CN113759897A - 车辆的队列行驶控制系统和方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种车辆的队列行驶控制系统，包括：补充量估算单元，用于估算驱动一驱动设备的动力源的补充量或队列中包括的每辆车辆的可用行驶距离；导航，用于基于队列的目的地来设置行驶路线，并且基于设置的行驶路线来搜索动力源的补充站；策略确定单元，用于基于由补充量估算单元估算的补充量或每辆车辆的可用行驶距离、由导航设置的行驶路线、以及搜索到的补充站，来确定队列的动力源的补充策略；以及行驶控制单元，用于基于由导航设置的行驶路线和由策略确定单元确定的补充策略，来控制队列的行驶。

Description

车辆的队列行驶控制系统和方法

技术领域

本申请涉及一种车辆的队列行驶控制系统及其方法，并且更具体地，涉及一种能够优化自动执行队列行驶的车辆的燃料补充的行驶控制。

背景技术

为了增加使用车辆的用户的安全性和便利性，将各种传感器和电子设备结合到车辆中的技术正在加速发展。特别地，已经在车辆上安装了提供了为用户的驾驶便利而开发的各种功能(例如，智能巡航控制和车道保持辅助)的系统。因此，已在逐步开发所谓的自动驾驶，其中，车辆自行考虑外部环境在道路上行驶，而无需驾驶员的操纵。

队列行驶被包括在自动驾驶的一种，意思是分组为一组的多个车辆分别考虑外部环境而自动地行驶，并且在彼此共享驾驶信息的同时在道路上行驶。

特别地，一个队列中包括领头车辆和跟随车辆。领头车辆是在队列最前方的引导队列的车辆，而跟随车辆是跟随领头车辆的车辆。

队列行驶主要通过执行对在车道的最前方的领头车辆和彼此之间进行通信的同时跟随领头车辆的引导的多个车辆之间的距离控制来实现。通常，队列中的每辆车辆都配备有多个传感器，以实现各自的自动驾驶。

然而，在根据传统技术的自动驾驶技术中，存在以下问题：用于在加油站等地方补充燃料的策略不包括在用于行驶至目的地的行驶策略中。

描述为背景技术的内容仅用于改善对本申请的背景的理解，并且不应被视为承认它们对应于本领域普通技术人员已知的现有技术。

发明内容

提出本申请以解决这样的问题，并且本申请提供了一种队列行驶控制技术，包括驱动车辆的驱动设备的动力源的补充策略。

为了达到上述目的，根据本申请的车辆的队列行驶控制系统包括：补充量估算单元，用于估算驱动一驱动设备的动力源的补充量或队列中包括的每辆车辆的可用行驶距离；导航，用于基于队列的目的地来设置行驶路线，并且基于设置的行驶路线来搜索动力源的补充站；策略确定单元，用于基于由补充量估算单元估算的补充量或每辆车辆的可用行驶距离、由导航设置的行驶路线、以及搜索到的补充站，来确定队列的动力源的补充策略；以及行驶控制单元，用于基于由导航设置的行驶路线和由策略确定单元确定的补充策略，来控制队列的行驶。

还可以包括：输入单元，用于接收队列的目的地或选择性地接收队列的所需到达时间，并且当将所需到达时间输入输入单元时，策略确定单元基于所述目的地和所述所需到达时间确定补充策略。

所述策略确定单元可以基于估算的补充量或每辆车辆的可用行驶距离，根据由导航设置的行驶路线，计算每辆车辆的所需补充量，并且基于计算出的每辆车辆的所需补充量，确定队列的补充策略。

所述行驶控制单元可以基于估算的补充量或每辆车辆的可用行驶距离来控制队列的排布，以使得队列的可用行驶距离增加。

所述策略确定单元可以基于搜索到的补充站的成本信息来计算动力源的补充成本，并且确定使计算出的补充成本最小化的最小成本策略作为补充策略。

所述策略确定单元可以基于输入或预先存储的用户的或在队列中包括的每辆车辆的支付信息来计算动力源的补充成本。

当所述策略确定单元确定最小成本策略作为补充策略时，行驶控制单元可以基于由导航设置的行驶路线的行驶信息，将行驶路线划分为多个部分，为每个部分分配所需时间，并且根据为每个部分分配的所需时间和行驶信息，基于最佳燃油经济性来控制队列的行驶。

所述策略确定单元可以基于搜索到的补充站的预期补充时间，来计算根据由导航设置的行驶路线的所需时间，并且确定使计算出的所需时间最小化的最小时间策略作为补充策略。

所述策略确定单元可以基于最小时间策略中包括的补充站的成本信息来计算动力源的补充成本，其中在所述最小时间策略中，计算出的所需时间被同样地计算，并确定使计算出的补充成本最小化的最小时间策略作为补充策略。

当所述策略确定单元将最小时间策略确定为补充策略时，行驶控制单元根据导航设置的行驶路线来控制队列的行驶以使所需时间最小化。

为了实现上述目的，根据本申请的用于控制车辆的队列行驶的方法包括以下步骤：基于队列的目的地设置行驶路线；基于设置的行驶路线，搜索驱动在队列中包括的每辆车辆的驱动设备的动力源的补充站；基于所述动力源的补充量或每辆车辆的可用行驶距离、由导航设置的行驶路线和搜索到的补充站，确定队列的所述动力源的补充策略；以及基于设置的行驶路线和确定的补充策略来控制队列的行驶。

在设置行驶路线的步骤之前，还可以包括输入队列的目的地或选择性地输入队列的所需到达时间的步骤，并且在确定补充策略的步骤中，当输入了所需到达时间时，可以基于目的地和所需到达时间确定所述补充策略。

在确定补充策略的步骤之前，还可以包括基于估算出的补充量或每辆车辆的可用行驶距离，根据由导航设置的行驶路线，计算每辆车辆的所需补充量的步骤，并且在确定补充策略的步骤中，可以基于计算出的每辆车辆的所需补充量，确定队列的补充策略。

在确定补充策略的步骤之前，还可以包括基于估算出的补充量或每辆车辆的可用行驶距离来控制队列的排布，以使得队列的可用行驶距离增加的步骤。

在确定补充策略的步骤中，可以基于搜索的补充站的成本信息来计算动力源的补充成本，并且可以确定使计算的补充成本最小化的最小成本策略作为补充策略。

在确定补充策略的步骤中，可以基于输入或预先存储的用户的或队列中包括的每辆车辆的支付信息来计算动力源的补充成本。

在控制队列的行驶的步骤中，当确定最小成本策略作为补充策略时，可以基于设置的行驶路线的行驶信息将行驶路线划分为多个部分，可以为每个部分分配所需时间，并且可以根据为每个部分分配的所需时间和行驶信息，基于最佳燃油经济性来控制队列的行驶。

在确定补充策略的步骤中，可以基于搜索的补充站的预期补充时间，来计算根据设置的行驶路线的所需时间，并且可以确定使计算出的所需时间最小化的最小时间策略作为补充策略。

在确定补充策略的步骤中，基于最小时间策略中包括的补充站的成本信息来计算动力源的补充成本，在该最小时间策略中，计算出的所需时间被同样地计算，并且可以确定使计算出的补充成本最小化的最小时间策略作为补充策略。

在控制队列的行驶的步骤中，当确定最小时间策略作为补充策略时，可以根据设置的行驶路线，控制队列的行驶以使所需时间最小化。

在根据本申请的车辆的队列行驶控制系统及其方法中，本申请具有实现了反映根据用户意图的补充策略的自动驾驶的效果。

另外，因此，本申请具有优化动力源的补充成本或优化根据行驶路线的行驶时间的效果。

附图说明

图1是示出可以应用根据本申请实施例的车辆的队列行驶控制系统的编队车辆的图。

图2是根据本申请实施例的车辆的队列行驶控制系统的框图。

图3A-图3C是示出根据本申请实施例的导航的行驶路线设置和行驶控制单元的行驶控制的图。

图4是解释根据本申请实施例的考虑到车辆等级和位置等级重新排布车辆的相对位置的图。

图5是根据本申请示例性实施例的用于控制车辆的队列行驶的方法的流程图。

具体实施方式

仅出于描述根据本申请的实施例的目的而示例了在本说明书或申请中公开的本申请的实施例的具体结构或功能描述，可以以各种形式实现根据本申请的实施例，并且不应将其解释为限于本说明书或申请中描述的实施例。

由于根据本申请的实施例可以以各种方式修改并且具有各种形式，因此在附图中示出了具体的实施例，并且将在本说明书或申请中对其进行详细描述。然而，这并不旨在将根据本申请的构思的实施例限制为特定的公开形式，并且应当理解，包括在本申请的精神和范围内的所有改变、等同和替代都包括在内。

诸如第一和/或第二的术语可以用于描述各种组件，但是这些组件不应受到这些术语的限制。以上术语仅用于将一个组件与其他组件进行区分，例如，在不脱离根据本申请的构思的权利的范围的情况下，第一组件可以被称为第二组件，并且类似地，第二组件也可以被称为第一组件。

当一个组件被称为“连接”或“接触”到另一个组件时，应当理解，它可以直接连接或接触到另一个组件，但是其他组件也可以存在于中间。另一方面，当一个组件被称为“直接连接”或“直接接触”到另一个组件时，应当理解的是，中间没有其他组件。描述组件之间的关系的其他表达，例如“在...之间”和“仅在...之间”或“与...相邻”和“与...直接相邻”，也应当如此解释。

本说明书中使用的术语仅用于描述具体实施方式，而无意于限制本申请。除非上下文另外明确指出，否则单数表达包括复数表达。在本说明书中，诸如“包括”或“具有”的术语旨在表示一组特征、数量、步骤、动作、组件、部件或其组合的存在，但是应当理解的是，初步不排除一个或多个其他特征、数量、步骤、动作、组件、部件或其组合的存在或其他可能性。

除非另有定义，否则应当理解，本文中使用的所有术语(包括技术术语或科学术语)的含义与本申请所属领域的普通技术人员之一所通常理解的含义相同。除非在本说明书中明确定义，诸如在常用字典中定义的那些术语应被解释为具有与相关技术的含义一致的含义，并且不应被解释为理想的或过于正式的含义。

在下文中，将参考附图通过描述本申请的优选实施例来详细地描述本申请。在各图中所示的相同附图标记表示相同的构件。

图1是示出可以应用根据本申请实施例的车辆的队列控制系统的编队车辆的图，并且图2是根据本申请实施例的车辆的队列行驶控制系统的框图。

参照图1至图2，从最前方的车辆(FC)到最后面的车辆(EC)的许多车辆按顺序排成一排行驶。每辆车辆都配备有多个传感器，以及一个控制器(CLR)，该控制器用于识别车辆周围的各种障碍物并基于这些传感器的信号来控制该车辆。这些车辆中的每一辆车的控制器(CLR)通过相互通信来共享必要的数据并根据预定的命令系统传输命令，如此可以发生通过连续的编队向目的地移动。

作为参考，在图1中，将每辆车辆的传感器指示为具有前传感器(FS)、左传感器(LS)、右传感器(RS)和后传感器(ES)，但是在实际的车辆中，存在更多的传感器或各种变化都是可能的，例如正被提供的或被部分省略的。

另外，最前方的车辆FC是领头车辆(RD_C)，并且用于在执行编队的车辆组的最前方引导跟随车辆。

据本申请实施例的车辆的队列行驶控制系统包括：补充量估算单元10，用于估算驱动一驱动设备的动力源的补充量或队列中包括的每辆车辆的可用行驶距离；导航20，用于基于队列的目的地来设置行驶路线，并且基于设置的行驶路线来搜索动力源的补充站；策略确定单元30，用于基于由所述补充量估算单元10估算的补充量或每辆车辆的可用行驶距离、由导航20设置的行驶路线、以及搜索到的所述补充站，来确定队列的动力源的补充策略；以及行驶控制单元40，用于基于由导航20设置的行驶路线和由策略确定单元30确定的补充策略，来控制队列的行驶。

根据本申请的示例性实施例的补充量估算单元10、导航20、策略确定单元30、行驶控制单元40和输入单元50可以由用于控制车辆的各种部件操作的算法、用于存储与再现算法的软件指令有关的数据的非易失性存储器(未示出)，和用于使用存储在存储器中的数据执行以下描述的操作的处理器(未示出)实现。在此，存储器和处理器可以被实现为单独的芯片。可替代地，存储器和处理器可以被实现为彼此集成的单个芯片。处理器可以采用一个或多个处理器的形式。

根据一个实施例的补充量估算单元10、导航20、策略确定单元30、行驶控制单元40和输入单元50可以被包括在队列中包括的车辆(尤其，领头车辆)的电子控制单元(electronic control unit，ECU)中，或者被包括在用于控制车辆的自动驾驶的单独的控制器中。

在另一个实施例中，补充量估算单元10、导航20、策略确定单元30、行驶控制单元40和输入单元50可以被包括在控制队列行驶的单独的控制设备中。

补充量估算单元10可以实时估算驱动一驱动设备的动力源的补充量或队列中包括的车辆的可用行驶距离。车辆的驱动设备可以是产生各种动力的设备，例如发动机或电动机，并且动力源是驱动设备的燃料或能量源，可以是汽油、柴油、电力或氢。

具体地，补充量估算单元10可以估算存储在存储每辆车辆的动力源的燃料箱或电池中的动力源的补充量。在一个实施例中，可以通过接收存储在燃料箱中的燃料的体积或负荷的感测数据、燃料箱内部的压力，或电池的充电状态(state of charge，SOC)等来估算动力源的补充量。

另外，补充量估算单元10可以使用动力源的补充量和车辆中包括的预期燃料经济性来估算可用行驶距离。例如，可以通过将预期燃料消耗乘以估算出的动力源的补充量来估算可用行驶距离。

在此，可以基于根据实时道路状况的车速，使用针对每个车速的先前存储的平均燃料经济性表的数据来预测预期燃料经济性。

也就是说，补充量估算单元10可以通过从队列中包括的每辆车辆输入的数据，来估算动力源的补充量或每辆车辆的可用行驶距离，或者可以通过下文描述的输入单元50来输入动力源的补充量或可用行驶距离。

导航20可以基于队列的目的地来设置队列的行驶路线。具体地，导航20可以连接到安装在包括在队列中的车辆上的GPS，以接收车辆的当前位置，并且可以连接到通信设备以接收实时交通状况。导航20可以基于输入的实时交通状况来设置各种行驶路线，例如最短时间优先级、最短距离优先级或免费道路优先级，并且选择设置的行驶路线之一。

另外，导航20可以基于行驶路线来搜索动力源的补充站。特别地，导航20可以搜索位于行驶路线上或位于行驶路线中小于预设距离的动力源的补充站。

另外，可以基于针对包括在队列中的每辆车辆预设的动力源的类型来搜索补充站。换句话说，在电动车辆(electric vehicle，EV)的情况下，可以搜索充电站；在发动机车辆的情况下，可以搜索加油站；在氢能车辆(FCEV)情况下，可以搜索氢气站；并且在可充电混合动力车辆(rechargeable hybrid vehicle，PHEV)的情况下，可以分别搜索充电站和加油站。

另外，当包括在队列中的车辆的动力源类型不同时，可以分别搜索每种动力源的补充站。

策略确定单元30可以基于在行驶路线中的动力源的补充量和搜索的补充站，来确定动力源的补充策略。在此，补充策略可以是关于在行驶路线上对动力源补充多少次，或者在搜索到的补充站中的哪个补充站补充动力源的控制策略。

行驶控制单元40可以基于设置的行驶路线和确定的补充策略来控制队列的行驶。具体地，行驶控制单元40可以通过控制包括在队列中的车辆的各种传感器、驱动设备和转向设备，或者控制包括在队列中的领头车辆或跟随车辆等的行驶来控制队列的自动驾驶。

还包括输入单元50，其用于接收队列的目的地或选择性地接收队列的所需到达时间。当将所需到达时间输入到输入单元50时，策略确定单元30可以基于目的地和所需到达时间来确定补充策略。

输入单元50可以是由驾驶员或用户直接操作的操作面板或音频视频导航(audiovideo navigation，AVN)设备，并且作为另一实施例，可以是无线连接至移动通信终端等的通信设备。

图3A-图3C是示出根据本申请实施例的导航20的行驶路线设置和行驶控制单元40的行驶控制的图。

还参照图3A-图3C，领头车辆的用户或驾驶员可以通过输入单元50输入队列的目的地，并且可以选择性地输入队列的所需到达时间。在一个实施例中，可以根据由导航20设置的多个行驶路线，通过限制在多个所需到达时间之间的范围来输入所需到达时间。

导航20可以基于输入目的地和可选地输入的车辆所需到达时间来设置行驶路线。

在一个实施例中，导航20可以选择可以在所需到达时间内到达目的地的路线，该路线同时作为最低成本行驶路线在可以到达用户选择的目的地的各种路线中具有最低的燃料消耗。

如图3A所示，导航20可以通过反映道路的每个部分的当前交通状况来生成行驶概况。在此，道路可以根据诸如城市中的拥挤道路和高速公路之类的道路类型被划分为多个部分，或者根据依据当前交通状况道路的平均速度被划分为多个部分。

另外，导航20通过使用每个路线的预期平均行驶速度概况和每个车速的平均燃料经济性表的数据，来计算相应路线中的预期燃料消耗，并且可以为每个搜索到的路线分配等级，将1分配给预期燃料消耗最小的路径，将2分配给预期燃料消耗第二小的路径。

在此，最高等级被指定为1，然后被指定为2、3和4，并且可以根据预期燃料消耗将等级分配给搜索的路线。

在如上所述指定搜索到的路线的等级之后，从这些路线中仅提取能够满足所需到达时间的路线，并且在提取出的路线中选择具有最高等级的路线。

作为参考，图3B表示在如图3A所示的搜索路线中选择了预期燃料消耗为7L的等级2的路线。由于无法满足所需到达时间，排除预期燃料消耗为6L的分配为等级1的路线。

可以使用针对每个车速的先前存储的平均燃料经济性表来计算每个路线的预期燃料消耗，并且可以将较高的等级给予具有较小燃料消耗的路线。

策略确定单元30可以使用从输入单元50输入的队列的目的地来设置行驶路线，并且同时确定队列的补充策略。特别地，当从输入单元50输入所需到达时间时，策略确定单元30可以通过考虑所需到达时间以及目的地来确定补充策略，同时设置行驶路线。

策略确定单元30可以基于每辆车的可用行驶距离或估算出的补充量，根据在导航20设置的行驶路线，计算所需的补充量，并且基于计算出的每辆车辆的所需补充量，确定队列的补充策略。

当补充量估算单元10估算每辆车辆的补充量时，策略确定单元30可以计算可用行驶距离。可替代地，补充量估算单元10可以直接估算可用行驶距离。

策略确定单元30可以基于由导航20设置的行驶路线来计算车辆的预期燃料经济性。具体地，策略确定单元30可以考虑行驶路线的道路状况(例如，高速公路、国道、未铺砌的道路等)、实时交通状况(拥挤、车辆稀少等)来计算预期燃料经济性，并且还可以通过使用先前存储在车辆中的行驶数据或燃料经济性数据来计算车辆的预期燃料经济性。

另外，策略确定单元30可以基于计算的预期燃料经济性和由补充量估算单元10估算的动力源的补充量，计算可用行驶距离或所需补充量。

在一个实施例中，策略确定单元30可以通过将计算的预期燃料经济性乘以估算的动力源的补充量，来计算可用行驶距离。策略确定单元30可以确定补充策略以在搜索到的动力源的补充站之中的位于计算出的可用行驶距离内的补充站处补充动力源。

在另一个实施例中，策略确定单元30可以使用设置的行驶路线和计算出的预期燃料经济性来计算所需动力源量，并且通过将计算出的所需动力源量与估算的动力源的补充量进行比较来计算所需补充量。策略确定单元30可以基于所需补充量确定补充次数和补充量作为补充策略以在行驶路线上补充动力源。

在另一个实施例中，策略确定单元30可以通过同时使用可用的行驶距离和所需补充量来确定补充策略。策略确定单元30可以确定补充所需补充量的补充策略，但是可以确定在可用行驶距离之前补充的补充策略。特别地，策略确定单元30可以根据从后文描述的多个策略中选择的策略来确定补充次数和补充量。

在一个实施例中，在后文描述的多个策略中，策略确定单元30可以确定使得在最小时间策略的情况下考虑到车辆的最大补充量而将补充次数最小化的补充策略。

在另一个实施例中，在后文描述的多个策略中，策略确定单元30可以确定在最小成本策略的情况下即使增加补充次数以使补充成本最小化的补充策略，以便最小化补充成本。特别地，为了行驶到在可用行驶距离内使补充成本最小化的补充站，策略确定单元30可以对与所需补充量的一部分相对应的动力源进行补充，然后在补充成本最小化的补充站对与所需补充量的剩余部分相对应的动力源进行补充。

也就是说，策略确定单元30可以生成包括下文描述的最小时间策略或最小成本策略的多个预设策略作为补充策略，并且选择生成的多个策略中的一个。

具体地，策略确定单元30可以接收用户手动地从多个策略中选择的补充策略，或者可以基于车辆的行驶模式自动选择补充策略。

也就是说，策略确定单元30可以通过输入单元50接收由队列中的领头车辆的用户手动生成的多个策略中的一个的选择。

另外，策略确定单元30可以基于队列的行驶模式或在队列中包括的车辆的行驶模式，自动选择补充策略。队列的行驶模式可以是在导航20中设置行驶路线的队列行驶模式，并且在队列中包括的车辆的行驶模式可以是控制转向、加速和减速等的行驶模式。在一个实施例中，当在队列中包括的车辆的行驶模式为节能模式时，策略确定单元30可以选择最小成本策略，而当车辆的行驶模式为运动模式时，策略确定单元30可以选择最小时间策略。

图4是用于解释根据本申请实施例的考虑到车辆等级和位置等级重新排布车辆的相对位置的图。还参照图4，行驶控制单元40可以基于估算的补充量或每辆车辆的可用行驶距离来控制队列的排布，以使得队列的可用行驶距离增加。

作为一个实施例，如图4所示，对于车辆等级和位置等级，最小数等于1，并且可以将具有相同车辆等级的车辆排布在具有相同位置等级的位置处。

也就是说，图4的上侧示出了一种状态，其中在队列行驶过程中的一定时间时，将具有最短可用行驶距离的车辆给予1的车辆等级，并且在车辆的能量消耗率最低的位置处给予1的位置等级。

在如上所述分配了车辆等级和位置等级的情况下，将具有相同车辆等级的车辆如图4的下侧所示排布在具有相同位置等级的位置处。

当以这种方式排布时，具有最长剩余可用行驶距离的车辆等级5的车辆位于具有位置等级5的位置处，该位置是队列行驶的排布的最前方的位置，并且该车辆作为领头车辆带领队列行驶的排布。然而，尽管该位置消耗的能量最多，但由于它是可用行驶距离最长的车辆，因此扩大所有编队的车辆的平均可用行驶距离是可能的。

另外，由于可用行驶距离最短而具有车辆等级1的车辆被安排在被分配位置等级1的位置上进行队列行驶，该位置是车辆的能量消耗率最低的。因此，它也可以有助于扩大所有编队的车辆的平均可用行驶距离。

当队列中的所有车辆都是相同的型号时，可以通过用在队列行驶连续进行的第一参考时间或第一参考距离期间所消耗的燃料量除以每辆车辆的总负载，来计算根据队列中车辆的相对位置的车辆能量消耗率。

例如，当车辆在编队时经1小时或60km消耗的燃料量为10L时，可以通过将10L除以车辆的总负载(包括车辆的负载重量)来计算车辆能量消耗率。

通过以这种方式将消耗的燃料量除以车辆的总负载，可以根据队列行驶安排中的相对位置对车辆的能量消耗率进行更实际的比较，同时排除由于在队列中行驶的每辆车辆的负载量之差造成的影响。

另一方面，当形成队列的车辆是不同型号的车辆时，通过将每辆车辆在队列行驶持续进行的第一参考时间或第一参考距离期间消耗的燃料量，除以相应车辆的总负载，然后将该值除以相应车辆的正面投影面积和空气阻力系数(Cd：阻力系数(dragcoefficient))，来最佳地计算根据形成队列的车辆的相对位置的车辆能量消耗率。

也就是说，当参加队列行驶的车辆的型号不同时，可以考虑由于车辆形状的不同而导致的空气阻力的不同，从而可以根据相对位置来更恰当地比较车辆能量消耗率。因此，如上所述，通过将车辆在一定时间或距离内的燃料消耗量除以相应车辆的总负载，然后将该值除以车辆的正面投影面积和空气阻力系数，来计算车辆能量消耗率。

以这种方式，尽管形成队列的车辆的负载量、型号和形状不同，也可以尽可能多地通过仅考虑队列行驶排布的相对位置的影响来比较车辆能量消耗率。因此，可以形成更合适的车辆位置的重新排布。

因此，第一参考距离和第一参考时间是可以根据上述目的相对准确地确定相应位置处的车辆能量消耗率的水平，并且可以通过多次实验和分析来设计。

如上所述，对车辆等级和位置等级进行了分配，并且因此，可以在队列行驶过程中重复且周期性地进行这种分配。

位置等级可能由于在队列行驶过程中编队环境的变化而发生变化，例如由于每辆车辆的燃料消耗和性能等的变化而引起车辆等级的变化，并且由于风向的变化，作用在每辆车辆上的空气阻力会变化。因此，通过反映这些变化来计划新的车辆排布，从而可以进一步增加整个队列行驶的可用行驶距离。

在另一个实施例中，行驶控制单元40选择具有最小可用行驶距离的车辆作为需要关照的车辆，并将需要关照的车辆安排在紧接在领头车辆RD_C的后方，并将领头车辆RD_C的行驶信息与该需要关照的车辆共享。基于共享的信息，可以使需要关照的车辆在能量消耗最小化的情况下行驶。因此，可以最大化所有编队的车辆的可用行驶距离。

如果需要关照的车辆是先前的领头车辆，则选择新的领头车辆，并且将新的领头车辆安排在排布的最前方，从而将需要关照的车辆安排在紧接在领头车辆之后。

换句话说，如果目前为止带领编队车辆的排布的先前领头车辆被确定为具有最短的可用行驶距离，并且被选为需要关照的车辆，则，例如，传感器配置或性能最佳的车辆被选为新的领头车辆。如果将新的领头车辆移动并安排在先前的领头车辆的前方，则需要关照的先前的领头车辆将自动位于紧接在新的领头车辆之后。

当然，在选择紧接在领头车辆之后的车辆作为需要关照的车辆的情况下，由于已经将需要关照的车辆安排在紧接在领头车辆之后，因此省略将需要关照的车辆安排在紧接在领头车辆之后的过程。

另外，如果选择除了先前的领头车辆和紧随其后的车辆以外的车辆作为需要关照的车辆，则对与需要关照的车辆在队列中行驶的先前车道相邻的车道进行第一车道变换，在领头车辆RD_C和紧接在领头车辆之后的车辆之间，形成用于插入需要关照的车辆的空间，并且执行相邻车道上的需要关照的车辆移动到该空间的第二车道变换，使得需要关照的车辆被安排在紧接在领头车辆RD_C之后。

此时，可以按顺序执行需要关照的车辆的第一车道变换以及形成用于插入需要关照的车辆的空间，但是还期望同时执行所述执行和形成，使得可以迅速地完成需要关照的车辆的移动排布。

与需要关照的车辆共享的领头车辆RD_C的行驶信息包括，领头车辆的预期行驶速度概况和预期行驶路径。

也就是说，领头车辆与需要关照的车辆实时共享行驶速度概况和行驶路线，从而需要关照的车辆可以使用领头车辆RD_C的共享信息来行驶。

考虑到领头车辆RD_C的预期行驶速度概况，可以通过使制动减到最少来使需要关照的车辆在能量消耗最小化的情况下行驶。

例如，如果领头车辆RD_C当前正在加速，但是通过领头车辆RD_C的预期行驶速度概况确定领头车辆即将开始减速，则需要关照的车辆将以小于领头车辆RD_C的加速度加速或保持当前速度而不加速。因此，减少即将需要的制动量，最终使能量消耗最小化。

另外，需要关照的车辆可以沿着领头车辆RD_C的预期行驶路径行驶，而无需搜索独立的行驶路径，从而使行驶时的能量消耗最小。

也就是说，执行队列行驶的每辆车辆以一种排布行驶，并且通常单独地搜索其自身的行驶路线并且几乎与独立自动驾驶相似地行驶。但是，在被选择为需要关照的车辆之后，如上所述，不再单独地执行独立行驶路线搜索。因此，可以关闭用于行驶路线搜索的传感器，并且可以减少用来处理来自这些传感器的数据所需的能量，从而使行驶时的能量消耗最小。

当然，需要关照的车辆将跟随前方的领头车辆RD_C的预期行驶路线来行驶，而不是如上所述地搜索其自身的行驶路线。更优选地，与下文的跟随模式一起执行。

换句话说，需要关照的车辆通过关闭除用于跟随领头车辆RD_C的传感器以外的所有其他传感器，来使传感器消耗的能量和处理来自这些传感器的数据的计算功率最小化，并且仅依据其余处于导通状态的传感器的信息，通过以跟随领头车辆RD_C的跟随模式行驶，在最小的能量消耗的情况下行驶。

在跟随模式中，除了搜索行驶路线所需的传感器之外，还可以关闭其他传感器，并且还可以进一步减小数据处理所需的计算功率。

作为参考，作为即使在跟随模式下行驶时也保持导通状态的传感器，例如，可以存在用于保持该车辆与前方领头车辆RD_C之间的距离的距离传感器。

当以跟随模式行驶时，需要关照的车辆以最小间隔距离跟随，该最小间隔距离是可以避免在领头车辆RD_C紧急制动过程中发生碰撞的最小距离，从而可以尽可能大地减小空气阻力。因此，这样可以满足使得行驶时的能量消耗最小化的需要。

在此，最小间隔距离是指，在领头车辆RD_C紧急制动过程中，通过尽可能同时传输制动信息，需要关照的车辆立即开始与领头车辆RD_C的制动水平相同或更高的制动，此时能够避免与领头车辆RD_C发生碰撞的距离水平。该距离可以由通过许多实验和分析的设计来确定。该设计可以被设计成具有随着领头车辆RD_C与需要关照的车辆之间的通信速度越长、并且需要关照的车辆的装载重量大于领头车辆的装载重量而所述距离变得更长的趋势。

另一方面，如上所述地选择需要关照的车辆，并且确定在需要关照的车辆以最小的能量消耗行驶的同时是否满足某些重新确定的条件。如果满足重新确定的条件，则可以根据队列行驶中包括的每辆车辆的燃料量和燃料经济性，通过反复地检查可用行驶距离来改变需要关照的车辆。

也就是说，可以将重新确定的条件设置为是否已经经过了一定的时间，例如，从选择了需要关照的车辆起是否已经经过了2个小时。如上所述，当在一定时间内使需要关照的车辆的能量消耗最小化的同时进行队列行驶时，由于行驶的同时，每辆车的可用行驶距离可能会改变。因此，可以通过反映这种改变来改变需要关照的车辆。

作为参考，在如上所述的本申请中，执行编队的每辆车辆的控制器可以并行地进行确定以控制每辆车辆，或者某些被选择的车辆(例如，领头车辆)的控制器可以进行确定并通过通信传输命令，以使其余车辆的控制器可以根据命令控制每辆车辆。

策略确定单元30可以基于搜索到的补充站的成本信息来计算动力源的补充成本，并且确定使计算出的补充成本最小化的最小成本策略作为补充策略。

补充站的成本信息可以是在相应的补充站出售的动力源的成本，或者可以是反映诸如折扣之类的促销的成本。

更具体地，策略确定单元30可以基于输入或预先存储的用户的或在队列中包括的每辆车辆的支付信息来计算动力源的补充成本。

在用卡支付的情况下，输入或预先存储的车辆或用户的支付信息可以包括诸如与卡相对应的奖励或折扣之类的福利。用户的支付信息可以直接或间接地输入或预先存储在车辆中，并且车辆支付信息可以通过汽车支付(Car Pay)等预先存储在车辆中。

也就是说，该策略确定单元30可以通过同时反映补充站的成本信息和车辆或用户的支付信息来计算动力源的补充成本，并且可以确定使计算的补充成本最小化的最小成本策略。

还参照图3C，当策略确定单元30确定最小成本策略作为补充策略时，行驶控制单元40可以基于在导航20中设置的行驶路线的行驶信息，将行驶路线划分为多个部分，为每个部分分配所需时间，并且根据为每个部分分配的所需时间和行驶信息，基于最佳燃油经济性来控制队列的行驶。

行驶控制单元40可以通过将行驶路线划分为多个部分并在考虑到分配给每个部分的所需时间的同时控制车辆使燃料消耗最小化，在所需到达时间内到达目的地的前提下使车辆的燃料经济性最大化。

具体地，行驶控制单元40可以通过反映行驶路线的每个部分的当前交通状况来生成行驶概况。在此，多个部分可以根据诸如城市中的高速公路和堵塞道路之类的道路类型来划分，或者这些部分可以根据当前交通状况根据道路的平均速度来划分。

行驶控制单元40可以将行驶路线划分为如图3C所示的部分，并且为每个部分分配所需时间。在这种情况下，可以为每个区间分配所需时间，使得通过将预设的预定空闲时间添加到每个部分的所需时间的总和而获得的值在直至所需到达时间的剩余时间内。

当将每个所需时间t1至t4分配给如图3C所示的部分1至4时，可以分配t1至t4使得满足以下等式。

t1+t2+t3+t4+空闲时间<＝剩余时间

在此，为了使车辆即使由于交通状况恶化，行驶各部分所需的时间实际上比预期的要长的情况下，也尽可能地在所需到达时间内到达目的地，设定了空闲时间。例如，可以将空闲时间设置为剩余时间的大约5％。

具体地，行驶控制单元40可以根据行驶信息，以具有最佳燃料经济性的速度来控制车辆的行驶。特别地，车辆可以在满足对应部分的所需时间的范围内以尽可能接近经济速度的车速来行驶。可以基于每个车速的预先存储的平均燃料经济性表来设置经济速度。可以持续地更新每个速度的平均燃油经济性表。

可替代地，行驶控制单元40可以在满足对应部分的所需时间的范围内，通过将车辆以尽可能低的车速行驶来使车辆的燃料消耗最小化。

通常，这是因为随着车速的增加，燃料经济性趋于降低，因此考虑到这种趋势时，在满足所需时间的范围内尽可能地降低车辆的行驶速度，从而最终使燃料效率最大化。

在另一个实施例中，策略确定单元30可以根据在导航20中设置的行驶路线，基于搜索的补充站的预期补充时间，来计算所需时间，并且确定使计算的所需时间最小化的最小时间策略作为补充策略。

在此，可以考虑搜索到的补充站的拥挤程度、补充站处的补充器的数量、行驶路线中的补充站之前或之后的部分中的实时交通状况等，来计算预期补充时间。具体地，根据将包含在队列中的车辆的数量与补充站中的补充器的数量进行比较的结果，预期补充时间可能不同。

也就是说，可以将队列在相应的补充站停止并补充然后再次出发的情况，与跳过相应的补充站的情况之间的时间差计算为预期补充时间。

策略确定单元30可以基于最小时间策略中包括的补充站的成本信息来计算动力源的补充成本，在该最小时间策略中计算的所需时间被同样地计算，并确定使计算的补充成本最小化的最小时间策略作为补充策略。

在此，计算出的所需时间被同样地计算的含义是指，计算出的所需时间的差在预设时间范围(例如，5分钟)内。

当对于多个最小时间策略的计算出的所需时间是相同等级时，策略确定单元30可以将使补充成本最小化的最小时间策略确定为补充策略。

当策略确定单元30将最小时间策略确定为补充策略时，行驶控制单元40根据由导航20设置的行驶路线来控制队列的行驶以使所需时间最小化。

更具体地，当策略确定单元30将最小时间策略确定为补充策略时，行驶控制单元40可以控制车辆的速度、车道和转向以使所需时间最小化。也就是说，行驶控制单元40可以通过主动改变车道控制、加速等来控制车辆的行驶以使所需时间最小化。

图5是根据本申请实施例的用于控制车辆的队列行驶的方法的流程图。

还参照图5，根据本申请实施例的用于控制车辆的队列行驶的方法包括以下步骤：基于队列的目的地设置行驶路线(S200)；基于设置的行驶路线，搜索驱动在队列中包括的每辆车辆的驱动设备的动力源的补充站(S400)；基于所述动力源的补充量或每辆车辆的可用行驶距离、由导航20设置的行驶路线和搜索到的补充站，确定队列的所述动力源的补充策略(S600)；以及基于设置的行驶路线和确定的补充策略来控制队列的行驶(S700)。

在确定补充策略(S600)之前，还可以包括估算动力源的补充量(未示出)的步骤，并且可以实时估算动力源的补充量。

在设置行驶路线(S200)的步骤之前，还可以包括输入队列的目的地或选择性地输入队列的所需到达时间(S100)的步骤，并且在确定补充策略(S600)的步骤中，当输入了所需到达时间时，可以基于目的地和所需到达时间确定补充策略。

在确定补充策略(S600)的步骤之前，还包括基于估算出的补充量或每辆车辆的可用行驶距离，根据由导航20设置的行驶路线，计算每辆车辆的所需补充量(S500)的步骤，并且在确定补充策略(S600)的步骤中，可以基于计算出的每辆车辆的所需补充量，确定队列的补充策略。

在确定补充策略(S600)的步骤之前，还可以包括基于估算出的补充量或每辆车辆的可用行驶距离来控制队列的排布，以使得队列的可用行驶距离增加的步骤(S300)。

在确定补充策略(S600)的步骤中，可以基于搜索到的补充站的成本信息来计算动力源的补充成本，并且可以确定使计算出的补充成本最小化的最小成本策略作为补充策略。

在确定补充策略(S600)的步骤中，可以基于输入或预先存储的用户的或队列中包括的每辆车辆的支付信息来计算动力源的补充成本。

在控制队列的行驶(S700)的步骤中，当确定最小成本策略为补充策略时，可以基于设置的行驶路线的行驶信息将行驶路线划分为多个部分，可以为每个部分分配所需时间，并且可以根据为每个部分分配的所需时间和行驶信息，基于最佳燃油经济性来控制队列的行驶。

在确定补充策略(S600)的步骤中，可以基于搜索的补充站的预期补充时间，来计算根据设置的行驶路线的所需时间，并且可以确定使计算出的所需时间最小化的最小时间策略作为补充策略。

在确定补充策略(S600)的步骤中，基于所述最小时间策略中包括的所述补充站的成本信息来计算动力源的补充成本，在该最小时间策略中，计算的所需时间被同样地计算，并且可以确定使计算出的补充成本最小化的最小时间策略作为补充策略。

在控制队列的行驶(S700)的步骤中，当确定最小时间策略作为补充策略时，可以根据设置的行驶路线，控制队列的行驶以使所需时间最小化。

尽管对本申请的特定实施例进行了示出和描述，但是对于本领域普通技术人员而言显而易见的是，在不脱离权利要求所提供的本申请的技术精神的前提下，可以对本申请进行各种改进和变化。

Claims (20)

1.一种车辆的队列行驶控制系统，包括：

补充量估算单元，用于估算驱动一驱动设备的动力源的补充量或队列中包括的每辆车辆的可用行驶距离；

导航，用于基于所述队列的目的地来设置行驶路线，并且基于设置的所述行驶路线来搜索所述动力源的补充站，

策略确定单元，用于基于由所述补充量估算单元估算的所述补充量或每辆车辆的所述可用行驶距离、所述导航设置的所述行驶路线、以及搜索到的所述补充站，来确定所述队列的所述动力源的补充策略；以及

行驶控制单元，用于基于由所述导航设置的所述行驶路线和由所述策略确定单元确定的所述补充策略，来控制所述队列的行驶。

2.根据权利要求1所述的车辆的队列行驶控制系统，还包括输入单元，用于接收所述队列的所述目的地或选择性地接收所述队列的所需到达时间，并且当将所述所需到达时间输入所述输入单元时，所述策略确定单元基于所述目的地和所述所需到达时间，确定所述补充策略。

3.根据权利要求1所述的车辆的队列行驶控制系统，其中，所述策略确定单元基于估算的所述补充量或每辆车辆的可用行驶距离，根据由所述导航设置的所述行驶路线，计算每辆车辆的所需补充量，并且基于计算出的每辆车辆的所述所需补充量，确定所述队列的所述补充策略。

4.根据权利要求1所述的车辆的队列行驶控制系统，其中，所述行驶控制单元基于估算的所述补充量或每辆车辆的可用行驶距离来控制所述队列的排布，以使得所述队列的所述可用行驶距离增加。

5.根据权利要求1所述的车辆的队列行驶控制系统，其中，所述策略确定单元基于搜索到的所述补充站的成本信息来计算所述动力源的补充成本，并且确定使计算出的所述补充成本最小化的最小成本策略作为所述补充策略。

6.根据权利要求5所述的车辆的队列行驶控制系统，其中，所述策略确定单元基于输入或预先存储的用户的或在所述队列中包括的每辆车辆的支付信息来计算所述动力源的所述补充成本。

7.根据权利要求5所述的车辆的队列行驶控制系统，其中，当所述策略确定单元确定所述最小成本策略作为所述补充策略时，所述行驶控制单元基于由所述导航设置的所述行驶路线的行驶信息，将所述行驶路线划分为多个部分，为每个部分分配所需时间，并且根据为每个部分分配的所述所需时间和所述行驶信息，基于最佳燃油经济性来控制所述队列的行驶。

8.根据权利要求1所述的车辆的队列行驶控制系统，其中，所述策略确定单元基于搜索的所述补充站的预期补充时间，来计算根据由所述导航设置的所述行驶路线的所需时间，并且确定使计算出的所述所需时间最小化的最小时间策略作为所述补充策略。

9.根据权利要求8所述的车辆的队列行驶控制系统，其中，所述策略确定单元基于所述最小时间策略中包括的所述补充站的成本信息来计算所述动力源的补充成本，其中在所述最小时间策略中，计算出的所述所需时间被同样地计算，并确定使计算出的所述补充成本最小化的所述最小时间策略作为所述补充策略。

10.根据权利要求1所述的车辆的队列行驶控制系统，其中，当所述策略确定单元将最小时间策略确定为所述补充策略时，所述行驶控制单元根据所述导航设置的所述行驶路线来控制所述队列的行驶以使所需时间最小化。

11.一种用于控制车辆的队列行驶的方法，包括以下步骤：

基于队列的目的地设置行驶路线；

基于设置的所述行驶路线，搜索驱动在所述队列中包括的每辆车辆的驱动设备的动力源的补充站；

基于所述动力源的补充量或每辆车辆的可用行驶距离、由导航设置的所述行驶路线和搜索到的所述补充站，确定所述队列的所述动力源的补充策略；并且

基于设置的所述行驶路线和确定的所述补充策略来控制所述队列的行驶。

12.根据权利要求11所述的用于控制车辆的队列行驶的方法，其中，在所述设置行驶路线的步骤之前，还包括输入所述队列的所述目的地或选择性地输入所述队列的所需到达时间的步骤，并且在确定补充策略的步骤中，当输入了所述所需到达时间时，基于所述目的地和所述所需到达时间确定所述补充策略。

13.根据权利要求11所述的用于控制车辆的队列行驶的方法，其中，在确定补充策略的步骤之前，还包括基于估算出的补充量或每辆车辆的可用行驶距离，根据由所述导航设置的所述行驶路线，计算每辆车辆的所需补充量的步骤，并且在确定补充策略的步骤中，基于计算出的每辆车辆的所述所需补充量，确定所述队列的所述补充策略。

14.根据权利要求11所述的用于控制车辆的队列行驶的方法，其中，在确定补充策略的步骤之前，还包括基于估算出的补充量或每辆车辆的可用行驶距离来控制所述队列的排布，以使得所述队列的可用行驶距离增加的步骤。

15.根据权利要求11所述的用于控制车辆的队列行驶的方法，其中，在确定补充策略的步骤中，基于搜索到的所述补充站的成本信息来计算所述动力源的补充成本，并且确定使计算出的所述补充成本最小化的最小成本策略作为所述补充策略。

16.根据权利要求15所述的用于控制车辆的队列行驶的方法，其中，在确定补充策略的步骤中，基于输入或预先存储的用户的或所述队列中包括的每辆车辆的支付信息来计算所述动力源的所述补充成本。

17.根据权利要求15所述的用于控制车辆的队列行驶的方法，其中，在控制所述队列的行驶的步骤中，当确定所述最小成本策略作为所述补充策略时，基于设置的所述行驶路线的行驶信息将所述行驶路线划分为多个部分，为每个部分分配所需时间，并且根据为每个部分分配的所述所需时间和所述行驶信息，基于最佳燃油经济性来控制所述队列的行驶。

18.根据权利要求11所述的用于控制车辆的队列行驶的方法，其中，在确定补充策略的步骤中，基于搜索的所述补充站的预期补充时间，来计算根据设置的所述行驶路线的所需时间，并且确定使计算出的所述所需时间最小化的最小时间策略作为所述补充策略。

19.根据权利要求18所述的用于控制车辆的队列行驶的方法，其中，在确定补充策略的步骤中，基于所述最小时间策略中包括的所述补充站的成本信息来计算所述动力源的补充成本，在该最小时间策略中，计算出的所述所需时间被同样地计算，并且确定使计算出的所述补充成本最小化的所述最小时间策略作为所述补充策略。

20.根据权利要求11所述的用于控制车辆的队列行驶的方法，其中，在控制所述队列的行驶的步骤中，当确定最小时间策略作为所述补充策略时，根据设置的所述行驶路线，控制所述队列的行驶以使所需时间最小化。

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