DE102018220164A1 - Method for operating a coupled vehicle convoy - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugkonvois (10), welcher zwei mit einem jeweiligen Verbrennungsmotor (7) antreibbare Fahrzeuge (2, 4) aufweist. Die Fahrzeuge sind über eine mechanische Koppeleinrichtung (3) miteinander gekoppelt. Bei dem Verfahren wird ein Motorbetriebszustand für eines der mechanisch gekoppelten Fahrzeuge (2) des Fahrzeugkonvois (10) vorgegeben. Bei dem Verfahren wird ferner eine Kraft von einem Fahrzeug (2) der mechanisch gekoppelten Fahrzeuge auf das andere Fahrzeug (4) der mechanisch gekoppelten Fahrzeuge (2, 4) über die mechanische Koppeleinrichtung (3) übertragen, um den vorgegebenen Motorbetriebszustand herbeizuführen. Die Erfindung betrifft zudem ein Steuersystem zum Durchführen des Verfahrens.The invention relates to a method for operating a vehicle convoy (10) which has two vehicles (2, 4) that can be driven with a respective internal combustion engine (7). The vehicles are coupled to one another via a mechanical coupling device (3). The method specifies an engine operating state for one of the mechanically coupled vehicles (2) of the vehicle convoy (10). In the method, a force is also transmitted from one vehicle (2) of the mechanically coupled vehicles to the other vehicle (4) of the mechanically coupled vehicles (2, 4) via the mechanical coupling device (3) in order to bring about the predetermined engine operating state. The invention also relates to a control system for performing the method.
Description
Technisches GebietTechnical field
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugkonvois, welcher zwei mit einem Verbrennungsmotor antreibbare Fahrzeuge aufweist. Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Steuersystem, welches zum Durchführen eines derartigen Verfahrens eingerichtet ist.The present invention relates to a method for operating a vehicle convoy which has two vehicles which can be driven by an internal combustion engine. Furthermore, the present invention relates to a control system which is set up to carry out such a method.
Stand der TechnikState of the art
Es ist bekannt, dass Fahrzeuge im Straßenverkehr mechanisch miteinander gekoppelt werden können. In der
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugkonvois, welcher zwei mit einem jeweiligen Verbrennungsmotor antreibbare Fahrzeuge aufweist. Der Fahrzeugkonvoi kann einen Verbund von mindestens zwei paarweise gekoppelten Fahrzeugen aufweisen. Bei den Fahrzeugen des Fahrzeugkonvois kann es sich um Nutzfahrzeuge oder um Personenkraftfahrzeuge handeln. Als Nutzfahrzeug kann beispielsweise ein Sattelzug vorgesehen sein. Hier sind jedoch auch andere Fahrzeuge denkbar. Die Fahrzeuge des Fahrzeugkonvois sind über eine mechanische Koppeleinrichtung miteinander gekoppelt. Die Koppeleinrichtung kann derart ausgebildet sein, dass Antriebskräfte von einem Führungsfahrzeug des Fahrzeugkonvois auf ein Folgefahrzeug des Fahrzeugkonvois oder umgekehrt übertragen werden können.The present invention relates to a method for operating a vehicle convoy which has two vehicles which can be driven by a respective internal combustion engine. The vehicle convoy can have a network of at least two vehicles coupled in pairs. The vehicles in the vehicle convoy can be commercial vehicles or passenger vehicles. For example, a tractor-trailer can be provided as a commercial vehicle. However, other vehicles are also conceivable here. The vehicles of the vehicle convoy are coupled to one another via a mechanical coupling device. The coupling device can be designed such that driving forces can be transmitted from a leading vehicle of the vehicle convoy to a following vehicle of the vehicle convoy or vice versa.
Das Verfahren weist ein Vorgeben eines Motorbetriebszustands für eines der mechanisch gekoppelten Fahrzeuge des Fahrzeugkonvois auf. Der Motorbetriebszustand kann einen Bereich, einen Kurvenabschnitt oder ein Intervall von Motorbetriebspunkten in einem Verbrauchskennfeld des Verbrennungsmotors des mechanisch gekoppelten Fahrzeugs umfassen. Beispielsweise handelt es sich bei dem Motorbetriebszustand um einen Teillastbereich des Motors. Denkbar ist auch, dass es sich bei dem Motorbetriebszustand um einen Volllastbereich oder einen sonstigen Betriebsbereich handelt. Der Motorbetriebszustand kann auch ein einzelner Motorbetriebspunkt von einem Verbrennungsmotor sein. Der vorgegebene Motorbetriebszustand kann ein Soll-Betriebszustand des Verbrennungsmotors sein, in welchem der Verbrennungsmotor in einem bestimmten Wirkungsgradbereich arbeiten kann. Ein derartiger Wirkungsgradbereich kann einen Betrieb des Verbrennungsmotors bei hoher bis hin zu einer optimalen Kraftstoffeffizienz ermöglichen.The method comprises specifying an engine operating state for one of the mechanically coupled vehicles of the vehicle convoy. The engine operating state may include a range, a curve section or an interval of engine operating points in a consumption map of the internal combustion engine of the mechanically coupled vehicle. For example, the engine operating condition is a partial load range of the engine. It is also conceivable that the engine operating state is a full load range or another operating range. The engine operating condition may also be a single engine operating point from an internal combustion engine. The predetermined engine operating state can be a target operating state of the internal combustion engine in which the internal combustion engine can operate in a specific efficiency range. Such an efficiency range can enable the internal combustion engine to be operated at high to optimal fuel efficiency.
Das Verfahren weist zudem ein Übertragen einer Kraft von einem Fahrzeug der mechanisch gekoppelten Fahrzeuge auf das andere Fahrzeug der mechanisch gekoppelten Fahrzeuge über die mechanische Koppeleinrichtung auf, um den vorgegebenen Motorbetriebszustand herbeizuführen. Ein Ist-Betriebszustand des Verbrennungsmotors kann so im Wesentlichen durch die übertragene Kraft in den vorgegebenen Soll-Betriebszustand übergehen. Das Herbeiführen des Motorbetriebszustands kann ein Verschieben eines aktuellen Motorbetriebspunkts im Verbrauchskennfeld des Verbrennungsmotors aufweisen, wobei das Verschieben ein Anheben beziehungsweise Absenken des aktuellen Motorbetriebspunkts sein kann. Das Vorgeben beziehungsweise Herbeiführen des Motorbetriebszustands kann in Abhängigkeit eines Getriebegangs des Fahrzeugs durchgeführt werden. Mit einer derartigen Kraftübertragung kann eine entsprechende Lastpunktverschiebung und somit eine Verringerung des spezifischen Kraftstoffverbrauchs eines Verbrennungsmotors erreicht werden.The method also has a transmission of a force from one vehicle of the mechanically coupled vehicles to the other vehicle of the mechanically coupled vehicles via the mechanical coupling device in order to bring about the predetermined engine operating state. An actual operating state of the internal combustion engine can essentially change into the predetermined target operating state by the transmitted force. The bringing about of the engine operating state can have a shifting of a current engine operating point in the consumption map of the internal combustion engine, wherein the shifting can be a raising or lowering of the current engine operating point. The engine operating state can be specified or brought about as a function of a transmission gear of the vehicle. With such a power transmission, a corresponding load point shift and thus a reduction in the specific fuel consumption of an internal combustion engine can be achieved.
Im Rahmen der Erfindung kann so durch eine gezielte Kraftübertragung mittels einer mechanischen Kopplung zwischen zwei Konvoifahrzeugen ein fahrzeugübergreifendes Energiemanagement betrieben werden. Das Energiemanagement kann eine Leistungsaufteilung auf die Verbrennungsmotoren der Fahrzeuge umfassen, um den gesamten Fahrzeugkonvoi verbrauchsoptimierter betreiben zu können. Mit anderen Worten kann das Energiemanagement hierfür eine Lastverteilung über die Verbrennungsmotoren der Fahrzeuge umfassen. Die mechanische Kopplung zwischen den Fahrzeugen kann daher nicht nur zur Verringerung des Luftwiderstands durch Verringerung des Fahrzeugabstands, sondern auch gezielt zur verbrauchsoptimierten Motorbetriebspunktsteuerung eingesetzt werden. Da beispielsweise der Luftwiderstand des vorausfahrenden Fahrzeugs im Fahrzeugkonvoi durch Windschattenfahrten nicht signifikant verringert werden kann, ermöglicht erst eine erfindungsgemäße Motorbetriebspunktsteuerung eine Optimierung der Kraftstoffeffizienz über alle Fahrzeuge des Fahrzeugkonvois.Within the scope of the invention, cross-vehicle energy management can thus be carried out by means of a targeted power transmission by means of a mechanical coupling between two convoy vehicles. The energy management can include a power distribution among the internal combustion engines of the vehicles in order to be able to operate the entire vehicle convoy in a more fuel-efficient manner. In other words, the energy management can include a load distribution over the internal combustion engines of the vehicles. The mechanical coupling between the vehicles can therefore not only be used to reduce air resistance by reducing the vehicle distance, but also specifically for consumption-optimized engine operating point control. Since, for example, the air resistance of the vehicle in front in the vehicle convoy cannot be significantly reduced by slipstream driving, an engine operating point control according to the invention enables fuel efficiency to be optimized across all vehicles in the vehicle convoy.
Die mechanische Kopplung kann einen Koppelmechanismus aufweisen, welcher eine automatische Kopplung der Fahrzeuge während der Fahrt ermöglichen kann. Hierfür kann die mechanische Kopplung einen Sensor aufweisen, mit welchem ein automatischer Koppelvorgang gesteuert werden kann. Ein Fahrzeugabstand von mechanisch gekoppelten Fahrzeugen kann beispielsweise ein bis zwei Meter betragen. Ein Vorteil der mechanischen Kopplung kann darin gesehen werden, dass Auffahrunfälle innerhalb des Fahrzeugkonvois bereits durch die Kopplung als solche verhindert werden können. Auffahrunfälle durch den Fahrzeugkonvoi können ferner dadurch verhindert werden, dass der Bremsweg des gekoppelten Konvois optimiert werden kann. Weitere Vorteile können darin gesehen werden, dass es dem Fahrer eines nachfolgenden Fahrzeugs ermöglicht sein kann, im Fahrzeug eine Ruhepause einzulegen. Denkbar ist, dass diese Ruhezeit nicht zur Lenkzeit des Fahrers hinzugerechnet wird. Die von einem Fahrer des nachfolgenden Fahrzeugs während einer derartigen Ruhepause empfundene Sicherheit kann durch das Vorhandensein der mechanischen Kopplung erhöht werden. Längere Ruhepausen werden zudem durch eine fahrzeugübergeordnete Routenvereinbarung ermöglicht.The mechanical coupling can have a coupling mechanism, which can enable automatic coupling of the vehicles while driving. For this purpose, the mechanical coupling can have a sensor with which an automatic coupling process can be controlled. A vehicle distance from mechanically coupled vehicles can be, for example, one to two meters. An advantage of mechanical coupling can be seen in the fact that collisions within the vehicle convoy can already be prevented by the coupling as such. Rear-end collisions caused by the vehicle convoy can also be prevented by optimizing the braking distance of the coupled convoy. Further advantages can be seen in the fact that the driver of a following vehicle can be able to take a break in the vehicle. It is conceivable that this rest period is not added to the driver's driving time. The security felt by a driver of the following vehicle during such a break can be increased by the presence of the mechanical coupling. Longer breaks are also made possible by a vehicle-level route agreement.
Gekoppelte Fahrzeuge des Fahrzeugkonvois können ihre Positionen innerhalb des Konvois tauschen, wobei ein nachfolgendes Fahrzeug zu einem vorausfahrenden Fahrzeug und umgekehrt werden kann. Die Kraftübertragung beziehungsweise eine Motorbetriebspunktsteuerung kann dann in umgekehrter Weise durchgeführt werden. So können Fahrzeugkonvois längere Strecken in einer durchgängigen Fahrt bewältigen, wobei Fahrer sich in einem aktuell vorausfahrenden Fahrzeug in einer Lenkzeit und Fahrer in einem aktuell nachfolgenden Fahrzeug in einer Ruhezeit aufhalten können. Das Parken von Fahrzeugen kann so auf ein Minimum reduziert werden.Coupled vehicles of the vehicle convoy can swap their positions within the convoy, whereby a following vehicle can become a preceding vehicle and vice versa. The power transmission or an engine operating point control can then be carried out in the reverse manner. In this way, vehicle convoys can cover longer distances in one continuous journey, with drivers in a vehicle that is currently driving in front during a driving time and drivers in a vehicle that is currently following in a rest period. The parking of vehicles can be reduced to a minimum.
Eine Ausführungsform des Verfahrens kann ein Vorgeben eines jeweiligen Motorbetriebszustands für die zwei mechanisch gekoppelten Fahrzeuge des Fahrzeugkonvois aufweisen. Das Vorgeben der Motorbetriebszustände kann auf einem jeweiligen Wirkungsgrad der Verbrennungsmotoren der zwei Fahrzeuge basieren. Unter Berücksichtigung der jeweiligen Wirkungsgrade können die mechanisch gekoppelten Fahrzeuge also derart betrieben werden, dass die spezifischen Kraftstoffverbräuche ihrer Verbrennungsmotoren gemeinsam betrachtet verringert werden können.An embodiment of the method can have a predefined engine operating state for the two mechanically coupled vehicles of the vehicle convoy. The specification of the engine operating states can be based on a respective efficiency of the internal combustion engines of the two vehicles. Taking into account the respective efficiencies, the mechanically coupled vehicles can thus be operated in such a way that the specific fuel consumption of their internal combustion engines can be reduced when viewed together.
Die Ausführungsform weist ferner ein Übertragen einer Kraft von einem Fahrzeug der mechanisch gekoppelten Fahrzeuge auf das andere Fahrzeug der mechanisch gekoppelten Fahrzeuge über die mechanische Koppeleinrichtung auf, um die vorgegebenen Motorbetriebszustände herbeizuführen. Ein Ist-Betriebszustand der beiden Verbrennungsmotoren kann somit durch die Kraftübertragung im Wesentlichen in einen jeweiligen vorgegebenen Soll-Betriebszustand übergehen. Mit einer derartigen Kraftübertragung kann eine entsprechende Lastverteilung und somit eine Verringerung des spezifischen Kraftstoffverbrauchs über den gesamten Fahrzeugkonvoi erreicht werden.The embodiment further comprises transmitting a force from one vehicle of the mechanically coupled vehicles to the other vehicle of the mechanically coupled vehicles via the mechanical coupling device in order to bring about the predetermined engine operating states. An actual operating state of the two internal combustion engines can thus essentially change into a respective predetermined target operating state through the power transmission. With such a power transmission, a corresponding load distribution and thus a reduction in the specific fuel consumption over the entire vehicle convoy can be achieved.
Die mechanische Koppeleinrichtung kann dazu ausgebildet sein, Längskräfte, das heißt im Wesentlichen Kräfte in Fahrtrichtung des Fahrzeugkonvois, fahrzeugübergreifend zu übertragen. In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist das Übertragen einer Kraft über die mechanische Koppeleinrichtung ein Übertragen einer Zugkraft von dem vorausfahrenden Fahrzeug der mechanisch gekoppelten Fahrzeuge auf das nachfolgende Fahrzeug der mechanisch gekoppelten Fahrzeuge auf. Die Zugkraft kann aus einem Ziehen des nachfolgenden Fahrzeugs durch das vorausfahrende Fahrzeug resultieren. Das vorausfahrende Fahrzeug beziehungsweise dessen Verbrennungsmotor kann so eine Hauptarbeit für das Bewegen der mechanisch gekoppelten Fahrzeuge verrichten. Das nachfolgende Fahrzeug beziehungsweise dessen Verbrennungsmotor kann daneben eine Nebenarbeit für das Bewegen der mechanisch gekoppelten Fahrzeuge verrichten. Der Verbrennungsmotor des vorausfahrenden Fahrzeugs kann durch eine freie Luftzuströmung effizienter gekühlt werden als der Verbrennungsmotor des nachfolgenden Fahrzeugs. Demnach kann es vorteilhaft sein, die Hauptarbeit beziehungsweise -leistung für das Bewegen des gesamten Konvois durch das vorausfahrende Fahrzeug zu verrichten.The mechanical coupling device can be designed to transmit longitudinal forces, that is to say essentially forces in the direction of travel of the vehicle convoy, across vehicles. In a further embodiment of the method, the transmission of a force via the mechanical coupling device comprises a transmission of a tensile force from the preceding vehicle of the mechanically coupled vehicles to the following vehicle of the mechanically coupled vehicles. The pulling force can result from the following vehicle being pulled by the vehicle in front. The vehicle in front or its internal combustion engine can thus do a main work for moving the mechanically coupled vehicles. The following vehicle or its internal combustion engine can also perform additional work for moving the mechanically coupled vehicles. The internal combustion engine of the vehicle in front can be cooled more efficiently than the internal combustion engine of the vehicle behind by free air inflow. Accordingly, it can be advantageous to perform the main work or performance for moving the entire convoy by the vehicle in front.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist das nachfolgende Fahrzeug einen Hybridantrieb mit einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor auf. Grundsätzlich können alle Fahrzeuge des Fahrzeugkonvois einen derartigen Hybridantrieb aufweisen. Wird über die mechanische Koppeleinrichtung eine Zugkraft von dem vorausfahrenden Fahrzeug auf das nachfolgende Fahrzeug übertragen, kann der Verbrennungsmotor des nachfolgenden Fahrzeugs abgeschaltet werden. Die Abschaltung kann unter Berücksichtigung einer Leistungsanforderung einer Klimaanlage, einer Heizung und/oder eines Gebläses des Fahrzeugs erfolgen. Im Rahmen der Ausführungsform kann das nachfolgende, mechanisch gekoppelte Fahrzeug mit dem Elektromotor angetrieben werden. Insbesondere kann das nachfolgende Fahrzeug ausschließlich mit dem Elektromotor angetrieben werden. Ein Schadstoffausstoß des nachfolgenden Fahrzeugs kann so minimiert werden.In a further embodiment of the method, the following vehicle has a hybrid drive with an internal combustion engine and an electric motor. In principle, all vehicles in the vehicle convoy can have such a hybrid drive. If a tractive force is transmitted from the preceding vehicle to the following vehicle via the mechanical coupling device, the internal combustion engine of the following vehicle can be switched off. The shutdown can take place taking into account a power requirement of an air conditioning system, a heater and / or a fan of the vehicle. In the context of the embodiment, the following mechanically coupled vehicle can be driven by the electric motor. In particular, the following vehicle can only be driven by the electric motor. In this way, pollutant emissions from the following vehicle can be minimized.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist das Übertragen einer Kraft über die mechanische Koppeleinrichtung ein Übertragen einer Schiebekraft von dem nachfolgenden Fahrzeug auf das vorausfahrende Fahrzeug auf. Die Schiebekraft kann auch als eine Schubkraft verstanden werden, wobei das nachfolgende Fahrzeug die Schubkraft über die mechanische Koppeleinrichtung auf das vorausfahrende Fahrzeug überträgt. Die Schiebekraft kann aus einem Anschieben des vorausfahrenden Fahrzeugs durch das nachfolgende Fahrzeug resultieren. Das nachfolgende Fahrzeug beziehungsweise dessen Verbrennungsmotor kann so eine Hauptarbeit zum Bewegen der mechanisch gekoppelten Fahrzeuge verrichten. Das vorausfahrende Fahrzeug beziehungsweise dessen Verbrennungsmotor kann daneben eine Nebenarbeit verrichten.In a further embodiment of the method, the transmission of a force via the mechanical coupling device has a transmission of a pushing force from the following vehicle to the preceding vehicle. The pushing force can also be understood as a pushing force, the following vehicle transmitting the pushing force to the vehicle in front via the mechanical coupling device. The pushing force can result from a pushing of the vehicle in front by the following vehicle. The following vehicle or its internal combustion engine can do a major job of moving the mechanically coupled vehicles. The vehicle in front or its internal combustion engine can also carry out additional work.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist das vorausfahrende Fahrzeug einen Generator und einen Energiespeicher auf. Die Ausführungsform weist ein Erzeugen von Energie mit dem Generator und ein Zuführen der erzeugten Energie zu dem Energiespeicher beruhend auf der übertragenen Schiebekraft auf. Der Elektromotor kann hierfür als elektromotorische Bremse fungieren und so elektrische Energie in einen Akkumulator des Fahrzeugs einspeisen. So kann der Fahrzeugkonvoi bei einer Bergabfahrt beispielsweise verschleißfrei gebremst werden. Ebenso kann die Rekuperation des Elektromotors so eingestellt werden, dass der oder die Verbrennungsmotoren des Fahrzeugkonvois an einem optimierten Motorbetriebspunkt betrieben werden. Alle Fahrzeuge des Konvois können einen derartigen Generator und/oder Energiespeicher aufweisen.In a further embodiment of the method, the vehicle in front has a generator and an energy store. The embodiment comprises generating energy with the generator and supplying the generated energy to the energy store based on the transmitted pushing force. For this purpose, the electric motor can act as an electromotive brake and thus feed electrical energy into an accumulator of the vehicle. For example, the vehicle convoy can be braked wear-free when driving downhill. Likewise, the recuperation of the electric motor can be set so that the internal combustion engine (s) of the vehicle convoy are operated at an optimized engine operating point. All vehicles in the convoy can have such a generator and / or energy store.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens weist ein Bestimmen eines aktuellen Fahrwiderstands von einem Fahrzeug auf, dessen Motorbetriebszustand vorgegeben wird. Das Vorgeben des Motorbetriebszustands für das Fahrzeug kann dann auf dem bestimmten Fahrwiderstand des Fahrzeugs basieren. Das Vorgeben des Motorbetriebszustands für das Fahrzeug kann beispielsweise basieren auf einem Luftwiderstand, einem Rollwiderstand, einem Steigungswiderstand und/oder einem Beschleunigungswiderstand. Der Motorbetriebszustand kann während der Fahrt des Fahrzeugkonvois dynamisch an einen sich ändernden Fahrwiderstand angepasst werden. Somit kann beispielsweise eine abzufahrende Topographie einer Fahrstrecke bei der Motorbetriebspunktsteuerung berücksichtigt werden. In Abhängigkeit eines aktuellen Fahrwiderstands kann die Lastverteilung auf die Antriebsaggregate der Konvoifahrzeuge derart gesteuert werden, dass die Motoren in einem hinsichtlich von Umgebungsbedingungen optimierten Arbeitsbereich betrieben werden.Another embodiment of the method comprises determining a current driving resistance of a vehicle whose engine operating state is specified. The specification of the engine operating state for the vehicle can then be based on the determined driving resistance of the vehicle. The specification of the engine operating state for the vehicle can be based, for example, on an air resistance, a rolling resistance, a gradient resistance and / or an acceleration resistance. The engine operating state can be dynamically adapted to a changing driving resistance while the vehicle convoy is traveling. Thus, for example, a topography of a route to be traveled can be taken into account in the engine operating point control. Depending on a current driving resistance, the load distribution to the drive units of the convoy vehicles can be controlled in such a way that the motors are operated in a working area that is optimized with regard to ambient conditions.
Die mechanische Koppeleinrichtung kann dazu ausgebildet sein, neben der Übertragung von Längskräften auch Querkräfte von einem Führungsfahrzeug des Fahrzeugkonvois auf ein Folgefahrzeug des Fahrzeugkonvois oder umgekehrt zu übertragen. In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist das Übertragen einer Kraft über die mechanische Koppeleinrichtung ein Übertragen einer Lenkkraft von dem vorausfahrenden Fahrzeug auf das nachfolgende Fahrzeug auf, um das nachfolgende Fahrzeug zu lenken. Beim Steuern des vorausfahrenden Fahrzeugs kann für das Lenken eine resultierende Schleppkurve des Fahrzeugkonvois berücksichtigt werden. Die mechanische Koppeleinrichtung kann so neben der Kraftübertragung als eine mechanische Deichsel zum Lenken des nachfolgenden Fahrzeugs verwendet werden. Das nachfolgende Fahrzeug kann in vorteilhafter Weise passiv gelenkt und bei freigegebener Lenkung als führerloses Fahrzeug dem vorausfahrenden Fahrzeug nachfolgen.In addition to the transmission of longitudinal forces, the mechanical coupling device can also be designed to transmit lateral forces from a leading vehicle of the vehicle convoy to a following vehicle of the vehicle convoy or vice versa. In a further embodiment of the method, the transmission of a force via the mechanical coupling device has a transmission of a steering force from the preceding vehicle to the following vehicle in order to steer the following vehicle. When steering the vehicle in front, a resulting drag curve of the vehicle convoy can be taken into account for the steering. In addition to the power transmission, the mechanical coupling device can thus be used as a mechanical drawbar for steering the following vehicle. The following vehicle can advantageously be passively steered and follow the vehicle in front as a driverless vehicle if the steering is enabled.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens weist ein Bestimmen einer aktuell an der mechanischen Koppeleinrichtung anliegenden Kraft mit einer Kraftmesseinrichtung auf. Die Kraftmesseinrichtung kann hierfür an der mechanischen Koppeleinrichtung angeordnet sein. Die Kraftmesseinrichtung kann jeden Sensor aufweisen, welcher zum direkten oder indirekten Bestimmen einer Kraft in Längsrichtung der mechanischen Koppeleinrichtung geeignet ist. Beispielsweise kann der Sensor eine Kraftmessdose oder einen Dehnungsmesstreifen (DMS) aufweisen. Der Sensor kann ein von der Steuerung der Kraftübertragung unabhängiger Sicherheitssensor sein, welcher zum Ermitteln und Übertragen von Längsdynamikinformation des vorausfahrenden Fahrzeugs an das Folgefahrzeug verwendet werden kann.Another embodiment of the method comprises determining a force currently applied to the mechanical coupling device with a force measuring device. For this purpose, the force measuring device can be arranged on the mechanical coupling device. The force measuring device can have any sensor which is suitable for directly or indirectly determining a force in the longitudinal direction of the mechanical coupling device. For example, the sensor can have a load cell or a strain gauge. The sensor can be a safety sensor which is independent of the control of the power transmission and which can be used to determine and transmit longitudinal dynamic information of the preceding vehicle to the following vehicle.
Die Ausführungsform weist ein Steuern der Längsdynamik des vorausfahrenden Fahrzeugs und/oder des nachfolgenden Fahrzeugs der mechanisch gekoppelten Fahrzeuge basierend auf der bestimmten Kraft auf. So kann beispielsweise eine auf die mechanische Koppeleinrichtung durch ein Bremsen oder Beschleunigen eines der mechanisch gekoppelten Fahrzeuge einwirkende Kraft detektiert werden. Eine detektierte Brems- oder Beschleunigungsanforderung kann an das andere der mechanisch gekoppelten Fahrzeuge übermittelt werden. Ist eine Funkverbindung zwischen den mechanisch gekoppelten Fahrzeugen gestört, kann beispielsweise ein von dem vorausfahrenden Fahrzeug eingeleitetes Bremsmanöver von der Kraftmesseinrichtung erkannt werden. Ein Bremsen des Folgefahrzeugs kann basierend auf der gemessenen Kraft eingeleitet werden. So können die Sicherheit des Fahrzeugkonvois erhöht und ein Bremsweg des Fahrzeugkonvois, beispielsweise bei einer Notbremsung, in vorteilhafter Weise verringert werden.The embodiment has a control of the longitudinal dynamics of the preceding vehicle and / or the following vehicle of the mechanically coupled vehicles based on the determined force. For example, a force acting on the mechanical coupling device by braking or accelerating one of the mechanically coupled vehicles can be detected. A detected braking or acceleration request can be transmitted to the other of the mechanically coupled vehicles. If a radio link between the mechanically coupled vehicles is disrupted, a braking maneuver initiated by the preceding vehicle can be recognized by the force measuring device, for example. Braking of the following vehicle can be initiated based on the measured force. In this way, the safety of the vehicle convoy can be increased and a braking distance of the vehicle convoy, for example in the event of emergency braking, can be advantageously reduced.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Steuersystem, welches zum Durchführen des Verfahrens nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen eingerichtet ist. Das Steuersystem weist eine Steuereinrichtung für jedes Fahrzeug des Fahrzeugkonvois auf, die jeweils zum Durchführen der Verfahrensschritte eingerichtet ist. Jede der Steuereinrichtungen kann mit dem jeweiligen Verbrennungsmotor, Elektromotor und/oder der jeweiligen Bremse des Fahrzeugs über eine Schnittstelle verbunden werden. Die jeweiligen Steuereinrichtungen können ferner eingerichtet sein, um miteinander zu kommunizieren. Hinsichtlich des Verständnisses und der Vorteile der einzelnen Merkmale wird auf die obigen Ausführungen verwiesen.The invention further relates to a control system which is set up to carry out the method according to one of the previously described embodiments. The control system has a control device for each vehicle of the vehicle convoy, which is set up to carry out the method steps. Each of the control devices can interface with the respective internal combustion engine, electric motor and / or the respective brake of the vehicle get connected. The respective control devices can also be set up to communicate with one another. With regard to the understanding and the advantages of the individual features, reference is made to the above statements.
FigurenlisteFigure list
-
1 zeigt schematisch einen gekoppelten Fahrzeugkonvoi in einer Draufsicht zur Erläuterung des Verfahrens und des Steuersystems zum Betreiben eines Fahrzeugkonvois gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.1 schematically shows a coupled vehicle convoy in a plan view to explain the method and the control system for operating a vehicle convoy according to an embodiment of the present invention. -
2 zeigt ein Ablaufdiagramm mit Schritten eines Verfahrens zum Betreiben eines Fahrzeugkonvois gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.2nd shows a flow chart with steps of a method for operating a vehicle convoy according to an embodiment of the present invention.
Detaillierte Beschreibung von AusführungsformenDetailed description of embodiments
In
Zusätzlich zu einem Verbrennungsmotor
An der mechanischen Koppeleinrichtung
Das vorausfahrende Fahrzeug
In
In einem zweiten Schritt
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 22nd
- vorausfahrendes Fahrzeugvehicle in front
- 33rd
- mechanische Koppeleinrichtungmechanical coupling device
- 44th
- nachfolgendes Fahrzeugfollowing vehicle
- 55
- KraftmesseinrichtungForce measuring device
- 66
- SteuereinrichtungControl device
- 77
- VerbrennungsmotorInternal combustion engine
- 88th
- ElektromotorElectric motor
- 9 9
- KoppelgelenkCoupling joint
- 1010th
- FahrzeugkonvoiVehicle convoy
- S1S1
- Vorgabe MotorbetriebszustandSpecification of engine operating status
- S2S2
- KraftübertragungPower transmission
- ZZ
- Zugkrafttraction
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- US 2011/0270520 A1 [0002]US 2011/0270520 A1 [0002]
- WO 2016/041979 A1 [0002]WO 2016/041979 A1 [0002]
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