WO2023030647A1 - Model-based predictive control of a motor vehicle - Google Patents

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WO2023030647A1
WO2023030647A1 PCT/EP2021/074384 EP2021074384W WO2023030647A1 WO 2023030647 A1 WO2023030647 A1 WO 2023030647A1 EP 2021074384 W EP2021074384 W EP 2021074384W WO 2023030647 A1 WO2023030647 A1 WO 2023030647A1
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WO
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standstill
tracker
motor vehicle
level
solver module
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PCT/EP2021/074384
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German (de)
French (fr)
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Andreas Wendzel
Timon Busse
Valerie Engel
Lorenz Fischer
Matthias Zink
Timo Wehlen
Apurva Patel
Vasilis LEFKOPOLOUS
Joachim FERREAU
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Zf Friedrichshafen Ag
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Definitions

  • the invention relates to the model-based predictive control of a motor vehicle.
  • a method for model-based predictive control of a motor vehicle is claimed in particular.
  • Predictive Green ACCs Today's intelligent cruise controls (so-called “Predictive Green ACCs") in motor vehicles can take the route topology into account in particular, but map the driving strategy and thus the longitudinal control based on rules.
  • the rule-based implementation usually leads to suboptimal solutions in terms of energy consumption, comfort and travel time. With the increasing complexity of the drive system, such a set of rules also becomes complicated and requires a high application effort.
  • Optimal operation of a vehicle e.g. in relation to the performance goals of energy consumption, comfort, driving time is only possible with good knowledge of the route to be driven.
  • model-based predictive controls for optimized control of a longitudinal dynamics of the motor vehicle are known.
  • the “stationary vehicle” operating state and the transitions to and from a standstill can cause implementation problems.
  • this minimum speed means that even standstills have to be considered as ferry operation and the controllers would try to regulate the standstill in a stationary manner.
  • One object of the present invention can be seen as providing a regulation of a motor vehicle which takes into account the problems described above.
  • the object is solved by the subject matter of the independent patent claims.
  • Advantageous embodiments are the subject matter of the dependent claims, the following description and the figures.
  • the present invention uses what is known as the “Model Predictive Control (MPC)” approach.
  • MPC Model Predictive Control
  • three process steps in particular are used.
  • a virtual travel horizon (prediction horizon) is developed from available map data and sensor information.
  • the prediction horizon is used by a trajectory planner and trajectory controller as a solution space for generating a longitudinal trajectory of the motor vehicle, e.g. a speed or torque trajectory.
  • a second step an iterative online generation and control of a longitudinal trajectory takes place by optimizing the trajectory with regard to the existing performance goals according to the M PC approach.
  • the calculated trajectory is converted, in particular automatically, by its arbitration in the motor vehicle.
  • the present invention includes, in particular, a modification of the second step of this process, so that specific computing time requirements in particular can be met for an application suitable for series production.
  • the present invention provides an architecture that enables both the function of the second process step and series-relevant computing times, with a case-specific, advantageous parameterization of this architecture being proposed for implementation in an electric vehicle.
  • the two MPC solvers can be referred to as "high level solvers" (HLS) and trackers.
  • the high-level solver module takes over the long-term planning of the optimal longitudinal trajectory and uses the MPC approach for this.
  • the long-term rough planning of the trajectory is path-based. This allows in particular a correct Correct, optimal handling of non-dynamic horizon objects (slopes, speed limits and other traffic signs such as "Stop” or “Give way” signs, curves).
  • dynamic horizon objects can also be taken into account, eg traffic lights. Due to the long computing times, however, this is only done to a large extent.
  • the trajectory adapted to the dynamic objects must therefore be overwritten by a system that calculates faster. Accordingly, the high-level solver module does not pass on any direct trajectory requests to the vehicle. Instead, the desired trajectory is further processed in the fast-calculating tracker.
  • a method for model-based predictive control of a motor vehicle is proposed.
  • the motor vehicle is, in particular, an electric motor vehicle which is driven by at least one electric machine without an internal combustion engine being provided for support.
  • an MPC algorithm is executed, which includes a high-level solver module, a high-level longitudinal trajectory being calculated for a route section ahead by executing the high-level solver module, according to which the motor vehicle is to move within a path-based high-level prediction horizon, divided into path-based discretization points.
  • the high-level solver module solves a non-linear problem in particular and works with continuous substitute variables for discrete states (e.g. gears). This approach limits the solution space less than when considering discrete states. This results in advantages, in particular with regard to the optimum result.
  • the high level longitudinal trajectory calculated by the high level solver module is passed to a tracker solver module of the MPC algorithm as an input value, the tracker solver module being executed in such a way that a tracker longitudinal trajectory is calculated based on the high level longitudinal trajectory calculated by the high level solver module , according to which the motor vehicle is to move within a time-based tracker prediction horizon.
  • the tracker solver module is characterized by a fast calculation time and a robust behavior. If current solutions of the high level solver module are not available, the tracker solver module still provide moments based on the last solutions of the high level solver module.
  • the tracker prediction horizon is set to be shorter than the high level prediction horizon, so the tracker prediction horizon only covers part of the high level prediction horizon.
  • the length of the high level prediction horizon can be set to 500 meters, with the tracker prediction horizon set to a length of 3 seconds. This combination of values has proven to be particularly advantageous in terms of good results and computing performance.
  • the high-level solver module carries out long-term rough planning, it can be expected that this process will require considerable computing effort and thus computing time, regardless of the hardware. Accordingly, it is advantageous that dynamic horizon objects (vehicles driving ahead/cutting in/cutting out or other road users) are processed with a higher calculation frequency in the tracker solver module.
  • the Tracker solver module calculates with a significantly shorter (time-based) look-ahead than the high level solver module.
  • a length of 500m for the high-level solver module is particularly advantageous in this context. Using the first solver module, for example, the speed trajectory of the vehicle can still be optimized online for the 500 m ahead. This is computationally intensive.
  • the Tracker solver module is advantageous to use the tracker solver module to calculate the corresponding trajectory for the relatively short look-ahead over time, in the present case for 3 seconds. This enables particularly short reaction times. Also, unlike the High Level solver module, the Tracker solver module is time-based. This ensures basic compatibility with arbitration systems.
  • the present invention provides a method by means of which, in addition to real ferry operations, the following standstill cases in particular are also covered: stopping in front of a red traffic light,
  • a standstill marker is set for at least one path-based discretization point at which the motor vehicle is to stand or is to be brought to a standstill.
  • a standstill marker is set for each path-based discretization point at which the motor vehicle is to stand still or is to be brought to a standstill.
  • the standstill marker can be set in preprocessing, e.g. to mark stopping positions based on map information (stops). In this sense it is provided according to one embodiment that the at least one standstill marker is set by means of a pre-processing unit before the high-level solver module is executed.
  • the standstill marking can still be done from dynamic considerations in the MPC solver, e.g. if it is determined that passing a green traffic light is not possible.
  • one embodiment provides that the at least one standstill marker is set by means of the high-level solver module while the high-level solver module is being executed. This occurs in particular when information about traffic lights or dynamic objects in the external environment of the motor vehicle is transferred to the high-level solver module, after which it is necessary or safer to stop the motor vehicle.
  • the standstill markings can be transferred.
  • the at least one standstill marker is transferred from the high-level solver module, which works path-based, to the tracker solver module, which works in the time domain.
  • each calculation stage preprocessing, high level solver module, tracker solver module further flags or standstill markings can be added.
  • at least one time-based discretization point at which the motor vehicle should stand or be brought to a standstill is to be set using the Tracker solver module while the Tracker solver module is running.
  • a vector with standstill requirements in particular above the tracker prediction horizon.
  • a vector is generated by means of the tracker solver module, which contains at least one standstill requirement for the tracker prediction horizon, the at least one standstill requirement being assigned to the at least one standstill marker.
  • the vector information can be used in a target generator module (interpolation within the optimized trajectory) to detect a standstill at the current position.
  • the vector is transferred to a target generator module, by means of which setpoint values of the tracker longitudinal trajectory are interpolated, with a standstill at a current position being recognized by means of the target generator module based on the at least one standstill request of the vector.
  • the target generator module converts the desired moments and desired forces worked out by the tracker solver module into arbitrable values. This is achieved in particular by interpolation.
  • a distance (determined in particular by integrating the planned speed over time) to the first point with a standstill marking is less than or equal to a threshold (e.g. 5 m)
  • a further embodiment is characterized in that a standstill at the current position is detected by means of the target generator module based on the at least one standstill request of the vector if
  • the at least one standstill marker or at least one of the standstill markers is set in a future time period
  • a distance to the discretization point for which the standstill flag is set is less than a distance threshold.
  • the stop request can be processed as follows: The interpolation of the setpoint values from the calculated trajectories is terminated. Instead, the aggregates required for standstill (e.g. service brake) are set to a setpoint with a transition function (e.g. a ramp-shaped function). Any manipulated variables from the interpolation that may still be present can be masked out with a continuous transition (e.g. a ramp-shaped transition function). In this sense, according to a further embodiment, the interpolation between setpoint values of the tracker longitudinal trajectory is stopped by means of the target generator module if a standstill at the current position has been detected by means of the target generator module.
  • a transition function e.g. a ramp-shaped function
  • At least one unit by means of which the motor vehicle can be brought to a standstill, is set to a desired value by means of a transition function, which leads to the motor vehicle being stopped. If the standstill request is no longer present, you can suddenly switch to the interpolation of the MPC solution.
  • the bumpless transition results from the fact that the MPC solution is initialized with measured variables.
  • Different actions can be carried out by adding a remaining downtime to the downtime information. For example, a relatively brief stop (eg, in the range of seconds) can take place via a service brake, and a relatively long standstill (eg, in the range of minutes or longer) via a parking brake of the motor vehicle. Furthermore, aggregates can be switched off depending on the downtime if these aggregates are switched off during the downtime. stands are not needed, which saves energy. Aggregates can also be switched on again (e.g. when a gear is engaged) depending on the duration of the standstill.
  • a relatively brief stop eg, in the range of seconds
  • a relatively long standstill eg, in the range of minutes or longer
  • aggregates can be switched off depending on the downtime if these aggregates are switched off during the downtime. stands are not needed, which saves energy. Aggregates can also be switched on again (e.g. when a gear is engaged) depending on the duration of the standstill.
  • the standstill marker is supplemented with information about a standstill period for which the motor vehicle is to remain at a standstill, with at least one unit of the motor vehicle being controlled as a function of the standstill period.
  • the MPC algorithm includes a longitudinal dynamics model and a high-level cost function that is assigned to the high-level solver module, with the high-level longitudinal trajectory being calculated taking into account the longitudinal dynamics model and minimizing the high-level cost function.
  • the high-level cost function can in particular have the following terms to be minimized, namely a first term for an energy consumption of the motor vehicle, a second term for a period of time that the motor vehicle requires to drive through the high-level prediction horizon, and a third term for a frequency , with which a brake system of the motor vehicle is actuated within the high-level prediction horizon.
  • the output signals of the high-level solver module describe a planned trajectory through the planned values for the vehicle speed, an SOC, and the mechanical braking force at each of the discretization points.
  • the high-level longitudinal trajectory includes a speed trajectory according to which the motor vehicle is to move within the high-level prediction horizon.
  • the high-level longitudinal trajectory can alternatively or additionally include a state of charge trajectory that includes a course of a state of charge of a battery, which serves as an energy store for an electric machine of the motor vehicle, wherein the motor vehicle can be driven by the electric machine.
  • the state of charge in English: State of Charge or abbreviated SoC
  • SoC State of Charge or abbreviated SoC
  • the high-level longitudinal trajectory can alternatively or additionally include a braking force trajectory for a brake system of the motor vehicle, according to which the brake system should provide braking forces (less than or equal to zero) within the high-level prediction horizon.
  • a corresponding braking torque can also be provided by the longitudinal trajectory.
  • the torque trajectory relates to torques on at least one wheel of the motor vehicle and includes, in particular, negative torques that are provided by the brake system of the motor vehicle.
  • a tracker cost function can be assigned to the tracker solver module, and the tracker longitudinal trajectory can be calculated taking into account the longitudinal dynamics model and minimizing the tracker cost function.
  • the output of the tracker solver module can directly influence the driving comfort by minimizing the tracker-specific cost function.
  • the tracker cost function can in particular have the following terms to be minimized, namely a first term for a deviation from the speed trajectory of the high level longitudinal trajectory, a second term for a deviation from the state of charge trajectory of the high level longitudinal trajectory and a third term for a frequency with which the braking system is actuated during the high-level prediction horizon.
  • the path-based high-level prediction horizon is subdivided into 100 path-based discretization points. This is done in particular by means of what is known as a constraint handler, which can be part of the preprocessing unit.
  • the tracker works with a time-based discretization of 0.1 seconds.
  • the roughly planned, distance-based speed trajectory of the high-level solver module is converted into a time-based, detailed planned trajectory of target torques of the electric drive and target braking forces of the mechanical brake, taking into account the vehicle losses.
  • the time-based tracker prediction horizon is divided into time-based discretization points, each of which is 0.1 seconds apart.
  • the tracker longitudinal trajectory includes a target torque trajectory according to which the electric machine is intended to provide a specific torque for driving the motor vehicle at each of the time-based discretization points.
  • the tracker longitudinal trajectory also includes a target braking force trajectory, according to which the braking system is intended to provide a specific braking force for braking the motor vehicle at each of the time-based discretization points.
  • the target torque trajectory and the target braking force trajectory of the tracker longitudinal trajectory are calculated based on the speed trajectory of the high-level longitudinal trajectory and taking into account the loss model of the motor vehicle.
  • the target generator module converts the desired moments and desired forces worked out by the tracker solver module into arbitrable values.
  • These can be implemented in particular by a longitudinal controller on a brake control unit of the motor vehicle.
  • a further embodiment is advantageously characterized in that the target torque trajectory and the target braking force trajectory of the tracker longitudinal trajectory are converted into arbitrable values of the control signal by means of the target generator module, the control signal being converted by a longitudinal controller of a control unit of the brake system.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a motor vehicle whose drive train comprises an internal combustion engine, an electric machine and a brake system
  • FIG. 2 Details of an exemplary drive train for the motor vehicle according to Fig.
  • FIG. 1 , 3 shows an exemplary embodiment of a method according to the invention for model-based predictive control of the motor vehicle according to FIG. 1 ,
  • 5 shows an exemplary vector with standstill requests.
  • Motor vehicle 1 shows a motor vehicle 1, for example a passenger car.
  • Motor vehicle 1 includes a system 2 for model-based predictive control of motor vehicle 1 .
  • the system 2 comprises a processor unit 3, a memory unit 4, a communication interface 5 and a detection unit 6, in particular for detecting status data relating to the motor vehicle 1.
  • Motor vehicle 1 also includes a drive train 7, which can include, for example, an electric machine 8 that can be operated as a motor and as a generator, a battery 9, a transmission 10, and a brake system 19 with a control unit 35 and a linear controller 36.
  • the electric machine 8 can drive wheels of the motor vehicle 1 via the transmission 10 in motor operation.
  • the battery 9 can provide the electrical energy required for this, in particular via power electronics 18.
  • the battery 9 can be charged by the electrical machine 8 via the power electronics 18 when the electrical machine 8 is operated in generator mode (recuperation).
  • the battery 9 can optionally also be charged at an external charging station.
  • the drive train 7 can be a hybrid drive train, which can also have an internal combustion engine 17 purely as an option.
  • internal combustion engine 17 can drive motor vehicle 1 in addition to electric machine 8 when a clutch K0 arranged between internal combustion engine 17 and electric machine 8 is closed.
  • the internal combustion engine 17 can optionally also be the electric machine 8 drive to charge the battery 9.
  • the electric machine 8 can (with the clutch KO engaged, supported by the internal combustion engine 17) drive two front wheels 22 and 23 of the motor vehicle 1 with a positive drive torque via the transmission 10 and via a front differential gear 21, which wheels are attached to a front axle 25 are.
  • a first rear wheel 26 and a second rear wheel 28 on a rear axle 29 of the motor vehicle 1 are not driven in the exemplary embodiment shown (rear-wheel drive and all-wheel drive are, however, alternatively also possible).
  • the front wheels 22, 23 and the rear wheels 26, 28 can be braked by the brake system 19 of the drive train 7, for which purpose the brake system 19 can provide a negative braking torque.
  • a computer program product 11 can be stored on the memory unit 4 .
  • the computer program product 11 can be executed on the processor unit 3 , for which purpose the processor unit 3 and the memory unit 4 are connected to one another by means of the communication interface 5 . If the computer program product 11 is executed on the processor unit 3, it directs the processor unit 3 to fulfill the functions described in connection with the drawing or to carry out method steps.
  • the computer program product 11 contains an MPC algorithm 13, which includes or contains a high-level solver module 13.1.
  • the MPC algorithm 13 also contains a longitudinal dynamics model 14 of the motor vehicle 1 .
  • the high level solver module 13.1 can access the longitudinal dynamics model 14.
  • the MPC algorithm 13 contains a high-level cost function 15.1 to be minimized, which is assigned to the high-level solver module 13.1.
  • the task of the high-level solver module 13.1 is to propose an optimized guidance for the motor vehicle 1, for example with regard to speed limits and stopping points as well as traffic lights and gradients.
  • the high-level cost function 15.1 can have the following terms to be minimized, for example, namely a first term for an energy consumption of the motor vehicle 1, a second term for a period of time that the motor vehicle 1 requires to reach a high-level prediction horizon 24 to drive through, as well as a third term for a frequency with which the brake system 19 of the motor vehicle 1 should be actuated during the high-level prediction horizon 24 .
  • the longitudinal dynamics model 14 includes a loss model 27 of the motor vehicle 1.
  • the loss model 27 describes the operating behavior of efficiency-relevant components in terms of their efficiency or in terms of their loss, e.g. the electric machine 8, if necessary the optional internal combustion engine 17 and the brake system 19. This results in a Total Loss of Motor Vehicle 1 .
  • the processor unit 3 executes the MPC algorithm 13 and predicts a behavior of the motor vehicle 1 for a sliding, path-based high-level prediction horizon 24 (Fig. 4) with a length of 500 m.
  • the path-based high-level prediction horizon 24 is shown in the exemplary embodiment in path-based discretization points 38, e.g. divided into 100 path-based discretization points 38. This is done by means of a preprocessing unit 37.
  • a first standstill marking is made for at least one path-based first discretization point 38.1, at which the motor vehicle 1 is to stand or is to be brought to a standstill 39 set. In particular, this takes place before the high level solver module 13.1 is executed.
  • the first standstill marker 39 can thus be set in the pre-processing, e.g. to mark a position for stopping based on map information (stops).
  • the prediction is based on the longitudinal dynamics model 14.
  • the processor unit 3 calculates an optimized high-level longitudinal trajectory 31 by executing the high-level solver module 13.1, according to which the motor vehicle 1 is to move within the high-level prediction horizon 24.
  • the optimized high-level longitudinal trajectory 31 is calculated for a route section ahead, taking into account the longitudinal dynamics model 14, with the high-level cost function 15.1 being minimized.
  • the high-level solver module 13.1 takes over the long-term rough planning of the longitudinal trajectory 31 and uses the MPC approach for this.
  • the long-term rough planning of the high level longitudinal trajectory 31 is path-based. In particular, this allows correct, optimal handling of non-dyna Mix horizon objects (slopes, speed limits and other traffic signs such as "Stop” or “Give Way” signs, bends in curves, traffic lights).
  • the high-level longitudinal trajectory 31 includes a speed trajectory 31.1, according to which the motor vehicle 1 is to move within the high-level prediction horizon 24. In this case, optimized speed values are assigned in particular to waypoints which the motor vehicle 1 is to travel. Furthermore, the high-level longitudinal trajectory 31 includes a state of charge trajectory 31.2, which describes an optimal course of a state of charge (SoC) of the battery 9. Furthermore, the high-level longitudinal trajectory 31 for the brake system 19 includes a brake force trajectory 31.3, which assigns a brake force to each of the discretization points, which the brake system 19 provides for braking the motor vehicle 1.
  • SoC state of charge
  • the M PC algorithm 13 includes a tracker solver module 13.2 with a tracker cost function 15.2 assigned to it.
  • the tracker solver module 13.2 can access the longitudinal dynamics model 14.
  • the high-level longitudinal trajectory 31 calculated by the high-level solver module 13.1 is also transferred to the tracker solver module 13.2 as an input value, e.g. by means of the processor unit 3 and the communication interface 5.
  • the task of the tracker solver module 13.2 is to provide optimized guidance for the motor vehicle 1, in particular with regard to distances to be maintained and collision avoidance.
  • the processor unit 3 executes the tracker solver module 13.2.
  • the tracker solver module 13.2 contains instructions or program code, which instructs the processor unit 3 to calculate a tracker longitudinal trajectory 32 for a future time segment based on the high level longitudinal trajectory 31 calculated by the high level solver module 13.1, according to which the motor vehicle moves 1 is to move within a time-based tracker prediction horizon 30 with a time length of 3 seconds.
  • the Tracker solver module works with a time-based discretization of 0.1 seconds. In particular, the roughly planned, path-based speed trajectory 31.1 of the high-level solver module, taking into account the vehicle losses, into a time-based, detailed planned tracker trajectory 32 with target torques 32.1 of the electric drive 7 and target braking forces of the mechanical brake 19.
  • a tracker cost function 15.2 is assigned to the tracker solver module 13.2, the tracker longitudinal trajectory 32 being calculated taking into account the longitudinal dynamics model 14 and minimizing the tracker cost function 15.2.
  • the tracker cost function 15.2 has the following terms to be minimized, namely a first term for a deviation from the speed trajectory 31.1 of the high level longitudinal trajectory 31, a second term for a deviation from the state of charge trajectory 31.2 of the high level longitudinal trajectory 31 and a third term for a frequency with which brake system 19 is actuated during high-level prediction horizon 24 .
  • the tracker prediction horizon 30 is chosen to be significantly shorter than the high-level prediction horizon 24.
  • the tracker prediction horizon 30 can thus cover those waypoints of the high-level speed trajectory 31.1 that the motor vehicle 1 is to travel over the next 3 seconds (with speeds according to the speed trajectory 31. 1 ).
  • the tracker prediction horizon 30 only covers an initial section of the 500 meter long high-level prediction horizon 24, which is illustrated by way of example in FIG.
  • the tracker longitudinal trajectory 32 includes a braking force trajectory 32.1 for the brake system 19, according to which the brake system 19 is intended to provide braking forces within the tracker prediction horizon 30.
  • the tracker longitudinal trajectory 32 for the electric machine 8 includes a torque trajectory 32.2, according to which the electric machine 8 should provide drive torques within the tracker prediction horizon 30.
  • the target torque trajectory 32.2 and the target braking force trajectory 32.2 of the tracker longitudinal trajectory 32 are calculated based on the speed trajectory 31.1 of the high level longitudinal trajectory 31 and taking into account the loss model 27 of the motor vehicle 1.
  • the detection unit 6 can measure current state variables of the motor vehicle 1, record corresponding data and feed them to the high-level solver module 13.1, the tracker solver module 13.2 and a target generator module 16 described further below.
  • the acquisition unit transfers the following information as an input value to the high-level solver module 13.1 for calculating the high-level longitudinal trajectory 31:
  • Information about static objects and/or route data from an electronic map of a navigation system 20 of motor vehicle 1 for a preview horizon or prediction horizon (e.g. 500 m) in front of motor vehicle 1 can be updated in particular cyclically and transferred to modules 13.1, 13.2 and 16.
  • the route data can, for example, incline information, curve information, and information about speed limits as well as traffic lights and include breakpoints.
  • a curve curvature can be converted into a speed limit for the motor vehicle 1 via a maximum permissible lateral acceleration.
  • the motor vehicle can be located by means of the detection unit 6, in particular via a signal generated by a GNSS sensor 12 for precise localization on the electronic map.
  • the detection unit for detecting the external environment of motor vehicle 1 can include an environment sensor 33, for example a radar sensor, a camera system and/or a lidar sensor.
  • an environment sensor 33 for example a radar sensor, a camera system and/or a lidar sensor.
  • dynamic objects in the area of the external surroundings of motor vehicle 1 can also be detected, for example moving objects such as other vehicles or pedestrians.
  • the following additional information is transferred as an input value to the high-level solver module 13.1 for calculating the high-level longitudinal trajectory 31:
  • the processor unit 3 can access the above information from the elements mentioned, for example via the communication interface 5 . Based on this information, a further standstill marker 41 can be set from dynamic considerations in the MPC system 2, for example if it is determined that passing a green traffic light is not possible. For example, for at least a second path-based discretization point 40 within the high Level prediction horizon 24, a second standstill marker 41 can be set using the high-level solver module 13. 1, while the high-level solver module 13.
  • both the at least one first standstill marker 39 set by the preprocessing unit 37 and the at least one second standstill marker 41 set by the high-level solver module 13.1 both standstill markers 39, 41 are path-based passed to the Tracker solver module 13.2 working in the time domain.
  • each calculation stage preprocessing 37, high level solver module 13.1, tracker solver module 13.2 further flags or standstill markings can be added.
  • a third standstill marker 43 can be set using the tracker solver module 13.2 for at least one time-based third discretization point 42 at which the motor vehicle 1 should stand or be brought to a standstill while the tracker solver module 13.2 is being executed.
  • the standstill markings 39, 41, 43 can be included in the longitudinal model 14 of the motor vehicle 1, in particular as restrictions or secondary conditions in the calculation of the high-level longitudinal trajectory 31, in the calculation of the tracker longitudinal trajectory 32 and in the calculations that the target Generator module 16 performs.
  • the vector 44 can contain three standstill requests 45, 46, 47.
  • a first standstill request 45 is assigned therein to the first standstill marker 39 set by the preprocessing unit 37 for the first discretization point 38.1.
  • a second standstill request 46 is assigned to the second standstill marker 41 set by the high-level solver module 13.1 for the second discretization point 40.
  • a third standstill request 47 is the third standstill marker 43 set by the tracker solver module 13.2 assigned for the third discretization point 42 .
  • Vector 44 is illustrated by way of example in FIG.
  • optimized states of charge 31.2 of the battery 9 are calculated for calculated time/way points within the high-level prediction horizon 24.
  • One task of the target generator module 16 is, in particular, to calculate drive and braking forces as well as recuperation limits. Furthermore, a request for stopping the motor vehicle 1 is to be calculated and a so-called exit flag check is to be carried out.
  • the target generator module 16 in particular the moment trajectory proposed by the tracker solver module 13.2
  • control signal 34 which includes arbitrable values by means of which motor vehicle 1 can be controlled, e.g. by controlling actuators of motor vehicle 1.
  • Control signal 34 is calculated for a future time horizon, which is 3 seconds long, for example .
  • the control signal 34 can contain, for example, drive forces (greater than or equal to zero), braking forces (less than or equal to zero), limit values for recuperation torques or a stop signal (“vehicle stop mark”) for the motor vehicle 1 .
  • the values that can be arbitrated are implemented by the longitudinal controller 36 on the control device 35 of the brake system 19 of the vehicle 1 .
  • the data from the detection unit 6 and/or the high-level longitudinal trajectory 31 can also be used to calculate the control signal 34 .
  • the tracker solver module 13.2 and the target generator module 16 can be called up at the same time, so that both modules 13.2, 16 start their above-described calculations at the same time.
  • the information of the vector 44 is used in the target generator module 16 (interpolation within the optimized trajectory) to detect a standstill at a current position.
  • the vector 44 is transferred to the target generator module 16, which interpolates between target values of the tracker longitudinal trajectory 32.
  • the target generator module 16 can be based on the three Standstill requests 45 to 46 of the vector 44 recognize a standstill at a current position.
  • the target generator module 16 can recognize a standstill request if the following three conditions are cumulatively met, namely that
  • an actual speed of motor vehicle 1 is less than a defined speed threshold value (e.g. 1 km/h) AND
  • a distance (determined in particular by integrating the planned speed over time) to the nearest discretization point with standstill marking (e.g. to the first discretization point 38.1 with the first standstill marking 39) is less than or equal to a distance threshold value (e.g. 5 m).
  • the interpolation of the target values from the calculated trajectories 31 and/or 32 by means of the target generator module 16 is terminated. Instead, the units required for the standstill (e.g. the brake system 19) are set to a setpoint using a transition function (e.g. a ramp-shaped function), which leads to the motor vehicle 1 coming to a standstill. Any manipulated variables from the interpolation that may still be present can be masked out with a continuous transition (e.g. a ramp-shaped transition function). If the standstill request is no longer present, you can suddenly switch to the interpolation of the MPC solution. The bumpless transition results from the fact that the MPC solution is initialized with measured variables.
  • a transition function e.g. a ramp-shaped function
  • the standstill markers 39, 41, 43 and/or the standstill requests 45 to 47 of the vector 44 can be linked to a remaining standstill duration 48 to 50, which is shown by FIG.
  • the first standstill marker 39 and the first standstill request 45 are linked to a first standstill period 48, the second standstill marker 41 and the second standstill request 46 to a second standstill period 49 and the third standstill marker 43 and the third standstill request 47 with a third standstill duration 50.
  • the duration of the standstill indicates how long the motor vehicle is to remain stationary, with at least one assembly of the motor vehicle 1 being controlled as a function of the duration of the standstill. For example, a relatively short stop (e.g. in the range of seconds) can take place via the brake system 19 (service brake), while a relatively long standstill (e.g. in the range of minutes or longer) can take place via a parking brake of the motor vehicle 1.
  • units such as the internal combustion engine 17 can be switched off , depending on the duration of the downtime, if these aggregates are not used during the downtime, which can save energy. Aggregates can also be switched on again (e.g. when a gear is engaged) depending on the duration of the standstill.

Abstract

The invention relates to the model-based predictive control of a motor vehicle. Here, an MPC algorithm (13) is executed, which comprises a high-level solver module (13.1), wherein a high-level longitudinal trajectory (31) is calculated by implementing the high-level solver module (13.1) for a section of road ahead, according to which high-level longitudinal trajectory the motor vehicle is intended to move along within a route-based high-level prediction horizon which is subdivided into route-based discretization points (38). The high-level longitudinal trajectory (31) calculated by the high-level solver module (13.1) is passed on to a tracker solver module (13.2) of the MPC algorithm (13) as an input value. The tracker solver module (13.2) is implemented, so that a tracker longitudinal trajectory (32) is calculated based on the high-level longitudinal trajectory (31) calculated by the high-level solver module (13.1), according to which tracker longitudinal trajectory the motor vehicle is intended to move along within a time-based tracker prediction horizon, wherein the tracker prediction horizon is defined to be shorter than the high-level prediction horizon, so that the tracker prediction horizon covers only a portion of the high-level prediction horizon. Here, a stop marker (39; 41) is set for at least one route-based discretization point (38.1; 40) at which the motor vehicle is intended to stand or is intended to be brought to a stop.

Description

Modellbasierte prädiktive Regelung eines Kraftfahrzeugs Model-based predictive control of a motor vehicle
Die Erfindung betrifft die modellbasierte prädiktive Regelung eines Kraftfahrzeugs. Beansprucht wird in diesem Zusammenhang insbesondere ein Verfahren zur modellbasierten prädiktiven Regelung eines Kraftfahrzeugs. The invention relates to the model-based predictive control of a motor vehicle. In this context, a method for model-based predictive control of a motor vehicle is claimed in particular.
Heutige intelligente Tempomaten (sog. „Predictive Green ACCs) von Kraftfahrzeugen können zwar insbesondere die Streckentopologie berücksichtigen, bilden die Fahrstrategie und damit die Längsreglung jedoch regelbasiert ab. Die regelbasierte Umsetzung führt i.d.R. zu suboptimalen Lösungen in Bezug auf Energieverbrauch, Komfort und Fahrzeit. Mit steigender Komplexität des Antriebssystems wird ein solches Regelwerk außerdem kompliziert und erfordert einen hohen Applikationsaufwand.Today's intelligent cruise controls (so-called "Predictive Green ACCs") in motor vehicles can take the route topology into account in particular, but map the driving strategy and thus the longitudinal control based on rules. The rule-based implementation usually leads to suboptimal solutions in terms of energy consumption, comfort and travel time. With the increasing complexity of the drive system, such a set of rules also becomes complicated and requires a high application effort.
Ein optimales Betreiben eines Fahrzeugs (z.B. in Bezug auf die Performance-Ziele Energieverbrauch, Komfort, Fahrzeit) ist nur mit guter Kenntnis der zu fahrenden Strecke möglich. Optimal operation of a vehicle (e.g. in relation to the performance goals of energy consumption, comfort, driving time) is only possible with good knowledge of the route to be driven.
Weiterhin sind modellbasierte prädiktive Regelungen zur optimierten Regelung einer Längsdynamik des Kraftfahrzeugs bekannt. In solchen Verfahren können der Betriebszustand „Stehendes Fahrzeug“ und die Übergänge zum Stillstand und aus dem Stillstand heraus Umsetzungsprobleme bereiten. Insbesondere kann innerhalb der Berechnung eines High Level Solvermoduls der modellbasierten prädiktiven Regelung der Zustand „stehendes Fahrzeug“ nicht abgebildet werden, da einem Wegpunkt unendlich viele Zeitpunkte zugeordnet werden müssten und keine Planung z.B. für ein Wideranfahren nach roter Ampel durchgeführt werden könnte, da diese hinter der Zeit t = unendlich liegen würde. Dies könnte zwar umgangen werden, indem eine Minimalgeschwindigkeit eingeführt würde. Dadurch würde ein kontinuierlicher Verlauf der Zeitinformation erreicht und Wegpunkte hinter einem Stillstandspunkt wären planbar. Diese Minimalgeschwindigkeit führt jedoch dazu, dass selbst Stillstandsfälle als Fährbetrieb betrachtet werden müssen und die Regler versuchen würden, den Stillstand stationär einzuregeln. Dies ist insbesondere beim Auftreten von Störgrößen (Steigung, Wind), Stellungenauigkeiten (Momentgenauigkeit, Reibwerte) und Messungenauigkeiten (Positionsdaten, Drehzahlen im Quasi-Stillstand, Zeitverzug der genannten Signale) schlecht möglich und grundsätzlich energetisch nicht sinnvoll. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann darin gesehen werden, eine Regelung eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, welche den vorstehend beschriebenen Problemen Rechnung trägt. Die Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche, der folgenden Beschreibung sowie der Figuren. Furthermore, model-based predictive controls for optimized control of a longitudinal dynamics of the motor vehicle are known. In such methods, the “stationary vehicle” operating state and the transitions to and from a standstill can cause implementation problems. In particular, the "stationary vehicle" state cannot be mapped within the calculation of a high-level solver module of the model-based predictive control, since an infinite number of times would have to be assigned to a waypoint and no planning, e.g time t = infinity would lie. This could be circumvented by introducing a minimum speed. This would achieve a continuous course of the time information and waypoints after a standstill point could be planned. However, this minimum speed means that even standstills have to be considered as ferry operation and the controllers would try to regulate the standstill in a stationary manner. This is particularly difficult to do when disturbances occur (slope, wind), positional inaccuracies (torque accuracy, coefficients of friction) and measurement inaccuracies (position data, speeds at a virtual standstill, time delay in the signals mentioned) and is fundamentally not sensible in terms of energy. One object of the present invention can be seen as providing a regulation of a motor vehicle which takes into account the problems described above. The object is solved by the subject matter of the independent patent claims. Advantageous embodiments are the subject matter of the dependent claims, the following description and the figures.
Die vorliegende Erfindung nutzt den sogenannten „Model-Predictive-Control (MPC)“- Ansatz. Bei einer solchen modellbasierten prädiktiven Regelung kommen insbesondere drei Prozessschritte zum Einsatz. So erfolgt in einem ersten Schritt eine Erarbeitung eines virtuellen Fahrthorizonts (Prädiktionshorizont) aus vorliegenden Kartendaten und Sensorinformationen. Der Prädiktionshorizont dient einem Trajektorien- Planer und Trajektorien-Regler als Lösungsraum für die Generierung einer Längstrajektorie des Kraftfahrzeugs, z.B. einer Geschwindigkeits- oder Moment- trajektorie. In einem zweiten Schritt erfolgt eine iterative online Generierung und Regelung einer Längstrajektorie durch eine Optimierung der Trajektorie hinsichtlich vorliegender Performance-Ziele entsprechend des M PC-Ansatzes. In einem dritten Schritt erfolgt die insbesondere automatisierte Umsetzung der berechneten Trajektorie durch deren Arbitrierung im Kraftfahrzeug. Die vorliegende Erfindung beinhaltet insbesondere eine Modifikation des zweiten Schritts dieses Prozesses, sodass für eine serientaugliche Anwendung insbesondere bestimmte Rechenzeitanforderungen erfüllt werden können. Dazu stellt die vorliegende Erfindung eine Architektur bereit, die sowohl die Funktion des zweiten Prozessschritts wie auch serienrelevante Rechenzeiten ermöglicht, wobei für die Umsetzung in einem Elektrofahrzeug eine fallspezifische, vorteilhafte Bedatung dieser Architektur vorgeschlagen wird. The present invention uses what is known as the “Model Predictive Control (MPC)” approach. In such a model-based predictive control, three process steps in particular are used. In a first step, a virtual travel horizon (prediction horizon) is developed from available map data and sensor information. The prediction horizon is used by a trajectory planner and trajectory controller as a solution space for generating a longitudinal trajectory of the motor vehicle, e.g. a speed or torque trajectory. In a second step, an iterative online generation and control of a longitudinal trajectory takes place by optimizing the trajectory with regard to the existing performance goals according to the M PC approach. In a third step, the calculated trajectory is converted, in particular automatically, by its arbitration in the motor vehicle. The present invention includes, in particular, a modification of the second step of this process, so that specific computing time requirements in particular can be met for an application suitable for series production. For this purpose, the present invention provides an architecture that enables both the function of the second process step and series-relevant computing times, with a case-specific, advantageous parameterization of this architecture being proposed for implementation in an electric vehicle.
Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung eine funktionale Architektur bereit, die zwei sequenziell arbeitende modellbasierte prädiktive Regler (=MPC Solver) umfasst. Die beiden MPC-Solver können als „High Level Solver“ (HLS) und Tracker bezeichnet werden. Das High Level Solvermodul übernimmt die langfristige Planung der optimalen Längstrajektorie und nutzt hierfür den MPC-Ansatz. Die langfristige Grobplanung der Trajektorie erfolgt dabei wegbasiert. Dies erlaubt insbesondere einen kor- rekten, optimalen Umgang mit nicht-dynamischen Horizontobjekten (Steigungen, Geschwindigkeitslimits und andere Verkehrsschilder wie z.B. „Stopp“- oder „Vorfahrt ge- währen“-Schilder, Kurvenkrümmungen). Auch dynamische Horizontobjekte können grundsätzlich beachtet werden, z.B. Ampeln. Dies erfolgt bedingt durch lange Rechenzeiten allerdings nur in einem groben Rahmen. Die an die dynamischen Objekte angepasste Trajektorie muss daher gegebenenfalls durch ein schneller rechnendes System überschrieben werden. Entsprechend gibt das High Level Solvermodul keinen direkten Trajektorienwunsch an das Fahrzeug weiter. Stattdessen wird die Wunschtrajektorie im schnell rechnenden Tracker weiterverarbeitet. In particular, the present invention provides a functional architecture that includes two sequentially working model-based predictive controllers (=MPC solver). The two MPC solvers can be referred to as "high level solvers" (HLS) and trackers. The high-level solver module takes over the long-term planning of the optimal longitudinal trajectory and uses the MPC approach for this. The long-term rough planning of the trajectory is path-based. This allows in particular a correct Correct, optimal handling of non-dynamic horizon objects (slopes, speed limits and other traffic signs such as "Stop" or "Give way" signs, curves). In principle, dynamic horizon objects can also be taken into account, eg traffic lights. Due to the long computing times, however, this is only done to a large extent. The trajectory adapted to the dynamic objects must therefore be overwritten by a system that calculates faster. Accordingly, the high-level solver module does not pass on any direct trajectory requests to the vehicle. Instead, the desired trajectory is further processed in the fast-calculating tracker.
So wird ein Verfahren zur modellbasierten prädiktiven Regelung eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen. Bei dem Kraftfahrzeug handelt es sich insbesondere um ein Elektro- Kraftfahrzeug, das durch wenigstens eine elektrische Maschine angetrieben wird, ohne das ein Verbrennungskraftmotor zur Unterstützung vorgesehen ist. Gemäß dem Verfahren wird ein MPC-Algorithmus ausgeführt, der ein High Level Solvermodul umfasst, wobei durch das Ausführen des High Level Solvermoduls für einen vorausliegenden Streckenabschnitt eine High Level Längstrajektorie berechnet wird, gemäß welcher sich das Kraftfahrzeug innerhalb eines wegbasierten High Level Prädiktionshorizonts fortbewegen soll, der in wegbasierte Diskretisierungspunkte unterteilt ist. Das High Level Solvermodul löst insbesondere ein nichtlineares Problem und arbeitet mit kontinuierlichen Ersatzgrößen für diskrete Zustände (z.B. Gänge). Dieses Vorgehen begrenzt den Lösungsraum weniger stark als bei der Betrachtung diskreter Zustände. Dadurch ergeben sich Vorteile insbesondere hinsichtlich des Optimums des Ergebnisses. A method for model-based predictive control of a motor vehicle is proposed. The motor vehicle is, in particular, an electric motor vehicle which is driven by at least one electric machine without an internal combustion engine being provided for support. According to the method, an MPC algorithm is executed, which includes a high-level solver module, a high-level longitudinal trajectory being calculated for a route section ahead by executing the high-level solver module, according to which the motor vehicle is to move within a path-based high-level prediction horizon, divided into path-based discretization points. The high-level solver module solves a non-linear problem in particular and works with continuous substitute variables for discrete states (e.g. gears). This approach limits the solution space less than when considering discrete states. This results in advantages, in particular with regard to the optimum result.
Die durch das High Level Solvermodul berechnete High Level Längstrajektorie wird an ein Tracker Solvermodul des MPC-Algorithmus‘ als Eingangswert übergeben, wobei das Tracker Solvermodul derart ausgeführt wird, dass basierend auf der durch das High Level Solvermodul berechneten High Level Längstrajektorie eine Tracker Längstrajektorie berechnet wird, gemäß welcher sich das Kraftfahrzeug innerhalb eines zeitbasierten Tracker Prädiktionshorizonts fortbewegen soll. Das Tracker Solvermodul zeichnet sich durch eine schnelle Rechenzeit und ein robustes Verhalten aus. Wenn aktuelle Lösungen des High Level Solvermoduls nicht verfügbar sind, kann das Tracker Solvermodul dennoch beispielsweise Momente basierend auf den letzten Lösungen des High Level Solvermoduls liefern. The high level longitudinal trajectory calculated by the high level solver module is passed to a tracker solver module of the MPC algorithm as an input value, the tracker solver module being executed in such a way that a tracker longitudinal trajectory is calculated based on the high level longitudinal trajectory calculated by the high level solver module , according to which the motor vehicle is to move within a time-based tracker prediction horizon. The tracker solver module is characterized by a fast calculation time and a robust behavior. If current solutions of the high level solver module are not available, the tracker solver module still provide moments based on the last solutions of the high level solver module.
Der Tracker Prädiktionshorizont wird kürzer festgelegt wird als der High Level Prädiktionshorizont, sodass der Tracker Prädiktionshorizont lediglich einen Teil des High Level Prädiktionshorizonts abdeckt. Die Länge des High Level Prädiktionshorizonts kann beispielsweise auf 500 Meter festgelegt werden, wobei der Tracker Prädiktionshorizont auf eine Länge von 3 Sekunden festgelegt wird. Diese Wertekombination hat sich als besonders vorteilhaft hinsichtlich guter Ergebnisse und Rechenperformance herausgestellt. The tracker prediction horizon is set to be shorter than the high level prediction horizon, so the tracker prediction horizon only covers part of the high level prediction horizon. For example, the length of the high level prediction horizon can be set to 500 meters, with the tracker prediction horizon set to a length of 3 seconds. This combination of values has proven to be particularly advantageous in terms of good results and computing performance.
Da das High Level Solvermodul eine langfristige Grobplanung vornimmt, ist Hardware-unabhängig zu erwarten, dass dieser Vorgang erheblichen Rechenaufwand und damit auch Rechenzeit benötigt. Entsprechend ist es vorteilhaft, dass dynamische Horizontobjekte (vorwegfahrende/einscherende/ausscherende Fahrzeuge oder andere Verkehrsteilnehmer) im Tracker Solvermodul mit einer höheren Rechenfrequenz behandelt werden. Um dies zu ermöglichen, rechnet das Tracker Solvermodul mit einer deutlich kürzeren (zeitbasierten) Vorausschau als das High Level Solvermodul. Eine Länge des High Level Solvermoduls von 500m ist in diesem Zusammenhang besonders vorteilhaft. Mittels des ersten Solvermoduls kann beispielsweise die Geschwindigkeitstrajektorie des Fahrzeugs für die vorausliegenden 500m über dem Weg noch online optimiert werden. Dies ist rechenintensiv. Dahingegen ist es vorteilhaft, mittels des Tracker Solvermoduls die entsprechende Trajektorie für die relativ kurze Vorausschau über der Zeit zu berechnen, im vorliegenden Fall für 3 Sekunden. Dies ermöglicht besonders kurze Reaktionszeiten. Im Gegensatz zum dem High Level Solvermodul ist das Tracker Solvermodul außerdem zeitbasiert. Hierdurch wird eine grundsätzliche Kompatibilität zu Arbitrierungssystemen hergestellt. Since the high-level solver module carries out long-term rough planning, it can be expected that this process will require considerable computing effort and thus computing time, regardless of the hardware. Accordingly, it is advantageous that dynamic horizon objects (vehicles driving ahead/cutting in/cutting out or other road users) are processed with a higher calculation frequency in the tracker solver module. In order to make this possible, the Tracker solver module calculates with a significantly shorter (time-based) look-ahead than the high level solver module. A length of 500m for the high-level solver module is particularly advantageous in this context. Using the first solver module, for example, the speed trajectory of the vehicle can still be optimized online for the 500 m ahead. This is computationally intensive. On the other hand, it is advantageous to use the tracker solver module to calculate the corresponding trajectory for the relatively short look-ahead over time, in the present case for 3 seconds. This enables particularly short reaction times. Also, unlike the High Level solver module, the Tracker solver module is time-based. This ensures basic compatibility with arbitration systems.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren bereit, mittels welchem neben dem echten Fährbetrieb auch insbesondere folgende Stillstandsfälle abgedeckt werden: Anhalten vor einer roten Ampel, The present invention provides a method by means of which, in addition to real ferry operations, the following standstill cases in particular are also covered: stopping in front of a red traffic light,
Anhalten vor einem stehenden Objekt (z.B. Vorausfahrendes Fahrzeug) und Anhalten an definierten Wegpunkten (z.B. Kreuzungen). Zu diesem Zweck wird gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren für wenigstens einen wegbasierten Diskretisierungspunkt, an welchem das Kraftfahrzeug stehen soll oder zum Stillstand gebracht werden soll, eine Stillstands-Markierung gesetzt. Insbesondere wird für jeden wegbasierten Diskretisierungspunkt, an welchem das Kraftfahrzeug stehen soll oder zum Stillstand gebracht werden soll, eine Stillstands-Markierung gesetzt. Stopping in front of a stationary object (e.g. vehicle driving ahead) and stopping at defined waypoints (e.g. intersections). For this purpose, according to the method according to the invention, a standstill marker is set for at least one path-based discretization point at which the motor vehicle is to stand or is to be brought to a standstill. In particular, a standstill marker is set for each path-based discretization point at which the motor vehicle is to stand still or is to be brought to a standstill.
Die Stillstands-Markierung kann in der Vorverarbeitung gesetzt werden, z.B. zur Markierung von Anhaltepositionen basierend auf Karten Informationen (Haltestellen). In diesem Sinne ist gemäß einer Ausführungsform vorgesehen, dass die wenigstens eine Stillstands-Markierung mittels einer Vorverarbeitungs-Einheit gesetzt wird, bevor das High Level Solvermodul ausgeführt wird. The standstill marker can be set in preprocessing, e.g. to mark stopping positions based on map information (stops). In this sense it is provided according to one embodiment that the at least one standstill marker is set by means of a pre-processing unit before the high-level solver module is executed.
Die Stillstands-Markierung kann weiterhin aus dynamischen Betrachtungen im MPC- Solver geschehen, z.B. wenn festgestellt wird, dass das Passieren einer grünen Ampel nicht möglich ist. In diesem Sinne ist gemäß einer Ausführungsform vorgesehen, dass die wenigstens eine Stillstands-Markierung mittels des High Level Solvermoduls gesetzt wird, während das High Level Solvermodul ausgeführt wird. Dies erfolgt insbesondere dann, wenn dem High Level Solvermodul Informationen über Ampeln o- der dynamische Objekte in dem äußeren Umfeld des Kraftfahrzeugs übergeben werden, wonach ein Anhalten des Kraftfahrzeugs notwendig oder sicherer ist. The standstill marking can still be done from dynamic considerations in the MPC solver, e.g. if it is determined that passing a green traffic light is not possible. In this sense, one embodiment provides that the at least one standstill marker is set by means of the high-level solver module while the high-level solver module is being executed. This occurs in particular when information about traffic lights or dynamic objects in the external environment of the motor vehicle is transferred to the high-level solver module, after which it is necessary or safer to stop the motor vehicle.
Beim Wechsel aus dem Wegbereich in den Zeitbereich können die Stillstands-Markierungen übertragen werden. In diesem Sinne ist gemäß einer Ausführungsform vorgesehen, dass die wenigstens eine Stillstands-Markierung von dem High Level Solvermodul, das wegbasiert arbeitet, an das Tracker Solvermodul übergeben wird, das im Zeitbereich arbeitet. When changing from the distance range to the time range, the standstill markings can be transferred. In this sense, according to one embodiment, it is provided that the at least one standstill marker is transferred from the high-level solver module, which works path-based, to the tracker solver module, which works in the time domain.
In jeder Berechnungsstufe (Vorverarbeitung, High Level Solvermodul, Tracker Solvermodul) können weitere Flags bzw. Stillstands-Markierungen hinzugefügt werden. Insbesondere kann zusätzlich für wenigstens einen zeitbasierten Diskretisierungspunkt, an dem das Kraftfahrzeug stehen soll oder zum Stillstand gebracht werden soll, mittels des Tracker Solvermoduls eine Stillstands-Markierung gesetzt werden, während das Tracker Solvermodul ausgeführt wird. In each calculation stage (preprocessing, high level solver module, tracker solver module) further flags or standstill markings can be added. In particular, for at least one time-based discretization point at which the motor vehicle should stand or be brought to a standstill is to be set using the Tracker solver module while the Tracker solver module is running.
Am Ausgang des Tracker Solvermoduls ergibt sich ein Vektor mit Stillstandsanforderungen insbesondere über dem Tracker Prädiktionshorizont. In diesem Sinne wird in einer Ausführungsform basierend auf der wenigstens einen gesetzten Stillstands- Markierung mittels des Tracker Solvermoduls ein Vektor generiert, der wenigstens eine Stillstandsanforderung für den Tracker Prädiktionshorizont enthält, wobei die wenigstens eine Stillstandsanforderung der wenigstens einen Stillstands-Markierung zu-geordnet ist. At the output of the tracker solver module, there is a vector with standstill requirements, in particular above the tracker prediction horizon. In this sense, in one embodiment, based on the at least one set standstill marker, a vector is generated by means of the tracker solver module, which contains at least one standstill requirement for the tracker prediction horizon, the at least one standstill requirement being assigned to the at least one standstill marker.
Die Informationen des Vektors können in einem Target Generator Modul (Interpolation innerhalb der optimierten Trajektorie) verwendet werden, um einen Stillstand an der aktuellen Position zu erkennen. In diesem Sinne wird gemäß einer weiteren Ausführungsform der Vektor an ein Target Generator Modul übergeben, mittels welchem zwischen Sollwerten der Tracker Längstrajektorie interpoliert wird, wobei mittels des Target Generator Moduls basierend auf der wenigstens einen Stillstandsanforderung des Vektors ein Stillstand an einer aktuellen Position erkannt wird. Das Target Generator Modul wandelt insbesondere die von dem Tracker Solvermodul erarbeiteten Wunschmomente und Wunschkräfte in arbitrierbare Werte um. Dies wird insbesondere durch die Interpolation erreicht. The vector information can be used in a target generator module (interpolation within the optimized trajectory) to detect a standstill at the current position. In this sense, according to a further embodiment, the vector is transferred to a target generator module, by means of which setpoint values of the tracker longitudinal trajectory are interpolated, with a standstill at a current position being recognized by means of the target generator module based on the at least one standstill request of the vector. In particular, the target generator module converts the desired moments and desired forces worked out by the tracker solver module into arbitrable values. This is achieved in particular by interpolation.
Als Bedingung dafür, dass das Target Generator Modul eine Stillstandsanforderung erkennt, hat sich folgende Formulierung als besonders effektiv erwiesen: The following formulation has proven to be particularly effective as a condition for the Target Generator Module to recognize a standstill request:
WENN eine Ist-Geschwindigkeit kleiner ist als eine Schwelle (z.B. 1 km/h), UND WENN eine Stillstands-Markierung in einem in der Zukunft liegenden Zeitbereich gesetzt ist, UND IF an actual speed is less than a threshold (e.g. 1 km/h), AND IF a standstill marker is set in a future time range, AND
WENN eine Distanz (insbesondere ermittelt über eine Integration der geplanten Geschwindigkeit über der zeit) zum ersten Punkt mit Stillstands-Markierung kleiner oder gleich einer Schwelle ist (z.B. 5 m), IF a distance (determined in particular by integrating the planned speed over time) to the first point with a standstill marking is less than or equal to a threshold (e.g. 5 m),
DANN erkenne eine Stillstandsanforderung. In diesem Sinne zeichnet sich eine weitere Ausführungsform dadurch aus, dass mittels des Target Generator Moduls basierend auf der wenigstens einen Stillstandsanforderung des Vektors ein Stillstand an der aktuellen Position erkannt wird, wennTHEN recognize a stall request. In this sense, a further embodiment is characterized in that a standstill at the current position is detected by means of the target generator module based on the at least one standstill request of the vector if
- detektiert wird, dass eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs unterhalb eines definierten Schwellwerts liegt, und - It is detected that a speed of the motor vehicle is below a defined threshold value, and
- die wenigstens eine Stillstands-Markierung bzw. wenigstens eine der Stillstands- Markierungen in einem in der Zukunft liegenden Zeitbereich gesetzt ist, und - the at least one standstill marker or at least one of the standstill markers is set in a future time period, and
- eine Distanz zu dem Diskretisierungspunkt, für den die Stillstands-Markierung gesetzt ist, kleiner ist als ein Abstandsschwellwert. - a distance to the discretization point for which the standstill flag is set is less than a distance threshold.
Die Stoppanforderung kann wie folgt weiterverarbeitet werden: Die Interpolation der Sollgrößen aus den berechneten Trajektorien wird beendet. Stattdessen werden die für den Stillstand notwendigen Aggregate (z.B. Betriebsbremse) mit einer Übergangsfunktion (z.B. einer rampenförmigen Funktion) auf einen Sollwert gestellt. Eventuell noch vorhandene Stellgrößen aus der Interpolation können mit einem kontinuierlichen Übergang (z.B. einer rampenförmigen Übergangsfunktion) ausgeblendet werden. In diesem Sinne wird gemäß einer weiteren Ausführungsform die Interpolation zwischen Sollwerten der Tracker Längstrajektorie mittels des Target Generator Moduls gestoppt, wenn mittels des Target Generator Moduls ein Stillstand an der aktuellen Position erkannt worden ist. Stattdessen wird wenigstens ein Aggregat, mittels welchem das Kraftfahrzeug zum Stillstand gebracht werden kann, mittels einer Übergangsfunktion auf einen Sollwert gestellt werden, welcher zum Stillstand des Kraftfahrzeugs führt. Sollte die Stillstandsanforderung nicht mehr vorliegen, kann sprungförmig auf die Interpolation der MPC-Lösung umgeschaltet werden. Der stoßfreie Übergang ergibt sich dabei dadurch, indem die MPC-Lösung mit Messgrößen initialisiert werden. The stop request can be processed as follows: The interpolation of the setpoint values from the calculated trajectories is terminated. Instead, the aggregates required for standstill (e.g. service brake) are set to a setpoint with a transition function (e.g. a ramp-shaped function). Any manipulated variables from the interpolation that may still be present can be masked out with a continuous transition (e.g. a ramp-shaped transition function). In this sense, according to a further embodiment, the interpolation between setpoint values of the tracker longitudinal trajectory is stopped by means of the target generator module if a standstill at the current position has been detected by means of the target generator module. Instead, at least one unit, by means of which the motor vehicle can be brought to a standstill, is set to a desired value by means of a transition function, which leads to the motor vehicle being stopped. If the standstill request is no longer present, you can suddenly switch to the interpolation of the MPC solution. The bumpless transition results from the fact that the MPC solution is initialized with measured variables.
Durch Erweiterung der Stillstandsinformation um eine verbleibende Stillstandszeit können unterschiedliche Aktionen durchgeführt werden. Beispielsweise kann ein relativ kurzes Halten (z.B. im Bereich Sekundenbereich) über eine Betriebsbremse erfolgen, ein relativ langes Stillstehen (z.B. im Minutenbereich oder länger) über eine Parkbremse des Kraftfahrzeugs. Weiterhin kann ein Abschalten von Aggregaten abhängig von der Stillstandsdauer erfolgen, wenn diese Aggregate während des Still- stands nicht gebraucht werden, wodurch Energie gespart werden kann. Auch ein Wiedereinschalten von Aggregaten (z.B. beim Gangeinlegen) kann abhängig von der Stillstandsdauer erfolgen. In diesem Sinne ist gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass der Stillstands-Markierung Informationen über eine Stillstandsdauer hinzugefügt werden, für welche das Kraftfahrzeug im Stillstand verweilen soll, wobei wenigstens ein Aggregat des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von der Stillstandsdauer gesteuert wird. Different actions can be carried out by adding a remaining downtime to the downtime information. For example, a relatively brief stop (eg, in the range of seconds) can take place via a service brake, and a relatively long standstill (eg, in the range of minutes or longer) via a parking brake of the motor vehicle. Furthermore, aggregates can be switched off depending on the downtime if these aggregates are switched off during the downtime. stands are not needed, which saves energy. Aggregates can also be switched on again (e.g. when a gear is engaged) depending on the duration of the standstill. In this sense, according to a further embodiment, it is provided that the standstill marker is supplemented with information about a standstill period for which the motor vehicle is to remain at a standstill, with at least one unit of the motor vehicle being controlled as a function of the standstill period.
Der MPC-Algorithmus umfasst insbesondere ein Längsdynamikmodell und eine High Level Kostenfunktion, die dem High Level Solvermodul zugeordnet ist, wobei die High Level Längstrajektorie unter Berücksichtigung des Längsdynamikmodells sowie unter Minimierung der High Level Kostenfunktion berechnet wird. Die High Level Kostenfunktion kann dabei insbesondere folgende zu minimierende Terme aufweisen, nämlich einen ersten Term für einen Energieverbrauch des Kraftfahrzeugs, einen zweiten Term für einen Zeitraum, den das Kraftfahrzeug benötigt, um den High Level Prädiktionshorizont zu durchfahren, sowie einen dritten Term für eine Häufigkeit, mit welcher eine Bremsanlage des Kraftfahrzeugs innerhalb des High Level Prädiktionshorizonts betätigt wird. In particular, the MPC algorithm includes a longitudinal dynamics model and a high-level cost function that is assigned to the high-level solver module, with the high-level longitudinal trajectory being calculated taking into account the longitudinal dynamics model and minimizing the high-level cost function. The high-level cost function can in particular have the following terms to be minimized, namely a first term for an energy consumption of the motor vehicle, a second term for a period of time that the motor vehicle requires to drive through the high-level prediction horizon, and a third term for a frequency , with which a brake system of the motor vehicle is actuated within the high-level prediction horizon.
Die Ausgangssignale des High Level Solvermoduls beschreiben insbesondere eine geplante Trajektorie durch die geplanten Werte für die Fahrzeuggeschwindigkeit, einen SOC, sowie die mechanische Bremskraft an jedem der Diskretisierungspunkte. In diesem Sinne umfasst in einer Ausführungsform die High Level Längstrajektorie eine Geschwindigkeitstrajektorie, gemäß welcher sich das Kraftfahrzeug innerhalb des High Level Prädiktionshorizonts fortbewegen soll. In particular, the output signals of the high-level solver module describe a planned trajectory through the planned values for the vehicle speed, an SOC, and the mechanical braking force at each of the discretization points. In this sense, in one embodiment, the high-level longitudinal trajectory includes a speed trajectory according to which the motor vehicle is to move within the high-level prediction horizon.
Weiterhin kann die High Level Längstrajektorie alternativ oder zusätzlich eine Lade- zustandtrajektorie umfassen, die einen Verlauf eines Ladezustands einer Batterie umfasst, welche als Energiespeicher für eine elektrische Maschine des Kraftfahrzeugs dient, wobei das Kraftfahrzeug mittels der elektrischen Maschine angetrieben werden kann. Der Ladezustand (im Englischen: State of Charge oder abgekürzt SoC) ist dabei insbesondere der momentane Energieinhalt der elektrischen Batterie im Verhältnis zu ihrem maximalen Energiegehalt. Außerdem kann die High Level Längstrajektorie alternativ oder zusätzlich für eine Bremsanlage des Kraftfahrzeugs eine Bremskrafttrajektorie umfassen, gemäß welcher die Bremsanlage Bremskräfte (kleiner oder gleich null) innerhalb des High Level Prädiktionshorizonts bereitstellen soll. Anstatt der vorstehen genannten Bremskraftkann auch ein entsprechendes Bremsmoment durch die Längstrajektorie bereitgestellt werden. Die Momenttrajektorie bezieht sich dabei auf Momente an wenigstens einem Rad des Kraftfahrzeugs und umfasst insbesondere negative Momente, die durch die Bremsanlage des Kraftfahrzeugs bereitgestellt werden. Furthermore, the high-level longitudinal trajectory can alternatively or additionally include a state of charge trajectory that includes a course of a state of charge of a battery, which serves as an energy store for an electric machine of the motor vehicle, wherein the motor vehicle can be driven by the electric machine. The state of charge (in English: State of Charge or abbreviated SoC) is in particular the current energy content of the electric battery in relation to its maximum energy content. In addition, the high-level longitudinal trajectory can alternatively or additionally include a braking force trajectory for a brake system of the motor vehicle, according to which the brake system should provide braking forces (less than or equal to zero) within the high-level prediction horizon. Instead of the braking force mentioned above, a corresponding braking torque can also be provided by the longitudinal trajectory. The torque trajectory relates to torques on at least one wheel of the motor vehicle and includes, in particular, negative torques that are provided by the brake system of the motor vehicle.
Dem Tracker Solvermodul kann eine Tracker Kostenfunktion zugeordnet sein, und die Tracker Längstrajektorie kann unter Berücksichtigung des Längsdynamikmodells sowie unter Minimierung der Tracker Kostenfunktion berechnet werden. Der Output des Tracker Solvermoduls kann durch die Minimierung der Tracker-spezifischen Kostenfunktion direkt den Fahrkomfort beeinflussen. Die Tracker Kostenfunktion kann dabei insbesondere folgende zu minimierende Terme aufweisen, nämlich einen ersten Term für eine Abweichung von der Geschwindigkeitstrajektorie der High Level Längstrajektorie, einen zweiten Term für eine Abweichung von der Ladezu- standtrajektorie der High Level Längstrajektorie sowie einen dritten Term für eine Häufigkeit, mit welcher die Bremsanlage während des High Level Prädiktionshorizonts betätigt wird. A tracker cost function can be assigned to the tracker solver module, and the tracker longitudinal trajectory can be calculated taking into account the longitudinal dynamics model and minimizing the tracker cost function. The output of the tracker solver module can directly influence the driving comfort by minimizing the tracker-specific cost function. The tracker cost function can in particular have the following terms to be minimized, namely a first term for a deviation from the speed trajectory of the high level longitudinal trajectory, a second term for a deviation from the state of charge trajectory of the high level longitudinal trajectory and a third term for a frequency with which the braking system is actuated during the high-level prediction horizon.
In einer weiteren Ausführungsform wird der wegbasierte High Level Prädiktionshorizont in 100 wegbasierte Diskretisierungspunkte unterteilt. Dies erfolgt insbesondere mittels eines sogenannten Constraint Handlers, welcher ein Teil der Vorverarbei- tungs-Einheit sein kann. In a further embodiment, the path-based high-level prediction horizon is subdivided into 100 path-based discretization points. This is done in particular by means of what is known as a constraint handler, which can be part of the preprocessing unit.
Der Tracker arbeitet insbesondere mit einer zeitbasierten Diskretisierung von 0,1 Sekunden. Insbesondere wird hier die grobgeplante, wegbasierte Geschwindigkeitstrajektorie des High Level Solvermoduls unter Anbetracht der Fahrzeugverluste in eine zeitbasierte, detailgeplante Trajektorie von Solldrehmomenten des E-Antriebs und Sollbremskräften der mechanischen Bremse umgewandelt. In diesem Sinne ist gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass der zeitbasierte Tracker Prädiktionshorizont in zeitbasierte Diskretisierungspunkte unterteilt wird, die jeweils einen Abstand von 0,1 Sekunden zueinander aufweisen. Dabei umfasst die Tracker Längstrajektorie eine Solldrehmomenttrajektorie, gemäß welcher die elektrische Maschine zu jedem der zeitbasierten Diskretisierungspunkte ein bestimmtes Drehmoment zum Antrieb des Kraftfahrzeugs bereitstellen soll. Weiterhin umfasst die Tracker Längstrajektorie eine Sollbremskrafttrajektorie, gemäß welcher die Bremsanlage zu jedem der zeitbasierten Diskretisierungspunkte eine bestimmte Bremskraft zum Abbremsen des Kraftfahrzeugs bereitstellen soll. Die Solldrehmomenttrajektorie und die Sollbremskrafttrajektorie der Tracker Längstrajektorie werden dabei basierend auf der Geschwindigkeitstrajektorie der High Level Längstrajektorie und unter Berücksichtigung des Verlustmodells des Kraftfahrzeugs berechnet. In particular, the tracker works with a time-based discretization of 0.1 seconds. In particular, the roughly planned, distance-based speed trajectory of the high-level solver module is converted into a time-based, detailed planned trajectory of target torques of the electric drive and target braking forces of the mechanical brake, taking into account the vehicle losses. In this sense, according to a further embodiment, it is provided that the time-based tracker prediction horizon is divided into time-based discretization points, each of which is 0.1 seconds apart. The tracker longitudinal trajectory includes a target torque trajectory according to which the electric machine is intended to provide a specific torque for driving the motor vehicle at each of the time-based discretization points. The tracker longitudinal trajectory also includes a target braking force trajectory, according to which the braking system is intended to provide a specific braking force for braking the motor vehicle at each of the time-based discretization points. The target torque trajectory and the target braking force trajectory of the tracker longitudinal trajectory are calculated based on the speed trajectory of the high-level longitudinal trajectory and taking into account the loss model of the motor vehicle.
Das Target Generator Modul wandelt insbesondere die von dem Tracker Solvermo- dul erarbeiteten Wunschmomente und Wunschkräfte in arbitrierbare Werte um. Diese können insbesondere durch einen Längsregler auf einem Bremsensteuergerät des Kraftfahrzeugs umgesetzt werden. In diesem Sinne zeichnet sich eine weitere Ausführungsform vorteilhaft dadurch aus, dass die Solldrehmomenttrajektorie und die Sollbremskrafttrajektorie der Tracker Längstrajektorie mittels des Target Generator Moduls in arbitrierbare Werte des Steuersignals umgewandelt werden, wobei das Steuersignal durch einen Längsregler eines Steuergeräts der Bremsanlage umgesetzt wird. In particular, the target generator module converts the desired moments and desired forces worked out by the tracker solver module into arbitrable values. These can be implemented in particular by a longitudinal controller on a brake control unit of the motor vehicle. In this sense, a further embodiment is advantageously characterized in that the target torque trajectory and the target braking force trajectory of the tracker longitudinal trajectory are converted into arbitrable values of the control signal by means of the target generator module, the control signal being converted by a longitudinal controller of a control unit of the brake system.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert, wobei gleiche oder ähnliche Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind. Hierbei zeigt Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the schematic drawing, with the same or similar elements being provided with the same reference symbols. Here shows
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs, dessen Antriebsstrang einen Verbrennungskraftmotor, eine elektrische Maschine und eine Bremsanlage umfasst, 1 shows a schematic representation of a motor vehicle whose drive train comprises an internal combustion engine, an electric machine and a brake system,
Fig. 2 Details eines beispielhaften Antriebsstrangs für das Kraftfahrzeug nach Fig. Fig. 2 Details of an exemplary drive train for the motor vehicle according to Fig.
1 , Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur modellbasierten prädiktiven Regelung des Kraftfahrzeugs nach Fig. 1 , 1 , 3 shows an exemplary embodiment of a method according to the invention for model-based predictive control of the motor vehicle according to FIG. 1 ,
Fig. 4 zwei unterschiedliche Prädiktionshorizonte für das Verfahren nach Anspruch 4 und 4 two different prediction horizons for the method according to claim 4 and
Fig. 5 ein beispielhafter Vektor mit Stillstandsanforderungen. 5 shows an exemplary vector with standstill requests.
Fig. 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 , z.B. ein Personenkraftfahrwagen. Das Kraftahrzeug 1 umfasst ein System 2 zur modelbasierten prädiktiven Regelung des Kraftfahrzeugs 1 . Das System 2 umfasst in dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine Prozessoreinheit 3, eine Speichereinheit 4, eine Kommunikations-Schnittstelle 5 und eine Erfassungseinheit 6, insbesondere zur Erfassung von Zustandsdaten, die das Kraftfahrzeug 1 betreffen. 1 shows a motor vehicle 1, for example a passenger car. Motor vehicle 1 includes a system 2 for model-based predictive control of motor vehicle 1 . In the exemplary embodiment shown, the system 2 comprises a processor unit 3, a memory unit 4, a communication interface 5 and a detection unit 6, in particular for detecting status data relating to the motor vehicle 1.
Das Kraftfahrzeug 1 umfasst weiterhin einen Antriebsstrang 7, der beispielsweise eine elektrische Maschine 8, die als Motor und als Generator betrieben werden kann, eine Batterie 9, ein Getriebe 10 und eine Bremsanlage 19 mit einem Steuergerät 35 und mit einem Längsregler 36 umfassen kann. Die elektrische Maschine 8 kann im Motorbetrieb Räder des Kraftfahrzeugs 1 über das Getriebe 10 antreiben. Die dazu notwendige elektrische Energie kann die Batterie 9 bereitstellen, insbesondere über eine Leistungselektronik 18. Die Batterie 9 kann umgekehrt durch die elektrische Maschine 8 über die Leistungselektronik 18 aufgeladen werden, wenn die elektrische Maschine 8 im Generatorbetrieb betrieben wird (Rekuperation). Die Batterie 9 kann optional auch an einer externen Ladestation aufgeladen werden. Motor vehicle 1 also includes a drive train 7, which can include, for example, an electric machine 8 that can be operated as a motor and as a generator, a battery 9, a transmission 10, and a brake system 19 with a control unit 35 and a linear controller 36. The electric machine 8 can drive wheels of the motor vehicle 1 via the transmission 10 in motor operation. The battery 9 can provide the electrical energy required for this, in particular via power electronics 18. Conversely, the battery 9 can be charged by the electrical machine 8 via the power electronics 18 when the electrical machine 8 is operated in generator mode (recuperation). The battery 9 can optionally also be charged at an external charging station.
Fig. 2 zeigt weiterhin, dass der Antriebsstrang 7 ein Hybridantriebsstrang sein kann, der rein optional zusätzlich einen Verbrennungskraftmotor 17 aufweisen kann. Der Verbrennungskraftmotor 17 kann in der durch Fig. 2 gezeigten beispielhaften parallelen P2-Architektur des Hybridantriebsstrangs 7 zusätzlich zu der elektrischen Maschine 8 das Kraftfahrzeug 1 antreiben, wenn eine zwischen dem Verbrennungskraftmotor 17 und der elektrischen Maschine 8 angeordnete Kupplung K0 geschlossen ist. Der Verbrennungskraftmotor 17 kann optional auch die elektrische Maschine 8 antreiben, um die Batterie 9 aufzuladen. Die elektrische Maschine 8 kann (bei geschlossener Kupplung KO unterstützt durch den Verbrennungskraftmotor 17) in dem gezeigten Ausführungsbeispiel über das Getriebe 10 und über ein vorderes Differenzialgetriebe 21 zwei Vorderräder 22 und 23 des Kraftfahrzeugs 1 mit einem positiven Antriebsmoment antreiben, die an einer Vorderachse 25 angebracht sind. Ein erstes Hinterrad 26 und ein zweites Hinterrad 28 an einer Hinterachse 29 des Kraftfahrzeugs 1 werden in dem gezeigten Ausführungsbeispiel nicht angetrieben (Heckantrieb und Allradantrieb sind jedoch alternativ auch möglich). Die Vorderräder 22, 23 und die Hinterräder 26, 28 können durch die Bremsanlage 19 des Antriebsstrangs 7 abgebremst werden, wozu die Bremsanlage 19 ein negatives Bremsmoment bereitstellen kann. 2 also shows that the drive train 7 can be a hybrid drive train, which can also have an internal combustion engine 17 purely as an option. In the exemplary parallel P2 architecture of hybrid drive train 7 shown in FIG. 2 , internal combustion engine 17 can drive motor vehicle 1 in addition to electric machine 8 when a clutch K0 arranged between internal combustion engine 17 and electric machine 8 is closed. The internal combustion engine 17 can optionally also be the electric machine 8 drive to charge the battery 9. In the exemplary embodiment shown, the electric machine 8 can (with the clutch KO engaged, supported by the internal combustion engine 17) drive two front wheels 22 and 23 of the motor vehicle 1 with a positive drive torque via the transmission 10 and via a front differential gear 21, which wheels are attached to a front axle 25 are. A first rear wheel 26 and a second rear wheel 28 on a rear axle 29 of the motor vehicle 1 are not driven in the exemplary embodiment shown (rear-wheel drive and all-wheel drive are, however, alternatively also possible). The front wheels 22, 23 and the rear wheels 26, 28 can be braked by the brake system 19 of the drive train 7, for which purpose the brake system 19 can provide a negative braking torque.
Auf der Speichereinheit 4 kann ein Computerprogrammprodukt 11 gespeichert sein. Das Computerprogrammprodukt 11 kann auf der Prozessoreinheit 3 ausgeführt werden, wozu die Prozessoreinheit 3 und die Speichereinheit 4 mittels der Kommunikations-Schnittstelle 5 miteinander verbunden sind. Wenn das Computerprogrammprodukt 11 auf der Prozessoreinheit 3 ausgeführt wird, leitet es die Prozessoreinheit 3 an, die im Zusammenhang mit der Zeichnung beschriebenen Funktionen zu erfüllen bzw. Verfahrensschritte auszuführen. A computer program product 11 can be stored on the memory unit 4 . The computer program product 11 can be executed on the processor unit 3 , for which purpose the processor unit 3 and the memory unit 4 are connected to one another by means of the communication interface 5 . If the computer program product 11 is executed on the processor unit 3, it directs the processor unit 3 to fulfill the functions described in connection with the drawing or to carry out method steps.
Das Computerprogrammprodukt 11 enthält einen MPC-Algorithmus 13, der ein High Level Solvermodul 13.1 umfasst bzw. enthält. Der MPC-Algorithmus 13 enthält weiterhin ein Längsdynamikmodell 14 des Kraftfahrzeugs 1 . Das High Level Solvermodul 13.1 kann auf das Längsdynamikmodell 14 zugreifen. Ferner enthält der MPC- Algorithmus 13 eine zu minimierende High Level Kostenfunktion 15.1 , die dem High Level Solvermodul 13.1 zugeordnet ist. Die Aufgabe des High Level Solvermoduls 13.1 besteht darin, eine optimierte Führung für das Kraftfahrzeug 1 vorzuschlagen, beispielsweise hinsichtlich Geschwindigkeitsbeschränkungen und Haltepunkten sowie Ampeln und Neigungen. Die High Level Kostenfunktion 15.1 kann dabei beispielsweise folgende, zu minimierende Terme aufweisen, nämlich einen erstem Term für einen Energieverbrauch des Kraftfahrzeugs 1 , einen zweiten Term für einen Zeitraum, den das Kraftfahrzeug 1 benötigt, um einen High Level Prädiktionshorizont 24 zu durchfahren, sowie einen dritten Term für eine Häufigkeit, mit welcher die Bremsanlage 19 des Kraftfahrzeugs 1 während des High Level Prädiktionshorizonts 24 betätigt werden soll. The computer program product 11 contains an MPC algorithm 13, which includes or contains a high-level solver module 13.1. The MPC algorithm 13 also contains a longitudinal dynamics model 14 of the motor vehicle 1 . The high level solver module 13.1 can access the longitudinal dynamics model 14. Furthermore, the MPC algorithm 13 contains a high-level cost function 15.1 to be minimized, which is assigned to the high-level solver module 13.1. The task of the high-level solver module 13.1 is to propose an optimized guidance for the motor vehicle 1, for example with regard to speed limits and stopping points as well as traffic lights and gradients. The high-level cost function 15.1 can have the following terms to be minimized, for example, namely a first term for an energy consumption of the motor vehicle 1, a second term for a period of time that the motor vehicle 1 requires to reach a high-level prediction horizon 24 to drive through, as well as a third term for a frequency with which the brake system 19 of the motor vehicle 1 should be actuated during the high-level prediction horizon 24 .
Das Längsdynamikmodell 14 umfasst ein Verlustmodell 27 des Kraftfahrzeugs 1. Das Verlustmodell 27 beschreibt das Betriebsverhalten von effizienzrelevanten Komponenten hinsichtlich ihrer Effizienz bzw. hinsichtlich ihres Verlusts, z.B. der elektrischen Maschine 8, ggfs. des optionalen Verbrennungskraftmotors 17 und der Bremsanlage 19. Daraus ergibt sich ein Gesamtverlust des Kraftfahrzeugs 1 . Die Prozessoreinheit 3 führt den MPC-Algorithmus 13 aus und prädiziert dabei für einen gleitenden, wegbasierten High Level Prädiktionshorizont 24 (Fig. 4) mit einer Länge von 500m ein Verhalten des Kraftfahrzeugs 1. Der wegbasierte High Level Prädiktionshorizont 24 wird in dem gezeigten Ausführungsbeispiel in wegbasierte Diskretisierungspunkte 38 unterteilt, z.B. in 100 wegbasierte Diskretisierungspunkte 38. Dies erfolgt mittels einer Vorverarbeitungs-Einheit 37. Dabei wird für wenigstens einen wegbasierten ersten Diskretisierungspunkt 38.1 , an welchem das Kraftfahrzeug 1 stehen soll oder zum Stillstand gebracht werden soll, eine erste Stillstands-Markierung 39 gesetzt. Dies erfolgt insbesondere, bevor das High Level Solvermodul 13.1 ausgeführt wird. Die erste Stillstands-Markierung 39 kann somit in der Vorverarbeitung gesetzt werden, z.B. zur Markierung einer Position zum Anhalten basierend auf Karteninformationen (Haltestellen). The longitudinal dynamics model 14 includes a loss model 27 of the motor vehicle 1. The loss model 27 describes the operating behavior of efficiency-relevant components in terms of their efficiency or in terms of their loss, e.g. the electric machine 8, if necessary the optional internal combustion engine 17 and the brake system 19. This results in a Total Loss of Motor Vehicle 1 . The processor unit 3 executes the MPC algorithm 13 and predicts a behavior of the motor vehicle 1 for a sliding, path-based high-level prediction horizon 24 (Fig. 4) with a length of 500 m. The path-based high-level prediction horizon 24 is shown in the exemplary embodiment in path-based discretization points 38, e.g. divided into 100 path-based discretization points 38. This is done by means of a preprocessing unit 37. A first standstill marking is made for at least one path-based first discretization point 38.1, at which the motor vehicle 1 is to stand or is to be brought to a standstill 39 set. In particular, this takes place before the high level solver module 13.1 is executed. The first standstill marker 39 can thus be set in the pre-processing, e.g. to mark a position for stopping based on map information (stops).
Die Prädiktion basiert auf dem Längsdynamikmodell 14. Die Prozessoreinheit 3 berechnet durch Ausführen des High Level Solvermoduls 13.1 eine optimierte High Level Längstrajektorie 31 , gemäß welcher sich das Kraftfahrzeug 1 innerhalb des High Level Prädiktionshorizonts 24 fortbewegen soll. Die optimierte High Level Längstrajektorie 31 wird für einen vorausliegenden Streckenabschnitt unter Berücksichtigung des Längsdynamikmodells 14 berechnet, wobei die High Level Kostenfunktion 15.1 minimiert wird. Das High Level Solvermodul 13.1 übernimmt dabei die langfristige Grobplanung der Längstrajektorie 31 und nutzt hierfür den MPC-Ansatz. Die langfristige Grobplanung der High Level Längstrajektorie 31 erfolgt dabei wegbasiert. Dies erlaubt insbesondere einen korrekten, optimalen Umgang mit nicht-dyna- mischen Horizontobjekten (Steigungen, Geschwindigkeitslimits und andere Verkehrsschilder wie z.B. „Stopp“- oder „Vorfahrt gewähren“-Schilder, Kurvenkrümmungen, Ampeln). The prediction is based on the longitudinal dynamics model 14. The processor unit 3 calculates an optimized high-level longitudinal trajectory 31 by executing the high-level solver module 13.1, according to which the motor vehicle 1 is to move within the high-level prediction horizon 24. The optimized high-level longitudinal trajectory 31 is calculated for a route section ahead, taking into account the longitudinal dynamics model 14, with the high-level cost function 15.1 being minimized. The high-level solver module 13.1 takes over the long-term rough planning of the longitudinal trajectory 31 and uses the MPC approach for this. The long-term rough planning of the high level longitudinal trajectory 31 is path-based. In particular, this allows correct, optimal handling of non-dyna Mix horizon objects (slopes, speed limits and other traffic signs such as "Stop" or "Give Way" signs, bends in curves, traffic lights).
Die High Level Längstrajektorie 31 umfasst in dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine Geschwindigkeitstrajektorie 31.1 , gemäß welcher sich das Kraftfahrzeug 1 innerhalb des High Level Prädiktionshorizonts 24 fortbewegen soll. Dabei werden insbesondere Wegpunkten, die das Kraftfahrzeug 1 abfahren soll, optimierte Geschwindigkeitswerte zugeordnet. Weiterhin umfasst die High Level Längstrajektorie 31 eine Ladezustandtrajektorie 31.2, die einen optimalen Verlauf eines Ladezustands (SoC) der Batterie 9 beschreibt. Ferner umfasst die High Level Längstrajektorie 31 für die Bremsanlage 19 eine Bremskrafttrajektorie 31.3, welche jedem der Diskretisierungspunkte eine Bremskraft zuordnet, welche die Bremsanlage 19 zum Abbremsen des Kraftfahrzeugs 1 bereitstellt. In the exemplary embodiment shown, the high-level longitudinal trajectory 31 includes a speed trajectory 31.1, according to which the motor vehicle 1 is to move within the high-level prediction horizon 24. In this case, optimized speed values are assigned in particular to waypoints which the motor vehicle 1 is to travel. Furthermore, the high-level longitudinal trajectory 31 includes a state of charge trajectory 31.2, which describes an optimal course of a state of charge (SoC) of the battery 9. Furthermore, the high-level longitudinal trajectory 31 for the brake system 19 includes a brake force trajectory 31.3, which assigns a brake force to each of the discretization points, which the brake system 19 provides for braking the motor vehicle 1.
Zusätzlich zu dem High Level Solvermodul 13.1 umfasst der M PC-Algorithmus 13 ein Tracker Solvermodul 13.2 mit einer ihm zugeordneten Tracker Kostenfunktion 15.2. Das Tracker Solvermodul 13.2 kann auf das Längsdynamikmodell 14 zugreifen. Die durch das High Level Solvermodul 13.1 berechnete High Level Längstrajektorie 31 wird ebenfalls an das Tracker Solvermodul 13.2 als Eingangswert übergeben, z.B. mittels der Prozessoreinheit 3 und der Kommunikations-Schnittstelle 5. Die Aufgabe des Tracker Solvermoduls 13.2 besteht darin, eine optimierte Führung für das Kraftfahrzeug 1 vorzuschlagen, insbesondere hinsichtlich zu haltender Abstände und Kollisionsvermeidung. In addition to the high-level solver module 13.1, the M PC algorithm 13 includes a tracker solver module 13.2 with a tracker cost function 15.2 assigned to it. The tracker solver module 13.2 can access the longitudinal dynamics model 14. The high-level longitudinal trajectory 31 calculated by the high-level solver module 13.1 is also transferred to the tracker solver module 13.2 as an input value, e.g. by means of the processor unit 3 and the communication interface 5. The task of the tracker solver module 13.2 is to provide optimized guidance for the motor vehicle 1, in particular with regard to distances to be maintained and collision avoidance.
Die Prozessoreinheit 3 führt das Tracker Solvermodul 13.2 aus. Das Tracker Solvermodul 13.2 enthält Anweisungen bzw. Programmcode, wodurch die Prozessoreinheit 3 angeleitet wird, basierend auf der durch das High Level Solvermodul 13.1 berechneten High Level Längstrajektorie 31 für einen in der Zukunft liegenden Zeitabschnitt eine Tracker Längstrajektorie 32 zu berechnen, gemäß welcher sich das Kraftfahrzeug 1 innerhalb eines zeitbasierten Tracker Prädiktionshorizonts 30 mit einer zeitlichen Länge von 3 Sekunden fortbewegen soll. Das Tracker Solvermodul arbeitet mit einer zeitbasierten Diskretisierung von 0.1 Sekunden. Insbesondere wird hier die grobgeplante, wegbasierte Geschwindigkeitstrajektorie 31.1 des High Level Solver- moduls unter An betracht der Fahrzeugverluste in eine zeitbasierte, detailgeplante Tracker Trajektorie 32 mit Solldrehmomenten 32.1 des E-Antriebs 7 und Sollbremskräften der mechanischen Bremse 19 umgewandelt. The processor unit 3 executes the tracker solver module 13.2. The tracker solver module 13.2 contains instructions or program code, which instructs the processor unit 3 to calculate a tracker longitudinal trajectory 32 for a future time segment based on the high level longitudinal trajectory 31 calculated by the high level solver module 13.1, according to which the motor vehicle moves 1 is to move within a time-based tracker prediction horizon 30 with a time length of 3 seconds. The Tracker solver module works with a time-based discretization of 0.1 seconds. In particular, the roughly planned, path-based speed trajectory 31.1 of the high-level solver module, taking into account the vehicle losses, into a time-based, detailed planned tracker trajectory 32 with target torques 32.1 of the electric drive 7 and target braking forces of the mechanical brake 19.
Dem Tracker Solvermodul 13.2 ist dabei eine Tracker Kostenfunktion 15.2 zugeordnet, wobei die Tracker Längstrajektorie 32 unter Berücksichtigung des Längsdyna- mikmodells 14 sowie unter Minimierung der Tracker Kostenfunktion 15.2 berechnet wird. Die Tracker Kostenfunktion 15.2 weist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel folgende zu minimierende Terme auf, nämlich einen ersten Term für eine Abweichung von der Geschwindigkeitstrajektorie 31.1 der High Level Längstrajektorie 31 , einen zweiten Term für eine Abweichung von der Ladezustandtrajektorie 31 .2 der High Level Längstrajektorie 31 sowie einen dritten Term für eine Häufigkeit, mit welcher die Bremsanlage 19 während des High Level Prädiktionshorizonts 24 betätigt wird. A tracker cost function 15.2 is assigned to the tracker solver module 13.2, the tracker longitudinal trajectory 32 being calculated taking into account the longitudinal dynamics model 14 and minimizing the tracker cost function 15.2. In the exemplary embodiment shown, the tracker cost function 15.2 has the following terms to be minimized, namely a first term for a deviation from the speed trajectory 31.1 of the high level longitudinal trajectory 31, a second term for a deviation from the state of charge trajectory 31.2 of the high level longitudinal trajectory 31 and a third term for a frequency with which brake system 19 is actuated during high-level prediction horizon 24 .
Der Tracker Prädiktionshorizont 30 wird dabei deutlich kürzer gewählt als der High Level Prädiktionshorizont 24. So kann der Tracker Prädiktionshorizont 30 diejenigen Wegpunkte der High Level Geschwindigkeitstrajektorie 31.1 abdecken, die das Kraftfahrzeug 1 in den nächsten 3 Sekunden abfahren soll (mit Geschwindigkeiten gemäß der Geschwindigkeitstrajektorie 31 .1 ). Auf diese Weise deckt der Tracker Prädiktionshorizont 30 lediglich einen Anfangsabschnitt des 500 Meter langen High Level Prädiktionshorizonts 24 ab, was beispielhaft durch Fig. 4 veranschaulicht ist. Die Tracker Längstrajektorie 32 umfasst in dem gezeigten Ausführungsbeispiel für die Bremsanlage 19 eine Bremskrafttrajektorie 32.1 , gemäß welcher die Bremsanlage 19 Bremskräfte innerhalb des Tracker Prädiktionshorizonts 30 bereitstellen soll. Weiterhin umfasst die Tracker Längstrajektorie 32 für die elektrische Maschine 8 eine Mo- menttrajektorie 32.2, gemäß welcher die elektrische Maschine 8 Antriebsmomente innerhalb des Tracker Prädiktionshorizonts 30 bereitstellen sollen. Die Solldrehmo- menttrajektorie 32.2 und die Sollbremskrafttrajektorie 32.2 der Tracker Längstrajektorie 32 werden basierend auf der Geschwindigkeitstrajektorie 31 .1 der High Level Längstrajektorie 31 und unter Berücksichtigung des Verlustmodels 27 des Kraftfahrzeugs 1 berechnet. Die Erfassungseinheit 6 kann aktuelle Zustandsgrößen des Kraftfahrzeugs 1 messen, entsprechende Daten aufnehmen und dem High Level Solvermodul 13.1 , dem Tracker Solvermodul 13.2 sowie einem weiter unten beschriebenen Target Generator Modul 16 zuführen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel übergibt die Erfassungseinheit dem High Level Solvermodul 13.1 zur Berechnung der High Level Längstrajektorie 31 die folgenden Informationen als Eingangswert: The tracker prediction horizon 30 is chosen to be significantly shorter than the high-level prediction horizon 24. The tracker prediction horizon 30 can thus cover those waypoints of the high-level speed trajectory 31.1 that the motor vehicle 1 is to travel over the next 3 seconds (with speeds according to the speed trajectory 31. 1 ). In this way, the tracker prediction horizon 30 only covers an initial section of the 500 meter long high-level prediction horizon 24, which is illustrated by way of example in FIG. In the exemplary embodiment shown, the tracker longitudinal trajectory 32 includes a braking force trajectory 32.1 for the brake system 19, according to which the brake system 19 is intended to provide braking forces within the tracker prediction horizon 30. Furthermore, the tracker longitudinal trajectory 32 for the electric machine 8 includes a torque trajectory 32.2, according to which the electric machine 8 should provide drive torques within the tracker prediction horizon 30. The target torque trajectory 32.2 and the target braking force trajectory 32.2 of the tracker longitudinal trajectory 32 are calculated based on the speed trajectory 31.1 of the high level longitudinal trajectory 31 and taking into account the loss model 27 of the motor vehicle 1. The detection unit 6 can measure current state variables of the motor vehicle 1, record corresponding data and feed them to the high-level solver module 13.1, the tracker solver module 13.2 and a target generator module 16 described further below. In the exemplary embodiment shown, the acquisition unit transfers the following information as an input value to the high-level solver module 13.1 for calculating the high-level longitudinal trajectory 31:
- eine aktuelle Drehzahl der elektrischen Maschine 8, - a current speed of the electric machine 8,
- ein aktuelles Drehmoment der elektrischen Maschine 8, - a current torque of the electric machine 8,
- eine aktuelle Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 1 , - a current speed of the motor vehicle 1,
- ein aktueller Ladezustand der Batterie 9 des Kraftfahrzeugs 1 , - A current state of charge of the battery 9 of the motor vehicle 1,
- eine aktuelle Masse des Kraftfahrzeugs 1 , - a current mass of the motor vehicle 1,
- eine aktuelle Temperatur der elektrischen Maschine 8, - a current temperature of the electrical machine 8,
- eine aktuelle Temperatur einer Kühlflüssigkeit, welche die elektrische Maschine 8 kühlt, - a current temperature of a cooling liquid which cools the electric machine 8,
- ein maximal verfügbares Drehmoment der elektrischen Maschine 8 über den High Level Prädiktionshorizont 31 , - a maximum available torque of the electrical machine 8 over the high-level prediction horizon 31,
- ein minimal verfügbares Drehmoment der elektrischen Maschine 8 über den High Level Prädiktionshorizont 31 , - a minimum available torque of the electrical machine 8 over the high-level prediction horizon 31,
- eine aktuelle mechanische Bremskraft, die durch die Bremsanlage 19 bereitgestellt,- A current mechanical braking force provided by the braking system 19,
- eine aktuelle Distanz zu einem Vorderfahrobjekt, das vor dem Kraftfahrzeug 1 fährt,- a current distance to a vehicle in front that is driving in front of motor vehicle 1,
- eine aktuelle Geschwindigkeit des Vorderfahrobjekts, - a current speed of the vehicle ahead,
- ein aktueller Status einer Fahrfunktion des Kraftfahrzeugs 1 hinsichtlich Aktivierung und Deaktivierung und - A current status of a driving function of the motor vehicle 1 with regard to activation and deactivation and
- eine aktuelle Zeit. - a current time.
Auch können Informationen über statische Objekte und/oder Streckendaten aus einer elektronischen Karte eines Navigationssystems 20 des Kraftfahrzeugs 1 für einen Vorausschauhorizont bzw. Prädiktionshorizont (z.B. 500 m) vor dem Kraftfahrzeug 1 insbesondere zyklisch aktualisiert und an die Module 13.1 , 13.2 und 16 übergeben werden. Die Streckendaten können beispielsweise Steigungsinformationen, Kurveninformationen, und Informationen über Geschwindigkeitslimits sowie Ampeln und Haltepunkte beinhalten. Des Weiteren kann eine Kurvenkrümmung über eine maximal zulässige Querbeschleunigung in ein Geschwindigkeitslimit für das Kraftfahrzeug 1 umgerechnet werden. Außerdem kann mittels der Erfassungseinheit 6 eine Ortung des Kraftfahrzeugs erfolgen, insbesondere über ein von einem GNSS-Sensor 12 generiertes Signal zur genauen Lokalisierung auf der elektronischen Karte. Ferner kann die Erfassungseinheit zur Erfassung des äußeren Umfelds des Kraftfahrzeugs 1 einen Umfeldsensor 33 umfassen, z.B. einen Radar-Sensor, ein Kamerasystem und/oder einen Lidar-Sensor. Dadurch können insbesondere auch dynamische Objekte im Bereich des äußeren Umfelds des Kraftfahrzeugs 1 erfasst werden, z.B. sich bewegende Objekte wie andere Fahrzeuge oder Fußgänger. Insbesondere werden dem High Level Solvermodul 13.1 zur Berechnung der High Level Längstrajektorie 31 die folgenden weiteren Informationen als Eingangswert übergeben: Information about static objects and/or route data from an electronic map of a navigation system 20 of motor vehicle 1 for a preview horizon or prediction horizon (e.g. 500 m) in front of motor vehicle 1 can be updated in particular cyclically and transferred to modules 13.1, 13.2 and 16. The route data can, for example, incline information, curve information, and information about speed limits as well as traffic lights and include breakpoints. Furthermore, a curve curvature can be converted into a speed limit for the motor vehicle 1 via a maximum permissible lateral acceleration. In addition, the motor vehicle can be located by means of the detection unit 6, in particular via a signal generated by a GNSS sensor 12 for precise localization on the electronic map. Furthermore, the detection unit for detecting the external environment of motor vehicle 1 can include an environment sensor 33, for example a radar sensor, a camera system and/or a lidar sensor. In this way, in particular, dynamic objects in the area of the external surroundings of motor vehicle 1 can also be detected, for example moving objects such as other vehicles or pedestrians. In particular, the following additional information is transferred as an input value to the high-level solver module 13.1 for calculating the high-level longitudinal trajectory 31:
- ein Vektor der Diskretisierungspunkte, - a vector of discretization points,
- ein Vektor eines Steigungswinkels an jedem der Diskretisierungspunkte, - a vector of a slope angle at each of the discretization points,
- ein Vektor einer maximal erlaubten Geschwindigkeit an jedem der Diskretisierungspunkte, - a vector of a maximum allowed velocity at each of the discretization points,
- ein Vektor einer minimal von dem MPC-Algorithmus 13 erlaubten Geschwindigkeit an jedem der Diskretisierungspunkte, - a vector of a minimum velocity allowed by the MPC algorithm 13 at each of the discretization points,
- ein Vektor einer maximal erlaubten Ankunftszeit an jedem der Diskretisierungspunkt, bedingt durch Grün-Rot-schaltende Ampeln, - a vector of a maximum allowed arrival time at each of the discretization points, caused by green-red switching traffic lights,
- ein Vektor einer minimal erlaubten Ankunftszeit an jedem der Diskretisierungspunkte, bedingt durch Rot-Grün-schaltende Ampeln, - a vector of a minimum allowed arrival time at each of the discretization points, caused by red-green-switching traffic lights,
- ein Vektor einer derzeit aktiven Ampelphase an jedem der Diskretisierungspunkte,- a vector of a currently active traffic light phase at each of the discretization points,
- ein binärer Vektor einer Halteanforderungen an jedem der Diskretisierungspunkte, bedingt durch rot Ampeln, stehende Objekte oder Ähnliches und - a binary vector of a stop request at each of the discretization points due to red lights, stationary objects or the like and
- eine aktuelle Zeit. - a current time.
Die Prozessoreinheit 3 kann auf die vorstehenden Informationen der genannten Elemente beispielsweise über die Kommunikations-Schnittstelle 5 zugreifen. Basierend auf diesen Informationen kann eine weitere Stillstands-Markierung 41 aus dynamischen Betrachtungen im MPC-System 2 gesetzt werden, z.B. wenn festgestellt wird, dass das Passieren einer grünen Ampel nicht möglich ist. Beispielsweise kann für wenigstens einen zweiten wegbasierten Diskretisierungspunkt 40 innerhalb des High Level Prädiktionshorizonts 24 eine zweite Stillstands-Markierung 41 mittels des High Level Solvermoduls 13. 1 gesetzt werden, während das High Level Solvermodul 13. The processor unit 3 can access the above information from the elements mentioned, for example via the communication interface 5 . Based on this information, a further standstill marker 41 can be set from dynamic considerations in the MPC system 2, for example if it is determined that passing a green traffic light is not possible. For example, for at least a second path-based discretization point 40 within the high Level prediction horizon 24, a second standstill marker 41 can be set using the high-level solver module 13. 1, while the high-level solver module 13.
1 ausgeführt wird. 1 is running.
Beim Wechsel aus dem Wegbereich in den Zeitbereich werden die Stillstands-Markierungen 38, 39 übertragen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel werden dabei sowohl die von der Vorverarbeitungs-Einheit 37 gesetzte wenigstens eine erste Stillstands-Markierung 39 als auch die von dem High Level Solvermodul 13.1 gesetzte wenigstens eine zweite Stillstands-Markierung 41 (beide Stillstands-Markierungen 39, 41 sind wegbasiert) an das Tracker Solvermodul 13.2 übergeben, das im Zeitbereich arbeitet. In jeder Berechnungsstufe (Vorverarbeitung 37, High Level Solvermodul 13.1 , Tracker Solvermodul 13.2) können weitere Flags bzw. Stillstands-Markierungen hinzugefügt werden. Insbesondere kann zusätzlich für wenigstens einen zeitbasierten dritten Diskretisierungspunkt 42, an dem das Kraftfahrzeug 1 stehen soll oder zum Stillstand gebracht werden soll, mittels des Tracker Solvermoduls 13.2 eine dritte Stillstands-Markierung 43 gesetzt werden, während das Tracker Solvermodul 13. 2 ausgeführt wird. Die Stillstands-Markierungen 39, 41 , 43 können in das Längs- modell 14 des Kraftfahrzeugs 1 einfließen, insbesondere als Beschränkungen oder Nebenbedingungen bei der Berechnung der High Level Längstrajektorie 31 , bei der Berechnung der Tracker Längstrajektorie 32 und bei den Berechnungen, welche das Target Generator Modul 16 durchführt. When changing from the distance range to the time range, the standstill markings 38, 39 are transmitted. In the exemplary embodiment shown, both the at least one first standstill marker 39 set by the preprocessing unit 37 and the at least one second standstill marker 41 set by the high-level solver module 13.1 (both standstill markers 39, 41 are path-based) passed to the Tracker solver module 13.2 working in the time domain. In each calculation stage (preprocessing 37, high level solver module 13.1, tracker solver module 13.2) further flags or standstill markings can be added. In particular, a third standstill marker 43 can be set using the tracker solver module 13.2 for at least one time-based third discretization point 42 at which the motor vehicle 1 should stand or be brought to a standstill while the tracker solver module 13.2 is being executed. The standstill markings 39, 41, 43 can be included in the longitudinal model 14 of the motor vehicle 1, in particular as restrictions or secondary conditions in the calculation of the high-level longitudinal trajectory 31, in the calculation of the tracker longitudinal trajectory 32 and in the calculations that the target Generator module 16 performs.
Am Ausgang des Tracker Solvermoduls 13.2 ergibt sich ein Vektor 44 mit Stillstandsanforderungen über dem Prädiktionshorizont. Dieser Vektor 44 kann basierend auf den vorstehend beschriebenen Stillstands-Markierungen 39, 41 , 43 mittels des Tracker Solvermoduls 13.2 generiert werden. Der Vektor 44 kann in dem gezeigten Ausführungsbeispiel drei Stillstandsanforderung 45, 46, 47 enthalten. Darin ist eine erste Stillstandsanforderung 45 der durch die Vorverarbeitungs-Einheit 37 gesetzten ersten Stillstands-Markierung 39 für den ersten Diskretisierungspunkt 38.1 zugeordnet. Weiterhin ist eine zweite Stillstandsanforderung 46 der durch das High Level Solvermodul 13.1 gesetzten zweiten Stillstands-Markierung 41 für den zweiten Diskretisierungspunkt 40 zugeordnet. Ferner ist eine dritte Stillstandsanforderung 47 der durch das Tracker Solvermodul 13.2 gesetzten dritten Stillstands-Markierung 43 für den dritten Diskretisierungspunkt 42 zugeordnet. Der Vektor 44 ist beispielhaft durch Fig. 5 verdeutlicht. At the output of the tracker solver module 13.2 there is a vector 44 with standstill requirements above the prediction horizon. This vector 44 can be generated based on the standstill markings 39, 41, 43 described above using the tracker solver module 13.2. In the exemplary embodiment shown, the vector 44 can contain three standstill requests 45, 46, 47. A first standstill request 45 is assigned therein to the first standstill marker 39 set by the preprocessing unit 37 for the first discretization point 38.1. Furthermore, a second standstill request 46 is assigned to the second standstill marker 41 set by the high-level solver module 13.1 for the second discretization point 40. Furthermore, a third standstill request 47 is the third standstill marker 43 set by the tracker solver module 13.2 assigned for the third discretization point 42 . Vector 44 is illustrated by way of example in FIG.
Als Output der Optimierung durch den MPC-Algorithmus 13 ergeben sich insbesondere optimale Geschwindigkeiten 31.1 des Kraftfahrzeugs 1 sowie DrehmomenteOptimum speeds 31.1 of motor vehicle 1 and torques in particular result as the output of the optimization by MPC algorithm 13
32.1 der elektrischen Maschine 8 und Bremskräfte 32.1 der Bremsanlage 19. Weiterhin werden optimierte Ladezustände 31 .2 der Batterie 9 für berechnete Zeit-/Weg- punkte innerhalb des High Level Prädiktionshorizonts 24 berechnet. Eine Aufgabe des Target Generator Moduls 16 besteht insbesondere darin, Antriebs- und Bremskräfte sowie Rekuperationsgrenzen zu berechnen. Weiterhin soll eine Anforderung zum Anhalten des Kraftfahrzeugs 1 berechnet werden und ein sogenannter Exitflag Check durchgeführt werden. Mittels des Target Generator Moduls 16 werden insbesondere die durch das Tracker Solvermodul 13.2 vorgeschlagene Momenttrajektorie32.1 of the electric machine 8 and braking forces 32.1 of the brake system 19. Furthermore, optimized states of charge 31.2 of the battery 9 are calculated for calculated time/way points within the high-level prediction horizon 24. One task of the target generator module 16 is, in particular, to calculate drive and braking forces as well as recuperation limits. Furthermore, a request for stopping the motor vehicle 1 is to be calculated and a so-called exit flag check is to be carried out. By means of the target generator module 16, in particular the moment trajectory proposed by the tracker solver module 13.2
32.2 und Bremskrafttrajektorie 31.1 zu einem Steuerungssignal 34 verarbeitet, das arbitrierbare Werte umfasst, mittels welcher das Kraftfahrzeug 1 gesteuert werden kann, z.B. durch Ansteuerung von Aktuatoren des Kraftfahrzeugs 1. Das Steuerungssignal 34 wird dabei für einen zukünftigen Zeithorizont berechnet, der beispielsweise 3 Sekunden lang ist. Das Steuerungssignal 34 kann beispielsweise Antriebskräfte (größer oder gleich null), Bremskräfte (kleiner oder gleich null), Grenzwerte für Reku- perationsmomente oder ein Stoppsignal („Markierung vehicle stop“) für das Kraftfahrzeug 1 beinhalten. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel werden die arbitrierbaren Werte durch den Längsregler 36 auf dem Steuergerät 35 der Bremsanlage 19 des Fahrzeugs 1 umgesetzt. Zur Berechnung des Steuersignals 34 können auch die Daten der Erfassungseinheit 6 und/oder die High Level Längstrajektorie 31 genutzt werden. Ferner können das Tracker Solvermodul 13.2 und das Target Generator Modul 16 zeitgleich aufgerufen werden, sodass beide Module 13.2, 16 starten ihre vorstehend beschriebenen Berechnungen zeitgleich beginnen. 32.2 and braking force trajectory 31.1 are processed to form a control signal 34, which includes arbitrable values by means of which motor vehicle 1 can be controlled, e.g. by controlling actuators of motor vehicle 1. Control signal 34 is calculated for a future time horizon, which is 3 seconds long, for example . The control signal 34 can contain, for example, drive forces (greater than or equal to zero), braking forces (less than or equal to zero), limit values for recuperation torques or a stop signal (“vehicle stop mark”) for the motor vehicle 1 . In the exemplary embodiment shown, the values that can be arbitrated are implemented by the longitudinal controller 36 on the control device 35 of the brake system 19 of the vehicle 1 . The data from the detection unit 6 and/or the high-level longitudinal trajectory 31 can also be used to calculate the control signal 34 . Furthermore, the tracker solver module 13.2 and the target generator module 16 can be called up at the same time, so that both modules 13.2, 16 start their above-described calculations at the same time.
Die Informationen des Vektors 44 werden in dem Target Generator Modul 16 (Interpolation innerhalb der optimierten Trajektorie) verwendet, um einen Stillstand an einer aktuellen Position zu erkennen. Dazu wird der Vektor 44 an das Target Generator Modul 16 übergeben, welches zwischen Sollwerten der Tracker Längstrajektorie 32 interpoliert. Dabei kann das Target Generator Modul 16 basierend auf den drei Stillstandsanforderungen 45 bis 46 des Vektors 44 einen Stillstand an einer aktuellen Position erkennen. Im Detail kann das Target Generator Modul 16 dabei eine Stillstandsanforderung erkennen, wenn folgende drei Bedingungen kumulativ erfüllt sind, nämlich dass The information of the vector 44 is used in the target generator module 16 (interpolation within the optimized trajectory) to detect a standstill at a current position. For this purpose, the vector 44 is transferred to the target generator module 16, which interpolates between target values of the tracker longitudinal trajectory 32. The target generator module 16 can be based on the three Standstill requests 45 to 46 of the vector 44 recognize a standstill at a current position. In detail, the target generator module 16 can recognize a standstill request if the following three conditions are cumulatively met, namely that
1 . eine Ist-Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 1 kleiner ist als ein definierter Geschwindigkeitsschwellwert (z.B. 1 km/h) UND 1 . an actual speed of motor vehicle 1 is less than a defined speed threshold value (e.g. 1 km/h) AND
2. wenigstens eine der drei Stillstands-Markierungen 45 bis 47 in einem in der Zukunft liegenden Zeitbereich gesetzt ist, UND 2. at least one of the three standstill markers 45 to 47 is set in a future time range, AND
3. eine Distanz (insbesondere ermittelt über eine Integration der geplanten Geschwindigkeit über der zeit) zu dem nächstliegenden Diskretisierungspunkt mit Stillstands-Markierung (z.B. zu dem ersten Diskretisierungspunkt 38.1 mit der ersten Stillstands-Markierung 39) kleiner oder gleich einem Abstands-Schwellwert ist (z.B. 5 m). 3. a distance (determined in particular by integrating the planned speed over time) to the nearest discretization point with standstill marking (e.g. to the first discretization point 38.1 with the first standstill marking 39) is less than or equal to a distance threshold value (e.g. 5 m).
Wenn das Target Generator Modul 16 eine Stillstandsanforderung erkannt hat, wird die Interpolation der Sollgrößen aus den berechneten Trajektorien 31 und/oder 32 mittels des Target Generator Moduls 16 beendet. Stattdessen werden die für den Stillstand notwendigen Aggregate (z.B. die Bremsanlage 19) mit einer Übergangsfunktion (z.B. einer rampenförmigen Funktion) auf einen Sollwert gestellt, welcher zum Stillstand des Kraftfahrzeugs 1 führt. Eventuell noch vorhandene Stellgrößen aus der Interpolation können mit einem kontinuierlichen Übergang (z.B. einer rampenförmigen Übergansfunktion) ausgeblendet werden. Sollte die Stillstandsanforderung nicht mehr vorliegen, kann sprungförmig auf die Interpolation der MPC-Lösung umgeschaltet werden. Der stoßfreie Übergang ergibt sich dabei dadurch, indem die MPC-Lösung mit Messgrößen initialisiert werden. If the target generator module 16 has recognized a standstill request, the interpolation of the target values from the calculated trajectories 31 and/or 32 by means of the target generator module 16 is terminated. Instead, the units required for the standstill (e.g. the brake system 19) are set to a setpoint using a transition function (e.g. a ramp-shaped function), which leads to the motor vehicle 1 coming to a standstill. Any manipulated variables from the interpolation that may still be present can be masked out with a continuous transition (e.g. a ramp-shaped transition function). If the standstill request is no longer present, you can suddenly switch to the interpolation of the MPC solution. The bumpless transition results from the fact that the MPC solution is initialized with measured variables.
Die Stillstands-Markierungen 39, 41 , 43 und/oder die Stillstandsanforderungen 45 bis 47 des Vektors 44 können mit einer verbleibenden Stillstandsdauer 48 bis 50 verknüpft werden, was durch Fig. 5 gezeigt ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel werden die erste Stillstands-Markierung 39 und die erste Stillstandsanforderung 45 mit einer ersten Stillstandsdauer 48 verknüpft, die zweite Stillstands-Markierung 41 und die zweite Stillstandsanforderung 46 mit einer zweiten Stillstandsdauer 49 und die die dritte Stillstands-Markierung 43 sowie die dritte Stillstandsanforderung 47 mit einer dritten Stillstandsdauer 50. The standstill markers 39, 41, 43 and/or the standstill requests 45 to 47 of the vector 44 can be linked to a remaining standstill duration 48 to 50, which is shown by FIG. In the exemplary embodiment shown, the first standstill marker 39 and the first standstill request 45 are linked to a first standstill period 48, the second standstill marker 41 and the second standstill request 46 to a second standstill period 49 and the third standstill marker 43 and the third standstill request 47 with a third standstill duration 50.
Dadurch können unterschiedliche Aktionen durchgeführt werden. Die Stillstandsdauer gibt dabei an, für wie lange das Kraftfahrzeug im Stillstand verweilen soll, wobei wenigstens ein Aggregat des Kraftfahrzeugs 1 in Abhängigkeit von der Stillstandsdauer gesteuert wird. Beispielsweise kann ein relativ kurzes Halten (z.B. im Sekundenbereich) über die Bremsanlage 19 (Betriebsbremse) erfolgen, ein relativ langes Stillstehen (z.B. im Minutenbereich oder länger) hingegen über eine Parkbremse des Kraftfahrzeugs 1. Weiterhin kann ein Abschalten von Aggregaten, z.B. des Verbrennungskraftmotors 17, abhängig von der Stillstandsdauer erfolgen, wenn diese Aggregate während des Stillstands nicht gebraucht werden, wodurch Energie gespart werden kann. Auch ein Wiedereinschalten von Aggregaten (z.B. beim Gangeinlegen) kann abhängig von der Stillstandsdauer erfolgen. This allows different actions to be carried out. The duration of the standstill indicates how long the motor vehicle is to remain stationary, with at least one assembly of the motor vehicle 1 being controlled as a function of the duration of the standstill. For example, a relatively short stop (e.g. in the range of seconds) can take place via the brake system 19 (service brake), while a relatively long standstill (e.g. in the range of minutes or longer) can take place via a parking brake of the motor vehicle 1. Furthermore, units such as the internal combustion engine 17 can be switched off , depending on the duration of the downtime, if these aggregates are not used during the downtime, which can save energy. Aggregates can also be switched on again (e.g. when a gear is engaged) depending on the duration of the standstill.
Bezuqszeichen reference sign
KO Kupplung KO clutch
1 Fahrzeug 1 vehicle
2 System 2 systems
3 Prozessoreinheit 3 processor unit
4 Speichereinheit 4 storage unit
5 Kommunikations-Schnittstelle 5 communication interface
6 Erfassungseinheit 6 registration unit
7 Antriebsstrang 7 powertrain
8 elektrische Maschine 8 electric machine
9 Batterie 9 battery
10 Getriebe 10 gears
11 Computerprogrammprodukt 11 Computer program product
12 GNSS-Sensor 12 GNSS sensor
13 MPC-Algorithmus 13 MPC algorithm
13.1 High Level Solvermodul 13.1 High Level Solver Module
13.2 Tracker Solvermodul 13.2 Tracker solver module
14 Längsdynamikmodell 14 longitudinal dynamics model
15.1 High Level Kostenfunktion 15.1 High Level Cost Function
15.2 Tracker Kostenfunktion 15.2 Tracker Cost Function
16 Target Generator Modul 16 target generator module
17 Verbrennungskraftmotor 17 internal combustion engine
18 Leistungselektronik 18 power electronics
19 Bremsanlage 19 brake system
20 Navigationssystem 20 navigation system
21 vorderes Differenzialgetriebe 21 front differential gear
22 Vorderrad 22 front wheel
23 Vorderrad 23 front wheel
24 wegbasierter High Level Prädiktionshorizont24 path based high level prediction horizon
25 Vorderachse 25 front axle
26 Hinterrad 26 rear wheel
27 Verlustmodell Hinterrad Hinterachse zeitbasierter Tracker Prädiktionshorizont High Level Längstrajektorie Geschwindigkeitstrajektorie (High Level) Ladezustandtrajektorie (High Level) Bremskrafttrajektorie (High Level) Tracker Längstrajektorie Bremskrafttrajektorie (Tracker) Momenttrajektorie (Tracker) Umfeldsensor Steuerungssignal Steuergerät Bremsanlage Längsregler Steuergerät Bremsanlage Vorverarbeitungs-Einheit wegbasierter Diskretisierungspunkt erster wegbasierter Diskretisierungspunkt erste Stillstands-Markierung der Vorverarbeitungs-Einheit zweiter wegbasierter Diskretisierungspunkt zweite Stillstands-Markierung des High Level Solvermoduls zeitbasierter dritter Diskretisierungspunkt dritte Stillstands-Markierung des Tracker Solvermoduls Vektor erste Stillstandsanforderung zweite Stillstandsanforderung dritte Stillstandsanforderung erste Stillstandsdauer zweite Stillstandsdauer dritte Stillstandsdauer 27 loss model Rear wheel Rear axle Time-based tracker Prediction horizon High level Longitudinal trajectory Velocity trajectory (high level) State of charge trajectory (high level) Braking force trajectory (high level) Tracker Longitudinal trajectory Braking force trajectory (tracker) Moment trajectory (tracker) Surroundings sensor Control signal Brake system control unit Longitudinal controller Brake system control unit Preprocessing unit Path-based discretization point First path-based discretization point First standstill -Marking of the preprocessing unit second path-based discretization point second standstill mark of the high-level solver module time-based third discretization point third standstill mark of the tracker solver module vector first standstill request second standstill request third standstill request first standstill period second standstill period third standstill period

Claims

Patentansprüche patent claims
1. Verfahren zur modellbasierten prädiktiven Regelung eines Kraftfahrzeugs (1 ), das Verfahren umfassend die Schritte 1. A method for model-based predictive control of a motor vehicle (1), the method comprising the steps
- Ausführen eines MPC-Algorithmus‘ (13), der ein High Level Solvermodul (13.1 ) umfasst, wobei durch das Ausführen des High Level Solvermoduls (13.1 ) für einen vorausliegenden Streckenabschnitt eine High Level Längstrajektorie (31 ) berechnet wird, gemäß welcher sich das Kraftfahrzeug (1 ) innerhalb eines wegbasierten High Level Prädiktionshorizonts (24) fortbewegen soll, der in wegbasierte Diskretisierungspunkte (38) unterteilt ist, - Execution of an MPC algorithm (13), which includes a high-level solver module (13.1), wherein a high-level longitudinal trajectory (31) is calculated for a route section ahead by executing the high-level solver module (13.1), according to which the Motor vehicle (1) is intended to move within a path-based high-level prediction horizon (24), which is divided into path-based discretization points (38),
- Übergeben der durch das High Level Solvermodul (13.1 ) berechneten High Level Längstrajektorie (31 ) an ein Tracker Solvermodul (13.2) des MPC-Algorithmus‘ (13) als Eingangswert, - Transferring the high level longitudinal trajectory (31) calculated by the high level solver module (13.1) to a tracker solver module (13.2) of the MPC algorithm (13) as an input value,
- Ausführen des Tracker Solvermoduls (13.2), sodass basierend auf der durch das High Level Solvermodul (13.1 ) berechneten High Level Längstrajektorie (31 ) eine Tracker Längstrajektorie (32) berechnet wird, gemäß welcher sich das Kraftfahrzeug (1 ) innerhalb eines zeitbasierten Tracker Prädiktionshorizonts (30) fortbewegen soll, wobei der Tracker Prädiktionshorizont (30) kürzer festgelegt wird als der High Level Prädiktionshorizont (24), sodass der Tracker Prädiktionshorizont (30) lediglich einen Teil des High Level Prädiktionshorizonts (24) abdeckt, wobei - Running the tracker solver module (13.2), so that based on the high level solver module (13.1) calculated high level longitudinal trajectory (31) a tracker longitudinal trajectory (32) is calculated, according to which the motor vehicle (1) within a time-based tracker prediction horizon (30) is to move forward, with the tracker prediction horizon (30) being set shorter than the high level prediction horizon (24), so that the tracker prediction horizon (30) only covers part of the high level prediction horizon (24), where
- für wenigstens einen wegbasierten Diskretisierungspunkt (38.1 ; 40), an welchem das Kraftfahrzeug (1 ) stehen soll oder zum Stillstand gebracht werden soll, eine Stillstands-Markierung (39; 41 ; 43) gesetzt wird. - A standstill marker (39; 41; 43) is set for at least one path-based discretization point (38.1; 40) at which the motor vehicle (1) should stand or be brought to a standstill.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die wenigstens eine Stillstands-Markierung (39) mittels einer Vorverarbeitungs-Einheit (37) gesetzt wird, bevor das High Level Solvermodul (13.1 ) ausgeführt wird. 2. The method according to claim 1, wherein the at least one standstill marker (39) is set by means of a pre-processing unit (37) before the high-level solver module (13.1) is executed.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die wenigstens eine Stillstands-Markierung (41 ) mittels des High Level Solvermoduls (13.1 ) gesetzt wird, während das High Level Solvermodul (13.1 ) ausgeführt wird. 3. The method according to claim 1 or 2, wherein the at least one standstill marker (41) by means of the high level solver module (13.1) is set while the high level solver module (13.1) is running.
24 24
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die wenigstens eine Stillstands-Markierung (39; 41 ) von dem High Level Solvermodul (13.1 ), das wegbasiert arbeitet, an das Tracker Solvermodul (13.2) übergeben wird, das im Zeitbereich arbeitet. 4. The method according to any one of the preceding claims, wherein the at least one standstill marker (39; 41) from the high level solver module (13.1), which works path-based, is transferred to the tracker solver module (13.2), which works in the time domain.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei für wenigstens einen zeitbasierten Diskretisierungspunkt (42), an dem das Kraftfahrzeug (1 ) stehen soll oder zum Stillstand gebracht werden soll, mittels des Tracker Solvermoduls (13.2) eine Stillstands-Markierung (43) gesetzt wird, während das Tracker Solvermodul (13.2) ausgeführt wird. 5. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein a standstill marker (43 ) is set while the Tracker solver module (13.2) is running.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei 6. The method according to any one of the preceding claims, wherein
- basierend auf der wenigstens einen gesetzten Stillstands-Markierung (39, 41 , 43) mittels des Tracker Solvermoduls (13.2) ein Vektor (44) generiert wird, der wenigstens eine Stillstandsanforderung (45; 46; 47) für den Tracker Prädiktionshorizont (30) enthält, und - Based on the at least one set standstill marker (39, 41, 43), a vector (44) is generated by means of the tracker solver module (13.2), which contains at least one standstill requirement (45; 46; 47) for the tracker prediction horizon (30) contains, and
- die wenigstens eine Stillstandsanforderung (45; 46; 47) der wenigstens einen Stillstands-Markierung (38.1 ; 40; 42) zugeordnet ist. - The at least one standstill request (45; 46; 47) is assigned to the at least one standstill marker (38.1; 40; 42).
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei 7. The method of claim 6, wherein
- der Vektor (44) an ein Target Generator Modul (16) übergeben wird, - the vector (44) is transferred to a target generator module (16),
- mittels des Target Generator Moduls (16) zwischen Sollwerten der Tracker Längstrajektorie (30) interpoliert wird, und - the target generator module (16) is used to interpolate between target values of the tracker longitudinal trajectory (30), and
- mittels des Target Generator Moduls (16) basierend auf der wenigstens einen Stillstandsanforderung (45; 46; 47) des Vektors (44) ein Stillstand an einer aktuellen Position erkannt wird. - A standstill at a current position is detected by means of the target generator module (16) based on the at least one standstill request (45; 46; 47) of the vector (44).
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei mittels des Target Generator Moduls (16) basierend auf der wenigstens einen Stillstandsanforderung (45; 46; 47) des Vektors (44) ein Stillstand an der aktuellen Position erkannt wird, wenn 8. The method according to claim 7, wherein a standstill at the current position is detected by means of the target generator module (16) based on the at least one standstill request (45; 46; 47) of the vector (44) if
- detektiert wird, dass eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs (1 ) unterhalb eines definierten Schwellwerts liegt, und - die wenigstens eine Stillstands-Markierung (39; 41 ;43) in einem in der Zukunft liegenden Zeitbereich gesetzt ist, und - It is detected that a speed of the motor vehicle (1) is below a defined threshold value, and - the at least one standstill marker (39; 41; 43) is set in a future time period, and
- eine Distanz zu dem Diskretisierungspunkt (38.1 ; 40; 42), für den die Stillstands- Markierung gesetzt ist, kleiner ist als ein Abstandsschwellwert. - a distance to the discretization point (38.1; 40; 42) for which the standstill marker is set is less than a distance threshold value.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei 9. The method of claim 8, wherein
- die Interpolation zwischen Sollwerten der Tracker Längstrajektorie (30) mittels des Target Generator Moduls (16) gestoppt wird, wenn mittels des Target Generator Moduls (16) ein Stillstand an der aktuellen Position erkannt worden ist, und - the interpolation between target values of the tracker longitudinal trajectory (30) is stopped by means of the target generator module (16) if a standstill at the current position has been detected by means of the target generator module (16), and
- wenigstens ein Aggregat (19), mittels welchem das Kraftfahrzeug (1 ) zum Stillstand gebracht werden kann, mittels einer Übergangsfunktion auf einen Sollwert gestellt wird, welcher zum Stillstand des Kraftfahrzeugs führt. - At least one unit (19), by means of which the motor vehicle (1) can be brought to a standstill, is set to a desired value by means of a transition function, which leads to the standstill of the motor vehicle.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei 10. The method according to any one of the preceding claims, wherein
- der Stillstands-Markierung (39; 41 ; 43) Informationen über eine Stillstandsdauer (48; 49; 50) hinzugefügt werden, für welche das Kraftfahrzeug (1 ) im Stillstand verweilen soll, und - information about a standstill period (48; 49; 50) is added to the standstill marker (39; 41; 43) for which the motor vehicle (1) should remain at a standstill, and
- wenigstens ein Aggregat (17, 19) des Kraftfahrzeugs (1 ) in Abhängigkeit von der Stillstandsdauer (48; 49; 50) gesteuert wird. - At least one unit (17, 19) of the motor vehicle (1) depending on the standstill period (48; 49; 50) is controlled.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007036794A1 (en) * 2007-08-03 2009-02-05 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Driving strategy determining method for motor vehicle, involves determining each set-driving speed profile for respective high and low priority sub-groups of selected non-continuous driven distance segments corresponding to preset criterion
US20130013164A1 (en) * 2010-02-16 2013-01-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle control device
DE102011081609A1 (en) * 2011-08-26 2013-02-28 Robert Bosch Gmbh Method for evaluating situation of vehicle approaching signaling system, involves determining approach information based on signaling data corresponding to upcoming signal change of signaling system
DE102019105665A1 (en) * 2019-03-06 2020-09-10 Technische Universität Dresden Control device and method for controlling a drive system of a hybrid vehicle

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007036794A1 (en) * 2007-08-03 2009-02-05 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Driving strategy determining method for motor vehicle, involves determining each set-driving speed profile for respective high and low priority sub-groups of selected non-continuous driven distance segments corresponding to preset criterion
US20130013164A1 (en) * 2010-02-16 2013-01-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle control device
DE102011081609A1 (en) * 2011-08-26 2013-02-28 Robert Bosch Gmbh Method for evaluating situation of vehicle approaching signaling system, involves determining approach information based on signaling data corresponding to upcoming signal change of signaling system
DE102019105665A1 (en) * 2019-03-06 2020-09-10 Technische Universität Dresden Control device and method for controlling a drive system of a hybrid vehicle

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