SE537482C2 - Metod och system för gemensam körstrategi för fordonståg - Google Patents
Metod och system för gemensam körstrategi för fordonståg Download PDFInfo
- Publication number
- SE537482C2 SE537482C2 SE1351126A SE1351126A SE537482C2 SE 537482 C2 SE537482 C2 SE 537482C2 SE 1351126 A SE1351126 A SE 1351126A SE 1351126 A SE1351126 A SE 1351126A SE 537482 C2 SE537482 C2 SE 537482C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- vehicle
- profile
- vehicles
- strategy
- horizon
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 34
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 31
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 26
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 18
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000004018 waxing Methods 0.000 claims description 8
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 6
- 230000001515 vagal effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 18
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 11
- 208000031968 Cadaver Diseases 0.000 description 9
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 9
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 8
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 6
- 241001342895 Chorus Species 0.000 description 4
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 4
- HAORKNGNJCEJBX-UHFFFAOYSA-N cyprodinil Chemical compound N=1C(C)=CC(C2CC2)=NC=1NC1=CC=CC=C1 HAORKNGNJCEJBX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 4
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 241000557626 Corvus corax Species 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 238000009958 sewing Methods 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 description 1
- 241000218657 Picea Species 0.000 description 1
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 230000002650 habitual effect Effects 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000005312 nonlinear dynamic Methods 0.000 description 1
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000033764 rhythmic process Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G05D1/695—
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
- G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
- G05D1/0287—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles involving a plurality of land vehicles, e.g. fleet or convoy travelling
- G05D1/0291—Fleet control
- G05D1/0295—Fleet control by at least one leading vehicle of the fleet
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units, or advanced driver assistance systems for ensuring comfort, stability and safety or drive control systems for propelling or retarding the vehicle
- B60W30/14—Adaptive cruise control
- B60W30/16—Control of distance between vehicles, e.g. keeping a distance to preceding vehicle
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units, or advanced driver assistance systems for ensuring comfort, stability and safety or drive control systems for propelling or retarding the vehicle
- B60W30/14—Adaptive cruise control
- B60W30/16—Control of distance between vehicles, e.g. keeping a distance to preceding vehicle
- B60W30/165—Automatically following the path of a preceding lead vehicle, e.g. "electronic tow-bar"
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
- G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
- G08G1/22—Platooning, i.e. convoy of communicating vehicles
Abstract
Sammandrag En metod och ett system (4) for aft reglera ett fordonstag som innefattar atminstone ett ledarfordon och ett ytterligare fordon som vardera har en positioneringsenhet (1) och en enhet (2) for tradlos kommunikation. Systemet (4) innefattar: - en karprofilenhet (6) konfigurerad aft bestamma en korprofil for atminstone ett fordon fk i fordonstaget langs en vaghorisont, varvid korprofilen innehaller bOrvarden bk for fordonet fk i positioner langs vaghorisonten; - en vaxlingsprofilenhet (8) konfigurerad aft bestamma en transmissionsvaxlingsprofil far atminstone ett fordon fk i fordonstaget baserat pa horisontens egenskaper och pa fordonsspecifika egenskaper, varvid vaxlingsprofilen innehaller typ av vaxlingar for fordonet fk i positioner langs horisonten. En analysenhet (7) ar konfigurerad aft bestamma en korstrategi far fordonen i fordonstaget baserat atminstone pa korprofilen och transmissionsvaxlingsprofilen for fordonet fk; aft generera en korstrategisignal som indikerar korstrategin, och aft sanda korstrategisignalen till alla fordon i fordonstaget, varefter fordonen i fordonstaget regleras enligt korstrategin.
Description
Titel Metod och system for gemensam korstrategi for fordonstag Uppfinningens omrade Den foreliggande uppfinningen hanfor sig till ett system och en metod for fordonstag dar en gemensam k6rstrategi bestams f6r fordonstaget genom att ta hansyn till en korprofil och en transmissionsvaxlingsprofil over en framtida vaghorisont.
Uppfinningens bakgrund Trafikintensiteten är hog pa Europas storre vagar och forvantas oka framover. Den okade transporten av manniskor och gods ger inte bara upphov till trafikproblem i form av koer utan kraver aven alit mer energi som i slutanden ger upphov till utslapp av exempelvis vaxthusgaser. Ett mojligt bidrag till att losa dessa problem är att lata fordon fardas tatare i sa kallade fordonstag (platoons).
Med fordonstag menas har ett antal fordon som kors med korta avstand mellan varandra och framfors som en enhet. De korta avstanden leder till att mer trafik kan fardas pa vagen, och aven att energif6rbrukningen f6r ett enskilt fordon minskar eftersom luftmotstandet reduceras. Fordonen i fordonstaget '
Forare utnyttjar detta valkanda faktum redan idag med en sankt trafiksakerhet som -160. En grundlaggande fraga kring fordonstag är hur tidsluckan mellan fordon kan minskas fran rekommenderade 3 sek ner till mellan 0,5 och 1 sekund utan att paverka trafiksakerheten. Med avstandssensorer och kameror kan 1 forarens reaktionstid elinnineras, en typ av teknik anvand redan idag av system som ACC (Adaptiv Cruise Control) och LKA (Lane Keeping Assistance). En begransning är dock att avstandssensorer och kameror kraver fri sikt till malet vilket gor det svart att detektera handelser mer an ett par fordon framat i Icon. En ytterligare begransning är att farthallaren inte kan reagera proaktivt, d.v.s. farthallaren kan inte reagera pa handelser som hander langre fram i trafiken som kommer att paverka trafikrytmen.
En mojlighet att fà fordonen att agera proaktivt är att fà fordonen att kommunicera for att kunna utbyta information nnellan dem. En utvecklig av IEEE-standarden 802.11 for WLAN (Wireless Local Area Networks) kallad 802.11p mojliggor tradlos overforing av information nnellan fordon, och nnellan fordon och infrastruktur. Olika sorters information kan sandas till och fran fordonen, sasom fordonsparametrar och strategier. Utvecklingen av kommunikationstekniken har alltsa gjort det mojligt att designa fordon och infrastruktur som kan interagera och agera proaktivt.
Fordon kan agera som en enhet och foljaktligen mojliggors konare avstand och ett battre globalt trafikflode.
Manga fordon är idag aven utrustade med en farthallare fOr att underlatta fOr foraren att framfora fordonet. Den onskade hastigheten kan da stallas in av foraren genom exempelvis ett reglage i rattkonsolen, och ett farthallarsystem i fordonet paverkar sedan ett styrsystem sa att det gasar respektive bromsar fordonet for att halla den onskade hastigheten. Om fordonet är utrustat med autonnatvaxlingssystem sa andras fordonets vaxel for att fordonet ska kunna halla onskad hastighet.
Nar farthallare anvands i backig terrang sa kommer farthallarsystemet att forsoka halla installd hastighet genom uppforsbackar. Detta far ibland till foljd att fordonet accelererar Over kronet och kanske in i en efterkommande nedforsbacke for att darefter behova bromsas fOr att inte overskrida den installda hastigheten, vilket utgor ett bransleslosande satt att framfora fordonet. Vidare paverkar naturligtvis fordonets motorstyrka och massa mojligheten att framfora fordonet branslesnalt, 2 exennpelvis paverkar en svag motor och en stor nnassa nnojligheten att halla installd hastighet i en uppforsbacke. Genom att variera fordonets hastighet i backig terrang kan bransle sparas jamfOrt med en konventionell farthallare. Om den framtida topologin Ors kand genom att fordonet har kartdata och 5 positioneringsutrustning kan sadana system goras mer robusta samt aven andra fordonets hastighet innan saker har hant vilket astadkommes med sa kallade prediktiva farthallare (Look-Ahead Cruise control, LAC).
Da en bransleoptimal kOrstrategi ska tas fram fOr ett helt fordonstag blir dock situationen mer komplex. Ytterligare aspekter maste tas hansyn till, som bibehallet optimalt avstand, fysisk mojlig hastighetsprofil for alla fordonen med varierande massa och motorkapacitet. En ytterligare aspekt for ett fordonstag under framfart Over varierande topografi är att nar forsta fordonet har tappat fart i en uppforsbacke, aterupptar den sin sethastighet efter backen. De efterfoljande 15 fordonen som da fortfarande befinner sig i uppforsbacken kommer att tvingas accelerera i backen, vilket inte är bransleeffektivt. Det är inte heller alltid mojligt, vilket innebar att det kommer skapas luckor i fordonstaget som i sin tur maste tappas igen. Detta skapar svangningar i fordonstaget. Snarlikt beteende observeras aven under nedforsbackar, nar forsta fordonet !polar accelerera i nedforsbacken p.g.a. den stora nnassan. De efterfoljande fordonen tvingas da att accelerera innan nedforsbacken, eftersonn de forsoker bibehalla avstandet till framforvarande fordon. Efter nedfOrsbacken borjar ledarfordonet att decelerera for att aterga till sethastigheten. De efterfoljande fordonen, som fortfarande befinner sig i nedforsbacken, kommer da att tvingas bromsa for att inte orsaka en kollision, vilket inte är bransleeffektivt.
Ett liknande problem intraffar vid kurvtagning. Gallande ett enskilt fordon kan man berakna vilken maxhastighet ett fordon bOr ha inne i kurvan baseras pa olika faktorer som t.ex. forarkomfort, tyngdpunkt, valtrisk, topologin osv, genom en prediktiv farthallare. Det är dock inte sjalvklart hur ett fordonstag bor ta kurvan. !fall det f6rsta fordonet i fordonstaget behover decelerera i kurvan fran sin sethastighet for att klara kurvan, kommer det att ateruppta sin sethastighet efter 3 kurvan. De efterfoljande fordonen som da fortfarande befinner sig i kurvan kommer att tvingas accelerera i kurvan, vilket kanske inte är mojligt utan att utsatta fordonen for risker som exennpelvis avakning.
Nar ett tungt fordon fardas over varierad topografi, tappar eller akar fordonet fart beroende pa vagens lutning. Detta sker eftersom massan pa fordonet är stor, vilket medfor att motorn inte kan motverka gravitationskraften fullstandigt. Speciellt i svara uppforsbackar kan det tunga fordonet tappa extra mycket fart, da en felaktig vaxel valjs vid nedvaxling. Detta kan aven leda till all fordonet tappar sa pass mycket fart, sa att det maste stanna i uppforsbacken.
Vaxlar man i en backe, tappar man saledes fart under vaxlingen. Detta kan leda till att bakomvarande fordon i ett fordonstag tror att framforvarande fordon bromsar. Eftersom fordonen i ett fordonstag ligger tatt intill varandra och varje fordon styr sin hastighet baserat pa hur de andra fordonen beter sig, kan en felaktig nedvaxling i uppf6rsbacke leda till att manga bakomvarande fordon tvingas bromsa och aven de i sin tur tappar onodigt mycket fart i uppforsbacken. Det kan alltsa uppsta en kedjereaktion p.g.a. en storning i form av fel vaxelval. Den uppenbara foljden av detta är att sakerheten kan bli ett problem och att bransleforbrukningen okar p.g.a. onodiga bronnsningar och felaktiga vaxelval.
Darfor är ratt vaxel en viktig aspekt vid backkorning och korrekt beslut maste tas om framforvarande fordon i ett fordonstag tvingas vaxla.
I det amerikanska patentet US-6405120 later man valet av transmissionsvaxel for det egna fordonet styras av avstandet till ett framforvarande fordon och i den publicerade internationella patentansOkan WO-2013/006826 beskrivs en styranordning for ett fordonstag som bland annat anger rekommendationer avseende vaxelval.
Fordonstag borjar, som diskuterats ovan, bli en verklighet snart och darfor nnaste nya strategier f6r vaxelval utredas, da ett fordon paverkar narliggande fordon starkt i ett fordonstag. 4 Syftet med foreliggande uppfinning är att minska inverkan pa ett fordonstag vid vaxlingar och felaktiga vaxelval av fordonen i fordonstaget och darmed minska bransleforbrukning och aven oka sakerheten.
Sammanfattning av uppfinningen Ovan namnda syfte uppnas av uppfinningen som den definieras av de sjalvstandiga patentkraven, och f6redragna utforingsformer definieras av de osjalvstandiga patentkraven och beskrivs i den detaljerade beskrivningen.
Genom att utnyttja tradlos kommunikation mellan fordonen, antingen fordon-tillfordon kommunikation (V2V) eller fordon-till-infrastruktur kommunikation (V2I), kan fordonen meddela varandra att de utfor vaxling. Darigenom undviks onodig bromsning f6r de narliggande fordonen eftersom de är informerade att hanstighetsandringen sker pa grund av \taxiing.
Baserat pa vane fordons egenskaper kan enligt en utforingsform en gemensam korstrategi for fordonstaget bestammas som tar hansyn till de vaxlingar sonn behover genomforas innan exempelvis en backe genom lampliga optinneringsalgoritnner, t.ex. dynannisk progrannnnering. Dynannisk progrannnnering är en generell metod for att losa konnbinatoriska optimeringsproblem. Genom att systematiskt berakna losningar till delproblem, spara dessa pa ett effektivt satt, samt att lata alla dellosningar beraknas genom att utnyttja andra dellosningar, kan man hitta effektiva algoritmer fOr annars svarlosta problem. Detta innebar, i det 25 har sammanhanget, att varje fordonsparameter och egenskaper, t.ex. maximalt motormoment, massa, vaxelladstyp osv. skickas till en analysenhet, t.ex. i ett berakningscenter eller i det f6rsta fordonet, som genomf6r berakningarna. Optimeringsalgoritmen tar hansyn till alla fordonsegenskaper samt vaglutningen och beraknar en for fordonstaget gemensam optimal korstrategi som sedan utnyttjas for att reglera fordonen i fordonstaget.
Alternativt kan varje individuellt fordon i fordonstaget erhalla information fran de narliggande fordonen och berakna en egen gynnsam (optimal) korstrategi utifran de narliggande fordonens predikterade beteenden. Denna strategi är mindre berakningskravande, dock skiljer den sig fran den gemensamma korstrategin 5 genom att man i den gemensamma kOrstrategin viktar sam man och beraknar vilken den mest branslesnala strategin ar for alla fordon.
Med en gemensam korstrategi, som tar hansyn till vaxlingarna, f6r hela fordonstaget, kan fordonen kOra narmare varandra. Darigenom minskas luftmotstandet och bransleforbrukningen reduceras avsevart. Ett korrekt vaxelval leder aven i sin tur till minskad bransleforbrukning for vane fordon. For hog eller for lag vaxel under en backe leder till ett genomsnittligt hogre varvtal, som i sin tur leder till en okad bransleforbrukning. Dessutom kommer inte det optimala avstandet mellan fordonen i fordonstaget att kunna hallas om man maste utfora en oplanerad vaxling. Detta forsamrar prestandan pa fordontaget.
Givetvis forbattras aven sakerhetsaspekterna, d.v.s. kollisionsriskerna, eftersom kedjereaktioner sannt onodiga bronnsningar kan undvikas.
En forutsattning är att fordonstaget regleras enligt en gemensam korstrategi. Det kan vara en enkel strategi dar avstanden mellan fordonen halls vasentligen konstant. Det kan aven vara mera avancerade strategier, t.ex. dar vartdera fordonet frannfors med en prediktiv farthallare (LAC), eller dar fordonstaget framfors med en gemensam prediktiv farthallarstrategi (LAP). For samtliga varianter som nu kommer att beskrivas är en forutsattning att fordonen i fordonstaget är utrustade med en positioneringsenhet och en enhet fOr kommunikation.
Uppfinningen baseras pa det faktum att ett fordon tappar fart i samband med \taxiing. Enligt uppfinningen anges en korstrategi for reglering av fordonen i fordonstaget som tar hansyn till detta, exem pelvis genom att lokala hastighetsvariationer tillats, t.ex. da fordonen vaxlar, och att borvardena, t.ex. 6 hastighetsborvardena, i korprofilen har anpassats med hansyn till den sankning av hastighet som sker i sam band med vaxling.
Genom vaxlingsprofilen och med kunskap om vaghorisonten kan man bestamma de hastighetsforandringar som en given vaxling ger upphov till och nar de intraffar i vaghorisonten. Borvardena korrigeras sa att korprofilen for varje fordon som ingar i fordonstaget tar hansyn till de hastighetsfOrandringar som vaxlingarna orsakar.
Enligt en fOrsta aspekt innefattar uppfinningen ett system (4) fOr att reglera ett fordonstag som innefattar atminstone ett ledarfordon och ett ytterligare fordon som vardera har en positioneringsenhet (1) och en enhet (2) for tradlos kommunikation. Systemet (4) innefattar en korprofilenhet (6) konfigurerad att bestamma en korprofil for atminstone ett fordon fk i fordonstaget langs en vaghorisont for fordonets framtida vag, baserat pa vaghorisontens egenskaper, varvid korprofilen innehaller borvarden bi for fordonet fk i posit ioner pi langs vaghorisonten; en vaxlingsprofilenhet (8) konfigurerad att bestamma en transmissionsvaxlingsprofil for atminstone ett fordon fk i fordonstaget baserat pa vaghorisontens egenskaper och pa fordonsspecifika egenskaper, varvid vaxlingsprofilen innehaller typ av vaxlingar for fordonet fk i positioner langs vaghorisonten. Vidare innefattar systennet en analysenhet (7) som är konfigurerad att bestamma en korstrategi for fordonen i fordonstaget baserat atminstone pa kOrprofilen och transmissionsvaxlingsprofilen fOr fordonet fk; att generera en kOrstrategisignal som indikerar kOrstrategin, och att sanda korstrategisignalen till alla fordon i fordonstaget, varefter fordonen i fordonstaget regleras i enlighet med kOrstrategin.
Enligt en andra aspekt innefattar uppfinningen en metod for att reglera ett fordonstag som innefattar atminstone ett ledarfordon och ett ytterligare fordon som vardera har en positioneringsenhet (1) och en enhet for tradlos kommunikation (2). Metoden innefattar att bestamma en korprofil for atminstone ett fordon fk i fordonstaget langs en vaghorisont fOr fordonets framtida vag, baserat pa vaghorisontens egenskaper, varvid korprofilen innehaller borvarden bi 7 for fordonet fk i positioner langs horisonten; att bestannnna en transmissionsvaxlingsprofil for atminstone ett fordon fk i fordonstaget baserat pa vaghorisontens egenskaper och pa fordonsspecifika egenskaper, varvid vaxlingsprofilen innehaller typ av vaxlingar for fordonet fk i positioner langs 5 vaghorisonten. Vidare innefattar metoden stegen att bestamma en korstrategi fOr fordonen i fordonstaget baserat atminstone pa kOrprofilen och transmissionsvaxlingsprofilen for fordonet fk; och att meddela korstrategin till alla fordon i fordonstaget, varefter fordonen i fordonstaget regleras i enlighet med kOrstrateg in.
Kort beskrivning av de bifogade fig urerna Nedan komnner uppfinningen att beskrivas med hanvisning till de bifogade fig urerna, av vilka: Fig. 1 visar ett exempel pa ett fordonstag som fardas uppf6r en backe.
Fig. 2 visar ett exempel pa ett fordonstag som fardas i en kurva.
Fig. 3 visar ett exempel pa ett fordon i ett fordonstag.
Fig. 4A-4D visar olika exempel pa systemets utformning.
Fig. 5 visar ett flodesscherna f6r nnetoden enligt en utforingsfornn av uppfinningen.
Detaljerad beskrivning av foredragna utforingsfornner av uppfinningen Definitioner LAC (Look-Ahead cruise control): En farthallare som anvander sig av information om den kommande vagens topografi och beraknar en optimal korprofil i form av en hastighetstrajektoria fOr ett fordon. KaIlas aven prediktiv farthallare.
LAP (Look-Ahead cruise control for platoons): En kooperativ farthallare som anvander sig av information om den kommande vagens topografi och beraknar en optimal hastighetstrajektoria for alla fordon i ett fordonstag. KaIlas aven prediktiv farthallare fOr fordonstag. Reglerstrategin bestams exempelvis genom dynamisk programmering.
Vk: hastigheten for fordonet fk i fordonstaget med N fordon Dk,k+i - avstandet mellan fordonet fk och det bakomvarande fordonet fk+i i fordonstaget. 8 ak: lutningen for fordonet fk.
V2V-kommunikation (Vehicle to vehicle): Tracilos kommunikation mellan fordon, aven kallad fordon-till-fordon kommunikation.
V21-kommunikation (Vehicle to infrastructure): Tracilos kommunikation mellan fordon och infrastruktur, exempelvis vagnod eller datorsystem.
Fig. 1 visar ett fordonstag med N tunga fordon fk som tar sig fram med sma mellanrum dk, k+1 mellan fordonen och som tar sig over en backe. Lutningen pa fordonet fk nar det kOr over backen visas som ak. Varje fordon fk är fOrsett med en mottagare och sandare for tradlosa signaler, visat delvis med en antenn.
Fordonen fk i fordonstaget kan alltsa kommunicera med varandra genom V2Vkommunikation och till infrastruktur i form av V21-kommunikation. De olika fordonen fk har olika massor mk.
Fig. 2 visar ett fordonstag med N=6 tunga fordon fk som i likhet med exemplet i Fig. 1 tar sig fram med sma mellanrum dk, k+1 mellan fordonen, men som istallet tar sig igenom en kurva. Aven har är vane fordon fk forsett med en mottagare och sandare 2 (Fig. 3) f6r tradlosa signaler, och kan konnnnunicera via V2V- och V21kommunikation. Kurvan visas har med kurvradien r.
Fordonstagen har vardera ett ledarfordon, d.v.s. det forsta fordonet f1. Varje fordon fk i fordonstaget har exempelvis en unik fordonsidentitet, och en fordonstagsidentitet som är gemensam f6r hela fordonstaget, f6r att kunna halla reda pa vilka fordon som ingar i fordonstaget. Data som skickas tradlost mellan 25 fordonen i fordonstaget kan taggas med dessa identiteter sa att data som tas emot kan harledas till ratt fordon.
I Fig. 3 visas ett exempel pa ett fordon fk i fordonstaget och hur det kan vara utrustat. Fordonet fk är forsett med en positioneringsenhet 1 som kan bestamma fordonet fk:s position. Positioneringsenheten 1 kan exempelvis vara konfigurerad att ta emot signaler Than ett globalt positioneringssystem som exempelvis GPS (Global Positioning System) eller GNSS (Global Navigation Satellite System) 9 exempelvis GLONASS, Galileo eller Compass. Positioneringsenheten 1 är konfigurerad att generera en positionssignal som innehaller fordonet fk:s position, och att sanda denna till en eller flera enheter i fordonet fk. Fordonet fk är som redan namnts aven forsett med en enhet 2 for tradlos kommunikation. Enheten 2 är konfigurerad att verka som mottagare och sandare av tradlosa signaler.
Enheten 2 kan ta emot tradlosa signaler fran andra fordon och/eller trAdlosa signaler Than infrastrukturen kring fordonet fk, och sanda tradlOsa signaler till andra fordon och/eller tradlosa signaler till infrastrukturen kring fordonet fk. De tradlosa signalerna kan innefatta fordonsparametrar fran andra fordon, exempelvis massa, 10 moment, hastighet, och aven mer komplex information som exempelvis gallande korprofil, korstrategi etc. De tradlosa signalerna kan aven innehalla information om omgivningen, exempelvis vagens lutning a, kurvradie r etc. Fordonet fk kan aven vara forsett med en eller flera detektorer 3 for att avkanna omgivningen, exempelvis en radarenhet, laserenhet, lutningsmatare etc. Dessa detektorer är i Fig. 3 generellt markerade som en detektorenhet 3, men kan alltsa utgoras av ett flertal olika detektorer placerade pa olika stallen i fordonet. Detektorenheten 3 är konfigurerad att avkanna en parameter, exempelvis ett relativt avstand, hastighet, lutning, lateral acceleration, vridning etc., och att generera en detektorsignal som innehaller parametern. Detektorenheten 3 är vidare konfigurerad att sanda detektorsignalen till en eller flera enheter i fordonet fk. Fordonet 2 kan aven vara utrustat med en kartenhet som kan ge kartinformation om den kommande vagen. FOraren kan exempelvis ange en slutposition och kartenheten kan da genom att veta fordonets nuvarande position ge relevant kartdata om den kommande vagen mellan den nuvarande positionen och slutdestinationen. Vidare visas i figur 3 ett system 4 som konnmer att beskrivas utforligt nedan.
Fordonet fk kommunicerar internt mellan sina olika enheter genom exempelvis en buss, exempelvis en CAN-buss (Controller Area Network) som anvander sig av ett meddelandebaserat protokoll. Exempel pa andra kommunikationsprotokoll 30 som kan anvandas ar TTP (Time-Triggered Protocol), Flexray m fl. Pa sa satt kan signaler och data som beskrivits ovan utbytas mellan olika enheter i fordonet fk.
Signaler och data kan exempelvis istallet overforas tradlost nnellan de olika enheterna.
I fordonet fk finns aven helt eller delvis ett system 4 som harnast kommer att forklaras med hanvisning till figurerna 4A-4D, som visar olika exempel pa systemet 4. De streckade linjerna i figurerna indikerar att det galler tradlos overfOring av data. Generellt sa är systemet 4 till fOr att reglera fordonstaget, och att komma fram till en gemensam korstrategi for hela fordonstaget baserat pa information om den framtida vagen. Systemet 4 implementerar alltsa, enligt en utforingsform, en typ av kooperativ farthallare for fordonstaget, en LAP. Sarskilt är systemet 4 till for att reglera fordonstaget nar det Icor i backar och/eller i kurvor. Genom att ta fram en gemensann korprofil som galler for hela fordonstaget sa far man ett val organiserat fordonstag dar hansyn tas till vad som är bast for hela fordonstaget vid korning i backe och/eller kurva.
I det foljande anges en beskrivning f6r en kooperativ farthallare f6r fordonstaget (LAP) baserat pa de enskilda fordonens korstrategi, exempelvis en prediktiv korstrategi LAC. LAP är en korstrategi dar det är fordelaktigt att aven ta hansyn till de hastighetsforandringar som fordonens vaxlingar ger upphov till. Dessa definieras nnera i detalj av en transnnissionsvaxlingsprofil som konnnner att beskrivas nedan.
Systemet innefattar en vaxlingsprofilenhet 8 konfigurerad att bestamma en vaxlingsprofil for atminstone ett fordon fk i fordonstaget baserat pa horisontens egenskaper och pa fordonsspecifika egenskaper. Vaxlingsprofilen innehaller typ av vaxlingar for fordonet fk i positioner langs horisonten, dar typ av \taxiing innefattar exempelvis att ange fran vilken vaxel och till vilken vaxel vaxlingen avser. 30 Systemet 4 innefattar vidare en analysenhet 7 som är konfigurerad att emottaga en korprofil fran en korprofilenhet 6 for atminstone ett fordon fk i fordonstaget langs en vaghorisont for fordonets framtida vag, varvid korprofilen innehaller 11 borvarden bi (till exennpel hastighetsborvarden vi, accelerationsborvarden a; eller avstandsborvarden di) for fordonet fk i positioner pi langs vaghorisonten. Analysenheten är vidare konfigurerad att ta emot en transmissionsvaxlingsprofil fran vaxlingsprofilenheten.
Transmissionsvaxlingsprofilen innefattar information om nuvarande och foretradesvis ocksa framtida vaxlingar i vaghorisonten. Med hansyn till den framtida vagens egenskaper, t.ex. dess lutning, och exempelvis fordonets motorstyrka, bestams vaxlingspositioner i den framtida vaghorisonten. FOr respektive vaxling bestanns en vaxlingstid och en samh6rande hastighetsforandring orsakad av vaxlingen. Mera specifikt kommer vaxlingsprofilen att innehalla ett antal varden Avt som representerar hastighets-, avstands- och/eller accelerationsforandringar langs vaghorisonten. Vaxlingsprofilen är lag rad pa ett sadant satt att informationen enkelt kan mappas med information i korprofilen, dvs. hastighets-, avstands- och/eller accelerationsforandringar orsakade av vaxlingar och hastighets-, avstandsoch/eller accelerationsforandringar angivna i korprofilen kan identifieras i positioner i den framtida vaghorisonten.
Korprofilen fran korprofilenheten 6 kan exempelvis ha bestannts av en existerande farthallare, exempelvis en LAC eller annan form av prediktiv farthallare, och meddelas till analysenheten 7. Analysenheten 7 är vidare konfigurerad att bestamma en k6rstrategi, exempelvis en positionsbaserad k6rstrategi, f6r fordonen i fordonstaget baserat atminstone pa kOrprofilen fOr fordonet fk och pa transmissionsvaxlingsprofilen for fordonet fk. Med en positionsbaserad korstrategi avses generellt en kOrstrategi dar det finns bOrvarden avseende t.ex. hastigheten som hor samman med positioner i en framtida vaghorisont. Respektive fordon i fordonstaget regleras efter de bOrvarden som hOr samman med de positioner som fordonet passerar.
Fordonen i fordonstaget regleras sedan i enlighet med korstrategin.
Analysenheten 7 är enligt en utforingsform konfigurerad att generera en korstrategisignal som indikerar korstrategin, och att sanda korstrategisignalen till 12 alla fordon i fordonstaget varefter fordonen i fordonstaget regleras i enlighet med korstrategin. Enligt en annan utforingsform sa regleras fordonen i fordonstaget efter korstrategin allteftersom den bestams, vilket kommer att fOrklaras mer i detalj i det foljande.
Den resulterande kOrstrategin kan saledes avse antingen en positionsbaserad \taxiing, varvid namnda vaxiingar tillampas for vartdera fordonet i fOr varje \taxiing samh6rande position eller avse en tidsbaserad vaxling, varvid samtliga fordon i fordonstaget vaxiar samtidigt.
Enligt en utforingsform är analysenheten konfigurerad att ange i korstrategisignalen att ett framforvarande fordon vaxiar och att meddela detta till ett eller flera bakomvarande fordon i fordonstaget och att ange positionen dar vaxiingen sker.
En korprofil for det enskilda fordonet fk kan alitsa astadkommas genom att anvanda en redan bestamd korprofil utformad av en prediktiv farthallare placerad i fordonet eller annan extern enhet. Prediktiv farthallning, aven kallad forutseende farthalining, är ett prediktivt styrschema med kunskap om nagra av de framtida storningarna, t.ex. vagtopografin. En optinnering utfors med avseende pa ett kriterium som involverar ett predikterat framtida upptradande av systemet. En optimal lOsning soks har Over problemet Over en vaghorisont, som fas genom trunkera hela k6ruppdragets horisont. Met med optimeringen är att minimera den erforderliga energin och tiden for koruppdraget, medan fordonets hastighet halls inom ett bestamt intervall. Optimeringen kan utforas med exempelvis MPC (Model Predictive Control) eller en LQR (Linear Quadratic Regulator) m.a.p. att minimera bransleatgang och tid i en kostnadsfunktion J baserat pa en olinjar dynamik- och bransleatgangsnnodell for fordonet fk, begransningar pa reglerinsignaler och begransningar pa den maximala absoluta deviationen fran 30 vaghastigheten, exempelvis 5 km/h. Ett exempel pa hur en sadan optimering kan utforas beskrivs i "Look-ahead control of heavy vehicles", E. Helistrom, Linkoping 13 University, 2010. En fordonsnnodell sonn beskriver de huvudsakliga krafterna sonn paverkar ett fordon i rorelse beskrivas dari enligt: dv int —dt = rmotor Fbroms Fluftmotstand(v) — Frulining (a) — Fgravitet(a) = itifrvif T (vve, 8) — Fbrake — -1 CDAapaV2 — C mg cos a — mg sin a, (1) rw2 dar a betecknar vagens lutning, CD och cr an karakteristiska koefficienter, g betecknar gravitationskraften, pa an luftdensiteten, r an hjulradien, och it, if, no rif an transmission och vaxelspecifika konstanter. Den accelererande fordonsmassan mt(m,Jw,Je, it, if, no rjf) beror pa bruttomassan m, hjultroghet Jw, motortroghet Je, vaxelladans utvaxling och effektivitet tont liksom den slutliga korutvaxlingen och effektiviteten if, rip Den prediktiva farthallaren LAC okar fordonets hastighet i fOrvag infor en brant uppforsbacke som da erhaller en hOgre medelhastighet nar fordonet fardas langs den branta uppf6rsbacken. Pa samma satt minskas hastigheten innan fordonet gar in i en brant nerforsbacke. Eftersom fordonets hastighet tillats att minska till minimumhastigheten i en uppf6rsbacke och alltsa vantar med att accelerera igen tappad hastighet tills efter kronet, d.v.s. pa plan vag, erhalls en branslebesparing 20 jamfort med om fordonet ska halla sethastigheten vset under uppf6rsbacken eftersom det krays mer bransle for att uppratthalla hastigheten i uppforsbacken an att ta igen hastigheten efter backen. Om uppf6rsbacken foljs av en nedf6rsbacke sa kan hastigheten hallas pa en lagre niva i uppforsbacken for att slippa bromsa i nedforsbacken for att fordonets hastighet blir f6r h6g och istallet utnyttja den potentiella energin fordonet far av sin vikt i nedforsbacken. Bade tid och bransle kan sparas.
En mindre vaglutning a kan beskrivas enligt: al < a <(2) 30 dar 14 kfTe(Smax,we)—kilv7 f(d_ iii)—k[r =>0 k.
Te(coe)—kfiv7 f (di_ij)—kfr =kg. <0 är den brantaste lutning f6r vilken hastigheten kan bibehallas i en uppf6rsbacke med maximalt motormoment, och ct är den brantaste vaglutningen for vilken ett tungt fordon kan bibehalla en konstant hastighet genom utrullning och inte behova bromsa och/eller gasa. Branta backar definieras som vagsegment med en lutning utanfor intervallet i (2).
Enligt en utforingsform innefattar systemet 4 atminstone en horisontenhet 5 och en korprofilenhet 6. Horisontenheten 5 är konfigurerad att bestamma en vaghorisont for atminstone ett fordon fk i fordonstaget med hjalp av positionsdata och kartdata av en framtida vag, som innehaller en eller flera egenskaper for den framtida vagen. Vaghorisonten kan delas in i olika vagsegment. En egenskap kan exempelvis vara att ett vagsegment i horisonten klassas som en brant uppfOrs- eller nedf6rsbacke med en lutning utanf6r intervallet i (2). Korprofilenheten 6 är konfigurerad att bestamma en kOrprofil fOr atminstone ett fordon fk i fordonstaget baserat pa vaghorisontens egenskaper, varvid korprofilen innehaller borvarden och samhorande positioner p, for fordonet fk langs vaghorisonten. Borvardena kan exempelvis vara hastighetsborvarden vi, accelerationsborvarden ai, eller avstandsborvarden di. Systemet 4 kan alltsa vara konfigurerat att sjalvstandigt bestamma en eller flera korprofiler f6r fordonen i fordonstaget, exempelvis genom att korprofilenheten 6 bestammer en optimal hastighetskorprofil pa samma satt som den ovan beskrivna LAC:en.
Systennets 4 funktion kan vara konfigurerat att sattas igang da vagen uppvisar sarskilda egenskaper som exempelvis en brant lutning eller liten kurvradie (en snav kurva). Dessa egenskaper finns reflekterade i korprofilen som tas frann genom de borvarden b, som genererats, och aven som egenskaper i vaghorisonten. Fordonen i fordonstaget fOljer van ligtvis en vaghastighet, aven kallad sethastighet vset, som är den h6gsta hastighet som hastighetsbegransningen enligt vagen tillater. Vid backar, kurvor etc. kan det vara lampligt att variera hastigheten for att uppna branslebesparingar eller forbattra eller uppratthalla sakerheten. len kurva kan det vara lampligt att sanka hastigheten ifall kurvradien är lite. Ett samband som uttrycker hur hog fordonets 5 hastighet som mest kan vara baserat pa fordonets massa och kurvradien kan anvandas f6r att rakna ut fordonens maximala hastighet i kurvan. LAC:en raknar fram optimala hastighetsborvarden vi i positioner pi, och dessa hastighetsborvarden vi kan alltsa variera Than sethastigheten vset for att uppna en branslesnal och/eller saker kOrning. Analysenheten 7 är enligt en utfOringsform konfigurerad att jamfora hastighetsborvarden vi med en sethastighet v„t och bestamma en skillnad Av mellan vi och vset. Analysenheten 7 är vidare konfigurerad att jamfora Av nned ett troskelvarde, och initiera bestamningen av den positionsbaserade korstrategin ifall Av overstiger troskelvardet. Pa sa satt kan fordonstaget regleras efter den gemensamma k6rstrategin i utvalda situationer eller under sarskilda vagsegment, och i andra fall kan fordonen i fordonstaget regleras utifran sin vanliga korprofil. Nar fordonstaget i sin helhet har kommit ur kurvan eller är uppfor respektive nedfor backen, kan alla fordonen i fordonstaget aterga till sin vanliga korprofil. 1 Fig. 4A visas ett exennpel av systennet 4, dar systennet 4 ar placerat i fordonet fk, exempelvis ledarfordonet fi. Systemet 4 kan da vara en del av en styrenhet i fordonet fi. Systemet 4 visas har innefatta en horisontenhet 5 och en kOrprofilenhet 6 som tillhandahaller en korprofil for fordonet -11 till analysenheten 7 och en vaxlingsprofilenhet 8 konfigurerad att bestamma en transmissionsvaxlingsprofil fOr atminstone ett fordon fk i fordonstaget baserat pa horisontens egenskaper och pa fordonsspecifika egenskaper, varvid vaxlingsprofilen innehaller typ av vaxlingar f6r fordonet fk i positioner langs horisonten. Kartdata och positionsdata skickas da exempelvis via det interna natverket i fordonet f1 till horisontenheten 5. Alternativt kan en befintlig LAC i fordonet fi tillhandahalla en korprofil for fordonet f1 till analysenheten 7. Systemet 4 kan istallet vara placerat i en extern enhet som exempelvis en vagnod eller ett datorsystem. Positionsdata etc. kan da skickas via V21 till den externa enheten. 16 Enligt exemplet som illustreras schennatiskt i Fig. 4A bestarnmer analysenheten 7 korstrategin att det är korprofilen f6r fordonet fi och vaxlingsprofilen f6r fi som är den utvalda korprofilen och vaxlingsprofilen f6r hela fordonstaget. K6rstrategin meddelas till fordonen i fordonstaget via en tradlos signal. Korstrategin innefattar 5 exempelvis ett meddelande med inneborden att alla fordonen i fordonstaget forutom ledarfordonet ska mata hur det framforvarande fordonet i fordonstaget beter sig och anpassa sin fart darefter fOr att uppratthalla avstandetmellan fordonen. Exempelvis kan fordonen anvanda radar f6r att bestamma det framfOrvarande fordonets hastighet. Pa sa satt kommer fordonen i fordonstaget att folja ledarfordonethastighetsprofil utan att sjalva behova vara medvetna om sjalva hastighetsprofilen.
Enligt en utforingsform är fordonen i fordonstaget ordnade i en viss ordning, sa att det mest begransade fordonet är placerat framst i fordonstaget som ledarfordonet 15 f1, och de resterande fordonen i nedatgaende ordning sa att det minst begransade fordonet är placerat sist i fordonstaget. Pa sa satt kan man sakerstalla att alla fordon i fordonstaget klarar av ledarfordonets korprofil och vaxlingsprofil. Det mest begransade fordonet är exem pelvis det fordon som har storst massa, eller minst tillgangligt motormoment, eller en kombination av !Dada.
Enligt en utforingsform är analysenheten 7 konfigurerad att emottaga en korprofil och en vaxlingsprofil for vartdera av ett flertal fordon i fordonstaget. Analysenheten 7 är enligt denna utf6ringsform konfigurerad att analysera kOrprofilerna tillsammans med respektive vaxlingsprofil for att bestamma en utvald kOrprofil som positionsbaserad korstrategi for fordonen i fordonstaget. Den utvalda kOrprofilen med hastighetsvarden som justerats i beroende av vaxlingsprofilens hastighetsvarden kan sedan exem pelvis meddelas till alla fordon i fordonstaget, varefter varje enskilt fordon i fordonstaget kommer att fOlja samma utvalda korprofil i samma positioner.
Innan korprofilen meddelas till fordonen, kan positionerna pi i korprofilen mappas till verkliga positioner langs den kommande vagen, sa att fordonen i fordonstagen 17 kan reglera sin hastighet efter hastighetsborvardena vi (och/eller sitt avstand efter avstandsborvardena och/eller sin acceleration efter accelerationsborvardena) i samma verkliga positioner langs vagen. Den korprofil som avses har är en korprofil som justerats med avseende pa vaxlingsprofilen. Detta galler for alla utfOringsformer har.
Det finns olika satt att bestarnma en utvald kOrprofil. Exempelvis kan den utvalda korprofilen bestammas att vara den korprofil som bestamts for det mest begransade fordonet i fordonstaget och da hansyn tas till vaxlingsprofilen och hastighetsvardena i vaxlingsprofilen. Exempel pa det mest begransade fordonet har beskrivits ovan. Det mest begransade fordonet kan aven bestammas att vara det fordon som har de st6rsta hastighetsfluktuationerna i sin korprofil i och/eller omkring en kommande backe och/eller kurva. For att bestamma vilken korprofil det är, som alltsa da blir den utvalda korprofilen, sà an analysenheten 7 konfigurerad att bestamma ett skillnadsvarde Av for varje korprofil som indikerar den storsta skillnaden mellan en maxhastighet vniax och minhastighet vmin, jamfora skillnadsvarden Av for de olika korprofilerna med varandra och att bestamma en utvald korprofil som har det storsta skillnadsvardet Av baserat pa jannforelsen. Maxhastigheten vmax an ett av hastighetsborvardena vi i korprofilen, och nninhastigheten vrnin är ett av hastighetsborvardena vi i korprofilen i och/eller omkring en kommande backe och/eller kurva.
I Fig. 4B visas ett exempel pa systemet 4, i vilket en korprofil och en vaxlingsprofil bestams for vartdera fordonet i vartdera fordon fk. KOrprofilerna och vaxlingsprofilerna sands sedan till analysenheten 7 for att bestamma en positionsbaserad korstrategi baserat pa en utvald korprofil. Analysenheten 7 an har placerad i en extern enhet, och de olika korprofilerna skickas till analysenheten via V21-kommunikation. Efter att analysenheten 7 bestamt en utvald korprofil med hansyn taget till vaxlingsprofilen, meddelas korstrategin till fordonen i fordonstaget via V21-kommunikation, alltsa en eller flera tradlosa signaler. Korstrategin innefattar exempelvis ett meddelande med inneb6rden att alla fordonen i fordonstaget forutom ledarfordonet ska mata hur det 18 framforvarande fordonet i fordonstaget beter sig och anpassa sin fart darefter for att uppratthalla avstandetmellan fordonen. Exempelvis kan fordonen anvanda radar kir att bestarnma det framforvarande fordonets hastighet. Korstrategin innefattar aven ett meddelande till ledarfordonet fi att det ska folja den utvalda kOrprofilen, samt kOrprofilen i sig ifall det inte redan är ledarfordonets kOrprofil. Pa sa satt komnner fordonen i fordonstaget att folja den utvalda hastighetsprofilen utan att sjalva behova vara medvetna om vilken hastighetsprofil de ftiljer. Alternativt kan den utvalda korprofilen meddelas till alla fordonen i fordonsthget, varefter varje enskilt fordon i fordonstaget kommer att folja samma utvalda korprofil.
I Fig. 40 visas ett ytterligare exempel, i vilket analysenheten 7 i systemet 4 är placerat i ett fordon, har ledar{ordonetf1. I likhet med exemplet i Fig. 4B bestams en korprofil och en vaxlingsprofil for vartdera fordonet fk. Korprofilerna och vaxlingsprofilerna sands via V2V-kommunikation till analysenheten 7 eller meddelas till analysenheten 7 for att bestamma en positionsbaserad korstrategi baserat pa en utvald korprofil. Efter att analysenheten 7 bestamt en utvald korprofil, meddelas korstrategin till fordonen i fordonstaget via V2Vkommunikation, alltsa en eller flera tradlosa signaler, samt via meddelande eller signal till fordonet fk i vilken analysenheten 7 befinner sig I, har f1. Korstrategin kan har vara densamnna som de i exemplet som illustreras i Fig. 4B. Fordonen i fordonstaget reglerar sedan sin hastighet efter den utvalda kOrprofilen.
I Fig. 4D visas ett exempel pa hur en positionsbaserad strategi kan bestammas sekventiellt. Varje fordon fk är har forsett med en analysenhet 7k, eller en del av analysenheten 7. Det sista fordonet fN bestammer sin kOrprofil och vaxlingsprofil, och skickar den till analysenheten 7N-1 i det narmsta framforvarande fordonet fN-1. Fordonet fN-1 bestammer sin kOrprofil och de [Ada kOrprofilerna och vaxlingsprofilerna jamfors i analysenheten 7N-1 for att bestamma vilken av korprofilerna och vaxlingsprofilerna som ar mest begransad. Analysenheten 7 är har alltsa konfigurerad att jamfora skillnadsvarden Av sekventiellt. Hur det kan utforas har beskrivits tidigare. Den mest begransade kOrprofilen, dar hansyn tages 19 till vaxlingsprofilen, av de bada skickas sedan vidare till nasta narnnsta framforvarande fordon fN-2 for fortsatt jamforelse. Efter en sista jamforelse i ledarfordonet har en utvald korprofil som kraver storst hastighetsandringar bestamts. Ledarfordonet foljer denna utvalda korprofil, och de andra fordonen i fordonstaget fOljer direkt narmast framfOrvarande fordons hastighet i fordonstaget utan ytterligare kommunikation, genom exempelvis radaravkanning som forklaras tidigare. Som alternativ kan de andra fordonen i fordonstaget meddelas samma utvalda korprofil som de sedan foljer.
Analysenheten 7, korprofilenheten 6, vaxlingsprofilenheten 8 och horisontenheten 5 kan utgoras av en eller flera processorenheter och en eller flera minnesenheter. En processorenhet kan utgoras av en CPU (Central Processing Unit). En minnesenhet kan innefatta ett flyktigt- och/eller ett icke-flyktigt minne, exempelvis flashminne eller RAM (Random Access Memory). Processorenheten kan vara en del av en dator eller ett datorsystem, exempelvis en ECU (Electronic Control Unit), i ett fordon 2.
I Fig. 5 visas ett flodesscherna f6r en nnetod f6r att reglera fordonstaget som beskrivits ovan. Metoden kan implementeras som programkod i ett datorprogram P. Progrannkoden kan fà systemet 4 att utfora nagot av stegen enligt nnetoden nar den '
Uppfinningen avser saledes aven en metod for att reglera ett fordonstag som innefattar atminstone ett ledarfordon och ett ytterligare fordon som vardera har en positioneringsenhet och en enhet for tradlos kommunikation. Metoden innefattar att bestamma en korprofil for atminstone ett fordon fk i fordonstaget langs en vaghorisont for fordonets framtida vag, baserat pa vaghorisontens egenskaper, dar korprofilen innehaller borvarden bi for fordonet fk i positioner langs horisonten (Al). Vidare innefattar nnetoden att bestannnna en transnnissionsvaxlingsprofil for atminstone ett fordon fk i fordonstaget baserat pa horisontens egenskaper och pa fordonsspecifika egenskaper, varvid vaxlingsprofilen innehaller typ av vaxlingar fOr fordonet fk i positioner langs horisonten (A2). Baserat atminstone pa kOrprofilen och transmissionsvaxlingsprofilen fOr fordonet fk bestams en kOrstrategi for fordonen i fordonstaget (A3). Slutligen meddelas korstrategin till alla fordon i fordonstaget, varefter fordonen i fordonstaget regleras i enlighet med korstrategin (A4).
Korstrategin innefattar antingen en positionsbaserad vaxling, varvid namnda vaxlingar tillampas for vartdera fordonet i for varje \taxiing samhorande position, eller en tidsbaserad vaxling, varvid samtliga fordon i fordonstaget vaxlar vasentligen samtidigt. 15 Uppfinningen omfattar aven en datorprogramprodukt innefattande programkoden P lagrat pa ett, av en dator lasbart, medium for att utfora metodstegen som beskrivits hari. Datorprogramprodukten kan exempelvis vara en CD-skiva.
Ett antal olika varianter pa hur uppfinningen kan tillampas kommer nu att 20 exennplifieras.
Exempel 1 Ledarfordonet meddelar i realtid att det kommer att vaxla. 25 Ovriga fordon far samtidigt detta meddelande och kan direkt och synkront med ledarfordonet vaxla och/eller gOra en hastighetsandring som Overensstammer med den som ledarfordonet g6r i samband med vaxlingen. Detta kan vara en fOrutbestarnd hastighetsand ring under en fOrutbestarnd tidsperiod, foretradesvis relaterad till den hastighet som foreligger.
Exempel 2 21 Ledarfordonet nneddelar i realtid att det kommer att vaxla. I nneddelandet ingar ocksa positionen som ledarfordonet är i da vaxlingen kommer att ske.
Ovriga fordon far samtidigt detta meddelande och kan sedan genomfora vaxlingen och/eller Ora den hastighetsandring som overensstamer med den som 5 ledarfordonet gar i samband med vaxlingen da de ovriga fordonen passerar positionen dar vaxlingen skedde. Det kan vara en forutbestamd hastighetsandring under en fOrutbestamd tidsperiod, foretradesvis relaterad till den hastighet som foreligger. 10 Exempel 3 Ledarfordonet regleras med en prediktiv farthallare (LAC) och ovriga fordon foljer samma korprofil som ledarfordonet. De ovriga fordonen foljer korprofilen positionsbaserat, dvs. samma hastighetsforandring sker for vartdera fordonet vid en forutbestamd position.
Ledarfordonet bestammer aven en transnnissionsvaxlingsprofil baserat pa en framtida vaghorisont och fordonsspecifika egenskaper. Med hansyn till den framtida vagens egenskaper, t.ex. dess lutning, och exempelvis fordonets motorstyrka, bestams vaxlingspositioner i den framtida vaghorisonten. For respektive vaxling bestanns en vaxlingstid och en samhorande hastighetsforandring orsakad av vaxlingen. Vaxlingsprofilen mappas sedan med den korprofil som LAC tagit fram for samma vaghorisont. Mera specifikt kommer vaxlingsprofilen att innehalla ett antal varden Avt som representerar hastighetsforandringar langs vaghoristonen.
Vid berakningarna av hastighetsbOrvardena som genomfors av det prediktiva farthallarsystemet tas hansyn aven till Avt och de beraknade hastighetsborvardena justeras darefter sa att kOrprofilen fortfarande hailer hastigheten inom uppstallda gransvarden.
Exempel 4 Fordonstaget framfors med en gemensann prediktiv farthallarstrategi (LAP) vilket beskrivits ovan. LAP-korprofilen har bestamts baserat pa LAC-korprofilerna for 22 vartdera fordonet enligt berakningar som forklarats i detalj, exennpelvis i sannband med beskrivningen av figur 4A.
Vartdera fordonet beraknar dessutom en transmissionsvaxlingsprofil pa samma satt som beskrivits ovan i anslutning till exempel 3.
Dessa transmissionsvaxlingsprofiler jamfOrs med varandra. Den transmissionsvaxlingsprofil bland fordonstagens profiler som har mest paverkan pa hastigheten kommer att valjas till att galla for hela fordonstaget, dvs. fordonet som är det mest begransade fordonet kommer att valjas. Det mest begransande fordonet är exempelvis det fordon som har stOrst massa, eller minst tillgangligt motormoment, eller en kombination av !pada.
Denna transmissionsvaxlingsprofil mappas sedan med den gemensamma korprofil som LAP-farthallarsystemet bestamt och en justerad korprofil bestams som aven tar hansyn till vaxlingar. Denna justerade korprofil, dvs. korstrategin anvands sedan f6r att reglera fordonen i fordonstaget.
Exempel Varje fordon i fordonstaget far information om ett eller flera framforvarande fordons transnnissionsvaxlingsprofil(er) sonn bestannts pa sannnna satt som beskrivits i exempel 3 och kan sedan anpassa sin korprofil med hansyn till de narliggande fordonens vaxlingar.
Exempel 6 En variant av exempel 1 är att vane fordon far meddelande om en forestaende \taxiing fran ett framforvarande fordon och kan darigenom tillata, och ta hansyn till, 25 den hastighetsforandring, och samh6rande avstandsfOrandring, som det framfOrvarande fordonet uppvisar.
Den fOreliggande uppfinningen är inte begransad till de ovan beskrivna utforingsformerna. Olika alternativ, modifieringar och ekvivalenter kan anvandas.
Darfor begransar inte de ovan namnda utforingsformerna uppfinningens omfattning, som definieras av de bifogade kraven. 23
Claims (16)
1. en vaxlingsprofilenhet (8) konfigurerad att bestamma en transmissionsvaxlingsprofil for atminstone ett fordon fk i fordonstaget baserat pa vaghorisontens egenskaper och pa fordonsspecifika egenskaper, varvid vaxlingsprofilen innehaller typ av vaxlingar f6r fordonet fk i positioner langs vaghorisonten, 2. en analysenhet (7) som är konfigurerad att: - bestamma en korstrategi for fordonen i fordonstaget baserat atminstone pa korprofilen och transmissionsvaxlingsprofilen f6r fordonet fk; - generera en korstrategisignal som indikerar korstrategin, och - sanda korstrategisignalen till alla fordon i fordonstaget, varefter fordonen i fordonstaget regleras i enlighet med korstrategin.
2. Systemet enligt krav 1, varvid namnda korstrategi innefattar positionsbaserad \taxiing, varvid namnda vaxlingar tillampas for vartdera fordonet i for varje vaxling samhorande position.
3. Systemet enligt krav 1, varvid namnda korstrategi innefattar tidsbaserad \taxiing, varvid samtliga fordon i fordonstaget vaxlar samtidigt.
4. Systemet enligt nagot av kraven 1-3, varvid namnda korstrategi innebar att lokala hastighetsvariationer finals f6r enskilda fordon i fordonstaget da \taxiing sker. 24
5. Systemet enligt nagot av kraven 1-4, varvid namnda korstrategi är en gemensam kooperativ prediktiv farthallarstrategi for fordonstag (LAP).
6. Systemet enligt krav 1, varvid analysenheten är anpassad att ange i kOrstrategisignalen att ett framforvarande fordon vaxlar och att meddela detta till ett eller flera bakomvarande fordon i fordonstaget och att ange positionen dar vaxlingen sker.
7. Systemet enligt nagot av kraven 1-6, varvid typ av vaxling innefattar att ange fran vilken vaxel och till vilken vaxel vaxlingen avser.
8. Metod for att reglera ett fordonstag som innefattar atminstone ett ledarfordon och ett ytterligare fordon som vardera har en positioneringsenhet (1) och en enhet for tradlos kommunikation (2), metoden innefattar att: bestamma en korprofil for atminstone ett fordon fk i fordonstaget langs en vaghorisont for fordonets framtida vag, baserat pa vaghorisontens egenskaper, varvid korprofilen innehaller borvarden bi for fordonet fk i positioner langs horisonten; - bestarnma en transmissionsvaxlingsprofil for atnninstone ett fordon fk i fordonstaget baserat pa vaghorisontens egenskaper och pa fordonsspecifika egenskaper, varvid vaxlingsprofilen innehaller typ av vaxlingar for fordonet fk positioner langs vaghorisonten, 1. bestamma en korstrategi for fordonen i fordonstaget baserat atminstone pa korprofilen och transmissionsvaxlingsprofilen for fordonet fk; 2. meddela korstrategin till alla fordon i fordonstaget, varefter fordonen i fordonstaget regleras i enlighet med korstrategin.
9. Metoden enligt krav 8, varvid namnda korstrategi innefattar positionsbaserad \taxiing, varvid namnda vaxlingar tillampas for vartdera fordonet i for varje vaxling samhorande position.
10. Metoden enligt krav 8, varvid nannnda k6rstrategi innefattar tidsbaserad vaxling, varvid samtliga fordon i fordonstaget vaxiar vasentligen samtidigt.
11. Metoden enligt nagot av kraven 8-10, varvid namnda korstrategi innebar att lokala hastighetsvariationer finals f6r enskilda fordon i fordonstaget da \taxiing sker.
12. Metoden enligt nagot kraven 8-11, varvid namnda kOrstrategi är en gemensam kooperativ prediktiv farthallarstrategi f6r fordonstag (LAP).
13. Metoden enligt krav 8, varvid korstrategin innefattar att ett framforvarande fordon meddelar ett eller fiera bakomvarande fordon i fordonstaget att \taxiing sker och anger positionen dar vaxiingen sker.
14. Metoden enligt nagot av kraven 8-13, varvid typ av vaxling innefattar att ange fran vilken vaxel och till vilken vaxel vaxiingen avser.
15. Datorprogram (P) vid ett system (4), dar namnda datorprogram (P) innefattar program kod for att fà systennet (4) att utfora nagot av stegen enligt patentkraven 8-14.
16. Datorprogramprodukt innefattande en programkod lagrat pa ett, av en dator lasbart, medium for att utfora metodstegen enligt nagot av patentkraven 825 14. 26 1/4
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE1351126A SE537482C2 (sv) | 2013-09-30 | 2013-09-30 | Metod och system för gemensam körstrategi för fordonståg |
| DE112014004049.5T DE112014004049T5 (de) | 2013-09-30 | 2014-09-26 | Verfahren und System für eine gemeinsame Fahrstrategie für Fahrzeuge |
| PCT/SE2014/051112 WO2015047175A1 (en) | 2013-09-30 | 2014-09-26 | Method and system for a common driving strategy for vehicle platoons |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE1351126A SE537482C2 (sv) | 2013-09-30 | 2013-09-30 | Metod och system för gemensam körstrategi för fordonståg |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE1351126A1 SE1351126A1 (sv) | 2015-03-31 |
| SE537482C2 true SE537482C2 (sv) | 2015-05-12 |
Family
ID=52744108
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE1351126A SE537482C2 (sv) | 2013-09-30 | 2013-09-30 | Metod och system för gemensam körstrategi för fordonståg |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE112014004049T5 (sv) |
| SE (1) | SE537482C2 (sv) |
| WO (1) | WO2015047175A1 (sv) |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20170242443A1 (en) | 2015-11-02 | 2017-08-24 | Peloton Technology, Inc. | Gap measurement for vehicle convoying |
| WO2018039134A1 (en) | 2016-08-22 | 2018-03-01 | Peloton Technology, Inc. | Automated connected vehicle control system architecture |
| US8744666B2 (en) | 2011-07-06 | 2014-06-03 | Peloton Technology, Inc. | Systems and methods for semi-autonomous vehicular convoys |
| US10520581B2 (en) | 2011-07-06 | 2019-12-31 | Peloton Technology, Inc. | Sensor fusion for autonomous or partially autonomous vehicle control |
| US11334092B2 (en) | 2011-07-06 | 2022-05-17 | Peloton Technology, Inc. | Devices, systems, and methods for transmitting vehicle data |
| US10520952B1 (en) | 2011-07-06 | 2019-12-31 | Peloton Technology, Inc. | Devices, systems, and methods for transmitting vehicle data |
| US11294396B2 (en) | 2013-03-15 | 2022-04-05 | Peloton Technology, Inc. | System and method for implementing pre-cognition braking and/or avoiding or mitigation risks among platooning vehicles |
| US20180210463A1 (en) | 2013-03-15 | 2018-07-26 | Peloton Technology, Inc. | System and method for implementing pre-cognition braking and/or avoiding or mitigation risks among platooning vehicles |
| WO2016168213A2 (en) * | 2015-04-13 | 2016-10-20 | Honeywell International, Inc. | System and approach for vehicle cruise control |
| JP7005526B2 (ja) | 2016-05-31 | 2022-01-21 | ぺロトン テクノロジー インコーポレイテッド | 隊列走行コントローラの状態マシン |
| US10369998B2 (en) | 2016-08-22 | 2019-08-06 | Peloton Technology, Inc. | Dynamic gap control for automated driving |
| DE102016224108A1 (de) * | 2016-12-05 | 2018-06-07 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Bereitstellen eines Signals zum Betreiben von wenigstens zwei Fahrzeugen |
| DE102016224396A1 (de) * | 2016-12-07 | 2018-06-07 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren und Steuergerät zum Steuern eines Antriebsstrangs eines Ego-Fahrzeugs |
| US10073464B2 (en) | 2016-12-30 | 2018-09-11 | Bendix Commercial Vehicle Systems Llc | Varying the distance between vehicles in a platoon |
| DE102017202551A1 (de) * | 2017-02-16 | 2018-08-16 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Bereitstellen eines Signals zum Betreiben von wenigstens zwei Fahrzeugen |
| US10551842B2 (en) * | 2017-06-19 | 2020-02-04 | Hitachi, Ltd. | Real-time vehicle state trajectory prediction for vehicle energy management and autonomous drive |
| JP6822386B2 (ja) * | 2017-11-30 | 2021-01-27 | トヨタ自動車株式会社 | 隊列走行システム |
| DE112017008199T5 (de) | 2017-12-13 | 2020-07-30 | Ford Global Technologies, Llc | Reichweitenbasierte ordnung eines fahrzeugplatoons |
| WO2019118833A1 (en) | 2017-12-14 | 2019-06-20 | Cummins Inc. | Interfaces for engine controller and platooning controller |
| WO2019214828A1 (en) * | 2018-05-11 | 2019-11-14 | Volvo Truck Corporation | A method for establishing a path for a vehicle |
| US10899323B2 (en) | 2018-07-08 | 2021-01-26 | Peloton Technology, Inc. | Devices, systems, and methods for vehicle braking |
| EP3871058B1 (en) * | 2018-10-25 | 2022-09-07 | Volvo Truck Corporation | A method for controlling a platoon of vehicles |
| US10762791B2 (en) | 2018-10-29 | 2020-09-01 | Peloton Technology, Inc. | Systems and methods for managing communications between vehicles |
| US11427196B2 (en) | 2019-04-15 | 2022-08-30 | Peloton Technology, Inc. | Systems and methods for managing tractor-trailers |
| DE102019208142B3 (de) * | 2019-06-05 | 2020-11-12 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren zum Vorgeben einer Fahrstrategie, sowie Fahrzeug |
| DE102019134499A1 (de) * | 2019-12-16 | 2021-06-17 | Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH | Verfahren und Einrichtung zur Bestimmung eines Fahrverhaltens eines Fahrzeugs innerhalb eines Platoons, sowie Fahrzeug mit einer solchen Einrichtung |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3277837B2 (ja) * | 1996-03-15 | 2002-04-22 | トヨタ自動車株式会社 | 変速機の制御装置 |
| US6405120B1 (en) * | 1999-05-20 | 2002-06-11 | Nissan Motor Co., Ltd. | Vehicular velocity controlling apparatus and method to follow up a preceding vehicle running ahead of vehicle |
| JP3661496B2 (ja) * | 1999-06-15 | 2005-06-15 | 日産自動車株式会社 | 先行車追従制御装置 |
| DE19949448A1 (de) * | 1999-10-14 | 2001-05-03 | Daimler Chrysler Ag | Regel- und Steuersystem zur Beeinflussung des Fahrzustands eines Fahrzeugs |
| DE102006042419A1 (de) * | 2006-09-09 | 2008-03-27 | Zf Friedrichshafen Ag | Vorausschauendes Fahren mit ACC |
| US8086396B1 (en) * | 2006-12-07 | 2011-12-27 | Itt Manufacturing Enterprises, Inc. | Close-spaced leader-follower navigation using control mimic |
| GB2455584A (en) * | 2007-12-15 | 2009-06-17 | Anatolijs Fjodorovics | Distance based traffic control system for a vehicle |
| JP4983732B2 (ja) * | 2008-06-20 | 2012-07-25 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | 運転支援装置、運転支援方法および運転支援プログラム |
-
2013
- 2013-09-30 SE SE1351126A patent/SE537482C2/sv not_active IP Right Cessation
-
2014
- 2014-09-26 WO PCT/SE2014/051112 patent/WO2015047175A1/en active Application Filing
- 2014-09-26 DE DE112014004049.5T patent/DE112014004049T5/de active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE112014004049T5 (de) | 2016-08-11 |
| WO2015047175A1 (en) | 2015-04-02 |
| SE1351126A1 (sv) | 2015-03-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SE537482C2 (sv) | Metod och system för gemensam körstrategi för fordonståg | |
| SE1351128A1 (sv) | Metod och system för gemensam körstrategi för fordonståg | |
| SE1351125A1 (sv) | Metod och system för hantering av hinder för fordonståg | |
| EP1885576B1 (en) | Cruise control for a motor vehicle | |
| EP3052356B1 (en) | System and method for controlling a vehicle platoon with a common position-based driving strategy | |
| CN102458943B (zh) | 用于确定车辆控制系统的速率参考值的方法和模块 | |
| SE1351132A1 (sv) | Metod och system för organisering av fordonståg | |
| KR101601891B1 (ko) | 차량 제어 시스템을 위한 기준 값의 결정을 위한 방법 및 모듈 | |
| EP3053154B1 (en) | System and method to control a vehicle platoon with two different driving strategies | |
| CN102458944B (zh) | 用于确定车辆控制系统的速率参考值的方法和模块 | |
| CN102803039B (zh) | 用于控制车辆速度的方法和模块 | |
| KR101578502B1 (ko) | 적어도 하나의 기준 값의 결정을 위한 방법 및 모듈 | |
| CN102803040B (zh) | 用于确定车辆控制系统的参考值的方法和模块 | |
| SE537469C2 (sv) | Ett system och en metod för korrigering av kartdata och positionsdata för fordonståg | |
| WO2015047179A1 (en) | Control unit and method to control a vehicle in a vehicle platoon based on the predicted behaviour of the preceeding vehicle | |
| CN102458952B (zh) | 用于确定车辆控制系统的参考值的模块 | |
| SE1151248A1 (sv) | Metod och modul för bestämning av åtminstone ett referensvärde för ett styrsystem i ett fordon | |
| CN102481932B (zh) | 用于维持驾驶时间的系统和方法 | |
| SE1451022A1 (sv) | Styrenhet och metod för att reglera hastigheten på ett fordon i ett avståndsreglerat fordonståg vid backtagning | |
| CN110546056A (zh) | 用于确定车辆的控制方案的方法和控制装置 | |
| EP3871058B1 (en) | A method for controlling a platoon of vehicles | |
| EP4246486A1 (en) | Non-selfish traffic lights passing advisory systems | |
| CN114599564A (zh) | 在考虑第二交通工具的行驶行为的情况下确定第一交通工具的轨迹 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NUG | Patent has lapsed |