WO2024149495A1 - Verfahren zur abstandsregelung eines fahrzeuges - Google Patents

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WO2024149495A1
WO2024149495A1 PCT/EP2023/082213 EP2023082213W WO2024149495A1 WO 2024149495 A1 WO2024149495 A1 WO 2024149495A1 EP 2023082213 W EP2023082213 W EP 2023082213W WO 2024149495 A1 WO2024149495 A1 WO 2024149495A1
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Michael Novak
Wolfgang Novak
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Mercedes Benz Group AG
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    • B60W2754/10—Spatial relation or speed relative to objects
    • B60W2754/30—Longitudinal distance

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling the distance of a vehicle according to the preamble of patent claim 1.
  • DE 102017 216408 A1 discloses a method for controlling the distance of a vehicle, in which a situation-specific, optimized distance to a vehicle in front is set. It is provided that the energy consumption of the vehicle is measured as a function of a variation in the distance to the vehicle in front and is taken into account when setting the distance.
  • a method and a device for operating a first vehicle are known from DE 102008 019 174 A1.
  • a current vehicle position, information about a route ahead and/or a vehicle speed are determined.
  • the vehicle speed is controlled and/or regulated based on the information determined.
  • a predetermined vehicle speed, a current gear, a current drive and/or braking torque are controlled and/or regulated depending on a parameter of the route ahead and/or depending on at least one parameter of a second vehicle driving ahead.
  • a method for operating a vehicle with an electric drive unit in which a range of the vehicle is determined as a function of an available energy and a flow resistance of the vehicle.
  • a method for determining a distance to be maintained between two vehicles of a vehicle platoon wherein one of the of the two vehicles is a leading vehicle and the other of the two vehicles is a following vehicle. It is intended that a processor of the following vehicle determines a minimum distance from the leading vehicle, calculates a distance factor depending on various conditions and weightings and calculates the distance to be maintained by multiplying the minimum distance by the distance factor.
  • the invention is based on the object of specifying a method for operating a distance control device of a vehicle.
  • the method according to the invention for controlling the distance of a vehicle from a vehicle driving ahead to a target distance provides that the target distance is determined as follows: a distance of the vehicle from a vehicle driving ahead is varied within predetermined limit values while following the vehicle driving ahead and a current energy consumption of the vehicle is determined in relation to a respective distance value, from the determined distance values a largest distance value is determined at which the determined current energy consumption of the vehicle was minimal, the determined largest distance value is determined as the target distance.
  • the target distance determined in this way is therefore a target distance optimized in terms of energy consumption.
  • the energy consumption of the vehicle for example fuel consumption and/or consumption of electrical energy, if the vehicle is designed as an electric vehicle or hybrid vehicle, can be optimized when the distance control device is activated.
  • the method used makes it possible to achieve maximum fuel economy when the vehicle is travelling in the slipstream, particularly when observing a prescribed minimum distance to a vehicle in front.
  • the distance to the vehicle in front is set as low as absolutely necessary. This can prevent damage to a The risk of stone chips on the vehicle's windshield caused by a vehicle driving ahead can be reduced, whereby a maximum safety distance can be used.
  • the respective vehicle driving ahead creates a different turbulence, so that the smallest possible distance between the vehicle and the vehicle driving ahead does not necessarily lead to an optimized energy consumption of the vehicle.
  • the determination of the target distance is repeated after a predetermined period of time has elapsed. This means that the greatest distance value between the vehicle and the vehicle in front, at which the current energy consumption of the vehicle is minimal, is determined again after the predetermined period of time has elapsed. The process is therefore repeated in order to optimize the energy consumption of the vehicle, for example due to a change in wind direction and/or wind intensity and/or wind speed. If, for example, there is a tailwind in relation to the vehicle and the vehicle in front of it, a distance that is too small to the vehicle in front can lead to the vehicle consuming significantly more.
  • the determination of the target distance is repeated after driving a predetermined distance. This means that the greatest distance value of the vehicle from the vehicle in front at which the current energy consumption of the vehicle is minimal is determined again after driving the predetermined distance.
  • the wind direction and/or the wind intensity and/or the wind speed can be taken into account, since, for example, after driving along the specified route, this changes its direction, in particular with respect to the cardinal points, and thus a previous headwind changes into a crosswind and thus an increased distance between the vehicle and the vehicle in front can lead to an optimization of energy consumption.
  • a further alternative or additional embodiment of the method provides that the determination of the target distance is repeated when a change in the driving speed of the vehicle in front is detected. This means that the greatest distance value of the vehicle to the vehicle in front at which the current The energy consumption of the vehicle is minimal, it is determined again when the driving speed of the vehicle in front changes. This procedure is advantageous because turbulence behind the vehicle in front can change depending on the driving speed of the vehicle in front and because by determining the target distance again, changes in the current energy consumption that result from the driving speed-dependent changes in the turbulence are taken into account in the distance control.
  • the determination of the target distance is repeated if a change in the driving speed of the vehicle in front is detected by more than a predetermined value.
  • the greatest distance value of the vehicle to the vehicle in front, at which the current energy consumption of the vehicle is minimal is determined again if a change in the driving speed of the vehicle in front is detected by more than a predetermined value.
  • a change in the current driving speed of the vehicle in front below the predetermined value is essentially negligible with regard to the optimization of the energy consumption of the following vehicle. In such a case, the setting of the distance to the vehicle in front remains the same.
  • the target distance is determined again, since in such a case, for example, the turbulence behind the vehicle in front can have a different effect on the energy consumption of the vehicle, which can lead to an increase in energy consumption if the distance between the vehicle and the vehicle in front is not adjusted.
  • the determination of the target distance is repeated when a new vehicle is detected in front.
  • This procedure is advantageous because it takes into account that different vehicles can form different turbulences behind them, which can have different effects on the energy consumption of the vehicle.
  • the greatest distance value at which the energy consumption of the vehicle is minimal is then determined again, so that this largest distance is then set to optimise the energy consumption of the vehicle, for example when driving in the slipstream.
  • a possible further development of the method provides that the current energy consumption of the vehicle is continuously determined as the vehicle approaches the vehicle in front at a respective distance value. Because the current energy consumption of the vehicle is continuously determined as it approaches the vehicle in front, it is not necessary to carry out a predetermined driving maneuver to determine the current energy consumption. The current energy consumption is therefore determined during normal driving of the vehicle with the distance control device activated when the vehicle approaches a vehicle in front.
  • the current energy consumption of the vehicle is determined as a function of the respective distance value when the vehicle approaches the vehicle in front, when the vehicle approaches the vehicle in front at a current driving speed that is below a predetermined driving speed value.
  • the vehicle approaches the vehicle in front comparatively slowly in order to determine the greatest distance at which the energy consumption is minimal in comparison, whereby the safety distance between the vehicle and the vehicle in front is always maintained. This can significantly reduce the risk of an accident for the two vehicles driving behind one another, especially if the vehicle in front is forced to initiate emergency braking.
  • Fig. 1 schematically shows a road section with two vehicles driving one behind the other and
  • Fig. 2 shows a schematic diagram with an exemplary curve of the energy consumption of a vehicle in relation to a distance to a vehicle driving ahead. Corresponding parts are provided with the same reference numerals in all figures.
  • Figure 1 shows a road section F with a vehicle 1, which is driving at a predetermined distance a behind a preceding vehicle 2, which is a truck.
  • the vehicle 1 is driving in particular in the slipstream of the preceding vehicle 2.
  • Figure 2 shows a diagram D with an example of the course of energy consumption E of a vehicle 1 as a function of a distance a between the vehicle 1 and a vehicle 2 driving ahead.
  • the distance a between the vehicle 1 and the vehicle 2 driving ahead is plotted on the abscissa and the energy consumption E of the vehicle 1 is plotted on the ordinate.
  • the energy consumption E can therefore be fuel consumption or consumption of electrical energy, provided that the vehicle 1 is designed as a hybrid vehicle or electric vehicle.
  • the vehicle 1 has a distance control device 1.1, by means of which the distance a to the preceding vehicle 2 is set, for example by means of predetermined steps, wherein the distance a is set by a predetermined distance in seconds.
  • distance control with respect to a vehicle 2 driving ahead is carried out not only by means of a timer in predetermined stages, but also by means of a possible setting for intelligent consumption optimization of the vehicle 1.
  • the method provides that when the intelligent consumption optimization is set, a current energy consumption E of the vehicle 1 is taken into account in a calculation model of the distance control device 1.1.
  • an instantaneous energy consumption E of the vehicle 1 is continuously determined as the vehicle 1 approaches the vehicle 2 driving ahead.
  • the instantaneous energy consumption E is determined as a function of a respective distance value between the vehicle 1 and the vehicle 2 driving ahead, as shown in diagram D in Figure 2.
  • Limit values are specified with regard to the distance values, so that, for example, a specified safety distance that the vehicle 1 must maintain from the vehicle 2 driving ahead is not undercut.
  • the distance a between the vehicle 1 and the preceding vehicle 2 is varied when following the preceding vehicle 2 and for each distance value within the limit values the instantaneous energy consumption E of the vehicle 1 is determined.
  • the respective instantaneous energy consumption E of the vehicle 1 is determined depending on the respective distance value if the vehicle 1 has a current driving speed that falls below a predetermined driving speed value, so that a relatively meaningful determination with regard to distance value and instantaneous energy consumption E is possible.
  • the largest distance value is selected at which the instantaneous energy consumption E of vehicle 1 was minimal, i.e. lowest.
  • This determined largest distance value is then set as the target distance of the distance control device 1.1, so that the distance a between the vehicle 1 and the vehicle 2 driving ahead is the same as long as the vehicle 1 is driving behind the vehicle 2 driving ahead, in particular in its slipstream.
  • the energy consumption E of the vehicle 1 fluctuates when approaching the vehicle 2 in front due to turbulence behind the vehicle 1 in front, i.e. it has various highs and lows.
  • the greatest distance value with the lowest energy consumption E is approximately 32 m, This distance value is used as the basis for the distance control of vehicle 1 in order to optimize the energy consumption E of vehicle 1.
  • the method further provides that the determination of the target distance, i.e. the determination of the greatest distance value with the lowest energy consumption E for the vehicle 1, is carried out again after a predetermined period of time has elapsed. For example, this renewed determination can be carried out every 5 minutes in order to take into account a change in the direction of a wind acting on the vehicle 1 and the vehicle 2 driving ahead. For example, a direction of travel has changed in relation to the cardinal points, so that the vehicle 1, which was just driving in the slipstream of the vehicle 2 driving ahead, is now exposed to a crosswind and as a result the energy consumption E of the vehicle 1 changes, in particular increases.
  • the target distance is also determined again, i.e. the greatest distance value with the lowest energy consumption is determined again, in an additional or alternative embodiment of the method when the vehicle 1 has covered a predetermined distance, for example 10 km.
  • a predetermined distance for example 10 km.
  • the distance a between the vehicle 1 and the vehicle 2 driving ahead is changed and the current energy consumption E of the vehicle 1 is determined for each distance value in order to then determine and set the greatest distance value with the lowest energy consumption E.
  • the gradient of a particular route can also change, whereby the gradient, as well as the slipstream, affects the energy consumption E of the vehicle 1.
  • a comparatively small distance a between vehicle 1 and the vehicle 2 driving ahead in the event of a tailwind can lead to a noticeably increased energy consumption E of vehicle 1.
  • the determination of the target distance ie the determination of the greatest distance value with the lowest energy consumption E of the vehicle 1 following the preceding vehicle 2 is carried out again when the preceding vehicle 2 changes its current driving speed, in particular by a predetermined value.
  • the nature and formation of the air turbulence behind the vehicle 2 driving ahead can change, which in turn affects the energy consumption E of the vehicle 1.
  • the largest distance value with the lowest energy consumption E is determined again for the vehicle 1 and this distance value is set as the target distance and thus used as the basis for the distance control of the vehicle 1.
  • the method provides in an alternative or additional embodiment that the distance a between the vehicle 1 and the vehicle 2 driving ahead is changed and the current energy consumption E of the vehicle 1 is recorded for each distance value.
  • the largest distance value is then determined again within the distance control device 1.1 and set as the target distance at which the current energy consumption E was minimal.
  • the distance a is set as the target distance only as small as absolutely necessary, thereby reducing the risk of stone chips and taking into account a safety distance between the vehicle 1 and the vehicle 2 driving ahead.
  • a consumption advantage can be achieved for vehicle 1 when, for example, it is following in the slipstream behind a vehicle 2 in front by setting the largest distance value with the lowest energy consumption E as the target distance.
  • the method distinguishes between a measurement cycle in which the optimum target distance E is determined in terms of energy consumption, and a control cycle following the measuring cycle, in which the distance to the vehicle 2 driving ahead is regulated to the target distance previously determined in the measuring cycle.
  • the measuring cycle is advantageously repeated regularly, for example after a predetermined period of time has elapsed, after driving a predetermined distance, after a change in the driving speed of the vehicle 2 driving ahead, in particular by more than a predetermined value, when the vehicle 2 driving ahead changes and/or when approaching the vehicle 2 driving ahead.
  • the target distance is regularly updated, which overall leads to optimal energy consumption E.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abstandsregelung eines eines Fahrzeuges (1) zu einem vorausfahrenden Fahrzeug (2) auf einen Sollabstand, wobei vorgesehen ist, dass der Sollabstand ermittelt wird, indem - ein Abstand (a) des Fahrzeuges (1) zu dem vorausfahrenden Fahrzeug (2) während des Folgens des vorausfahrenden Fahrzeugs (2) innerhalb vorgegebener Grenzwerte variiert wird und ein momentaner Energieverbrauch (E) des Fahrzeuges (1) in Bezug auf einen jeweiligen Abstandswert ermittelt wird, - aus den ermittelten Abstandswerten ein größter Abstandswert ermittelt wird, bei welchem der ermittelte momentane Energieverbrauch (E) minimal war und - dieser ermittelte größte Abstandswert als Sollabstand bestimmt wird.

Description

Verfahren zur Abstandsregelung eines Fahrzeuges
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abstandsregelung eines Fahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 102017 216408 A1 ist ein Verfahren zur Abstandsregelung eines Fahrzeugs bekannt, bei dem ein situationsspezifisch optimierter Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug eingestellt wird. Dabei ist vorgesehen, dass ein Energieverbrauch des Fahrzeugs in Abhängigkeit eines Variierens des Abstands zum vorausfahrenden Fahrzeug ausgemessen wird und bei der Einstellung des Abstands berücksichtigt wird.
Aus der DE 102008 019 174 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben eines ersten Fahrzeuges bekannt. Dabei werden beziehungsweise wird eine gegenwärtige Fahrzeugposition, Informationen über eine vorausliegende Strecke und/oder eine Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt. Anhand der ermittelten Informationen wird die Fahrzeuggeschwindigkeit gesteuert und/oder geregelt. Weiterhin ist vorgesehen, dass eine vorgegebene Fahrzeuggeschwindigkeit, eine momentane Fahrstufe, ein momentanes Antriebs- und/oder Bremsmoment in Abhängigkeit von einem Parameter der bevorstehenden Strecke und/oder in Abhängigkeit von mindestens einem Parameter eines vorausfahrenden zweiten Fahrzeuges gesteuert und/oder geregelt wird.
Aus der DE 102022 001 572 A1 ist ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs mit einer elektrischen Antriebseinheit bekannt, bei dem eine Reichweite des Fahrzeugs in Abhängigkeit von einer zur Verfügung stehenden Energie und eines Strömungswiderstands des Fahrzeugs ermittelt wird.
Aus der US 2018/0 188 745 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung eines zwischen zwei Fahrzeugen eines Fahrzeug-Platoons einzuhaltenden Abstands bekannt, wobei eines der beiden Fahrzeuge ein Führungsfahrzeug ist und das andere der beiden Fahrzeuge ein Folgefahrzeug ist. Dabei ist vorgesehen, dass ein Prozessor des Folgefahrzeugs einen minimalen Abstand zum Führungsfahrzeug bestimmt, in Abhängigkeit verschiedener Bedingungen und Gewichtungen einen Abstandsfaktor berechnet und den einzuhaltenden Abstand durch Multiplikation des minimalen Abstands mit dem Abstandsfaktor berechnet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb einer Abstandsregelvorrichtung eines Fahrzeuges anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren, welches die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Abstandsregelung eines Fahrzeugs zu einem vorausfahrenden Fahrzeug auf einen Sollabstand sieht vor, dass der Sollabstand wie folgt ermittelt wird: ein Abstand des Fahrzeuges zu einem vorausfahrenden Fahrzeug wird während eines Folgens des vorausfahrenden Fahrzeugs innerhalb vorgegebener Grenzwerte variiert und ein momentaner Energieverbrauch des Fahrzeuges wird in Bezug auf einen jeweiligen Abstandswert ermittelt, aus den ermittelten Abstandswerten wird ein größter Abstandswert ermittelt, bei welchem der ermittelte momentane Energieverbrauch des Fahrzeuges minimal war, der ermittelte größte Abstandswert wird als Sollabstand bestimmt.
Der so ermittelte Sollabstand ist somit ein hinsichtlich des Energieverbrauchs optimierter Sollabstand. Durch Anwendung des Verfahrens können beziehungsweise kann daher ein Energieverbrauch des Fahrzeuges, beispielsweise ein Kraftstoffverbrauch und/oder ein Verbrauch elektrischer Energie, sofern das Fahrzeug als Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug ausgebildet ist, bei aktivierter Abstandsregelvorrichtung optimiert werden.
Mittels des angewendeten Verfahrens kann ein maximaler Verbrauchsvorteil bei einer Windschattenfahrt des Fahrzeuges, insbesondere unter Beachtung eines vorgeschriebenen Mindestabstandes zu einem vorausfahrenden Fahrzeug, ausgenutzt werden. Dabei wird der Abstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug nur so gering eingestellt, wie unbedingt erforderlich. Dadurch kann eine Beschädigung einer Windschutzscheibe des Fahrzeuges durch Steinschläge, bedingt durch ein vorausfahrendes Fahrzeug, verringert werden, wobei ein Sicherheitsabstand maximal ausgenutzt werden kann.
Zudem bildet das jeweilige vorausfahrende Fahrzeug eine andere Verwirbelung aus, so dass ein geringst möglicher Abstand des Fahrzeuges zu dem vorausfahrenden Fahrzeug nicht zwingend zu einem optimierten Energieverbrauch des Fahrzeuges führt.
In einer Ausführung wird die Ermittlung des Sollabstands nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer wiederholt. Das heißt, größte Abstandswert des Fahrzeuges zu dem vorausfahrenden Fahrzeug, bei welchem der momentane Energieverbrauch des Fahrzeuges minimal ist, wird nach dem Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer erneut ermittelt. Das Verfahren wird also wiederholt, um den Energieverbrauch des Fahrzeuges, beispielsweise aufgrund einer Änderung einer Windrichtung und/oder einer Windintensität und/oder eine Windgeschwindigkeit, zu optimieren. Herrscht beispielsweise Rückenwind in Bezug auf das Fahrzeug und sein vorausfahrendes Fahrzeug, so kann ein zu geringer Abstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug zu einem erheblichen Mehrverbrauch des Fahrzeuges führen.
In einer zusätzlichen oder alternativen Ausführung wird die Ermittlung des Sollabstands nach Befahren einer vorgegebenen Wegstrecke wiederholt. Das heißt, der größte Abstandswert des Fahrzeuges zu dem vorausfahrenden Fahrzeug, bei welchem der momentane Energieverbrauch des Fahrzeuges minimal ist, wird nach dem Befahren der vorgegebenen Wegstrecke erneut ermittelt.
Auch hierbei können beziehungsweise kann die Windrichtung und/oder die Windintensität und/oder die Windgeschwindigkeit berücksichtigt werden, da beispielsweise nach Befahren der vorgegebenen Wegstrecke diese ihre Richtung, insbesondere in Bezug auf die Himmelsrichtungen ändert und somit ein bisheriger Gegenwind in einen Seitenwind übergeht und dadurch gegebenenfalls ein erhöhter Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug zu einer Optimierung des Energieverbrauches führen kann.
Eine weitere alternative oder zusätzliche Ausführung des Verfahrens sieht vor, dass die Ermittlung des Sollabstands bei einer erfassten Änderung der Fahrgeschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs wiederholt wird. Das heißt, der größte Abstandswert des Fahrzeuges zu dem vorausfahrenden Fahrzeug, bei welchem der momentane Energieverbrauch des Fahrzeuges minimal ist, wird bei der erfassten Änderung einer Fahrgeschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeuges erneut ermittelt wird. Diese Vorgehensweise ist vorteilhaft, da Verwirbelungen hinter dem vorausfahrenden Fahrzeug sich in Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs ändern können und da durch die erneute Ermittlung des Sollabstands Änderungen des momentanen Energieverbrauchs, die aus den fahrgeschwindigkeitsabhängigen Änderungen der Verwirbelungen resultieren, bei der Abstandsregelung berücksichtigt werden.
Insbesondere wird die Ermittlung des Sollabstands bei einer erfassten Änderung der Fahrgeschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeuges um mehr als einen vorgegebenen Wert wiederholt. Das heißt, der größte Abstandswert des Fahrzeuges zu dem vorausfahrenden Fahrzeug, bei welchem der momentane Energieverbrauch des Fahrzeuges minimal ist, wird bei einer erfassten Änderung der Fahrgeschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeuges um mehr als einen vorgegebenen Wert erneut ermittelt. Das heißt, dass eine Änderung der momentanen Fahrgeschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeuges unterhalb des vorgegebenen Wertes in Bezug auf die Optimierung des Energieverbrauches des nachfolgenden Fahrzeuges im Wesentlichen vernachlässigbar ist. In einem solchen Fall bleibt die Einstellung des Abstandes zu dem vorausfahrenden Fahrzeug gleich. Andernfalls, wenn die Änderung der Fahrgeschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeuges den vorgegebenen Wert überschreitet, wird der Sollabstand neu ermittelt, da sich in einem solchen Fall zum Beispiel die Verwirbelungen hinter dem vorausfahrenden Fahrzeug in Bezug auf den Energieverbrauch des Fahrzeuges anders auswirken können, was bei einer nicht-Anpassung des Abstandes zwischen dem Fahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug zu einer Erhöhung des Energieverbrauchs führen kann.
In einer Weiterbildung des Verfahrens wird die Ermittlung des Sollabstands bei einem erkannten neuen vorausfahrenden Fahrzeug wiederholt. Das heißt, der größte Abstandswert des Fahrzeuges zu dem vorausfahrenden Fahrzeug, bei welchem der momentane Energieverbrauch des Fahrzeuges minimal ist, wird bei einem erkannten neuen vorausfahrenden Fahrzeug erneut ermittelt. Diese Vorgehensweise ist vorteilhaft, da hierdurch berücksichtigt wird, dass unterschiedliche Fahrzeuge unterschiedliche Verwirbelung hinter sich ausbilden können, die sich unterschiedlich auf den Energieverbrauch des Fahrzeuges auswirken können. Der größte Abstandswert, bei welchem der Energieverbrauch des Fahrzeuges minimal ist, wird dann erneut ermittelt, so dass daraufhin dieser größte Abstand zur Optimierung des Energieverbrauches des Fahrzeuges, beispielsweise bei einer Windschattenfahrt, eingestellt wird.
Eine mögliche Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass der momentane Energieverbrauch des Fahrzeuges bei einer Annäherung des Fahrzeuges an das vorausfahrende Fahrzeug bei einem jeweiligen Abstandswert fortlaufend ermittelt wird. Dadurch, dass der momentane Energieverbrauch des Fahrzeuges bei seiner Annäherung an das vorausfahrende Fahrzeug fortlaufend ermittelt wird, ist es nicht erforderlich, zur Ermittlung des momentanen Energieverbrauches ein vorgegebenes Fahrmanöver durchzuführen. Die Ermittlung des momentanen Energieverbrauches erfolgt also im normalen Fährbetrieb des Fahrzeuges bei aktivierter Abstandsregelvorrichtung, wenn sich das Fahrzeug einem vorausfahrenden Fahrzeug nähert.
Darüber hinaus wird in einer weiteren möglichen Ausführung der momentane Energieverbrauch des Fahrzeuges in Abhängigkeit des jeweiligen Abstandswertes bei Annäherung des Fahrzeuges an das vorausfahrende Fahrzeug ermittelt, wenn sich das Fahrzeug dem vorausfahrenden Fahrzeug mit einer momentanen Fahrgeschwindigkeit nähert, die einen vorgegebenen Fahrgeschwindigkeitswert unterschreitet. Mit anderen Worten nähert sich das Fahrzeug dem vorausfahrenden Fahrzeug vergleichsweise langsam, um den größten Abstand zu ermitteln, bei welchem der Energieverbrauch im Vergleich minimal ist, wobei der Sicherheitsabstand zwischen dem Fahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug stets eingehalten wird. Dadurch kann erreicht werden, dass ein Unfallrisiko für die beiden hintereinanderfahrenden Fahrzeuge erheblich verringert ist, insbesondere wenn das vorausfahrende Fahrzeug gezwungen ist, eine Gefahrenbremsung einzuleiten.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
Fig. 1 schematisch einen Fahrbahnabschnitt mit zwei hintereinanderfahrenden Fahrzeugen und
Fig. 2 schematisch ein Diagramm mit einem beispielhaften Verlauf eines Energieverbrauches eines Fahrzeuges in Bezug auf einen Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug. Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Figur 1 zeigt einen Fahrbahnabschnitt F mit einem Fahrzeug 1, welches in einem vorgegebenen Abstand a hinter einem vorausfahrenden Fahrzeug 2 fährt, bei welchem es sich um einen Lastkraftwagen handelt. Das Fahrzeug 1 fährt insbesondere im Windschatten des vorausfahrenden Fahrzeuges 2.
In Figur 2 ist ein Diagramm D mit einem beispielhaften Verlauf eines Energieverbrauches E eines Fahrzeuges 1 in Abhängigkeit von einem Abstand a des Fahrzeuges 1 zu einem vorausfahrenden Fahrzeug 2 dargestellt. Dabei ist auf der Abszisse der Abstand a des Fahrzeuges 1 zu dem vorausfahrenden Fahrzeug 2 und auf der Ordinate der Energieverbrauch E des Fahrzeuges 1 abgetragen. Bei dem Energieverbrauch E kann es sich also um einen Kraftstoffverbrauch oder einen Verbrauch elektrischer Energie handeln, sofern das Fahrzeug 1 als Hybridfahrzeug oder Elektrofahrzeug ausgeführt ist.
Das Fahrzeug 1 weist eine Abstandsregelvorrichtung 1.1 auf, mittels welcher der Abstand a zu dem vorausfahrenden Fahrzeug 2 beispielsweise mittels vorgegebener Stufen eingestellt wird, wobei der Abstand a durch eine vorgegebene Entfernung in Sekunden eingestellt wird.
Im Folgenden wird ein Verfahren zum Betrieb der Abstandsregelvorrichtung 1.1 beschrieben, um einen momentanen Energieverbrauch E des Fahrzeuges 1 zu optimieren, das heißt zu verringern.
Dabei erfolgt eine Abstandsregelung in Bezug auf ein vorausfahrendes Fahrzeug 2 nicht nur mittels eines Zeitgliedes in vorgegebenen Stufen, sondern auch mittels einer möglichen Einstellung zu einer intelligenten Verbrauchsoptimierung des Fahrzeuges 1.
Dazu sieht das Verfahren vor, dass wenn die intelligente Verbrauchsoptimierung eingestellt ist, ein momentaner Energieverbrauch E des Fahrzeuges 1 in einem Rechenmodell der Abstandsregelvorrichtung 1.1 berücksichtigt wird.
Aktiviert ein Fahrer des Fahrzeuges 1 die Abstandsregelvorrichtung 1.1 und es wird anhand erfasster Signale einer Umgebungssensorik 1.2 des Fahrzeuges 1 ein vorausfahrendes Fahrzeug 2 erkannt, wird bei einer Annäherung des Fahrzeuges 1 an das vorausfahrende Fahrzeug 2 fortlaufend ein momentaner Energieverbrauch E des Fahrzeuges 1 ermittelt.
Insbesondere wird der momentane Energieverbrauch E in Abhängigkeit eines jeweiligen Abstandswertes zwischen dem Fahrzeug 1 und dem vorausfahrenden Fahrzeug 2 ermittelt, wie anhand des Diagrammes D in Figur 2 gezeigt ist. In Bezug auf die Abstandswerte sind Grenzwerte vorgegeben, so dass beispielsweise ein vorgegebener Sicherheitsabstand des das Fahrzeug 1 zu dem vorausfahrenden Fahrzeug 2 einhalten muss, nicht unterschritten wird.
Der Abstand a zwischen dem Fahrzeug 1 und dem vorausfahrenden Fahrzeug 2 wird bei einem Folgen des vorausfahrenden Fahrzeuges 2 variiert und für jeden Abstandswert innerhalb der Grenzwerte wird der momentane Energieverbrauch E des Fahrzeuges 1 ermittelt.
Beispielsweise erfolgt die Ermittlung des jeweiligen momentanen Energieverbrauches E des Fahrzeuges 1 in Abhängigkeit des jeweiligen Abstandswertes, wenn das Fahrzeug 1 eine momentane Fahrgeschwindigkeit aufweist, die einen vorgegebenen Fahrgeschwindigkeitswert unterschreitet, so dass eine verhältnismäßig aussagekräftige Ermittlung in Bezug auf Abstandswert und momentanen Energieverbrauch E möglich ist.
Basierend auf dem jeweiligen Abstandswert und dem zugehörigen momentanen Energieverbrauch E des Fahrzeuges 1 wird der größte Abstandswert ausgewählt, bei welchem der momentane Energieverbrauch E des Fahrzeuges 1 minimal, das heißt am geringsten, war.
Dieser ermittelte größte Abstandswert wird dann als Sollabstand der Abstandsregelvorrichtung 1.1 eingestellt, so dass der Abstand a zwischen dem Fahrzeug 1 und dem vorausfahrenden Fahrzeug 2 gleich ist, so lange das Fahrzeug 1 hinter dem vorausfahrenden Fahrzeug 2, insbesondere in dessen Windschatten, fährt.
Gemäß dem in Figur 2 gezeigten Diagramm D ist gezeigt, dass der Energieverbrauch E des Fahrzeuges 1 bei der Annäherung an das vorausfahrende Fahrzeug 2 aufgrund von Verwirbelungen hinter dem vorausfahrenden Fahrzeug 1 schwankt, also verschiedene Hoch- und Tiefpunkte aufweist. In Bezug auf das in Figur 2 gezeigte Ausführungsbeispiel beträgt der größte Abstandswert mit einem geringsten Energieverbrauch E etwa 32 m, wobei dieser Abstandswert der Abstandsregelung des Fahrzeuges 1 zugrunde gelegt wird, um den Energieverbrauch E des Fahrzeuges 1 zu optimieren.
Weiterhin sieht das Verfahren vor, dass die Ermittlung des Sollabstands, d.h. die Ermittlung des größten Abstandswertes mit dem geringsten Energieverbrauch E für das Fahrzeug 1 , nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer erneut durchgeführt wird. Beispielsweise kann diese erneute Ermittlung alle 5 min durchgeführt werden, um beispielsweise eine Änderung einer Windrichtung eines auf das Fahrzeug 1 und das vorausfahrende Fahrzeug 2 wirkenden Windes zu berücksichtigen. Beispielsweise hat sich eine Fahrtrichtung in Bezug auf die Himmelsrichtungen geändert, so dass das Fahrzeug 1, welches eben noch im Windschatten des vorausfahrenden Fahrzeuges 2 gefahren ist, nun einem Seitenwind ausgesetzt ist und sich dadurch der Energieverbrauch E des Fahrzeuges 1 ändert, insbesondere erhöht.
Auch erfolgt eine erneute Ermittlung des Sollabstands, d.h. eine erneute Ermittlung des größten Abstandswertes mit dem geringsten Energieverbrauch, in einer zusätzlichen oder alternativen Ausführung des Verfahrens, dann wenn das Fahrzeug 1 eine vorgegebene Wegstrecke, beispielsweise von 10 km, zurückgelegt hat. Dadurch können beziehungsweise kann die Windrichtung und/oder eine Windgeschwindigkeit und/oder eine Windintensität und/oder die Änderung der Fahrtrichtung des Fahrzeuges 1 berücksichtigt werden. Der Abstand a zwischen dem Fahrzeug 1 und dem vorausfahrenden Fahrzeug 2 wird geändert und zu jedem Abstandswert wird der momentane Energieverbrauch E des Fahrzeuges 1 ermittelt, um dann den größten Abstandswert mit dem geringsten Energieverbrauch E zu bestimmen und einzustellen. Beispielsweise kann sich auch eine Steigung einer jeweiligen Wegstrecke ändern, wobei sich die Steigung, wie auch der Windschatten, auf den Energieverbrauch E des Fahrzeuges 1 auswirkt.
Beispielsweise kann ein vergleichsweise geringer Abstand a zwischen Fahrzeug 1 und vorausfahrendem Fahrzeug 2 bei Rückenwind zu einem spürbar erhöhten Energieverbrauch E des Fahrzeuges 1 führen.
In einer weiteren alternativen oder zusätzlichen Ausführung wird die Ermittlung des Sollabstands, d.h. die Ermittlung des größten Abstandswertes mit dem geringsten Energieverbrauch E des dem vorausfahrenden Fahrzeug 2 folgenden Fahrzeuges 1 erneut durchgeführt, wenn das vorausfahrende Fahrzeug 2 seine momentane Fahrgeschwindigkeit, insbesondere um einen vorgegebenen Wert ändert. Durch die Änderung der Fahrgeschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeuges 2 kann sich eine Ausprägung und Ausbildung der Luftverwirbelungen hinter dem vorausfahrenden Fahrzeug 2 ändern, die sich wiederum auf den Energieverbrauch E des Fahrzeuges 1 auswirken. Um den Energieverbrauch E des Fahrzeuges 1 zu optimieren, wird der größte Abstandswert mit dem geringsten Energieverbrauch E für das Fahrzeug 1 erneut bestimmt und dieser Abstandswert als Sollabstand eingestellt und somit der Abstandsregelung des Fahrzeuges 1 zugrunde gelegt.
Wird anhand erfasster Signale der Umgebungssensorik 1.2 des Fahrzeuges 1 erkannt, dass sich das vorausfahrende Fahrzeug 2 geändert hat, also ein nicht gezeigtes neues Fahrzeug vorausfährt, sieht das Verfahren in einer alternativen oder zusätzlichen Ausführung vor, dass der Abstand a zwischen dem Fahrzeug 1 und dem vorausfahrenden Fahrzeug 2 geändert wird und zu jedem Abstandswert der momentane Energieverbrauch E des Fahrzeuges 1 erfasst wird. Daraufhin wird innerhalb der Abstandsregelvorrichtung 1.1 erneut der größte Abstandswert ermittelt und als Sollabstand eingestellt, bei welchem der momentane Energieverbrauch E minimal war.
Insbesondere wird bei Erkennen, dass dem Fahrzeug 1 ein anderes, also neues, Fahrzeug vorausfährt, die Ermittlung des größten Abstandswertes mit dem geringsten Energieverbrauch E erneut durchgeführt, da jedes Fahrzeug 1, 2 hinter sich eine andere Verwirbelung ausbildet.
Durch Anwendung des Verfahrens ist es möglich, den Energieverbrauch E des Fahrzeuges 1 in Abhängigkeit von dem Abstand a zwischen dem Fahrzeug 1 und dem vorausfahrenden Fahrzeug 2 zu optimieren. Dabei wird der Abstand a als Sollabstand nur so gering eingestellt, wie unbedingt erforderlich, wodurch ein Risiko von Steinschlägen verringert und ein Sicherheitsabstand des Fahrzeuges 1 zu dem vorausfahrenden Fahrzeug 2 berücksichtigt wird.
Wird das Verfahren angewendet, kann durch Einstellung des größten Abstandswertes mit dem geringsten Energieverbrauch E als Sollabstand ein Verbrauchsvorteil für das Fahrzeug 1, wenn dieses beispielsweise im Windschatten hinter einem vorausfahrenden Fahrzeug 2 hinterherfährt, erzielt werden.
Vorteilhafterweise unterscheidet das Verfahren zwischen einem Messzyklus, in dem der hinsichtlich des Energieverbrauchs E optimale Sollabstand ermittelt wird, und einem an den Messzyklus anschließenden Regelzyklus, in dem der Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug 2 auf den zuvor im Messzyklus ermittelten Sollabstand geregelt wird. Der Messzyklus wird dabei vorteilhafterweise regelmäßig wiederholt, beispielsweise nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer, nach Befahren einer vorgegebenen Wegstrecke, nach einer Änderung der Fahrgeschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeuges 2 insbesondere um mehr als einen vorgegebenen Wert, bei einem Wechsel des vorausfahrenden Fahrzeugs 2 und/oder bei einer Annäherung an das vorausfahrende Fahrzeug 2. Durch die regelmäßige Wiederholung des Messzyklus wird der Sollabstand regelmäßig aktualisiert, was insgesamt zu einem optimalen Energieverbrauch E führt.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Abstandsregelung eines Fahrzeuges (1) zu einem vorausfahrenden
Fahrzeug (2) auf einen Sollabstand, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollabstand ermittelt wird, indem
- ein Abstand (a) des Fahrzeuges (1) zu dem vorausfahrenden Fahrzeug (2) während eines Folgens des vorausfahrenden Fahrzeugs (2) innerhalb vorgegebener Grenzwerte variiert wird und ein momentaner Energieverbrauch (E) des Fahrzeuges (1) in Bezug auf einen jeweiligen Abstandswert ermittelt wird,
- aus den ermittelten Abstandswerten ein größter Abstandswert ermittelt wird, bei welchem der ermittelte momentane Energieverbrauch (E) minimal war und
- dieser ermittelte größte Abstandswert als Sollabstand bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung des Sollabstands nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer wiederholt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung des Sollabstands nach Befahren einer vorgegebenen Wegstrecke wiederholt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung des Sollabstands bei einer erfassten Änderung einer Fahrgeschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeuges (2) wiederholt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung des Sollabstands bei einer erfassten Änderung der Fahrgeschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeuges (2) um mehr als einen vorgegebenen Wert wiederholt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung des Sollabstands bei einem erkannten neuen vorausfahrenden Fahrzeug (2) wiederholt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der momentane Energieverbrauch (E) des Fahrzeuges (1) bei einer Annäherung des Fahrzeuges (1) an das vorausfahrende Fahrzeug (2) bei einem jeweiligen Abstandswert fortlaufend ermittelt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der momentane Energieverbrauch (E) des Fahrzeuges (1) in Abhängigkeit des jeweiligen Abstandswertes bei Annäherung des Fahrzeuges (1) an das vorausfahrende Fahrzeug (2) ermittelt wird, wenn sich das Fahrzeug (1) dem vorausfahrenden Fahrzeug (2) mit einer momentanen Fahrgeschwindigkeit nähert, die einen vorgegebenen Fahrgeschwindigkeitswert unterschreitet.
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