DE10129149B4

DE10129149B4 - Verfahren zur Optimierung der Kraftübertragung eines Motors auf die Antriebsräder eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE10129149B4
Application number: DE10129149.3A
Authority: DE
Inventors: Dr. Fiess Reinhold; Dr. Loeffler Juergen; Philippe Schweizer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-07-06
Filing date: 2001-06-16
Publication date: 2022-07-28
Anticipated expiration: 2021-06-17
Also published as: ITMI20011359A1; ITMI20011359A0; FR2811271B1; FR2811271A1; JP2002122221A; DE10129149A1

Abstract

Verfahren zur Optimierung der Kraftübertragung eines Motors auf die Antriebsräder eines Fahrzeugs mittels eines Getriebes, wobei ein Navigationssystem (10) Daten für die momentane Position des Fahrzeugs sowie Daten von der zu befahrenden vorausliegenden Fahrbahn an ein Steuergerät (21) zur Motor- und/oder Getriebesteuerung liefert, und wobei das Steuergerät (21) in einem Antriebstrang-Management (60) aus den Positions- und Straßendaten Sollwerte für die Motor- und/oder Getriebesteuerung berechnet, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (21) zur Optimierung des Fahrverhaltens oder des Kraftstoffverbrauchs einen IPS-Block (20) bildet, in dem die empfangenen Daten aufbereitet werden, wobei IPS für Intelligent Predictive System - intelligentes Vorhersagesystem - steht, dass mittels einer IPS-Prädiktion (50) aus den aufbereiteten Daten Informationen über die vorausliegende Fahrstrecke ermittelt und für das Antriebstrang-Management (60) berechnet werden, dass daraus das Antriebstrang-Management (60) optimierte Steuerbefehle für die Getriebe- und /oder Motorsteuerung ausgibt, dass das Steuergerät (21) wenigstens eine Schnittstelle (31, 32) aufweist, an die das Navigationssystem (10) und/oder ein Emfangsgerät für Telematikdienste (30) angeschlossen sind, dass die Informationen über die vorausliegende Fahrstrecke Attribute der Fahrbahn und ihrer Umgebung beinhalten, dass diese Attribute in einer digitalisierten Karte (40) gespeichert sind, wobei durch die implementierten Straßenkartendaten sowohl eine Motorleistung als auch ein Übersetzungsverhältnis so gewählt werden, dass sowohl das Fahrverhalten als auch der Kraftstoffverbrauch optimiert werden, und dass das Antriebstrang-Management (60) zur Bestimmung der Sollwerte die Krümmungs-, Steigungs- und Attributsinformationen zu verschiedenen PrädiktionsEntfernungen (E1,E2...En) heranzieht.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Optimierung der Kraftübertragung eines Motors auf die Antriebsräder eines Fahrzeugs nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon bekannt, das von einem Motor gelieferte Drehmoment mittels eines Schalt- oder Automatikgetriebes auf die Antriebsräder des Fahrzeugs zu übertragen. Dabei wird in der Regel versucht, das Übersetzungsverhältnis des Getriebes so zu wählen, dass der Motor in seinem optimalen Leistungsbereich arbeitet. Darüber hinaus ist aus der EP 0 745 965 A1 ein System bekannt, das ein sicheres Fahren unterstützt. Bei diesem System werden auch gespeicherte Daten einer Straßenkarte unter Berücksichtigung der momentanen Fahrzeugposition verwendet und aus diesen Daten ein maximales Drehmoment des Antriebsmotors sowie eine entsprechende Gangposition des Getriebes vorgegeben, um ein möglichst sicheres Fahren zu gewährleisten. Dabei werden beispielsweise größere Häuserkomplexe, Schulzonen oder Fußgängerzonen berücksichtigt, in denen besonders vorsichtig gefahren werden muß, um Risiken mit Fußgängern zu vermeiden. Unter diesen Bedingungen ist ein optimales Fahrverhalten des Fahrzeugs oder eine Minimierung des Kraftstoffverbrauchs kaum möglich.
EP 0 874 149 A2 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeugs, bei dem ein Steuerungsbeitrag zur Gewährleistung der Sicherheit des Fahrzeugs und der Steuerungsbeitrag zum Erreichen eines vom Fahrer des Fahrzeugs beabsichtigten Zustands so geschaltet werden, dass ein Schock aufgrund der Änderung des vom Antriebsstrang erzeugten Drehmoments reduziert wird, wodurch gleichzeitig sowohl Sicherheit als auch Manövrierfähigkeit erreicht werden. Ein erster Zielwert wird für die Steuerung des Antriebsdrehmoments, der Antriebskraft und der Beschleunigungs-/Verzögerungsrate festgelegt, wobei mindestens eines der Elemente ausgewählt wird. Ein zweiter Zielwert wird in Abhängigkeit von der vom Fahrer beabsichtigten Fahrweise oder der Fahrumgebung vor dem Fahrzeug berechnet. Wenn zwischen dem ersten Zielwert und dem zweiten Zielwert eine Abweichung entsteht, die einen vorgegebenen Wert überschreitet, werden die Schwankungen des Antriebsmoments, der Antriebskraft und/oder der Beschleunigungs-/Verzögerungsrate unterdrückt.
US 5 832 396 A offenbart ein Hybridfahrzeug, das in der Lage ist, eine Batterie effizient zu regenerieren, wenn die Fahrstrecke vorher festgelegt wurde, und einen Abgasausstoß zu verringern. Ein Steuergerät berechnet eine gespeicherte Batterierestladung aus dem Ausgangssignal eines Batteriesensors, setzt einen Zielwert für die Batterierestladung in Übereinstimmung mit Straßeninformationen und Informationen über den gegenwärtigen Standort des Fahrzeugs, die von einem Navigationsprozessor empfangen werden, und stellt die Ausgangssignale eines Motors und eines Verbrennungsmotors ein, um zu bewirken, dass sich die tatsächliche Batterierestladung dem Zielwert nähert.
DE 195 28 183 A1 offenbart ein Fahrzeuggerät zur Auswertung von empfangenen Positionssignalen von wenigstens einem außerhalb eines Fahrzeuges befindlichen Sender, das aus nachfolgend ermittelten Positionsdaten diverse Bewegungsparameter des Fahrzeugs bestimmt. Diese Bewegungsparameter, beispielsweise die Fahrgeschwindigkeit, Beschleunigung, Änderung von Dreh- und Richtungswinkeln werden zur Steuerung von Vorrichtungen für das Fahrzeug oder den Motor verwendet. Beispielsweise kann aus dem ermittelten Geschwindigkeitssignal ein ABS-Bremssystem oder ein Fahrgeschwindigkeitsbegrenzer gesteuert werden. Alternativ lassen sich die Bewegungsparameter auf einer Anzeige ausgeben.
EP 0 875 878 A2 zeigt ein System zur Bereitstellung von Karteninformationen. Ziel ist es, ein Server/Client-artiges System zur Bereitstellung von Karteninformationen zu realisieren, das in der Lage ist, detaillierte, weitreichende kartenbezogene Informationen über Telekommunikation zu geringen Kosten bereitzustellen, und eine Serverseite ist mit Datenbanken versehen, die die kartenbezogenen Informationen speichern. Wenn Positionsinformationen von einer mobilen Endgeräteseite mitgeteilt werden, führt ein Verarbeitungsteil eine Routensuche durch, die sich auf Kartendaten in der Kartendatenbank auf der Grundlage der Positionsinformationen bezieht. Der Verarbeitungsteil extrahiert dann Informationen, die sich auf die erhaltene Route beziehen (routenbezogene Informationen), aus den Datenbanken, um die Informationen mit der Route an die Seite des mobilen Endgeräts zu übertragen. Da das mobile Endgerät nur die Informationen benötigt, die in engem Zusammenhang mit der Route in den kartenbezogenen Informationen stehen, werden nur die routenbezogenen Informationen übertragen, wodurch die Menge der zu übertragenden Informationen im Vergleich zu derjenigen reduziert wird, wenn die kartenbezogenen Informationen so heruntergeladen werden, wie sie sind, und infolgedessen ist es möglich, detaillierte, weitreichende kartenbezogene Informationen über die Telekommunikation zu niedrigen Kosten bereitzustellen.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat dem gegenüber den Vorteil, dass durch die implementierten Straßenkartendaten sowohl die Motorleistung als auch das Übersetzungsverhältnis so gewählt werden, dass sowohl das Fahrverhalten des Fahrzeugs als auch der Kraftstoffverbrauch optimiert werden. Dabei werden insbesondere Informationen über den Verlauf der vorausliegenden Fahrbahn verarbeitet und aus diesen Daten entsprechende Sollwerte für die Motor-/ und Getriebesteuerung vorgegeben.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren weist das Steuergerät wenigstens eine Schnittstelle auf, an die das Navigationssystem und/oder ein Empfangsgerät für Telematikdienste angeschlossen ist. So kann nicht nur die aktuelle Straßensituation erfaßt werden, sondern auch die Verkehrsdichte und daraus gegebenenfalls resultierende Gefahren.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren enthalten zur Optimierung die Informationen über die vorausliegende Fahrstrecke Attribute der Fahrbahn und ihre Umgebung, wie der Fahrbahnklasse, deren Art, Krümmung und/oder die Steigung. So kann beispielsweise bei einer bevorstehenden stärkeren Steigung der Fahrbahn rechtzeitig auf einen niederen Gang herunter-geschaltet werden, um den Motor weiterhin im optimalen Leistungsbereich zu halten.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich.
Als günstig wird auch angesehen, dass die Informationen in einem standardisierten Datenformat übertragen werden. Durch die Benutzung eines standardisierten Datenformats ist eine breite Anwendung möglich. Dadurch werden Anpassungsprobleme bei der Übertragung der Informationen vorteilhaft vermieden.
Der Block IPS-Applikation wird vorteilhaft verwendet, um die prädizierten Daten für die weitere Nutzung im Antriebsstrang- Management aufzubereiten. Diese Aufbereitung erfolgt sowohl für die Beeinflussung der Ermittlung des Soll- Gangs als auch für die Beeinflussung der Schaltverhinderungen.
Eine günstige Lösung stellt auch dar, die Schnittstellen zu den Steuergeräten mit einem CAN-Bus (Computer Area Network) auszubilden. Dieses Bussystem wird bereits für viele Steuerzwecke im Kraftfahrzeug eingesetzt.
Als besonders vorteilhaft wird auch angesehen, dass zur Bestimmung der vorzugebenden Sollwerte die Informationen und Daten zu mehreren Prädiktionsentfernungen im Vorraus berechnet werden. So kann durch rechtzeitige Reaktion der Steuerung ein komfortables Fahrverhalten des Fahrzeugs erreicht werden.
Weiterhin ist günstig, die Informationen in Form von Datenpaketen über den Bus zu übertragen. Diese Datenpakete können in äquidistanten Zeitabschnitten oder in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit übermittelt werden.
Figurenliste

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. 1 zeigt ein Blockschaltbild, 2 zeigt eine Fahrbahn, auf dem sich das Fahrzeug bewegt, 3 zeigt ein Blockschaltbild für die IPS-Applikation und 4 zeigt ein Auswerteverfahren zur Ermittlung eines Superparameters durch einen Zustandsautomaten.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Im Mittelpunkt der Erfindung steht ein Verfahren zur Nutzung von Informationen eines IPS- Systems (Intelligent Prediktive System) für das optimierte Antriebstrang- Management. Dieses Steuerungsverfahren umfaßt die Verwendung geeigneter Schnittstellen zum Datenaustausch sowie Rechenverfahren zur Verarbeitung der IPS-Daten, mit denen das System zum Antriebstrang- Management beeinflußt wird.
Grundlage für das Verfahren ist ein Blockschaltbild gemäß der 1, bei dem ein Steuergerät 21 mit Schnittstellen 31, 32, 34 ausgebildet ist. Das Steuergerät 21 weist einen IPS-Kern 20 auf, der mit einem Navigationssystem 10 über die Schnittstelle 31 verbunden ist. Das Navigationssystem 10 liefert insbesondere Daten über die aktuelle Fahrzeugposition und Informationen über die vorgesehene Fahrzeugroute. Navigationssysteme 10 sind per se bekannt und müssen daher nicht näher erläutert werden. Der IPS-Kern 20 ist über eine Schnittstelle 32 mit einem Speicher für eine digitale Karte 40 verbunden, die Kartendaten insbesondere mit einem standardisierten Datenformat enthält. Dieses kann beisspielsweise im GDF-Format (geographic data file) erfolgen. Der Zugriff auf die geographischen Karten-Datenbasis kann alternativ auch über das Navigationssystem 10 erfolgen. Des weiteren besteht die Möglichkeit, dass der IPS-Kern 20 über eine Schnittstelle 32 mit einem Empfangsgerät für Telematik-Dienste 30 in Verbindung steht, das beispielsweise Informationen über Staus, Baustellen, Wetterbedingungen wie Glatteis usw. auf der vorgesehenen Fahrstrecke liefern kann.
Ausgangsseitig ist er IPS-Kern 20 mit einem Block IPS-Prädiktion 50 verbunden. Dieser ermittelt auf der Basis der vom IPS-Kern 20 gelieferten Daten Informationen über die vorausliegende Fahrstrecke. Die vom Block 20 an Block 50 gelieferten Daten umfassen die aktuelle Fahrzeugposition und eine Beschreibung der voraus liegenden Fahrstrecke, beispielsweise durch sogenannte Checkpoints E1, E2, E3, E4, E5, .....EN und durch Attribute, die Eigenschaften der Fahrbahn und ihre Umgebung beschreiben. Attribute kennzeichnen insbesondere die Fahrbahn- Klasse wie Landstraße, Autobahn, Nebenstraße, Allee, Fußgängerzone usw. und die Fahrbahn- Form wie Hauptstraße, Platz, Kreisverkehr Parkplatz usw. Die Attribute sind vorzugsweise Datenformat GDF innerhalb der geographischen Karten- Datenbasis 40 definiert. Es sind aber auch andere geeignete Datenformate verwendbar.
Der Block IPS-Prädiktion 50 liefert somit gemäß der 1 dem Antriebstrang-Management 60 Informationen über die vorausliegende Fahrstrecke, die sogenannten prädizierten Daten.
Das Antriebstrang- Management 60 umfaßt den Block IPS-Aplikation 61, der die vom Block 50 gelieferten Daten aufbereitet. Das Antriebstrang- Management 60 steuert beispielsweise eine über die Schnittstelle 34 angeschlossene Motorsteuerung 70, eine Kupplungssteuerung 80 und/oder eine Getriebesteuerung 90 durch Vorgabe von geeigneten Sollwerten. So wird der Motorsteuerung 70 u.a. ein Soll-Drehmoment vorgegeben, der Kupplungsteuerung 80 wird eine Soll- Kupplungseinstellung und der Getriebesteuerung 90 ein Soll- Gang oder eine Soll- Übersetzung vorgegeben. Die Kupplungsteuerung kann alternativ auch als Steuerung eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers ausgeführt sein, die von entsprechenden Steuerbefehlen gesteuert wird.
Für die Hardware- Realisierung zum Anschluß der Steuergeräte können geeignete Schnittstellen 34 vorgesehen sein, wie sie beispielsweise schon als CAN-Bus (Computer area network) bekannt sind. Die Realisierung des Systems kann vorteilhaft durch folgende Funktionalität beschrieben werden:
In einer Ausführungsform sind beispielweise je ein Steuergerät für ein Navigationssystem, ein IPS-System und ein Antriebstrang- Management vorsehbar. Alternativ ist vorsehbar, mehrere Steuergeräte zusammenzufassen und nur das Navigationssystem, das weiterhin die Funktionalität des IPS-Kerns 20 umfaßt, und ein Steuergerät, dass das Antriebstrang-Management 60 realisiert, vorzusehen. Die Funktionalität der IPS-Prädiktion 50 kann in dieser Variante sowohl von dem Steuergerät des Navigationssystems als auch von dem des Antriebsstrang-Managements 60 realisiert werden.
2 zeigt einen typischen Straßenverlauf in schematischer Darstellung, auf dem ein Fahrzeug F an einer Position E0 dargestellt ist. In einer Entfernung E1 in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug F weist die Fahrbahn eine Krümmung und eine bestimmte Steigung auf. Zum Punkt E1 können auch weitere Attribute beispielsweise über die Straßenart, Straßenbreite, Anzahl der Fahrbahnen usw. abgespeichert sein. Entsprechend werden in Fahrtrichtung in einer Entfernung E2 vor dem Fahrzeug ebenfalls die Informationen und Daten der Straße mit ihren Attributen definiert. Diese Daten werden in der Regel durch das Navigationssystem 10 an den Block IPS-Prädiktion 50 geliefert. Ebenso enthalten die Punkte in den PrädiktionsEntfernungen E3, E4, E5 ...En entsprechende Daten, so dass das Antriebstrang-Management 60 auf Grund dieser Daten optimale Sollwerte im Bezug auf den Fahrkomfort, die Sicherheit, den Energieverbrauch und/oder Umweltschutzgründen berechnen kann. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden nun Krümmungs- , Steigungs- und Attribut- Informationen zu den einzelnen Prädiktions- Entfernungen auf der vorausliegenden Fahrstrecke für die Beeinflussung des Antriebstrang-Managements herangezogen. Dabei ist besonders vorteilhaft, wenn diese Informationen in Datenpaketen beispielsweise über den CAN-Bus übermittelt werden. In der Praxis kann solch ein Datenpaket K zur Übermittlung der Krümmungsinformationen wie folgt aussehen:

Statusinformation
Fahrbahnkrümmung in Entfernung E1
Fahrbahnkrümmung in Entfernung E2
Fahrbahnkrümmung in Entfernung E3
Fahrbahnkrümmung in Entfernung E4
Fahrbahnkrümmung in Entfernung E5
Fahrbahnkrümmung in Entfernung En.

Ein entsprechendes Datenpaket S kann für Steigungsinformationen vorgesehen werden:

Statusinformation
Fahrbahnsteigung in Entfernung E1
Fahrbahnsteigung in Entfernung E2
Fahrbahnsteigung in Entfernung E3
Fahrbahnsteigung in Entfernung E4
Fahrbahnsteigung in Entfernung E5
Fahrbahnsteigung in Entfernung En.

Für Attribut- Informationen kann analog ein Datenpaket A vorgesehen sein:

Statusinformation
Fahrbahn- Attribute in Entfernung E1
Fahrbahn- Attribute in Entfernung E2
Fahrbahn- Attribute in Entfernung E3
Fahrbahn- Attribute in Entfernung E4
Fahrbahn- Attribute in Entfernung E5
Fahrbahn- Attribute in Entfernung En.

Reichen die Datenfelder im Datenpaket A zur Übermittlung der Attribut- Informationen nicht aus, können weitere Datenpakete A', A'' etc. vorgesehen werden. Ebenso kann für die Datenpakete S und K durch Verwendung weiterer Datenpakete S', S'' ...K', K'' vorgegangen werden.
Das Datenfeld ‚Statusinformation‘ gibt jeweils an, welche Qualität die folgenden Informationen haben und codiert die Entfernungen E1...E'n, zu denen die Fahrbahninformationen prädiziert werden, beispielsweise 50m, 100m, 150m, 200m, 300m, 400m, 500m.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Schnittstellen zwischen dem Modul IPS-Prädiktion 50 und dem Antriebstrang- Management 60 übermittelt das Modul 50 Informationen über die Entfernung in Fahrtrichtung, zu der eine vorgebbare Fahrbahnkrümmung, eine vorgebbare FahrbahnSteigung und/oder vorgebbare Fahrbahn- Attribute erreicht werden. So kann z.B. die Entfernung zur nächsten Kreuzung angegeben werden oder die Entfernung zur nächsten Kurve, die eine bestimmte Krümmung überschreitet.
Es ist vorgesehen, die Datenpakete K, S und A in einem äquidistanten Zeitraster zu versenden. Die Entfernungen E1...En können in dem Modul IPS-Prädiktion 50 fest appliziert sein. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, diese in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit zu verändern. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sendet das Antriebsstrang- Management 60 Steuerinformationen an den Block IPS-Prädiktion 50, der die Festlegung der PrädiktionsEntfernungen beeinflußt.
Auch ist bei der Schnittstelle zwischen IPS-Prädiktion 50 und im Antriebstrang- Mamagement 60 vorsehbar, dass der Block IPS-Prädiktion 50 die Prädiktions- Entfernungen automatisch variiert und für jede festgestellte FahrzeugPosition eine Folge entsprechender Datenpakete K, S und A mit unterschiedlichen Prädiktions- Entfernungen sendet. Liefert das Navigationssystem 10 beispielsweise jede Sekunde eine aktualisierte Fahrzeugposition an das Steuergerät 21, so kann dieses in einem 10 ms Zeitraster 100 Sendeoperationen mit prädizierten Daten vornehmen, bevor die nächste aktualisierte Fahrzeugposition vorliegt.
3 zeigt ein detaillierteres Blockschaltbild für das Antriebstrang- Management 60 mit dem Block IPS-Applikation 61. Der Block IPS-Applikation 61 ist ausgangsseitig mit einem Block Schaltverhinderungen 63 und mit einem Block Fahrprogramm 62 verbunden. Ausgangsseitig ist der Block Fahrprogramm 62 mit dem Block Schaltverhinderungen 62 verbunden und gibt den statischen Wert für einen Soll- Gang vor. Der Block IPS-Applikation 61 erhält neben den prädizierten Daten der Datenpakete K, S, A über einen entsprechenden Eingang auch Fahrzeugwerte die die Fahrzeuggeschwindigkeit, den Lenkwinkel und/oder die Fahrzeugbeschleunigung. Über den Block Schaltverhinderungen 63 wird ausgangsseitig beispielsweise ein Soll- Gang oder eine Soll- Übersetzung an die Getriebesteuerung 90 bzw. entsprechende Signale an die Motorsteuerung 70 oder die Kupplungssteuerung 80 ausgegeben.
Der Block Schaltverhinderungen 63 hat die Aufgabe, in besonderen Fahrsituationen das Umschalten des Getriebeganges zu verhindern. In diesem Fall steuert er weiterhin die Getriebesteuerung mit dem Soll- Gang bzw. mit der Soll-Übersetzung an, die von dem Blockfahrprogramm 62 vorgegeben wurde.
Der Block IPS-Applikation 61 nimmt eine Aufbereitung der prädizierten Daten für die weitere Nutzung im Antriebstrang-Management 60 vor. Diese Aufbereitung erfolgt spezifisch sowohl für die Beeinflussung der Ermittlung des Soll- Gangs im Blockfahrprogramm 62 als auch für die Beeinflussung der Schaltverhinderungen. Die prädizierten Daten des Blocks IPS-Prädiktion 50 werden in Form von Datenpaketen K, S und A übermittelt und im Block IPS-Applikation auf Super-Parameter nach folgendem Schema abbildet werden:

K, S, A → κ, σ, α, κ', σ', α'.

Dabei beschreibt der Super- Parameter κ Eigenschaften der voraus liegenden Fahrbahn im Hinblick auf die Krümmung zur Beeinflussung des Fahrprogramms, σ beschreibt Eigenschaften der voraus liegenden Fahrbahn im Hinblick auf die Steigung und α beschreibt Eigenschaften der voraus liegenden Fahrbahn im Hinblick auf die Fahrbahn- Attribute. Mit diesen Parametern wird das Fahrprogramm beeinflußt. Dagegen bewirken die Parameter κ', σ' und α' Eigenschaften der voraus liegenden Fahrbahn im Hinblick auf die Krümmung, Steigung und der Attribute, um Schaltverhinderungen des Blocks 63 zu bewirken.
In einer vorteilhafte Realisierung nehmen diese Super-Parameter kontinuierliche Werte innerhalb eines Intervalls z.B. -1...+1 an. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Super-Parameter diskrete Werte aus einer Menge möglicher Werte annehmen, um die Eigenschaften der voraus liegenden Fahrbahn entsprechend zu beschreiben. Diese Werte können empirisch ermittelt sein.
Die Ermittlung der Super- Parameter κ, σ, α, κ', σ', α' aus den prädizierten Werten erfolgt im Block IPS-Applikation 61 nach einem der folgenden Verfahren der Datenverarbeitung:

Klassifikation mittels eines Zustandsautomaten, dessen Zustände durch Übergangsbedingungen gesteuert werden, die eine Funktion der prädizierten Werte sind oder
Datentransformation mittels eines neuronalen Netzes, wobei hierfür sowohl statische neuronale Netze als auch dynamische neuronale Netze einsetzbar sind. Hinweise sind der Veröffentlichung z B. Rojas,R. : Theorie der neuronalen Netze, Springer Verlag, Berlin, 1993 entnehmbar.

Eine Klasifikation mit Hilfe der Fuzzy- Regeln ist ebenfalls möglich.
4 zeigt ein Auswerteverfahren zur Ermittlung eines Super- Parameters κ durch einen Zustandsautomaten. Dieser verfügt über 3 Zustände, die die folgende Repräsentation vornehmen:

Zustand 1: vorausliegende Fahrbahn nicht oder nur leicht gekrümmt,
Zustand 2: vorausliegende Fahrbahn gekrümmt,
Zustand 3: vorausliegende Fahrbahn stark gekrümmt.

Der Übergang zwischen den Zuständen wird durch Übergangsbedingungen (z.B. B12,B23....) gesteuert, die eine Funktion der prädizierten Daten und lokaler Variablen des Zustandsautomaten sind.
In jedem Zustand kann eine Beobachtung der prädizierten Daten und in Abhängigkeit von diesen eine Veränderung der lokalen Variablen des Zustandsautomaten erfolgen. Weiterhin können Zeitglieder (Timer) zur Veränderung lokaler Variablen des Zustandsautomaten herangezogen werden.
Im Fahrprogramm des Blocks 62 wird durch die Parameter κ , σ, und α die Auswahl eines aktiven Fahrprogramms unter mehreren gespeicherten Fahrprogrammen veranlaßt. Beispielsweise sind Programme für eine Bergauffahrt, hügelige und kurvige Straßen sowie ebene gerade Straßen usw. bereits ermittelt und abgespeichert.
Alternativ kann durch die Parameter κ , σ, und α das Fahrprogramm kontinuirlich beeinflußt werden, in dem beispielsweise gegebene Schaltkennlinien verschoben werden oder Kennlinien zur Bestimmung der optimalen Motordrehzahl beeinflußt werden. Mit diesem Optimierungsverfahren kann beispielsweise auch eine Adaption an den Fahrertyp erfolgen.
Im Blockschaltverhinderungen 63 wird eine Schaltverhinderung vorgegeben, wenn die Parameter k',σ' und α' und/oder eine Kombination dieser Parameter den Wert einer vorgegebenen Schwelle überschreiten. Diese Schwelle wird vorzugsweise für einen Motor- oder Fahrzeugtyp appliziert.

Claims

Verfahren zur Optimierung der Kraftübertragung eines Motors auf die Antriebsräder eines Fahrzeugs mittels eines Getriebes, wobei ein Navigationssystem (10) Daten für die momentane Position des Fahrzeugs sowie Daten von der zu befahrenden vorausliegenden Fahrbahn an ein Steuergerät (21) zur Motor- und/oder Getriebesteuerung liefert, und wobei das Steuergerät (21) in einem Antriebstrang-Management (60) aus den Positions- und Straßendaten Sollwerte für die Motor- und/oder Getriebesteuerung berechnet, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (21) zur Optimierung des Fahrverhaltens oder des Kraftstoffverbrauchs einen IPS-Block (20) bildet, in dem die empfangenen Daten aufbereitet werden, wobei IPS für Intelligent Predictive System - intelligentes Vorhersagesystem - steht, dass mittels einer IPS-Prädiktion (50) aus den aufbereiteten Daten Informationen über die vorausliegende Fahrstrecke ermittelt und für das Antriebstrang-Management (60) berechnet werden, dass daraus das Antriebstrang-Management (60) optimierte Steuerbefehle für die Getriebe- und /oder Motorsteuerung ausgibt, dass das Steuergerät (21) wenigstens eine Schnittstelle (31, 32) aufweist, an die das Navigationssystem (10) und/oder ein Emfangsgerät für Telematikdienste (30) angeschlossen sind, dass die Informationen über die vorausliegende Fahrstrecke Attribute der Fahrbahn und ihrer Umgebung beinhalten, dass diese Attribute in einer digitalisierten Karte (40) gespeichert sind, wobei durch die implementierten Straßenkartendaten sowohl eine Motorleistung als auch ein Übersetzungsverhältnis so gewählt werden, dass sowohl das Fahrverhalten als auch der Kraftstoffverbrauch optimiert werden, und dass das Antriebstrang-Management (60) zur Bestimmung der Sollwerte die Krümmungs-, Steigungs- und Attributsinformationen zu verschiedenen PrädiktionsEntfernungen (E1,E2...En) heranzieht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationen über die vorausliegende Fahrstrecke Attribute der Fahrbahn und ihrer Umgebung, und zwar der Fahrbahnklasse, Art, Krümmung und/oder Steigung beinhalten.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationen über die vorausliegende Fahrstrecke in einem standardisierten Datenformat abgelegt sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebstrang-Management (60) einen Sollwert für das Motormoment einer Motorsteuerung (70), für eine Getriebesteuerung (90) und/oder eine Kupplungssteuerung (80) vorgibt.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (21) Schnittstellen (34) für die Motorsteuerung (70), für die Getriebesteuerung (90) und/oder für die Kupplungssteuerung (80) aufweist, die für den Anschluss eines CAN-Busses ausgebildet sind.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmungs-, Steigungs- und Attributsinformationen in Form von Datenpaketen (K, S, A) übermittelt werden.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenpakete (K, S, A) in einem äquidistanten Zeitraster übermittelt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenpakete (K, S, A) in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit übermittelt werden.