolgend ab. Das heißt, mit anderen Worten, nach Beginn bzw. Start des Verfahrens ist keine Eingabe und/oder Aktion eines ausführenden Bedieners oder Benutzers, insbesondere eines Fahrers eines Fahrzeugs, erforderlich.
Weiter ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung eine Recheneinheit zum Betreiben eines Zwischenfahrzeugs eines Fahrzeugverbunds, um einen, insbesondere zeitlichen, Abstand zwischen den Fahrzeugen des Fahrzeugverbunds im Wesentlichen gleichmäßig zu vergrößern, wobei der Fahrzeugverbund ein vorausfahrendes Führungsfahrzeug, zumindest das eine dem Führungsfahrzeug nachfolgende Zwischenfahrzeug und ein dem Zwischenfahrzeug nachfolgendes Schlussfahrzeug aufweist. Die Recheneinheit ist eingerichtet, eine erste Zielgeschwindigkeit des Führungsfahrzeugs und eine relativ zu der ersten Zielgeschwindigkeit kleinere zweite Zielgeschwindigkeit des Schlussfahrzeugs zu empfangen. Weiter ist die Recheneinheit eingerichtet, eine weitere Zielgeschwindigkeit für das Zwischenfahrzeug des Fahrzeugverbunds in Abhängigkeit von der ersten und der zweiten Zielgeschwindigkeit zu ermitteln. Ferner ist die Recheneinheit eingerichtet, ein Signal zum Betreiben des Zwischenfahrzeugs des Fahrzeugverbunds mit der ermittelten Zielgeschwindigkeit auszugeben, um den, insbesondere zeitlichen, Abstand zwischen den Fahrzeugen des Fahrzeugverbunds im Wesentlichen gleichmäßig zu vergrößern.
Ferner ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Verbund von Recheneinheiten zum Betreiben von Fahrzeugen eines Fahrzeugverbunds, um einen, insbesondere zeitlichen, Abstand zwischen den Fahrzeugen des Fahrzeugverbunds im Wesentlichen gleichmäßig zu vergrößern, wobei der Fahrzeugverbund ein vorausfahrendes Führungsfahrzeug, zumindest ein dem Führungsfahrzeug nachfolgendes Zwischenfahrzeug und ein dem Zwischenfahrzeug nachfolgendes Schlussfahrzeug aufweist. Der Verbund von Recheneinheiten umfasst die beschriebene Recheneinheit. Weiter umfasst der Verbund von Recheneinheiten eine erste Recheneinheit des Führungsfahrzeugs, die eingerichtet ist, ein Signal zum Betreiben des Führungsfahrzeugs des Fahrzeugverbunds mit der Zielgeschwindigkeit des Führungsfahrzeugs auszugeben. Schließlich umfasst der Verbund von Recheneinheiten eine zweite Recheneinheit des Schlussfahrzeugs, die eingerichtet ist, ein Signal zum Betreiben des Schlussfahrzeugs des Fahrzeugverbunds mit der Zielgeschwindigkeit des Schlussfahrzeugs auszugeben.
Darüber hinaus ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Computerprogramm und ein maschinenlesbares Speichermedium.
Unter einem Fahrzeugverbund kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Verbund beziehungsweise ein Verband von mindestens zwei Fahrzeugen auf einer gemeinsamen Fahrstrecke verstanden werden. Der Fahrzeugverbund bzw. der Fahrzeugverband kann eine Fahrzeugkolonne beziehungsweise ein Fahrzeugkonvoi sein. Denkbar ist, dass es sich bei dem Fahrzeugverbund um in einer Formation hintereinander fahrende Fahrzeuge handelt. Das heißt, mit anderen Worten, die Fahrzeuge des Fahrzeugverbunds sind ausgebildet, ohne eine mechanische Verbindung zwischen den Fahrzeugen, das heißt mit einer sogenannten „elektronischen Deichsel“, in einer definierten Fahrzeugreihenfolge hintereinander zu fahren.
Die Fahrzeuge des Fahrzeugverbunds können in sehr geringem räumlichen Abstand zueinander, bevorzugt kleiner oder gleich 50 m, besonders bevorzugt kleiner oder gleich 15 m, hintereinander fahren, um aufgrund des verminderten Luftwiderstands bzw. der verminderten aerodynamischen Widerstandskraft der Fahrzeuge im Fahrzeugverbund einen Verbrauch von Kraftstoff bzw. eine Umsetzung von elektrischer Energie in Bewegungsenergie zu reduzieren. Denkbar ist, dass ein, mehrere oder alle Fahrzeug des Fahrzeugverbunds zu einem autonomen Betrieb, insbesondere zu einem autonomen Fahren, ausgebildet sind. Hierbei können die Fahrzeuge teilautomatisiert, hochautomatisiert oder vollautomatisiert gesteuert werden.
Bevorzugt ist ein erstes, den übrigen Fahrzeugen des Fahrzeugverbunds vorausfahrendes Fahrzeug bzw. Führungsfahrzeug des Fahrzeugverbunds ein teilautomatisiertes oder vollautomatisiertes Fahrzeug. Bevorzugt sind die einem ersten vorausfahrenden Fahrzeug des Fahrzeugverbunds nachfolgenden Fahrzeuge des Fahrzeugverbunds vollautomatisierte Fahrzeuge. Hierzu können zumindest die dem vorausfahrenden Fahrzeug bzw. dem Führungsfahrzeug nachfolgende Fahrzeuge des Fahrzeugverbunds ein längsführendes Fahrerassistenzsystem aufweisen, das ausgebildet ist, einen Abstand in Fahrtrichtung zwischen einem nachfolgenden Fahrzeug und einem dem nachfolgenden Fahrzeug unmittelbar vorausfahrenden Fahrzeug automatisiert zu steuern bzw. zu regeln.
Die Fahrzeuge des Fahrzeugverbunds weisen bevorzugt zumindest je eine Kommunikationseinheit auf, die an dem jeweiligen Fahrzeug angeordnet ist. Die Kommunikationseinheit eines Fahrzeugs ist ausgebildet, eine Kommunikationsverbindung mit einer Kommunikationseinheit eines weiteren Fahrzeugs des Fahrzeugverbunds oder einer Infrastruktureinrichtung herzustellen. Die Kommunikationseinheit kann ein Funkgerät, beispielsweise ein Mobilfunkgerät, oder Teil einer Steuereinheit mit einer Mobilfunkeinheit sein. Die Kommunikationsverbindung kann eine Funkverbindung, beispielsweise eine DSRC-Verbindung, eine IEEE 802.11p-Verbindung oder eine Mobilfunkverbindung, insbesondere eine 5G-Mobilfunkverbindung sein. Die Infrastruktureinrichtung kann eine außerhalb der Fahrzeuge bzw. entfernt angeordnete Recheneinheit bzw. Servereinheit sein. Zum Beispiel kann die Infrastruktureinrichtung ein Netzwerk mehrerer außerhalb der Fahrzeuge bzw. entfernt angeordneter und räumlich verteilter Recheneinheiten bzw. ein Cloud-Computing-System bzw. eine Rechnerwolke sein. Auch kann die Infrastruktureinrichtung eine Servereinheit eines Betreibers der Fahrzeuge oder eines Betreibers von zumindest Teilen des erfindungsgemäßen Verfahrens sein.
Mittels der Kommunikationseinheit können Daten bzw. Informationen zwischen den Fahrzeugen des Fahrzeugverbunds und/oder zwischen einem Fahrzeug und der Infrastruktureinrichtung, insbesondere drahtlos elektronisch, übertragen werden. Bevorzugt ist die Kommunikationseinheit ausgebildet und eingerichtet, Daten mit geringer Latenzzeit und/oder hoher Bandbreite zu übertragen.
Die Kommunikationseinheit kann Teil der an dem Fahrzeug angeordneten Steuereinheit sein. Dadurch können mittels der Kommunikationseinheit empfangene Daten zur Steuerung des Fahrzeugs verwendet werden. Denkbar ist auch, dass das Fahrzeug teilweise oder vollständig mittels einer abseits bzw. außerhalb des Fahrzeugs bzw. entfernt angeordneten bzw. fahrzeugfremden Steuereinheit gesteuert wird. Hierzu ist die fahrzeugfremde Steuereinheit ausgebildet, mittels einer Schnittstelle bzw. einer Kommunikationsverbindung zu der Kommunikationseinheit auf die Steuereinheit des Fahrzeugs zuzugreifen. Die entfernt angeordnete Steuereinheit kann eine Infrastruktureinrichtung oder Teil einer Infrastruktureinrichtung sein. Bevorzugt handelt es sich bei der Infrastruktureinrichtung um ein Fahrzeugkontrollzentrum, das ausgebildet ist, die Fahrzeuge des Fahrzeugverbunds drahtlos zu steuern bzw. zu kontrollieren.
Die Fahrzeuge des Fahrzeugverbunds können Lastkraftfahrzeuge (LKW) und/oder Personenkraftwagen (PKW) sein. Denkbar ist auch, dass die Fahrzeuge schienengebundene Fahrzeuge sind. Die Fahrzeuge des Fahrzeugverbunds können Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor und/oder Brennstoffzelle und/oder Hybrid- und/oder Elektrofahrzeuge sein. Das Fahrzeug kann eine Fahrzeugkombination sein. Das heißt, das Fahrzeug kann ein Zugfahrzeug und ein oder mehrere Anhänger umfassen.
Unter einem Abstand zwischen den Fahrzeugen des Fahrzeugverbunds kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Abstand zwischen einem Fahrzeugheck eines vorausfahrenden Fahrzeugs des Fahrzeugverbunds und einer Fahrzeugfront eines dem vorausfahrenden Fahrzeug nachfolgenden Fahrzeugs des Fahrzeugverbunds verstanden werden. Der Abstand zwischen den Fahrzeugen kann ein räumlicher Abstand oder ein zeitlicher Abstand sein. Ein räumlicher Abstand kann ein Wert mit der Dimension „Meter“ sein. Ein Wert eines räumlichen Abstands zwischen den Fahrzeugen des Fahrzeugverbunds kann bspw. in einem Bereich größer oder gleich 5 m und kleiner oder gleich 100 m, bevorzugt größer oder gleich 10 m und kleiner oder gleich 50 m liegen. Unter einem zeitlichen Abstand zwischen zwei Fahrzeugen des Fahrzeugverbunds kann ein Verhältnis zwischen dem räumlichen Abstand eines vorausfahrenden und eines dem vorausfahrenden Fahrzeug nachfolgenden Fahrzeugs relativ zu einer Istgeschwindigkeit des nachfolgenden Fahrzeugs verstanden werden. Ein zeitlicher Abstand kann ein Wert mit der Dimension „Sekunde“ sein. Ein Wert eines zeitlichen Abstands zwischen den Fahrzeugen des Fahrzeugverbunds kann bspw. in einem Bereich größer oder gleich 0,2 s und kleiner oder gleich 3 s, bevorzugt größer oder gleich 0,5 s und kleiner oder gleich 2 s liegen. Der zeitliche Abstand kann als „Time Gap“ oder „Headway“ bezeichnet werden.
Unter einem im Wesentlichen gleichmäßigen Vergrößern eines Abstands zwischen Fahrzeugen eines Fahrzeugverbunds kann ein zeitgleiches bzw. gleichzeitiges Vergrößern eines ersten Abstands zwischen einem Führungsfahrzeug und einem Zwischenfahrzeug und eines zweiten Abstands zwischen dem Zwischenfahrzeug und einem Schlussfahrzeug verstanden werden, wobei der erste und der zweite Abstand im Wesentlichen in gleichem Maße bzw. in gleichem Umfang bzw. in gleicher Stärke bzw. mit gleicher Änderungsrate vergrößert wird. Das heißt, mit anderen Worten, auch verschieden große räumliche oder zeitliche Abstände können gleichmäßig vergrößert werden. Bevorzugt wird der Abstand zwischen den Fahrzeugen des Fahrzeugverbunds beim Betreiben der Fahrzeuge mit der jeweiligen Zielgeschwindigkeit zeitlich linear mit im Wesentlichen gleicher Änderungsrate vergrößert. Hierbei ist unter einem im Wesentlichen gleichmäßigen Vergrößern ein gleichmäßiges Vergrößern im Rahmen der üblichen Steuer- bzw. Regelgenauigkeiten bei der Steuerung eines Fahrzeugs zu verstehen.
Unter einer Zielgeschwindigkeit eines Fahrzeugs kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Istgeschwindigkeit und/oder Sollgeschwindigkeit eines Fahrzeugs verstanden werden. Die Zielgeschwindigkeit eines Fahrzeugs kann von einer aktuellen Istgeschwindigkeit des Fahrzeugs abweichen oder einer aktuellen Istgeschwindigkeit des Fahrzeugs entsprechen. Die Zielgeschwindigkeit kann ein vorgegebener und/oder vorgebbarer Wert einer Geschwindigkeit sein, der von dem entsprechenden Fahrzeug innerhalb einer gewissen Zeitdauer erreicht werden soll. Eine Zielgeschwindigkeit des Zwischenfahrzeugs kann bspw. den Wert 69 km/h aufweisen.
Vorteilhaft ist es, wenn die Zielgeschwindigkeit des Führungsfahrzeugs einer Istgeschwindigkeit und/oder Sollgeschwindigkeit des Führungsfahrzeugs und/oder des Fahrzeugverbunds entspricht. Eine Zielgeschwindigkeit eines Führungsfahrzeugs kann bspw. den Wert 80 km/h aufweisen. Dadurch kann das Führungsfahrzeug seine Geschwindigkeit beibehalten oder diese nur geringfügig ändern, sodass dem Führungsfahrzeug durch das Vergrößern der Abstände auf der zurückzulegenden Fahrstrecke kein zeitlicher Nachteil entsteht. Darüber hinaus kann dadurch die Vergrößerung der räumlichen Abstände zwischen den Fahrzeugen zeiteffizienter durchgeführt werden.
Vorteilhaft ist es auch, wenn die Zielgeschwindigkeit des Schlussfahrzeugs einer vorgegebenen und/oder vorgebbaren Mindestgeschwindigkeit des Fahrzeugverbunds entspricht. Die vorgegebenen und/oder vorgebbare Mindestgeschwindigkeit kann bspw. den Wert 60 km/h aufweisen. Dadurch kann eine Behinderung eines dem Fahrzeugverbund nachfolgenden Verkehrsteilnehmers durch das Vergrößern des Abstands der Fahrzeuge, insbesondere durch ein Verzögern des Schlussfahrzeugs, verringert werden.
Das Empfangen der ersten und der zweiten Zielgeschwindigkeit kann ein Empfangen eines Signals mit der ersten und der zweiten Zielgeschwindigkeit oder ein Empfangen eines ersten Signals mit der ersten Zielgeschwindigkeit und eines zweiten Signals mit der zweiten Zielgeschwindigkeit umfassen. Das Signal kann ein drahtgebunden oder drahtlos übertragenes Signal sein. Das Signal kann ein Funksignal, insbesondere ein Mobilfunksignal oder ein WLAN-Signal, sein. Das Empfangen der ersten und der zweiten Zielgeschwindigkeit kann auch ein Auslesen der ersten und/oder der zweiten Zielgeschwindigkeit aus einer der Recheneinheit zugeordneten Speichereinheit sein.
Das Betreiben der Fahrzeuge des Fahrzeugverbunds mit der Zielgeschwindigkeit kann ein Vorgeben einer Zielgeschwindigkeit für die Fahrzeuge, bspw. an eine Anzeigeeinheit und/oder eine Steuereinheit des jeweiligen Fahrzeugs, umfassen. Das Betreiben der Fahrzeuge des Fahrzeugverbunds mit der Zielgeschwindigkeit kann auch ein Steuern von Antriebs- und/oder Bremseinheiten der Fahrzeuge derart umfassen, dass die Fahrzeuge des Fahrzeugverbunds teil- oder vollautomatisiert mit der Zielgeschwindigkeit bewegt werden. Bevorzugt ist beim Betreiben der Fahrzeuge mit der Zielgeschwindigkeit ein räumlicher Abstand zwischen den Fahrzeugen zumindest anfangs kleiner oder gleich 50 m. Bevorzugt ist beim Betreiben der Fahrzeuge mit der Zielgeschwindigkeit ein zeitlicher Abstand zwischen den Fahrzeugen zumindest anfangs kleiner oder gleich 2 s.
Die Recheneinheit kann fahrzeugfremd, d. h. abseits bzw. außerhalb des Fahrzeugs, angeordnet sein. Zum Beispiel kann die Recheneinheit Teil einer Servereinheit bzw. einer Cloud-Computing-Einheit eines Flottenbetreibers oder eines Service Providers bzw. Anbieters von digitalen Diensten sein. Bevorzugt ist die Recheneinheit eine fahrzeugseitige Recheneinheit, d. h. an dem Fahrzeug angeordnet.
Der Verbund von Recheneinheiten ist bevorzugt auf die Fahrzeuge des Fahrzeugverbunds verteilt angeordnet. Das heißt, mit anderen Worten, bevorzugt ist die erste Recheneinheit des Führungsfahrzeugs eine an dem Führungsfahrzeug angeordnete Recheneinheit, die zweite Recheneinheit des Schlussfahrzeugs eine an dem Schlussfahrzeug angeordnete Recheneinheit und die Recheneinheit eine an dem Zwischenfahrzeug angeordnete Recheneinheit.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht ein für alle Fahrzeuge eines Fahrzeugverbunds gleichermaßen sicheres Vergrößern von Abständen zwischen den Fahrzeugen. Indem kritische Fahrsituationen mit zu geringen Abständen zwischen den Fahrzeugen verhindert bzw. aufgelöst werden, wird die Sicherheit sowohl für den Fahrzeugverbund als auch für weitere Verkehrsteilnehmer erhöht. Das Verfahren stellt nur geringe Anforderungen an die Rechenressourcen und die Datenübertragung, sodass das Verfahren auch bei schlechter Übertragungsqualität einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation zwischen den Fahrzeugen schnell und effizient eingeleitet sowie durchgeführt werden kann.
Vorteilhaft ist es, wenn ein erstes Geschwindigkeitsverhältnis aus der ermittelten Zielgeschwindigkeit des Zwischenfahrzeugs relativ zu einer Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der ermittelten Zielgeschwindigkeit des Zwischenfahrzeugs und der empfangenen Zielgeschwindigkeit des Führungsfahrzeugs im Wesentlichen gleich einem Verhältnis aus der empfangenen Zielgeschwindigkeit des Schlussfahrzeugs relativ zu einer Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der empfangenen Zielgeschwindigkeit des Schlussfahrzeugs und der ermittelten Zielgeschwindigkeit des Zwischenfahrzeugs ist, um den zeitlichen Abstand zwischen den Fahrzeugen des Fahrzeugverbunds im Wesentlichen gleichmäßig zu vergrößern. Das heißt, mit anderen Worten, die weitere Zielgeschwindigkeit für das zumindest eine Zwischenfahrzeug wird derart ermittelt, dass ein erstes Geschwindigkeitsverhältnis aus der ermittelten Zielgeschwindigkeit des Zwischenfahrzeugs relativ zu einer Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der ermittelten Zielgeschwindigkeit des Zwischenfahrzeugs und der empfangenen Zielgeschwindigkeit des Führungsfahrzeugs im Wesentlichen gleich einem Verhältnis aus der empfangenen Zielgeschwindigkeit des Schlussfahrzeugs relativ zu einer Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der empfangenen Zielgeschwindigkeit des Schlussfahrzeugs und der ermittelten Zielgeschwindigkeit des Zwischenfahrzeugs ist. Das Ermitteln der Zielgeschwindigkeit v₂ des Zwischenfahrzeug in Abhängigkeit von der ersten Zielgeschwindigkeit v₁ des Führungsfahrzeugs und der zweiten Zielgeschwindigkeit des Schlussfahrzeugs v₃ kann hierbei ein Berechnen der Zielgeschwindigkeit v₂ gemäß v₂ = sqrt(v₁*v₃) umfassen, d.h. als Quadratwurzel aus dem Produkt der ersten und der zweiten Zielgeschwindigkeit.
Denkbar ist, dass das Verfahren einen Schritt des Ermittelns des zeitlichen Abstands zwischen den Fahrzeugen des Fahrzeugverbunds umfasst. Der zeitliche Abstand h₁₂ des Zwischenfahrzeugs zu dem Führungsfahrzeug kann in Abhängigkeit von dem räumlichen Abstand d₁₂ des Zwischenfahrzeugs zu dem Führungsfahrzeug und der Geschwindigkeit des Zwischenfahrzeugs v₂ als h₁₂ = d₁₂/ v₂ ermittelt werden. Der zeitliche Abstand h₂ des Schlussfahrzeugs zu dem Zwischenfahrzeug kann in Abhängigkeit von dem räumlichen Abstand d₂₃ des Schlussfahrzeugs zu dem Zwischenfahrzeug und der Geschwindigkeit des Schlussfahrzeugs v₃ als h₂₃ = d₂₃/v₃ ermittelt werden. Die Abstände d₁₂, d₂₃ können ermittelt werden als Summe aus einem anfänglichen Abstand d_12,0, d_23,0 zum Zeitpunkt t₁ und einem linear mit der Zeitdifferenz (t - t₁) variierenden Beitrag (v₁ - v₂) * (t - t₁), (v₂ - v₃) * (t - t₁). Hierbei ist t₁ der Zeitpunkt, ab dem die Fahrzeuge des Fahrzeugverbunds mit ihrer jeweiligen Zielgeschwindigkeit betrieben werden. Damit vergrößert sich der zeitliche Abstand h₁₂ des Zwischenfahrzeugs proportional zur Zeitdifferenz (t - t₁) mit dem Proportionalitätsfaktor bzw. der Änderungsrate (v₁ - v₂)/v₂. Der zeitliche Abstand h₂₃ des Schlussfahrzeugs vergrößert sich proportional zur Zeitdifferenz (t - t₁) mit dem Proportionalitätsfaktor bzw. der Änderungsrate (v₂ - v₃) / v₃. Folglich vergrößert sich der zeitliche Abstand zwischen den Fahrzeugen des Fahrzeugverbunds gleichmäßig, da mit v₂ = sqrt(v₁*v₃) gilt, dass das erste Geschwindigkeitsverhältnis (v₁ - v₂) / v₂ gleich dem zweiten Geschwindigkeitsverhältnis (v₂ - v₃) / v₃ ist. Durch diese Ausgestaltung ist ein besonders gleichmäßiges Vergrößern der zeitlichen Abstände zwischen den Fahrzeugen sichergestellt.
Vorteilhaft ist es auch, wenn das Verfahren einen Schritt des Empfangens eines Signals mittels der Recheneinheit umfasst, wobei das Signal eine Information bezüglich einer Vergrößerung des, insbesondere zeitlichen, Abstands zwischen den Fahrzeugen aufweist. Das Signal kann von einer Recheneinheit oder Kommunikationseinheit des Führungsfahrzeugs an das Zwischenfahrzeug und/oder das Schlussfahrzeug übertragen werden. Das Signal ist bevorzugt ein drahtlos übertragenes Signal, bspw. ein Funksignal, insbesondere ein Mobilfunksignal oder ein WLAN-Signal. Die Information bezüglich der Vergrößerung des Abstands zwischen den Fahrzeugen kann eine Information bezüglich eines Auflösens des Fahrzeugverbunds umfassen. Das Auflösen des Fahrzeugverbunds ist bevorzugt ein Auflösen, das keine Notbremsung der Fahrzeuge des Fahrzeugverbunds erfordert. Das Empfangen des Signals mittels der Recheneinheit kann die Schritte des Empfangens der ersten und der zweiten Zielgeschwindigkeit, des Ermittelns der weiteren Zielgeschwindigkeit und des Betreibens der Fahrzeuge automatisiert einleiten. Die Information des Signals kann eine Information bezüglich einer ersten Zielgeschwindigkeit des Führungsfahrzeugs und einer relativ zu der ersten Zielgeschwindigkeit kleineren zweiten Zielgeschwindigkeit des Schlussfahrzeugs umfassen.
Denkbar ist, dass der Fahrzeugverbund Teil eines Fahrzeuggesamtverbunds mit zumindest einem weiteren Fahrzeug ist. Hierbei können das Führungsfahrzeug und das Zwischenfahrzeug des Fahrzeugverbunds Zwischenfahrzeuge des Fahrzeuggesamtverbunds und/oder das Zwischenfahrzeug und das Schlussfahrzeug des Fahrzeugverbunds Zwischenfahrzeuge des Fahrzeuggesamtverbunds sein. Der Fahrzeuggesamtverbund umfasst also Fahrzeuge, die nicht Teil des Fahrzeugverbunds sind. Hierbei kann der Fahrzeuggesamtverbund Fahrzeuge umfassen, zwischen denen der Abstand während des Ablaufs des beanspruchten Verfahrens nicht vergrößert wird bzw. zeitlich konstant bleibt. In diesem Fall kann die von dem Signal umfasste Information angeben, welche Fahrzeuge des Fahrzeuggesamtverbunds Teil des Fahrzeugverbunds sind. Das heißt, mit anderen Worten, die Information des Signals kann angeben, zwischen welchen Fahrzeugen des Fahrzeuggesamtverbunds ein, insbesondere zeitlicher, Abstand im Wesentlichen gleichmäßig vergrößert werden soll. Durch diese Ausgestaltung kann das beanspruchte Verfahren schnell und effizient bezüglich der Signalübertragung eingeleitet werden.
Von Vorteil ist es weiter, wenn das Verfahren einen Schritt des Steuerns einer Antriebs- und/oder Bremseinheit der Fahrzeuge des Fahrzeugverbunds aufweist, um die Fahrzeuge von einer Istgeschwindigkeit des jeweiligen Fahrzeugs auf die Zielgeschwindigkeit des jeweiligen Fahrzeugs überzuführen. Das heißt, mit anderen Worten, das Verfahren kann einen Schritt des Überführens der Fahrzeuge des Fahrzeugverbunds von einer Istgeschwindigkeit des jeweiligen Fahrzeugs auf die Zielgeschwindigkeit des jeweiligen Fahrzeugs umfassen. Das Steuern der Antriebs- und/oder Bremseinheit der Fahrzeuge bzw. das Überführen der Fahrzeuge kann ein Beschleunigen oder Verzögern der Fahrzeuge, d.h. ein Erhöhen oder Erniedrigen einer Istgeschwindigkeit der Fahrzeuge, ein Ausrollen oder ein aktives Bremsen der Fahrzeuge umfassen. Das Steuern der Antriebs- und/oder Bremseinheit der Fahrzeuge kann ein teilweises Steuern der Fahrzeuge sein. Bspw. kann die Antriebs- und/oder Bremseinheit des Führungsfahrzeugs, des Zwischenfahrzeugs und/oder des Schlussfahrzeugs gesteuert werden. Unter einem Steuern der Antriebs- und/oder Bremseinheit der Fahrzeuge kann ein Ausgeben eines Steuersignals an die Antriebs- und/oder Bremseinheit des jeweiligen Fahrzeugs verstanden werden. Das Steuern kann mittels einer, insbesondere fahrzeugseitigen, Steuereinheit erfolgen. Bevorzugt ist die Steuereinheit eine der Recheneinheit zugeordnete Steuereinheit. Denkbar ist auch, dass die Recheneinheit Teil der Steuereinheit ist. Das Steuern kann zu einem Zeitpunkt t₀ erfolgen, wobei der Zeitpunkt t₀ zeitlich vor dem Zeitpunkt t₁ liegt, ab dem die Fahrzeuge mit der jeweiligen Zielgeschwindigkeit betrieben werden. Durch diese Ausgestaltung kann der Abstand zwischen den Fahrzeugen sicher und zuverlässig vergrößert werden.
Hierbei ist es von Vorteil, wenn das Verfahren einen Schritt des Empfangens einer Istverzögerung und/oder Sollverzögerung des dem jeweiligen nachfolgenden Fahrzeug vorausfahrenden Fahrzeugs des Fahrzeugverbunds umfasst, um das jeweils nachfolgende Fahrzeug mit einer Verzögerung betragsweise größer oder gleich der Verzögerung des vorausfahrenden Fahrzeugs auf die jeweilige Zielgeschwindigkeit überzuführen. Denkbar ist, dass das nachfolgende Fahrzeug eine Verzögerung, insbesondere einen zeitlichen Verlauf der Verzögerung, des nachfolgenden Fahrzeugs unter Verwendung der empfangenen Istverzögerung und/oder Sollverzögerung des vorausfahrenden Fahrzeugs ermittelt. Zum Beispiel kann die Verzögerung des nachfolgenden Fahrzeugs betragsweise mindestens 10% größer als die Verzögerung des vorausfahrenden Fahrzeugs sein. Bevorzugt werden die Istverzögerung und/oder Sollverzögerung des vorausfahrenden Fahrzeugs wiederholt, insbesondere periodisch, empfangen. Zum Beispiel kann die Istverzögerung und/oder Sollverzögerung des vorausfahrenden Fahrzeugs mit einer Frequenz von größer oder gleich 10 Hz von dem vorausfahrenden Fahrzeug an das nachfolgende Fahrzeug übertragen werden. Durch diese Ausgestaltung kann das Überführen der Fahrzeuge auf die jeweilige Zielgeschwindigkeit besonders sicher ausgestaltet werden.
Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn eine Verzögerung beim Überführen der Fahrzeuge des Fahrzeugverbunds auf die Zielgeschwindigkeit betragsweise kleiner oder gleich einer Maximalverzögerung ist, wobei die Maximalverzögerung bevorzugt von einer Fahrzeugposition des jeweiligen Fahrzeugs im Fahrzeugverbund abhängt. Die Maximalverzögerung kann von einem Fahrzeugparameter und/oder von einem Fahrbahnparameter einer Fahrbahn der Fahrzeuge abhängen. Der Fahrzeugparameter kann einen oder mehrere der folgenden Parameter des Fahrzeugs umfassen: Bremsenzustand, Reifenzustand, Beladung, Gesamtmasse etc. Der Fahrbahnparameter kann einen oder mehrere der folgenden Parameter der Fahrbahn der Fahrzeuge umfassen: Oberflächenbeschaffenheit, Nässe, Glätte, Spurrillen etc. Denkbar ist, dass die Maximalverzögerung kleiner oder gleich einem Minimum der von den jeweiligen Fahrzeugen des Fahrzeugverbunds maximal erzielbaren Verzögerung ist. Zum Beispiel kann die Maximalverzögerung betragsweise in einem Bereich größer oder gleich 2 m/s² und kleiner oder gleich 6 m/s² liegen. Bevorzugt ist Maximalverzögerung betragsweise kleiner oder gleich 4 m/s². Durch diese Ausgestaltung kann sichergestellt werden, dass das Vergrößern des Abstands zwischen den Fahrzeugen von allen Fahrzeugen des Fahrzeugverbunds technisch realisiert werden kann.
Vorteilhaft ist es außerdem, wenn der Fahrzeugverbund N-2 dem Führungsfahrzeug nachfolgende Zwischenfahrzeuge aufweist und im Schritt des Ermittelns je eine weitere Zielgeschwindigkeit für jedes der N-2 Zwischenfahrzeuge des Fahrzeugverbunds in Abhängigkeit von der ersten und der zweiten Zielgeschwindigkeit mittels der Recheneinheit ermittelt werden. Hierbei ist N eine natürliche Zahl größer oder gleich 3. Bevorzugt weist jedes der Zwischenfahrzeuge eine Recheneinheit auf bzw. ist an jedem der Zwischenfahrzeuge eine Recheneinheit angeordnet. Hierbei kann der Schritt des Ermittelns der weiteren Zielgeschwindigkeit eines Zwischenfahrzeugs von der jeweiligen Recheneinheit dieses Zwischenfahrzeugs durchgeführt werden. Durch diese Ausgestaltung kann auch bei Fahrzeugverbünden mit mehr als drei Fahrzeugen ein Abstand zwischen den Fahrzeugen schnell, sicher und zuverlässig vergrößert werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn hierbei ein Verhältnis aus der Zielgeschwindigkeit jedes nachfolgenden Fahrzeugs relativ zu einer Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Zielgeschwindigkeit des jeweiligen nachfolgenden Fahrzeugs und der Zielgeschwindigkeit des dem jeweiligen nachfolgenden Fahrzeug vorausfahrenden Fahrzeugs des Fahrzeugverbunds im Wesentlichen konstant ist, um den zeitlichen Abstand zwischen den Fahrzeugen des Fahrzeugverbunds im Wesentlichen gleichmäßig zu vergrößern. Das heißt, mit anderen Worten, die weiteren Zielgeschwindigkeiten für die Zwischenfahrzeuge werden derart ermittelt, dass ein Verhältnis aus der Zielgeschwindigkeit jedes nachfolgenden Fahrzeugs relativ zu einer Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Zielgeschwindigkeit des jeweiligen nachfolgenden Fahrzeugs und der Zielgeschwindigkeit des dem jeweiligen nachfolgenden Fahrzeug vorausfahrenden Fahrzeugs des Fahrzeugverbunds im Wesentlichen konstant ist. Das heißt, mit anderen Worten, das Verhältnis v_i / (v_i-1 - v_i) ist im Wesentlich gleich für alle nachfolgenden Fahrzeuge des Fahrzeugverbunds. Hierbei stellt i = 2, 3, ..., N einen Index dar, mit dem die dem Führungsfahrzeug nachfolgenden N-1 Fahrzeuge des Fahrzeugverbunds gemäß ihrer räumlichen Anordnung in Fahrtrichtung des Fahrzeugverbunds nummeriert werden können. Aus v_i / (v_i-1 - v_i) = v_i+1 / (v_i - v_i+1) folgt v_i = sqrt (v_i-1 * v_i+1) für i = 2, ..., N-1. In expliziter Darstellung können die weiteren Zielgeschwindigkeiten der Zwischenfahrzeuge ermittelt werden gemäß $V_{i} = [[V_{1} * (V_{N}) (N - 2)] [(N - i) / (N - 1)]] / [(V_{N}) (N - 1 - i)], i = 2, \dots, N - 1,$
mit der ersten Zielgeschwindigkeit v₁ des Führungsfahrzeugs und der zweiten Zielgeschwindigkeit v_N des Schlussfahrzeugs. Durch diese Ausgestaltung kann auch bei Fahrzeugverbünden mit mehr als drei Fahrzeugen ein zeitlicher Abstand zwischen den Fahrzeugen schnell, sicher und zuverlässig gleichmäßig vergrößert werden.
Figurenliste
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

1 ein Fahrzeugverbund mit drei Fahrzeugen;
2a,b,c je einen zeitlichen Verlauf von Geschwindigkeit, räumlichem und zeitlichem Abstand der Fahrzeuge; und
3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben von Fahrzeugen eines Fahrzeugverbunds.

1 zeigt einen Fahrzeugverbund 11 mit drei Fahrzeugen 10, 20, 30.
Jedes der Fahrzeuge 10, 20, 30 weist eine Kommunikationseinheit 12, 22, 32, eine abstandserfassende Sensoreinheit 14, 24, 34 und ein Steuersystem 16, 26, 36 auf.
Die Kommunikationseinheiten 12, 22, 32 sind ausgebildet, eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation zwischen den Fahrzeugen 10, 20, 30 zu ermöglichen. Die abstandserfassenden Sensoreinheiten 14, 24, 34 sind ausgebildet, einen räumlichen Abstand d₁₂, d₂₃ zu einem unmittelbar vorausfahrenden Fahrzeug 10, 20 zu ermitteln. Die abstandserfassenden Sensoreinheiten 14, 24, 34 sind als Radareinheiten 14, 24, 34 ausgebildet. Die Steuersysteme 16, 26, 36 umfassen mehrere Rechen- und Steuereinheiten. Die Steuersysteme 16, 26, 36 sind ausgebildet, mittels der Steuereinheiten eine Antriebseinheit und eine Bremseinheit des jeweiligen Fahrzeugs 10, 20, 30 zu steuern und die Fahrzeuge 10, 20, 30 von einer Istgeschwindigkeit des jeweiligen Fahrzeugs 10, 20, 30 auf eine Zielgeschwindigkeit v₁, v₂, v₃ des jeweiligen Fahrzeugs 10, 20 30 überzuführen.
Jedes der Steuersysteme 16, 26, 36 umfasst eine als Manöverkontrolleinheit bzw. „Maneuver Controller“ ausgebildete Recheneinheit und eine als Verbundfahrzeugbewegungskontrolleinheit bzw. „Platoon Vehicle Motion Controller“ ausgebildete Recheneinheit. Die Manöverkontrolleinheit ist ausgebildet, ein Signal mit einer Information bezüglich einer Vergrößerung des räumlichen Abstands d₁₂, d₂₃ oder eines zeitlichen Abstands h₁₂, h₂₃ zwischen den Fahrzeugen 10, 20, 30 auszugeben. Die Verbundfahrzeugbewegungskontrolleinheit ist ausgebildet, das Signal mit der Information bezüglich der Vergrößerung des räumlichen Abstands d₁₂, d₂₃ oder des zeitlichen Abstands h₁₂, h₂₃ zu empfangen.
Die Fahrzeuge 10, 20, 30 in der Darstellung gemäß 1 bewegen sich mit unterschiedlichen Zielgeschwindigkeiten v₁, v₂, v₃, mit v₁ > v₂ > v₃, entlang derselben Fahrtrichtung.
2 zeigt je einen zeitlichen Verlauf von Geschwindigkeit v₁(t), v₂(t), v₃(t) ( 2a), räumlichem Abstand d₁₂(t), d₂₃(t) (2b) und zeitlichem Abstand h₁₂(t), h₂₃(t) (2c) zwischen den Fahrzeugen 10, 20, 30 des Fahrzeugverbunds 11 gemäß 1.
Vor einem Zeitpunkt t₀ fahren die Fahrzeuge 10, 20, 30 mit einer Istgeschwindigkeit von 80 km/h (2a), einem räumlichen Abstand d₁₂ zwischen dem Führungsfahrzeug 10 und dem Zwischenfahrzeug 20 und einem räumlichen Abstand d₂₃ zwischen dem Zwischenfahrzeug 20 und dem Schlussfahrzeug 30 von jeweils ca. 16 m sowie einem zeitlichen Abstand h₁₂ zwischen dem Führungsfahrzeug 10 und dem Zwischenfahrzeug 20 und einem zeitlichen Abstand h₂₃ zwischen dem Zwischenfahrzeug 20 und dem Schlussfahrzeug 30 von jeweils ca. 0,7 s.
Gemäß dem in 3 dargestelllten Verfahren werden die Fahrzeuge 10, 20, 30 ab einem Zeitpunkt t₀ mittels Steuern der Antriebs- und/oder Bremseinheiten der Fahrzeuge von der jeweiligen Istgeschwindigkeit auf die jeweilige Zielgeschwindigkeit v₁, v₂, v₃ übergeführt. Hierbei sind die Zielgeschwindigkeiten v₁, v₃ des Führungsfahrzeugs 10 und des Schlussfahrzeugs 30 vorgegeben. Die Zielgeschwindigkeit v₂ des Zwischenfahrzeugs 20 wird gemäß v₂ = sqrt (v₁, * v₃) mittels der Recheneinheit des Zwischenfahrzeugs 20 ermittelt. Hierbei gilt v₁, = 80 km/h, v₃ = 60 km/h und v₂ = 69 km/h. In 2a repräsentiert die durchgezogene Linie die Geschwindigkeit des Führungsfahrzeugs 10, die lang-gestrichelte Linie die Geschwindigkeit des Zwischenfahrzeugs 20 und die kurz-gestrichelte Linie die Geschwindigkeit des Schlussfahrzeugs 30. Durch das Überführen auf die jeweilige Zielgeschwindigkeit v₁, v₂, v₃ vergrößert sich der zeitliche und räumliche Abstand zwischen den Fahrzeugen 10, 20, 30.
Ab einem Zeitpunkt t₁ fahren alle Fahrzeuge 10, 20, 30 mit der jeweiligen Zielgeschwindigkeit v₁, v₂, v₃. Der räumliche Abstand d₁₂, d₂₃ zwischen den Fahrzeugen wächst linear mit der Zeit t an, wobei die zeitliche Änderungsrate des räumlichen Abstands d₁₂ zwischen dem Führungsfahrzeug 10 und dem Zwischenfahrzeug 20 größer ist als die zeitliche Änderungsrate des räumlichen Abstands d₂₃ zwischen dem Zwischenfahrzeug 20 und dem Schlussfahrzeug 30. Das heißt, mit anderen Worten, der räumliche Abstands d₁₂ wächst schneller als der räumliche Abstand d₂₃. Der zeitliche Abstand h₁₂, h₂₃ zwischen den Fahrzeugen wächst linear mit der Zeit t an, wobei die zeitliche Änderungsrate des zeitlichen Abstands h₁₂ zwischen dem Führungsfahrzeug 10 und dem Zwischenfahrzeug 20 im Wesentlichen gleich groß ist wie die zeitliche Änderungsrate des zeitlichen Abstands h₂₃ zwischen dem Zwischenfahrzeug 20 und dem Schlussfahrzeug 30. Das heißt, mit anderen Worten, der zeitliche Abstand h₁₂ wächst im Wesentlichen gleich schnell wie der zeitliche Abstand h₂₃. Also wird der zeitliche Abstand h₁₂, h₂₃ zwischen den Fahrzeugen 10, 20, 30 des Fahrzeugverbunds 11 im Wesentlichen gleichmäßig vergrößert. In 2b und 2c repräsentieren die lang-gestrichelte Linie den räumlichen bzw. zeitlichen Abstand d₁₂ bzw. h₁₂ zwischen dem Führungsfahrzeug 10 und dem Zwischenfahrzeug 20 und die kurz-gestrichelte Linie den räumlichen bzw. zeitlichen Abstand d₂₃ bzw. h₂₃ zwischen dem Zwischenfahrzeug 20 und dem Schlussfahrzeug 30.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben der Fahrzeuge 10, 20, 30 des Fahrzeugverbunds 11. Das Verfahren ist in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 100 versehen.
In Schritt 110 wird zu einem Zeitpunkt t<t₀ ein Signal mittels einer Recheneinheit des Führungsfahrzeugs 10 ausgegeben und von einer Recheneinheit des Zwischenfahrzeugs 20 empfangen. Denkbar ist, dass das Signal gleichzeitig auch von der Recheneinheit des Schlussfahrzeugs 30 empfangen wird. Das Signal umfasst eine Information bezüglich einer Vergrößerung des zeitlichen Abstands h₁₂, h₂₃ zwischen den Fahrzeugen 10, 20, 30. In dieser Ausführungsform umfasst das Signal die Information „Fahrzeugverbund auflösen“.
In Schritt 120 wird mittels der Recheneinheit des Zwischenfahrzeugs 20 eine erste Zielgeschwindigkeit v₁ des Führungsfahrzeugs 10 und einer relativ zu der ersten Zielgeschwindigkeit v₁ kleineren zweiten Zielgeschwindigkeit v₃ des Schlussfahrzeugs 30 empfangen bzw. aus einer der Recheneinheit des Zwischenfahrzeugs 20 zugeordneten Speichereinheit ausgelesen.
In Schritt 130 wird mittels der Recheneinheit des Zwischenfahrzeugs 20 eine weitere Zielgeschwindigkeit v₂ für das Zwischenfahrzeug 20 in Abhängigkeit von der ersten Zielgeschwindigkeit v₁ und der zweiten Zielgeschwindigkeit v₃ ermittelt. Hierbei wird die weitere Zielgeschwindigkeit v₂ gemäß v₂ = sqrt (v₁ * v₃), d.h. als Quadratwurzel aus dem Produkt der ersten Zielgeschwindigkeit v₁ und der zweiten Zielgeschwindigkeit v₃ ermittelt.
In Schritt 140 wird ein Signal mit einer Information bezüglich einer Sollverzögerung a₁ des Führungsfahrzeugs 10 mittels einer Recheneinheit des Führungsfahrzeugs 10 ausgegeben und mittels der Recheneinheit des Zwischenfahrzeugs 20 empfangen. Basierend auf der empfangenen Sollverzögerung a₁ des Führungsfahrzeugs 10 wird mittels der Recheneinheit des Zwischenfahrzeugs 20 eine Sollverzögerung a₂ des Zwischenfahrzeugs 20 ermittelt. Anschließend wird ein Signal mit einer Information bezüglich einer Sollverzögerung a₂ des Zwischenfahrzeugs 20 mittels der Recheneinheit des Zwischenfahrzeugs 20 ausgegeben und mittels der Recheneinheit des Schlussfahrzeugs 30 empfangen. Basierend auf der empfangenen Sollverzögerung a₂ des Zwischenfahrzeugs 20 wird mittels der Recheneinheit des Schlussfahrzeugs 30 eine Sollverzögerung a₃ des Schlussfahrzeugs 30 ermittelt. Hierbei werden die Sollverzögerungen a₂, a₃ derart ermittelt, dass für die Beträge der Sollverzögerungen a₁, a₂, a₃ gilt: |ai| < |a₂| < |a₃|.
In Schritt 150 wird von der Recheneinheit der Fahrzeuge 10, 20, 30 jeweils ein Steuersignal an die Antriebs- bzw. Bremseinheit des jeweiligen Fahrzeugs 10, 20, 30 ausgegeben, um die Fahrzeuge 10, 20, 30 zwischen den Zeitpunkten t₀ und t₁ > t₀ von einer jeweiligen Istgeschwindigkeit mit der jeweiligen Sollverzögerung a₁, a₂, a₃ auf die jeweiligen Zielgeschwindigkeit v₁, v₂, v₃ überzuführen.
Nach Erreichen der jeweiligen Zielgeschwindigkeit v₁, v₂, v₃ werden die Fahrzeuge 10, 20, 30 in Schritt 160 mit der jeweiligen Zielgeschwindigkeit v₁, v₂, v₃ betrieben, um ab dem Zeitpunkt t₁ den zeitlichen Abstand h₁₂, h₂₃ zwischen den Fahrzeugen 10, 20, 30 im Wesentlichen gleichmäßig zu vergrößern. Das heißt, mit anderen Worten, die Fahrzeuge werden automatisiert mit im Wesentlichen gleicher zeitlicher Änderungsrate dh₁₂/dt = dh₂₃/dt fortbewegt.
Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102017221104 A1 [0003]

Claims

Verfahren (100) zum Betreiben von Fahrzeugen (10, 20, 30) eines Fahrzeugverbunds (11), um einen, insbesondere zeitlichen, Abstand (h₁₂, h₂₃) zwischen den Fahrzeugen (10, 20, 30) des Fahrzeugverbunds (11) im Wesentlichen gleichmäßig zu vergrößern, wobei der Fahrzeugverbund (11) ein vorausfahrendes Führungsfahrzeug (10), zumindest ein dem Führungsfahrzeug (10) nachfolgendes Zwischenfahrzeug (20) und ein dem Zwischenfahrzeug (20) nachfolgendes Schlussfahrzeug (30) aufweist, mit folgenden Schritten: - Empfangen einer ersten Zielgeschwindigkeit (v₁) des Führungsfahrzeugs (10) und einer relativ zu der ersten Zielgeschwindigkeit (v₁) kleineren zweiten Zielgeschwindigkeit (v₃) des Schlussfahrzeugs (30) mittels einer Recheneinheit; - Ermitteln einer weiteren Zielgeschwindigkeit (v₂) für das zumindest eine Zwischenfahrzeug des Fahrzeugverbunds (11) in Abhängigkeit von der ersten und der zweiten Zielgeschwindigkeit (v₁, v₃) mittels der Recheneinheit; und - Betreiben der Fahrzeuge (10, 20, 30) des Fahrzeugverbunds (11) mit der jeweiligen Zielgeschwindigkeit (v₁, v₂, v₃), um den, insbesondere zeitlichen, Abstand (h₁₂, h₂₃) zwischen den Fahrzeugen (10, 20, 30) des Fahrzeugverbunds (11) im Wesentlichen gleichmäßig zu vergrößern.
Verfahren (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Geschwindigkeitsverhältnis aus der ermittelten Zielgeschwindigkeit (v₂) des Zwischenfahrzeugs (20) relativ zu einer Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der ermittelten Zielgeschwindigkeit (v₂) des Zwischenfahrzeugs (20) und der empfangenen Zielgeschwindigkeit (v₁) des Führungsfahrzeugs (10) im Wesentlichen gleich einem Verhältnis aus der empfangenen Zielgeschwindigkeit (v₃) des Schlussfahrzeugs (30) relativ zu einer Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der empfangenen Zielgeschwindigkeit (v₃) des Schlussfahrzeugs (30) und der ermittelten Zielgeschwindigkeit (v₁) des Zwischenfahrzeugs (20) ist, um den zeitlichen Abstand (h₁₂, h₂₃) zwischen den Fahrzeugen (10, 20, 30) des Fahrzeugverbunds (11) im Wesentlichen gleichmäßig zu vergrößern.
Verfahren (100) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Schritt des Empfangens eines Signals mittels der Recheneinheit, wobei das Signal eine Information bezüglich einer Vergrößerung des, insbesondere zeitlichen, Abstands (h₁₂, h₂₃) zwischen den Fahrzeugen (10, 20, 30) aufweist.
Verfahren (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Schritt des Steuerns einer Antriebs- und/oder Bremseinheit der Fahrzeuge (10, 20, 30) des Fahrzeugverbunds (11), um die Fahrzeuge (10, 20, 30) von einer Istgeschwindigkeit des jeweiligen Fahrzeugs (10, 20, 30) auf die Zielgeschwindigkeit (v₁, v₂, v₃) des jeweiligen Fahrzeugs (10, 20, 30) überzuführen.
Verfahren (100) nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen Schritt des Empfangens einer Istverzögerung und/oder Sollverzögerung des dem jeweiligen nachfolgenden Fahrzeug (20, 30) vorausfahrenden Fahrzeugs (10, 20) des Fahrzeugverbunds (11), um das jeweils nachfolgende Fahrzeug (20, 30) mit einer Verzögerung betragsweise größer oder gleich der Verzögerung des vorausfahrenden Fahrzeugs (10, 20) auf die jeweilige Zielgeschwindigkeit (v₁, v₂, v₃) überzuführen.
Verfahren (100) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verzögerung beim Überführen der Fahrzeuge (10, 20, 30) des Fahrzeugverbunds (11) auf die Zielgeschwindigkeit (v₁, v₂, v₃) betragsweise kleiner oder gleich einer Maximalverzögerung ist, wobei die Maximalverzögerung bevorzugt von einer Fahrzeugposition des jeweiligen Fahrzeugs (10, 20, 30) im Fahrzeugverbund (11) abhängt.
Verfahren (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zielgeschwindigkeit (v₁) des Führungsfahrzeugs (10) einer Istgeschwindigkeit und/oder Sollgeschwindigkeit des Führungsfahrzeugs (10) und/oder des Fahrzeugverbunds (11) entspricht.
Verfahren (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zielgeschwindigkeit (v₃) des Schlussfahrzeugs (30) einer vorgegebenen und/oder vorgebbaren Mindestgeschwindigkeit des Fahrzeugverbunds (11) entspricht.
Verfahren (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrzeugverbund (11) N-2 dem Führungsfahrzeug (10) nachfolgende Zwischenfahrzeuge (20) aufweist, insbesondere jedes der Zwischenfahrzeuge (20) eine Recheneinheit aufweist, und im Schritt des Ermittelns je eine weitere Zielgeschwindigkeit (v₂) für jedes der N-2 Zwischenfahrzeuge (20) des Fahrzeugverbunds (11) in Abhängigkeit von der ersten und der zweiten Zielgeschwindigkeit (v₁, v₃) mittels der Recheneinheit, insbesondere des jeweiligen Fahrzeugs (20), ermittelt werden.
Verfahren (100) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis aus der Zielgeschwindigkeit (v₂, v₃) jedes nachfolgenden Fahrzeugs (20, 30) relativ zu einer Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Zielgeschwindigkeit (v₂, v₃) des jeweiligen nachfolgenden Fahrzeugs (20, 30) und der Zielgeschwindigkeit (v₁, v₂) des dem jeweiligen nachfolgenden Fahrzeug (20, 30) vorausfahrenden Fahrzeugs (10, 20) des Fahrzeugverbunds (11) im Wesentlichen konstant ist, um den zeitlichen Abstand (h₁₂, h₂₃) zwischen den Fahrzeugen (10, 20, 30) des Fahrzeugverbunds (11) im Wesentlichen gleichmäßig zu vergrößern.
Computerprogramm, zum Betreiben eines Zwischenfahrzeugs (20) eines Fahrzeugverbunds (11), um einen, insbesondere zeitlichen, Abstand (h₁₂, h₂₃) zwischen den Fahrzeugen (10, 20, 30) des Fahrzeugverbunds (11) im Wesentlichen gleichmäßig zu vergrößern, wobei der Fahrzeugverbund (11) ein vorausfahrendes Führungsfahrzeug (10), zumindest das eine dem Führungsfahrzeug (10) nachfolgende Zwischenfahrzeug (20) und ein dem Zwischenfahrzeug (20) nachfolgendes Schlussfahrzeug (30) aufweist, wobei das Computerprogramm eingerichtet ist, - eine erste Zielgeschwindigkeit (v₁) des Führungsfahrzeugs (10) und eine relativ zu der ersten Zielgeschwindigkeit (v₁) kleinere zweite Zielgeschwindigkeit (v₃) des Schlussfahrzeugs (30) zu empfangen, - eine weitere Zielgeschwindigkeit (v₂) für das Zwischenfahrzeug (20) des Fahrzeugverbunds (11) in Abhängigkeit von der ersten und der zweiten Zielgeschwindigkeit (v₁, v₃) zu ermitteln, und - ein Signal zum Betreiben des Zwischenfahrzeugs (20) des Fahrzeugverbunds (11) mit der ermittelten Zielgeschwindigkeit (v₂) auszugeben, um den, insbesondere zeitlichen, Abstand (h₁₂, h₂₃) zwischen den Fahrzeugen (10, 20, 30) des Fahrzeugverbunds (11) im Wesentlichen gleichmäßig zu vergrößern.
Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 11 gespeichert ist.
Recheneinheit zum Betreiben eines Zwischenfahrzeugs (20) eines Fahrzeugverbunds (11), um einen, insbesondere zeitlichen, Abstand (h₁₂, h₂₃) zwischen den Fahrzeugen (10, 20, 30) des Fahrzeugverbunds (11) im Wesentlichen gleichmäßig zu vergrößern, wobei der Fahrzeugverbund (11) ein vorausfahrendes Führungsfahrzeug (10), zumindest das eine dem Führungsfahrzeug (10) nachfolgende Zwischenfahrzeug (20) und ein dem Zwischenfahrzeug (20) nachfolgendes Schlussfahrzeug (30) aufweist, wobei die Recheneinheit eingerichtet ist, - eine erste Zielgeschwindigkeit (v₁) des Führungsfahrzeugs (10) und eine relativ zu der ersten Zielgeschwindigkeit (v₁) kleinere zweite Zielgeschwindigkeit (v₃) des Schlussfahrzeugs (30) zu empfangen, - eine weitere Zielgeschwindigkeit (v₂) für das Zwischenfahrzeug (20) des Fahrzeugverbunds (11) in Abhängigkeit von der ersten und der zweiten Zielgeschwindigkeit (v₁, v₃) zu ermitteln, und - ein Signal zum Betreiben des Zwischenfahrzeugs (20) des Fahrzeugverbunds (11) mit der ermittelten Zielgeschwindigkeit (v₂) auszugeben, um den, insbesondere zeitlichen, Abstand (h₁₂, h₂₃) zwischen den Fahrzeugen (10, 20, 30) des Fahrzeugverbunds (11) im Wesentlichen gleichmäßig zu vergrößern.
Verbund von Recheneinheiten zum Betreiben von Fahrzeugen (10, 20, 30) eines Fahrzeugverbunds (11), um einen, insbesondere zeitlichen, Abstand (h₁₂, h₂₃) zwischen den Fahrzeugen (10, 20, 30) des Fahrzeugverbunds (11) im Wesentlichen gleichmäßig zu vergrößern, wobei der Fahrzeugverbund (11) ein vorausfahrendes Führungsfahrzeug (10), zumindest ein dem Führungsfahrzeug (10) nachfolgendes Zwischenfahrzeug (20) und ein dem Zwischenfahrzeug (20) nachfolgendes Schlussfahrzeug (30) aufweist, umfassend - eine Recheneinheit des Zwischenfahrzeugs (20) gemäß Anspruch 13, - eine erste Recheneinheit des Führungsfahrzeugs (10), die eingerichtet ist, ein Signal zum Betreiben des Führungsfahrzeugs (10) des Fahrzeugverbunds (11) mit der Zielgeschwindigkeit (v₁) des Führungsfahrzeugs (10) auszugeben, und - eine zweite Recheneinheit des Schlussfahrzeugs (30), die eingerichtet ist, ein Signal zum Betreiben des Schlussfahrzeugs (30) des Fahrzeugverbunds (11) mit der Zielgeschwindigkeit (v₃) des Schlussfahrzeugs (30) auszugeben, um den, insbesondere zeitlichen, Abstand (h₁₂, h₂₃) zwischen den Fahrzeugen (10, 20, 30) des Fahrzeugverbunds (11) im Wesentlichen gleichmäßig zu vergrößern.