DE102013016520B4

DE102013016520B4 - Verfahren zur Anpassung einer prädizierten Radleistung eines Fahrzeugs für eine vorgegebene Strecke und Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE102013016520B4
Application number: DE201310016520
Authority: DE
Inventors: Jens Papajewski; Michael Hamacher
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2013-10-07
Filing date: 2013-10-07
Publication date: 2015-05-07
Anticipated expiration: 2033-10-08
Also published as: DE102013016520A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anpassung einer prädizierten Radleistung eines Fahrzeugs für eine vorgebbare Strecke, wobei eine in Manöverklassen unterteilte Strecke vorgegeben wird (S1), ausgehend von einem für die vorgegebene Strecke prädizierten Energieverbrauch (S2) das Fahrverhalten eines Fahrer während des Befahrens der vorgegebenen Strecke ausgewertet wird (S3, S4), ermittelt wird, ob eine ermittelte Abweichung bei wenigstens einer auf der Strecke durchfahrenen Manöverklasse eine relevante Abweichung darstellt (S5 bis S9), und falls eine relevante Abweichung festgestellt wird, eine Neuberechnung der prädizierten Radleistung vorgenommen wird (S10). Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Steuergerät zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anpassung einer prädizierten Radleistung eines Fahrzeugs für eine vorgebbare Strecke und ein Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens.
Bei der Motorsteuerung oder der Betriebsstrategie von auch elektromotorisch antreibbaren Kraftfahrzeugen, wie bspw. Plug-In Hybrid-Fahrzeugen, wurden anfänglich ganz überwiegend nur aktuelle Sensordaten zur Steuerung des Antriebsstrangs verwendet, es erfolgte jedoch keine Berücksichtigung des gesamten geplanten Streckenverlaufs einer Fahrt. Dies war insoweit von Nachteil, als hierdurch keine optimale Anpassung der Motorsteuerung oder Betriebsstrategie an den geplanten Streckenverlauf vorgenommen werden konnte.
Zur Überwindung dieses Nachteils sind verschiedene Verfahren entwickelt worden. So ist beispielsweise aus der DE 10 2008 035 944 A1 ein Verfahren zum Optimieren des Fahrbetriebs eines Kraftfahrzeugs unter Zugrundelegung mehrerer Parameter bekannt, wobei durch Vorgabe eines Fahrtziels eine Fahrtroute des Fahrzeugs ermittelt wird, mehrere unterschiedliche Streckenparameter, die für ein Streckenprofil der ermittelten Fahrtroute des Fahrzeugs zwischen dem geometrischen Ort oder einem Fahrtstartpunkt des Fahrzeugs und dem Fahrtziel charakteristisch sind, ermittelt werden, und wenigsten eine Fahrbedingung ermittelt wird, die für die ermittelte Fahrtroute des Fahrzeugs zwischen dem geometrischen Ort des Fahrzeugs oder dem Fahrtstartpunkt und dem Fahrtziel charakteristisch ist. Unter Berücksichtigung der Streckenparameter und der Fahrbedingung wird eine Soll-Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs entlang der ermittelten Fahrtroute bestimmt, wobei die Fahrtroute in mehrere Segmente unterteilt wird und die Unterteilung der Fahrtroute in Segmente auf Grundlage der Streckenparameter und/oder der Fahrbedingung erfolgt.
Aus der DE 10 2007 036 794 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Festlegung der Fahrstrategie eines Kraftfahrzeuges bekannt, wobei für eine vorgegebene Fahrroute ein Korridor für eine mögliche Soll-Fahrgeschwindigkeit mit einer oberen und einer unteren Geschwindigkeitsgrenze über die Fahrstrecke definiert wird.
In der DE 10 2010 047 080 A1 wird ein Verfahren zum Gewinnen eines Datensatzes beschrieben, der die vorhergesagte Geschwindigkeit eines Fahrzeugs über eine Vielzahl von Streckenpunkten einer Route wiedergibt oder alternativ die Geschwindigkeit Zeitpunkten zuordnet, die bezüglich einer Fahrt auf der Route definiert sind. Der Datensatz ergibt in seiner Gesamtheit bei beiden Alternativen ein Geschwindigkeitsprofil.
Aus der DE 10 2012 004 258 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung eines Toleranzbandes (sog. Prädiktionsgüte) um einen prädizierten Energieverbrauch eines Kraftfahrzeugs bekannt.
Und in der nicht vorveröffentlichten DE 10 2012 023 575 B3 wird ein Verfahren zur fahrerspezifischen Anpassung eines synthetisch modulierten Geschwindigkeitsprofils entlang einer mit einem Fahrzeug gefahrenen Strecke vorgeschlagen. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:

a) Auswählen einer Strecke auf Grundlage von Kartendaten eines Navigationssystems;
b) Aufteilen der Strecke in Streckensegmente und Zuordnen einer Manöverklasse aus einer vorgegebenen Manöverklassenmatrix zu jedem Streckensegment;
c) Abfahren von wenigstens einem Teil der Strecke durch einen Fahrer mit dem Fahrzeug, wobei bei jedem durchfahrenen Streckensegment die tatsächliche Geschwindigkeit oder die tatsächliche Beschleunigung sowie die Anzahl, wie oft die Manöverklasse entlang der Strecke vorgekommen ist, erfasst wird;
d) Ermitteln, ob die tatsächliche Geschwindigkeit oder die tatsächliche Beschleunigung bezogen auf die Anzahl, wie oft die Manöverklasse vorgekommen ist, außerhalb des für die Anzahl der Manöverklasse in der Manöverklassenmatrix vorgegebenen Toleranzbandes liegt; und
e) Anpassen der in der Manöverklassenmatrix für die Manöverklasse enthaltenen Durchschnittsgeschwindigkeit oder Durchschnittsbeschleunigung sowie des Toleranzbandes, sofern die tatsächliche Geschwindigkeit oder die tatsächliche Beschleunigung bezogen auf die Anzahl, wie oft die Manöverklasse vorgekommen ist, außerhalb des für die Manöverklasse in der Manöverklassenmatrix vorgegebenen Toleranzbandes liegt.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit der ermittelt werden kann, ob eine bei einer Manöverklasse festgestellte Abweichung von den hierfür in der Manöverklassenmatrix für das Manöver hinterlegten Werten eine Anpassung der prädizierten Radleistung für die gerade befahrene Strecke erforderlich macht.
Diese Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 und das Steuergerät gemäß Anspruch 9. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Anpassung einer prädizierten Radleistung eines Fahrzeugs für eine vorgebbare Strecke vorgeschlagen, das die folgenden Schritte umfasst:

a) Auswählen einer Strecke auf Grundlage von in einem Datensatz gespeicherten Kartendaten, wobei die Strecke in Streckensegmente aufgeteilt ist und jedem Streckensegment eine Manöverklasse zugeordnet ist, wobei die Manöverklassen auswählbar sind aus einer vorgegebenen Manöverklassenmatrix, in der für jede Manöverklasse wenigstens eine Eingangsgeschwindigkeit, eine Ausgangsgeschwindigkeit, eine Durchschnittsgeschwindigkeit oder Durchschnittsbeschleunigung des Fahrzeugs sowie ein Toleranzband für die Durchschnittsgeschwindigkeit oder Durchschnittsbeschleunigung in Abhängigkeit von der Anzahl, wie oft die Manöverklasse vorkommt, enthalten sind;
b) Berechnen der prädizierten Radleistung für das Fahrzeug für die vorgegebene Strecke unter der Annahme, dass entlang der vorgegebenen Strecke jede vorkommende Manöverklasse mit der in der Manöverklassenmatrix hierfür hinterlegten Durchschnittsgeschwindigkeit oder Durchschnittsbeschleunigung gefahren wird;
c) Abfahren von wenigstens einem Teil der vorgegebenen Strecke durch einen Fahrer mit dem Fahrzeug, wobei bei jedem durchfahrenen Streckensegment der Durchschnittswert für die tatsächliche Geschwindigkeit oder die tatsächliche Beschleunigung sowie die Anzahl, wie oft die Manöverklasse entlang der Strecke vorgekommen ist, erfasst wird;
d) Ermitteln, ob der Durchschnittswert für die tatsächliche Geschwindigkeit oder die tatsächliche Beschleunigung bezogen auf die Anzahl, wie oft die zuletzt gefahrene Manöverklasse auf der durchfahrenen Teilstrecke vorgekommen ist, außerhalb des für die Anzahl dieser Manöverklasse in der Manöverklassenmatrix vorgegebenen Toleranzbands liegt; und
e) sofern der Durchschnittswert für die tatsächliche Geschwindigkeit oder die tatsächliche Beschleunigung bezogen auf die Anzahl, wie oft die zuletzt gefahrene Manöverklasse auf der durchfahrenen Teilstrecke vorgekommen ist, außerhalb des für die Anzahl dieser Manöverklasse in der Manöverklassenmatrix vorgegebenen Toleranzbands liegt
e1) Ermitteln der Abweichung des Durchschnittswerts für die tatsächliche Geschwindigkeit oder die tatsächliche Beschleunigung der zuletzt gefahrenen Manöverklasse von der in der Manöverklassenmatrix für diese Manöverklasse hinterlegten Durchschnittsgeschwindigkeit oder Durchschnittsbeschleunigung;
e2) Ermitteln, wie oft die zuletzt gefahrene Manöverklasse innerhalb der verbleibenden Reststrecke noch vorkommt;
e3) Ermitteln, welcher Anteil des für die Reststrecke prädizierten Energiebedarfs die in e2) ermittelte Anzahl der zuletzt gefahrenen Manöverklasse unter der Annahme beträgt, dass die Anzahl der innerhalb der Reststrecke noch vorkommenden, zuletzt gefahrenen Manöverklasse mit der in der Manöverklassenmatrix für diese Manöverklasse hinterlegten Durchschnittsgeschwindigkeit oder Durchschnittsbeschleunigung gefahren wird;
e4) Bilden eines Relevanzwertes für die zuletzt gefahrene Manöverklasse durch Multiplikation der in e1) ermittelten Abweichung und dem in e3) ermittelten Anteil;
e5) Vergleichen des Relevanzwertes mit einem vorgebbaren Grenzwert und, sofern der Relevanzwert größer als der vorgegebene Grenzwert ist, Neuberechnen der prädizierten Radleistung des Fahrzeugs für die Reststrecke unter der Annahme, dass die Anzahl der zuletzt gefahrenen Manöverklasse auf der Reststrecke mit dem Durchschnittswert der zuletzt gefahrenen tatsächlichen Geschwindigkeit oder der tatsächlichen Beschleunigung dieser Manöverklasse gefahren wird.

Gemäß einer ersten vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens variiert der Grenzwert in Abhängigkeit von dem für die Reststrecke prädizierten Energiebedarf derart, dass ausgehend von einem unteren Grenzwert zu Beginn der Strecke der Grenzwert umso größer ist, je kleiner der für die verbleibende Reststrecke prädizierte Energiebedarf ist.
Hierbei kann der Grenzwert in bevorzugter Weise gegen unendlich streben, wenn der für die verbleibende Reststrecke prädizierte Energiebedarf sich dem Wert 0 (bspw. 0 kWh) annähert.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens werden, sofern der Durchschnittswert für die tatsächliche Geschwindigkeit oder die tatsächliche Beschleunigung bezogen auf die Anzahl, wie oft die zuletzt gefahrene Manöverklasse vorgekommen ist, außerhalb des für die Anzahl dieser Manöverklasse in der Manöverklassenmatrix vorgegebenen Toleranzbands liegt, die in der Manöverklassenmatrix für diese Manöverklasse enthaltene Durchschnittsgeschwindigkeit oder Durchschnittsbeschleunigung sowie das Toleranzband angepasst.
Hierbei kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass die Anpassung der Werte für eine Manöverklasse durch Eintragung von Offset-Werten in die Manöverklassenmatrix erfolgt.
Für den Fall, dass durch die Anpassung der Werte von wenigstens einer Manöverklasse ein vorgebbarer Schwellenwert für eine energetische Relevanz überschritten wird, kann erfindungsgemäß in vorteilhafter Weise eine Neuberechnung der prädiktiven Betriebsstrategie für das Fahrzeug für die Reststrecke durchgeführt werden.
Auch können bei einer Anpassung der Werte für wenigstens eine Manöverklasse in der Manöverklassenmatrix die angepassten Werte für die Prädiktion der Radleistung, des Energiebedarfs und/oder der Betriebsstrategie für das Fahrzeug für wenigstens eine weitere vorgebbare Strecke verwendet werden.
Die angepassten Werte in der Manöverklassenmatrix können jedoch auch auf die ursprünglich vorgegebenen Werte zurückgesetzt werden und die Prädiktion der Radleistung, des Energiebedarfs und/oder der Betriebsstrategie für das Fahrzeug für wenigstens eine weitere vorgebbare Strecke auf Grundlage der ursprünglich vorgegebenen Werte erfolgen.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch ein Steuergerät für ein Fahrzeug, welches das erfindungsgemäße Verfahren oder eine seiner vorteilhaften Weiterbildungen durchführt.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
1: ein schematisches Beispiel für einen möglichen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens;
2: ein schematisches Geschwindigkeitsprofil für einen ”Default”-Fahrer;
3: ein Beispiel für eine Rückrechnung des steten Geschwindigkeitsverlaufs in ein unstetes Profil bestehend ausschließlich aus konstanten Geschwindigkeiten;
4: Rohdaten, die aus dem überarbeiteten Profil gemäß 3 berechnet wurden;
5: ein Beispiel für die Berechnung der Durchschnittsgeschwindigkeit;
6: eine schematische Darstellung der Berechnung der durchschnittlichen Geschwindigkeit für ein Manöver mit konstanter Geschwindigkeit;
7: einen ersten Vergleich der ”online” ermittelten aktuellen Geschwindigkeitswerte für Manöverklasse 5 zu den in der Manöverklassenmatrix hinterlegten Werten;
8: einen zweiten Vergleich der ”online” ermittelten aktuellen Geschwindigkeitswerte für Manöverklasse 5 zu den in der Manöverklassenmatrix hinterlegten Werten;
9: ein Beispiel für eine Verschiebung der durchschnittlichen Geschwindigkeit und des Toleranzbandes durch den aktuellen Fahrstil;
10: eine schematische Darstellung der Berechnung der durchschnittlichen Verzögerung für ein instationäres Manöver;
11: einen ersten Vergleich der ”online” ermittelten aktuellen Beschleunigungswerte für Manöverklasse 115 zu den in der Manöverklassenmatrix hinterlegten Werten;
12: einen zweiten Vergleich der ”online” ermittelten aktuellen Beschleunigungswerte für Manöverklasse 115 zu den in der Manöverklassenmatrix hinterlegten Werten;
13: ein Beispiel für eine Verschiebung der durchschnittlichen Verzögerung und des Toleranzbandes durch den aktuellen Fahrstil;
14: eine schematische Darstellung eines synthetischen Geschwindigkeitsverlaufs und des Verlaufs der für die Strecke benötigten Energie;
15: eine schematische Darstellung der benötigten Gesamtenergie auf der (Teil)Strecke und der auf der verbleibenden Strecke (Reststrecke) für eine Manöverklasse benötigten Energie;
16: eine schematische Darstellung des Zusammenhangs von Gesamtenergie der Reststrecke und dem Grenzwert für die energetische Relevanz.
Die Darstellungen in den Figuren sind rein schematisch und nicht maßstabsgerecht. Innerhalb der Figuren sind gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die nachfolgend erläuterten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar. Die vorliegende Erfindung ist selbstverständlich nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt.
Zur besseren Verständlichkeit der vorliegenden Erfindung soll nachfolgend noch einmal auf die Inhalte der im Einleitungsteil erwähnten DE 10 2010 047 080 A1 , DE 10 2012 004 258 A1 und DE 10 2012 023 575 B3 eingegangen werden.
Das Verfahren zum Gewinnen eines Datensatzes gemäß der DE 10 2010 047 080 A1 , der die vorhergesagte Geschwindigkeit eines Fahrzeugs über eine Vielzahl von Streckenpunkten einer Route oder von Zeitpunkten beim Befahren der Route als Geschwindigkeitsprofil wiedergibt, enthält die Schritte:

a) Bereitstellen eines ersten Datensatzes, durch den einer Vielzahl von Strecken Streckenpunkte zugeordnet sind,
b) Bereitstellen eines zweiten Datensatzes, durch den eine Mehrzahl von Vorgängen (Manöverklassen) definiert ist, denen als definierende Größen zumindest eine Eingangsgeschwindigkeit und eine Ausgangsgeschwindigkeit zugeordnet sind,
c) Auswahl einer vorbestimmten Route anhand des ersten Datensatzes,
d) Ermitteln eines vorläufigen Geschwindigkeitsprofils für die Fahrt eines Fahrzeugs über die vorbestimmte Route,
e) Aufteilen der Route in Streckenabschnitte, denen jeweils ein Vorgang aus den in dem zweiten Datensatz definierten Vorgängen (Manöverklassen) zugeordnet wird, anhand des vorläufigen Geschwindigkeitsprofils, und
f) Festlegen eines Geschwindigkeitsprofils zu jedem in Schritt e) zugeordneten Vorgang, wobei das Festlegen zu einzelnen Vorgängen oder zu Vorgangsgruppen aus aufeinanderfolgenden Vorgängen erfolgt und bei zumindest einem bzw. einer der einzelnen Vorgänge oder Vorgangsgruppen hierbei berücksichtigt wird, welcher Vorgang oder welche Vorgangsgruppe vorausgeht oder nachfolgt.

Gemäß der DE 10 2010 047 080 A1 wird zunächst ein erster Datensatz bereitgestellt, der einer Vielzahl von Strecken oder (Teil-)Routen (möglichst auf einem vollständigen Straßennetz) Streckenpunkte zuordnet. Ferner wird ein zweiter Datensatz bereitgestellt, durch den eine Mehrzahl an Vorgängen (Manöverklassen) definiert ist, wobei als definierende Größen zumindest eine Eingangsgeschwindigkeit und eine Ausgangsgeschwindigkeit vorgesehen sind. Es werden im Rahmen der Bereitstellung des zweiten Datensatzes vorzugsweise nur solche Vorgänge definiert, die jeweils gemäß ihrer Definition oder wenigstens in ähnlicher Form tatsächlich auftreten. Beispielsweise ein Vorgang, bei dem ein Fahrzeug von 0 km/h auf 53 km/h beschleunigt, wie es für das Beschleunigen an einer Ampel innerorts nach deren Schalten auf „Grün” charakteristisch ist. Oder ein Vorgang des Beschleunigens von 53 km/h auf 85 km/h, wenn der Fahrzeugführer den Ort verlässt und eine Geschwindigkeitsbeschränkung von 80 km/h vorliegt. Oder eine Beschleunigung von 85 km/h bis auf 130 km/h bei einer Auffahrt auf eine Autobahn. Der tatsächliche Vorgang einer Beschleunigung von 0 km/h auf 130 km/h lässt sich somit aus einer Mehrzahl von Teilvorgängen zusammensetzen.
Gemäß der DE 10 2010 047 080 A1 erfolgt danach eine Auswahl einer vorbestimmten Route und zu der Route wird ein vorläufiges Geschwindigkeitsprofil der Fahrt eines bestimmten Fahrzeugs über die vorbestimmte Route ermittelt. Es erfolgt das Aufteilen der Route, insbesondere das vollständige Aufteilen der Route, in Streckenabschnitte, und zwar dergestalt, dass jedem Streckenabschnitt ein Vorgang aus den im zweiten Datensatz definierten Vorgängen zugeordnet wird. Das Aufteilen der Route erfolgt anhand des vorläufigen Geschwindigkeitsprofils. Auf diese Weise kann dann ein endgültiges Geschwindigkeitsprofil gewonnen werden. Bei dem Verfahren gemäß der DE 10 2010 047 080 A1 wird zu jedem Vorgang hierfür ein Geschwindigkeitsprofil festgelegt. Es wird hier insbesondere zumindest teilweise berücksichtigt, was außerhalb des einen Vorgangs geschieht. So können zum einen mehrere Vorgänge zu einer Vorgangsgruppe, gewissermaßen einem neuen Vorgang, zusammengefasst werden und der ganzen Vorgangsgruppe ein Geschwindigkeitsprofil zugeordnet werden.
Gemäß der DE 10 2010 047 080 A1 hat in zumindest einem Fall das festgelegte Geschwindigkeitsprofil ein Aussehen, welches maßgeblich von dem benachbarten Vorgang (bzw. der benachbarten Vorgangsgruppe) abhängt. Beispielsweise kann man der selben Konstantgeschwindigkeit aus dem vorläufigen Geschwindigkeitsprofil Unterschiedliches zuordnen, je nachdem, wie sich die Fahrt fortsetzt. Bei Fahrt mit 40 km/h innerorts wird regelmäßig an Ampeln angehalten, also vollständig auf 0 km/h heruntergebremst. Bei Fahrt mit 40 km/h aus einem Ort heraus kann eine nachfolgende Beschleunigung erfolgen, so dass der Fahrer bereits zuvor immer schon ein wenig vorab beschleunigt und wieder leicht abbremst.
Die DE 10 2010 047 080 A1 macht Gebrauch vom Konzept eines „Vorgangs”, dem eine Eingangsgeschwindigkeit und eine Ausgangsgeschwindigkeit zugeordnet sind; es wird das Konzept eingeführt, situative Kontexte zu definieren. Die Verwendung des Konzepts eines „Vorgangs” geht auch darüber hinaus, einfach bestimmten Strecken eine Durchschnittszeit zuzuordnen und diese einem bestimmten Zweig in einem graphischen Baum, der das Straßenverkehrsnetz symbolisch wiedergibt, zuzuordnen. Die Gesamtheit der Vorgänge kann und soll insbesondere die Eigenschaft haben, dass sich die Fahrt längs einer Route tatsächlich in eine Vielzahl von Vorgängen aufteilen lässt, ohne dass undefinierte Situationen verbleiben.
Das aus der DE 10 2012 004 258 A1 bekannte Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

a) Bereitstellen einer Mehrzahl von Manöverklassen, denen als definierende Größen zumindest eine Einganggeschwindigkeit und eine Ausgangsgeschwindigkeit eines Fahrzeugs zugeordnet ist;
b) Wiederholtes Ausführen des Manövers einer jeden Manöverklasse durch einen Fahrer mit dem Fahrzeug und Ermitteln von Mittelwerten für Geschwindigkeit oder Geschwindigkeitsänderung in Abhängigkeit von der Anzahl der Wiederholungen des Manövers;
c) Wiederholung von Schritt b) zumindest bis für jedes Manöver ein statistisch aussagekräftiger Mittelwert für Geschwindigkeit oder Geschwindigkeitsänderung erhalten wird;
d) Berechnung eines Toleranzbereichs für die Mittelwerte eines jeden Manövers mit maximalen und minimalen Werten für die durchschnittliche Geschwindigkeit oder die durchschnittliche Beschleunigung in Abhängigkeit von der Anzahl der Wiederholungen eines jeden Manövers;
e) Auswahl einer vorbestimmten Route anhand eines zweiten Datensatzes, durch den eine Mehrzahl von Strecken mit einer Vielzahl von Streckensegmenten definiert ist;
f) Zuweisen von zumindest einer Manöverklasse zu jedem Streckensegment der Route;
g) Berechnung des prädizierten Energieverbrauchs für die Route durch Addition des prädizierten Energieverbrauchs des Fahrzeugs für jedes entlang eines jeden Streckensegments durchgeführten Manövers unter Verwendung des ermittelten, statistisch aussagekräftigen Mittelwerts für Geschwindigkeit oder Geschwindigkeitsänderung für jedes Manöver, und
h) Berechnung eines Toleranzbandes für den maximalen und minimalen Energieverbrauch durch Addition des Energieverbrauchs des Fahrzeugs für jedes entlang eines jeden Streckensegments durchgeführten Manövers unter Verwendung der in Schritt d) ermittelten maximalen und minimalen Mittelwerte für die Geschwindigkeit oder die Beschleunigung in Abhängigkeit von der Anzahl der Wiederholungen des Manövers, wobei durch Verwendung der Formel für die Gaußsche Fehlerfortpflanzung Abweichungen innerhalb von und/oder zwischen verschiedenen Manöverklassen kompensiert werden.

Durch das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der DE 10 2012 004 258 A1 wird durch die Ermittlung eines Toleranzbandes, die sogenannte Prädiktionsgüte, zusätzlich zu dem prädizierten Fahrprofil noch ein Toleranzband berechnet. Die Prädiktionsgüte liefert für die gesamte Route eine Aussage darüber, ob sich ein Fahrer auf einem auf stochastischer Auswertung beruhenden und natürlich vorkommenden Toleranzband aufhält.
Die gemäß der DE 10 2010 047 080 A1 und der DE 10 2012 004 258 A1 hinterlegte Manöverklassenmatrix zur Modulierung des prädiktiven Geschwindigkeitsprofils bildet nur einen Durchschnittsfahrer ab. Durch einen selbstlernenden Algorithmus wird gemäß der nicht vorveröffentlichten DE 10 2012 023 575 B3 das individuelle Fahrerverhalten analysiert und in der Manöverklassenmatrix gespeichert.
Das Verfahren gemäß der DE 10 2012 023 575 B3 umfasst die folgenden Schritte:

a) Auswählen einer Strecke auf Grundlage von in einem Datensatz gespeicherten Kartendaten,
b) Aufteilen der Strecke in Streckensegmente und Zuordnen einer Manöverklasse zu jedem Streckensegment, wobei die Manöverklassen auswählbar sind aus einer vorgegebenen Manöverklassenmatrix, in der für jede Manöverklasse wenigstens eine Eingangsgeschwindigkeit, eine Ausgangsgeschwindigkeit, eine Durchschnittsgeschwindigkeit oder Durchschnittsbeschleunigung des Fahrzeugs sowie ein Toleranzband für die Durchschnittsgeschwindigkeit oder Durchschnittsbeschleunigung in Abhängigkeit von der Anzahl, wie oft die Manöverklasse vorkommt, enthalten sind,
c) Abfahren von wenigstens einem Teil der Strecke durch einen Fahrer mit dem Fahrzeug, wobei bei jedem durchfahrenen Streckensegment die tatsächliche Geschwindigkeit oder die tatsächliche Beschleunigung sowie die Anzahl, wie oft die Manöverklasse entlang der Strecke vorgekommen ist, erfasst wird,
d) Ermitteln, ob die tatsächliche Geschwindigkeit oder die tatsächliche Beschleunigung bezogen auf die Anzahl, wie oft die Manöverklasse vorgekommen ist, außerhalb des für die Anzahl der Manöverklasse in der Manöverklassenmatrix vorgegebenen Toleranzbandes liegt, und
e) Anpassen der in der Manöverklassenmatrix für die Manöverklasse enthaltenen Durchschnittsgeschwindigkeit oder Durchschnittsbeschleunigung sowie des Toleranzbandes, sofern die tatsächliche Geschwindigkeit oder die tatsächliche Beschleunigung bezogen auf die Anzahl, wie oft die Manöverklasse vorgekommen ist, außerhalb des für die Manöverklasse in der Manöverklassenmatrix vorgegebenen Toleranzbandes liegt.

Der ”online”-Geschwindigkeitsklassifikator des in der DE 10 2012 023 575 B3 vorgestellten Verfahrens eines selbstlernenden Algorithmus zur Erkennung des Fahrstils vergleicht während der Fahrt das tatsächlich gefahrene Geschwindigkeitsprofil mit dem Profil aus den Vorausschaudaten der Navigation (Long-Range Prädiktive Streckendaten, durch LR-PSD abgekürzt). Die Vorausschaudaten werden fahrzeugintern aufbereitet (siehe auch Patentanmeldung DE 10 2010 047 080 A1 ) und an den selbstlernenden Algorithmus übermittelt.
Das in der DE 10 2010 047 080 A1 beschriebene Verfahren berechnet aus den Vorausschaudaten der Navigation (LR-PSD) ein Geschwindigkeitsprofil, welches einen ”Default”-Datensatz berücksichtigt. So werden Beschleunigungs- und Verzögerungsphasen für einen ”Default”-Fahrer sowie weitere Events wie z. B. Anhaltevorgänge in das Profil eingearbeitet, sodass sich beispielsweise das in 2 gezeigte Geschwindigkeitsprofil für einen „Default”-Fahrer ergibt.
Das Einfügen der Anhaltevorgänge basiert auf statistisch ermittelten Werten, sodass es in der Realität zu Abweichungen kommen kann, sowohl was die Position des Haltevorgangs als auch den Wert von Verzögerung, Beschleunigung und die Dauer der Stillstandsphasen betrifft. Die eingefügten Beschleunigungs- und Verzögerungsvorgänge zwischen zwei Phasen konstanter Geschwindigkeit können ebenfalls Abweichungen, zum Beispiel durch den Fahrstil, zum realen Profil haben. Daher ist es notwendig, dass der ”online”-Geschwindigkeitsklassifikator des in der DE 10 2012 023 575 B3 vorgeschlagenen Verfahrens das reale Profil mit den Rohdaten der Digitalkarte vergleicht. Die Rohdaten weisen ein unstetes Geschwindigkeitsprofil ohne Übergangsphasen zwischen Konstantfahrtmanövern auf.
Sofern die Rohdaten dem selbstlernenden Algorithmus im Fahrzeug nicht mehr zur Verfügung stehen, ist eine Rückrechnung aus dem nach dem Verfahren gemäß der DE 10 2010 047 080 A1 berechneten Geschwindigkeitsprofil auf die ursprünglichen Vorausschaudaten der LR-PSD notwendig. Die Rückrechnung erfolgt mit Hilfe der Analyse der Phasen konstanter Geschwindigkeit.
In 3 ist beispielhaft gezeigt, wie die Übergangsphasen durch eine Verlängerung der Konstantphasen überdeckt werden, d. h. eine Rückrechnung eines steten Geschwindigkeitsverlaufs in ein unstetes Profil bestehend ausschließlich aus konstanten Geschwindigkeiten.
Das zurückgerechnete Profil wird zusätzlich noch um einen Geschwindigkeitsoffset verschoben. Damit wird die Geschwindigkeit an die tatsächlich vorliegende, gesetzliche Geschwindigkeitsbegrenzung angepasst. Es ergibt das in 4 gezeigte Profil mit der dazugehörigen Klassenverteilung, die ausschließlich aus Phasen konstanter Geschwindigkeit besteht (Rohdaten, die aus dem überarbeiteten Profil gemäß 3 berechnet wurden).
Der ”online”-Geschwindigkeitsklassifikator gemäß der DE 10 2012 023 575 B3 dient zur ”online”-Auswertung und -Aufbereitung der Messdaten für die in einem späteren Schritt erfolgende fahrerspezifische Anpassung der Manöverklassenmatrix. Zu diesem Zweck werden vom ”online”-Geschwindigkeitsklassifikator die aufgetretenen Manöverklassen bestimmt sowie die in Abhängigkeit der Manöverklassen bestimmte Durchschnittsgeschwindigkeit bzw. Durchschnittsbeschleunigung ermittelt. Zusätzlich wird ausgegeben, wie häufig die jeweilige Geschwindigkeitsklasse in der aktuellen Fahrt bisher aufgetreten ist. Als Eingangsgrößen dienen dem ”online”-Geschwindigkeitsklassifikator dabei die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit, die auf Grundlage der vom Navigationsgerät ausgegebenen Geschwindigkeit berechneten Manöverklassen und ein Triggersignal, welches zur richtigen Zuordnung bei der Mittelwertberechnung benötigt wird.
Grundsätzlich beinhaltet der ”online”-Geschwindigkeitsklassifikator gemäß der DE 10 2012 023 575 B3 zwei wesentliche Funktionen, nämlich

– die Bestimmung der Manöverklasse, und
– die Bestimmung der charakterisierenden Werte für die zuvor detektierte Manöverklasse (Durchschnittswerte und Häufigkeit des Auftretens der Manöverklassen).

Diese Funktionen werden im Folgenden näher beschrieben.
Zur Bestimmung der Manöverklassen wird das Geschwindigkeitssignal verarbeitet und ausgewertet. Dazu wird zunächst das Signal mit Hilfe von verschiedenen Filtern für die weiteren Prozessschritte aufbereitet. Das Ziel bei diesem Vorgehen ist es, die Dynamik innerhalb des Geschwindigkeitssignals zu reduzieren, um so zu verhindern, dass die spätere Detektion von kleinen, nicht relevanten Änderungen im Geschwindigkeitssignal negativ beeinflusst wird. Als Filter können beispielsweise ein ”moving average”-Filter und ein PT1-Filter verwendet werden. Allerdings ist auch die Verwendung anderer (komplexerer) Filter möglich. Entscheidend bei der Wahl der Filter ist lediglich, dass die gewünschte Signalqualität erreicht wird.
Die Bestimmung der Manöverklassen erfolgt anschließend auf Basis der Beschleunigung, die durch das Differenzieren des Geschwindigkeitssignals berechnet wird. Anschließend erfolgt die eigentliche Detektion der drei Grundklassen. Diese sind (i) Konstantfahrt, (ii) Beschleunigung und (iii) Verzögerung.
Hierzu wird die Beschleunigung mit Grenzwerten, die auf der im vorherigen Zeitschritt detektierten Grundklasse basieren, verglichen. Die Anpassung der Grenzwerte führt zu einer Art Hysterese. Diese bietet den Vorteil, dass ein unerwünschter, fortwährender Wechsel zwischen zwei Klassen vermieden wird.
Wenn der Wechsel zu einer neuen Grundklasse detektiert wird, wird außerdem die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt. Diese Geschwindigkeit stellt die Startgeschwindigkeit der jetzigen Grundklasse sowie die Endgeschwindigkeit der vorherigen Grundklasse dar. Damit kann nach Abschluss jeder Grundklasse deren Start- und Endgeschwindigkeit bestimmt werden.
Im letzten Schritt zur Bestimmung der Manöverklasse gemäß der DE 10 2012 023 575 B3 wird, basierend auf der gerade detektierten Start- und Endgeschwindigkeit, mittels einer Look-Up-Table die dazugehörige Manöverklasse bestimmt. Die Zuordnung der Geschwindigkeiten zu den definierten Geschwindigkeiten der Manöverklassen erfolgt dabei nach dem ”Nearest-Neighbor”-Verfahren.
Nach der Bestimmung der Manöverklasse erfolgt die Bestimmung der charakterisierenden Werte. Hierbei muss eine grundsätzliche Unterscheidung zwischen Beschleunigungs-Manöverklassen und Konstantfahrt-Manöverklassen vorgenommen werden.
Für die Beschleunigungs-Manöverklassen erfolgt eine Berechnung der Durchschnittsbeschleunigung. Hierzu werden alle während der Manöverklasse ermittelten Beschleunigungen addiert und anschließend durch die Anzahl der Messwerte dividiert. Zusätzlich wird mit dem Auftreten einer Manöverklasse ein Zähler inkrementiert, um zu bestimmen, wie häufig eine Manöverklasse bisher in der Fahrt aufgetreten ist.
Beim Auftreten einer Konstantfahrtklasse wird statt der Durchschnittsbeschleunigung die Durchschnittsgeschwindigkeit bestimmt. Ebenso wird die Häufigkeit der einzelnen Konstantfahrtklassen bestimmt. Allerdings werden in diesem Fall die beiden charakterisierenden Größen nicht für die auf Grund der gefahrenen Geschwindigkeit detektierte Klasse, sondern für die auf Grundlage der digitalen Karte vor der Fahrt ermittelten Konstantfahrtklasse berechnet. Dies wird im Folgenden anhand eines Beispiels, das in 5 dargestellt ist, erläutert.
In dem in 5 gezeigten Bespiel für die Berechnung der Durchschnittsgeschwindigkeit sind zum einem die von der digitalen Karte ausgegebene Geschwindigkeit (gestrichelt) und die gefahrene Fahrzeuggeschwindigkeit (durchgezogen) dargestellt.
Im ersten Schritt sind insgesamt drei Konstantfahrt-Manöverklassen (K1, K2, K3) und drei Beschleunigungs-Manöverklassen (B1, B2, B3) detektiert worden. Für die drei Beschleunigungs-Manöverklassen wird, wie oben beschrieben, die Durchschnittsbeschleunigung ermittelt.
Nun wird zunächst die Konstantfahrtklasse K1 betrachtet. Hier erfolgt analog die Berechnung der Durchschnittsgeschwindigkeit, die anschließend der Konstantfahrt-Manöverklasse x₁ zugeordnet wird. Für die Bereiche K2 und K3, in denen ebenfalls Konstantfahrten detektiert worden sind, wird ebenfalls die Durchschnittsgeschwindigkeit ermittelt. Jedoch wird anschließend aus beiden Durchschnittsgeschwindigkeiten eine gemeinsame Durchschnittsgeschwindigkeit berechnet, die der Konstantfahrt-Manöverklasse x₂ zugeordnet wird. Diese Zuordnung erfolgt, obgleich auf Grund der gefahrenen Geschwindigkeit im Bereich K3 eigentlich die gleiche Manöverklasse detektiert wird wie im Bereich K1. Für die Zuordnung der Durchschnittsgeschwindigkeiten ist es folglich ausschließlich von Bedeutung, welche Manöverklasse basierend auf den Daten der digitalen Karte ermittelt worden ist, und nicht welche Klasse basierend auf der Start- und Endgeschwindigkeit identifiziert worden ist.
Bei der Berechnung der Durchschnittswerte kann eine Situation gegeben sein, bei der die Geschwindigkeit der digitalen Karte nicht direkt zur Verfügung steht, sondern nur ein berechneter Geschwindigkeitsverlauf. Auf Grundlage dieses Geschwindigkeitsprofils kann jedoch der ursprüngliche Geschwindigkeitsverlauf der digitalen Karte zurückberechnet werden.
Wie in der DE 10 2010 047 080 A1 beschrieben, lässt sich der Geschwindigkeitsverlauf einer jeden Route durch bestimmte Manöverklassen (in der DE 10 2010 047 080 A1 als „Vorgänge” bezeichnet) beschreiben. Als Beispiele für derartige Manöverklassen seien hier erwähnt eine Beschleunigung von 50 auf 100 km/h, eine Konstantfahrt mit 70 km/h oder eine Verzögerung von 50 auf 30 km/h. Nach den bisherigen Erkenntnissen ist eine Anzahl von etwa 100 verschiedenen Manövern ausreichend, um den Geschwindigkeitsverlauf einer jeden beliebigen Route ausreichend genau beschreiben zu können. Jede Manöverklasse enthält als definierende Größen zumindest eine Eingangsgeschwindigkeit und eine Ausgangsgeschwindigkeit eines Fahrzeugs.
In dem Datensatz zur Modulierung des Geschwindigkeitsprofils, wie er gemäß der DE 10 2010 047 080 A1 erstellt werden kann, sind für alle Manöver sämtliche benötigten Informationen, wie z. B. Anfangs- und Endgeschwindigkeit, enthalten.
Wie oben bereits erwähnt, ist in der DE 10 2012 004 258 A1 beschrieben wie für die Manöverklassen die Geschwindigkeits- und Beschleunigungswerte, welche in der Manöverklassenmatrix stehen, ermittelt werden können (z. B. ∅v_Beharrung bei n_Beharrung).
Gemäß der DE 10 2012 004 258 A1 wird für jede Manöverklasse eine Auswertung durchgeführt, bei der die durchschnittliche Geschwindigkeit oder durchschnittliche Geschwindigkeitsänderung eines Fahrers mit einem Fahrzeug gespeichert wird. Die bei der Auswertung ermittelten Werte werden bevorzugt in einer sogenannten Manöverklassenmatrix gespeichert.
Die 6 zeigt schematisch eine Darstellung der Berechnung der durchschnittlichen Geschwindigkeit für ein Manöver mit konstanter Geschwindigkeit gemäß der DE 10 2012 004 258 A1 . Die Werte für die durchschnittliche Geschwindigkeit, die benötigte Anzahl der Wiederholungen zur Erreichung der Beharrung und die Toleranzbänder, beschrieben durch drei Parameter, werden für alle Manöver mit ”Default”-Werten für einen ”Default”-Fahrer im Fahrzeug in der Manöverklassenmatrix hinterlegt.
Wenn beispielsweise der in der DE 10 2010 047 080 A1 beschriebene Algorithmus beispielsweise für ein Streckensegment die in 6 dargestellte Manöverklasse 5 erkennt, wird in dem modulierten Geschwindigkeitsprofil für dieses Streckensegment eine Geschwindigkeit von 43,4 km/h verwendet.
Das bedeutet: v_Moduliert = ∅v_Beharrung = 43,4 km/h
Diese durch das in der Patentanmeldung DE 10 2012 004 258 A1 beschriebene Verfahren ermittelten ”Default”-Werte werden durch das Verfahren gemäß der DE 10 2012 023 575 B3 online an den jeweiligen Fahrstil angepasst.
Während der Fahrt analysiert der ”online”-Geschwindigkeitsklassifikator gemäß der DE 10 2012 023 575 B3 das tatsächlich gefahrene Geschwindigkeitsprofil. Dabei werden für jede Manöverklasse die durchschnittliche Geschwindigkeit ∅v bzw. durchschnittliche Beschleunigung ∅a in Abhängigkeit der Messwerte n bestimmt.
Die durch den ”online”-Geschwindigkeitsklassifikator ermittelten durchschnittlichen (gemittelt über die Anzahl des Auftretens) Geschwindigkeits- und Beschleunigungswerte für die einzelnen Manöverklassen können dann mit den ursprünglichen ”Default”-Werten verglichen werden.
7 und 8 zeigen beispielhaft für eine Manöverklasse, in diesem Fall ein Konstantfahrtmanöver mit ∅v_Beharrung = 43,4 km/h, wie die während der Fahrt ermittelten Werte mit den ”Default”-Werten verglichen werden.
In 7 ist der Fall dargestellt, dass das aktuelle Fahrverhalten (angezeigt durch Sternchen) für die Manöverklasse 5 charakterisiert durch die durchschnittliche Geschwindigkeit nur geringfügige Abweichungen von dem ”Default”-Wert ∅v_Beharrung (= 43,4 km/h) aufweist. Die aktuellen Werte für die durchschnittliche Geschwindigkeit bei Manöverklasse 5 liegen in diesem Beispiel innerhalb des Toleranzbandes. Deshalb ist keine Anpassung des Fahrstils für die Manöverklasse 5 in der Datenbasis notwendig.
In 8 ist hingegen der Fall dargestellt, dass das aktuelle Fahrverhalten (angezeigt durch Sternchen) mit der Kenngröße durchschnittliche Geschwindigkeit für n = 13 eine große Abweichung von dem ”Default”-Wert ∅v_Beharrung (= 43,4 km/h) aufweist. Dieser Wert für die durchschnittliche Geschwindigkeit bei Manöverklasse 5 liegt in diesem Beispiel außerhalb des Toleranzbandes. Deshalb ist eine Anpassung an den aktuellen Fahrstil für die Manöverklasse 5 in der Datenbasis notwendig.
In dem in 8 und 9 dargestellten Beispiel wäre das fahrertypische Geschwindigkeitsoffset Δv = 8,7 km/h. Daraus ergibt sich bei einer anschließenden Modulation eines Geschwindigkeitsprofils für die Manöverklasse 5 folgende zu verwendende Geschwindigkeit: v_Moduliert = ∅v_Beharrung + Δv = 43,4 km/h + 8,7 km/h = 52,1 km/h
Die Verschiebung der Toleranzbänder erfolgt ebenfalls durch Addition des Offsets Δv. Grundsätzlich wird für jede Manöverklasse die Kurve, welche die obere Grenze des Toleranzbandes darstellt, durch folgende Gleichung 1 beschrieben:
Die Parameter a, b und c können dann für jede Manöverklasse spezifisch ausgewählt und in der Manöverklassenmatrix abgelegt werden. Die untere Grenze des Toleranzbandes erhält man durch Spiegelung der oberen Grenze an der Geraden Von ∅v_Beharrung.
Die Verschiebung des Toleranzbandes ergibt sich durch Addition des ursprünglichen Wertes des Parameters c und dem fahrstilabhängigen Offset Δv. Wenn Δv ≠ 0 ist, verändert sich obige Formel für die obere Grenze des Toleranzbandes wie folgt:
Wenn bei einer Manöverklasse eine Offsetverschiebung der Geschwindigkeit inklusive Toleranzband vorliegt, kann auch die in 7 und 8 beschriebene Auswertung am verschobenen Toleranzband fortgesetzt oder bei dem nächsten Fahrtantritt mit den „Default”-Werten begonnen werden.
Zur Erfassung des Fahrstils bei instationären Fahrmanövern (Beschleunigungs- und Verzögerungsmanöver) kann das gleiche Verfahren angewendet werden, wie bei den stationären Manövern. Dies ist möglich, da die instationären Manöver durch die gleichen ”Default”-Werte charakterisiert werden wie die Konstantfahrtmanöver. Der einzige Unterschied zwischen stationären und instationären Manöverklassen besteht darin, dass es sich um Beschleunigungs- bzw. Verzögerungswerte (∅a) anstatt um Geschwindigkeitswerte (∅v) handelt.
Bei instationären Manövern wird die durchschnittliche Beschleunigung bzw. Verzögerung ebenfalls in Abhängigkeit der Wiederholungen (n) für einen ”Default”-Fahrer ermittelt und in der Datenbasis (Default-Manöverklassenmatrix) hinterlegt. Auch die Toleranzbänder werden analog zum Verfahren bei stationären Manövern durch drei Parameter (vgl. Gleichung 1) beschrieben und in der Manöverklassenmatrix abgelegt.
10 zeigt schematisch für ein Verzögerungsmanöver die Ermittlung der durchschnittlichen Verzögerung in Abhängigkeit der Wiederholungen. Das Verfahren hierzu ist in der Patentanmeldung DE 10 2012 004 258 A1 beschrieben.
Dadurch, dass die instationären Manöver durch die gleichen Werte beschrieben werden wie die stationären Manöver, ist der gleiche Auswertealgorithmus verwendbar.
Das bedeutet, dass die während der Fahrt ermittelte Beschleunigungs- und Verzögerungswerte des Fahrers genauso mit den ”Default”-Werten verglichen werden können, wie dies bei den Konstantfahrtmanövern der Fall ist.
Beispielhaft ist dies für die Manöverklasse 115 in 11 und 12 dargestellt.
Wie bereits oben für die Konstantfahrtmanöver beschrieben, lässt sich das aktuelle Fahrverhalten im Vergleich zum ursprünglich in der Manöverklassenmatrix hinterlegten Verhalten auswerten. So zeigt 11 beispielhaft, dass die online ermittelten aktuellen Verzögerungswerte für die Manöverklasse 115 nur geringfügig von den ursprünglichen Werten abweichen und keine Anpassung des Fahrstils in der Manöverklassenmatrix notwendig ist. 12 hingegen zeigt exemplarisch den Fall, dass die online ermittelten Verzögerungswerte für die Manöverklasse 115 für n = 13 deutlich abweichen und das Toleranzband verletzen. In diesem Fall ist eine Anpassung der Daten für die Manöverklasse 115 an den aktuellen Fahrstil erforderlich.
Die in der 11 und 12 schematisch dargestellte Auswertung der durchschnittlichen Beschleunigung bzw. Verzögerung (in Abhängigkeit des Auftretens) während der Fahrt kann zu jedem Fahrtantritt resettet werden. Das bedeutet, dass bei jedem Fahrtantritt die Auswertung der durchschnittlichen Beschleunigung bzw. Verzögerung von Neuem, also mit n = 1, beginnen kann. Dadurch kann auf jeder Fahrt das aktuelle Fahrverhalten erfasst werden, was wichtig ist, da ein und derselbe Fahrer (z. B. durch Gemütsschwankungen, unterschiedlichen Zeitdruck, unterschiedliche Verkehrsdichte) auch ein unterschiedliches Fahrverhalten aufweisen kann.
Wie sich die durchschnittliche Beschleunigung bzw. Verzögerung durch den aktuellen Fahrstil verschieben kann, zeigt 13. Es werden auch dabei für instationäre Manöverklassen die gleichen Zusammenhänge verwendet, wie für Manöverklassen mit konstanter Geschwindigkeit. Das bedeutet, dass der Default-Wert für ∅a_Beharrung in der Manöverklassenmatrix nicht verändert werden muss, sondern der aktuelle Wert für Δa in die Manöverklassenmatrix geschrieben werden kann. Der ”Default”-Wert für Δa beträgt in der Default-Manöverklassenmatrix für alle instationären Manöverklassen 0.
In dem hier dargestellten Beispiel (siehe 12 und 13) ergibt sich für die Manöverklasse 115 folgender formaler Zusammenhang: a_Moduliert = ∅a_Beharrung + Δa = –0,53 m/s² – 0,18 m/s² = –0,71 m/s²
Das bedeutet, dass bei der nächsten Geschwindigkeitsmodulation, bei der die Manöverklasse 115 vorkommt, eine Verzögerung von 0,71 m/s² anstatt der ursprünglichen 0,53 m/s² verwendet wird.
Das Toleranzband wird für instationäre Manöver durch den gleichen formalen Zusammenhang beschrieben wie für stationäre Manöverklassen, vgl. Gleichung 1. Ist bei einer instationären Manöverklasse eine Anpassung an das aktuelle Fahrverhalten notwendig, so muss auch das Toleranzband verschoben werden. Dazu wird bei den instationären Manöverklassen der gleiche Ansatz wie bei den stationären Manöverklassen verwendet. Der formale Zusammenhang zur Verschiebung des Toleranzbandes bei den instationären Manöverklassen ergibt sich dann folgendermaßen:
Wenn bei einer instationären Manöverklasse eine Offsetverschiebung der Beschleunigung bzw. Verzögerung inklusive Toleranzband vorliegt, kann auch die in 11 und 12 beschriebene Auswertung am verschobenen Toleranzband fortgesetzt bzw. bei dem nächsten Fahrtantritt wieder mit den Default-Werten begonnen werden.
Gemäß der DE 10 2012 023 575 B3 wird für den Fall, dass durch die Anpassung der Werte von wenigstens einer Manöverklasse ein vorgebbarer Schwellenwert für eine energetische Relevanz überschritten wird, in vorteilhafter Weise eine Neuberechnung der prädiktiven Betriebsstrategie für das Fahrzeug durchgeführt. Für den Schwellenwert bestehen keine besonderen Beschränkungen und eine „energetische Relevanz” kann zum Beispiel angenommen werden, wenn der Energieverbrauch über die ausgewählte Strecke aufgrund des aktuellen Fahrstils des Fahrers um 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15 oder 20% über oder unter dem liegt, der aufgrund der „default” Werte in der Manöverklassenmatrix für eine ausgewählte Strecke vorherberechnet wurde.
Die vorliegende Erfindung überwindet den Nachteil des oben dargelegten Stands der Technik, dass aus einer Abweichung innerhalb einer Manöverklasse bei Befahren einer vorgegebenen Strecke von den in der Manöverklassenmatrix für die Manöverklasse hinterlegten Werten nicht ermittelt werden kann, ob die festgestellte Abweichung von solcher Relevanz ist, dass hierdurch eine Neuberechnung der prädizierten Radleistung für die gerade befahrene Strecke sinnvoll oder notwendig ist.
Wie in 1 dargestellt ist, weist das erfindungsgemäße Verfahren die folgenden Schritte auf:

a) Auswählen einer Strecke auf Grundlage von in einem Datensatz gespeicherten Kartendaten, wobei die Strecke in Streckensegmente aufgeteilt ist und jedem Streckensegment eine Manöverklasse zugeordnet ist, wobei die Manöverklassen auswählbar sind aus einer vorgegebenen Manöverklassenmatrix, in der für jede Manöverklasse wenigstens eine Eingangsgeschwindigkeit, eine Ausgangsgeschwindigkeit, eine Durchschnittsgeschwindigkeit oder Durchschnittsbeschleunigung des Fahrzeugs sowie ein Toleranzband für die Durchschnittsgeschwindigkeit oder Durchschnittsbeschleunigung in Abhängigkeit von der Anzahl, wie oft die Manöverklasse vorkommt, enthalten sind (S1);
b) Berechnen der prädizierten Radleistung für das Fahrzeug für die vorgegebene Strecke unter der Annahme, dass entlang der vorgegebenen Strecke jede vorkommende Manöverklasse mit der in der Manöverklassenmatrix hierfür hinterlegten Durchschnittsgeschwindigkeit oder Durchschnittsbeschleunigung gefahren wird (S2);
c) Abfahren von wenigstens einem Teil der vorgegebenen Strecke durch einen Fahrer mit dem Fahrzeug, wobei bei jedem durchfahrenen Streckensegment der Durchschnittswert für die tatsächliche Geschwindigkeit oder die tatsächliche Beschleunigung sowie die Anzahl, wie oft die Manöverklasse entlang der Strecke vorgekommen ist, erfasst wird (S3);
d) Ermitteln, ob der Durchschnittswert für die tatsächliche Geschwindigkeit oder die tatsächliche Beschleunigung bezogen auf die Anzahl, wie oft die zuletzt gefahrene Manöverklasse auf der durchfahrenen Teilstrecke vorgekommen ist, außerhalb des für die Anzahl dieser Manöverklasse in der Manöverklassenmatrix vorgegebenen Toleranzbands liegt (S4); und
e) sofern der Durchschnittswert für die tatsächliche Geschwindigkeit oder die tatsächliche Beschleunigung bezogen auf die Anzahl, wie oft die zuletzt gefahrene Manöverklasse auf der durchfahrenen Teilstrecke vorgekommen ist, außerhalb des für die Anzahl dieser Manöverklasse in der Manöverklassenmatrix vorgegebenen Toleranzbands liegt
e1) Ermitteln der Abweichung des Durchschnittswerts für die tatsächliche Geschwindigkeit oder die tatsächliche Beschleunigung der zuletzt gefahrenen Manöverklasse von der in der Manöverklassenmatrix für diese Manöverklasse hinterlegten Durchschnittsgeschwindigkeit oder Durchschnittsbeschleunigung (S5);
e2) Ermitteln, wie oft die zuletzt gefahrene Manöverklasse innerhalb der verbleibenden Reststrecke noch vorkommt (S6);
e3) Ermitteln, welcher Anteil des für die Reststrecke prädizierten Energiebedarfs die in e2) ermittelte Anzahl der zuletzt gefahrenen Manöverklasse unter der Annahme beträgt, dass die Anzahl der innerhalb der Reststrecke noch vorkommenden, zuletzt gefahrenen Manöverklasse mit der in der Manöverklassenmatrix für diese Manöverklasse hinterlegten Durchschnittsgeschwindigkeit oder Durchschnittsbeschleunigung gefahren wird (S7);
e4) Bilden eines Relevanzwertes für die zuletzt gefahrene Manöverklasse durch Multiplikation der in e1) ermittelten Abweichung und dem in e3) ermittelten Anteil (S8);
e5) Vergleichen des Relevanzwertes mit einem vorgebbaren Grenzwert (S9) und, sofern der Relevanzwert größer als der vorgegebene Grenzwert ist, Neuberechnen der prädizierten Radleistung des Fahrzeugs für die Reststrecke unter der Annahme, dass die Anzahl der zuletzt gefahrenen Manöverklasse auf der Reststrecke mit dem Durchschnittswert der zuletzt gefahrenen tatsächlichen Geschwindigkeit oder der tatsächlichen Beschleunigung dieser Manöverklasse gefahren wird (S10).

Wie aus 1 ersichtlich ist, kann nach Schritt S4 für den Fall, dass keine weiteren Manöverklassen auf der vorgegebenen Strecke zu durchfahren sind, das Verfahren beendet werden. Sind noch weitere Manöverklassen zu durchfahren, so wird in dem Fall, dass der Durchschnittswert für die tatsächliche Geschwindigkeit oder die tatsächliche Beschleunigung bezogen auf die Anzahl, wie oft die zuletzt gefahrene Manöverklasse auf der durchfahrenen Teilstrecke vorgekommen ist, nicht außerhalb des für die Anzahl dieser Manöverklasse in der Manöverklassenmatrix vorgegebenen Toleranzbands liegt, mit Schritt S3 fortgefahren.
Wie oben ausgeführt ist, wird erfindungsgemäß der prädizierte synthetische Geschwindigkeitsverlauf für eine ausgewählte Strecke aus einer Datenbasis, der sogenannten Manöverklassenmatrix, welche die Geschwindigkeits- und Beschleunigungs-Informationen für alle Manöverklassen enthält, erzeugt.
Über die Fahrwiderstandsgleichungen kann aus dem Geschwindigkeitsverlauf der Verlauf der benötigten Radleistung berechnet werden. Wenn man die Radleistung integriert, erhält man die benötigte Energie über der Strecke. Schematisch sind die Verläufe der Geschwindigkeit und der Energie für ein Beispiel in 14 dargestellt.
Um die energetische Relevanz einer Abweichung des realen vom prädizierten Geschwindigkeitsprofil ermitteln zu können, müssen zwei Betrachtungen durchgeführt werden:

• Wie groß ist der energetische Anteil einer jeden auf der verbleibenden, prädizierten Strecke vorkommenden Manöverklasse, und
• Wie groß ist die Abweichung der Geschwindigkeits- bzw. Beschleunigungswerte einer Manöverklasse im Vergleich zwischen realem und prädiziertem Geschwindigkeitsverlauf?

Die Ermittlung des energetischen Anteils einer Manöverklasse ist in 15 exemplarisch für die Manöverklasse 5 für eine beliebige (Teil)Strecke dargestellt.
Der energetische Anteil einer Manöverklasse an der benötigten Gesamtenergie auf der verbleibenden, prädizierten Strecke (Reststrecke) ergibt sich somit folgendermaßen:
Während der Fahrt wird dann, wie in der DE 10 2012 023 575 B3 vorgeschlagen, das tatsächliche Fahrverhalten mit dem prädizierten (in der Manöverklassenmatrix hinterlegten „Standard”) Verhalten verglichen und auftretende, signifikante Änderungen erfasst. Dazu wird während der Fahrt für jede Manöverklasse der Durchschnittswert der tatsächlichen Geschwindigkeit bzw. der tatsächlichen Beschleunigung (je nachdem ob es sich um eine stationäre oder instationäre Manöverklasse handelt) in Abhängigkeit der Häufigkeit ausgewertet. Diese während der Fahrt ermittelten Werte werden mit den in der Manöverklassenmatrix hinterlegten Werten verglichen. Sobald ein Toleranzband verletzt wird, siehe 8, wird ein Offsetwert für die Geschwindigkeit bzw. Beschleunigung ermittelt. Beispielhaft ist dies in 9 für die Manöverklasse 5 dargestellt.
Die Abweichung des tatsächlichen vom prädizierten Fahrverhalten wird formelmäßig wie folgt beschrieben:
Die Berechnung der Abweichung für ein stationäres bzw. instationäres Manöver wird erfasst und dann für die Berechnung der energetischen Relevanz einer Manöverklasse verwendet. Anschließend kann der Beharrungswert für die Geschwindigkeit bzw. die Beschleunigung/Verzögerung auf den neuen, angelernten Wert verschoben und die Abweichung wieder auf den Wert null zurückgesetzt werden.
Das Produkt der Abweichung des Fahrverhaltens und des energetischen Anteils ergibt die energetische Relevanz der Abweichung auf der prädizierten Strecke:
Wenn die energetische Relevanz einer jeden Manöverklasse auf der prädizierten Strecke kleiner einem definierten Grenzwert ist, muss keine Neuberechnung der Prädiktion durchgeführt werden. Die unter Umständen angelernten Änderungen des Fahrverhaltens (so wie in der DE 10 2012 023 575 B3 vorgeschlagen) können in diesem Fall in der Manöverklassenmatrix gespeichert werden, um bei der Prädiktion einer neuen Strecke zu einer besseren Vorausschau zu führen, sind aber für die aktuelle Strecke nicht ausreichend relevant.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden immer dann, wenn der Durchschnittswert für die tatsächliche Geschwindigkeit oder die tatsächliche Beschleunigung bezogen auf die Anzahl, wie oft die zuletzt gefahrene Manöverklasse vorgekommen ist, außerhalb des für die Anzahl dieser Manöverklasse in der Manöverklassenmatrix vorgegebenen Toleranzbands liegt, die in der Manöverklassenmatrix für diese Manöverklasse enthaltene Durchschnittsgeschwindigkeit oder Durchschnittsbeschleunigung sowie das Toleranzband angepasst. Diese Anpassung kann unabhängig davon erfolgen, ob die Änderungen eine ausreichende Relevanz aufweisen oder nicht.
Hierbei kann die Anpassung der Werte für eine Manöverklasse durch Eintragung von Offset-Werten in die Manöverklassenmatrix erfolgen. Die Verwendung von Offset-Werten anstelle einer Anpassung der Werte in der Manöverklassenmatrix an sich hat den Vorteil, dass auf einfache Weise wieder auf die ursprünglichen in der Manöverklassenmatrix gespeicherten Werte zurückgegriffen werden kann, bspw. wenn die Prädiktion für eine weitere Strecke mit den ursprünglichen Werten durchgeführt werden soll.
Sobald die energetische Relevanz für eine Manöverklasse einen definierten Grenzwert übersteigt, erfolgt erfindungsgemäß eine Neuberechnung der Prädiktion für die gerade befahrene Strecke mit den neuen, angelernten Werten für die Manöverklasse, da diese Änderungen eine ausreichend hohe energetische Relevanz besitzen.
Der oben erwähnte Grenzwert ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht als fester Wert definiert. Die energetischen Anteile der Manöverklassen werden auf die verbleibende Reststrecke bezogen. Gegen Fahrtende verteilt sich die verbleibende Reststrecke auf immer weniger Manöverklassen, bis hin zum letzten Segment der Strecke, bei dem die Gesamtenergie der Reststrecke gleich der Energie der letzten auf der Strecke noch zu absolvierenden Manöverklasse ist.
Durch diese Tatsache werden die energetischen Anteile der am Streckenende liegenden Manöverklasse mit zunehmender Fahrtstrecke immer größer.
Da die energetischen Anteile, welche zum Ziel hin größer werden, mit den Abweichungen (welche bei einer Neuberechnung auf null zurückgesetzt werden können) multipliziert werden, wirken sich gleiche Abweichungen am Ende der Fahrt in einer größeren energetischen Relevanz aus. Um diesen Effekt zu berücksichtigen, ist der Grenzwert als Funktion der benötigten Gesamtenergie auf der Reststrecke definiert: Grenzwert = f(Gesamtenergie Reststrecke)
Wie in 16 schematisch dargestellt ist, nähert sich gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Kennlinie, welche den Grenzwert für die energetische Relevanz in Zusammenhang mit der benötigten Gesamtenergie auf der Reststrecke bringt, asymptotisch einem unteren Wert an, der dem Grenzwert zu Fahrtbeginn entspricht. Wenn sich die benötigte Gesamtenergie auf der Reststrecke dem Wert null annähert, die Ankunft am Ziel also kurz bevor steht, strebt der Grenzwert gegen unendlich.
Für den Fall, dass durch die Anpassung der Werte von wenigstens einer Manöverklasse ein vorgebbarer Schwellenwert für eine energetische Relevanz überschritten wird, kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch eine Neuberechnung der prädiktiven Betriebsstrategie für das Fahrzeug für die Reststrecke durchgeführt werden.
Für den Schwellenwert bestehen keine besonderen Beschränkungen und eine „energetische Relevanz” kann zum Beispiel angenommen werden, wenn der Energieverbrauch über die Reststrecke aufgrund des aktuellen Fahrstils des Fahrers um 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15 oder 20% über oder unter dem prädizierten Energieverbrauch liegt, der aufgrund der „default” Werte in der Manöverklassenmatrix für die Reststrecke vorherberechnet wurde.
Die Betriebsstrategie beschreibt bekanntermaßen das Zusammenspiel der in einer Fahrzeugarchitektur enthaltenen Antriebskomponenten. Sie beinhaltet eine Definition, zu welchem Zeitpunkt und in welchem Maße die einzelnen Komponenten im Gesamtsystem betrieben werden und ist abhängig von der Art der Komponenten, Betriebspunkten und Zielstellung. Um eine fahrsituationsabhängig optimale Aufteilung der Traktionsleistung auf Elektromaschine und Verbrennungskraftmaschine zu erreichen, bedarf es aufgrund des stark situationsabhängigen Zusammenhangs zwischen der elektrischen und der verbrennungsmotorisch erzeugten Antriebsenergie einer Fahrverlaufsprädiktion. Anhand dieser kann die günstigste Aufteilung der Antriebsenergieerzeugung und damit die optimale Betriebsstrategie ermittelt werden.
Wie oben bereits erwähnt, können bei einer Anpassung der Werte für wenigstens eine Manöverklasse in der Manöverklassenmatrix die angepassten Werte für die Prädiktion der Radleistung, des Energiebedarfs und/oder der Betriebsstrategie für das Fahrzeug für wenigstens eine weitere vorgebbare Strecken verwendet werden. Es ist jedoch aus möglich, die angepassten Werte in der Manöverklassenmatrix, bspw. nach Beendigung der Befahrung der gerade ausgewählten Strecke, auf die ursprünglich vorgegebenen Werte zurückzusetzen und die Prädiktion der Radleistung, des Energiebedarfs und/oder der Betriebsstrategie für das Fahrzeug für wenigstens eine weitere vorgebbare Strecke auf Grundlage der ursprünglich vorgegebenen Werte durchzuführen. Dies ist beispielsweise dann sinnvoll, wenn anzunehmen ist, dass die ermittelten Abweichungen in wenigstens einer Manöverklassenmatrix auf besondere Umstände zurückzuführen sind, die bei weiteren Fahrten nicht oder nicht in diesem Ausmaß nicht zu erwarten sind (Fahrer war außergewöhnlich in Eile; der Fahrer nutzt das Fahrzeug nur einmalig; ungewöhnliches Verkehrsereignis, etc.).
Die vorliegende Erfindung umfasst auch ein Steuergerät für ein Fahrzeug, welches dazu eingerichtet ist, eines der Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen.
Da einem Fachmann die für ein derartiges Steuergerät erforderlichen Komponenten, deren Funktionsweise und Zusammenwirken bekannt sind, braucht in der vorliegenden Anmeldung nicht näher darauf eingegangen zu werden.
Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass bei vorausschauenden Systemen Geschwindigkeitsprofile aufgrund von Navigationsdaten prädiziert werden. Diese können zur Optimierung der Betriebsstrategie bei Hybridfahrzeugen genutzt werden. Bei zu großen Abweichungen zwischen prädizierter und realer Geschwindigkeit ergeben sich veränderte Batterieladezustände, so dass idealerweise eine Neuberechnung durchgeführt wird.
Diese Neuberechnung gemäß dem Stand der Technik berücksichtigt nur eine aktuelle Abweichung eines Regelwertes (oft Batterieladezustand), welcher auf der bisher zurückgelegten Fahrstrecke beruht. Eine Berücksichtigung der verbleibenden Reststrecke und der dafür existierenden prädiktiven Information erfolgt nicht.
In der DE 10 2010 047 080 A1 ist ein Verfahren zur Ermittlung eines synthetischen Geschwindigkeitsprofils auf einer durch ein Navigationssystem vorgegebenen Route beschrieben. In der DE 10 2010 047 080 A1 wird außerdem erwähnt, dass der Fahrstil in Kategorien („sportlich”, „konservativ”, ...) erfasst wird und bei der Gewinnung des Geschwindigkeitsprofils berücksichtigt wird.
In der DE 10 2012 023 575 B3 wird auf das in der DE 10 2010 047 080 A1 beschriebene Verfahren Bezug genommen und vorgeschlagen wie während einer Fahrt das tatsächliche Fahrverhalten ermittelt und mit dem zu Fahrtantritt bestimmten synthetischen Geschwindigkeitsverlauf übereinstimmt. Sobald sich für Konstantfahrmanöver (stationäre Manöver) abweichende Geschwindigkeiten bzw. für instationäre Manöver abweichende Beschleunigungs-/Verzögerungswerte ergeben, werden diese erfasst und in der Datenbank gespeichert, welche zur Erzeugung des synthetischen Geschwindigkeitsverlaufs benötigt wird.
Das synthetische Geschwindigkeitsprofil ist Basis für die Berechnung der für die prädizierte Strecke benötigten Radleistung. Diese Information wiederum kann weiter verarbeitet werden, um die Betriebsstrategie eines Hybrid-Fahrzeugs effizienter zu gestalten. Sobald sich eine Abweichung im tatsächlichen zum prädizierten Geschwindigkeitsverlauf ergibt (ermittelt durch das in der DE 10 2012 023 575 B3 vorgeschlagene Verfahren), entweder durch verändertes Fahrverhalten oder Verkehrseinflüsse, hat das somit direkten Einfluss auf die Radleistung und somit gegebenenfalls auch auf die Betriebsstrategie.
Das in dieser Patentanmeldung beschriebene Verfahren macht Gebrauch von den bisher verfügbaren Informationen wie prädizierter, synthetischer Geschwindigkeitsverlauf, prädizierte Radleistung sowie etwaige Abweichungen des fahrerspezifischen vom synthetischen Geschwindigkeitsprofil. Das Verfahren ermittelt eine energetische Relevanz auf der prädizierten (Rest)Strecke. Dadurch kann bestimmt werden, ob die detektierte Abweichung (ermittelt durch das in der DE 10 2012 023 575 B3 vorgeschlagene Verfahren) unter dem Gesichtspunkt der Energieeffizienz, durch den oben beschriebenen direkten Zusammenhang zur Betriebsstrategie, eine unmittelbare Neuberechnung der prädizierten Radleistung für die gerade befahrene Strecke notwendig oder sinnvoll macht oder ob die ermittelten Abweichungen lediglich in der Manöverklassenmatrix (Datenbank) gespeichert werden, um bspw. zukünftige Prädiktionen zu verbessern.
Anders ausgedrückt wird gemäß der vorliegenden Erfindung das Geschwindigkeitsprofil einer Strecke in Fahrmanöver unterteilt. Für die Reststrecke wird für alle durchfahrenen Fahrmanöver eine energetische Relevanz ermittelt. Somit können erkannte Abweichungen von der Prädiktion bezüglich Ihrer Auswirkungen auf die Reststrecke bewertet werden, schon bevor die Regelabweichung eintritt. Eine verbrauchsaufwändige „Nachregelung” kann dadurch vermieden bzw. minimiert werden. Ebenfalls werden unnötige Neuberechnung vermieden, da nur dann eine Neuberechnung stattfindet, wenn die bisher aufgetretene Abweichung eines Fahrmanövers auch noch auf der Reststrecke so häufig vorkommt, das die Abweichung eine energetische Relevanz hat.
Durch die Nutzung der energetischen Relevanz kann rechtzeitig beurteilt werden ob bei erkannten Abweichungen von der Prognose eine Neuberechnung für die Reststrecke sinnvoll ist oder nicht. Hierdurch kann der zusätzliche Energieaufwand für die „Nachregelung” auf den Sollwert minimiert werden. Es entsteht ein Verbrauchsvorteil und somit auch ein Reichweitengewinn.
Soweit es für das Verständnis der vorliegenden Erfindung erforderlich ist, wird ergänzend auf die DE 10 2010 047 080 A1 und die DE 10 2012 004 258 A1 verwiesen, auf deren Inhalt Bezug genommen wird.

Claims

Verfahren zur Anpassung einer prädizierten Radleistung eines Fahrzeugs für eine vorgebbare Strecke mit den Schritten: a) Auswählen einer Strecke auf Grundlage von in einem Datensatz gespeicherten Kartendaten, wobei die Strecke in Streckensegmente aufgeteilt ist und jedem Streckensegment eine Manöverklasse zugeordnet ist, wobei die Manöverklassen auswählbar sind aus einer vorgegebenen Manöverklassenmatrix, in der für jede Manöverklasse wenigstens eine Eingangsgeschwindigkeit, eine Ausgangsgeschwindigkeit, eine Durchschnittsgeschwindigkeit oder Durchschnittsbeschleunigung des Fahrzeugs sowie ein Toleranzband für die Durchschnittsgeschwindigkeit oder Durchschnittsbeschleunigung in Abhängigkeit von der Anzahl, wie oft die Manöverklasse vorkommt, enthalten sind (S1); b) Berechnen der prädizierten Radleistung für das Fahrzeug für die vorgegebene Strecke unter der Annahme, dass entlang der vorgegebenen Strecke jede vorkommende Manöverklasse mit der in der Manöverklassenmatrix hierfür hinterlegten Durchschnittsgeschwindigkeit oder Durchschnittsbeschleunigung gefahren wird (S2); c) Abfahren von wenigstens einem Teil der vorgegebenen Strecke durch einen Fahrer mit dem Fahrzeug, wobei bei jedem durchfahrenen Streckensegment der Durchschnittswert für die tatsächliche Geschwindigkeit oder die tatsächliche Beschleunigung sowie die Anzahl, wie oft die Manöverklasse entlang der Strecke vorgekommen ist, erfasst wird (S3); d) Ermitteln, ob der Durchschnittswert für die tatsächliche Geschwindigkeit oder die tatsächliche Beschleunigung bezogen auf die Anzahl, wie oft die zuletzt gefahrene Manöverklasse auf der durchfahrenen Teilstrecke vorgekommen ist, außerhalb des für die Anzahl dieser Manöverklasse in der Manöverklassenmatrix vorgegebenen Toleranzbands liegt (S4); und e) sofern der Durchschnittswert für die tatsächliche Geschwindigkeit oder die tatsächliche Beschleunigung bezogen auf die Anzahl, wie oft die zuletzt gefahrene Manöverklasse auf der durchfahrenen Teilstrecke vorgekommen ist, außerhalb des für die Anzahl dieser Manöverklasse in der Manöverklassenmatrix vorgegebenen Toleranzbands liegt e1) Ermitteln der Abweichung des Durchschnittswerts für die tatsächliche Geschwindigkeit oder die tatsächliche Beschleunigung der zuletzt gefahrenen Manöverklasse von der in der Manöverklassenmatrix für diese Manöverklasse hinterlegten Durchschnittsgeschwindigkeit oder Durchschnittsbeschleunigung (S5); e2) Ermitteln, wie oft die zuletzt gefahrene Manöverklasse innerhalb der verbleibenden Reststrecke noch vorkommt (S6); e3) Ermitteln, welcher Anteil des für die Reststrecke prädizierten Energiebedarfs die in e2) ermittelte Anzahl der zuletzt gefahrenen Manöverklasse unter der Annahme beträgt, dass die Anzahl der innerhalb der Reststrecke noch vorkommenden, zuletzt gefahrenen Manöverklasse mit der in der Manöverklassenmatrix für diese Manöverklasse hinterlegten Durchschnittsgeschwindigkeit oder Durchschnittsbeschleunigung gefahren wird (S7); e4) Bilden eines Relevanzwertes für die zuletzt gefahrene Manöverklasse durch Multiplikation der in e1) ermittelten Abweichung und dem in e3) ermittelten Anteil (S8); e5) Vergleichen des Relevanzwertes mit einem vorgebbaren Grenzwert (S9) und, sofern der Relevanzwert größer als der vorgegebene Grenzwert ist, Neuberechnen der prädizierten Radleistung des Fahrzeugs für die Reststrecke unter der Annahme, dass die Anzahl der zuletzt gefahrenen Manöverklasse auf der Reststrecke mit dem Durchschnittswert der zuletzt gefahrenen tatsächlichen Geschwindigkeit oder der tatsächlichen Beschleunigung dieser Manöverklasse gefahren wird (S10).
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Grenzwert in Abhängigkeit von dem für die Reststrecke prädizierten Energiebedarf variiert, derart, dass ausgehend von einem unteren Grenzwert zu Beginn der Strecke der Grenzwert umso größer ist, je kleiner der für die verbleibende Reststrecke prädizierte Energiebedarf ist.
Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei der Grenzwert gegen unendlich strebt, wenn der für die verbleibende Reststrecke prädizierte Energiebedarf sich dem Wert 0 annähert.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei, sofern der Durchschnittswert für die tatsächliche Geschwindigkeit oder die tatsächliche Beschleunigung bezogen auf die Anzahl, wie oft die zuletzt gefahrene Manöverklasse vorgekommen ist, außerhalb des für die Anzahl dieser Manöverklasse in der Manöverklassenmatrix vorgegebenen Toleranzbands liegt, die in der Manöverklassenmatrix für diese Manöverklasse enthaltene Durchschnittsgeschwindigkeit oder Durchschnittsbeschleunigung sowie das Toleranzband angepasst werden.
Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei die Anpassung der Werte für eine Manöverklasse durch Eintragung von Offset-Werten in die Manöverklassenmatrix erfolgt.
Verfahren gemäß Anspruch 4 oder 5, wobei für den Fall, dass durch die Anpassung der Werte von wenigstens einer Manöverklasse ein vorgebbarer Schwellenwert für eine energetische Relevanz überschritten wird, eine Neuberechnung der prädiktiven Betriebsstrategie für das Fahrzeug für die Reststrecke durchgeführt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 4 bis 6, wobei bei einer Anpassung der Werte für wenigstens eine Manöverklasse in der Manöverklassenmatrix die angepassten Werte für die Prädiktion der Radleistung, des Energiebedarfs und/oder der Betriebsstrategie für das Fahrzeug für wenigstens eine weitere vorgebbare Strecke verwendet werden.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die angepassten Werte in der Manöverklassenmatrix auf die ursprünglich vorgegebenen Werte zurückgesetzt werden und die Prädiktion der Radleistung, des Energiebedarfs und/oder der Betriebsstrategie für das Fahrzeug für wenigstens eine weitere vorgebbare Strecke auf Grundlage der ursprünglich vorgegebenen Werte erfolgt.
Steuergerät für ein Fahrzeug, welches eines der Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 8 durchführt.