SE1351128A1 - Metod och system för gemensam körstrategi för fordonståg - Google Patents

Abstract

23 Sammandrag En metod och ett system 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 tillhandahalla en kOrprofil for atminstone ett fordon fk i fordonstaget langs en vaghorisont for fordonets framtida vag, varvid korprofilen innehaller borvarden bi och samh6rande positioner pi fOr fordonet fk langs vaghorisonten, bestamma en positionsbaserad korstrategi for fordonen i fordonstaget baserat atminstone pa korprofilen for fordonet fk, varefter fordonen i fordonstaget regleras i enlighet med den positionsbaserade korstrateg in . (Fig.1)

Description

Metod och system for gennensann korstrategi for fordonstag Uppfinningens omrade Den foreliggande uppfinningen hanfor sig till ett system och en metod for att reglera ett fordonstag. Fordonstaget innefattar atminstone ett ledarfordon och ett ytterligare fordon som vardera har en positioneringsenhet och en enhet f6r tradlos kommunikation.

Uppfinningens bakgrund Trafikintensiteten är hog pa Europas store 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 nnojligt 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 ' Forare utnyttjar della valkanda faktum redan idag med en sankt trafiksakerhet som foljd. En grundlaggande Maga kring fordonstag är hur tidsluckan mellan fordon kan minskas tan rekonnnnenderade 3 sek ner till mellan 0,5 och 1 sekund utan att paverka trafiksakerheten. Med avstandssensorer och kameror kan forarens reaktionstid elimineras, en typ av teknik anvand redan idag av system 2 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 och utbyta information. En utvecklig av IEEE-standarden 802.11 for WLAN (Wireless Local Area Networks) kallad 802.11p mojliggor tradlos overforing av information mellan fordon, och mellan fordon och infrastruktur. Olika sorters information kan sandas till och Than fordonen, sasonn fordonsparannetrar och strategier. Utvecklingen av kommunikationstekniken har alltsa gjort det mojligt att designa fordon och infrastruktur som kan interagera och agera proaktivt. Fordon kan regleras som en enhet och foljaktligen mojliggors kortare 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 automatvaxlingssystem sa andras fordonets vaxel for att fordonet ska kunna halla onskad hastighet.

Nar farthallare anvands i backig terrang sa kommer farthallarsystemet all forsoka halla installd hastighet genom uppforsbackar. Detta far ibland till -IOW att fordonet accelererar Over krOnet och kanske in i en efterkonnnnande nedforsbacke fOr att darefter behova bromsas for att inte overskrida den installda hastigheten, vilket utgor ett bransleslosande satt att framfora fordonet. Genom att variera fordonets hastighet i backig terrang kan bransle sparas jamfort med en konventionell farthallare. Om den framtida topologin gOrs kand genom att fordonet har kartdata 3 och positioneringsutrustning kan sadana system g6ras nner robusta sannt 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 f6r 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 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 borjar att accelerera i nedf6rsbacken p.g.a. den stora massan. De efterfoljande fordonen tvingas da att accelerera innan nedforsbacken, eftersom de forsoker bibehalla avstandet till frannforvarande fordon. Efter nedf6rsbacken [polar ledarfordonet att decelerera f6r att aterga till sethastigheten. De efterfoljande fordonen, som fortfarande befinner sig i nedforsbacken, kommer da att tvingas bronnsa for att inte orsaka en kollision, vilket inte är bransleeffektivt.

Ett liknande problem intraffar vid kurvtagning. GaMande ett enskilt fordon kan man berakna vilken maxhastighet fordonet bor ha genom kurvan. Maxhastigheten baseras pa olika faktorer som t.ex. forarkomfort, tyngdpunkt, valtrisk, kurvatur osv, genom en prediktiv farthallare. Det är dock inte sjalvklart hur ett fordonstag bar ta kurvan. IfaII det f6rsta fordonet i fordonstaget behover decelerera i kurvan Than sin sethastighet fOr att klara kurvan, kommer det att ateruppta sin sethastighet efter 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 f6r risker som exempelvis avakning. 4 Det finns ett antal skrifter som beskriver styrstrategier for fordonstag. I JP2010176353 namns problemet att halla ihop ett fordonstag vid vaglutning. Styrstrategin som tillampas anvander sig av ett accelerationsfel vid vaglutningen. I US2013/0041576 beskrivs olika satt att framfora fordonstag, och generellt att andra bransleekonomiska optimeringar kan anvandas.

Syftet med uppfinningen är att tillhandahalla ett system som pa ett mer effektivt satt an tidigare foreslagna losningar kan reglera ett fordonstag vid variationer i den kommande vagbanans utformning, sasom backar och/eller kurvor.

Sammanfattning av uppfinningen Enligt en forsta aspekt uppnas atminstone delvis det oven beskrivna syftet genom 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 tillhandahalla en korprofil for atminstone ett fordon fk i fordonstaget langs en vaghorisont for fordonets framtida vag, varvid korprofilen innehaller borvarden bi och samhorande positioner pi for fordonet fk langs vaghorisonten; bestannnna en positionsbaserad korstrategi for fordonen i fordonstaget baserat atminstone pa korprofilen for fordonet fk; varefter fordonen i fordonstaget regleras i enlighet med den positionsbaserade korstrateg in.

Alla fordon i fordonstaget kommer alltsa att huvudsakligen fOlja samnna korprofil med samnna borvarden bi i samma punkter pi. Korstrategin är alltsa inte tidsbaserad. Nar respektive fordon fk ar vid pun kten pi eller inom pun kten pi, kommer fordonen att fOlja erhallet bOrvarde bi. En lamplig styrenhet i fordonet reglerar sedan fordonet efter borvardet b. Detta medfor att problemet med onodig bromsning i nedfOrsbacke eller ornOjlig acceleration i uppfOrsbacke undviks. Korstrategin baseras alltsa pa en optimal hastighetsprofil for hela fordonstaget, som är punktbaserad. Under backtagning eller kurvtagning kommer armed sma avstandsforandringar att tillatas for att uppna bransleoptimalitet.

Vid kurvtagning sá undviks att en hastighetsokning av ledarfordonet efter en kurva efterfoljs samtidigt av de andra fordonen under kurvan, vilket kan kannas bade obekvarnt for foraren och innebara valtrisk eller andra sakerhetsrisker. IstaIlet efterfoljs ledarfordonets hastighetsandring av de andra fordonen vid samma position pa vagen som ledarfordonet utforde hastighetsandringen. Pa sa satt kommer de andra fordonen ocksa ur kurvan innan de 6kar hastigheten igen.

Genom att ta fram en gemensam 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 ' Uppfinningen ger en korstrategi som ser till att halla ihop fordonstaget, d.v.s. minimerar storningar i form av att luckor skapas och stangs p.g.a. satureringar i styrsignaler. Uppfinningen kan hantera variationer i topografi med fà och enkla styringrepp. Genom uppfinningen uppnas ett satt att bestamma en gemensam reglerstrategi f6r fordonen i fordonstaget som inte är sa berakningskravande och darmed mer lampad att implementeras i realtid an andra berakningstunga losningar.

Enligt en andra aspekt uppnas atminstone delvis det ovan beskrivna syftet genom ett system for att reglera ett fordonstag. Fordonstaget innefattar atminstone ett ledarfordon och ett ytterligare fordon som vardera har en positioneringsenhet och en enhet for tradlos kommunikation. Systemet innefattar vidare en analysenhet som är konfigurerad att: emottaga en korprofil for atminstone ett fordon fk 6 fordonstaget langs en vaghorisont for fordonets franntida vag, varvid korprofilen innehaller borvarden bi med samhorande positioner pi for fordonet fk langs vaghorisonten; bestamma en positionsbaserad kOrstrategi fOr fordonen i fordonstaget baserat atminstone pa korprofilen f6r fordonet fk; varefter fordonen i fordonstaget regleras i enlighet med den positionsbaserade kOrstrategin.

Enligt en tredje aspekt uppnas atminstone delvis syftet genom ett datorprogram P vid ett system, dar namnda datorprogrann P innefattar program kod for att fà systemet att utfOra nagot av metodstegen som beskrivs hari.

Enligt en fjarde aspekt uppnas atminstone delvis syftet genom en datorprogramprodukt innefattande en programkod lagrat pa ett, av en dator lasbart, medium for att utfora nagot av metodstegen som beskrivs hari.

Foredragna utforingsformer beskrivs i de osjalvstandiga kraven och i den detaljerade beskrivningen.

Kort beskrivning av de bifogade figurerna Nedan kommer uppfinningen att beskrivas med hanvisning till de bifogade figurerna, av vilka: Fig. 1 visar ett exempel pa ett fordonstag som fardas uppfor 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 flodesschema f6r metoden enligt en utf6ringsform av uppfinningen.

Detaljerad beskrivning av f6redragna utf6ringsformer av uppfinningen Definitioner LAC (Look-Ahead cruise control): En farthallare som anvander sig av information 30 om den kommande vagens topografi och beraknar en optimal korprofil i form av en hastighetstrajektoria for ett fordon. Kallas aven prediktiv farthallare. 7 LAP (Look-Ahead cruise control for platoons): En kooperativ farthallare som am/ander 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. ak: lutningen for fordonet f.

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 Icor Over backen visas som ak. Varje fordon fk kan vara forsett med en nnottagare och sandare for tradlosa signaler, visat delvis med en antenn. Fordonen fk i fordonstaget kan alltsa kommunicera med varandra genom V2V- kommunikation eller andra medel som exempelvis genom nnobila kommunikationsenheter, via en applikation i en kommunikationsenhet eller via en server, 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 f, 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 varje fordon f, f6rsett med en mottagare och sandare 2 (Fig. 3) fOr tradlOsa signaler, och kan kommunicera 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 8 fordonstagsidentitet som är gennensann for hela fordonstaget, for att kunna halla reda pa vilka fordon som ingar i fordonstaget. Data som skickas tradlost mellan fordonen i fordonstaget kan taggas med dessa identiteter sa att data som tas emot kan harledas till raft fordon.

I Fig. 3 visas ett exempel pa ett fordon f 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 fran ett globalt positioneringssystem som GNSS (Global Navigation Satellite System) exempelvis GPS (Global Positioning System), GLONASS, Galileo eller Compass. Alternativt kan positioneringsenheten 1 vara konfigurerad att ta emot signaler Than exempelvis en eller flera detektorer i fordonet som mater relativa avstand till exempelvis en vagnod, fordon i omgivningen eller liknande med kand position. Baserat p5 de relativa avstanden kan positioneringsenheten 1 sedan bestamma fordonet fk:s egen position. En detektor kan aven vara konfigurerad att avkanna en signatur i exempelvis en vagnod, varvid signaturen representerar en viss position. Positioneringsenheten 1 kan da vara konfigurerad att bestamnna sin position genonn avkanning av signaturen. Positioneringsenheten 1 kan istallet vara konfigurerad att bestamma signalstyrkan i en eller flera signaler Than flera basstationer och/eller vagnoder etc. med kand position, och darigenom bestamma fordonet fk:s position genom triangulering. Pa sa satt kan fk:s egen position bestammas. Naturligtvis kan aven de ovan teknikerna kombineras f6r att sakerstalla fordonet fk:s position. 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 Iran andra fordon och/eller tradlosa signaler fr5n 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 fordonsparannetrar fran andra fordon, exempelvis massa, moment, hastighet, och aven mer komplex 9 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 parametem.

Detektorenheten 3 är vidare konfigurerad att sanda detektorsignalen till en eller flera enheter i fordonet fk. Fordonet kan aven vara utrustat med en kartenhet som kan ge kartinformation om den kommande vagen. Kartenheten kan exempelvis vara en del av positioneringsenheten 1. 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.

Fordonet fk konnnnunicerar internt nnellan sina olika enheter genom exempelvis en buss, exempelvis en CAN-buss (Controller Area Network) som anvander sig av ett nneddelandebaserat protokoll. Exennpel pa andra konnnnunikationsprotokoll som kan anvandas är 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 mellan 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 en typ av kooperativ farthallare for fordonstaget, en LAP. Sarskilt är systemet 4 anvandbart 10 fOr fordonstaget nar det Icor i backar och/eller i kurvor. Genonn att ta tam en gemensam korprofil som galler for hela fordonstaget sa far man ett val organ iserat fordonstag dar hansyn tas till vad som är bast fOr hela fordonstaget vid 'corning i backe och/eller kurva.

Systemet 4 innefattar en analysenhet 7 som är konfigurerad att emottaga en kOrprofil for atminstone ett fordon fk i fordonstaget langs en vaghorisont for fordonets framtida vag, varvid korprofilen innehaller borvarden bi for fordonet fk positioner pi langs vaghorisonten. Denna kOrprofil kan exempelvis ha bestamts av en existerande farthallare, exempelvis en LAC eller annan form av prediktiv farthallare, och meddelas till analysenheten 7. Borvardena bi kan exempelvis vara hastighetsborvarden vi, accelerationsborvarden a, eller avstandsborvarden di. Analysenheten 7 är vidare konfigurerad att bestamma en positionsbaserad korstrategi for fordonen i fordonstaget baserat atminstone pa korprofilen for fordonet fk. Fordonen i fordonstaget regleras sedan i enlighet med korstrategin.

Analysenheten 7 är enligt en utforingsform konfigurerad att generera en korstrategisignal som indikerar den positionsbaserade korstrategin, och att via enheten 2 sanda korstrategisignalen till alla fordon i fordonstaget varefter fordonen i fordonstaget regleras i enlighet med korstrategin. Enligt en annan utforingsform sa regleras fordonen i fordonstaget efter kOrstrategin allteftersonn den bestams, vilket kommer att forklaras nner i detalj i det foljande.

En kOrprofil fOr det enskilda fordonet fk kan alltsa astadkomnnas genom att anvanda en redan bestarnd kOrprofil utformad av en prediktiv farthallare placerad i fordonet eller annan extern enhet. Prediktiv farthallning, aven kallad forutseende farthallning, är ett prediktivt styrschema med kunskap om nagra av de framtida storningarna, har vagtopografin. En optimering utfOrs med avseende pa ett kriterium som involverar ett predikterat framtida upptradande av systemet. En optimal losning soks har Over problemet Over en begransad vaghorisont, som fas genom trunkera hela koruppdragets horisont. Vaghorisonten är typiskt 2 km lang.

Malet med optimeringen är att minimera den erforderliga energin och tiden for koruppdraget, medan fordonets hastighet halls inom ett bestamt intervall. 11 Optimeringen kan utforas nned exennpelvis 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 bransleatgangsmodell for fordonet fk, begransningar pa styrinsignaler och begransningar pa den maximala absoluta deviationen Than vaghastigheten, exempelvis 5 km/h. Ett exempel pa hur en sadan optimering kan utforas beskrivs i "Look-ahead control of heavy vehicles", E. HellstrOm, LinkOping University, 2010. En fordonsmodell som beskriver de huvudsakliga krafterna som paverkar ett fordon i rorelse beskrivas dari enligt: dv Mt —dt F = motor — Fbroms Fluf tmotstdnd (V) F1119 (a) — Fgr avitet (a) = ttipltilf T (we, 6) — Fbrake — -1 D C Aa pa v2 — crmg cos a — mg sin a, (1) 2 rw dar a betecknar vagens lutning, CD och cr är karakteristiska koefficienter, g betecknar gravitationskraften, Pa är luftdensiteten, rw är hjulradien, och it, if, nt, nf är transmission och vaxelspecifika konstanter. Den accelererande fordonsnnassan mt(miwie, it, if, go nf) beror pa bruttonnassan m, hjultroghet Jw, motortroghet Je, vaxelladans utvaxling och effektivitet i,rj1, liksom den slutliga kOrutvaxlingen och effektiviteten if, rip Den prediktiva farthallaren LAC okar fordonets hastighet i forvag infor en brant uppf6rsbacke som da atminstone delvis erhaller en hogre medelhastighet nar fordonet fardas langs den branta uppforsbacken. Pa samma satt minskas hastigheten innan fordonet gar in i en brant nerforsbacke. Fordonets hastighet kan tillatas att minska till minimumhastigheten i en uppforsbacke och accelerera igen tappad hastighet tills efter kronet, d.v.s. pa plan vag. Om uppfOrsbacken foljs av en nedforsbacke sa kan hastigheten hallas pa en lagre niva i uppforsbacken for att slippa bromsa i nedforsbacken fOr att fordonets hastighet blir fOr hog och istallet utnyttja den potentiella energin fordonet far av sin vikt i nedforsbacken.

Bade tid och bransle kan darigenom sparas. 12 En mindre vaglutning a kan beskrivas enligt: 0 kr Te(co e)-4v7 f (d_ iij)—k[r =<0 är den brantaste lutning for vilken hastigheten kan bibehallas i en uppfOrsbacke med maximalt motormoment, och a1 är den brantaste vaglutningen for vilken ett tungt fordon kan bibehalla en konstant hastighet genom utrullning och inte behova bromsa. Branta backar definieras som vagsegment med en lutning utanfor intervallet i (2).

Enligt en utforingsform innefattar systemet 4 a' tminstone 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 uppforseller nedforsbacke med en lutning utanfOr 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 ett eller flera borvarden bi och samhorande positioner pi for fordonet fk langs vaghorisonten. Borvardena bi kan exempelvis vara hastighetsborvarden v, accelerationsborvarden ai, eller avstandsborvarden di. Systemet 4 kan alltsa vara konfigurerat att sjalvstandigt bestamma en eller flera korprofiler for fordonen i fordonstaget, exempelvis genom att korprofilenheten 6 bestarnmer en optimal hastighetskorprofil pa samma satt som den ovan beskrivna LAC:en.

Systemets 4 fun ktion kan vara konfigurerat att sattas igang da vagen uppvisar sarskilda egenskaper som exempelvis en brant lutning eller liten kurvradie (en = 13 snav kurva). Dessa egenskaper finns reflekterade i korprofilen som tas frann genom de borvarden bi som genererats, och aven som egenskaper i vaghorisonten. Fordonen i fordonstaget foljer vanligtvis en vaghastighet, aven kallad sethastighet vset, som är den hogsta hastighet som hastighetsbegransningen enligt vagen tillater. Vid backar, kurvor etc. kan det vara lampligt att variera hastigheten f6r att uppna branslebesparingar eller forbattra eller uppratthalla sakerheten. I en kurva kan det vara lampligt att sanka hastigheten ifall kurvradien är liten. Ett samband som uttrycker hur hog fordonets hastighet som mest kan vara baserat pa fordonets massa och kurvradien kan anvandas for att rakna ut fordonens maximala hastighet i kurvan. LAC:en raknar fram bransle- och/eller tidsoptimala borvarden bi i positioner pi, exempelvis hastighetsborvarden vi, och dessa hastighetsborvarden vi kan alltsa variera fran sethastigheten vset for att uppna en branslesnal och/eller saker k6rning. Analysenheten 7 är enligt en utforingsform konfigurerad att jamfora hastighetsborvarden vi med en sethastighet vset och bestamma en skillnad Av mellan vi och vset. Analysenheten 7 är vidare konfigurerad att jamfora Av med ett troskelvarde, och initiera bestamningen av den positionsbaserade korstrategin ifall Av Overstiger trOskelvardet. Pa sa satt kan fordonstaget regleras efter den gemensannma korstrategin 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.

I Fig. 4A visas ett exempel av systemet 4, dar systemet 4 är placerat i fordonet fk, exempelvis ledarfordonet f1. Systemet 4 kan cla vara en del av en styrenhet i fordonet f1. Systemet 4 visas har innefatta en horisontenhet 5 och en korprofilenhet 6 som tillhandahaller en korprofil for fordonet f1 till analysenheten 7. Kartdata och positionsdata skickas da exempelvis via det interna natverket i fordonet f1 till horisontenheten 5. Alternativt kan en befintlig LAC i fordonet 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 14 datorsystenn. Positionsdata etc. kan da skickas via V2I till den externa enheten. Enligt exemplet som illustreras schematiskt i Fig. 4A bestammer analysenheten 7 korstrategin att det är korprofilen for fordonet f1 som är den utvalda korprofilen for hela fordonstaget. Korstrategin meddelas till fordonen i fordonstaget via en tradlos signal. Korstrategin innefattar 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 avsthndetd, mellan fordonen. Exempelvis kan fordonen anvanda radar for att bestamma det framfOrvarande fordonets hastighet. Pa sa satt kommer fordonen i fordonstaget att -160 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 frannst i fordonstaget som ledarfordonet 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. Det mest begransade fordonet är exempelvis det fordon som har st6rst massa, eller nninst tillgangligt motornnoment, eller en kombination av bada.

Enligt en utforingsform är analysenheten 7 konfigurerad att emottaga en korprofil for vartdera av ett flertal fordon i fordonstaget. Analysenheten 7 är enligt denna utforingsform konfigurerad att analysera korprofilerna for att bestamma en utvald kOrprofil som positionsbaserad korstrategi for fordonen i fordonstaget. Den utvalda korprofilen kan sedan exempelvis 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 kan regleras, exempelvis hastighetsregleras, efter borvardena bi i samma verkliga positioner langs vagen. Detta galler for alla utforingsformer hari.

Det finns olika satt att bestamma en utvald korprofil. Exempelvis kan den utvalda korprofilen bestammas att vara den korprofil som bestamts fOr det mest begransade fordonet i fordonstaget. Exempel pa det mest begransade fordonet har beskrivits ovan. Det mest begransade fordonet kan aven bestammas att vara det fordon som har de storsta hastighetsfluktuationerna i sin korprofil i och/eller omkring en kommande backe och/eller kurva. For att bestannma vilken korprofil det är, som alltsa dá blir den utvalda korprofilen, sa är analysenheten 7 konfigurerad att bestamma ett skillnadsvarde Av fOr varje kOrprofil som indikerar den storsta skillnaden mellan en maxhastighet vmax 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 är ett av hastighetsbOrvardena vi i korprofilen, och minhastigheten vmin 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 bestams for vartdera fordon i vartdera fordon fk. KOrprofilerna sands sedan till analysenheten 7 fOr att bestamma en positionsbaserad korstrategi baserat pa en utvald korprofil.

Analysenheten 7 är har placerad i en extern enhet, och de olika korprofilerna skickas till analysenheten via V21-kommunikation. Efter att analysenheten 7 bestamt en utvald korprofil, meddelas korstrategin till fordonen i fordonstaget via V21-kommunikation, alltsa en eller flera tradlosa signaler. Korstrategin innefattar exempelvis ett meddelande med inneborden att alla fordonen i fordonstaget forutorn ledarfordonet ska mata hur det frannforvarande fordonet i fordonstaget beter sig och anpassa sin fart darefter for att uppratthalla avstandet di, nnellan fordonen. Exennpelvis kan fordonen anvanda radar for att bestannnna det framforvarande fordonets hastighet. Korstrategin innefattar aven ett meddelande till ledarfordonet f1 att det ska folja den utvalda korprofilen, samt korprofilen i sig ifall det inte redan är ledarfordonets korprofil. Pa sa satt kommer fordonen i fordonstaget att fOlja den utvalda hastighetsprofilen utan att sjalva behOva vara 16 nnedvetna onn vilket fordons hastighetsprofil de foljer. Alternativt kan den utvalda korprofilen meddelas till alla fordonen i fordonstaget, varefter vane 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, härledarfordonetf1. I likhet med exemplet i Fig. 4B bestams en korprofil for vartdera fordon i vartdera fordon fk. KOrprofilerna sands via V2Vkommunikation 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 V2V-kommunikation, alltsa en eller flera tradlosa signaler, samt via meddelande eller signal till fordonet fk i vilken analysenheten 7 befinner sig har f1. Korstrategin kan har vara densamma 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 bestamnnas sekventiellt. Varje fordon fk är har f6rsett nned en analysenhet 7k, eller en del av analysenheten 7. Det sista fordonet fN bestammer sin korprofil, och skickar den till analysenheten 7N-1 i det narnnsta framforvarande fordonet fN-1. Fordonet fN-1 bestammer sin korprofil och de !Dada korprofilerna jamfors i analysenheten 7N_1 for att bestamma vilken av korprofilerna som är mest begransad. Analysenheten 7 är har alltsa konfigurerad att jamfora skillnadsvarden Ay sekventiellt. Hur det kan utfOras har beskrivits tidigare. Den mest begransade kOrprofilen av de bada skickas sedan vidare till nasta narmsta 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. 17 Analysenheten 7, korprofilenheten 6 och horisontenheten 5 kan innefatta eller 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 ett dator eller datorsystem, exempelvis en ECU (Electronic Control Unit), i ett fordon 2.

I Fig. 5 visas ett flodesschema f6r en metod f6r att reglera fordonstaget som beskrivits ovan. Metoden kan implennenteras som program kod i ett datorprogram P. I figurerna 4A-4D visas datorprogrammet som en del i analysenheten 7, och datorprogrammet P är alltsa lagrat pa en nninnesenhet som kan vara en del av analysenheten 7. Program koden kan fà systemet 4 att utfora nagot av stegen enligt metoden nar den ' Borvardena bi kan exempelvis vara hastighetsborvarden vi, accelerationsborvarden ai, eller avstandsborvarden di. Enligt en utforingsform innefattar metoden att tillhandahalla en korprofil fOr vartdera av ett flertal fordon i fordonstaget. En korprofil kan exempelvis tillhandahallas genom 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, samt att bestamma en kOrprofil fOr atminstone ett fordon fk I fordonstaget baserat pa horisontens egenskaper, varvid korprofilen innehaller bOrvarden bi och samhOrande positioner pi fOr fordonet fk langs vaghorisonten. Metoden innefattar aven att bestamma en positionsbaserad korstrategi for fordonen i fordonstaget baserat atminstone pa korprofilen for fordonet fk (A2).

Darefter regleras fordonen i fordonstaget i enlighet med den positionsbaserade korstrategin (A3). Enligt en utforingsform sa innefattar (A3) att meddela den 18 positionsbaserade korstrategin till alla fordon i fordonstaget, varefter fordonen i fordonstaget regleras i enlighet med den positionsbaserade korstrategin.

Enligt en utforingsform innefattar (Al) att analysera korprofiler for att bestamma en utvald korprofil som positionsbaserad korstrategi for fordonen i fordonstaget.

Analysen kan exempelvis utforas genom att, da korprofilen innefattar hastighetsbOrvarden vi, bestamma ett skillnadsvarde Av fOr varje korprofil som indikerar den storsta skillnaden mellan en maxhastighet vr,,a), och minhastighet vmin, jamfora skillnadsvarden Av fOr de olika korprofilerna med varandra samt bestamma en utvald korprofil som har det st6rsta skillnadsvardet Av baserat pa jamforelsen. Enligt en utforingsform sker steget att jamfora skillnadsvarden Av sekventiellt, exempelvis i vane fordon.

Enligt en utfOringsform innefattar metoden ett steg fOre steg Al eller A2, som innefattar att da korprofilen innefattar hastighetsborvarden vi jamfora hastighetsborvarden vi med en sethastighet vset och bestamma en skillnad Av mellan v och vset, jamfora Av med ett troskelvarde och initiera bestamningen av en positionsbaserad korstrategi ifall Av overstiger troskelvardet.

Andra utforingsformer som aven kan appliceras som metod har beskrivits i samband med beskrivningen av systemet. Uppfinningen omfattar aven en datorprogramprodukt innefattande programkoden P lagrat pa ett, av en dator lasbart, medium for att utfora metodstegen som beskrivits har. Datorprogramprodukten kan exempelvis vara en CD-skiva.

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. 19

Claims (18)

Patentkrav

1. 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, varvid systemet (4) innefattar en analysenhet (7) som är konfigurerad att - emottaga en korprofil for atminstone ett fordon fk i fordonstaget langs en vaghorisont f6r fordonets framtida vag, varvid korprofilen innehaller bOrvarden bi med samhorande positioner pi fOr fordonet fk langs vaghorisonten; - bestamma en positionsbaserad korstrategi f6r fordonen i fordonstaget baserat atminstone pa korprofilen for fordonet fk, varefter fordonen i fordonstaget regleras i enlighet med den positionsbaserade korstrategin.

2. Systemet enligt krav 1, varvid analysenheten (7) är konfigurerad att - generera en korstrategisignal som indikerar den positionsbaserade korstrategin, och - sanda korstrategisignalen till alla fordon i fordonstaget, varefter fordonen i fordonstaget regleras i enlighet med den positionsbaserade korstrategin.

3. Systemet (4) enligt nagot av foregaende krav, varvid analysenheten (7) är konfigurerad att emottaga en korprofil for vartdera av ett flertal fordon i fordonstaget.

4. Systemet (4) enligt krav 3, varvid analysenheten (7) är konfigurerad att analysera namnda korprofiler fOr att bestamma en utvald kOrprofil som positionsbaserad k6rstrategi fOr fordonen i fordonstaget.

5. Systemet (4) enligt krav 4, varvid borvardena bi är hastighetsborvarden v och analysenheten (7) är konfigurerad att: - bestamma ett skillnadsvarde Av for varje korprofil som indikerar den storsta skillnaden mellan en maxhastighet vm„ och minhastighet vmin; 1. jannfora skillnadsvarden Av for de olika korprofilerna med varandra; 2. bestamma en utvald korprofil som har det stOrsta skillnadsvardet Av baserat pa jamfOrelsen.

6. Systemet (4) enligt krav 5, varvid analysenheten (7) är konfigurerad att jamfora skillnadsvarden Av sekventiellt.

7. Systemet (4) enligt nagot av foregaende krav, varvid borvardena bi är hastighetsborvarden vi och analysenheten (7) är konfigurerad att - jannfora hastighetsborvarden vi med en sethastighet vset och bestannnna en skillnad Av mellan vi och vset; 1. jamfOra Av med ett trOskelvarde, och initiera bestamningen av den positionsbaserade korstrategin ifall Av overstiger troskelvardet.

8. Systemet (4) enligt nagot av foregaende krav, som innefattar: 1. en horisontenhet (5) konfigurerad att bestamma en vaghorisont for atnninstone 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; 2. en korprofilenhet (6) konfigurerad att bestamma en korprofil for atminstone ett fordon fk i fordonstaget baserat pa vaghorisontens egenskaper, varvid kOrprofilen innehaller borvarden bi och samhorande positioner pi for fordonet fk langs vaghorisonten.

9. 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), varvid metoden innefattar att: 1. tillhandahalla en korprofil for atminstone ett fordon fk i fordonstaget langs en vaghorisont f6r fordonets framtida vag, varvid korprofilen innehaller borvarden bi och samhorande positioner pi for fordonet fk langs vaghorisonten; 21 2. bestarrwria en positionsbaserad k6rstrategi f6r fordonen i fordonstaget baserat atminstone pa korprofilen for fordonet fk, varefter fordonen i fordonstaget regleras i enlighet med den positionsbaserade korstrategin.

10. Metoden enligt krav 9, som innefattar att meddela den positionsbaserade k6rstrategin till alla fordon i fordonstaget,

11. Metoden enligt krav 9 eller 10, som innefattar att tillhandahalla en kOrprofil for vartdera av ett flertal fordon i fordonstaget.

12. Metoden enligt krav 11, som innefattar att analysera namnda korprofiler f6r att bestamma en utvald korprofil som positionsbaserad korstrategi for fordonen i fordonstaget.

13. Metoden enligt krav 12, varvid borvardena bi är hastighetsborvarden vi och analysen innefattar att 1. bestamma ett skillnadsvarde Av for vane korprofil som indikerar den storsta skillnaden mellan en maxhastighet vmax och minhastighet vmin; 2. jamfora skillnadsvarden Av fOr de olika korprofilerna med varandra; - bestamma en utvald kOrprofil som har del stOrsta skillnadsvardet Av baserat pa jamforelsen.

14. Metoden enligt krav 13, varvid steget att jamfora skillnadsvarden Av sker sekventiellt.

15. Metoden enligt nagot av kraven 9 till 14, varvid borvardena bi är hastighetsbOrvarden vi och metoden vidare innefattar att 1. jamfora hastighetsborvarden vi med en sethastighet vset och bestamma en skillnad Av mellan vi och vset; - jamfora Av med ett troskelvarde, och initiera bestamningen av en positionsbaserad korstrategi ifall Av overstiger troskelvardet. 22

16. Metoden enligt nagot av kraven 9 till 14, som innefattar att tillhandahalla en korprofil genom att: 1. 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 f6r den framtida vagen; 2. bestamma en korprofil f6r atminstone ett fordon fk i fordonstaget baserat pa horisontens egenskaper, varvid korprofilen innehaller borvarden bi och samhOrande positioner pi fOr fordonet fk langs vaghorisonten.

17. Datorprogram (P) vid ett system (4), dar nannnda datorprogram (P) innefattar programkod for att fà systemet (4) att utfora nagot av stegen enligt patentkraven 9 till 16.

18. Datorprogramprodukt innefattande en progrannkod lagrat pa ett, av en dator lasbart, medium for att utfora metodstegen enligt nagot av patentkraven 9 till 16. 1/4