DE102008025852A1

DE102008025852A1 - Fahrzeugsystem

Info

Publication number: DE102008025852A1
Application number: DE102008025852A
Authority: DE
Inventors: Alexander Dipl.-Math. Bracht; Sebastian Langhammer; Bernd Dipl.-Inform. Raichle
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2008-05-29
Filing date: 2008-05-29
Publication date: 2009-12-03
Also published as: WO2009143926A1

Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Fahrzeugsystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer Steuervorrichtung (12) zur zumindest teilweisen Steuerung einer Antriebseinheit (14). Es wird vorgeschlagen, dass die Steuervorrichtung (12) eine Betriebssteuereinheit (16) aufweist, die dazu vorgesehen ist, zumindest einen Parameter für einen Energieverbrauch der Antriebseinheit (14) optimiert anhand einer vorausschauenden Betrachtung einer Fahrtroute einzustellen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugsystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es sind bereits Fahrzeugsysteme, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer Steuervorrichtung zur zumindest teilweisen Steuerung einer Antriebseinheit bekannt.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, ein effizienteres Energiemanagement entlang einer Fahrtroute zu erreichen. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung geht aus von einem Fahrzeugsystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer Steuereinheit zur zumindest teilweisen Steuerung einer Antriebseinheit.
Es wird vorgeschlagen, dass die Steuervorrichtung eine Betriebssteuereinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, zumindest einen Parameter für einen Energieverbrauch der Antriebseinheit optimiert anhand einer vorausschauenden Betrachtung einer Fahrtroute einzustellen. In diesem Zusammenhang soll unter „vorgesehen” insbesondere speziell ausgestattet und/oder speziell ausgelegt und/oder speziell programmiert verstanden werden. Des Weiteren soll unter „optimiert” insbesondere verstanden werden, ein Bauteil und/oder eine Einheit und/oder ein Verfahren und/oder eine Eigenschaft des Bauteils und/oder der Einheit und/oder des Verfahrens mittels zumindest eines Einstellparameters bestmöglich abzustimmen und/oder einzustellen, wie beispielsweise hinsichtlich einer Effizienz. Ferner soll unter „zumindest einen Parameter” insbesondere ein vorherbestimmter Parameter und/oder ein vorherbestimmter Parametersatz verstanden werden, wobei der Parametersatz vorzugsweise von mehreren Parametern gebildet ist. Der und/oder die Parameter können hierbei von einem Parameter für eine Antriebsart, wie beispielsweise bei einem Hybridantrieb, einem Parameter für eine Leistungsgrenze für die unterschiedliche Antriebsarten, einem Parameter für einen Sollladezustand für ein Energiespeichermittel, wie beispielsweise eine Kraftfahrzeugtraktionsbatterie und/oder eine Bordnetzbatterie, einem Parameter für einen zulässigen Betriebsbereich für ein Laden eines Energiespeichermittels, einem Parameter für ein Getriebeschaltprogramm, einem Parameter für eine Getriebesollübersetzung, einem Parameter für einen Ansteuerwert für weitere, antriebsunabhängige Komponenten, wie beispielsweise für eine Klimaanlage, eine Pumpe, einen Ventilator usw., gebildet sein. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann vorteilhaft eine effiziente Nutzung einer Energie und/oder eines Kraftstoffs im Betrieb der Antriebseinheit bzw. ein effizientes Energiemanagement entlang der Fahrtroute, insbesondere der voraussichtlichen Fahrtroute, erreicht werden. Vorzugsweise kann hierbei ein Energieverbrauch und/oder ein Kraftstoffverbrauch vorteilhaft an ein Profil, insbesondere ein Geschwindigkeitsprofil und/oder ein Steigungsprofil und/oder weitere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Profile, der voraussichtlichen Fahrtroute, angepasst werden.
Vorzugsweise weist die Steuervorrichtung eine Einheit zu einem Erfassen einer Fahrtroute, insbesondere einer voraussichtlichen Fahrtroute, auf, wie beispielsweise eine Navigationseinheit.
Vorzugsweise weist das Fahrzeugsystem eine Antriebseinheit auf, die zumindest teilweise von einer Hybridantriebseinheit gebildet ist. Es können hier besonders vorteilhaft mehrere, insbesondere unterschiedliche Arten von Antriebseinheiten, wie beispielsweise ein Verbrennungsmotor, ein Elektromotor usw., hinsichtlich einer effizienten Ausnutzung und/oder eines geringen Gesamtenergieverbrauchs aufeinander abgestimmt werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Betriebssteuereinheit einen Fahrsituationsparameter ermittelt, der den zumindest einen Parameter festlegt. Hierbei soll unter einem „Fahrsituationsparameter” insbesondere ein Parameter verstanden werden, der eine Fahrsituation, insbesondere eine generelle Fahrsituation, und/oder insbesondere eine allgemeine Kategorie für eine Fahrsituation für die aktuelle und/oder besonders vorteilhaft für die voraussichtliche Fahrtroute festlegt, wie beispielsweise eine Stadtfahrt, eine Überlandfahrt, eine Autobahnfahrt, eine Nachtfahrt usw. Zudem kann der Fahrsituationsparameter nach weiteren Fahrsituationen, insbesondere spezifischen Fahrsituationen und/oder Kategorien unterteilt sein, wie beispielsweise nach einer Geschwindigkeit und/oder nach einem Steigungsprofil und/oder nach einem Kurvenverlauf und/oder nach einem Nässegrad und/oder nach einer Umgebungstemperatur usw. Es kann hierbei eine vorteilhafte Anpassung einer Effizienz der Antriebseinheit an eine Fahrsituation und/oder eine Kraftfahrzeugumgebung, insbesondere entlang der voraussichtlichen Fahrtroute, erreicht werden.
Es wird ferner vorgeschlagen, dass die Betriebssteuereinheit dazu vorgesehen ist, den Fahrtsituationsparameter anhand einer Längsdynamik eines Kraftfahrzeugs zu ermitteln. In diesem Zusammenhang soll unter einer „Längsdynamik eines Kraftfahrzeugs” insbesondere eine Berücksichtigung von Kräften auf das Kraftfahrzeug verstanden werden, die vorzugsweise entlang einer Längserstreckung des Kraftfahrzeugs wirken, wie beispielsweise Beschleunigungskräfte, Reibungskräfte, Bremskräfte usw. Durch diese Ausgestaltung kann vorteilhaft eine zumindest teilweise Anpassung des Fahrsituationsparameters und damit eine Anpassung eines Energieverbrauchs und/oder eines Energiemanagements der Antriebseinheit an eine dynamische, zumindest teilweise reale Fahrsituation entlang der voraussichtlichen Fahrtroute erreicht werden.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Betriebssteuerung dazu vorgesehen ist, den Fahrsituationsparameter anhand zumindest eines Fahrzeugzustandsparameters und/oder eines Umgebungsparameters zu ermitteln. Dabei soll unter einem „Umgebungsparameter” insbesondere ein Parameter einer Umgebung des Kraftfahrzeugs verstanden werden, wie beispielsweise eine Umgebungstemperatur, ein Parameter eines Regensensors und/oder weitere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Parameter. Unter einem „Fahrzeugzustandsparameter” soll insbesondere ein Parameter verstanden werden, der einen Zustand des Kraftfahrzeugs charakterisiert, wie beispielsweise eine Geschwindigkeit, eine Position des Kraftfahrzeugs und/oder weitere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Parameter. Es kann hierbei eine vorteilhafte Anpassung des Fahrsituationsparameters und damit eine Anpassung eines Energieverbrauchs an eine aktuelle Fahrsituation und/oder eine aktuelle Fahrzeugumgebung entlang der voraussichtlichen Fahrtroute erreicht werden. Zudem kann anhand aktuelle Fahrzeugzustandsparameter und/oder aktueller Umgebungsparameter eine vorteilhafte Abschätzung für die voraussichtliche Fahrtroute ermittelt werden.
Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass die Betriebssteuerung dazu vorgesehen ist, den Fahrsituationsparameter anhand zumindest eines Routenprofils zu ermitteln. In diesem Zusammenhang soll unter einem „Routenprofil” insbesondere ein voraussichtliches Profil entlang der Fahrtroute, insbesondere der voraussichtlichen Fahrtroute, verstanden werden, wie beispielsweise ein Geschwindigkeitsprofil und/oder ein Steigungsprofil und/oder ein Leistungsprofil und/oder ein weiteres, dem Fachmann als sinnvoll erscheinendes Profil, wobei das Routenprofil sich während der tatsächlichen Fahrtroute bei einer Änderung der voraussichtlichen Fahrtroute ändern kann. Es kann eine vorteilhafte Anpassung des Fahrsituationsparameters an das Routenprofil, insbesondere an ein sich änderndes Routenprofil, entlang der Fahrtroute erreicht werden. Zudem kann eine vorteilhafte vorausschauende Ermittlung eines Leistungsbedarfs abhängig von der voraussichtlichen Fahrtroute ermittelt werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Fahrzeugsystem eine Navigationssteuereinheit aufweist, die zu einer Erfassung zumindest eines Positionsparameters und zu einer Anpassung einer Fahrtroute anhand des zumindest einen Positionsparameters vorgesehen ist. Unter einem „Positionsparameter” soll hierbei insbesondere ein Parameter verstanden werden, der Informationen über eine aktuelle Position des Fahrzeugsystems bzw. eines Kraftfahrzeugs mit dem Fahrzeugsystem enthält, wie beispielsweise einen Startpunkt einer Fahrtroute, eine aktuelle Position und/oder Fahrtrichtung und/oder weitere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Parameter. Es kann hierbei eine voraussichtliche Fahrtroute anhand des zumindest einen Positionsparameters bestimmt werden, indem ein möglicher Zielort durch die Navigationssteuereinheit selbsttätig, insbesondere automatisch, ermittelt wird. Zudem kann durch die Navigationssteuereinheit eine ständige Anpassung der voraussichtlichen Fahrtroute erfolgen, beispielsweise bei einer Abweichung der tatsächlichen Fahrtroute von einer möglichen, durch die Navigationssteuereinheit ermittelten Fahrtroute. Ferner kann insbesondere ein individuelles Kartenprofil mittels des Positionsparameters angelegt werden, und zwar indem aktuelle Streckeneigenschaften, wie beispielsweise längere Standzeiten und/oder geringere Fahrgeschwindigkeit aufgrund einer Baustelle usw. mit in das Kartenprofil aufgenommen werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Navigationssteuereinheit einen Algorithmus aufweist, der dazu vorgesehen ist, die Fahrtroute anhand des zumindest einen Positionsparameters und zumindest eines gespeicherten Streckenparameters zu berechnen. Hierbei soll unter einem „gespeicherten Streckenparameter” insbesondere ein Parameter verstanden werden, der Informationen über einen gespeicherten Zielort und/oder eine gespeicherte Fahrtroute enthält, der und/oder die in einem früheren Zeitraum angefahren und/oder befahren wurde und/oder von einem Bediener des Fahrzeugsystems bzw. der Navigationssteuereinheit als Zielort einer Fahrt ausgewählt wurde. Es kann hierbei eine voraussichtliche Fahrtroute besonders schnell ermittelt werden, wie dies insbesondere bei häufig befahrenen Fahrtrouten und/oder häufig angewählten Zielorten vorteilhaft sein kann, und/oder es können vorteilhaft bereits gespeicherte Routenprofile für die voraussichtliche Fahrtroute abgerufen werden.
Es wird zudem vorgeschlagen, dass die Navigationssteuereinheit einen Algorithmus aufweist, der dazu vorgesehen ist, die Fahrtroute anhand des zumindest einen Positionsparameters und zumindest eines Wahrscheinlichkeitsparameters zu berechnen. In diesem Zusammenhang soll unter einem „Wahrscheinlichkeitsparameter” insbesondere ein Parameter verstanden werden, der ausgehend von dem Positionsparameter, insbesondere einer aktuellen Streckenposition und/oder einer Fahrtrichtung, eine Wahrscheinlichkeit für einen oder mehrere mögliche Zielorte und/oder eine oder mehrere mögliche Fahrtrouten ermittelt. Es kann besonders vorteilhaft eine dynamische Anpassung einer voraussichtlichen Fahrtroute anhand des aktuellen Positionsparameters erreicht werden.
Eine insbesondere schnelle und effektive Ermittlung bzw. Anpassung eines Energieverbrauchs und/oder eines Energiemanagements der Antriebseinheit an eine voraussichtliche, insbesondere eine sich ändernde Fahrtroute kann vorteilhaft erreicht werden, wenn die Navigationssteuereinheit dazu vorgesehen ist, für einen zeitlich und/oder räumlich begrenzten Prädiktionshorizont ein Steigungsprofil und/oder ein Geschwindigkeitsprofil entlang der Fahrtroute zu ermitteln. Unter einem „zeitlichen und/oder räumlichen Prädiktionshorizont” soll hierbei insbesondere ausgehend von einer Position des Fahrzeugsystem bzw. des Kraftfahrzeugs ein zeitlich und/oder insbesondere räumlich begrenzter Straßenkartenbereich verstanden werden, für den eine mögliche Fahrtroute berechnet wird, wobei ein Zielort bzw. ein möglicher Zielort der möglichen Fahrtroute außerhalb des zeitlichen und/oder insbesondere räumlichen Prädiktionshorizonts liegen kann.
Besonders vorteilhaft ist die Navigationssteuereinheit dazu vorgesehen, den zeitlich und/oder räumlich begrenzten Prädiktionshorizont an einen Streckenverlauf kontinuierlich anzupassen, so dass fortlaufend eine an eine aktuelle Streckenposition und/oder Fahrtrichtung optimierte Anpassung einer voraussichtlichen Fahrtroute und damit eines Energieverbrauchs und/oder eines Energiemanagements der Antriebseinheit erreicht werden kann.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird ein Verfahren für ein Fahrzeugsystem vorgeschlagen, bei dem ein Parameter für einen Energieverbrauch einer Antriebseinheit optimiert anhand einer vorausschauenden Betrachtung einer Fahrtroute eingestellt wird. Es kann vorteilhaft eine effiziente Nutzung einer Energie und/oder eines Kraftstoffs im Betrieb der Antriebseinheit bzw. ein effizientes Energiemanagement entlang der voraussichtlichen Fahrtroute erreicht werden. Vorzugsweise kann hierbei ein Energieverbrauch und/oder ein Kraftstoffverbrauch vorteilhaft an ein Profil, insbesondere ein Geschwindigkeitsprofil und/oder ein Steigungsprofil und/oder weitere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Profile, der voraussichtlichen Fahrtroute, angepasst werden.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass ein Fahrsituationsparameter anhand zumindest eines Fahrzeugzustandsparameters und/oder eines Umgebungsparameters und/oder eines Routenprofils ermittelt wird. Es kann hierbei eine vorteilhafte Anpassung des Fahrsituationsparameters und damit eine vorausschauende Anpassung eines Energieverbrauchs an eine aktuelle Fahrsituation und/oder eine aktuelle Fahrzeugumgebung entlang der voraussichtlichen Fahrtroute erreicht werden. Zudem kann anhand aktuelle Fahrzeugzustandsparameter und/oder aktueller Umgebungsparameter eine vorteilhafte Abschätzung für die voraussichtliche Fahrtroute ermittelt werden. Insbesondere kann eine vorteilhafte Anpassung des Fahrsituationsparameters an ein sich änderndes Routenprofil entlang der Fahrtroute erreicht werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass der Fahrsituationsparameter den Parameter festlegt, wodurch eine vorteilhafte Anpassung einer Effizienz der Antriebseinheit an eine Fahrsituation und/oder eine Kraftfahrzeugumgebung, insbesondere entlang der voraussichtlichen Fahrtroute, erreicht werden kann.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Dabei zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugsystems und
2 einen Ablauf einer Einstellung eines Energieverbrauchs für eine Antriebseinheit des Fahrzeugsystems.
In 1 ist ein Fahrzeugsystem 10 für ein Kraftfahrzeug schematisch dargestellt. Das Fahrzeugsystem 10 weist eine Antriebseinheit 14 und einer Steuervorrichtung 12 zu einer zumindest teilweisen Steuerung der Antriebseinheit 14 auf. Hierzu weist die Steuervorrichtung 12 eine Betriebssteuereinheit 16 und eine Navigationssteuereinheit 20 auf. Die Betriebssteuereinheit 16 ist dazu vorgesehen, zumindest einen Parameter für einen Energieverbrauch der Antriebseinheit 14 optimiert anhand einer vorausschauenden Betrachtung einer Fahrtroute einzustellen. Die Navigationssteuereinheit 20 ist zu einer Bestimmung der Fahrtroute vorgesehen, wobei hierzu die Navigationssteuereinheit 20 über eine herkömmliche Straßenkarte verfügt, die zusätzlich Informationen über eine zulässige Höchstgeschwindigkeit und eine Steigung für die jeweiligen Kanten zwischen den Knotenpunkten der Navigationsdaten enthält. Alternativ zur Steigungsinformation kann auch eine Höhe über einem Meeresspiegel für jeden Navigationspunkt enthalten sein. Die Steuervorrichtung 12 umfasst des Weiteren ein Speicherelement 22, in dem eine Software der Straßenkarte gespeichert ist. Die Antriebseinheit 14 ist von einer Hybridantriebseinheit 18 gebildet und umfasst ein erstes, von einem Verbrennungsmotor gebildetes Antriebsmittel 24 und ein zweites, von einem Elektromotor gebildetes Antriebsmittel 26. Zudem weist das Fahrzeugsystem 10 eine Energiespeichereinheit 28 auf, die einen Akkumulator 30 zur Speicherung elektrischer Energie umfasst. Zu der zumindest teilweisen Steuerung der Antriebseinheit 14 bzw. zu einem Datenaustausch sind die Antriebseinheit 14, die Energiespeichereinheit 28 und die Steuervorrichtung 12 bzw. die Betriebssteuereinheit 16 und die Navigationssteuereinheit 20 mittels eines internen, hier nicht näher dargestellten Bussystems miteinander verbunden, wie beispielsweise mit einem CAN-Bussystem.
In 2 ist ein vereinfachter, schematischer Ablauf des Fahrzugssystems 10 dargestellt. Nach einem Starten 34 des Fahrzeugsystems 10 und/oder des Kraftfahrzeugs kann zunächst durch eine Eingabe 36 von einem Bediener des Fahrzeugsystems 10 ein Zielort über die Navigationssteuereinheit 20 eingegeben werden. Sofern der Zielort eingegeben wurde, erfolgt von der Navigationssteuereinheit 20 automatisch eine Berechnung 38 einer möglichen Fahrtroute. Wird kein Zielort von dem Bediener eingegeben, erfolgt eine Erfassung eines Positionsparameters durch die Navigationssteuereinheit 20. Hierbei erfolgt eine Positionserfassung 40 des Kraftfahrzeugs durch Übermittlung eines Positionsparameters an die Navigationssteuereinheit 20 mit Hilfe eines Navigationssatelliten, wie beispielsweise über GPS. Die Übermittlung eines aktuellen Positionsparameters erfolgt hierbei fortlaufend, bis ein Betrieb bzw. eine Fahrt beendet ist. Aus den übermittelten Positionsparametern errechnet die Navigationssteuereinheit 20 weitere Positionsparameter, wie beispielsweise eine aktuelle Bewegungsrichtung bzw. eine Fahrtrichtung, und eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs.
Anhand der Positionsparameter erfolgt eine Bestimmung einer voraussichtlichen Fahrtroute. Hierbei erfolgt zunächst eine Abfrage 42, ob ein von dem Kraftfahrzeug eingeschlagener Weg bzw. ob der bzw. die Positionsparameter mit einem gespeicherten Streckenparameter einer in der Vergangenheit gefahrenen Fahrtroute übereinstimmt bzw. übereinstimmen. Die Navigationssteuereinheit 20 weist hierbei einen Speicheralgorithmus auf, der eine von dem Kraftfahrzeug zurückgelegte Strecke selbsttätig in dem Speicherelement 22 speichert. Zudem werden hierbei durch die Positionsparameter Änderungen für eine individuelle Straßenkarte aufgenommen und abgespeichert, wie beispielsweise längere Standzeiten und/oder eine wesentlich kleinere gefahrene Geschwindigkeit als eine zulässige Höchstgeschwindigkeit aufgrund einer Baustelle usw. Eine Speicherung des Streckenverlaufs in dem Speicherelement 22 erfolgt hierbei selbsttätig von der Navigationssteuereinheit 20. Des Weiteren werden über einen längeren Zeitraum von dem Kraftfahrzeug unbenutzte, jedoch bereits gespeicherte Fahrtrouten durch den Speicheralgorithmus aus dem Speicherelement 22 gelöscht.
Die Navigationseinheit 20 weist ferner einen Algorithmus auf, der dazu vorgesehen ist, die voraussichtliche Fahrtroute anhand der Positionsparameter und des zumindest einen Streckenparameters zu berechnen. In eine Berechnung 44 der voraussichtlichen Fahrroute geht zudem eine Richtungshistorie ein, die aus einer zeitlichen Abfolge von von der Fahrtrichtung gebildeten Positionsparametern gebildet ist. Unter einer Annahme, dass ein zu Beginn eines Fahrbetriebs gleicher oder zumindest teilweise gleicher Streckenverlauf der aktuellen Fahrtroute und einer früheren zurückgelegten Fahrtroute zu einem gleichen Fahrtroutenziel führt, wird die gespeicherte Fahrtroute als aktuell zu fahrende Fahrtroute von dem Algorithmus bestimmt. Die Abgleichung der Positionsparameter mit den gespeicherten Streckenparametern durch den Algorithmus erfolgt während der gesamten Fahrtroute, so dass eine Abweichung der Positionsparameter von den gespeicherten Streckenparametern sofort erkannt werden kann und gegebenenfalls in der Berechnung 44 der voraussichtlichen Fahrtroute berücksichtigt werden kann, indem weitere, bereits gespeicherte Streckenparameter ermittelt werden und in die Berechnung 44 der voraussichtlichen Fahrtroute eingehen.
Für den noch zu befahrenden Teilbereich der voraussichtlichen Fahrtroute führt die Navigationssteuereinheit 20 mittels der Informationen über die zulässige Höchstgeschwindigkeit und die Steigung eine Ermittlung 46 eines Steigungsprofils und eines Geschwindigkeitsprofils für einen zeitlich und/oder räumlich begrenzten Prädiktionshorizont durch. Der zeitlich und/oder räumlich begrenzte Prädiktionshorizont ist hierbei zeitlich und/oder räumlich auf einen Teilbereich der noch zu fahrenden Fahrtroute eingeschränkt, wobei der zeitlich und/oder räumlich begrenzte Prädiktionshorizont kontinuierlich von der Navigationssteuereinheit 20 an einen Streckenverlauf bzw. an eine aktuelle Position anhand der Positionsparameter entlang der Fahrtroute angepasst wird. Eine Ermittlung 46 des Steigungsprofils und des Geschwindigkeitsprofils bzw. die Anpassung des zeitlich und/oder räumlich begrenzten Prädiktionshorizonts erfolgt durch die Navigationssteuereinheit 20 bis zu einem Beenden der Fahrt.
Weichen die Positionsparameter und die gespeicherten Streckenparametern voneinander ab, wird von dem Algorithmus der Navigationssteuereinheit 20 eine voraussichtliche Fahrtroute anhand der Positionsparameter und zumindest eines Wahrscheinlichkeitsparameters berechnet. In eine Berechnung 48 gehen neben einer aktuellen Position und einer Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs eine wahrscheinlichste Richtungswahl an jeweils einem nächstliegenden Kreuzungspunkt und eine wahrscheinlichste Richtungswahl an sich daraus ergebenden Folgekreuzungspunkten ein. Der Wahrscheinlichkeitsparameter ist hierbei von der wahrscheinlichsten Richtungswahl gebildet.
Die Berechnung 48 der Fahrtroute erfolgt zunächst für einen zeitlich und/oder örtlich begrenzten Prädiktionshorizont, für den auch eine Ermittlung 46 eines Steigungsprofils und eines Geschwindigkeitsprofils, wie bereits oben näher beschrieben, erfolgt. Auch bei einer Eingabe 36 eines Zielorts in die Navigationssteuereinheit 20 durch den Bediener erfolgt eine Ermittlung 46 eines Steigungsprofils und eines Geschwindigkeitsprofils für die Fahrtroute durch die Navigationssteuereinheit 20.
Die Daten der Navigationssteuereinheit 20 werden über das Bussystem an die Betriebssteuereinheit 16 geleitet. Die Betriebssteuereinheit 16 ermittelt hieraus in einem ersten Arbeitsschritt 50 einen Fahrsituationsparameter für die voraussichtliche Fahrtroute. Hierbei wird von der Betriebssteuereinheit 16 zunächst aus dem Steigungsprofil und dem Geschwindigkeitsprofil des zeitlich und/oder räumlich begrenzten Prädiktionshorizonts und einer Längsdynamik des Kraftfahrzeugs ein Leistungsprofil für den zeitlich und/oder räumlich begrenzten Prädiktionshorizont errechnet. Das Steigungsprofil, das Geschwindigkeitsprofil und das Leistungsprofil sind dabei jeweils von einem Routenprofil gebildet.
Zudem werden von der Betriebssteuereinheit 16 weitere Parameter, die von einem Fahrzeugzustandsparameter und/oder einem Umgebungsparameter gebildet sind, bei der Ermittlung in dem ersten Arbeitsschritt 50 des Fahrsituationsparameters verwendet. Der Fahrzeugzustandsparameter kann hierbei von einer aktuellen Geschwindigkeit, einer Richtung und/oder weiteren, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Parametern gebildet sein. Der Umgebungsparameter wird von Parametern einer Umgebung des Kraftfahrzeugs gebildet, wie beispielsweise eine aktuelle Außentemperatur, eine aktuelle Steigung usw. Hierzu weist das Fahrzeugsystem 10 eine Sensoreinheit 32 zu einer Erfassung der Umgebungsparameter auf. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, dass die Sensoreinheit 32 eine von dem Fahrzeugsystem 10 getrennte Einheit bildet. Die Sensoreinheit 32 kann hierbei einen Temperatursensor, einen Regensensor und/oder weitere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Sensoren aufweisen.
Die Routenprofile werden von der Betriebssteuereinheit 16 zudem online mit den aktuellen Fahrzeugzustandsparametern und/oder den aktuellen Umgebungsparametern überprüft und/oder abgeglichen. Anschließend werden die Routenprofile zusammen mit den aktuellen Fahrzeugzustandsparametern und/oder den aktuellen Umgebungsparametern von der Betriebssteuereinheit 16 innerhalb des zeitlich und/oder räumlich begrenzten Prädiktionshorizonts analysiert. Dabei werden die Routenprofile und die aktuellen Fahrzeugzustandsparameter und/oder die aktuellen Umgebungsparameter nach Merkmalen für einen Fahrsituationsparameter durchsucht. Anhand des Fahrsituationsparameters wird die voraussichtliche Fahrtroute bzw. ein Teilbereich der voraussichtlichen Fahrtroute, insbesondere innerhalb des zeitlich und/oder räumlich begrenzten Prädiktionshorizonts, unter vorausschauender Betrachtung klassifiziert. Zunächst erfolgt eine Klassifikation 52 nach generellen Fahrsituationen, wie beispielsweise eine Stadtfahrt, eine Überlandfahrt, eine Autobahnfahrt usw. Zudem erfolgt mittels der Routenprofile und den aktuellen Fahrzeugzustandsparametern und/oder den aktuellen Umgebungsparametern zusammen mit der Navigationssteuereinheit 20 eine zusätzliche Spezifikation der ermittelten Fahrsituationsparameter für die voraussichtliche Fahrtroute. Die ermittelten Fahrsituationsparameter werden hierbei von der Betriebssteuereinheit 20 nach Eigenschaften unterteilt, wie beispielsweise schnell, langsam, bergig, flach, kurvig, nass, trocken usw.
Mittels der von der Betriebssteuereinheit 16 ermittelten Fahrsituationsparameter wird daraufhin in einem nächsten Arbeitsschritt 54 ein von Parametern gebildeter Parametersatz zu einer optimierten Einstellung der Antriebseinheit 14 festgelegt, wobei der Parametersatz bzw. mehrere, auf die unterschiedlichen Fahrsituationen angepasste Parametersätze bereits in dem Speicherelement 22 hinterlegt ist bzw. sind. Durch die Parameter bzw. den Parametersatz wird ein Energiemanagement bzw. eine effiziente Anpassung der Antriebseinheit 14 an die voraussichtlichen Fahrtroute in dem zeitlich und/oder räumlich begrenzten Prädiktionshorizont bzw. unter vorausschauender Betrachtung der Fahrtroute eingestellt.
Die Parametersätze für generelle Klassifikation sind zudem vorab vor einer Hinterlegung in dem Speicherelement 22 optimiert auf die generelle Fahrsituation bzw. den generellen Fahrsituationsparameter abgestimmt, so dass ein schneller und direkter Zugriff jederzeit möglich ist. Die Parameter eines der Parametersätze sind hierbei von einer Leistungsgrenze für die unterschiedlichen Antriebsarten, einem von einem idealen Ladezustand gebildeten Sollladezustand für ein Energiespeichermittel, wie beispielsweise eine Kraftfahrzeugtraktionsbatterie und/oder eine Bordnetzbatterie, ein zulässiger Betriebsbereich für ein Laden des Energiespeichermittels, eine Einstellung für ein Getriebeschaltprogramm, eine Getriebesollübersetzung, ein Ansteuerwert für weitere, antriebsunabhängige Komponenten, wie beispielsweise für eine Klimaanlage, eine Pumpe, einen Ventilator usw., gebildet.

Claims

Fahrzeugsystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer Steuervorrichtung (12) zur zumindest teilweisen Steuerung einer Antriebseinheit (14), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (12) eine Betriebssteuereinheit (16) aufweist, die dazu vorgesehen ist, zumindest einen Parameter für einen Energieverbrauch der Antriebseinheit (14) optimiert anhand einer vorausschauenden Betrachtung einer Fahrtroute einzustellen.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Antriebseinheit (14), die zumindest teilweise von einer Hybridantriebseinheit (18) gebildet ist.
Fahrzeugsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebssteuereinheit (16) einen Fahrsituationsparameter ermittelt, der den zumindest einen Parameter festlegt.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebssteuereinheit (16) dazu vorgesehen ist, den Fahrsituationsparameter anhand einer Längsdynamik eines Kraftfahrzeugs zu ermitteln.
Fahrzeugsystem zumindest nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebssteuereinheit (16) dazu vorgesehen ist, den Fahrsituationsparameter anhand zumindest eines Fahrzeugzustandsparameters und/oder eines Umgebungsparameters zu ermitteln.
Fahrzeugsystem zumindest nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebssteuereinheit (16) dazu vorgesehen ist, den Fahrsituationsparameter anhand zumindest eines Routenprofils zu ermitteln.
Fahrzeugsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Navigationssteuereinheit (20), die zu einer Erfassung zumindest eines Positionsparameters und zu einer Anpassung einer Fahrtroute anhand des zumindest einen Positionsparameter vorgesehen ist.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Navigationssteuereinheit (20) einen Algorithmus aufweist, der dazu vorgesehen ist, die Fahrtroute anhand des zumindest einen Positionsparameters und zumindest eines gespeicherten Streckenparameters zu berechnen.
Fahrzeugsystem zumindest nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Navigationssteuereinheit (20) einen Algorithmus aufweist, der dazu vorgesehen ist, die Fahrtroute anhand des zumindest einen Positionsparameters und zumindest eines Wahrscheinlichkeitsparameters zu berechnen.
Fahrzeugsystem zumindest nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Navigationssteuereinheit (20) dazu vorgesehen ist, für einen zeitlich und/oder räumlich begrenzten Prädiktionshorizont ein Steigungsprofil und/oder ein Geschwindigkeitsprofil entlang der Fahrtroute zu ermitteln.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Navigationssteuereinheit (20) dazu vorgesehen ist, den zeitlich und/oder räumlich begrenzten Prädiktionshorizont an einen Streckenverlauf kontinuierlich anzupassen.
Verfahren für ein Fahrzeugsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Parameter für einen Energieverbrauch einer Antriebseinheit (14) optimiert anhand einer vorausschauenden Betrachtung einer Fahrtroute eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fahrsituationsparameter anhand zumindest eines Fahrzeugzustandsparameters und/oder eines Umgebungsparameters und/oder eines Routenprofils ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrsituationsparameter den Parameter festlegt.