[發明專利]用于確定車輛隊列的隊列動態的方法和裝置

有效

• 申請號: 202011343427.3
• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN112849137B
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發明（設計）人: P·格拉夫;M·托恩;E·波利斯基;U·古克;A·穆斯塔法;B·埃德里希
• 申請（專利權）人: 克諾爾商用車制動系統有限公司
• 主分類號: B60W30/165
• 分類號: B60W30/165
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 俞海舟

本發明涉及確定車輛隊列的隊列動態的方法，其包括自主車輛、在前行駛車輛和跟隨車輛，該方法包括：采集自主車輛的間距誤差和采集跟隨車輛的間距誤差，其中間距誤差是自主車輛和跟隨車輛相對于相應的在前行駛車輛的間距值與相應所期望的額定間距值之間的差值；采集用于自主車輛的所要求的車輛加速度和用于跟隨車輛的所要求的車輛加速度；由采集的間距誤差確定間距誤差動態并且由采集的所要求的車輛加速度確定額定加速度動態；接收在車輛隊列的隊列行駛期間產生的激發信號，對激發信號的信號特性就是否滿足事先規定的特性而言進行分析評估，當對激發信號的信號特性的分析評估表明滿足事先規定的特性時，啟動對間距誤差動態和額定加速度動態的確定。

技術領域

本發明涉及用于確定車輛隊列的隊列動態的一種方法和一種裝置，所述車輛隊列包括至少一個自主車輛(ego?vehicle)、一個以第一間距在自主車輛之前的在前行駛車輛和一個以第二間距在自主車輛之后的跟隨車輛。

背景技術

由車輛諸如商用車形成的隊列典型地由一個行駛在前面的、規定速度和方向的引導車輛和一個或者多個以較小間距跟隨的跟隨車輛組成，其中跟隨車輛遵循相應行駛在前面的前車。隊列因此是隔開(例如約10米的)較小間距的車輛的編隊行車，由此利用尾流行駛應該既實現了節省燃料、同時相應地降低二氧化碳排放，也在提高交通安全的同時更高效地利用交通基礎設施。在所謂的隊列行駛(其中多個車輛能夠借助一個技術控制系統保持很小間距地依次相繼地行駛)時，先進的技術如無線局域網(所謂的WLAN網)、雷達和照相系統允許相互無線聯網的車輛保持短的間距地依次相繼地行駛。通過利用隊列中相應在前行駛車輛的行駛信息，跟隨車輛能夠自動加速、制動和/或轉向。

通常的技術挑戰是在保持相應的間距的同時保證行駛期間的所謂的鏈穩定性。這些要求相互矛盾：精確地保持間距要求跟隨車輛對一個隊列成員的(即使小的)速度變化做出相當快速而有力的反應。然而如果這個速度變化通過各個車輛的反應從前向后增強的話，則系統不再是鏈穩定的。在此應該保證必要的安全性并且同時盡可能地降低燃料消耗。

鏈穩定性主要取決于隊列車輛相互的車輛跟隨時間。這個跟隨時間越短，停滯時間就越關鍵。由于復雜的數據處理算法如傳感器數據融合、無線通信和長的執行機構響應時間引起的停滯時間因此可能導致：不得不將隊列成員之間的間距選擇為大的。這可能導致，原本的燃料節約潛力由于較小的尾流而急劇下降。

在此已知，鏈穩定性固有地由控制器架構預先確定。這個控制器架構一般來說由反饋和前饋組成。前饋使用經由無線通信發送的在前行駛車輛的期望加速度，以考慮其所期望的運動。在反饋回路中對剩余誤差(間距誤差、速度誤差、加速度誤差)進行校正。控制器架構在此為了反饋而大多主要限于線性控制器，該線性控制器使用測得的間距誤差。前饋與在前行駛車輛的額定加速度成比例。

為了能夠確保鏈穩定性，對于這個常規架構而言必須滿足一系列的先決條件。自主車輛的執行器動力學必須是已知的和可逆的(數學的)。要么所有隊列車輛的執行器動力學必須是已知的和可逆的(數學的)，要么所有隊列車輛的當前的加速度/減速在任何時候對于自主車輛來說必須是已知的。這些先決條件常常使得必須非常清楚地了解隊列車輛的執行器動力學并且同時嚴格地限制要使用的控制器架構，這最后可能導致令人不舒適的隊列行駛。

目前，只有具有隊列行駛功能的概念研究和測試車輛是已知的，但是沒有系列解決方案。此外，還有一些可以使隊列成員之間的通信標準化的方法，例如為了將引導車輛的運動狀態變化直接傳遞到跟隨車輛，以便跟隨車輛可以立即做出反應。

一個技術挑戰是在保持間距的同時保證行駛期間的鏈穩定性。這些要求相互矛盾：精確地保持間距要求跟隨車輛對一個隊列成員的(即使小的)速度變化做出非常快速而有力的反應。然而如果這個速度變化通過各個車輛的反應從前向后增強的話，則系統不再是鏈穩定的。已知：各個跟隨車輛在其自身的控制中考慮到相應在前行駛車輛的愿望(通常是在前行駛車輛的隊列控制器的輸出)。其它的方法使用如下控制器，該控制器不僅使用在前行駛車輛的信息，還使用其它信息。使用中央控制器的方法與之在根本上不同。