AT524043B1 - Verfahren zum prädiktiven regeln eines antriebssystems eines kraftfahrzeuges - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum prädiktiven Regeln eines Antriebssystems eines Kraftfahrzeuges, wobei zumindest eine prädiktive Information über die Fahrstrecke aus der Gruppe Fahrzeuggeschwindigkeit, Verkehrslage, Topografie, Emissionsbeschränkungen, Geofencing-Bedingungen, Wetter- und Sichtverhältnisse bereitgestellt wird, mit den folgenden Schritten: a. Abschätzung des gesamten Antriebsleistungsbedarfes, b. Berechnen zumindest eines Parameters zumindest eines optimierten Betriebsprofiles des Antriebssystems und/oder zumindest eines Betriebsprofiles eines Abgasnachbehandlungssystems über der künftigen Fahrstrecke, c. Vorhersagen von künftigen quasistationären Temperaturen und Emissionen des Antriebssystems und/oder des Abgasnachbehandlungssystems, d. Ermitteln zumindest eines kritischen Streckenabschnittes der künftigen Fahrstrecke, bei denen definierte Temperaturgrenzwerte und/oder Emissionsgrenzwerte des Antriebssystems und/oder des Abgasnachbehandlungssystems überschritten oder unterschritten werden, e. Adaptieren zumindest eines Parameters des Betriebsprofiles des Antriebssystems und/oder des Abgasnachbehandlungssystems für zumindest einen in Schritt d. ermittelten kritischen Streckenabschnitt, so dass die definierten Temperaturgrenzwerte und/oder Emissionsgrenzwerte erfüllt werden.

Description

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum prädiktiven Regeln eines Antriebssystems eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Hybridfahrzeuges, wobei zumindest eine prädiktive Information über die Fahrstrecke aus der Gruppe Fahrzeuggeschwindigkeit, Verkehrslage, Topografie, Emissionsbeschränkungen, Wetter- und Sichtverhältnisse bereitgestellt werden, wobei vorzugsweise eine vorrauschauende Antriebsstrangstrategie verwendet wird.

[0002] Weiters betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

[0003] Informationen über die Fahrzeuggeschwindigkeit umfassen Informationen über erlaubte Höchstgeschwindigkeiten, Durchschnittsgeschwindigkeiten, oder dergleichen.

[0004] Informationen über die Verkehrslage umfassen die Verkehrssituation, Verkehrsdichte, Staus, Unfälle, oder dergleichen.

[0005] Informationen zu Topgrafie umfassen kartografische Informationen über Straßen auf der Fahrstrecke, inklusive Kurvenverlauf, Steigungen, Straßenbeschaffenheit, Straßenbenutzbarkeit, Straßenkategorie, Fahrbeschränkungen und Fahreinschränkungen, oder dergleichen.

[0006] Informationen über Emissions- und Betriebsbeschränkungen umfassen gesetzliche Vorgaben für Abgasemissionen oder den Betrieb von verbrennungsmotorisch angetriebenen Kraftfahrzeugen, etwa durch sogenanntes Geofencing. Mit Geofencing wird das automatisierte Auslösen einer Aktion durch das Uberschreiten einer gedachten Begrenzung bezeichnet. In den meisten Fällen definiert die Begrenzung eine geschlossene Fläche, so dass zwischen innen und außen unterschieden werden kann. So können beispielsweise innerhalb dieser Fläche andere gesetzliche Auflagen für Emissionen oder für den Betrieb von Brennkraftmaschinen vorgeschrieben sein als außerhalb.

[0007] Der Begriff Wetter- und Sichtverhältnisse umfasst Informationen über Umgebungstemperatur, Luftfeuchtigkeit, Niederschlag, Sichtweite, oder dergleichen.

[0008] Unter dem Begriff Fahrerassistenzsysteme (Advanced Driver Assistance Systems, ADAS) werden alle elektronische Zusatzeinrichtungen in Kraftfahrzeugen zur Unterstützung des Fahrers in bestimmten Fahrsituationen zusammengefasst. Zu den verbreitetsten Fahrerassistenzsysteme zählen beispielsweise Ampelassistent, Antiblockiersystem (ABS), Antriebsschlupfregelung (ASC), Aufmerksamkeits-Assistent (Fahrerzustandserkennung, Müdigkeitserkennung), Car2Car- Communication (V2V), Fahrzeug-Umgebungs-Kommunikation (V2X), Elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP), Geschwindigkeitsregelanlage (Tempomat), Abstandsregeltempomat (ACC), Geschwindigkeitswarnsystem, Kollisionswarn- und Schutzsystem, Spurerkennungssystem, Spurhalteassistent, Spurwechselassistent, elektronische Verkehrszeichenerkennung, etc.

[0009] Unter Car-to-Car-Kommunikation (Car2Car, C2C oder V2V) wird der Austausch von Informationen und Daten zwischen Kraftfahrzeugen verstanden.

[0010] Unter Car-to Infrastructur-Kommunikation (C2l, V2l) wird der Austausch von Informationen und Daten zwischen Kraftfahrzeugen und Verkehrsinfrastruktur, wie zum Beispiel Lichtzeichenanlagen und Verkehrsleitzentralen verstanden.

[0011] V2V und V2I sind Spezialfälle von Car2X-Kommunikation (Car2X, C2X, V2X), der Kommunikation von Fahrzeugen mit ihrer Umgebung.

[0012] Unter Cloud Computing ist eine IT-Infrastruktur zu verstehen, die beispielsweise über das Internet verfügbar gemacht wird. Sie beinhaltet in der Regel Speicherplatz, Rechenleistung oder Anwendungssoftware als Dienstleistung. Mittels Cloud Computing werden IT-Infrastrukturen über ein Rechnernetz zur Verfügung zu gestellt, ohne dass diese auf dem lokalen Rechner installiert sein müssen. Im Folgenden wird die IT-Infrastruktur für Cloud Computing kurz mit „Cloud“ bezeichnet.

[0013] NVH (NVH=Noise, Vibration, Harshness - Geräusch, Vibration, Rauhigkeit) bezeichnet zusammenfassend die hör- oder spürbaren Schwingungen in Kraftfahrzeugen. Rauhigkeit be-

zeichnet den sowohl hör- als auch fühlbaren Übergangsbereich im Bereich von 20 Hz bis 100 Hz. Generell ist die Ursache für NVH die lokale Krafteinleitung einer Schwingungsquelle in schwingungsübertragenden Medien, insbesondere in mechanische Strukturen in Kraftfahrzeugen.

[0014] Unter einem hybridelektrischen Kraftfahrzeug ist ein Elektrofahrzeug zu verstehen, das von mindestens einem Elektromotor sowie zumindest einem weiteren Energiewandler angetrieben wird, wobei das Kraftfahrzeug Energie sowohl aus seinem elektrischen Speicher als auch aus einem zusätzlich mitgeführten Kraftstoff bezieht. Der weitere Energiewandler kann beispielsweise eine Brennkraftmaschine sein.

[0015] Unter On-Line-Informationen werden laufend oder in sehr kurzen Zeitabschnitte, beispielsweise alle paar Sekunden, aktualisierte Informationen verstanden. Der Ursprung von OnLine-Informationen kann innerhalb des eigenen Kraftfahrzeuges oder außerhalb des eigenen Kraftfahrzeuges sein. Typische Beispiele für On-Line- Informationen sind Informationen aus fahrzeugeigenen Sensoren oder V2X-Informationen.

[0016] Unter Off-Line-Informationen werden Informationen verstanden, welche nicht oder - relativ zu On-Line-Informationen -in sehr großen Zeitabständen aktualisiert werden. Typische Beispiele für Off-Line-Informationen sind Informationen zur Streckentopologie, Geschwindigkeitsbeschränkungen, Fahrbeschränkungen, Vorrangsituationen von Straßen oder dergleichen.

[0017] Die derzeit am häufigsten verwendeten Hybrid- und Plug-in-Hybrid-Betriebsstrategien bestehen allerdings nur aus momentanen oder nicht prädiktiven Strategien, d.h. aus Strategien, die Informationen über die wahrscheinlichen zukünftigen Fahrbedingungen, wie z.B. kommende Straßentopografie, Ampeln und Verkehrsgeschwindigkeiten, nicht vorhersehen und somit nicht berücksichtigen.

[0018] Daneben existieren erste Ansätze für prädiktive Betriebsstrategien, allerdings ohne prädiktive Emissionskontrolle, also ohne Berücksichtigung der über die künftige Fahrtstrecke zu erwartenden Emissionen.

[0019] Vorausschauende Energiemanagement-Funktionen, die ADAS-Sensoren wie Radar und Satellitennavigation mit elektronischem Horizont und Datenverbindungen wie V2V, V2I und V2X nutzen, werden zunehmend beispielsweise in Serienfahrzeugen eingesetzt, um den Kraftstoffoder Energieverbrauch zu reduzieren.

[0020] Aus der WO 2008/1113836 A1 ist ein Verfahren zur prädiktiven Steuerung und/oder Regelung eines Hybridantriebes in einem Kraftfahrzeug bekannt, wobei die Steuerung und/oder Regelung über eine Auswahl der Betriebsstrategie abhängig von einem gewünschten betriebsziel erfolgt. Dabei wird bei der Auswahl der Betriebsstrategie mindestens eine kommunikationsbasierte Information berücksichtigt, die mittels einer Kommunikation des Kraftfahrzeuges mit zumindest einer ortsfesten und/oder sich bewegenden Gegenstelle erzeugt wird. Die kommunikationsbasierte Information ist dabei eine V2I und/oder eine V2V-Kommunikation und beinhaltet Informationen über den Höhen- und/oder Kurvenverlauf, den aktuellen Verkehrszustand, Baustellen, Kolonnengeschwindigkeit der umgebenden Kraftfahrzeuge der zukünftig zu durchfahrenden Strecke. Basierend auf der kommunikationsbasierte Information werden Informationen über die zukünftig notwendige Antriebsleistung und die von dem Kraftfahrzeug wahrscheinlich einzunehmende Geschwindigkeit ermittelt, die zur Auswahl der Betriebsstrategie herangezogen werden.

[0021] Im Allgemeinen werden Betriebsstrategien so entwickelt, dass sie unabhängig voneinander durchgeführt werden können, also

[0022] 1) Hybridbetriebsstrategien oder konventionelle Brennkraftmaschinen-basierte Antriebsstrategien, die mit dem primären Fokus auf die Reduzierung des Energie-/Kraftstoffverbrauchs entwickelt wurden, ohne oder mit sehr begrenzter Berücksichtigung der Schadstoffemissionen oder des spezifischen Abgasnachbehandlungssystems.

[0023] 2) Abgasnachbehandlungsstrategie, die ausschließlich zur Begrenzung der Schadstoffemissionen entwickelt wurde, ohne signifikante Berücksichtigung der Energiekosten ihrer Steuerungsmethoden (zum Beispiel elektrische Abgasnachbehandlungs-Heizung oder Laufenlassen

des Motors zur Aufrechterhaltung seiner Temperatur und damit zur Begrenzung der Emissionen).

[0024] Von diesen beiden Funktionen ist die Hybridbetriebsstrategie oder die konventionelle Brennkraftmaschinen-basierte Antriebsstrategie im Allgemeinen die dominierende, d.h. die Strategie, die den primären Betrieb insbesondere der Brennkraftmaschine entlang der gefahrenen Strecke bestimmt. Die Outputs dieser Betriebsstrategie werden dann im Allgemeinen anschließend als Inputs einem (bisher im Allgemeinen nicht prädiktiven oder momentanen) Abgasnachbehandlungs-Steuersystem für das weitere Emissionsmanagement sowie einem Brennkraftmaschinen- und Abgasnachbehandlungs-Komponentenschutz zugeführt. Die Regelung des Antriebsstranges entlang einer Fahrtroute erfolgt somit üblicherweise ohne Berücksichtigung der Emissionen auf künftigen Streckenabschnitten.

[0025] Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte prädiktive Regelung des Antriebssystems samt Emissionsmanagement bei zumindest teilweise verbrennungsmotorisch antreibbaren Kraftfahrzeugen zu ermöglichen.

[0026] Erfindungsgemäß wird die Lösung dieser Aufgabe durch Durchführen folgender Schritte gelöst:

a. Abschätzung des gesamten Antriebsleistungsbedarfes auf der Basis der prädiktiven Information für die künftige Fahrstrecke,

b. Berechnen zumindest eines Parameters zumindest eines optimierten Betriebsprofiles des Antriebssystems und/oder zumindest eines Betriebsprofiles eines Abgasnachbehandlungssystems über der künftigen Fahrstrecke, auf der Basis des in Schritt a. abgeschätzten Antriebsleistungsbedarfes,

c. Vorhersagen von künftigen quasistationären Temperaturen und Emissionen des Antriebssystems und/oder des Abgasnachbehandlungssystems auf der Basis des in Schritt b. berechneten Betriebsprofiles über der künftigen Fahrstrecke,

d. Ermitteln zumindest eines kritischen Streckenabschnittes der künftigen Fahrstrecke, bei denen definierte Temperaturgrenzwerte und/oder Emissionsgrenzwerte des Antriebssystems und/oder des Abgasnachbehandlungssystems überschritten oder unterschritten werden, auf der Basis der in Schritt c. vorhergesagten Temperaturen und Emissionen,

e. Adaptieren zumindest eines Parameters des Betriebsprofiles des Antriebssystems und/oder des Abgasnachbehandlungssystems für zumindest einen in Schritt d. ermittelten kritischen Streckenabschnitt, wobei vorzugsweise die Schritte a. bis e. wiederholt werden, bis die definierten Temperatur- und/oder Emissionsgrenzen für alle Streckenabschnitte eingehalten werden.

[0027] Insbesondere können die Schritte a. bis e. zumindest einmal wiederholt werden, wenn sich zumindest eine prädiktive Information ändert.

[0028] Zumindest ein Parameters des Betriebsprofiles des Antriebssystems kann durch eine Drehzahl, eine Last, einen Zündparameter und/oder durch einen Einspritzparameter einer Antriebsquelle und/oder durch einen Gangwahlbefehl eines Schaltgetriebes gebildet werden.

[0029] Zumindest ein Parameter des Betriebsprofiles des Abgasnachbehandlungssystems kann durch eine Temperatur zumindest einer Komponente des Abgasnachbehandlungssystems und/oder durch einen Steuerungsbefehl für eine elektrische Heizung und/oder Kühlung des Abgasnachbehandlungssystems gebildet werden.

[0030] Das erfindungsgemäße Verfahren kann unter anderem Geofencing-Bedingungen berücksichtigen, beispielsweise dass der Betrieb von Brennkraftmaschinen, insbesondere Diesel-Brennkraftmaschinen, und/oder Emissionen in bestimmten geografischen Gebieten beschränkt ist.

[0031] Die Optimierung in Schritt b wird vorteilhafter Weise in Bezug auf Energieeffizienz, Energiekosten, Umweltbelastung, Komponentenlebensdauer, Verschleiß, Fahrbarkeit und/oder NVH durchgeführt. Schritt b. kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung so adaptiert werden, dass

die Gesamt- oder akkumulierten Werte der verschiedenen zukünftigen Abgasemissionen - insbesondere CO, HC, NOx, NH3, CO2, Partikelemissionen - über die künftige Fahrstrecke minimiert werden.

[0032] Vorteilhafter Weise können die prädiktiven Informationen auf der Basis von ADAS, V2X, V2l, V2V und/oder Cloud Computing zur Verfügung gestellt werden.

[0033] Vorzugsweise ist vorgesehen, dass in Schritt a. ein aktuelles Fahrerprofil berücksichtigt wird. Somit können sparsames, gemütliches oder sportliches Fahrverhalten des Fahrers mitberücksichtigt werden. Weiters kann in Schritt a. ein aktueller elektrischer Leistungsbedarf im Fahrzeug - also beispielsweise durch zugeschaltete elektrische Verbraucher - mitberücksichtigt werden. Um eine möglichst realitätsnahe Vorhersage machen zu können, ist es vorteilhaft, wenn in Schritt a. prädiktive Wetterdaten für den Bereich der noch zu fahrenden Fahrstrecke, vorzugsweise zukünftige Umgebungstemperaturen, zukünftige Luftfeuchtigkeit und/oder zukünftige Sichtverhältnisse, mitberücksichtigt werden.

[0034] In einer Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass Schritt b. unter Verwendung zumindest eines Modells des Fahrzeuges und/oder des Antriebsstranges ausgeführt wird, wobei vorzugsweise zumindest eine Komponentengrenze, die Fahrbarkeit des Fahrzeuges, die Alterung zumindest einer Komponente des Fahrzeuges und/oder NVH berücksichtigt wird/werden. Die Erfindung kann somit zum thermischen Schutz von thermisch belasteten Komponenten eingesetzt werden, insbesondere, um die Temperaturen von Komponenten oder Abgas durch Heiz- oder Kühlmaßnahmen in einem Soll-Temperaturbereich zu halten. Dadurch kann die Lebensdauer von Komponenten wesentlich erhöht werden.

[0035] Weiters sieht eine erfindungsgemäße Ausführungsvariante vor, dass Schritt b. so adaptiert wird, dass der Gesamtwert- oder die akkumulierten Werte der einzelnen verschiedenen zukünftigen Abgasemissionen - insbesondere CO, HC, NOx, NH3, CO2, Partikel - über die künftige Fahrstrecke minimiert werden.

[0036] Insbesondere bei einem Hybridfahrzeug mit zwei unterschiedlichen unabhängigen Antriebsquellen ist - gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen, dass in Schritt b. eine Verteilung der verfügbaren Antriebsquellen über die künftige Fahrstrecke festgelegt wird.

[0037] Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden also für die prädiktive Steuerung oder Regelung des Kraftfahrzeuges nicht nur energie- und kraftstoffrelevante, sondern auch emissionsrelevante Gesichtspunkte für die Auswahl von Betriebsstrategien für eine zu fahrende Fahrstrecke berücksichtigt.

[0038] Zudem umfasst die Erfindung eine prädiktive modellbasierte Temperaturberechnung des gesamten Abgasstranges, welche das Auskühlen bzw. das Unterschreiten einer unteren Betriebstemperatur der jeweiligen Komponenten der Abgasnachbehandlungseinrichtung verhindert. Hier werden unterschiedliche temperaturerhöhende Maßnahmen eingesetzt, die jeweils auf ihre Auswirkungen auf Temperaturerhöhung, Emissionseinfluss (z.B. CO2, CO, HC, NOx, NH3, Partikel) und Batteriekapazität für 12V bzw. 48V und höhere Spannungsniveaus bewertet werden. Hier werden folgende Einzelmaßnahmen differenziert:

* Maßnahmen aus nicht elektrifiziertem Antriebssystem (z.B. Brennkraftmaschine) die zu einer Erhöhung der Abgastemperatur führen, welche durch spezifische Heizmaßnahmen bzw. Warmhaltemaßnahmen durch die Kalibrierung gesetzt werden können. Dies umfasst bei Dieselmotoren den Einsatz einer Drossel (Ein und/oder Abgasseitig), angepasste Einspritzmuster, (späte Haupteinspritzung, angelagerte oder von der Haupteinspritzung beabstandete Nacheinspritzung), ungekühlte Hochdruck-Abgasrückführung, etc. Bei Ottomotoren können Heizmaßnahmen bzw. Warmhaltemaßnahmen beispielsweise durch Verstellung der Zündung/Motorlast (spätere Verbrennung), einer Verstellung der Einspritz-Strategie inkl. Kraftstoffdruck, der Motordrehzahl, der Nockenwellen, etc. realisiert werden.

* Maßnahmen im Abgasstrang oder im Saugrohr durch den Einsatz von elektrischen Heizelementen; diese können als direkt beheizten Systemen oder indirekt beheizten Systemen

ausgeführt werden. Des Weiteren kann ein Einspritzsystems oder Brennersystem eingesetzt werden, um durch freiwerdende Verbrennungsenergie eine Temperaturerhöhung des Abgases zu bewirken.

* Maßnahmen durch den Einsatz elektrischer Zusatzlasten, welche zur Lastpunktverschiebung des nicht elektrifizierten Antriebssystems genutzt werden. Dabei kann beispielsweise einer Brennkraftmaschine eine Zusatzlast durch eine elektrische Maschine aufgeprägt werden.

[0039] Jede der Maßnahmen kann für sich, oder in Kombination mit anderen Maßnahmen eingesetzt werden. Insbesondere können unterschiedliche Maßnahmen miteinander kombiniert werden, um ein Optimum aus den Anforderungen zu erhalten. Zum Beispiel kann eine Erhöhung der Substrattemperatur zumindest einer Abgasnachbehandlungseinrichtung um X °C angefordert werden, und als weitere Anforderungen eine Entleerung der Batterie um maximal 5% des Ladezustandes vorgegeben werden, wobei möglichst geringe zusätzliche Schadstoffemissionen freigesetzt werden sollen und der Kraftstoffverbrauch möglichst gering bleiben soll.

[0040] Das genannte Optimum ist somit abhängig von den derzeit erreichten Abgas-Emissionen am Endrohr und dem Kraftstoffverbrauch.

[0041] In einer besonders vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass nach Schritt c. oder d. für zumindest einen Streckenabschnitt der künftigen Fahrtstrecke ein Verlauf einer Soll-Enthalpie berechnet wird, um die Temperatur zumindest einer Komponente des Abgasnachbehandlungssystems in einem definierten Temperaturbereich zu halten, wobei vorzugsweise Schritt e. auf der Basis der berechneten Soll-Enthalpie durchgeführt wird. Die Auswahl zwischen verschiedenen Temperaturmaßnahmen erfolgt in Schritt e., eventuell unter Verwendung einer Optimierung unter Berücksichtigung eines Kompromisses zwischen Energieeffizienz, Energiekosten, kurzfristigen Emissionen (ist z.B. von Bedeutung, wenn sich das Fahrzeug in einer Null-Emissionszone mit Geofencing-Beschränkungen befindet, in welcher die Brennkraftmaschine nicht wieder gestartet werden darf), Gesamtemissionen, Umweltbelastung, Komponentenlebensdauer, Verschleiß, Fahrbarkeit und/oder NVH.

[0042] Wenn sich herausstellt, dass Emissionsgrenzwerte durch die resultierenden Gesamtemissionen über einen Abschnitt oder über die gesamte Fahrstrecke mit dem berechneten Betriebsprofil nicht einhaltbar sind oder energetisch zu teuer sind, können alternative oder ergänzende Ansätze in Betracht gezogen werden, wie z.B. die Wahl einer anderen Route oder Straße zum Zielort und/oder eine Anpassung oder Begrenzung des Geschwindigkeits- und Beschleunigungsprofils in kritischen Abschnitten der gefahrenen Strecke.

[0043] Die Erfindung erweitert also eine primär energie- oder kraftstoffminimierende prädiktive Antriebsstrangstrategie, beispielsweise eines nur verbrennungsmotorisch betriebenen Kraftfahrzeuges oder eines elektrisch und/oder verbrennungsmotorisch betriebenen Hybridfahrzeuges, um zusätzliche Schadstoffemissionskriterien.

[0044] Das Verfahren ist damit im Prinzip sowohl für Brennkraftmaschinen-basierte Kraftfahrzeuge mit Otto- oder Dieselmotoren, als auch für Hybridkraftfahrzeuge mit einer elektrischen Antriebsquelle und einer verbrennungsmotorischen Antriebsquelle anwendbar.

[0045] Wird das Kraftfahrzeug elektrisch angetrieben und in zumindest einem Betriebsbereich zumindest eine - vorzugsweise durch eine Brennkraftmaschine und/oder eine Brennstoffzelle gebildete - Hilfsenergiequelle zur Stromerzeugung betrieben, so ist in einer Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen, dass in Schritt b. ein Betriebsprofil für die zumindest eine Hilfsenergiequelle über die künftige Fahrstrecke festgelegt wird.

[0046] Zur Ausübung des Verfahrens ist erfindungsgemäß eine Vorrichtung zum prädiktiven Regeln eines Antriebssystems eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Hybridfahrzeuges, mit einem prädiktiven Steuerungssystem vorgesehen, welches

* eine Informationseinrichtung zum Bereitstellen von zumindest einer prädiktiven Information über die Fahrstrecke,

* eine Abschätzeinrichtung zum Abschätzung des gesamten Antriebsleistungsbedarfes auf der Basis der prädiktiven Information für die künftige Fahrstrecke,

* eine Optimiereinrichtung zum Berechnen zumindest eines optimierten Betriebsprofiles des Antriebssystems und/oder des Abgasnachbehandlungssystems über der künftigen Fahrstrecke,

* eine Vorhersageeinrichtung zum Vorhersagen von künftigen quasistationären Temperaturen und Emissionen des Antriebssystems und/oder des Abgasnachbehandlungssystems,

* eine Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln von kritischen Streckenabschnitten der Fahrstrecke, bei denen definierte Temperaturgrenzwerte und/oder Emissionsgrenzwerte des Antriebssystems und/oder des Abgasnachbehandlungssystems überschritten werden, und

* eine Adaptionseinrichtung zum Verändern zumindest eines Parameters des Betriebsprofiles des Antriebssystems und/oder des Abgasnachbehandlungssystems für zumindest einen ermittelten kritischen Streckenabschnitt und

* eine Antriebsregeleinrichtung zum Regeln des Antriebsstranges aufweist.

[0047] Die Erfindung wird im Folgenden an Hand der nicht einschränkenden Fig. näher erläutert. [0048] Darin zeigen [0049] Fig. 1 schematisch das erfindungsgemäße Verfahren in einem Blockschaubild und

[0050] Fig. 2 den zeitlichen Verlauf von Fahrzeuggeschwindigkeit, Temperatur von Komponenten des Abgassystems und Soll-Enthalpie während eines Testzyklus.

[0051] Das Verfahren dient zum prädiktiven Regeln eines Antriebssystems eines Kraftfahrzeuges, welches zumindest mit einer Brennkraftmaschine angetrieben wird. Das Verfahren kann auch zum prädiktiven Regeln eines Antriebssystems eines Hybridfahrzeuges eingesetzt werden, welches wahlweise von einer ersten Antriebsquelle und/oder einer zweiten Antriebsquelle angetrieben werden kann, wobei eine der beiden Antriebsquellen eine Brennkraftmaschine und die andere Antriebsquelle zumindest eine elektrische Maschine ist.

[0052] Zur Durchführung des Verfahrens ist eine Vorrichtung zum prädiktiven Regeln des Antriebssystems des Kraftfahrzeuges mit einem prädiktiven Steuerungssystem 10 vorgesehen, welches

* eine Informationseinrichtung 6 zum Bereitstellen von zumindest einer prädiktiven Information über die Fahrstrecke,

* eine Abschätzeinrichtung 1 zum Abschätzung des gesamten Antriebsleistungsbedarfes,

* eine Optimiereinrichtung 2 zum Berechnen von optimierten Geschwindigkeits- und Lastprofilen der Brennkraftmaschine über der künftigen Fahrstrecke,

* eine Vorhersageeinrichtung 3 zum Vorhersagen von künftigen quasistationären Temperaturen und Emissionen der Brennkraftmaschine und/oder des Abgasnachbehandlungssystems,

* eine Ermittlungseinrichtung 4 zum Ermitteln von kritischen Streckenabschnitten der Fahrstrecke, bei denen definierte Temperaturgrenzwerte und/oder Emissionsgrenzwerte der Brennkraftmaschine und/oder des Abgasnachbehandlungssystems überschritten werden, und

* eine Adaptionseinrichtung 5 zum Verändern der Geschwindigkeits- und Lastprofile der Brennkraftmaschine für ermittelte kritische Streckenabschnitte und

* eine Antriebsregeleinrichtung 7 zum Regeln des Antriebsstranges aufweist.

[0053] Wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist, werden im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens folgende Schritte durchgeführt:

[0054] Mittels der Informationseinrichtung 6 wird dem prädiktiven Steuerungssystem 10 in Schritt 6a zumindest eine prädiktive Information über die Fahrstrecke aus der Gruppe Fahrzeuggeschwindigkeit, Verkehrslage, Topografie, Emissionsgrenzwerte, Geofencing, Wetter- und Sichtverhältnisse bereitgestellt. Es werden also einige oder alle Informationen über die noch zu befahrende Fahrstrecke, insbesondere die zu erwartende Fahrzeuggeschwindigkeit, Verkehrslage,

Umgebungstemperatur, Luftfeuchtigkeit sowie zusätzliche externe Brennkraftmaschinen-Restriktionen oder Emissionsgrenzwerte (etwa durch Geofencing) zur Verfügung gestellt. Die Informationseinrichtung 6 erhält ihre Informationen auf der Basis von ADAS, V2X, V2l, V2V, Cloud Computing oder anderen ähnlichen externen Systemen. Das erwartete zukünftige Verhalten wird entsprechend den bekannten oder geschätzten tatsächlichen Eigenschaften (zum Beispiel sparsamer oder sportlicher Fahrweise) des aktuellen Fahrers des Kraftfahrzeugs angepasst.

[0055] Basierend auf diesen Informationen werden folgende Schritte durchgeführt:

a. Prädiktive Abschätzung des gesamten Antriebsleistungsbedarfes auf der Basis der prädiktiven Information für die künftige Fahrstrecke, mittels der Abschätzeinrichtung 1.

Dabei erfolgt eine Schätzung des zukünftigen Leistungsbedarfs des Radantriebs auf der Grundlage der zukünftigen Geschwindigkeits-, Straßenlast- und Hilfsleistungsbedarfsprofile (Heizung/Kühlung, Bordnetz usw.), die von der Informationseinrichtung 6 bereitgestellt werden, mit Anpassungen auf der Grundlage möglicher Eingaben aus Schritt e. sowie des aktuellen elektrischen Leistungsbedarfs von Fahrzeug/Fahrer (zum Beispiel Klimaanlage, Beleuchtung) und der zukünftigen Umgebungstemperatur, Luftfeuchtigkeit, Sichtverhältnisse (zum Beispiel Tag, Nacht, Nebel, usw.).

b. Ermitteln einer prädiktive Antriebssteuerungsstrategie: es werden optimierte - - vorzugSweise energieoptimierte - Geschwindigkeits- und Lastprofilen der Brennkraftmaschine über der Fahrstrecke, auf der Basis des in Schritt a. abgeschätzten Antriebsleistungsbedarfes, mittels der Optimiereinrichtung 2 berechnet.

Unter Verwendung des Antriebsleistungsbedarfs aus Schritt a. werden energieoptimierte Drehzahl- und Lastprofile der Brennkraftmaschine über die Strecke (zum Beispiel 5 km bis 100 km) berechnet, die auf internen Modellen des Fahrzeugs und des Antriebsstrangs basieren, einschließlich auf Modellen für Komponentengrenzen sowie Fahrbarkeit, Komponentenalterung, NVH usw. Im Fall eines Hybridfahrzeuges erfolgt durch eine prädiktive Hybridsteuerung eine energieoptimierte Antriebsleistungsaufteilung zwischen den Antriebsquellen. Im Falle eines konventionellen (rein Brennkraftmaschinenbasierten) Fahrzeugs erfolgt eine prädiktive Antriebssteuerung mit Brennkraftmaschinen-basierter Optimierung.

c. Vorhersagen von künftigen quasistationären Temperaturen und Emissionen der Brennkraft-

maschine und/oder des Abgasnachbehandlungssystems auf der Basis der in Schritt b. berechneten Geschwindigkeits- und Lastprofile über der künftigen Fahrstrecke, mittels der Vorhersageeinrichtung 3. Die Vorhersageeinrichtung 3 kann dazu ein Brennkraftmaschinen/AbgasnachbehandlungsTemperatur- und Emissionsmodell verwenden. Unter Verwendung der Drehzahl- und Lastprofile aus Schritt b. werden künftige quasistationäre Emissionen und Temperaturen der Brennkraftmaschine und des Abgasnachbehandlungssystems vorhergesagt, woraus sich künftige Temperatur(en) sowie Abgas- und Partikelemissionen des Abgasnachbehandlungssystems nach dem Katalysator ergeben (unter Berücksichtigung modellierter Abgasnachbehandlungssystem-Alterungseffekte, falls verfügbar).

d. Ermitteln von kritischen Streckenabschnitten der Fahrstrecke, bei denen definierte Temperaturgrenzwerte und/oder Emissionsgrenzwerte der Brennkraftmaschine und/oder des Abgasnachbehandlungssystems überschritten werden, auf der Basis der in Schritt c. vorhergesagten Temperaturen und Emissionen, mittels der Ermittlungseinrichtung 4. Unter Verwendung der geschätzten Temperatur- und Emissionsprofile aus Schritt c werden also kritische Streckenabschnitte ermittelt, in denen die Emissionen oder Temperaturen der Brennkraftmaschine und des Abgasnachbehandlungssystems wahrscheinlich vordefinierte oder kalibrierbare Grenzwerte überschreiten werden.

e. Verändern der Geschwindigkeits- und Lastprofile der Brennkraftmaschine für in Schritt d. ermittelte kritische Streckenabschnitte und Wiederholen der Schritte c. bis d. bis die definierten Temperatur- und/oder Emissionsgrenzen für alle Streckenabschnitte eingehalten werden, mittels der Adaptionseinrichtung 5.

Wenn kritische Abschnitte aus Schritt d. erwartet werden, wird die prädiktive Antriebssteuerungsstrategie aus Schritt b. zusammen mit der Abgasnachbehandlungs-Regelung angepasst. Insbesondere werden dadurch die Temperaturen der Brennkraftmaschine und des Abgasnachbehandlungssystems oder andere Regelvariablen in diesen Abschnitten auf die energetisch effizienteste Weise angepasst, um die verschiedenen zukünftigen Abgasemissionen (z.B. CO, HC, NOx, NH3, CO2, Partikel) auf die erforderlichen Gesamt- oder akkumulierten Werte über die erwartete gefahrene Strecke zu minimieren.

[0056] Wie durch die Schleife | angedeutet ist, werden die Schritte a. bis e. solange wiederholt, bis die definierten oder kalibrierten Temperaturgrenzwerte und/oder Emissionsgrenzwerte eingehalten werden.

[0057] Wenn die vordefinierten oder kalibrierbaren Temperatur- und/oder Emissionsgrenzen für alle Streckenabschnitte eingehalten werden, wird in Schritt 7a auf der Basis des optimierten und adaptierten und auf iterativem Wege gewonnenen Geschwindigkeits- und Lastprofiles für die zu befahrenden Fahrstreckenabschnitte der Fahrstrecke eine Antriebsanforderung an die Antriebsregeleinrichtung 7 gesendet und das Antriebssystem des Kraftfahrzeuges entsprechend der Antriebsanforderung angesteuert.

[0058] Der Gesamtansatz des erfindungsgemäßen Verfahrens stützt sich auf Modelle (z.B. physikalische, empirische, heuristische) des Kraftfahrzeugs und des Antriebsstrangs sowie auf die zukünftigen Straßen-, Verkehrs- und Umweltbedingungen, um die prädiktive Antriebssteuerungsstrategie oder prädiktive Hybridbetriebsstrategie zusammen mit den emissionsabhängigen "Temperatureingriffen" und anderen Kontrollvariablen zu optimieren. Als Beispiel werden diese Modelle verwendet, um zu entscheiden, ob eine elektrische Aufheizung des Katalysators und anderer Komponenten des Abgasnachbehandlungssystems vermieden werden kann. Ein elektrisches Aufheizen kann beispielsweise vermieden werden, wenn stattdessen die Brennkraftmaschinen länger oder mit höherer Last betrieben wird, während gleichzeitig die Batterie geladen wird. Weiters kann entschieden werde, das Abgasnachbehandlungssystem einfach langsam abkühlen zu lassen, wenn die Fahrt fast beendet ist und niedrige Leistungsanforderungen zu erwarten sind. Der vorgeschlagene Ansatz kann auch Einschränkungen durch Geofencing berücksichtigen, z.B. Einschränkungen der Brennkraftmaschinen-Nutzung in Städten.

[0059] Der vorgeschlagene Ansatz berücksichtigt das gesamte Abgasnachbehandlungssystem, einschließlich Abgasrückführung, Katalysator, Partikelfilter, SCR-Katalysator usw. Die Art des Abgasnachbehandlungssystems bestimmt zusammen mit der Antriebsstrangtopologie, welche Temperatureingriffe möglich sind.

[0060] Neben der Verbesserung der Emissionen kann das vorgestellte Verfahren zusätzlich dazu beitragen, die Brennkraftmaschine und das Abgasnachbehandlungssystem besser vor (plötzlich) hohen Temperaturen zu schützen, was die Lebensdauer und Leistungskonstanz der Komponenten verbessert.

[0061] Das vorgeschlagene Verfahren kann sowohl auf Hybridfahrzeuge, als auch auf konventionelle rein brennkraftmaschinen-basierte Fahrzeuge angewendet werden. Die verfügbaren Temperatur-Interventionsmethoden würden dann entsprechend angepasst werden und könnten z.B. eine geringere Leistung, vielleicht sogar eine 12V-Heizung von isolierten Katalysatoren beinhalten.

[0062] Weiters kann das erfindungsgemäße Verfahren mit einer vorausschauenden oder vorbereitenden Steuerung von zumindest einer elektrischen Maschine und Batterie kombiniert werden, um plötzliche Transienten im Hinblick auf das Management von Gas- und Partikelemissionen besser zu beherrschen. Zum Beispiel kann in Abhängigkeit des Ladezustandes der Batterie eine plötzliche Drehmomentanforderung des Fahrers zuerst durch die elektrische Maschine erfüllt werden, bevor die Brennkraftmaschine allmählich die Führung übernimmt.

[0063] In Fig. 2 ist exemplarisch ein Fahrzyklus für ein Kraftfahrzeug dargestellt, wobei der Verlauf der Fahrzeuggeschwindigkeit mit v bezeichnet ist Die Soll-Enthalpie Hat, welche notwendig ist, um die Temperatur Te der Komponenten EAS1, EAS2, EAS3 des Abgasnachbehandlungs-

systems in einem definierten Temperaturbereich zu halten, ist über der Zeit t aufgetragen.

[0064] In der Startphase ST wird keine Soll-Enthalpie Ht vorgegeben, da die Aufheizphase durch die elektronische Kontrolleinheit ECU gesteuert wird.

[0065] Nachdem die Startphase ST abgeschlossen ist, liegt der Fokus am Temperieren von Komponenten EAS1, EAS2, EAS3 des Abgasnachbehandlungssystems. Dazu ergibt sich eine Heizanforderung Rh, wenn die Soll-Enthalpie Ht positiv ist und eine theoretische Kühlanforderung Rc, wenn die notwendige Enthalpie Ht negativ ist.

[0066] Zusätzlich wird im Hintergrund ein zukünftiger Temperaturverlauf basierend auf den aktuellen Betriebszustand berechnet und dazu ein kritischer Zeitpunkt ermittelt, an dem ein Unterschreiten einer Zieltemperatur prognostiziert wird.

[0067] Die finale Warmhalteanforderung und notwendige Energiemenge werden durch die notwendige positive Soll-Enthalpie Ht und den kritischen Zeitpunkt bestimmt.

[0068] Exemplarisch ist hier der Einsatz eines elektrisch beheizten Katalysators ECAT gezeigt, wobei die normierte Heizleistung mit P_ECAT bezeichnet ist. Die Warmhaltemaßnahme kann aber auch andere unterschiedliche Enthalpie-steigernde Maßnahmen, wie beispielsweise Kraftstoffeinspritzung, Anderung der Brennkraftmaschinen-Kalibrierung, Lastpunkt-Anhebung durch Aktivieren von zusätzlichen Verbrauchern und/oder Elektromotoren, umfassen. Diese Maßnahmen können einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden.

[0069] Kühlanforderungen können durch Lastreduktion und/oder durch Kühleinrichtungen erfüllt werden.

Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Verfahren zum prädiktiven Regeln eines Antriebssystems eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Hybridfahrzeuges, wobei zumindest eine prädiktive Information über die Fahrstrecke aus der Gruppe Fahrzeuggeschwindigkeit, Verkehrslage, Topografie, Emissionsbeschränkungen, Geofencing-Bedingungen, Wetter- und Sichtverhältnisse bereitgestellt wird, wobei vorzugsweise eine vorrauschauende Antriebsstrangstrategie verwendet wird, mit den folgenden Schritten:

   a. Abschätzung des gesamten Antriebsleistungsbedarfes auf der Basis der prädiktiven Information für die künftige Fahrstrecke,

   b. Berechnen zumindest eines Parameters zumindest eines optimierten Betriebsprofiles des Antriebssystems und/oder zumindest eines Betriebsprofiles eines Abgasnachbehandlungssystems über der künftigen Fahrstrecke, auf der Basis des in Schritt a. abgeschätzten Antriebsleistungsbedarfes,

   c. Vorhersagen von künftigen quasistationären Temperaturen und Emissionen des Antriebssystems und/oder des Abgasnachbehandlungssystems auf der Basis des in Schritt b. berechneten Betriebsprofiles über der künftigen Fahrstrecke.

   d. Ermitteln zumindest eines kritischen Streckenabschnittes der künftigen Fahrstrecke, bei denen definierte Temperaturgrenzwerte und/oder Emissionsgrenzwerte des Antriebssystems, und/oder Temperaturgrenzwerte des Abgasnachbehandlungssystems überschritten oder unterschritten werden, auf der Basis der in Schritt c. vorhergesagten Temperaturen und Emissionen.

   e. Adaptieren zumindest eines Parameters des Betriebsprofiles des Antriebssystems und/oder des Abgasnachbehandlungssystems für zumindest einen in Schritt d. ermittelten kritischen Streckenabschnitt, so dass die definierten Temperaturgrenzwerte und/oder Emissionsgrenzwerte erfüllt werden,

   wobei vorzugsweise die Schritte a. bis e. wiederholt werden, bis die definierten Temperaturund/oder Emissionsgrenzen für alle Streckenabschnitte eingehalten werden.

   2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte a. bis e. zumindest einmal wiederholt werden, insbesondere wenn sich zumindest eine prädiktive Information ändert.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Basis des optimierten - und vorzugsweise adaptierten - Betriebsprofiles das Antriebssystem des Kraftfahrzeuges gesteuert oder geregelt wird.

   4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die prädiktiven Informationen auf der Basis von ADAS, V2X, V2l, V2V und/oder Cloud Computing zur Verfügung gestellt werden.

   5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt a. ein aktuelles Fahrerprofil berücksichtigt wird.

   6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt a. ein aktueller elektrischer Leistungsbedarf mitberücksichtigt wird.

   7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt a. prädiktive Wetterdaten, vorzugsweise zukünftige Umgebungstemperaturen, zukünftige Luftfeuchtigkeit und/oder zukünftige Sichtverhältnisse, auf der zu fahrenden Fahrstrecke mitberücksichtigt werden.

   8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt b. unter Verwendung von Modellen des Fahrzeuges und/oder des Antriebsstranges ausgeführt wird, wobei vorzugsweise Komponentengrenzen, Fahrbarkeit, Komponentenalterung und/oder NVH berücksichtigt wird/werden.

   10. 11. 12. 13.

   14. 15.

   16.

   17.

   18.

   19.

   20.

   Österreichisches AT 524 043 B1 2022-02-15

   Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug zumindest eine Brennkraftmaschine aufweist, wobei vorzugsweise Schritt b. Brennkraftmaschinen-optimiert durchgeführt wird.

   Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt c. künftige Temperaturen und Abgas- sowie Partikelemissionen stromabwärts zumindest einer Abgasnachbehandlungseinrichtung (EAS1, EAS2, EAS3) des Abgasnachbehandlungssystems ermittelt werden, wobei vorzugsweise zumindest eine Komponentengrenze, die Fahrbarkeit des Fahrzeuges, die Alterung zumindest einer Komponente des Fahrzeuges und/oder NVH berücksichtigt wird/werden.

   Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt b. so adaptiert wird, dass die Gesamt- oder akkumulierten Werte der verschiedenen zukünftigen Abgasemissionen, vorzugsweise CO, HC, NOx, NH3, CO?2 und/oder Partikel - über die künftige Fahrstrecke minimiert werden.

   Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Kraftfahrzeug in einem ersten Betriebsbereich mit einer ersten Antriebsquelle und in einem zweiten Betriebsbereich mit einer zweiten Antriebsquelle angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b. eine Verteilung der verfügbaren Antriebsquellen über die künftige Fahrstrecke festgelegt wird.

   Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Kraftfahrzeug elektrisch angetrieben wird und in zumindest einem Betriebsbereich zumindest eine - vorzugsweise durch eine Brennkraftmaschine und/oder eine Brennstoffzelle gebildete - Hilfsenergiequelle zur Stromerzeugung betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b. ein Betriebsprofil für die zumindest eine Hilfsenergiequelle über die künftige Fahrstrecke festgelegt wird.

   Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Parameters des Betriebsprofiles des Antriebssystems durch eine Drehzahl, eine Last, einen Zündparameter und/oder durch einen Einspritzparameter einer Antriebsquelle und/oder durch einen Gangwahlbefehl eines Schaltgetriebes gebildet wird.

   Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Parameter des Betriebsprofiles des Abgasnachbehandlungssystems durch eine Temperatur zumindest einer Komponente des Abgasnachbehandlungssystems und/oder einen Steuerungsbefehl für eine elektrische Heizung und/oder Kühlung des Abgasnachbehandlungssystems gebildet wird.

   Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Optimierung in Schritt b in Bezug auf Energieeffizienz, Energiekosten, Umweltbelastung, Komponentenlebensdauer, Verschleiß, Fahrbarkeit und/oder NVH durchgeführt wird.

   Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass nach Schritt c. oder d. für zumindest einen Streckenabschnitt der künftigen Fahrtstrecke ein Verlauf einer Soll-Enthalpie (Ht) berechnet wird, um die Temperatur (Te) zumindest einer Komponente (EAS1, EAS2, EAS3) des Abgasnachbehandlungssystems in einem definierten Temperaturbereich zu halten.

   Verfahren nach Anspruch 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt e. auf der Basis der berechneten Soll-Enthalpie (Ht) durchgeführt wird.

   Verfahren nach Anspruch 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Adaption in Schritt e. auf einer Optimierung unter Berücksichtigung eines Kompromisses zwischen Energieeffizienz, Energiekosten, kurzfristigen Emissionen, Gesamtemissionen, Umweltbelastung, Komponentenlebensdauer, Verschleiß, Fahrbarkeit und/oder NVH basiert.

   Verfahren nach Anspruch 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein alternativer oder ergänzender Ansatz in Betracht gezogen wird, wenn die Einhaltung der Emissionsgrenzwerte durch die resultierenden Gesamtemissionen über einen Abschnitt oder über die gesamte Fahrstrecke nicht durchführbar oder energetisch zu teuer sind, wobei vorzugs-

   weise der alternative oder ergänzende Ansatz durch eine Wahl einer alternativen Strecke oder Straße zum Zielort und/oder eine Anpassung oder Begrenzung eines Geschwindigkeits- und Beschleunigungsprofils in kritischen Abschnitten der gefahrenen Strecke gebildet wird.

   21. Vorrichtung zum prädiktiven Regeln eines Antriebssystems eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Hybridfahrzeuges, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 20, mit einem prädiktiven Steuerungssystem (10), welches

   * eine Informationseinrichtung (6) zum Bereitstellen von zumindest einer prädiktiven Information über die Fahrstrecke,

   * eine Abschätzeinrichtung (1) zum Abschätzung des gesamten Antriebsleistungsbedarfes auf der Basis der prädiktiven Information für die künftige Fahrstrecke,

   * eine Optimiereinrichtung (2) zum Berechnen zumindest eines optimierten Betriebsprofiles des Antriebssystems und/oder des Abgasnachbehandlungssystems über der künftigen Fahrstrecke,

   * eine Vorhersageeinrichtung (3) zum Vorhersagen von künftigen quasistationären Temperaturen und Emissionen des Antriebssystems und/oder des Abgasnachbehandlungssystems,

   * eine Ermittlungseinrichtung (4) zum Ermitteln von kritischen Streckenabschnitten der Fahrstrecke, bei denen definierte Temperaturgrenzwerte und/oder Emissionsgrenzwerte des Antriebssystems und/oder des Abgasnachbehandlungssystems überschritten werden, und

   * eine Adaptionseinrichtung (5) zum Verändern zumindest eines Parameters des Betriebsprofiles des Antriebssystems und/oder des Abgasnachbehandlungssystems für zumindest einen ermittelten kritischen Streckenabschnitt und

   * eine Antriebsregeleinrichtung (7) zum Regeln des Antriebssystems des Kraftfahrzeuges

   aufweist.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen