DE112015001150T5

DE112015001150T5 - Verfahren, Vorrichtung und System zur Unterstützung von Platooning

Info

Publication number: DE112015001150T5
Application number: DE112015001150.1T
Authority: DE
Inventors: Kuo-Yun Liang; Assad ALAM
Original assignee: Scania CV AB
Current assignee: Scania CV AB
Priority date: 2014-04-08
Filing date: 2015-04-08
Publication date: 2016-11-24
Anticipated expiration: 2035-04-09
Also published as: WO2015156731A1; DE112015001150B4; SE1450433A1; SE538458C2

Abstract

Verfahren, Vorrichtung und System zur Unterstützung der Kolonnenbildung in einer Reihe von Fahrzeugen, das das Empfangen von Information, die eine Position für die entsprechenden Fahrzeuge in der Reihe von Fahrzeugen angibt, das Kategorisieren der Fahrzeuge in der Reihe in unterschiedliche Kategorien auf Grundlage einer Gruppierung für die entsprechenden Fahrzeuge, wobei die Gruppierung angibt, ob das Fahrzeug ein einzelnes Fahrzeug ist oder bereits zu einer Fahrzeugkolonne gehört, das Bestimmen eines Abstands zwischen mindestens zwei Gruppierungen, das Bestimmen eines Rentabilitätsparameters β, der auf Grundlage mindestens eines Abstands zwischen den zwei Gruppierungen angibt, ob es rentabel ist, eine Fahrzeugkolonne mit den zwei Gruppierungen zu bilden, das Analysieren, ob der Rentabilitätsparameter β ein Rentabilitätskriterium erfüllt, und das Erzeugen eines Fahrzeugkolonnensignals φ auf Grundlage des Analyseergebnisses umfasst.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Technologie betrifft Fahrzeugkolonnen und insbesondere ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein System zur Unterstützung der Bildung einer Fahrzeugkolonne in einer Reihe von Fahrzeugen. Die Technologie betrifft auch ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt.
Hintergrund der Erfindung
Kooperatives Fahren mit Schwerlastkraftwagen, wie z. B. Lkw, wird immer häufiger. Kooperatives Fahren ist allgemeiner als „Platooning” bekannt. Studien zeigen, dass der Kraftstoffverbrauch durch Platooning wesentlich reduziert werden kann, d. h. Fahrzeuge, die nah aneinander mit einer geeigneten Fahrstrategie fahren. Es gibt viele unterschiedliche Fahrstrategien bezüglich der Art und Weise, auf die die Fahrzeuge in einer Fahrzeugkolonne fahren sollten. Es gibt jedoch keine Verfahren, um zu wissen, wie und ob die Änderung von Geschwindigkeiten zur Bildung einer Fahrzeugkolonne vorteilhaft ist, wenn die Fahrzeuge sich bereits auf der Straße befinden.
Ein Fahrzeug hat in der Regel keine Kenntnis davon, dass sich andere Fahrzeuge in seiner Nähe befinden, mit denen es möglicherweise eine Kolonne bilden könnte, um Kraftstoff zu sparen. Dies können z. B. Fahrzeuge mit dem gleichen Ziel oder Fahrzeuge sein, die einen großen Teil der Strecke gemeinsam haben. Dies bedeutet, dass, selbst wenn die Fahrzeuge mit einer Geschwindigkeitsregelanlage für Platooning ausgestattet sind, wenige Kolonnen auf der Straße gebildet werden können.
Ein Ziel der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Instrumentes, das die Bildung von Kolonnen mit Fahrzeugen, die sich bereits auf der Straße befinden, unterstützen kann.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Gemäß einem ersten Aspekt wird das oben beschriebene Ziel durch ein Verfahren zum Unterstützen der Bildung von Fahrzeugkolonnen in einer Reihe von Fahrzeugen erreicht. Dieses Verfahren umfasst:

– Empfangen von Information, die eine Position für die entsprechenden Fahrzeuge in der Reihe von Fahrzeugen angibt;
– das Kategorisieren der Fahrzeuge in der Reihe in unterschiedliche Kategorien auf Grundlage einer Gruppierung jedes entsprechenden Fahrzeugs, wobei die Gruppierung angibt, ob das Fahrzeug ein einzelnes Fahrzeug ist oder bereits zu einer Fahrzeugkolonne gehört;
– Bestimmen eines Abstands zwischen mindestens zwei Gruppierungen;
– Bestimmen eines Rentabilitätsparameters β, der auf Grundlage mindestens des Abstands zwischen den zwei Gruppierungen angibt, ob es rentabel ist, eine Fahrzeugkolonne mit den zwei Gruppierungen zu bilden;
– Analysieren, ob der Rentabilitätsparameter β ein Rentabilitätskriterium erfüllt; und
– Erzeugen eines Fahrzeugkolonnensignals φ auf Grundlage des Analyseergebnisses.

Mittels dieses Verfahrens ist es möglich, eine Momentaufnahme von der Stelle zu erlangen, an der sich jedes Fahrzeug in einer Reihe von Fahrzeugen momentan befindet. Anschließend ist es möglich, zu bestimmen, ob es rentabel ist, dass zwei oder mehr Fahrzeuge in der Reihe eine Kolonne bilden. Mittels dieses Verfahrens wird ein Instrument erlangt, das die Koordinierung der Fahrzeuge zur Bildung einer Fahrzeugkolonne ermöglicht, wenn die Fahrzeuge bereits fahren. Das Verfahren kann zur Bildung von mehreren Fahrzeugkolonnen führen, wodurch Kraftstoff gespart wird. Mittels dieses Verfahrens wird außerdem eine leichtere und/oder schnellere Weise der Bildung einer Fahrzeugkolonne durch Reduzierung der Anzahl von Berechnungen und Daten im Vergleich zu Verfahren gemäß dem Stand der Technik erreicht.
Gemäß einer Ausführungsform wird ein Abstand zwischen mindestens zwei Gruppierungen auf Grundlage der entsprechenden Positionen der Gruppierungen erlangt. Die Position eines Fahrzeuges kann gemäß einer Ausführungsform dessen geographische Position sein. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die Information, die die Position eines Fahrzeugs angibt, ein relativer Abstand sein. Durch Kenntnis der geographischen Position eines Fahrzeuges kann die Position eines zweiten Fahrzeuges dann bestimmt werden, da der relative Abstand zwischen diesen bekannt ist.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Bestimmen des Abstands zwischen Gruppierungen in der gleichen Kategorie. Dementsprechend ist es möglich, zu bestimmen, ob es rentabel ist, eine Fahrzeugkolonne mit Fahrzeugen zu bilden, die einzelne Fahrzeuge in einer Reihe sind, mit Fahrzeugkolonnen, die zwei Fahrzeuge umfassen, oder Fahrzeugkolonnen die drei Fahrzeuge umfassen, usw.
Gemäß einer Ausführungsform umfassen die Kategorien die Kategorie „einzelnes Fahrzeug”, d. h. eine Gruppe in der Kategorie umfasst ein Fahrzeug und dieses Fahrzeug hat mindestens einen Abstand d₁ zu dem nächsten Fahrzeug in der gleichen Spur und/oder mit der gleichen Fahrrichtung. Gemäß einer Ausführungsform werden die Gruppierungen in der Kategorie „einzelnes Fahrzeug” vor Gruppierungen in den restlichen Kategorien bearbeitet. Der Begriff „bearbeiten” bedeutet in diesem Zusammenhang, dass zuerst eine Auswertung aller Fahrzeuge, die einzelne Fahrzeuge sind, ausgeführt wird, um zu bestimmen, ob sie Fahrzeugkolonnen mit anderen Fahrzeugen oder Fahrzeugkolonnen bilden können. Beispielsweise wird zuerst der Abstand zwischen einzelnen Fahrzeugen bestimmt, d. h. Fahrzeuge, die als einzelne Fahrzeuge klassifiziert werden und deren Gruppierung ein Fahrzeug umfasst, und wird außerdem die Rentabilität der Bildung von Fahrzeugkolonnen aus diesen Fahrzeugen bestimmt. Dementsprechend ist es möglich, zu bestimmen, ob es rentabel ist, eine Fahrzeugkolonne mit Fahrzeugen zu bilden, die einzelne Fahrzeuge in einer Reihe von Fahrzeugen sind. Anschließend kann der Abstand zwischen einzelnen Fahrzeugen und Gruppierungen, die zwei oder mehr Fahrzeuge umfassen, bestimmt werden und kann außerdem die Rentabilität der Bildung von Fahrzeugkolonnen aus diesen Fahrzeugen bestimmt werden.
Gemäß einer Ausführungsform umfassen die Kategorien die Kategorie „Fahrzeugkolonnen mit zwei Fahrzeugen”, d. h. dass eine Gruppierung in der Kategorie zwei Fahrzeuge umfasst, zwischen denen ein Abstand ist, der weniger oder gleich einem Abstand d₁ ist. Gemäß einer anderen Ausführung umfasst das Verfahren, dass die Gruppierungen in der Kategorie „Fahrzeugkolonnen mit zwei Fahrzeugen” nach Gruppierungen in der Kategorie „einzelnes Fahrzeug”, aber vor Gruppierungen in den restlichen Kategorien bearbeitet werden. Der Begriff „bearbeiten” bedeutet in diesem Zusammenhang, dass alle Gruppierungen mit zwei Fahrzeugen ausgewertet werden, um zu bestimmen, ob sie eine Fahrzeugkolonne mit anderen Fahrzeugen oder mit einer anderen Gruppierung mit einem, zwei oder mehr Fahrzeugen bilden können. Durch Bearbeitung dieser Gruppierungen nach Gruppierungen mit einzelnen Fahrzeugen ist es möglich, darauf zu warten, dass die einzelnen Fahrzeuge in Fahrzeugkolonnen koordiniert werden, was bedeutet, dass sie somit in einer Kategorie mit Gruppierungen enthalten sind, die mehrere Fahrzeuge umfassen.
Gemäß einer anderen Ausführungsform umfassen die Kategorien die Kategorie „Fahrzeugkolonnen mit drei Fahrzeugen”, d. h. dass eine Gruppierung in der Kategorie zwei Fahrzeuge umfasst, zwischen denen ein Abstand ist, der weniger oder gleich einem Abstand d₁ ist. Es kann jedoch auch zusätzliche Kategorien mit mehr als drei Fahrzeugen in jeder Gruppierung geben.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Schicken des Fahrzeugkolonnensignals φ an mindestens eine der zwei Gruppierungen. Dadurch wird bzw. werden der Fahrer, die Fahrer und/oder die Fahrzeuge darauf aufmerksam, dass eine Fahrzeugkolonne gebildet werden soll. Das Verfahren kann das Erzeugen eines Fahrzeugkolonnensignals φ beinhalten, das eine Anweisung zum Bilden einer Fahrzeugkolonne umfasst. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann das Verfahren das Erzeugen eines Fahrzeugkolonnensignals φ umfassen, das ein Steuersignal für mindestens eine Fahrzeugsteuervorrichtung umfasst.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren das Bestimmen einer vorderen Gruppierung und einer hinteren Gruppierung von den beiden Gruppierungen. Die hintere Gruppierung folgt der vorderen Gruppierung in Fahrtrichtung. Dementsprechend ist es z. B. bekannt, welche der Gruppierungen (die hintere) sich einer anderen Gruppierung (der vorderen) anschließt, wenn ein Rentabilitätsparameter β bestimmt wird. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die vordere Gruppierung stattdessen dazu ausgebildet sein, ihre Geschwindigkeit zu reduzieren und auf die hintere Gruppierung zu warten. Gemäß einer weiteren Ausführungsform können die Ausführungsformen kombiniert werden, so dass die vordere Gruppierung ihre Geschwindigkeit verringert, während die hintere Gruppierung ihre Geschwindigkeit erhöht, um sich der vorderen Gruppierung anzuschließen.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Bestimmen eines Abstands d₂ zu einem Ziel der vorderen Gruppierung und das Bestimmen eines Rentabilitätsparameters β, der auch auf Grundlage des Abstands d₂ zu dem Ziel für die vordere Gruppierung angibt, ob es rentabel ist, eine Fahrzeugkolonne mit den zwei Gruppierungen zu bilden. Dementsprechend kann bei der Bestimmung eines Rentabilitätsparameters β der bis zum Ziel verbleibende Abstand berücksichtigt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren das Bestimmen eines Rentabilitätsparameters β, der auch auf Grundlage der Kosten der Bildung der Fahrzeugkolonne, auf Grundlage einer erhöhten Geschwindigkeit v und/oder einer geschätzten Zeit t, die die hintere Gruppierung braucht, um sich der vorderen Gruppierung anzuschließen, angibt, ob es rentabel ist, eine Fahrzeugkolonne zu bilden. Dementsprechend ist es möglich, die bei der tatsächlichen Bildung der Fahrzeugkolonne entstehenden Kosten in die Bestimmung des Rentabilitätsparameters β einzubeziehen.
Gemäß einem zweiten Aspekt wird das Ziel mit einer Vorrichtung zur Unterstützung der Bildung von Fahrzeugkolonnen in einer Reihe von Fahrzeugen erreicht. Die Vorrichtung umfasst eine Karteneinheit mit Kartendaten, eine Prozessoreinheit und eine mit der Prozessoreinheit verbundene Speichereinheit. Die Speichervorrichtung umfasst Anweisungen, um zu bewirken, dass die Prozessoreinheit Folgendes ausführt:

– Empfangen von Information, die eine Position für die entsprechenden Fahrzeuge in der Fahrzeugkolonne angibt;
– das Kategorisieren der Fahrzeuge in der Kolonne in unterschiedliche Kategorien auf Grundlage einer Gruppierung für die entsprechenden Fahrzeuge, wobei die Gruppierung angibt, ob das Fahrzeug ein einzelnes Fahrzeug ist oder bereits zu einer Fahrzeugkolonne gehört;
– Bestimmen eines Abstands zwischen mindestens zwei Gruppierungen, das Bestimmen eines Rentabilitätsparameters β, der angibt, ob es rentabel ist, eine Fahrzeugkolonne mit den zwei Gruppierungen zu bilden, auf Grundlage mindestens eines Abstands zwischen der zwei Gruppierungen;
– Analysieren, ob der Rentabilitätsparameter β ein Rentabilitätskriterium erfüllt; und
– Erzeugen eines Fahrzeugkolonnensignals α auf Grundlage des Analyseergebnisses.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuervorrichtung dazu ausgebildet, einen Abstand zwischen mindestens zwei Gruppierungen auf Grundlage der entsprechenden Positionen der Gruppierungen zu bestimmen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Vorrichtung dazu ausgebildet, en Abstand zwischen Gruppierungen in der gleichen Kategorie zu bestimmen.
Gemäß einer Ausführungsform umfassen die Kategorien die Kategorie „einzelnes Fahrzeug”, d. h. eine Gruppe in der Kategorie umfasst ein Fahrzeug und dieses Fahrzeug hat mindestens einen Abstand d₁ zu dem nächsten Fahrzeug in der gleichen Spur und/oder mit der gleichen Fahrrichtung. Gemäß einer anderen Ausführungsform ist die Steuervorrichtung dazu ausgebildet, Gruppierungen in der Kategorie „einzelnes Fahrzeug” vor Gruppierungen in den restlichen Kategorien zu bearbeiten.
Gemäß einer Ausführungsform umfassen die Kategorien die Kategorie „Fahrzeugkolonnen mit zwei Fahrzeugen”, d. h. dass eine Gruppierung in der Kategorie zwei Fahrzeuge umfasst, zwischen denen ein Abstand ist, der weniger oder gleich einem Abstand d₁ ist. Gemäß einer anderen Ausführung ist die Steuervorrichtung dazu ausgebildet, Gruppierungen in der Kategorie „Fahrzeugkolonne mit zwei Fahrzeugen” nach Gruppierungen in der Kategorie „einzelnes Fahrzeug” zu bearbeiten, aber vor Gruppierungen in den restlichen Kategorien.
Gemäß einer Ausführungsform umfassen die Kategorien die Kategorie „Fahrzeugkolonnen mit drei Fahrzeugen”, d. h. dass eine Gruppierung in der Kategorie drei Fahrzeuge umfasst, zwischen denen sich ein Abstand befindet, der weniger oder gleich einem Abstand d₁ ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Vorrichtung zum Schicken des Fahrzeugkolonnensignals φ an mindestens eine der zwei Gruppierungen ausgebildet.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist die Vorrichtung zum Erzeugen eines Fahrzeugkolonnensignals φ ausgebildet, das eine Anweisung zum Bilden einer Fahrzeugkolonne umfasst. Gemäß einer anderen Ausführungsform ist die Vorrichtung zum Erzeugen eines Fahrzeugkolonnensignals φ ausgebildet, das ein Steuersignal an mindestens eine Fahrzeugsteuervorrichtung umfasst.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Vorrichtung zum Bestimmen einer vorderen Gruppierung und einer hinteren Gruppierung in den beiden Gruppierungen ausgebildet.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Vorrichtung zum Bestimmen eines Abstands d₂ zu einem Ziel für die vordere Gruppierung und zum Bestimmen eines Rentabilitätsparameters β ausgebildet, der auch auf Grundlage des Abstands d₂ zu dem Ziel für die vordere Gruppierung angibt, ob es rentabel ist, eine Fahrzeugkolonne mit den zwei Gruppierungen zu bilden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Vorrichtung zum Bestimmen eines Rentabilitätsparameters β ausgebildet, der auch auf Grundlage der Kosten der Bildung der Fahrzeugkolonne, auf Grundlage einer erhöhten Geschwindigkeit v und/oder einer geschätzten Zeit t, die die hintere Gruppierung braucht, um sich der vorderen Gruppierung anzuschließen angibt, ob es rentabel ist, eine Fahrzeugkolonne zu bilden.
Gemäß einem dritten Aspekt wird das Ziel mindestens teilweise mit einem System erreicht, das eine Vorrichtung umfasst, wobei eine Vorrichtung in dem System dazu ausgebildet ist, das Fahrzeugkolonnensignal φ zu empfangen.
Gemäß einem vierten Aspekt wird das Ziel mindestens teilweise durch ein Computerprogramm P erreicht, wobei das Computerprogramm P einen Programmcode umfasst, der bewirkt, dass eine Computereinheit die Schritte gemäß dem Verfahren ausführt.
Gemäß einem vierten Aspekt wird das Ziel mindestens teilweise durch ein Computerprogrammprodukt erreicht, das einen Programmcode umfasst, der auf einem computerlesbaren nicht flüchtigen Medium gespeichert ist, um die Schritte gemäß dem Verfahren auszuführen, wenn der Programmcode in einer Computereinheit ausgeführt wird.
Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen und der ausführlichen Beschreibung beschrieben.
Kurze Beschreibung der beiliegenden Zeichnungen
Die Erfindung wird nachstehend mit Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. In denen zeigen:
1 eine Karte mit verschiedenen eingezeichneten Straßen, auf denen eine Anzahl von Fahrzeugen fährt.
2 ein Beispiel eines Fahrzeugs gemäß 1.
3 ein System mit einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung
4 ein Ablaufdiagramm für das Verfahren gemäß einer Ausführungsform.
5A–5C ein Beispiel dafür, wie Fahrzeuge entlang einer in 1 gezeigten Straße gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in Fahrzeugkolonne gebildet werden.
6 ein Diagramm, das eine Rentabilitätsanalyse für das Bilden einer Fahrzeugkolonne für vier Fahrzeuge zeigt.
Ausführliche Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
1 zeigt eine Karte 1 mit einer Anzahl von Fahrzeugen 3, vorzugsweise Lkw, die entlang eines Straßennetzes zwischen verschiedenen Städten 2 fahren. Die Städte 2 sind mit gefüllten Kreisen und die Fahrzeuge 3 mit leeren Kreisen gekennzeichnet. Ein Ziel der Erfindung besteht in der Erleichterung und Unterstützung der Formierung von Fahrzeugkolonnen entlang dieser Straßen, wenn sich die Fahrzeuge 3 bereits auf der Straße befinden. „Auf der Straße” bedeutet in diesem Zusammenhang, dass das Fahrzeug 3 seine Fahrt von einem Startpunkt zu einem Zielpunkt begonnen hat. Ein Startpunkt kann ein physikalischer Ort einer Transportfirma, ein Entladungs- oder Sammelpunkt, ein Ruheplatz oder ähnliches sein. Ein Ziel kann ein Endziel für das Fahrzeug 3 sein, aber in diesem Zusammenhang auch die Stelle eines Straßenknotens, einer Kreuzung, einer Abzweigung oder dergleichen. Der Startpunkt und unterschiedliche Zielpunkte können z. B. als geographische Koordinaten angegeben werden.
2 zeigt ein Beispiel dafür, wie ein auf der Karte in 1 gezeigtes Fahrzeug 3 ausgestattet sein kann. Das Fahrzeug 3 ist hier in Form eines Lkw oder eines Traktors mit einem Fahrgestell 9 und zwei Reifenpaaren 10A und 10B gezeigt. Der Lkw ist hier nur beispielhaft gezeigt und das Fahrzeug 3 kann z. B. auch ein PKW, ein Arbeitsfahrzeug oder dergleichen sein. Der Lkw kann auch einen oder mehrere verbundene Anhänger haben. Das Fahrzeug 3 ist mit einer Computereinheit 4 ausgestattet, z. B. in Form einer Steuervorrichtung 4 und einer Positionsbestimmungsvorrichtung 5. Die Positionsbestimmungsvorrichtung 5 kann z. B. dazu ausgebildet sein, Signale von einem Globalen Positionsbestimmungssystem wie z. B. GNSS (Global Navigation Satellite System), z. B. GPS, GLONASS, Galileo oder Compass, zu empfangen. Alternativ kann die Positionsbestimmungsvorrichtung 5 dazu ausgebildet sein, Signale von z. B. einem oder mehreren Detektoren in dem Fahrzeug 3, zum Messen von relativen Abständen zu z. B. einen Straßenknoten, Fahrzeugen in der Nähe oder dergleichen, die eine bekannte Position haben, zu empfangen. Auf Grundlage der relativen Abstände kann die Positionsbestimmungsvorrichtung 5 dann die Position des Fahrzeugs bestimmen. Ein Detektor kann auch dazu ausgebildet sein, eine Signatur in z. B. einem Straßenknoten zu detektieren, wobei die Signatur eine bestimmte Position darstellt. Die Positionsbestimmungsvorrichtung 5 kann dann dazu ausgebildet sein, die Position mittels Detektieren der Signatur zu bestimmen. Die Positionsbestimmungsvorrichtung 5 kann stattdessen dazu ausgebildet sein, die Signalstärke in einem oder mehreren Signalen von mehreren Basisstationen und/oder Straßenknoten z. B. mit einer bekannten Position zu bestimmen und somit die Position des Fahrzeugs mittels Triangulation zu bestimmen. Die vorstehend beschriebenen Technologien können natürlich auch kombiniert werden, um die Position des Fahrzeugs sicher zu bestimmen. Die Positionsbestimmungsvorrichtung 5 ist dazu ausgebildet, ein Positionsbestimmungssignal zu erzeugen, das die Position des Fahrzeugs enthält, und dieses an eine oder mehrere Einheiten in dem Fahrzeug 3 zu senden. Das Fahrzeug 3 kann auch mit einer Vorrichtung 13 für drahtlose Kommunikation ausgestattet sein. Die Vorrichtung 13 ist dazu ausgebildet, als ein Empfänger und Sender drahtloser Signale zu fungieren. Die Vorrichtung 13 kann drahtlose Signale von anderen Fahrzeugen und/oder drahtlose Signale von der Infrastruktur um das Fahrzeug 3 herum empfangen und drahtlose Signale an andere Fahrzeuge und/oder drahtlose Signale an die Infrastruktur um das Fahrzeug 3 herum senden. Die drahtlosen Signale können Fahrzeugparameter von anderen Fahrzeugen umfassen, z. B. geographische Position, Ziel, Endziel, gewählte Route usw. Ein drahtloses Signal enthält in der Regel die Fahrzeugidentität, so dass es möglich ist, das Fahrzeug 3 zu identifizieren, von dem die drahtlosen Signale stammen. Das Fahrzeug 3 kann auch mit einer Karteneinheit 6, mit einer digitalen Karte von mindestens der Straße, auf der das Fahrzeug 3 fährt, ausgestattet sein. Der Fahrer kann gemäß einer Ausführungsform ein Endziel festlegen und die Karteneinheit 6 kann dann aufgrund der Kenntnis der momentanen Position des Fahrzeuges relevante Kartendaten über die künftige Straße zwischen der momentanen Position und dem Endziel liefern. Außerdem kann das Fahrzeug 3 mit einer Anzeigevorrichtung 7 ausgestattet sein, über die Anweisungen an den Fahrer übermittelt werden können. Beispielsweise kann die Anzeigeeinheit 7 dazu ausgebildet sein, Anweisungen optisch über eine Anzeigevorrichtung in der Anzeigeeinheit 7 zu liefern. Gemäß einer anderen Alternative ist die Anzeigeeinheit 7 dazu ausgebildet, Instruktionen akustisch über Lautsprecher in der Anzeigeeinheit 7 zu liefern. Die Anzeigeeinheit 7 kann auch dazu ausgebildet sein, Anweisungen sowohl optisch als auch akustisch zu liefern. Das Fahrzeug 3 umfasst auch eine Steuervorrichtung 8, die zur Steuerung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs ausgebildet ist. Die Steuervorrichtung 8 kann gemäß einer Ausführungsform eine Geschwindigkeitsregelanlage sein. Das Fahrzeug 3 kann auch mit einem oder mehreren Detektoren, die allgemein als eine Detektoreinheit 14 zur Erfassung der Umgebung angezeigt werden, z. B. einer Radareinheit, einer Lasereinheit, einem Neigungsmesser usw. ausgestattet sein. Die Detektoreinheit 14 ist dazu ausgebildet, einen Parameter zu erfassen, z. B. einen relativen Abstand zu einem anderen Fahrzeug. Die Detektoreinheit 14 ist auch dazu ausgebildet, das Detektorsignal an eine oder andere Vorrichtungen in dem Fahrzeug 3 weiterzuleiten.
Das Fahrzeug 3 kommuniziert intern zwischen seinen verschiedenen Einheiten z. B. über einen Bus, z. B. einen CAN-bus (Controller Area Network), der ein nachrichten-basiertes Protokoll verwendet. Beispiele von anderen Kommunikationsprotokollen, die verwendet werden können, sind TTP (Time-Triggered-Protocol) usw. Dadurch können die vorstehend beschriebenen Signale und Daten zwischen unterschiedlichen Vorrichtungen in dem Fahrzeug 3 ausgetauscht werden. Signale und Daten können z. B. stattdessen drahtlos zwischen den unterschiedlichen Vorrichtungen übertragen werden.
Jedes Fahrzeug 3 kann somit mit einer Vorrichtung für drahtlose Kommunikation 13 ausgestattet sein. Die Fahrzeuge in einer Reihe von Fahrzeugen können gemäß einer Ausführungsform miteinander über Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation oder andere Mittel kommunizieren, wie z. B. über mobile Kommunikationsvorrichtungen, über eine Anwendung in einer Kommunikationsvorrichtung oder über einen Server und Infrastruktur in der Form einer Fahrzeug-zu-Infrastrukturkommunikation. Die Infrastruktur kann z. B. ein Straßenknoten, ein Server oder dergleichen sein. Straßenknoten, Server usw. können auch mit einer Vorrichtung für drahtlose Kommunikation (nicht gezeigt) ausgestattet sein.
Zur Unterstützung der Bildung von Fahrzeugkolonnen kann eine Vorrichtung 11, in 3 gezeigt, in dem Fahrzeug 3 implementiert sein: ein Server, ein Straßenknoten, ein Computer in einer Transportfirma, in einem FMS (Fleet Management System) oder Ähnlichem. Die Vorrichtung 11 ist in einem System zur Unterstützung der Bildung von Fahrzeugkolonnen enthalten. Die Vorrichtung 11 umfasst eine Computereinheit 4, die z. B. eine elektronische Steuervorrichtung 4 sein kann, wenn die Vorrichtung in einem Fahrzeug 3 implementiert ist. Die Computereinheit 4 kann stattdessen Teil eines Servers, Teil eines Straßenknotens oder dergleichen sein. Die Computereinheit 4 umfasst eine Prozessoreinheit 10 und eine mit der Prozessoreinheit 10 verbundene Speichereinheit 9. In der Speichervorrichtung 9 ist ein Computerprogramm P gespeichert, das bewirken kann, dass die Computereinheit 4 die Schritte gemäß dem hierin beschriebenen Verfahren ausführt. Gemäß einer Ausführungsform ist die Speichervorrichtung 9 Teil der Prozessorvorrichtung 10. Die Prozessorvorrichtung 10 kann aus einer oder mehreren CPU (zentralen Prozessoreinheiten) bestehen. Die Speichereinrichtung 9 kann einen nicht flüchtigen Speicher umfassen, z. B. einen Flashspeicher oder einen RAM (Speicher mit wahlfreiem Zugriff). Die Vorrichtung 11 umfasst auch die Karteneinheit 6 mit Kartendaten, wie vorstehend erläutert. Die Speichervorrichtung 9 umfasst Anweisungen, um zu bewirken, dass die Prozessorvorrichtung 10 eine Anzahl von nachstehend beschriebenen Schritten ausführt.
In 3 ist eine Anzahl von Positionsbestimmungsvorrichtungen 5A–5D angezeigt, von denen jede ihren physikalischen Ort in einem Fahrzeug 3 hat. 3 zeigt vier Positionsbestimmungsvorrichtungen zur Darstellung des Prinzips, aber es können auch mehr oder weniger Positionsbestimmungsvorrichtungen vorgesehen sein. Die Positionsbestimmungsvorrichtungen 5A–5D erzeugen jeweils ein Positionierungssignal, das die geographische Position für das Fahrzeug 3 angibt, in dem die Positionsbestimmungsvorrichtung 5 angeordnet ist. Diese Positionen können dann z. B. über drahtlose Kommunikation an die Computereinheit 4 geschickt werden. Wenn sich die Computereinheit 4 in einem Fahrzeug befindet, wird die Position des Fahrzeugs z. B. über ein internes Netzwerk an die Computereinheit 4 gesendet. Eine oder mehrere Positionen können stattdessen Positionen sein, die an die entsprechende Transportfirma des Fahrzeugs gemeldet werden. Die Vorrichtung 11 kann dann Information über die Positionen von einem Computer oder Server bei der Transportfirma erfassen, wo die Positionen gespeichert sind. Die Prozessorvorrichtung 4 erlangt Zugriff auf die geographischen Positionen der Fahrzeuge in der Fahrzeugreihe, die in diesem Fall vier Fahrzeuge umfasst (A1, 4). Mit Hilfe der geographischen Positionen von unterschiedlichen Fahrzeugen 3 und Kartendaten von der Kartenvorrichtung 6 kann die Prozessorvorrichtung 10 dazu ausgebildet sein, eine Momentaufnahme von der Position der Fahrzeuge in der Reihe von Fahrzeugen und potentiell, wo sie hinfahren, zu erstellen. Die Positionen der Fahrzeuge können gemäß einer Ausführungsform auch durch Messen von relativen Abständen zwischen den Fahrzeugen bestimmt werden. Die Steuervorrichtung 4 kann dann Information von einer oder mehreren Detektoreinheiten 14 über einen oder mehrere relative Abstände beziehen und diese in den Berechnungen verwenden. Sie kann außerdem dazu ausgebildet sein, die geographischen Positionen eines oder mehrerer Fahrzeuge auf Grundlage der gemessenen relativen Abstände zu bestimmen. Die Steuervorrichtung 4 erzeugt auf Grundlage einer Rentabilitätsanalyse ein Fahrzeugkolonnensignal φ, das abhängig von dieser Konfiguration an eine Anzeigeeinheit 7 und/oder eine Steuervorrichtung 8 in einem der Fahrzeuge einer der Gruppierungen geschickt werden kann. Anschließend wird eine Anzahl von Schritten ausgeführt, die nachstehend in Verbindung mit dem Ablaufdiagramm in 4 erläutert werden.
In einem Schritt werden die Fahrzeuge in der Fahrzeugreihe in verschiedene Kategorien auf Grundlage einer Gruppierung für die entsprechenden Fahrzeuge kategorisieren, wobei die Gruppierung angibt, ob das Fahrzeug ein einzelnes Fahrzeug ist oder bereits Teil einer Kolonne bildet (A2). Da die geographische Position der entsprechenden Fahrzeuge bekannt sein kann, kann auch der Abstand zwischen den Fahrzeugen berechnet werden. Alternativ werden Abstände zwischen Fahrzeugen direkt mittels relativer Messungen bezogen. In einem Unterschritt von Schritt A2 werden die Abstände zwischen den Fahrzeugen in der Fahrzeugreihe bestimmt, um zu sehen, wie sie gruppiert sind. Dadurch ist es möglich zu sehen, welche Fahrzeuge sich am nächsten beieinander befinden, und zu bestimmen, wie die Fahrzeuge gruppiert sind. Eine Gruppierung kann nur ein Fahrzeug, zwei Fahrzeuge, drei Fahrzeuge oder mehr Fahrzeuge umfassen. Information darüber, ob ein Fahrzeug Teil einer Fahrzeugkolonne bildet, können gemäß einer Ausführungsform auch mittels drahtlos übertragener Daten bezogen werden, die die Fahrzeugkolonnenzugehörigkeit des Fahrzeugs umfassen. Die Daten sind mit der Fahrzeugidentität des Fahrzeugs verbunden. Die Fahrzeugkolonnenzugehörigkeit kann angeben, wie viele Fahrzeuge in der Fahrzeugkolonne enthalten sind. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die Vorrichtung bestimmen, wie viele Fahrzeuge in der gleichen Fahrzeugkolonne enthalten sind, durch Bestimmen, wie viele Fahrzeuge die gleiche Fahrzeugkolonnenzugehörigkeit haben. Diese Kategorien umfassen gemäß einer Ausführungsform die Kategorie „einzelnes Fahrzeug”, was bedeutet, dass eine Gruppierung in der Kategorie ein Fahrzeug umfasst und dass das Fahrzeug mindestens einen Abstand d₁ zum nächsten Fahrzeug in der gleichen Spur und/oder mit der gleichen Fahrtrichtung hat. Gemäß einer anderen Ausführungsform umfassen die Kategorien die Kategorie „Fahrzeugkolonne mit zwei Fahrzeugen”, d. h. dass eine Gruppierung in der Kategorie zwei Fahrzeuge umfasst, zwischen denen sich ein Abstand befindet, der weniger oder gleich einem Abstand d₁ zu dem nächsten Fahrzeug in der gleichen Spur und/oder mit der gleichen Fahrrichtung ist. Zusätzlich haben die zwei Fahrzeuge mindestens einen Abstand d₁ zum nächsten Fahrzeug in der gleichen Spur. Gemäß einer zusätzlichen Ausführungsform umfassen die Kategorien die Kategorie „Fahrzeugkolonne mit drei Fahrzeugen”, d. h. dass eine Gruppierung in der Kategorie drei Fahrzeuge umfasst, zwischen denen sich ein Abstand befindet, der weniger oder gleich einem Abstand d₁ zu dem nächsten Fahrzeug in der gleichen Spur und/oder mit der gleichen Fahrrichtung ist. Zusätzlich haben die drei Fahrzeuge mindestens einen Abstand d₁ zu einem anderen nächsten Fahrzeug in der gleichen Spur und/oder mit der gleichen Fahrtrichtung. Der Abstand d₁ ist gemäß einer Ausführungsform zwischen 80 m bis 100 m, z. B. 80, 90 oder 100 m. Zur Bestimmung, ob sich das Fahrzeug in der gleichen Spur befindet, können Positionen von dem Fahrzeug über eine Zeitperiode verwendet werden und kann eine Fahrtrichtung für das entsprechende Fahrzeug mittels der entsprechenden Positionen über die Zeitperiode bestimmt werden. Stattdessen kann eine „Fahrtrichtung” verwendet werden, die in der Formierung über die Position des Fahrzeugs enthalten sein kann. Eine „Fahrtrichtung” oder „Richtung” gibt die Richtung an, in die sich das Fahrzeug bewegt. Die Positionsbestimmungsvorrichtung 5 kann z. B. auch dazu ausgebildet sein, Daten über die Fahrtrichtung des Fahrzeugs zu erzeugen. Die Richtungen können dann verglichen werden, um zu bestimmen, ob die Fahrzeuge im Wesentlichen in die gleiche Richtung fahren. Gemäß einer anderen Ausführungsform ist die Richtung bereits als ein individueller Parameter bekannt, der zusammen mit der geographischen Position des Fahrzeugs gesendet wird. Kartendaten können auch verwendet werden, um zu bestimmen, ob sich das Fahrzeug in der gleichen Spur befindet und/oder die gleiche Fahrtrichtung hat.
In einem zusätzlichen Schritt wird ein Abstand zwischen mindestens zwei Gruppierungen auf Grundlage der entsprechenden Positionen (A3) der Gruppierungen bestimmt. Die Position kann z. B. eine geographische Position sein und mit Hilfe der Kartendaten kann der Abstand zwischen den Gruppierungen bestimmt werden. Alternativ wird ein relativer Abstand zwischen den Gruppierungen gemessen. Der Begriff Abstand, wie in diesem Zusammenhang verwendet, bedeutet den Abstand zwischen den Gruppierungen entlang der Straßen, die die Positionen der Fahrzeuge verbinden und auf der die Fahrzeuge fahren können. Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Schritt das Bestimmen des Abstands zwischen Gruppierungen mit der gleichen Kategorie. Dadurch kann der Abstand zwischen zwei einzelnen Fahrzeugen bestimmt werden, kann der Abstand zwischen Gruppierungen mit zwei Fahrzeugen bestimmt werden und können Gruppierungen mit zwei Fahrzeugen bestimmt werden. Gemäß einer Ausführungsform werden die Gruppierungen in der Kategorie „einzelnes Fahrzeug” vor Gruppierungen in den restlichen Kategorien bearbeitet. Dadurch können „einzelne” Fahrzeuge identifiziert werden, das heißt Fahrzeuge, die einen kleinsten Abstand d₁ zu dem ihnen am nächsten befindlichen Fahrzeug haben.
Gemäß einer Ausführungsform werden Gruppierungen in der Kategorie „Fahrzeugkolonne mit zwei Fahrzeugen” nach Gruppierungen in der Kategorie einzelnes Fahrzeug, aber vor Gruppierungen in den restlichen Kategorien bearbeitet. Studien zeigen, dass die größten Einsparungen gemacht werden, indem zuerst einzelne Fahrzeuge bearbeitet werden und indem aus diesen Fahrzeugkolonnen mit Gruppierungen mit einem oder mehreren Fahrzeugen gebildet werden und indem anschließend aus Gruppierungen mit zwei Fahrzeugen Fahrzeugkolonnen mit anderen Fahrzeugkolonnen gebildet werden.
Sobald ein Abstand zwischen zwei Gruppierungen bestimmt wurde, wird ein Rentabilitätsparameter β, der angibt, ob es rentabel ist, eine Fahrzeugkolonne mit den zwei Gruppierungen zu bilden, auf Grundlage mindestens des Abstands zwischen den zwei Gruppierungen (A4) bestimmt. Anschließend wird analysiert, ob der Rentabilitätsparameter β ein Rentabilitätskriterium (A5) erfüllt, und ein Fahrzeugkolonnensignal φ auf Grundlage des Analyseergebnisses erzeugt (A6). Gemäß einer anderen Ausführungsform wird ein Fahrzeugkolonnensignal φ erzeugt, das eine Anweisung zum Bilden einer Fahrzeugkolonne umfasst. Gemäß einer anderen Ausführungsform wird ein Fahrzeugkolonnensignal φ erzeugt, das ein Steuersignal an mindestens eine Fahrzeugsteuervorrichtung umfasst.
Die Fahrzeugsteuervorrichtung kann z. B. eine Geschwindigkeitsregelanlage sein und das Steuersignal kann eine Geschwindigkeitsreferenz für die Geschwindigkeitsregelanlage sein. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann ein Interaktor, z. B. der Besitzer der Transportfirma, eine der Gruppierungen benachrichtigen, dass sie eine andere Gruppierung einholen müssen und mit dieser eine Fahrzeugkolonne bilden, sobald der Interaktor das Ergebnis der Analyse hat und dies bedeutet, dass es rentabel ist, eine Fahrzeugkolonne zu bilden. Das Fahrzeugkolonnensignal φ kann an die Gruppierung über Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation, Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation oder WLAN (Wireless Local Area Network) geschickt werden. Das Fahrzeugkolonnensignal φ kann an den Fahrer, z. B. an eine Anwendung in einem Computer im Fahrgastraum, geschickt werden, der Computer kann z. B. das Telefon des Fahrers sein.
Der Begriff „eine Reihe”, wie in diesem Zusammenhang verwendet, bedeutet eine Reihe von Fahrzeugen, deren geographische Positionen und/oder relative Abstände zwischen einander ausgewertet werden, um zu bestimmen, ob es rentabel ist, eine Fahrzeugkolonne mit den Fahrzeugen zu bilden. Eine Reihe kann z. B. alle Fahrzeuge bedeuten, die entlang einem gewissen Straßenabschnitt in die gleiche Fahrtrichtung fahren, alle Fahrzeuge von einer bestimmten Transportfirma, alle Fahrzeuge in einem bestimmten Gebiet oder alle Fahrzeuge, die über eine bestimmte Zeitperiode in die gleiche Fahrtrichtung an einem bestimmten Straßenknoten vorbeifahren und von den Straßenknoten registriert werden. Eine Reihe kann auch aus allen Fahrzeugen in einem bestimmten Gebiet oder Straßenabschnitt bezüglich eines speziellen Fahrzeuges mit der gleichen Fahrtrichtung wie das spezielle Fahrzeug bestehen.
Gemäß einer Ausführungsform wird ein Rentabilitätsparameter β in Form des Abstands zwischen den zwei Gruppierungen bestimmt. Der Abstand kann z. B. mittels eines Vergleiches mit einem vorbestimmten oder berechneten größten Wert analysiert werden, den der Abstand haben darf. Wenn der Abstand kleiner ist als der größte Wert, wird ein Fahrzeugkolonnensignal φ erzeugt, das z. B. eine Geschwindigkeit angibt, die eines oder die beiden Fahrzeuge aufrecht erhalten müssen, damit die Fahrzeuge einander einholen können, um eine Fahrzeugkolonne zu bilden. Gemäß einer Ausführungsform wird das Fahrzeugkolonnensignal φ an mindestens eine der zwei Gruppierungen gesendet.
Ein Abstand zwischen zwei Gruppierungen wird als der kleinste Abstand zwischen den zwei Gruppierungen bestimmt. Wenn eine Gruppierung aus mehreren Fahrzeugen besteht, wird der Abstand von dem vorderen Fahrzeug bzw. dem hinteren Fahrzeug in der Gruppierung bestimmt, in Abhängigkeit davon, wo sich die zweite Gruppierung befindet.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Bestimmen einer vorderen Gruppierung und einer hinteren Gruppierung von den zwei Gruppierungen. Der Begriff „vordere Gruppierung”, wie in diesem Zusammenhang verwendet, bedeutet die Gruppierung von Fahrzeugen, die sich in Fahrtrichtung der zwei Gruppierungen ganz vorne befinden. Der Begriff „hintere Gruppierung”, wie in diesem Zusammenhang verwendet, bedeutet die Gruppierung von Fahrzeugen, die sich in Fahrtrichtung der zwei Gruppierungen ganz hinten befinden. Eine vordere Gruppierung und eine hintere Gruppierung können z. B. durch Vergleichen der Positionen der Gruppierungen und der Richtungen miteinander bestimmt werden. Das Fahrzeugkolonnensignal φ kann dann an die hintere Gruppierung dieser Gruppierungen geschickt werden und z. B. eine Geschwindigkeit angeben, die die hintere Gruppierung beibehalten musst, um die vordere Gruppierung einholen zu können. Gemäß einer anderen Ausführungsform wird ein Fahrzeugkolonnensignal φ an die vordere Gruppierung dieser Gruppierungen geschickt und kann z. B. eine Geschwindigkeit angeben, die die vordere Gruppierung beibehalten muss, damit die hintere Gruppierung die vordere Gruppierung einholen kann. Gemäß einer anderen Ausführungsform wird ein Fahrzeugkolonnensignal φ an beide Gruppierungen geschickt. Die Inhalte können sich unterscheiden, z. B. eine Anweisung bezüglich einer geringeren Geschwindigkeit als die momentane Geschwindigkeit an die vordere Gruppierung und eine Anweisung bezüglich einer höheren Geschwindigkeit als der momentanen Geschwindigkeit an die hintere Gruppierung. Die Geschwindigkeit oder Geschwindigkeiten können Geschwindigkeiten sein, die von der Vorrichtung und/oder dem System bestimmt werden. Gemäß einer Ausführungsform kann die Geschwindigkeit, die hintere Gruppierung beibehalten muss, um die vordere Gruppierung einzuholen, eine vorbestimmte Geschwindigkeit sein. Gemäß einer Ausführungsform kann die Geschwindigkeit, die die vordere Gruppierung beibehalten muss, damit die hintere Gruppierung die vordere Gruppierung einholen kann, eine vorbestimmte Geschwindigkeit sein. Gemäß einer anderen Ausführungsform können die Geschwindigkeit oder Geschwindigkeiten in Rentabilitätsberechnungen bestimmt werden und in der Rentabilitätsanalyse verwendet werden. Beispielsweise können die von den Gruppierungen für diese Gruppe erforderten Geschwindigkeit oder Geschwindigkeiten, damit diese Gruppierungen Fahrzeugkolonnen in einer bestimmten Zeit und/oder Abschnitt bilden können, bestimmt werden und an die Gruppierungen übermittelt werden. Gemäß einer Ausführungsform wird der Abstand zwischen den Gruppierungen hier als der Abstand zwischen dem hinteren Fahrzeug in der ersten Gruppierung und dem vordersten Fahrzeug in der hintersten Gruppierung bestimmt.
Eine Gruppierung verschiedener Fahrzeuge kann dazu ausgebildet sein, das Fahrzeugkolonnensignal φ über das vorderste Fahrzeug in der Gruppierung zu empfangen, z. B. das führende Fahrzeug, das daraufhin die restlichen Fahrzeuge in der Gruppierung auf Grundlage des Fahrzeugkolonnensignals φ steuert. Alternativ oder in Kombination sind alle Fahrzeuge in der Gruppierung dazu ausgebildet, das Fahrzeugkolonnensignal φ zu empfangen.
Die Transportfirma eines Fahrzeuges hat normalerweise Information über die Ziele, an denen das Fahrzeug 3 vorbeifahren wird und auch über das Endziel des Fahrzeugs. Der Fahrer des Fahrzeugs 3 kann auch mit Hilfe eines Routenplaners in dem Fahrzeug 3 die Route bestimmen, die das Fahrzeug 3 nehmen sollte, und die Orte, an denen es auf dem Weg vorbeifahren sollte. Das Endziel ist in den meisten Fällen bekannt. Ein Abstand d₂ von der momentanen Position des Fahrzeugs oder der Gruppierung zu einem seiner Zielpunkte, z. B. seinem Endziel, kann dann auf Grundlage der momentanen Position des Fahrzeuges und der Position des momentanen Zielortes bestimmt werden. Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Bestimmen eines Abstands d₂ zu einem Zielort für die vordere Gruppierung und das Bestimmen eines Rentabilitätsparameters β, der angibt, ob es rentabel ist, eine Fahrzeugkolonne mit den zwei Gruppierungen zu bilden, auch auf Grundlage des Abstands d₂ zum Zielort für die vordere Gruppierung. Wenn z. B. die vordere Gruppierung einen Abstand d₂ zu einem ausgewählten Ziel hat und die hintere Gruppierung durch Beibehalten einer zulässigen Höchstgeschwindigkeit oder einer anderen Geschwindigkeit die vordere Gruppierung einholen, bevor die vordere Gruppierung das ausgewählte Ziel erreicht hat, kann es als rentabel erachtet werden, eine Fahrzeugkolonne zu bilden, die die vordere und die hintere Gruppierung umfasst. Die Computereinheit 4 ist gemäß einer Ausführungsform dazu ausgebildet, zu bestimmen, wie lang ein Abstand d₃ der hinteren Gruppierung sein muss, um die vordere Gruppierung zu erreichen, und diesen Abstand mit dem Abstand d₂ zu vergleichen. Wenn d₃ < d₂, ist die Computereinheit dazu ausgebildet, ein Fahrzeugkolonnensignal zu erzeugen, das die hintere Gruppierung anweist, die vordere Gruppierung einzuholen, oder ein Fahrzeugkolonnensignal in Form eines Steuersignals mit der zulässigen Höchstgeschwindigkeit oder einer anderen Geschwindigkeit zu erzeugen. Die Geschwindigkeit kann eine höhere Geschwindigkeit als die momentane Geschwindigkeit sein, die von der Transportfirma, der Vorrichtung, dem System oder dem Fahrer eingestellt wird. Diese Geschwindigkeit wird dann auch in der Rentabilitätsanalyse verwendet.
In 5A bis 5C ist ein Szenario gezeigt, in dem zuerst, in 5A, die einzelnen Fahrzeuge geortet werden, um anschließend aus den einzelnen Fahrzeugen Fahrzeugkolonnen mit zwei Fahrzeugen in jeder Fahrzeugkolonne zu bilden. Anschließend werden die Fahrzeugkolonnen mit zwei Fahrzeugen verbunden, um eine Fahrzeugkolonne mit vier Fahrzeugen zu bilden. Die Zeichnungen zeigen einen Straßenknoten 4 oder einen Server 4, der die Bildung der Fahrzeugkolonne organisiert und unterstützt. Die Reihe von Fahrzeugen besteht hier aus vier Fahrzeugen 3 ₁, 3 ₂, 3 ₃ und 3 ₄. Genauer zeigt 5A die Fahrzeuge 3 ₁ und 3 ₂ mit dem Abstand d₄ zwischen den Fahrzeugen, die Fahrzeuge 3 ₃ und 3 ₄ mit dem Abstand d₆ zwischen einander und den Abstand d₅ zwischen den Fahrzeugen 3 ₂ und 3 ₃. Da d₅ größer ist als d₄ und als d₆, werden die Fahrzeuge 3 ₁ und 3 ₂ als am nächsten aneinander betrachtet und die Fahrzeuge 3 ₃ und 3 ₄ am nächsten aneinander betrachtet. Alle Fahrzeuge haben hier einen größeren Abstand als d₅ von den Fahrzeugen 3 ₁, 3 ₂, 3 ₃ und 3 ₄. Da d₄ größer ist als d₁, werden die Fahrzeuge 3 ₁ und 3 ₂ unabhängig in der Kategorie „einzelnes Fahrzeug” gruppiert. Da d₆ größer ist als d₁, werden die Fahrzeuge 3 ₃ und 3 ₄ unabhängig in der Kategorie „einzelnes Fahrzeug” gruppiert. Daraufhin werden Rentabilitätsparameter β bestimmt, die angeben, ob es sich lohnt, eine Fahrzeugkolonne mit Fahrzeugen 3 ₁, 3 ₂, 3 ₃ und 3 ₄ zu bilden, die alle in der Kategorie „einzelnes Fahrzeug” platziert wurden. Da es wünschenswert ist, zuerst eine Fahrzeugkolonne mit einzelnen Fahrzeugen mit den kleinsten Abständen zwischen einander zu bilden, wird eine hintere Fahrzeugkolonne gebildet, die aus den Fahrzeugen 3 ₁ und 3 ₂ besteht und eine Fahrzeugkolonne, die aus den Fahrzeugen 3 ₃ und 3 ₄ besteht, was in 5B gezeigt wird. Anschließend wird eine neue Kategorisierung der Gruppierungen ausgeführt, wobei die Schlussfolgerung ist, dass Fahrzeuge 3 ₁ und 3 ₂ zur selben Gruppierung gehören, da der Abstand d₄ zwischen ihnen kleiner ist als d₁, und dass sie jetzt zu der Kategorie „Fahrzeugkolonne mit zwei Fahrzeugen” gehören. Auf ähnliche Weise wird festgelegt, dass Fahrzeuge 3 ₃ und 3 ₄ zur selben Gruppierung gehören, da der Abstand d₆ zwischen ihnen kleiner ist als d₁, und dass sie jetzt zu der Kategorie Fahrzeugkolonne mit zwei Fahrzeugen gehören. Anschließend wird ein Rentabilitätsparameter β unter den Gruppierungen bestimmt, der angibt, ob es sich lohnt, eine Fahrzeugkolonne mit den Gruppierungen zu bilden. Wenn dies sich lohnt und ein Fahrzeugkolonnensignal erzeugt wird, das angibt, dass die hintere Gruppierung ihre Geschwindigkeit erhöhen sollte, oder ihre Geschwindigkeit so steuert, dass sie die zulässige Höchstgeschwindigkeit beibehält und die vordere Gruppierung einholt, um eine gemeinsame Fahrzeugkolonne mit vier Fahrzeugen zu bilden.
Ein Rentabilitätsparameter kann auf verschiedene Weisen bestimmt werden. Vorstehend wurden bereits zwei Ausführungsformen beschrieben, von denen in einer der Rentabilitätsparameter β der Abstand zwischen den zwei Gruppierungen ist. In der zweiten Ausführungsform ist der Rentabilitätsparameter β ein Abstand d₃, der den Abstand angibt, um den die hintere Gruppierung die vordere Gruppierung einholen muss. Anstatt eines Abstands d₃ kann der Rentabilitätsparameter β stattdessen als eine Zeit t₃ festgelegt werden, die die hintere Gruppierung benötigt, um die vordere Gruppierung einzuholen. Die hintere Gruppierung hat in diesem Fall vorzugsweise eine zulässige Höchstgeschwindigkeit.
Ein Fahrzeug 3, wie z. B. ein Lkw, fährt normalerweise mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit, z. B. 80 km/h. Die zulässige Höchstgeschwindigkeit kann z. B. 90 km/h sein. Die Vorrichtung 11 und das Verfahren benötigen gemäß einer Ausführungsform keine Information über die Geschwindigkeit des Fahrzeuges, sondern können davon ausgehen, dass das Fahrzeug 80 km/h fährt. Wenn der Abstand zwischen den Gruppierungen bekannt ist, können der Abstand d₃ oder die Zeit t₃, die die hintere Gruppierung benötigt, um die vordere Gruppierung einzuholen, wenn die hintere Gruppierung mit der zulässigen Höchstgeschwindigkeit fährt, z. B. 90 km/h, berechnet werden. Gemäß einer anderen Ausführungsform ist die Kenntnis der tatsächlichen Geschwindigkeiten der Fahrzeuge bekannt, auf denen die Berechnungen basieren können. Einholen bedeutet, dass die hintere Gruppierung näherkommt oder den Abstand d₁ von der vorderen Gruppierung hat.
Das Verfahren kann die Bildung von Fahrzeugkolonnen weiterhin unterstützen, solange es rentabel ist und solange es eine Reihe von Fahrzeugen gibt, mit der Fahrzeugkolonnen formiert werden können.
6 zeigt mittels eines Diagramms eine andere Art der Bestimmung eines Rentabilitätsparameters β. In dem Diagramm wird angenommen, dass die Abstände zwischen den Fahrzeugen äquidistant sind und dass die Reihe vier Fahrzeuge enthält. Auf einer der Achsen wird eine Quote k1 gezeigt, die die Koordinationskosten geteilt durch die Kosten ohne Koordinierung darstellt. Die Koordinierungskosten können als die Kosten der Erhöhung der Geschwindigkeit der hinteren Gruppierung, um die vordere Gruppierung einzuholen, bestimmt werden. Die Kosten ohne Koordinierung können als die Kosten ohne Bildung einer Fahrzeugkolonne bestimmt werden. Gemäß einer Ausführungsform sind die Kosten ohne Koordinierung in fertigen Tabellen angegeben. Es gibt z. B. Standardtabellen, die angeben, wie viel Energie durch Fahren in einer Fahrzeugkolonne gespart werden kann, in Abhängigkeit von der Position des Fahrzeugs in der Fahrzeugkolonne. Auf der zweiten Achse ist eine Abstandsquote k2 angegeben, die den Abstand d₂ zu einem Zielort für die vordere Gruppierung geteilt durch den Abstand zwischen der vorderen und der hinteren Gruppierung angibt. s1 zeigt den Graphen, bei dem die Fahrzeuge koordiniert werden, zuerst in Paaren und anschließend die Geschwindigkeit beibehalten. s2 zeigt den Graphen, bei dem die vier Fahrzeuge gleichzeitig koordiniert werden und eine größere Fahrzeugkolonne mit vier Fahrzeugen bilden, und s3 zeigt den Graphen, bei dem die Fahrzeuge zuerst in Paaren koordiniert werden und anschließend wieder koordiniert werden, um eine größere Fahrzeugkolonne mit vier Fahrzeugen zu bilden. In dem Diagramm wird alles über 1 als nicht rentabel betrachtet und unter 1 als rentabel betrachtet. Somit ist es am rentabelsten, als Priorität Fahrzeugkolonnen mit einem einzelnen Fahrzeug zu bilden. Wenn der Abstand zum Zielpunkt jedoch zu kurz ist, kann es sinnvoller sein, keine Fahrzeugkolonne zu bilden. Wenn diese andererseits weit vom Zielpunkt ist, kann es vorteilhaft sein, eine längere Fahrzeugkolonne zu bilden. Das Verfahren kann somit die Bestimmung eines Rentabilitätsparameters β umfassen, der angibt, ob es rentabel ist, eine Fahrzeugkolonne zu bilden. Auch auf Grundlage mindestens eines der Abstände zwischen den zwei Gruppierungen oder den Kosten für das Bilden der Fahrzeugkolonne, auf Grundlage einer erhöhten Geschwindigkeit v und/oder einer geschätzten Zeit t, die die hintere Gruppierung braucht, um die vordere Gruppierung einzuholen.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Es können verschiedene Alternativen, Modifizierungen und Äquivalente verwendet werden. Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränken somit nicht den Offenbarungsbereich der Erfindung, der durch die anliegenden Ansprüche definiert ist.

Claims

Verfahren zum Unterstützen der Bildung von Fahrzeugkolonnen in einer Reihe von Fahrzeugen, wobei das Verfahren umfasst: – Empfangen von Information, die eine Position für die entsprechenden Fahrzeuge in der Reihe von Fahrzeugen angibt; – Kategorisieren der Fahrzeuge in der Reihe von Fahrzeugen in unterschiedliche Kategorien auf Grundlage einer Gruppierung für jedes entsprechende Fahrzeug, wobei die Gruppierung angibt, ob das Fahrzeug alleine ist oder bereits Teil einer Fahrzeugkolonne ist; – Bestimmen eines Abstands zwischen mindestens zwei Gruppierungen; – Bestimmen eines Rentabilitätsparameters β, der auf Grundlage mindestens des Abstands zwischen der zwei Gruppierungen angibt, ob es rentabel ist, eine Fahrzeugkolonne mit den zwei Gruppierungen zu bilden; – Analysieren, ob der Rentabilitätsparameter β ein Rentabilitätskriterium erfüllt; und – Erzeugen eines Fahrzeugkolonnensignals φ auf Grundlage des Analyseergebnisses.
Verfahren nach Anspruch 1, das das Bestimmen des Abstands zwischen Gruppierungen in der gleichen Kategorie umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Kategorien die Kategorie „einzelnes Fahrzeug” umfassen, was mit sich bringt, dass eine Gruppierung in der Kategorie ein Fahrzeug umfasst und dass dieses Fahrzeug mindestens einen Abstand d₁ zu einem nächsten Fahrzeug in der gleichen Spur und/oder mit der gleichen Fahrrichtung aufweist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei Gruppierungen in der Kategorie „einzelnes Fahrzeug” vor Gruppierungen in den restlichen Kategorien bearbeitet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kategorien die Kategorie „Fahrzeugkolonnen mit zwei Fahrzeugen” umfassen, was mit sich bringt, dass eine Gruppierung in der Kategorie zwei Fahrzeuge umfasst, wobei ein Abstand zwischen den Fahrzeugen weniger oder gleich einem Abstand d₁ ist.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei Gruppierungen in der Kategorie „Fahrzeugkolonne mit zwei Fahrzeugen” nach Gruppierungen in der Kategorie „einzelnes Fahrzeug”, aber vor Gruppierungen in den restlichen Kategorien bearbeitet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kategorien die Kategorie „Fahrzeugkolonnen mit drei Fahrzeugen” umfassen, was mit sich bringt, dass eine Gruppierung in der Kategorie drei Fahrzeuge umfasst, wobei ein Abstand zwischen den Fahrzeugen weniger oder gleich einem Abstand d₁ ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das das Schicken des Fahrzeugkolonnensignals φ an mindestens eine der zwei Gruppierungen umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das das Bestimmen einer vorderen Gruppierung und einer hinteren Gruppierung von den beiden Gruppierungen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, das das Bestimmen eines Abstands d₂ zu einem Ziel der vorderen Gruppierung und das Bestimmen eines Rentabilitätsparameters β umfasst, der auch auf Grundlage des Abstands d₂ zu dem Ziel für die vordere Gruppierung angibt, ob es rentabel ist, eine Fahrzeugkolonne mit den zwei Gruppierungen zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 10, das das Bestimmen eines Rentabilitätsparameters β umfasst, der auch auf Grundlage der Kosten der Bildung der Fahrzeugkolonne, auf Grundlage einer erhöhten Geschwindigkeit v und/oder einer geschätzten Zeit t, die die hintere Gruppierung braucht, um sich der vorderen Gruppierung anzuschließen, angibt, ob es rentabel ist, eine Fahrzeugkolonne zu bilden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das das Erzeugen eines Fahrzeugkolonnensignals φ umfasst, das eine Anweisung zum Bilden einer Fahrzeugkolonne umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das das Erzeugen eines Fahrzeugkolonnensignals φ umfasst, das ein Steuersignal an mindestens eine Fahrzeugsteuervorrichtung umfasst.
Vorrichtung zur Unterstützung der Bildung einer Fahrzeugkolonne in einer Reihe von Fahrzeugen, wobei die Vorrichtung eine Karteneinheit (7) mit Kartendaten, eine Prozessoreinheit (12) und eine mit der Prozessoreinheit (12) verbundene Speichereinheit (13) umfasst, wobei die Speichervorrichtung (13) Anweisungen umfasst, um zu bewirken, dass die Prozessoreinheit (12) Folgendes ausführt: – Empfangen von Information, die eine Position für die entsprechenden Fahrzeuge in der Reihe von Fahrzeugen angibt; – Kategorisieren der Fahrzeuge in der Reihe von Fahrzeugen in unterschiedliche Kategorien auf Grundlage einer Gruppierung für jedes entsprechende Fahrzeug, wobei die Gruppierung angibt, ob das Fahrzeug alleine ist oder bereits Teil einer Fahrzeugkolonne ist; – Bestimmen eines Abstands zwischen mindestens zwei Gruppierungen; – Bestimmen eines Rentabilitätsparameters β, der auf Grundlage mindestens des Abstands zwischen der zwei Gruppierungen angibt, ob es rentabel ist, eine Fahrzeugkolonne mit den zwei Gruppierungen zu bilden; – Analysieren, ob der Rentabilitätsparameter β ein Rentabilitätskriterium erfüllt; und – Erzeugen eines Fahrzeugkolonnensignals α auf Grundlage des Analyseergebnisses.
Vorrichtung nach Anspruch 14, die dazu ausgebildet ist, den Abstand zwischen Gruppierungen in der gleichen Kategorie zu bestimmen.
Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, wobei die Kategorien die Kategorie „einzelnes Fahrzeug” umfassen, was mit sich bringt, dass eine Gruppierung in der Kategorie ein Fahrzeug umfasst und dieses Fahrzeug mindestens einen Abstand d₁ zu einem nächsten Fahrzeug in der gleichen Spur und/oder mit der gleichen Fahrrichtung aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, die dazu ausgebildet ist, Gruppierungen in der Kategorie „einzelnes Fahrzeug” vor Gruppierungen in den restlichen Kategorien zu bearbeiten.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, wobei die Kategorien die Kategorie „Fahrzeugkolonnen mit zwei Fahrzeugen” umfassen, was mit sich bringt, dass eine Gruppierung in der Kategorie zwei Fahrzeuge umfasst, zwischen denen sich ein Abstand befindet, der weniger oder gleich einem Abstand d₁ ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 und 18, die dazu ausgebildet ist, Gruppierungen in der Kategorie „Fahrzeugkolonne mit zwei Fahrzeugen” nach Gruppierungen in der Kategorie „einzelnes Fahrzeug”, aber vor Gruppierungen in den restlichen Kategorien, zu bearbeiten.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, wobei die Kategorien die Kategorie „Fahrzeugkolonne mit drei Fahrzeugen” umfassen, was mit sich bringt, dass eine Gruppierung in der Kategorie drei Fahrzeuge umfasst, wobei ein Abstand zwischen den Fahrzeugen weniger oder gleich einem Abstand d₁ ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 20, die dazu ausgebildet ist, das Fahrzeugkolonnensignal φ an mindestens eine der zwei Gruppierungen zu schicken.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 21, die dazu ausgebildet ist, eine vordere Gruppierung und eine hintere Gruppierung von den beiden Gruppierungen zu bestimmen.
Vorrichtung nach Anspruch 22, die dazu ausgebildet ist, einen Abstand d₂ zu einem Ziel der vorderen Gruppierung zu bestimmen und einen Rentabilitätsparameter β zu bestimmen, der auch auf Grundlage des Abstands d₂ zu dem Ziel für die vordere Gruppierung angibt, ob es rentabel ist, eine Fahrzeugkolonne mit den zwei Gruppierungen zu bilden.
Vorrichtung nach Anspruch 23, die dazu ausgebildet ist, einen Rentabilitätsparameter β zu bestimmen, der auch auf Grundlage der Kosten der Bildung der Fahrzeugkolonne, auf Grundlage einer erhöhten Geschwindigkeit v und/oder einer geschätzten Zeit t, die die hintere Gruppierung braucht, um sich der vorderen Gruppierung anzuschließen, angibt, ob es rentabel ist, eine Fahrzeugkolonne zu bilden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 24, die dazu ausgebildet ist, ein Fahrzeugkolonnensignal φ zu erzeugen, das eine Anweisung zum Bilden einer Fahrzeugkolonne umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 25, die dazu ausgebildet ist, ein Fahrzeugkolonnensignal φ zu erzeugen, das ein Steuersignal an mindestens eine Steuervorrichtung umfasst.
System, das eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 26 umfasst, wobei eine Vorrichtung in dem System dazu ausgebildet ist, das Fahrzeugkolonnensignal φ zu empfangen.
Computerprogramm P, wobei das Computerprogramm P einen Programmcode umfasst, der bewirkt, dass eine Computereinheit die Schritte gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 ausführt.
Computerprogrammprodukt, das einen Programmcode umfasst, der in einem computerlesbaren nicht flüchtigen Medium gespeichert ist, um die Schritte des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 auszuführen, wenn der Programmcode in einer Computereinheit ausgeführt wird.