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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Steuer- und/oder Regelvorrichtung zum Durchführen eines derartigen Verfahrens sowie ein Fahrzeug mit einer derartigen Steuer- und/oder Regelvorrichtung.
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Stand der Technik
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Aus der
DE 103 45 319 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betrieb eines Fahrzeuges bekannt, wobei eine voraussagende Geschwindigkeitsregelanlage, dort als vorausschauendes Tempomatsystem bezeichnet, Informationen über die gegenwärtige Fahrzeugposition wie auch das bevorstehende Gelände verwendet, um Kraftstoff zu sparen und den Fahrkomfort zu erhöhen. Eine Fahrzeug-Betriebskostenfunktion ist auf Basis mehrerer Umgebungsparameter, Fahrzeugparameter, Fahrzeug-Betriebsparameter und Streckenparameter definiert. Während sich das Fahrzeug über eine bestimmte Strecke fortbewegt, für die Streckenparameter wie etwa die Straßenneigung und die Krümmung in einer Straßenkarte gespeichert sind, stellen Sensoren an Bord des Fahrzeugs die Umgebungs- und die Fahrzeug-Betriebsparameter, die zumindest die Fahrzeuggeschwindigkeit und seine Position in Bezug auf die Straßenkarte beinhalten, fest; zugleich berechnet ein Bordcomputer während der Fahrzeugbewegung fortlaufend aktualisierte Fahrzeugsteuerparameter, die die Fahrzeug-Betriebskostenfunktion für einen vorherbestimmten und sich mit dem Fahrzeug weiterbewegenden Voraussagehorizont entlang der Strecke vor dem Fahrzeug optimieren, iterativ und speichert sie in einem Speicher, wodurch die optimalen Fahrzeugsteuerparameter so eingestellt werden, dass sie die tatsächliche fahrzeughistorische Betriebserfahrung während der Reise widerspiegeln. Das Fahrzeug wird dann entsprechend seiner gegenwärtigen Position durch Auslesen der optimierten aktualisierten Fahrzeugsteuerparameter aus dem Speicher gesteuert. Ein Tempomatsystem, das eine derartige Geschwindigkeitssteuerung durchführt, wird als IPPC-Anlage (IPPC = Integrated Predictive Powertrain Control) bezeichnet.
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Aus der
DE 10 2008 019 174 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben eines Fahrzeuges bekannt, bei welchem eine gegenwärtige Fahrzeugposition, Informationen über eine vorliegende Strecke und/oder eine Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt werden. Anhand der ermittelten Informationen wird die Fahrzeuggeschwindigkeit gesteuert und/oder geregelt. Dabei werden eine vorgegebene Fahrzeuggeschwindigkeit, eine momentane Fahrstufe, ein momentanes Antriebs- und/oder Bremsmoment in Abhängigkeit von mindestens einem Parameter der bevorstehenden Strecke und/oder in Abhängigkeit von mindestens einem Parameter eines vorausfahrenden Fahrzeuges angepasst, insbesondere geregelt und/oder gesteuert.
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Aus der
DE 10 2008 035 944 A1 ist ein Verfahren zum Optimieren des Fahrbetriebs eines Kraftfahrzeugs unter Zugrundelegung mehrerer Parameter bekannt, welches folgende Schritte umfasst: Ermittlung einer Fahrtroute des Fahrzeugs zu einem vorgegebenen Fahrtziel; Ermittlung mehrerer unterschiedlicher, für ein Streckenprofil der ermittelten Fahrtroute des Fahrzeugs zwischen dem geometrischen Ort oder einem Fahrtstartpunkt des Fahrzeugs und dem Fahrtziel charakteristischer Streckenparameter wie Höhenprofil, Steigungen und Kurvenradien der Fahrtroute; sowie Ermittlung wenigstens einer für die ermittelte Fahrtroute des Fahrzeugs zwischen dem geometrischen Ort des Fahrzeugs oder dem Fahrtstartpunkt und dem Fahrtziel charakteristischen Fahrbedingung, insbesondere einer Geschwindigkeitsbegrenzung. Unter Berücksichtigung der Streckenparameter und der Fahrbedingung wird eine Soll-Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs entlang der ermittelten Fahrtroute bestimmt, wobei die Fahrtroute auf Grundlage der Streckenparameter und/oder der Fahrbedingung in mehrere Segmente unterteilt wird. Ferner ist aus diesem Dokument ein Kraftfahrzeug mit einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens bekannt.
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Aus der
DE 10 2009 023 423 A1 ist ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs bekannt, bei welchem durch eine Steuerung und/oder Regelung eines Antriebsstrangs und/oder einer Bremseinrichtung eine aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs an eine vorgegebene Geschwindigkeit angepasst wird, wobei auf einer Steigungsstrecke die vorgegebene Geschwindigkeit des Fahrzeugs unter eine Wunschgeschwindigkeit reduziert wird und auf einer Ebene und einer Gefällestrecke die vorgegebene Geschwindigkeit der Wunschgeschwindigkeit entspricht, wodurch eine Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und der Fahrzeugemissionen bei einer nur unwesentlich verlängerten Fahrtzeit ermöglicht werden soll.
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Darstellung der Erfindung: Aufgabe, Lösung, Vorteile
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Die Erfindung hat die Aufgabe, ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs und eine Steuer- und/oder Regelvorrichtung der beschriebenen Art sowie ein Fahrzeug mit einer derartigen Steuer- und/oder Regelvorrichtung weiter zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass bei einem derartigen Verfahren, bei welchem durch eine Steuerung und/oder Regelung einer Vortriebseinrichtung wenigstens ein Istwert wenigstens eines Fahrzeug-Betriebsparameters des Fahrzeugs an wenigstens einen zugehörigen, vorgegebenen Sollwert angepasst wird, der wenigstens eine Sollwert des wenigstens einen Fahrzeug-Betriebsparameters zumindest in Abhängigkeit von wenigstens einem eine Eigenschaft des Fahrzeugs beschreibenden Fahrzeugparameter bestimmt wird und wenigstens einer des wenigstens einen Fahrzeugparameters ein wenigstens eine Eigenschaft einer Ladung des Fahrzeugs beschreibender Ladungsparameter ist.
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Dabei sind in diesem Zusammenhang unter dem Begriff Vortriebseinrichtung der Antriebsstrang und/oder die Bremseinrichtung zusammengefasst, d.h. Motor, Getriebe und Bremsen; es können auch weitere Fahrzeugbauteile umfasst sein wie z.B. eine verstellbare Federung und/oder Dämpfung, und andere. Als Fahrzeugparameter sind alle fahrzeugbezogenen Kenngrößen bezeichnet wie z.B. Abmessungen, Gewicht, Antriebs- und Bremsmoment des Fahrzeugs, spezifischer Treibstoffverbrauch, usw.
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Zu den Fahrzeug-Betriebsparametern zählen insbesondere die Fahrzeuggeschwindigkeit sowie eine gewählte Fahrstufe des Getriebes.
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Erfindungsgemäß werden von den Fahrzeugparametern auch die Ladungsparameter des Fahrzeugs umfasst, worunter alle ladungsbezogenen Kenngrößen fallen. So ist es in einfacher Weise möglich, unter Einsatz an sich bekannter Optimierungsverfahren auch den Einfluss der Ladung auf das Fahrverhalten des Fahrzeugs zu erfassen und bei der Steuerung bzw. Regelung der Vortriebseinrichtung einzubeziehen. Dies betrifft insbesondere den Einfluss der Ladung auf die Betriebskosten, z.B. den Treibstoffverbrauch, oder auf die Fahrsicherheit, z.B. das Kurven- oder Bremsverhalten des Fahrzeugs.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens beschreibt der wenigstens eine Ladungsparameter einen strukturellen Aufbau der Ladung. Darunter wird eine Angabe darüber verstanden, ob es sich bei der Ladung etwa um Flüssigkeit, Schütt- oder Stückgut handelt. Bei Flüssigkeiten kann der Ladungsparameter z.B. eine Angabe über die Viskosität und bei Schüttgut eine Angabe über die Körnigkeit, die Kohäsion oder den Schüttwinkel umfassen, die mögliche Ladungsbewegungen durch auf das Fahrzeug einwirkende Kräfte bestimmen.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens beschreibt der wenigstens eine Ladungsparameter einen Aggregatzustand der Ladung. Vorzugsweise kann dabei unterschieden werden zwischen fester, gasförmiger oder flüssiger Ladung. Damit werden die Einflüsse insbesondere von Ladungsbewegungen bei flüssiger Ladung auf das Fahrverhalten des Fahrzeugs gegenüber demjenigen bei fester oder gasförmiger Ladung berücksichtigt. Ladungsbewegungen beeinflussen vor allem das Kurven-, Beschleunigungs- und Bremsverhalten und dadurch die Fahrsicherheit des Fahrzeugs und bestimmen damit die Fahrzeuggeschwindigkeit entlang einer zu fahrenden Strecke, also z.B. die gewählte Ausrollstrategie. Vorteilhaft wird der Sollwert der Fahrzeuggeschwindigkeit in Kurven bei flüssiger Ladung verringert und in Form einer angepassten Ausrollstrategie, d.h. durch ein rechtzeitig vor der Kurve eingeleitetes, treibstoffsparendes Ausrollen des Fahrzeugs, bei der Steuerung der Vortriebseinrichtung berücksichtigt. Insbesondere werden in Bremsund auch in Beschleunigungsphasen geringere Änderungen des Sollwertes der Fahrzeuggeschwindigkeit vorgenommen. Dadurch werden Betriebskosten bzw. Treibstoff gespart und die Fahrsicherheit erhöht.
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Nach einer weiteren, bevorzugten Ausgestaltung beschreibt der wenigstens eine Ladungsparameter einen Füllstand der Ladung. Dies ist insbesondere vorteilhaft bei einer Teilbeladung des Fahrzeugs mit flüssiger Ladung, da diese in der Regel im Laderaum größere Bewegungsmöglichkeiten hat und sich daher auf das Fahrverhalten wesentlich anders auswirkt als eine vollständige Beladung.
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Gemäß einer anderen, vorteilhaften Ausgestaltung beschreibt der wenigstens eine Ladungsparameter eine Verteilung der Ladung im Fahrzeug. Diese bestimmt Schwerpunktlage und Trägheitsmoment des Fahrzeugs und beeinflusst damit wesentlich das Fahrverhalten, vor allem in Kurven. So wird beispielsweise ein Fahrzeug mit kopflästiger Beladung mit einem geringeren Sollwert der Fahrzeuggeschwindigkeit insbesondere in Kurven gesteuert. Bei flüssiger Ladung werden durch die Verteilung der Ladung auch deren Bewegungsmöglichkeiten bestimmt.
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Da auch die Abmessungen und das Gewicht der Ladung die Schwerpunktlage und das Trägheitsmoment und dadurch das Fahrverhalten des Fahrzeugs entscheidend bestimmen, umfasst gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung der wenigstens eine Ladungsparameter wenigstens eine räumliche Abmessung der Ladung und/oder wenigstens eine Gewichtsangabe der Ladung.
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Vorteilhaft enthält der wenigstens eine Ladungsparameter zusätzlich eine Angabe über die Art der Ladung. So kann durch die Angabe, ob die Ladung Gefahrstoffe enthält, eine entsprechende Anpassung des Sollwertes der Fahrzeuggeschwindigkeit oder von Änderungen der Fahrzeuggeschwindigkeit bei Beschleunigungs- und Bremsvorgängen an eine besonders vorsichtige Fahrweise erfolgen.
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Nach einer anderen bevorzugten Ausgestaltung wird zum Optimieren eines Fahrbetriebs des Fahrzeugs entlang einer vorgegebenen Strecke für wenigstens einen vor dem Fahrzeug liegenden Teil derselben eine Fahrzeug-Betriebsfunktion berechnet auf Grundlage des wenigstens einen Fahrzeugparameters, wenigstens eines wenigstens eine Eigenschaft der vorgegebenen Strecke beschreibenden Streckenparameters, einer Fahrzeugposition entlang der Strecke und des wenigstens einen Sollwerts des wenigstens einen Fahrzeug-Betriebsparameters entlang des wenigstens einen vor dem Fahrzeug liegenden Teils der Strecke. Dieser wenigstens eine vor dem Fahrzeug liegende Teil der Strecke, für den die Berechnungen durchgeführt werden, wird auch als Voraussagehorizont bezeichnet. Damit wird wenigstens ein die Fahrzeug-Betriebsfunktion minimierender optimaler Sollwert des wenigstens einen Fahrzeug-Betriebsparameters entlang des wenigstens einen vor dem Fahrzeug liegenden Teils der Strecke ermittelt und die Vortriebseinrichtung anhand des wenigstens einen optimalen Sollwertes des wenigstens einen Fahrzeug-Betriebsparameters entlang der Strecke gesteuert und/oder geregelt.
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Die Strecke ist dabei in einer digitalen, dreidimensionalen Straßenkarte an sich bekannten Aufbaus festgelegt. Die Fahrzeugposition entlang dieser Strecke wird vorzugsweise durch ein Ortungsverfahren wie z.B. G(lobal) P(ositioning) S(ystem), durch fahrzeugseitige Berechnung eines Weg-/Zeit-/Geschwindigkeitsintegrals, oder durch eine Kombination dieser Verfahren ermittelt. Streckenparameter sind dabei durch die Straßenkarte beschriebene und aus ihr entnommene Höhen-, Neigungs- und Krümmungsprofile, Angaben zum Straßenzustand, zu Durchfahrts- und Geschwindigkeitsbeschränkungen, usw. entlang der Strecke.
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Die Strecke kann dabei aus einer Routenberechnung mittels eines Navigationsgeräts vorgegeben werden. Es kann sich bei der Strecke und bevorzugt bei dem Voraussagehorizont aber auch um einen vor dem Fahrzeug liegenden Straßenabschnitt handeln, der aus der Straßenkarte mit Hilfe der Fahrzeugposition und einer sich aus einer zeitlichen Änderung der Fahrzeugposition ergebenden Fahrtrichtung ermittelbar ist. Es handelt sich dann um einen von Fahrzeug voraussichtlich zu durchfahrenden Straßenabschnitt, z.B. um die nächsten 4–6 km. Bevorzugt kann dies ein Pfad mit der höchsten errechneten Wahrscheinlichkeit der Benutzung, ermittelt aus der Fahrzeugposition und wahlweise auch anderen Kriterien, z.B. Gewohnheiten des Fahrers, sein. Die Strecke ist dann statt durch eine Routenberechnung durch eine solche Wahrscheinlichkeit vorgegeben. Befindet sich das Fahrzeug z.B. auf einer Autobahn oder einer gut ausgebauten Landstraße, ist es möglich, den Fahrbetrieb des Fahrzeugs für diesen voraussichtlich zu durchfahrenden Straßenabschnitt zu optimieren. So kann z.B. eine vorausliegende Berg- oder Gefällestrecke oder eine Kurve eingeplant werden.
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Unter der Fahrzeug-Betriebsfunktion wird hier eine Funktion zur Ermittlung einer optimalen Betriebssteuerung verstanden, die z.B. Betriebskosten wie etwa den Treibstoffverbrauch minimiert und/oder Sicherheitsaspekte berücksichtigt. Letzteres kann z.B. durch Berücksichtigung einer durch Streckenparameter bestimmten Höchstgeschwindigkeit entlang bestimmter Streckenabschnitte, beispielsweise Gefälle oder Kurven, die aus Gründen der Fahrzeugsicherheit einzuhalten ist, erfolgen.
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Bei der Fahrzeug-Betriebsfunktion handelt es sich insbesondere um eine Fahrzeug-Betriebskostenfunktion und/oder eine Berechnung der Fahrzeugdynamik.
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Bei der Berechnung der Fahrzeugdynamik werden das Kurvenverhalten und/oder das Beschleunigungsverhalten und/oder das Bremsverhalten des Fahrzeugs unter Berücksichtigung des wenigstens einen Ladungsparameters und des wenigstens einen Streckenparameters entlang der Strecke oder zumindest des Voraussagehorizonts bestimmt. Dadurch können Geschwindigkeitsgrenzen bestimmt werden, bei deren Überschreitung, die sichere Führung des Fahrzeugs entlang der Strecke oder zumindest des Voraussagehorizonts nicht mehr gewährleistet ist.
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Bevorzugt handelt es sich bei der Fahrzeug-Betriebsfunktion um eine Fahrzeug-Betriebskostenfunktion. Die Fahrzeug-Betriebskostenfunktion beschreibt die gesamten Betriebskosten des Fahrzeugs oder wahlweise nur dessen Treibstoffverbrauch entlang des Voraussagehorizonts in Abhängigkeit von den vorgenannten Parametern und wird mit an sich bekannten Rechenverfahren unter Variation des Sollwerts des wenigstens einen Fahrzeug-Betriebsparameters entlang der Strecke oder zumindest des Voraussagehorizonts minimiert, wodurch für die Steuerung der Vortriebseinrichtung des Fahrzeugs ein Sollwertprofil des wenigstens einen Fahrzeug-Betriebsparameters entlang der Strecke oder zumindest des Voraussagehorizonts für einen optimalen Fahrbetrieb des Fahrzeugs erstellt wird. Durch Einbeziehen der Ladungsparameter als zusätzliche Teilfunktion in diese Berechnung erfolgt die Optimierung auch im Hinblick auf die Eigenschaften der Ladung.
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Die Variation des Sollwerts des wenigstens einen Fahrzeug-Betriebsparameters entlang der Strecke oder zumindest des Voraussagehorizonts kann dabei bevorzugt auch unter Berücksichtigung der Fahrsicherheit des Fahrzeugs, insbesondere des Kurven-, Beschleunigungs- und Bremsverhaltens, erfolgen, d.h. in durch das Kurvensowie das Beschleunigungs- und Bremsverhalten gegebenen Grenzen. Dies bestimmt vornehmlich die Fahrzeuggeschwindigkeit entlang der Strecke oder zumindest des Voraussagehorizonts als einem Fahrzeug-Betriebsparameter. Durch den Einfluss der Ladungsparameter auf den genannten Sollwert wird beim Erstellen des Sollwertprofils für einen optimalen Fahrbetrieb des Fahrzeugs auch die Ladung zur Einhaltung der Fahrsicherheit berücksichtigt und somit die Steuerung der Vortriebseinrichtung des Fahrzeugs im Hinblick auf die Fahrsicherheit optimiert.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung, bei der mindestens ein Parameter wenigstens eines vorausfahrenden zweiten Fahrzeugs als Eingangsgröße für die Steuerung und/oder Regelung der Vortriebseinrichtung des eigenen Fahrzeugs dient, wozu der mindestens eine Parameter des wenigstens einen vorausfahrenden zweiten Fahrzeugs mittels einer Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikation und/oder einer Fahrzeug-Infrastruktur-Kommunikation übermittelt wird, umfasst der mindestens eine Parameter des wenigstens einen vorausfahrenden zweiten Fahrzeugs wenigstens einen Ladungsparameter des zweiten Fahrzeugs.
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Die Übertragung der Parameter einschließlich der Ladungsparameter erfolgt wahlweise, abwechselnd oder kombiniert mittels Fahrzeug-Fahrzeug- und/oder Fahrzeug-Infrastruktur-Kommunikation. Auf diese Weise wird eine Anpassung der Fahrweise des eigenen Fahrzeugs an diejenige des vorausfahrenden zweiten Fahrzeugs erzielt.
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Nach einer anderen bevorzugten Ausgestaltung werden Fahrzeugparameter und darin Ladungsparameter, Fahrzeug-Betriebsparameter und/oder die Fahrzeugposition von fahrzeugeigenen Messeinrichtungen selbsttätig erfasst. Für die Fahrzeugposition erfolgt dies in an sich bekannter Art mittels Geschwindigkeits- und Wegmessgeräten bzw. durch Navigationsgeräte mit z.B. GPS. Zur Erfassung der Fahrzeugparameter, insbesondere der Ladungsparameter, dienen besondere Sensoren, z.B. ein- oder mehrdimensional messende Gewichtssensoren für jedes Rad des Fahrzeugs oder für Aufhängungspunkte der Ladung oder von Ladungsbehältern am Fahrzeug. Auch können z.B. Beschleunigungssensoren vorgesehen sein. Über diese Sensoren kann außer dem Gesamtgewicht des Fahrzeugs bzw. der Ladung auch die Verteilung der Ladung statisch und dynamisch bestimmt werden. Daraus lassen sich Werte auch für weitere Fahrzeug- und Ladungsparameter berechnen bzw. ableiten, z.B. die Lage des Schwerpunkts und das Trägheitsmoment. Der Aggregatzustand der Ladung lässt sich aus einer Bewertung der dynamischen Kräfte und ihrer charakteristischen Schwankungen ermitteln. Neben der Optimierung des Fahrbetriebs des Fahrzeugs dient dies auch der Fahrsicherheit, da kritische Kräfte, die gefährliche Fahrsituationen verursachen können, sofort gemessen und erkannt werden und unmittelbar zu einer den Fahrzeug- und Streckenparametern angepassten Steuerung der Vortriebseinrichtung führen.
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Ferner bestimmen räumliche Abmessungen und Gewicht der Ladung in einer mit den räumlichen Abmessungen und dem Gewicht des gesamten Fahrzeugs vergleichbaren Weise das optimale Sollwertprofil des wenigstens einen Fahrzeug-Betriebsparameters, vorzugsweise der optimalen Fahrzeuggeschwindigkeit, entlang der Strecke insbesondere im Bereich von Verkehrshindernissen wie Haarnadelkurven, Fahrbahnverengungen oder Aufpflasterungen zur Geschwindigkeitsreduktion. Dies wird durch die Erfindung ebenso berücksichtigt wie eine Anpassung des optimalen Sollwertprofils des wenigstens einen Fahrzeug-Betriebsparameters entlang der Strecke an eine Angabe über die Art der Ladung. So kann durch die Angabe, ob die Ladung Gefahrstoffe enthält, eine entsprechende Anpassung des Sollwertprofils der Fahrzeuggeschwindigkeit an eine besonders vorsichtige Fahrweise mit zum Beispiel verringerten Fahrzeuggeschwindigkeiten in Kurven und angepassten Profilen des Sollwertes der Fahrzeuggeschwindigkeit in Brems- und Beschleunigungsphasen vorgenommen werden.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann ferner die Akzeptanz beim Fahrer gesteigert werden, wenn das Sollwertprofil des wenigstens einen Fahrzeug-Betriebsparameters entlang der Strecke die Ladung berücksichtigt und so zu einem ausgewogeneren Bewegungsprofil des Fahrzeugs führt.
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Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin durch eine Steuer- und/oder Regelvorrichtung gelöst. Diese umfasst zum Durchführen des beschriebenen Verfahrens eine eine Regeleinheit, die mit wenigstens einer Eingabe- und/oder Messeinrichtung verbunden ist zum Erfassen und Zuführen des wenigstens einen Fahrzeugparameters, des wenigstens einen wenigstens eine Eigenschaft der Strecke beschreibenden Streckenparameters, der Fahrzeugposition entlang der Strecke und des wenigstens einen Istwertes des wenigstens einen Fahrzeug-Betriebsparameters des Fahrzeugs und zum Abgeben des wenigstens einen die Fahrzeug-Betriebsfunktion, bevorzugt die Fahrzeug-Betriebskostenfunktion, minimierenden optimalen Sollwertes des wenigstens einen Fahrzeug-Betriebsparameters entlang des wenigstens einen vor dem Fahrzeug liegenden Teils der Strecke. Die Steuer- und/oder Regelvorrichtung umfasst weiterhin eine Steuerstufe zum Steuern und/oder Regeln der Vortriebseinrichtung, wobei die Steuerstufe zum Zuleiten des wenigstens einen Istwertes und des wenigstens einen optimalen Sollwertes des wenigstens einen Fahrzeug-Betriebsparameters des Fahrzeugs sowie zur Abgabe wenigstens eines Steuersignals an die Vortriebseinrichtung ausgebildet ist.
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Bei der vorstehend beschriebenen Bestimmung des optimalen Sollwerts und damit eines Sollwertprofils entlang der Strecke wird von der Steuer- und/oder Regelvorrichtung zum Optimieren des Fahrbetriebs des Fahrzeugs entlang der Strecke oder zumindest des Voraussagehorizonts auch die Fahrsicherheit berücksichtigt.
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Die Steuer- und/oder Regelvorrichtung umfasst bevorzugt ein Navigationsgerät und andere Streckenerfassungseinrichtungen, wie z.B. Tachometer, Kilometerzähler usw.; ferner Sensor- bzw. Messeinrichtungen zur Bestimmung z.B. statischer und dynamischer Kräfte und damit des Gewichts und der Verteilung der Ladung. Ferner sind bevorzugt Eingabe-Einrichtungen für weitere Ladungsparameter vorgesehen, z.B. eine Gefahrgutklasse. Über die beschriebenen Kommunikationseinrichtungen können vom Fahrzeug auch z.B. aus einer Zentrale eines Fuhrunternehmens oder dergleichen Ladungsparameter empfangen werden.
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Die obengenannte Aufgabe wird außerdem durch ein Fahrzeug mit einer Steuer- und/oder Regelvorrichtung der vorbeschriebenen Art gelöst.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Steuer- und/oder Regelvorrichtung ist in der einzigen Figur der Zeichnung dargestellt und wird im nachfolgenden näher beschrieben.
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Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
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In der Figur umfasst eine Steuer- und/oder Regelvorrichtung 100 eine Regeleinheit 20, die mit einer ersten Sensoreinheit 21 und einer ersten Eingabeeinheit 22, z.B. einer Tasteneingabeeinheit, verbunden ist. Über die erste Sensoreinheit 21 und die erste Eingabeeinheit 22 werden der Regeleinheit 20 Fahrzeugparameter zugeführt, die teils von Hand eingetragen sind, teils durch automatisierte Messungen erfasst werden. So wird z.B. ein Fahrzeuggewicht über die erste Sensoreinheit 21 automatisch erfasst, eine zulässige Fahrzeug-Höchstgeschwindigkeit über die erste Eingabeeinheit 22 manuell eingegeben. Weitere Fahrzeugparameter können auch bereits, z.B. ab Werk, in der Regeleinheit gespeichert sein.
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Die Regeleinheit 20 ist ferner mit einer zweiten Sensoreinheit 23 zum automatischen Messen und Zuführen und mit einer zweiten Eingabeeinheit 24 zum manuellen Eingeben von Ladungsparametern verbunden. Z.B. wird über die zweite Sensoreinheit 23 ein Ladungsgewicht dynamisch gemessen und eingespeist, über die zweite Eingabeeinheit 24 eine Gefahrstoffklasse eingegeben. Die Sensoreinheiten 21, 23 können auch mit Einrichtungen zur Datenverarbeitung versehen sein, die z.B. aus Messwerten für ein Ladungsgewicht ein Kennsignal für den Aggregatzustand der Ladung bestimmt oder die Verteilung der Ladung ermittelt, so dass diese Kennwerte in aufbereiteter Form der Regeleinheit 20 zur Verfügung stehen.
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Obgleich der Deutlichkeit halber im vorliegenden Ausführungsbeispiel je eine gesonderte Sensoreinheit und je eine gesonderte Eingabeeinheit zur Erfassung der Fahrzeugparameter einerseits und speziell der Ladungsparameter andererseits dargestellt ist, können in einer bevorzugten Weiterbildung wenigstens die Eingabeeinheiten 22, 24 in einer gemeinsamen Eingabeeinheit, z.B. in einem gemeinsamen Bedienungsfeld, zusammengefasst sein.
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Über eine Kommunikationsverbindung 25 kann die Tempomat-Steuereinheit 20 ferner mit Einrichtungen einer Infrastruktur oder anderen Fahrzeugen Daten austauschen.
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Ein z.B. für satellitengeführte Fahrzeugnavigation eingerichtetes Navigationsgerät 50 ist mit der Regeleinheit 20 zum Zuführen von Streckenparameter und die Fahrzeugposition entlang einer Strecke beschreibenden Daten verbunden.
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Ein Tachometer 60 misst einen Istwert der Fahrzeuggeschwindigkeit und liefert diesen als Eingangsgröße an die Regeleinheit 20. Die Regeleinheit 20 ermittelt aus den ihr insgesamt zugeführten Daten im Bereich eines Voraussagehorizonts ein Sollwertprofil der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Fahrstufe einer Vortriebseinrichtung des Fahrzeugs entlang der Strecke für einen optimalen Fahrbetrieb des Fahrzeugs, wobei Fahrzeuggeschwindigkeit und Fahrstufe je einen Fahrzeug-Betriebsparameter bilden, und gibt diese Daten über eine Verbindung 26 als eine Fahrzeug-Betriebskostenfunktion minimierende und dabei gemäß der vorstehenden Beschreibung auch die Fahrsicherheit berücksichtigende optimale Sollwerte der Fahrzeug-Betriebsparameter entlang des Voraussagehorizonts an einen Regelkreis 70 zur Steuerung der Vortriebseinrichtung weiter.
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Der Regelkreis 70 umfasst eine Steuerstufe 30 zum Steuern und/oder Regeln der Vortriebseinrichtung, das Fahrzeug 40 mitsamt der Vortriebseinrichtung und den Tachometer 60. Der Steuerstufe 30 werden die von der Regeleinheit 20 zu der jeweils aktuellen Position des Fahrzeugs ermittelten optimalen Sollwerte der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Fahrstufe über die Verbindung 26 sowie der Istwert der Fahrzeuggeschwindigkeit vom Tachometer 60 über eine Leitung 32 zugeführt. Aus diesen Daten ermittelt die Steuerstufe 30 Steuersignale für eine etwaige Geschwindigkeitsänderung und die in der Vortriebseinrichtung einzustellende Fahrstufe und steuert damit über Steuerleitungen 31 den Betrieb des Fahrzeugs 40.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10345319 A1 [0002]
- DE 102008019174 A1 [0003]
- DE 102008035944 A1 [0004]
- DE 102009023423 A1 [0005]
