用于调整车队中的车辆的车辆减速度的方法以及列队调节系统和车辆

技术领域

本发明涉及一种用于调整车队中的车辆的、特别是商用车辆的车辆减速度的方法以及一种用于执行该方法的列队调节系统和一种带有这种列队调节系统的车辆。

背景技术

已知的是，多个车辆能彼此配合地在一条车道上前后相继地间隔很短的间距来运动，以便通过减小空气阻力来节省燃料。为此，当车辆彼此间例如通过无线通信协调时，可以小于车队的各个车辆之间的当前通用的安全间距。车队的各个车辆在此可以通过安装在每个车辆中的列队调节系统协调，其中，在各自的车辆中的列队调节系统可以通过无线的通信相互通信并且在此例如可以交换几何的和/或行驶动态的信息。

由此可以例如按照一定的判据预定各个车辆的车辆速度以及在各个车辆之间的目标间距。因此确保了，车队的各个车辆能较为快速地对彼此作出反应，因此可以在不会决定性地妨碍安全性的情况下确保低于安全间距，因为反应时间缩短了。

不过由此可能产生的问题是，各个车辆的最大的制动能力或最大减速度或最小制动行程是没有精确地已知并且因此使配合变难。这在手动地或自动化地促使的制动状况中，例如在紧急制动状况中可能导致：在车队中车辆的极小的间距下并且在很高的车辆减速度下，当其中每辆车用其个性化的最大减速度制动并且目标间距没有与之匹配时，可能出现追尾事故。当在前方行驶的领头车辆具有比紧随其后的后续车辆具有更高的最大减速度或更强的最大的制动能力时，例如就是这样的情况。

在车队的各个车辆之间的配合变得困难，因为车队中的各个车辆之间的最大减速度不总是已知的或者仅极为不精确地已知。这源于此，即，没有事先得出最大减速度，或者每个车辆的最大的制动能力视装载或挂车配置而定或者根据周围环境条件也可能发生变化。因此针对伴随大的车辆减速度的制动状况，特别是在紧急制动状况中，不是总能确保列队模式中的安全的行驶运行。

在US 9,632,507 B1中说明的是，车队的车辆按其通过分配给各自的车辆的最大减速度表征的制动能力进行排序。由此可以保证，前方行驶的车辆不会比随后的车辆更为强烈地制动。

由此可能产生的问题是，各个车辆的最大的制动能力或最大减速度不是精确公知已知的。这可以特别是在紧急制动状况下导致，当其中每个车辆用其个性化的最大减速度制动时，在车队中的车辆之间的间距极小时可能出现追尾事故。当前方行驶的车辆具有比随后的车辆更大的最大减速度时，例如就是这样的情况。在车队的各个车辆之间的配合变得困难，因为最大减速度不是公已知的或仅极为不精确地已知。因此针对紧急制动状况不是总能确保列队模式中的安全的行驶运行。

按照WO 2016/135207 A1和WO 2016/134770 A1还规定，在识别到可能的碰撞时可以调整车队的车辆之间的间距。在此，根据各自的车辆的制动能力或者最大减速度，考虑到了各自的车辆之间的缓冲间距。在此通过对每个车辆的摩擦观察来评估并且因此在行驶期间得出制动能力。

因此现有技术基于车辆的最大减速度是精确已知的。但这实际上不是这样的情况。更确切地说，大量参数对最大减速度有影响。大量参数例如基于磨损就已经会连续地发生改变。最大减速度的当前的值因此可以仅通过例如每天重复执行的全制动检查确定，但这不符合实际。

发明内容

因此本发明所要解决的技术问题是，说明一种用于调整车队中车辆的车辆减速度的方法，用该方法可以确保车队的车辆的安全的行驶运行。本发明所要解决的技术问题还在于，说明一种用于执行所述方法的列队调节系统和一种带有这种列队调节系统的车辆。

该技术问题通过一种按照权利要求1所述的方法、一种按照权利要求15所述的列队调节系统和一种按照权利要求18所述的车辆解决。从属权利要求说明了优选的扩展设计方案。

因此按照本发明规定，在满足了限制判据的情况下，将在途中可以作为车队中的领头车辆或跟随车辆的车辆的车辆减速度限制到边界减速度，其中，由该边界减速度优选假设：车队的其中每个在该车辆后面行驶的跟随车辆都至少可以实施这个边界减速度，从而在制动情况下，作为前方行驶的领头车辆或者作为前方行驶的跟随车辆的车辆可以最多与车队的每个在该车辆后方行驶的跟随车辆一样地强烈地减速。

由此已经能实现这样的优点，即，车辆在任意的制动状况下可以彼此配合，即使至少一个车辆的最大减速度不是已知的。这就是说，即使在车队中，在各个车辆没有提供或仅提供极为不精确的有关最大减速度的信息的情况下，也还能确保安全的行驶运行。因此通过该限制实现，车辆的车辆减速调整得不能比通过边界减速度预定的更大并且车辆因此不能比通过边界减速度预定的更为强烈地制动，其中，由边界减速度假设：由车队中的每个其它车辆至少可以实施这个边界减速度。

因此虽然对车辆而言原则上可以设置比边界减速度更大的车辆减速度，这就是说，直至未知的最大减速度，但通过按本发明的限制防止了调整到比边界减速度更大的值。

车队在此在本发明的范围中指的是由多个车辆、特别是商用车辆构成的车辆联合(车列)，这些车辆以彼此间很小的间距运动。最前面的车辆在此称为领头车辆并且后面的车辆称为跟随车辆，其中，可以存在仅一个或者也存在多个跟随车辆。因此跟随车辆可以在领头车辆后方行驶和/或也在另一个跟随车辆前方行驶。

各个车辆在此通过无线的通信进行协调，从而可以通过在每个车辆中的列队调节系统通过驱控制动系统和/或驱动系统来调整出预定得相应很小的目标间距。可以由是领头车辆或者其中一个跟随车辆的协调车辆承担起协调。车辆之间的间距在此在车队中这样彼此配合，使得燃耗能通过在整个车队中的相应低的空气阻力而得以优化。

在此优选规定，根据法规预定的最小减速度来确定边界减速度。由此使边界减速度有利地与这样一个参量相关，由该参量假设：在正常条件下每个车辆均能满足这个边界减速度。

在此可以优选地规定，边界减速度正好相当于法定的最小减速度或者相当于如下的值，该值与法定的最小减速度偏离了安全因子，其中，该安全因子在法定的最小减速度的约5％和约20％之间。与此可以有利地确定，用哪种公差来限制车辆减速度。因此，如果假设：大部分车辆也可以超过法定的最小减速度，那么安全因子就可以设置得很高。如果假设：处在车辆中的车辆更确切地说接近法定的最小要求，那么将精确的法定确定的最小减速度值，例如针对载重汽车的5m/s

因此，如果假设：仅很少一些车辆完全达到法定的最小加速度，也可以考虑很小的偏差。由此可以有利地最小化跟随间距并且还确保了车队中的安全的行驶运行。

按照一种优选的实施方案规定，一旦在车辆中激活列队模式，就满足了限制判据。因此直接在进入到车队中时就限制在车队中运动的车辆的车辆减速度并且因此确保了，在制动状况下不会发生追尾事故。

按照一种备选的实施方案规定，当在监控在车队的领头车辆和直接在其后行驶的跟随车辆之间和/或在两个直接前后相继地行驶的跟随车辆之间的实际间距时在制动过程中确认了各自的实际间距减小了至少一个边界间距时，就满足了该限制判据。

因此当实际上确认了车辆的最大制动能力存在区别时，才执行限制。由此可以避免对车辆减速度的可能是不必要的限制。当实际上确认了车队中的其中一个车辆比在其前方行驶的车辆更弱地制动时，才进行限制。

为此可以优选规定，通过在各自的跟随车辆中的间距传感器动态地得出实际间距。因此优选也负责调整出目标间距的间距调节系统的现有的间距传感机构也用于识别制动能力中的差异或偏差并且因此用于评估是否需要限制。

优选还规定，通过无线的数据通信向作为领头车辆或者作为跟随车辆的车辆传递限制判据的满足，从而随后能将该车辆的车辆减速度限制到边界减速度。因此有利地的是，可以由车队中的任意车辆识别到存在不同的制动能力并且因此需要限制，并且这种认识可以向车队中的随后被实施限制的其它车辆传达。这也可以通过协调车辆进行协调。

按照另一种构造方案可以规定，当车辆是未被车队中的另外的跟随车辆跟随的跟随车辆时，则对于该车辆将限制判据持久地确定为没有得到满足。因此针对车队中的最后的车辆有利地确定，这个车辆也能不依赖于其它车辆强烈地制动，因为最后的车辆不会出现与车队中的紧随其后的车辆的追尾事故。

优选规定，边界减速度由车队的协调车辆确定并且向车辆传递或者边界减速度由车辆本身确定。因此，本车辆可以不依赖于其它车辆地立即实施限制或者在偏离特定的参数设定时也接管协调车辆的数据。

按照一种优选的扩展设计方案规定，目标间距由协调车辆确定并且至少向跟随车辆传递，其中，跟随车辆通过间距调节系统调设各自的目标间距。因此有利地实现经中央协调的车队。

优选还规定，自动化地或手动地导入车辆的将车辆减速度限制到边界减速度的制动状况。制动状况在此可以例如是紧急制动状况。因此由限制来检测通过驾驶员的手动干预或者通过驾驶辅助系统的自动化干预，其中，尤其在手动或自动化导入的紧急制动中执行很高的车辆减速度，对此优选是限制。但是具有在边界减速度的范围内的大的车辆减速度的其它的制动过程也受益于该限制，因为在这些情况下也能避免追尾事故。

按照一种优选的实施方案还规定，在满足了限制判据时，由列队调节系统或车辆的制动系统对将车辆减速度限制到边界减速度进行监控。因此列队调节器本身可以负责遵循该限制并且可能限制性地重新写入制动请求或者将限制指令输出到制动系统，该制动系统因此本身就负责不执行伴随比边界减速度更大的车辆减速度的制动。

按照本发明，列队调节系统构造成在激活列队模式时促使调整在作为跟随车辆的车辆和直接在该跟随车辆之前行驶的领头车辆或者车队的另的在前方行驶的跟随车辆之间的所确定的目标间距，其中，列队调节系统为此可以促使对车辆的制动系统的和/或驱动系统的自动化的驱控，并且列队调节系统按照本发明还构造成在满足了限制判据时如所说明那样促使将车辆的车辆减速度限制到边界减速度。

在此，列队调节系统可以具有间距调节系统或者与带有间距传感器的间距调节系统处于作用连接，以便在作为跟随车辆的车辆中调整出目标间距并且必要时监控实际间距。

附图说明

接下来借助实施例更为详细地阐释本发明。其中：

图1示出由多个车辆构成的车队的示意性视图；并且

图2示出用于执行按本发明的方法的流程图

具体实施方式

按照图1示出了由三个车辆1、2、3构成的车队100或车列，其中，车辆1、2、3在车道4上前后相继地运动。在前方行驶的车辆1在下文中称为车队100的领头车辆X并且随后的车辆2和3称为跟随车辆Y，也可以设置多于两个的跟随车辆Y。在各个车辆1、2、3之间的实际间距D12Ist、D23Ist在存在列队模式P时被如下地调设到预定的目标间距D12Soll、D23Soll，即，在车队100的各个车辆1、2、3之间的空气阻力和面积消耗

为了实现于此，分别通过安装在其中每个车辆1、2、3中的列队调节系统5自动化地调适实际间距D12Ist、D23Ist。对实际间距D12Ist、D23Ist的调整通过在各自的跟随车辆Y中的间距调节系统9完成，该间距调节系统按照间距调节速度控制器(自适应巡航，ACC)的方式通过间距传感器9a得出在该跟随车辆Y和分别在前方行驶的车辆1、2(领头车辆X或另外的跟随车辆Y)之间的当前的实际间距D12Ist，并且使这个当前的实际间距与为该跟随车辆Y所预定的目标间距D12Soll、D23Soll相匹配。

列队调节系统5与间距调节系统9相应地作用连接或者与这个间距调节系统联合在一个单元中。因为领头车辆X原则上也可以是在一个其他编排的车队100中的跟随车辆Y，所以这个领头车辆具有所说明的间距调节功能。

各个车辆1、2、3的列队调节系统5可以彼此配合，从而在安全方面可以这样来有针对性地调整各自的跟随车辆Y的和/或在一定状况下也是领头车辆X的行驶动力学、特别是车辆速度v1、v2、v3和/或车辆减速度a1、a2、a3，使得遵守预定的目标间距D12Soll、D23Soll。列队调节系统5为此例如与在各自的跟随车辆Y中或领头车辆X中的制动系统和驱动系统7、8作用连接，从而可以自动化地改变行驶动力学，其中，既可以通过由制动系统7控制的车轮制动器或持续制动器实现制动，也可以通过由驱动系统8控制的发动机制动装置实现制动。

在各个车辆1、2、3之间的目标间距D12Soll、D23Soll在此可以集中地由车队100的其中一个车辆1、2、3、例如领头车辆X借助行驶动力学的判据在其列队调节系统5中得出并且预定给各个跟随车辆Y。领头车辆X因此同时起到协调车辆Z的作用，该协调车辆根据所交换的数据协调车队100。但协调车辆Z原则上也可以是其中一个跟随车辆Y。得出和预定目标间距D12Soll、D23Soll原则上也可以分散地借助交换的数据在其中每个车辆1、2、3中实现。

在各个车辆1、2、3之间的配合或数据交换通过无线的数据通信C完成，通过该无线的数据通信例如可以传输针对各个车辆1、2、3的几何的和/或行驶动力学的信息和/或有关周围环境U的信息。预定的目标间距D12Soll、D23Soll可以经由此从协调车辆Z传输给其它车辆1、2、3。通过车队100的各个车辆1、2、3的这种配合或协调，可以预定和调整在各个车辆1、2、3之间的目标间距D12Soll、D23Soll，该目标间距处在安全间距之下。由此可以减小空气阻力并且因此也减小燃耗。

在这样配合时，按照传动方式满足了针对所参与的车辆1、2、3的最大的制动能力的一定假设，但该假设不是在每个行驶状况中都是可靠的。车辆1、2、3的最大的制动能力当然可能是未知的或仅极为不精确地已知，因为该最大的制动能力例如在测试制动中无法得出或者视制动系统7的配置、装载、挂车配置或周围环境条件而定也可以改变。因此，为了协调车队100，通常不给列队调节系统5、特别是协调车辆Z的列队调节系统提供各自的车辆1、2、3的表征最大的制动能力的最大减速度aMax1、aMax2、aMax3(该最大减速度说明了相应的各自的车辆1、2、3在行驶状况中可以最大以多大的减速度制动)。各个列队调节系统5由此在特定的行驶状况中无法以可靠的方式彼此通过无线的通信C配合。

因此，在伴随调控出的很高的车辆减速度a1、a2、a3的制动状况中、例如紧急制动状况N中，出现了车辆1、2、3以其最大减速度aMax1、aMax2、aMax3制动，但预定的目标间距D12Soll、D23Soll并不以最大减速度来设计。当在这种制动状况中，领头车辆X例如比一个或多个跟随车辆Y更为强烈地制动时，这可能在不同的真实的车辆减速度a1、a2、a3下导致追尾事故。这种状况在此不仅在紧急制动状况N中出现，而且在任意的通过驾驶员手动地预定或者通过驾驶员辅助系统(ABS、RSC等)自动化地预定的制动中出现，在这种制动中，原则上同样要求很高的车辆减速度a1、a2、a3。

为了考虑到这种情况，按本发明规定，如果存在限制判据K，则将针对每个车辆1、2、3的车辆减速度a1、a2、a3限制到边界减速度aG，其中，当各自的车辆1、2、3处在列队模式P中时，在最为简单的情况下满足了限制判据K。边界减速度aG在此被确定到如下值，由该值假设：由车队100中的其中每个车辆1、2、3都可以至少实施这个边界减速度。由车队100中的其中每个车辆1、2、3都可以至少实施的边界减速度aG在此有很大概率是法律规定的最小减速度aM。车队100的每个正常运行的符合规定的车辆1、2、3在正常条件下，也就是说至少在干的车道上，均能安全地遵守这个最小减速度。法定的最小减速度aM在载重汽车中例如是5m/s

由此可以实现的是，图1中的车队100的跟随车辆Y在具有要求很高的车辆减速度a2、a3的彼此配合的制动状况中，例如在紧急制动N中，总是可以至少和车队100的领头车辆X一样强烈地制动。同样的说明也适用于两个跟随车辆Y。当在正常条件下在干的车道4上进行彼此配合的制动并且由于跟随车辆Y在制动上没有缺陷时，由此至少安全地避免了追尾事故。

因此一旦在其中一个车辆1、2、3中激活列队模式P，那么按照这种实施方案自动地促使将针对相关的车辆1、2、3的车辆减速度a1、a2、a3限制到边界减速度aG、优选法定的最小减速度aM。一旦列队模式P被激活，这种预定就可以通过在每个车辆1、2、3中的列队调节系统5个性化地完成。预定也可以集中地基于协调车辆Z、例如领头车辆X实现，因此一旦有新的跟随车辆Y加入车队100，那么协调车辆除了预定目标间距D12Soll、D23Soll外也可以通过无线的通信C预定边界减速度aG。

例如提供如下方式可以实现限制到边界减速度aG的限制，即，每个车辆1、2、3的列队调节系统5本身与制动系统和驱动系统7、8和/或与间距调节速度控制器9交替作用并且促使将车辆减速度a1、a2、a3调整得不大于边界减速度aG。列队调节系统5因此在列队模式P中能重新写入各自的车辆1、2、3中的每个自动化地或手动地预定的制动指令或者将其限制到边界减速度aG。

但此外也可以将相应的限制指令SB输出到驱动系统或制动系统7、8，驱动系统或制动系统然后自动地负责在激活列队模式P时不超过边界减速度aG。每个向制动系统或驱动系统7、8的手动的或自动化的预定，例如通过驾驶员的手动的制动预定，然后也被限制到这个边界减速度aG。

在此，已经基于边界减速度aG(例如在领头车辆X中)将紧急制动状况N确认为通过车辆防撞系统6实现的具有要求很高的车辆减速度a1、a2、a3的示例性的制动状况。这就是说，这个边界减速度aG已经被考虑用于计算与可能识别到的碰撞对象O的碰撞时间tCol，从而对紧急制动状况N的评估已经以实际上能使用的值为基础。在列队模式P之外，车辆防撞系统6又可以以其它值设定参数。

假设其中一个跟随车辆Y有很大概率也能比法律规定的最小减速度aM更强烈地制动，那么边界减速度aG也可以确定到如下值，该值比法律规定的最小减速度aM高了一个例如在5％至15％之间的安全因子S。

此外，针对车队100中的最后的跟随车辆Y，可以取消将车辆减速度a3限制到边界减速度aG，因为这个跟随车辆在车队100中不会与车队100中的另外的跟随车辆发生追尾事故。

通过这种措施可以有利地实现的是，在具有要求很大的车辆减速度a1、a2、a3的制动状况下，例如在紧急制动状况N下，使在例如领头车辆X的所调整的车辆减速度a1和跟随车辆Y的未知的制动能力(aMax2、aMax3)之间的差最小化，其原因在于，一个或多个跟随车辆Y至少能以边界减速度aG或法定的最小减速度aM或略高于此的减速度减速。因此至少在没有碰撞事故的正常条件下也确保了列队模式P中的安全的行驶运行。

按照扩展后的构造方案可以规定，当实际上确认了存在限制的必要性时，才满足该限制判据K并且才将车辆减速度a1、a2、a3限制到边界减速度aG。为此，在列队模式P中动态地检测在车辆1、2、3之间的实际间距D12Ist、D23Ist并且由此得出在各自的车辆1、2、3之间的实际间距变化dD12Ist、dD23Ist。这可以通过间距调节速度控制器9的间距传感器9a完成。若在各自的车辆1、2、3之间的实际间距变化dD12Ist、dD23Ist在制动时是负的并且下降至特定的间距边界值DG之下，这就是说各自的实际间距D12Ist、D23Ist在各自的制动状况下至少变小了间距边界值DG，那么就满足了限制判据K，因为各自的跟随车辆Y在制动时基于较小的最大的制动能力而朝着在前方行驶的车辆1、2运动。确定间距边界值DG，以便考虑到在制动时基于各自的车辆1、2、3的反应时间而实际间距D12Ist、D23Ist最初有减小。

在此可以由各自的跟随车辆Y通过无线的通信C通知在前方行驶的车辆1、2和/或协调车辆Z已满足了限制判据K，因此如前所述那样针对车队100中的车辆1、2、3使限制到边界减速度aG生效。用这种解决方案可以在列队模式P中保持将车辆减速度a1、a2、a3限制到所需的最小程度，因为实际上只有当基于实际上确认的有偏差的最大的制动能力而需要进行限制时，才进行限制。

按照图2，可以例如如下实施按本发明的方法。在步骤St0中初始化之后，例如在各自的车辆1、2、3启动时，在第一步骤St1中先检查，各自的车辆1、2、3是否处在车队100中。若不是，那么不对各自的车辆1、2、3的车辆减速度a1、a2、a3的调整进行修改。因此车辆1、2、3也能以各自的最大减速度aMax1、aMax2、aMax3减速。

但若存在列队模式P，那么在第二步骤St2中在车队100的各自的车辆1、2、3中调整特定的边界减速度aG，制动请求不应超过该边界减速度。边界减速度aG在各自的车辆1、2、3中被自主地调整或者由车队100的协调车辆Z(例如其在进入车队100时被预定)调整。边界减速度aG在此被确定到这样如下的值，由该值假设：可以由车队100中的其中每个车辆1、2、3至少实施这个值。这个值优选通过法定的最小减速度aM给定，必要时在考虑到例如在5％和15％之间的安全因子S的情况下给定。同时在这个前提下可以通过间距调节系统9调设目标间距DS12Soll、DS23Soll。

在可选的中间步骤StZ中，可以在制动之前在列队模式P中先检验：其中一个跟随车辆Y是否以多于一个边界间距更靠近分别在前方行驶的车辆1(X)、2(Y)。若在这种检验中推断出其中一个跟随车辆Y的最大的制动能力小于在其前方行驶的车辆1(X)、2(Y)的最大的制动能力，那么针对车队100中的所有的车辆1、2、3进行预定边界加速度aG。

因此要么在步骤St1中就已经确认满足了该限制判据K，要么在中间步骤Stz中才确认满足了该限制判据K。

在随后手动地或自动化地促使制动中，例如在紧急制动N中，在第三步骤St3中相应地限制相关车辆1、2、3的车辆减速度a1、a2、a3并且因此负责使车辆减速度a1、a2、a3在任意的制动请求下不超过边界减速度aG。

附图标记列表

1、2、3 车队100的车辆

4 车道

5 列队调节系统

6 车辆防撞系统

7 制动系统

8 驱动系统

9 间距调节系统

9a 间距传感器

100 车队

a1、a2、a3 车辆减速度

aG 边界减速度

aM 法定的最小减速度

aMax1、aMax2、aMax3 最大减速度

C 无线的数据通信

D12Ist、D23Ist 实际间距

D12Soll、D23Soll 目标间距

DG 边界间距

K 限制判据

N 紧急制动状况

O 碰撞对象

P 列队模式

S 安全因子

SB 限制指令

tCol 碰撞时间

U 周围环境

v1、v2、v3 车辆速度

X 领头车辆

Y 跟随车辆

Z 协调车辆

St0、St1、StZ、St2、St3 方法步骤