DE102004024259A1 - Verfahren zur Bestimmung der im Hinblick auf den Kraftstoffverbrauch optimierten Fahrstrategie eines Fahrzeugs - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der im Hinblick auf den Kraftstoffgebrauch optimierten Fahrstrategie eines Fahrzeugs, wobei zur Bestimmung der Fahrstrategie kartographische Wegattribute der zu befahrenden Strecke verwendet werden, wobei weiterhin aktuelle und/oder zu erwartende verkehrliche Daten auf der zu befahrenden Strecke berücksichtigt werden.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der im Hinblick auf den Kraftstoffverbrauch optimierten Fahrstrategie eines Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
• Es sind bereits Vorgehensweisen zur Bestimmung der im Hinblick auf den Kraftstoffverbrauch optimierten Fahrstrategie eines Fahrzeugs bekannt ( DE 199 16 967 C1 ). Demnach werden sogenannte Wegattribute eingeführt, die die zu fahrende Strecke durch die Wegattribute als Parameter beschreiben, die für den Energieverbrauch relevant sind. Diese Wegattribute sind beispielsweise die Steigung, der Kurvenverlauf oder auch die Richtungsabhängigkeit bei Einbahnstraßen sowie Ortsschilder oder anderweitige Geschwindigkeitsbeschränkungen. Diese Wegattribute ergeben sich kartographisch aus dem Verlauf der zu befahrenden Strecke.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die beschriebene Vorgehensweise zu optimieren.
• Diese Aufgabe wird nach der vorliegenden Erfindung gemäß Anspruch 1 gelöst, wonach weiterhin aktuelle und/oder zu erwartende verkehrliche Daten auf der zu befahrenden Strecke berücksichtigt werden.
• Dabei erweist es sich als vorteilhaft, dass beispielsweise staubedingte Verkehrseinflüsse, die Auswirkungen auf den Kraftstoffverbrauch haben können, bei der Bestimmung der Fahrstrategie berücksichtigt werden können.
• Verkehrliche Daten können beispielsweise Geschwindigkeitsverläufe, Verkehrsdichteverläufe, Warteschlangenlängen oder verschiedene Verkehrszustandsphasen sein. Zur Definition von Verkehrszustandsphasen wie z.B. synchronisiertem Verkehr, gestauchtem synchronisierten Verkehr oder sich bewegenden breiten Staus sei beispielsweise auf die Patentanmeldungen DE 198 35 979 A1 , DE 196 47 127 A1 , DE 197 25 556 A1 , DE 199 35 979 A1 , DE 199 44 075 A1 verwiesen. Dabei ergebenden sich bspw. Muster dichten Verkehrs für effektive Engstellen in einem Schnellstraßennetz. Die verkehrlichen Daten können als aktuelle Daten, z.B. aus Messungen, und/oder als zu erwartende Daten, z.B. aus Prognoserechnungen, in einer geeigneten Umgebung des Fahrzeugs berücksichtigt werden.
• Stauprognosen sind auf vielfältige Art durchführbar. Beispielsweise kann eine Stauprognose von dem einzelnen Fahrzeug durchgeführt werden, durch Kenntnis des momentanen Ortes, der Tageszeit sowie des Wochentages gespeicherter Ganglinien für bestimmte Straßennetze abhängig von der Tageszeit und dem Wochentag sowie dem aktuellen Fahrzeugaufkommen. Weiterhin können zur Verbesserung der Aussagekraft Daten zwischen den Fahrzeugen ausgetauscht werden sowie von den Fahrzeugen an einen zentralen Rechner übermittelt werden, in dem dann die Stauprognosen durchgeführt und an die einzelnen Fahrzeuge übertragen werden. Es sind dann Vorhersagen in einem eher kurzfristigen Bereich (Größenordnung von einigen Minuten) bis hin zu längerfristigen Vorhersagen im Bereich von mehreren Stunden bis hin zu mehreren Tagen möglich.
• Beim Vorliegen bestimmter verkehrlicher Daten, z.B. wenn die Fahrzeugdichte einen bestimmten Grenzwerte erreicht oder überschreitet, kann die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht mehr frei bestimmt werden unter Beachtung der gültigen Geschwindigkeitsbeschränkungen. Die erreichbare Maximalgeschwindigkeit wird dann vielmehr durch das Verkehrsaufkommen bestimmt.
• Weiterhin wird die Gesamtfahrzeit für eine Strecke wesentlich beeinflusst, wenn sich auf der Strecke ein Stau befindet. Unter Beachtung der Gesamtfahrzeit sowie des Energieverbrauches kann es dann sinnvoll sein, auch auf Strecken mit freiem Verkehr nicht mit der maximal möglichen Geschwindigkeit zu fahren, weil dies zu einem erhöhten Energieverbrauch führt, aber keine wesentliche Einsparung der Gesamtfahrzeit für die Strecke bringt.
• Zur Durchführung des Verfahrens weist das Fahrzeug also eine Einrichtung zur Bestimmung des Ortes auf, an dem sich das Fahrzeug befindet sowie eine Straßenkarte in digitaler Form, aus der die Wegattribute für die zu befahrende Strecke entnehmbar sind.
• Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 2 werden die verkehrlichen Daten berücksichtigt, indem die Wegattribute abhängig von den verkehrlichen Daten gewichtet bzw. variiert werden.
• Mit dieser Vorgehensweise kann die bekannte Vorgehensweise zur Bestimmung der optimierten Fahrstrategie einfach angepasst werden. Die Auswertung der Wegattribute kann beibehalten werden. Beispielsweise kann dem Kriterium wie kurvenreich eine Strecke ist im Hinblick auf den Kraftstoffverbrauch bei einer größeren Verkehrsdichte, die die Maximalgeschwindigkeit begrenzt, eine untergeordnete Bedeutung beigemessen werden. Während im Bereich größerer Geschwindigkeit bei einer kurvenreichen Strecke ein häufigeres Abbremsen und Beschleunigen notwendig ist, verliert das Kriterium, wie kurvenreich eine Strecke ist, an Bedeutung, wenn auf Grund bspw. der Verkehrsdichte die erreichbare Maximalgeschwindigkeit so weit begrenzt wird, dass vor den Kurven nicht mehr abgebremst werden muss, um die Kurve durchfahren zu können. Dem Wegattribut, das beschreibt, wie kurvenreich eine Strecke ist, kann also auf Grund der Gewichtung eine untergeordnete Bedeutung beigemessen werden. Ebenso ist es möglich, für die aktuelle Verwendung dieses Wegattributes diesen Wert nicht mehr für eine kurvenreiche Strecke sondern für eine gerade Strecke vorzusehen. Damit kann ebenfalls berücksichtigt werden, dass es nicht mehr darauf ankommt, wie kurvenreich eine Strecke ist, indem dann durch die Veränderung dieses Wegattributes im Sinne einer geraden Strecke bei der laufenden Anwendung so getan wird, als würde es sich um eine gerade Strecke handeln.
• Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 3 wird beim Vorliegen bestimmter verkehrlicher Daten die Fahrstrategie so bestimmt, dass bei mehreren Fahrspuren in einer Fahrtrichtung diejenige Fahrspur als optimal definiert wird, bei der ein minimaler Kraftstoffverbrauch zu erwarten ist.
• Vorteilhaft kann hierbei die Fahrstrategie nicht nur in der Bestimmung einer optimierten Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt werden. Bei der Bestimmung der Fahrstrategie können auch Abhängigkeiten des Kraftstoffverbrauches von dem Fahrverhalten anderer Fahrzeuge auf unterschiedlichen Fahrspuren einbezogen werden. Dies kann beispielsweise beim Vorliegen verkehrlicher Daten, die auf einen Bereich synchronisierten Verkehrs, gestauchten synchronisierten Verkehrs, sich bewegender breiter Staus oder auf eine Warteschlange hinweisen, angezeigt sein.
• Es ist in diesem Zusammenhang nicht zwingend notwendig, auf Dauer eine einzige Fahrspur als optimal fest zu legen. Es kann vielmehr auch ermittelt werden, wann sinnvoller Weise die Fahrspur gewechselt werden sollte.
• Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 4 wird beim Vorliegen bestimmter verkehrlicher Daten die Fahrstrategie so bestimmt, dass der Soll-Abstand zu dem voraus fahrenden Fahrzeug so vorgegeben wird, dass ein Fahren mit zumindest nahezu konstanter Geschwindigkeit möglich wird.
• Es hat sich gezeigt, dass bei Verkehrsbedingungen, die als Stopp-and-go Verkehr bezeichnet werden (Stau bzw. gestauchter synchronisierter Verkehr), der Kraftstoffverbrauch minimal wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit so eingestellt wird, dass nicht ein sich dauernd wiederholendes Stehen Bleiben und wieder Anfahren realisiert wird sondern mit einer entsprechend geringen Geschwindigkeit und einem entsprechenden Abstand zum voraus fahrenden Fahrzeug ein Fahren mit einer zwar geringen aber annähernd konstanten Geschwindigkeit realisiert wird.
• Ebenso kann dies auch in einer Warteschlange vor einem verkehrsgeregelten Knoten in einem Ballungsgebiet realisiert werden.
• Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 5 wird beim Vorliegen bestimmter verkehrlicher Daten die Fahrstrategie so bestimmt, dass die Fahrspur als optimal definiert wird, bei der ein Fahren mit zumindest nahezu konstanter Geschwindigkeit möglich ist bei einer geeigneten Regelung des Abstands zum voraus fahrenden Fahrzeug.
• Hierbei wird vorteilhaft die Maßnahme der Einhaltung des optimierten Abstandes kombiniert mit der Maßnahme, die optimale Fahrspur zu ermitteln, um mit einer konstanten Geschwindigkeit fahren zu können. Es hat sich gezeigt, dass dies besonders im Bereich gestauchten synchronisierten Verkehrs (pinch region) sowie innerhalb bestimmter Bereiche eines sich bewegenden breiten Staus (moving blank) sinnvoll ist.
• Eine weitere Ausgestaltung besteht darin, für das Fahrzeug im Bereich vorhersagbarer Stillstandsphasen einen Motorstop zu signalisieren und/oder anzusteuern. Dies kann beispielsweise bei sich bewegenden breiten Staus außerhalb von moving blanks angezeigt sein.
• Das vorliegende Verfahren kann verwendet werden, um über eine geeignete Sprach- und/oder Bild- bzw. Schriftinformationsausgabe dem Fahrzeugführer entsprechende Empfehlungen und Hilfestellungen zu geben. Im Zusammenhang mit Systemen, die aktiv die Steuerung von Fahrzeugen übernehmen, können die entsprechend ermittelten Informationen zur Geschwindigkeitseinstellung, zur Abstandsregelung auf ein voraus fahrendes Fahrzeug oder auch zum Spurwechsel verwendet werden, indem entsprechende Stellgrößen des Fahrzeugs direkt angesteuert werden.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung näher dargestellt. Die einzige Figur zeigt eine Darstellung von Funktionsblöcken, wie bei dem bekannten Verfahren zur Bestimmung einer Fahrstrategie mittels der Wegattribute die Verkehrsprognose entsprechend der vorliegenden Erfindung berücksichtigt werden kann.
• Entsprechend Block 1 wird der aktuelle Verkehrszustand sowie die zu erwartende Verkehrsdichte (Stauprognose) ermittelt.
• Es ist weiterhin eine Wechselwirkung zu einem Block 2 dargestellt, in dem Geschwindigkeits- und Verkehrsdichteverläufe in den einzelnen Fahrspuren einer Fahrtrichtung ermittelt werden.
• Ausgehend von diesen ermittelten Größen wird entsprechend der Darstellung des Blocks 3 bei dem bekannten Verfahren der kartographischen Wegattribute eine Auswahl der Wegattribute vorgenommen, die weiterhin Bedeutung für den Kraftstoffverbrauch haben.
• Entsprechend den Blöcken 4 und 5 wird darauf eine Auswahl der optimalen Fahrstrategie vorgenommen.

Claims (5)

1. Verfahren zur Bestimmung der im Hinblick auf den Kraftstoffverbrauch optimierten Fahrstrategie eines Fahrzeugs, wobei zur Bestimmung der Fahrstrategie kartographische Wegattribute der zu befahrenden Strecke verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin aktuelle und/oder zu erwartende verkehrliche Daten auf der zu befahrenden Strecke berücksichtigt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die verkehrlichen Daten berücksichtigt werden, indem die Wegattribute abhängig von den verkehrlichen Daten gewichtet bzw. variiert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim Vorliegen bestimmter verkehrlicher Daten die Fahrstrategie so bestimmt wird, dass bei mehreren Fahrspuren in einer Fahrtrichtung diejenige Fahrspur als optimal definiert wird, bei der ein minimaler Kraftstoffverbrauch zu erwarten ist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Vorliegen bestimmter verkehrlicher Daten die Fahrstrategie so bestimmt wird, dass der Soll-Abstand zu dem voraus fahrenden Fahrzeug so vorgegeben wird, dass ein Fahren mit zumindest nahezu konstanter Geschwindigkeit möglich wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Vorliegen bestimmter verkehrlicher Daten die Fahrstrategie so bestimmt wird, dass die Fahrspur als optimal definiert wird, bei der ein Fahren mit zumindest nahezu konstanter Geschwindigkeit möglich ist bei einer geeigneten Regelung des Abstands zum voraus fahrenden Fahrzeug.