專利名稱：車隊行進的控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及車隊列隊行進的控制系統(tǒng)，車隊包括引導車輛以及自動跟隨引導車輛的一輛或多輛跟隨車輛。本發(fā)明進一步涉及共同時基在車隊中的使用方法以及控制車隊行進的方法。
背景技術：
駕駛車隊中自推進車輛一般要求每輛車一個駕駛員。作為替代，可以使用所謂的車隊。車隊包括引導車輛和至少一輛跟隨車輛。當車隊移動時，引導車輛利用車輛間通信控制跟隨車輛的移動。通過使用車隊可以排除駕駛跟隨車輛的需要。另外，車隊中車輛之間的距離，即車輛間距離與正常交通量時車輛之間的距離相比可以縮短，從而增加例如道路的運輸能力。車隊中車輛之間的短距離也已經證明減少了空氣阻力，從而降低了燃料消 耗。Farwell和Caldwell的文獻US6，640，164B1公開了用于自推進車輛，尤其是車隊中車輛的遠程控制的系統(tǒng)。引導車輛獲取沿途的連續(xù)GPS坐標位置，并且將坐標位置向跟隨車輛廣播，以便弓I導車輛能夠經過與引導車輛相同的路程。由于在US6，640, 164B1公開的系統(tǒng)的引導車輛發(fā)送其所通過的道路點的GPS坐標，所以控制跟隨車輛是基于過去的事件，盡管為最近的過去。期望能夠使得車輛間距離比現(xiàn)有車隊中甚至更短，以便加強以上提及的正面效果。所以期望用于車隊行進的改進的控制系統(tǒng)。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是克服或改善現(xiàn)有技術的缺點中的至少一個，或者提供有用的替代。期望提供一種控制系統(tǒng)，允許車隊的車輛之間的短距離。進一步期望提供控制系統(tǒng)，它能夠在控制點之前作出反應。根據權利要求I的本發(fā)明可以實現(xiàn)一個或多個目的。在本發(fā)明的第一方面，提供了用于車隊行進的控制系統(tǒng)。車隊包括引導車輛以及自動跟隨引導車輛的一輛或多輛跟隨車輛。引導車輛控制跟隨車輛的運動。每一輛跟隨車輛和引導車輛都包括通信裝置。控制系統(tǒng)包括共同時基，它允許在控制點之前從引導車輛向跟隨車輛中的至少一輛傳送提議一個動作的控制命令。車隊中車輛之間的距離短，以便能夠使用減小空氣阻力從而降低燃料消耗的優(yōu)點。不過，車輛不以機械方式連接?？刂泼畎刂泣ct。和動作。控制點t。是時間點，而伴隨動作試圖在該特定時間點被執(zhí)行。期望短的車輛間距離對共同時基提出了精度要求。時基越精確，控制系統(tǒng)就越精確。這使得更短的車輛間距離成為可能，引起空氣阻力降低從而改進了燃料經濟性。對車隊的車輛使用共同時基促進了短的車輛間距離。不僅如此，通過在控制點t。之前傳送所提議的動作，車輛就有可能準備若干動作，比如預加載制動器，而不是反應，這是之后進行的動作。在實施例中，共同時基具有的精度是至少10ms，優(yōu)選情況下至少是Ims并且最優(yōu)選情況下至少是100 μ S。如上，優(yōu)選情況下車輛間距離應當保持為短。在某實施例中，車輛間距離對應于兩個車輛之間小于O. 6秒的時間間隔。以這樣短的時間間隔，難以或甚至不可能手工地駕駛跟隨車輛。所以，與單獨地駕駛跟隨車輛相比，車隊使得有可能具有更短的車輛間距離，尤其是在如本發(fā)明公開的那樣使用共同時基時。在優(yōu)選實施例中，共同時基是基于來自外部時鐘的信號，比如全球導航衛(wèi)星系統(tǒng) (GNSS)如全球定位系統(tǒng)(GPS)的時鐘、世界協(xié)調時(UTC)時間或基于原子時的時鐘。通過使用外部時鐘，車隊的全部車輛都可以同時收到時間信號。優(yōu)選情況下可以使用GPS時間，因為車輛可能無論如何都要使用GPS確定它們的位置。使用對于在車隊的全部車輛是共同的外部時基，使得有可能使個別車輛的時鐘與車隊的其他車輛尤其是與弓I導車輛的時鐘同步，即設置這臺特定車輛的時基。如果由于某種原因，無法收到外部時鐘的信號，如在隧道中駕駛時，每輛車的時基可以基于從外部時鐘最后收到的信號。引導車輛可以對跟隨車輛的時鐘保持跟蹤，并且如果跟隨車輛中的至少一個的差異比預定量大，引導車輛就可以發(fā)出同步信號或重復的同步信號，例如每秒一次。作為替代，只要與外部時鐘的聯(lián)系一斷開，引導車輛就可以開始發(fā)出時間信號。然后其他車輛可以將其時鐘與引導車輛的時鐘同步。作為對外部時鐘的替代或補充，共同時基可以基于引導車輛的時鐘，其中時鐘的時間信號從引導車輛被傳送到跟隨車輛。優(yōu)選情況下，控制命令適于補償至少一輛跟隨車輛的動力屬性。通過對跟隨車輛的實際動力屬性和/或車隊內的時間延遲采用控制命令，可以優(yōu)化車輛間距離。應當考慮對該特定動作動力屬性最差的車輛的動力性。在本發(fā)明的實施例中，所提議的動作可以包括表示為對跟隨車輛隨時間的狀態(tài)控制的動作。然后控制命令被提供為表示為隨時間而變的提議動作，比如隨時間加速、隨時間減速、隨時間達到目標速度、隨時間達到車輛間距離、隨時間達到轉彎半徑或隨時間達到位置?？刂泼羁梢砸詤?shù)化形式傳送，即以數(shù)學公式的形式或者作為曲線對比時間。這些類型的控制命令為了起作用對時基的精度提出了高要求。如果引導車輛改為發(fā)送與其各自控制點t。鏈接的一組后續(xù)命令，跟隨車輛將可能不理解引導車輛的意圖。不僅如此，通信系統(tǒng)的負載也可能更高，尤其是在使用了確認和執(zhí)行命令時，正如以下的介紹。在實施例中，要求向引導車輛確認接收到控制命令。作為選擇，可以在跟隨車輛已經收到由引導車輛發(fā)送的執(zhí)行命令后才執(zhí)行所提議的動作。在控制系統(tǒng)的一個實施例中，跟隨車輛可以在從引導車輛收到控制命令后，通知引導車輛跟隨車輛能夠還是不能夠執(zhí)行根據控制命令的提議的動作。如果通知不能夠，跟隨車輛可以另外地向引導車輛提議一種可能受限的狀態(tài)動作代替根據從引導車輛發(fā)送的控制命令的提議的動作。引導車輛然后可以根據受限的狀態(tài)動作發(fā)送新的控制命令。作為替代，引導車輛可以在首先已經發(fā)送了控制命令增大車輛間距離之后決定解散車隊。
控制系統(tǒng)可以進一步包括協(xié)商過程，用于候選跟隨車輛想要連接到車隊時。協(xié)商過程包括發(fā)送候選跟隨車輛狀態(tài)控制的界限。如果候選跟隨車輛的狀態(tài)控制能力太受限，可以拒絕候選跟隨車輛連接到車隊。不僅如此，協(xié)商過程不限于連同權利要求的控制系統(tǒng)一起使用，而是可以在任何車隊控制系統(tǒng)中使用。在本發(fā)明的第二方面，提供了在包括引導車輛以及自動跟隨引導車輛的一輛或多輛跟隨車輛的車隊中使用共同時基。引導車輛控制跟隨車輛的運動。每一輛跟隨車輛和引導車輛都包括通信裝置。共同時基的使用方法允許在控制點之前從引導車輛向跟隨車輛中的至少一輛傳送提議一個動作的控制命令。 在本發(fā)明的第三方面，提供了控制車隊行進的方法。車隊包括引導車輛以及自動跟隨引導車輛的一輛或多輛跟隨車輛。弓I導車輛控制跟隨車輛的運動。每一輛跟隨車輛和引導車輛都包括通信裝置。方法包括以下步驟a)建立共同時基。b)在控制點之前從引導車輛向跟隨車輛中的至少一輛傳送提議一個動作的控制命令。共同時基促進了在控制點之前從引導車輛向跟隨車輛中的至少一輛傳送提議一個動作的控制命令。步驟a)典型情況下定期地進行，但是優(yōu)選情況下在執(zhí)行步驟b)之前應當已經進行了至少一次。此外，方法可以包括步驟c)跟隨車輛中的至少一輛在收到了控制命令后向引導車輛確認；以及可選步驟d)引導車輛發(fā)送執(zhí)行命令。優(yōu)選情況下，恰好在步驟c)之前、恰好在步驟c)之后、連同或代替步驟c)，方法可以進一步包括步驟e)跟隨車輛中的至少一輛向引導車輛傳送消息，通知它跟隨車輛能夠還是不能夠執(zhí)行根據控制命令的提議的動作。方法可以在該情況下跳過步驟d)。在通知能夠的情況下，方法可以進一步包括步驟f)引導車輛根據步驟b)傳送執(zhí)行命令。在通知不能夠的情況下，方法可以進一步包括步驟g)跟隨車輛中的至少一輛向引導車輛傳送可能的受限的狀態(tài)動作；以及可選步驟h)方法返回步驟b)以及引導車輛根據受限的狀態(tài)動作傳送新的控制命令，或者作為替代引導車輛解散車隊。


后文將參考附圖利用非限制實例進一步講解本發(fā)明，其中圖I展示了根據本發(fā)明由控制系統(tǒng)控制的車隊；
圖2展示了在控制命令期間的事件過程；圖3展示了表示為隨時間而變的控制命令；圖4展示了根據本發(fā)明的方法；圖5展示了圖4的方法中的車輛間通信；圖6展示了圖4中展示的方法的時間控制圖；圖7展示了根據本發(fā)明的另一個方法；圖8展示了圖7中展示的方法的時間控制圖。
具體實施方式

以下將通過若干實施例示范本發(fā)明。不過應當認識到，包括這些實施例是為了講解本發(fā)明的原理，而不是限制由附帶的權利要求書所界定的本發(fā)明的范圍。來自兩個或更多實施例的細節(jié)可以彼此結合。圖I示意地展示了由根據本發(fā)明的控制系統(tǒng)控制的車隊I。引導車輛L由η輛跟隨車輛F1'F2、Fi,…、Fn跟隨。所述車輛以行列行進。跟隨車輛數(shù)量η是整數(shù){1，2，3，4，5，6…}。數(shù)字i是從I到η的計數(shù)。引導車輛L具有駕駛員或者在人的監(jiān)督下運行，而跟隨車輛不是由駕駛員主動地駕駛。車隊的引導車輛L利用車輛間通信控制車隊的跟隨車輛。車隊的車輛例如可以是小客車、大客車、卡車或貨車。每個車輛在自身與其緊隨的前方車輛之間都具有一定的距離。跟隨車輛F1到所述引導車輛L具有距離X1，跟隨車輛F2到恰好在前的跟隨車輛F1具有距離X2，而跟隨車輛Fi到恰好在前的跟隨車輛Fg具有距離Xi，依此類推。車輛間距離Xi在整個車隊中可以相同，它們也可以變化。優(yōu)選情況下，車輛間距離Xi適應于各個車輛的特征，如加速或制動的動力表現(xiàn)。另外，車輛間距離可以取決于若干因素，比如車隊的速度、道路的狀況、四周的交通量等。引導車輛L，或者更精確地說引導車輛的控制系統(tǒng)，即第一控制器，可以確定所述車輛間距離Xi。在根據本發(fā)明的控制系統(tǒng)的優(yōu)選實施例中，每個車輛都具有其自己的控制器——次級控制器，它控制與恰好在前車輛的距離Xi以及其他事物。車輛間距離Xi可以利用通常使用的距離傳感器確定，比如由激光測距，和/或利用各自車輛的GPS單元。引導車輛L利用控制命令控制跟隨車輛?？刂泼畎刂泣ct。和動作。控制點tc是時間點，而在這個特定的時間點試圖執(zhí)行伴隨動作。引導車輛L能夠向各輛跟隨車輛Fi發(fā)送各自控制命令。作為替代，它還可以發(fā)送通用命令，包括對兩輛或更多跟隨車輛的控制命令。在該情況下，控制命令還包括有關哪輛跟隨車輛被計劃的信息，例如通過對每輛車使用唯一的標識?？刂泼羁梢员贿B續(xù)更新。車隊的車輛都配備了通信裝置，在此以發(fā)射機10和接收機12的形式。引導車輛L可以經由發(fā)射機10向跟隨車輛Fi發(fā)送控制命令提議某動作。跟隨車輛Fi經由其接收機12接收該控制命令。車輛之間的通信可以遵循專用短程通信即DSRC，或IEEE802. llp，p表示適合于車輛的變量。也可以利用蜂窩通信實現(xiàn)車輛之間的通信。作為選擇，跟隨車輛Fi可以另外具有發(fā)射機10，以使得其自身能夠向車隊的另一輛車發(fā)送消息，如向在該情況下應當具有接收機12以便能夠接收消息的引導車輛L。跟隨車輛Fi可以使用這種選項，以便確認收到了由引導車輛L發(fā)送的控制命令。如果某車輛既有發(fā)射機10也有接收機12，就可以將它們結合為一個發(fā)射機-接收機單元。
本發(fā)明的控制系統(tǒng)進一步包括共同時基。在圖I的第一個實施例中，這由使用GPS時間3被示范，GPS=全球定位系統(tǒng)。引導車輛和跟隨車輛Fp F2,…、Fm、Fi,…、Fn因此具有GPS接收機14。每輛車從而可以對共同時基保持跟蹤。也有可能使用其他外部時鐘，比如UTC，即世界協(xié)調時。優(yōu)選情況下，應當使用外部時鐘，其時間信號可以被車隊中的全部車輛同時收到。使用GPS時間可能有利，因為這些車輛無論如何都可以使用GPS單元確定其位置。接收機12和GPS接收機14可以被結合為一個接收機，也可能與發(fā)射機10結合。使用對車隊中的全部車輛是共同的外部時基，使得各個車輛的時鐘與車隊中其他車輛的時鐘同步，尤其與引導車輛。優(yōu)選情況下，各個車輛的時鐘精度是至少10ms，優(yōu)選情況下至少是Ims并且最優(yōu)選情況下至少是100 μ S。上述的GPS時間和UTC時間都使用PPS，即每秒脈沖，并且每秒發(fā)送一個脈沖。這些脈沖的頻率被明確界定，使其有可能實現(xiàn)皮秒或納秒級的精度。各個車輛時鐘的同步也可以按照由引導車輛所確定的頻度發(fā)生。如果車輛中某一 時鐘的不確定性已知，該時鐘的同步頻度就可以與之適應，使得變化更大的時鐘比對更穩(wěn)定的時鐘更頻繁地執(zhí)行同步。在這種情況下可以由引導車輛或由跟隨車輛本身初始化同
止/J/ O
圖I進一步展示了車隊I走近控制點t。，在此由X展示，標注了引導車輛L在控制點的時間t。的對應空間位置5。一般來說，在跟隨車輛FpF2、…、Fi+Fi、…、FnS經收到了控制命令后，期望它們采取遵循該控制命令所要求的行動。典型情況下，控制命令從引導車輛L發(fā)送并且在執(zhí)行前的幾百秒至一秒期間被接收。圖2展示了發(fā)出控制命令時所發(fā)生的情況。純粹作為實例，假設與控制點t。相關聯(lián)的控制命令規(guī)定車隊的車輛應當在控制點時間t。開始調整其速度，以便達到所期望的速度vdesiral。在車輛能夠實際開始調整其速度前，應當考慮到一定的時間延遲，比如引導車輛駕駛員的反應時間、控制命令傳播到跟隨車輛的握手時間以及制動準備如創(chuàng)建制動壓力的時間。這種準備時間在圖2中被表示為Atp_并且對應于車隊駕駛圖I中由d表示的距離?？刂泼钭钸t應當在時間te-Atp_被傳送以便允許時間延遲。在執(zhí)行該動作期間的時間區(qū)間被表示為Atartim，并且其長度受各個車輛的動力表現(xiàn)影響。在時間t應當達到所期望的速度。選擇△ tartim時應當考慮各個車輛對具體期望調整所需的最長時間，否則在車隊中的這些車輛將有彼此碰撞的風險。從引導車輛L向任何跟隨車輛Fp F2、…、Fi+Fi、…、Fn發(fā)送的控制命令可以包括表示為隨時間的狀態(tài)控制的動作，比如隨時間加速、隨時間減速、隨時間達到目標速度、隨時間達到車輛間距離、隨時間達到轉彎半徑或隨時間達到去的位置。在這方面對圖3進行了參考，其中X軸代表在控制點t。之后以毫秒計的時間。距離涉及到恰好在前車輛的車輛間距離。如果不同的控制命令彼此沖突，例如一條命令規(guī)定一定的車輛間距離而另一條控制命令規(guī)定期望的速度提高，對安全最重要的控制命令將被優(yōu)先考慮，在這個實例中，是車輛間距離。如果由于某種原因，無法收到外部時鐘的信號，如在隧道中駕駛時，每輛車的時基可以基于從外部時鐘收到的最后信號。引導車輛L可以對跟隨車輛的時鐘保持跟蹤，并且如果它們中的至少一個的差異比預定量大，引導車輛就可以發(fā)出同步信號或重復的同步信號，例如每秒一次。作為替代，只要與外部時鐘的聯(lián)系一斷開，引導車輛就可以開始發(fā)出時間信號。然后其他車輛可以將其時鐘與引導車輛的時鐘同步。在根據本發(fā)明的控制系統(tǒng)的第二個實施例中，形成共同時基的時間信號從引導車輛L發(fā)送，例如每秒一次，消除了對外部時鐘的需求。優(yōu)選情況下，各個車輛的時鐘精度是至少IOms,優(yōu)選情況下至少是Ims并且最優(yōu)選情況下至少是100 μ S。如果由于某種原因來自引導車輛L的時間信號變模糊或阻塞，每輛跟隨車輛Fi的時基就可以基于從引導車輛L收到的最后信號。本發(fā)明的另一方面提供了控制車隊行進的方法，如圖4所示。本方法包括以下步驟，其中某些是可選的，如以下講解并示為虛線框 100: a)建立共同時基；110:b)在控制點之前從引導車輛L向至少一輛跟隨車輛Fp F2、…、…、 Fn傳送控制命令,包括控制點t。和提議的動作；120 :c)所述至少一輛跟隨車輛向引導車輛L確認收到該控制命令；130:d)所述引導車輛發(fā)送執(zhí)行命令。在最一般的形式中，根據本發(fā)明提議的方法僅僅包括步驟100:a)和110:b)。由于共同時基，在這種情況下的動作在適宜的時刻被執(zhí)行。如以上講解，步驟a)典型情況下定期地進行，但是在執(zhí)行步驟b)之前它應當已經進行了至少一次。本方法可以由步驟120 :c)擴展，跟隨車輛Fi收到了控制命令后向引導車輛L回答。在某實施例中，所期望的是全部跟隨車輛都確認其各自的控制命令。作為選擇，可以在跟隨車輛Fi也已經收到了執(zhí)行命令之后再執(zhí)行提議的動作，在這種情況下執(zhí)行命令在130:d)發(fā)送。圖5把圖4中所示的方法步驟展示為車輛間通信110:從引導車輛L向跟隨車輛FpF2、…、Fn發(fā)送控制命令(細線)?？刂泼畎刂泣ct。和向至少一輛跟隨車輛提議的動作。如所展示的那樣，可以向每輛跟隨車輛發(fā)送控制命令。作為替代，可以發(fā)送通用的控制命令，包括用于不止一臺，優(yōu)選情況下全部車輛的控制命令。在這種情況下，各車輛應當能夠識別出哪條控制命令計劃用于某特定車輛。120 :跟隨車輛向引導車輛L確認收到了控制命令后(虛線)。130 :引導車輛向每輛跟隨車輛發(fā)送執(zhí)行命令，不是向各輛跟隨車輛的單獨命令(粗線)就是通用的執(zhí)行命令，包括用于不止一臺，優(yōu)選情況下全部車輛的執(zhí)行命令。圖6是圖5中展示方法的時間控制圖。時間軸在圖中指向下方。步驟a)獨立于其他步驟并可以定期地被重復，如以上講解?？刂泼钤诓襟Eb)被分別地傳送到每輛跟隨車輛并在步驟c)被確認。在步驟d)發(fā)送執(zhí)行命令。在時間t。執(zhí)行所提議的動作。在本方法的替代實施例中，見圖7，本方法可以包括進一步的步驟代替步驟c)或作為對步驟c)的補充。步驟a)和步驟b)正如以上100: a)建立共同時基；110:b)在控制點之前從引導車輛L向至少一輛跟隨車輛Fp F2、…、…、Fn傳送控制命令,包括控制點t。和提議的動作；可選步驟120: c)所述至少一輛跟隨車輛Fp F2、…、F^'Fi、…、Fn向引導車輛L確認收到該控制命令；
140:e)所述至少一輛跟隨車輛FpF2、…、F^'Fi、…、Fn向引導車輛L傳達消息跟隨車輛Fi、F2、…、Fi+Fi、…、Fn “能夠”150或“不能夠”170執(zhí)行根據該控制命令提議的動作。
160:f)在步驟e)中傳達“能夠” 150的情況下，引導車輛可以發(fā)送基于步驟b)的執(zhí)行命令。在步驟e)中傳達“不能夠” 170的情況下，可以發(fā)生以下步驟180:g)所述至少一輛跟隨車輛F1'F2、…、Fi+Fi、…、Fn向引導車輛L傳達可能受限的狀態(tài)動作。190:h)本方法返回到步驟b)并且該引導車輛L發(fā)送新的基于該可能受限的狀態(tài)動作的控制命令。引導車輛L能夠在任何時間決定解散車隊。典型的情況是從一輛跟隨車輛傳達“不能夠”時。該解散可以是總體的或者是部分的?？傮w解散意味著該車隊被分離為其各個車輛。該解散可以開始于尾端，通常這是優(yōu)選的，也可以在車隊的任何位置，在特殊情況下這是優(yōu)選的，比如某物體從旁邊進入車隊，例如跑到公路上的麋鹿。在部分解散中，該車隊可以被分離為一個或多個子車隊，每個子車隊然后形成新的車隊。在解散車隊時，車輛間距離增大，狀態(tài)控制被轉交到被解散的跟隨車輛并向其駕駛員發(fā)送了警報。也有可能賦予車隊中任何車輛在期望或需要時解散該車隊的權限。在以上介紹的情況下，如果在步驟e)傳達了 “不能夠” 170，所以到步驟190解散該車隊可以是替代方案。圖8是圖6中展示方法的時間控制圖。時間軸在圖中指向下方。步驟a)獨立于其他步驟并可以被重復，如以上講解?？刂泼钤诓襟Eb)被傳送并在步驟c)被確認。跟隨車輛I F2和Fi在步驟e)傳達它們“能夠”執(zhí)行所提議的動作，而一輛跟隨車輛Fp1傳達“不能夠”。這輛車還發(fā)送了可能受限的狀態(tài)動作，步驟g)。在步驟h)本方法返回步驟
b)并且引導車輛發(fā)送新的控制命令，包括考慮了受限狀態(tài)的新提議的動作。跟隨車輛確認該接收，步驟C)。這次全部跟隨車輛都“能夠”執(zhí)行控制命令，步驟e)，并且在步驟f)引導車輛發(fā)送基于新提議的動作的執(zhí)行命令。在時間t。執(zhí)行新提議的動作。車隊的全部車輛都可以可選性地能夠轉發(fā)控制命令并用作車輛之間發(fā)送消息的發(fā)射應答器。在本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明的控制系統(tǒng)還包括把候選跟隨車輛連接到車隊的協(xié)商過程。候選跟隨車輛可以沿著車隊進入車隊的任何位置，但是優(yōu)選情況下，它被添加到車隊的尾端。協(xié)商過程可以或者由引導車輛L啟動或者由候選跟隨車輛啟動。在包括協(xié)商過程的控制系統(tǒng)的優(yōu)選實施例中，每輛車都有唯一的標識。另外，每輛車都有其自己的控制器——次級控制器，它比如控制與恰好在前車輛的距離Xi。協(xié)商過程利用車輛之間的通信進行。因而識別出引導車輛L和恰好在候選跟隨車輛前面的車輛。引導車輛L知道在車隊中的其他車輛是什么。另外，優(yōu)選情況下，每輛跟隨車輛都至少知道恰好在其前面和恰好在其后面的車輛是什么。候選跟隨車輛還傳達其當前的駕駛數(shù)據，比如位置、速度和加速度。協(xié)商過程進一步包括向引導車輛發(fā)送候選跟隨車輛狀態(tài)控制的界限。由于引導車輛知道已經連接的跟隨車輛狀態(tài)控制的界限，所以在該候選車輛被接受時車隊的控制能夠適于新包括的車輛。如果引導車輛L發(fā)現(xiàn)該候選跟隨車輛的狀態(tài)控制能力太受限，不適應在車隊中，或者如果跟隨車輛的數(shù)量太多，引導車輛L可以拒絕候選跟隨車輛的連接。以上協(xié)商過程適合于本發(fā)明權利要求的控制系統(tǒng)。不過，以上協(xié)商過程，有可能包括對允許連接與否的決定使用上述的基礎，當連接新的候選者時，也可以用于車隊駕駛的其他控制系統(tǒng)。因此協(xié)商過程不限于連同權利要求的控制系統(tǒng)使用，而是在任何車隊控制系統(tǒng)中都可以使用。優(yōu)選情況下，使引導車輛L位于車隊的前方，正如在展示的實施例中，但是引導車輛在原則上可以是車隊中的任何車輛。在附帶的權利要求書的范圍內對本發(fā)明的進一步修改是可行的。因此，不應當認 為本發(fā)明受到本文介紹的實施例和附圖的限制。相反，本發(fā)明的完全范圍應當參考說明和附圖由附帶的權利要求書確定。
權利要求
1.一種用于車隊(I)行進的控制系統(tǒng)，所述車隊包括引導車輛(L)以及自動跟隨所述引導車輛的一輛或多輛跟隨車輛(F。F2、…、^、匕、…、Fn)，所述引導車輛控制所述跟隨車輛的運動， 每一輛所述跟隨車輛和所述引導車輛都包括通信裝置(10，12)， 其特征在于 所述控制系統(tǒng)包括共同時基，它允許在控制 點(t。)之前從所述引導車輛(L)向所述跟隨車輛(Fi、F2、…、Fi+Fi、…、Fn)中的至少一輛傳送提議一個動作的控制命令。
2.根據權利要求I的控制系統(tǒng)，其中，所述共同時基具有的精度是至少10ms，優(yōu)選情況下至少是Ims并且最優(yōu)選情況下至少是100 μ S。
3.根據權利要求I或2的控制系統(tǒng)，其中，所述車隊的兩個車輛之間的時間間隔小于O.6s0
4.根據任何一個前面的權利要求的控制系統(tǒng)，其中，所述共同時基是基于來自外部時鐘(3)的信號，比如GPS時間或UTC時間。
5.根據權利要求4的控制系統(tǒng)，其中，在來自所述外部時鐘(3)的信號暫時不可接收的情況下，所述車隊的各個車輛的所述時基是基于從所述外部時鐘(3)收到的最后信號和/或基于從所述引導車輛(L)發(fā)送的時間信號。
6.根據任何一個前面的權利要求的控制系統(tǒng)，其中，所述控制命令適于補償所述至少一輛跟隨車輛(FpF2、…、Fi+Fi、…、Fn)的動力屬性和/或所述車隊(I)內的時間延遲。
7.根據任何一個前面的權利要求的控制系統(tǒng)，其中，所提議的動作包括表示為對所述跟隨車輛(FpF2、Fi,…、Fn)隨時間的狀態(tài)控制的動作。
8.根據任何一個前面的權利要求的控制系統(tǒng)，其中，所述跟隨車輛(FpF2、…、Fm、Fi,…、Fn)可以向所述引導車輛(L)提議可能受限的狀態(tài)動作，代替根據從所述引導車輛(L)發(fā)送的所述控制命令的所述提議的動作。
9.根據任何一個前面的權利要求的控制系統(tǒng)，其中，所述控制系統(tǒng)進一步包括協(xié)商過程，用于候選跟隨車輛想要連接到所述車隊(I)時，所述協(xié)商過程包括發(fā)送所述候選跟隨車輛狀態(tài)控制的界限，并且其中，如果所述候選跟隨車輛的狀態(tài)控制能力太受限，可以拒絕所述候選跟隨車輛連接到所述車隊(I)。
10.一種在包括引導車輛(L)以及自動跟隨所述引導車輛的一輛或多輛跟隨車輛(FpF2、…、Fi+Fi、…、Fn)的車隊(I)中共同時基的使用方法，所述引導車輛控制所述跟隨車輛的運動， 每一輛所述跟隨車輛和所述引導車輛都包括通信裝置(10，12)， 其特征在于 所述共同時基的使用方法允許在控制點(t。)之前從所述引導車輛(L)向所述跟隨車輛(F1^F2,…、Fi^Fp…、Fn)中的至少一輛傳送提議一個動作的控制命令。
11.一種用于控制車隊(I)行進的方法，所述車隊(I)包括引導車輛(L)以及自動跟隨所述引導車輛的一輛或多輛跟隨車輛(F。F2、…、^、匕、…、Fn)，所述引導車輛控制所述跟隨車輛的運動， 每一輛所述跟隨車輛和所述引導車輛都包括通信裝置(10，12)， 其特征在于所述方法包括以下步驟 a)建立共同時基(100)， b)在控制點(t。)之前從所述引導車輛(L)向所述跟隨車輛(FpF2、…、FhA、…、Fn)中的至少一輛傳送提議一個動作的控制命令(I 10)。
12.根據權利要求11的方法，進一步包括以下步驟 c)所述至少一輛跟隨車輛(FpF2、…、Fi+Fi、…、Fn)向所述引導車輛(L)確認收到了所述控制命令(120);以及可選步驟 d)所述引導車輛(L)發(fā)送執(zhí)行命令(130)。
13.根據權利要求11或12的方法，進一步包括以下步驟 e)所述跟隨車輛(FpF2、…、Fn)中的至少一輛向所述引導車輛(L)傳達消息所述跟隨車輛能夠(150)或不能夠(170)執(zhí)行根據所述控制命令的所述提議的動作。
14.根據權利要求13的方法，在傳達了能夠(150)的情況下，所述方法進一步包括以下步驟 f)所述引導車輛根據步驟b)發(fā)送執(zhí)行命令(160)。
15.根據權利要求13的方法，在傳達了不能夠(170)的情況下，所述方法進一步包括以下步驟 g)所述跟隨車輛(FpF2、…、Fn)中的至少一輛向所述引導車輛(L)傳達可能的受限的狀態(tài)動作(180);以及可選步驟 h)所述方法返回步驟b)(190)，并且所述引導車輛(L)根據所述受限的狀態(tài)動作發(fā)送新的控制命令，或者作為替代所述引導車輛解散所述車隊。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于車隊(1)行進的控制系統(tǒng)，所述車隊包括引導車輛(L)以及自動跟隨該引導車輛的一輛或多輛跟隨車輛(F1、F2、…、Fi-1、Fi、…、Fn)，引導車輛控制跟隨車輛的運動，每一輛跟隨車輛和引導車輛都包括通信裝置(10，12)，其中所述控制系統(tǒng)包括共同時基，它允許在控制點(tc)之前從所述引導車輛(L)向所述跟隨車輛(F1、F2、…、Fi-1、Fi、…、Fn)中的至少一輛傳送提議一個動作的控制命令。本發(fā)明進一步涉及車隊中共同時基的使用方法以及涉及控制車隊行進的方法。
文檔編號G05D1/02GK102906654SQ201180025350
公開日2013年1月30日 申請日期2011年5月30日 優(yōu)先權日2010年5月31日
發(fā)明者H·林德, J·?？笋R克 申請人:沃爾沃汽車公司