DE102014214140A1 - Verfahren zur vorausschauenden Steuerung einer Geschwindigkeitsregelanlage eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur vorausschauenden Steuerung einer Geschwindigkeitsregelanlage eines Kraftfahrzeuges, wobei zur Einstellung einer Sollgeschwindigkeit (vsoll) im Hinblick auf eine vorausliegende Fahrstrecke eine Auswahl aus unterschiedlichen Steuervarianten getroffen wird. Dabei wird die Auswahl in Abhängigkeit eines Steigungsprofils der vorausliegenden Fahrstrecke vorgenommen. Um nun mit niedrigem Aufwand eine im Hinblick auf einen Kraftstoffverbrauch optimale, vorausschauende Steuerung zu realisieren, wird das Steigungsprofil durch Zuordnung zu in Abhängigkeit der Sollgeschwindigkeit (vsoll) ermittelten Steigungsbereichen segmentiert. Des Weiteren wird dann anhand zumindest eines Segments des Steigungsprofils eine jeweils geeignete Steuervariante gewählt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur vorausschauenden Steuerung einer Geschwindigkeitsregelanlage eines Kraftfahrzeuges, wobei zur Einstellung einer Sollgeschwindigkeit im Hinblick auf eine vorausliegende Fahrstrecke eine Auswahl aus unterschiedlichen Steuervarianten getroffen wird, und wobei die Auswahl in Abhängigkeit eines Steigungsprofils der vorausliegenden Fahrstrecke vorgenommen wird.
  • Geschwindigkeitsregelanlagen kommen bei Kraftfahrzeugen zur Anwendung, um insbesondere auf längeren Fahrstrecken eine von einem Fahrzeugführer vorgegebene Sollgeschwindigkeit nach Möglichkeit automatisch einzuregeln, so dass der Fahrzeugführer im Folgenden, abgesehen von ggf. zwischenzeitlich vorzunehmenden Anpassungsbremsungen, nur noch Lenkbewegungen vornehmen muss. Während bei klassischen Geschwindigkeitsregelanlagen Zustandsgrößen des jeweiligen Kraftfahrzeuges einbezogen werden, um im Regelbetrieb die Geschwindigkeit automatisch entsprechend der jeweils eingestellten Wunschgeschwindigkeit anzupassen und dabei innerhalb eines vorgegebenen Geschwindigkeitsbands zu bleiben, werden bei moderneren Steuerungen von Geschwindigkeitsregelanlagen zum Teil auch Informationen einer vorausliegenden Fahrstrecke einbezogen, um eine vorausschauende Steuerung zu ermöglichen. Häufig wird hierbei ein Steigungsprofil der vorausliegenden Fahrstrecke berücksichtigt, um im Zuge einer automatischen Geschwindigkeitsregelung Steigungen der vorausliegenden Fahrstrecke optimal, insbesondere im Hinblick auf ökonomische und ökologische Gesichtspunkte, durchfahren zu können.
  • Aus der DE 10 2009 040 682 A1 geht ein Verfahren zur vorausschauenden Steuerung einer Geschwindigkeitsregelanlage eines Kraftfahrzeuges hervor. Dabei werden unter anderem Streckenparameter einer vorausliegenden Fahrstrecke mit einbezogen, welche ein Steigungsprofil dieser vorausliegenden Fahrstrecke umfassen. Anhand der Streckenparameter und auch aktueller Fahrzeugparameter wird dann eine Auswahl aus unterschiedlichen Steuervarianten der Geschwindigkeitsregelanlage getroffen, wobei hierbei zunächst ein grober Vorausschauhorizont bestimmt wird, welcher anschließend steigungsbasiert in Segmente unterteilt wird. Für jedes Segment wird dann für ein oder mehrere Anwendungsfälle der Einfluss einer jeweils ausgewählten Steuervariante, sowie deren Eignung zur bedarfsgerechten Steuerung der Geschwindigkeitsregelanlage überprüft.
  • Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, bei welchem mit niedrigem Aufwand eine im Hinblick auf einen Kraftstoffverbrauch optimale, vorausschauende Steuerung einer Geschwindigkeitsregelanlage realisiert werden kann.
  • Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die hierauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Ein Steuerungssystem eines Kraftfahrzeuges, welches eine erfindungsgemäß steuerbare Geschwindigkeitsregelanlage umfasst, geht zudem aus Anspruch 8 hervor. Hinsichtlich eines Computerprogrammprodukts, sowie einem dieses enthaltenden Speichermediums wird auf die Ansprüche 9 und 10 verwiesen.
  • Gemäß der Erfindung wird bei einem Verfahren zur vorausschauenden Steuerung einer Geschwindigkeitsregelanlage eines Kraftfahrzeuges eine Auswahl aus unterschiedlichen Steuervarianten getroffen, um eine Sollgeschwindigkeit im Hinblick auf eine vorausliegende Fahrstrecke einzustellen. Dabei wird die Auswahl in Abhängigkeit eines Steigungsprofils der vorausliegenden Fahrstrecke vorgenommen. Im Sinne der Erfindung liegen die Steuervarianten dabei bevorzugt in Form von konkreten Handlungsempfehlungen vor, d. h. es wird im Rahmen einer jeweils ausgewählten Steuervariante eine konkrete Betriebsweise eines Antriebsstranges des Kraftfahrzeuges vorgegeben. Besonders bevorzugt wird dabei durch die Wahl einer konkreten Schaltstrategie eines Kraftfahrzeuggetriebes die Einstellung eines Betriebspunkts einer Antriebsmaschine des Kraftfahrzeuges getroffen.
  • Erfindungsgemäß wird das Steigungsprofil der vorausliegenden Fahrstrecke insbesondere über eine Vorausschausoftware ermittelt, welche Daten eines Navigationsgeräts des Kraftfahrzeuges auswertet. Wird dabei mit Hilfe des Navigationsgeräts eine Leitung des Fahrzeugführers zu einem konkreten Zielpunkt durchgeführt, so kann das Steigungsprofil des geplanten Streckenverlaufs direkt einbezogen werden. Erfolgt hingegen keine Navigation über das Navigationsgerät, so wird ein Streckenverlauf insbesondere als most-likely-path ermittelt, bei welchem bei mehreren alternativen Möglichkeiten für einen weiteren Streckenverlauf entsprechend der Fahrweise des Fahrzeugführers auf die wahrscheinlichste Fahrstrecke geschlossen wird. Besonders bevorzugt wird dabei als vorausliegende Fahrstrecke ein vorausliegender Streckenabschnitt im Bereich von 7 Kilometern berücksichtigt, wodurch einerseits eine zuverlässige Steuerung der Geschwindigkeitsregelanlage vollzogen werden kann, andererseits aber die zu berücksichtigende Datenmenge kleingehalten wird.
  • Die Erfindung umfasst nun die technische Lehre, dass das Steigungsprofil durch Zuordnung zu in Abhängigkeit der Sollgeschwindigkeit ermittelten Steigungsbereichen segmentiert wird, und dass anhand zumindest eines Segments des Steigungsprofils eine jeweils geeignete Variante der Steuervarianten gewählt wird. Mit anderen Worten wird das Steigungsprofil der vorausliegenden Fahrstrecke also durch Zuordnung zu Steigungsbereichen klassifiziert, wobei diese Steigungsbereiche in Abhängigkeit der gewünschten Sollgeschwindigkeit ermittelt worden sind. Dabei wird das Steigungsprofil durch Zuordnung zu diesen Bereichen, je nach Verlauf, in ein oder auch mehrere Segmente aufgeteilt, wobei im Falle der Aufteilung in ein einziges Segment das Steigungsprofil komplett durch dieses einzelne Segment abgebildet wird. Bei der Auswahl aus den unterschiedlichen Steuervarianten wird dann zumindest ein Segment herangezogen und anhand dieses oder eben den mehreren Segmenten die Wahl einer konkreten Steuervariante vorgenommen.
  • Mittels eines derartigen Verfahrens zur Steuerung einer Geschwindigkeitsregelanlage kann im Voraus eine optimale Trajektorie der einzustellenden Sollgeschwindigkeit ermittelt werden, wobei diese Ermittlung im Zuge weniger Einzelschritte und damit mit niedrigem Aufwand realisierbar ist. Denn für die Auswahl ist im Wesentlichen nur die Zuordnung des Steigungsprofils zu unterschiedlichen Steigungsbereichen zu vollziehen. Insgesamt kann hierdurch eine vorausschauende Steuerung einer Geschwindigkeitsregelanlage realisiert werden, bei welcher ein verbrauchsoptimales Durchfahren der vorausliegenden Fahrstrecke verwirklicht werden kann.
  • Das Verfahren der DE 10 2009 040 682 A1 ist im Vergleich dazu aufwändiger, da hierbei zunächst ein grober Vorausschauhorizont bestimmt wird, welcher anschließend in genauere Segmente unterteilt wird. Da dann für jedes Segment zudem noch eine Überprüfung stattzufinden hat, ob in einem oder auch mehreren Anwendungsfällen und einer jeweils ausgewählten Steuervariante eine bedarfsgerechte Steuerung erzielt werden kann, also jeweils Simulationen durchzuführen sind, ist ein entsprechender Rechenaufwand notwendig.
  • Im Sinne der Erfindung wird ein Segment des Steigungsprofils bevorzugt dadurch gebildet, dass es geschlossen innerhalb einem der Steigungsbereiche liegt, also durch zwei Bereichsübergänge begrenzt ist bzw. im Falle eines ersten Segments der Verlauf ab Start der Ermittlung bis zu einem ersten Bereichswechsel.
  • Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung wird die Zuordnung zu vier Steigungsbereichen vorgenommen. Dabei repräsentiert ein erster Steigungsbereich Fahrbahnsteigungen, bei welchen die einzustellende Sollgeschwindigkeit auch bei Volllast einer Antriebsmaschine des Kraftfahrzeuges nicht mehr gehalten werden kann, während einem zweiten Steigungsbereich Fahrbahnsteigungen zugeordnet werden, bei welchen die einzustellende Sollgeschwindigkeit in einem Zugbetrieb der Antriebsmaschine erreicht werden kann, also in deren Volllastbetrieb oder auch in einem Teillastbetrieb. Ein dritter Steigungsbereich repräsentiert dann Fahrbahnsteigungen, bei welchen die Sollgeschwindigkeit bei einem Rollen des Kraftfahrzeuges gehalten werden kann oder sogar zunimmt, während einem vierten Steigungsbereich Fahrbahnsteigungen zugeordnet werden, bei welchen die Sollgeschwindigkeit in einem Schubbetrieb der Antriebsmaschine erreicht werden kann oder sogar zunimmt.
  • Mittels einer derartigen Unterteilung denkbarer Fahrbahnsteigungen kann durch Zuordnung des Steigungsprofils der vorausliegenden Fahrstrecke zu den Steigungsbereichen eine geeignete Auswahl aus Steuervarianten getroffen werden. Besonders bevorzugt wurden die vier Steigungsbereiche dabei im Vorfeld durch Berechnung von Grenzsteigungen zwischen den Bereichen ermittelt, wobei dies mit Hilfe der Fahrwiderstandsgleichung und einem maximalen und einem minimalen Motormoment der Antriebsmaschine unter Einbeziehung der einzustellenden Sollgeschwindigkeit vorgenommen worden ist. Dabei wird von einer bekannten Fahrzeugmasse, beispielsweise durch konkrete Wiegung oder Schätzung, sowie einem wesentlichen konstanten Rollwiderstand auf der vorausliegenden Fahrstrecke ausgegangen.
  • In Weiterbildung der Erfindung wird innerhalb eines jeweiligen Segments des Steigungsprofils je eine mittlere Steigung ermittelt, wodurch eine weitere Vereinfachung des Verfahrens und damit auch eine Reduzierung des Aufwands erreicht werden kann.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung werden bei Ermittlung von drei oder mehr Segmenten des Steigungsprofils für die vorausliegende Fahrstrecke jeweils die ersten drei aufeinanderfolgenden Segmente zur Ermittlung der jeweils geeigneten Steuervariante herangezogen. Durch diese Heranziehung von drei aufeinanderfolgenden Segmenten kann ein Muster gebildet werden, anhand dessen eine Entscheidung für eine der unterschiedlichen Steuervarianten getroffen werden kann. Bei Zuordnung des Steigungsprofils zu vier Steigungsbereichen wird die jeweils geeignete Steuervariante dabei bevorzugt aus einer hinterlegten 4×4×4-Matrix ausgewählt. Eine 4×4×4-Matrix wird dabei bevorzugt durch die beispielhaft im Folgenden dargestellten Tabellen aufgespannt, welche jeweils je einem Startsegment in einem der vier Steigungsbereiche zugeordnet sind:
    Startsegment 1 1 2 3 4
    1 0 0 0 0
    2 Höchst mögliche Geschwindigkeit nach Segment 1 durch Fahren unter Volllast 0 Abbau der Geschwindigkeit auf vmin nach Segment 1 durch Fahren unter Volllast oder Teillast Abbau der Geschwindigkeit auf vmin nach Segment 1 durch Fahren unter Volllast oder Teillast
    3 Höchst mögliche Geschwindigkeit nach Segment 1 durch Fahren unter Volllast Abbau der Geschwindigkeit auf vmin nach Segment 1 durch Fahren unter Volllast oder Teillast 0 Abbau der Geschwindigkeit auf vmin nach Segment 1 durch Fahren unter Volllast oder Teillast
    4 Abbau der Geschwindigkeit auf vmin nach Segment 1 durch Fahren unter Volllast oder Teillast Abbau der Geschwindigkeit auf vmin nach Segment 1 durch Fahren unter Volllast oder Teillast Abbau der Geschwindigkeit auf vmin nach Segment 1 durch Fahren unter Volllast oder Teillast 0
    Startsegment 2 1 2 3 4
    1 0 Beschleunigen auf vmax in Segment 1 durch Fahren unter Volllast oder Teillast Beschleunigen durch Fahren in Volllast oder Teillast im ersten Segment, so dass vmin nach dem zweiten Segment durch Fahren unter Volllast erreicht wird Beschleunigen durch Fahren in Volllast oder Teillast im ersten Segment, so dass vmin nach dem zweiten Segment durch Fahren unter Volllast erreicht wird
    2 0 0 0 0
    3 Fahren in Volllast, Teillast oder Rollen im ersten Segment, so dass vmax nach dem zweiten Segment durch Fahren im Rollen erreicht wird Reduktion auf vmin im Segment 1 durch Fahren unter Teillast, Rollen oder Schub 0 Fahren mit vref in Segment 1 durch Fahren unter Teillast
    4 Fahren in Volllast, Teillast oder Rollen im ersten Segment, so dass vmax nach dem zweiten Segment durch Fahren im Schub erreicht wird Fahren in Volllast, Teillast oder Rollen im ersten Segment, so dass vmax nach dem zweiten Segment durch Fahren im Schub erreicht wird Reduktion auf vmin nach Segment 1 durch Fahren unter Teillast, Rollen oder Schub 0
    Startsegment 3 1 2 3 4
    1 0 Aufbau auf vmax in Segment 1 durch Fahren in Volllast, Teillast oder Rollen Aufbau auf vmax in Segment 1 durch Fahren in Volllast, Teillast oder Rollen Aufbau auf vmax in Segment 1 durch Fahren in Volllast, Teillast oder Rollen
    2 Rollen in Segment 1 0 Rollen in Segment 1 Rollen in Segment 1
    3 0 0 0 0
    4 Erreichen von v durch Schub oder Rollen in Segment 1, so dass vmax durch Schub nach Segment 2 erreicht wird Erreichen von v durch Schub oder Rollen in Segment 1, so dass vmax durch Schub nach Segment 2 erreicht wird Erreichen von v durch Schub oder Rollen in Segment 1, so dass vmax durch Schub nach Segment 2 erreicht wird 0
    Startsegment 4 1 2 3 4
    1 0 Aufbau auf vmax in Segment 1 durch Fahren unter Volllast, Teillast, Rollen oder Schub Aufbau auf vmax in Segment 1 durch Fahren unter Volllast, Teillast, Rollen oder Schub Aufbau auf vmax in Segment 1 durch Fahren unter Volllast, Teillast, Rollen oder Schub
    2 Aufbau auf vmax in Segment 1 durch Fahren unter Volllast, Teillast, Rollen oder Schub 0 Aufbau auf vmax in Segment 1 durch Fahren unter Volllast, Teillast, Rollen oder Schub Aufbau auf vmax in Segment 1 durch Fahren unter Volllast, Teillast, Rollen oder Schub
    3 Fahren im Schub in Segment 1 Fahren im Schub in Segment 1 0 Fahren im Schub in Segment 1
    4 0 0 0 0
  • Innerhalb einer Tabelle entspricht dabei die vertikale Achse dem Bereich des jeweils zweiten Segments, sowie die horizontale Achse dem Bereich des jeweils dritten Segments. Insofern kann mit Hilfe der drei aufeinanderfolgenden Segmente eine jeweils konkrete Handlungsempfehlung ausgelesen werden
  • Im Sinne der Erfindung wird bei Ermittlung von weniger als drei Segmenten des Steigungsprofils für die vorausliegende Fahrstrecke eine jeweils geeignete Steuervariante anhand des einen Segments oder anhand der beiden aufeinanderfolgenden Segmente ausgewählt. Ergeben sich also im Bereich des vorausschauenden Horizonts nur ein oder zwei aufeinanderfolgende Segmente des Steigungsprofils, beispielsweise weil sich das Steigungsprofil im Bereich des Horizonts nur unwesentlich ändert bzw. stets in einem Steigungsbereich verbleibt, so kann dennoch eine Auswahl einer geeigneten Steuerungsvariante erfolgen. Besonders bevorzugt erfolgt dies durch Auslesen einer Steuervariante aus einer hinterlegten Tabelle. Für die Erfassung zweier aufeinanderfolgender Segmente, sowie im Falle der Erfassung nur eines einzelnen Segments können beispielhaft die folgenden Tabellen herangezogen werden:
    1 2 3 4
    1 0 Fahren unter Volllast in Segment 1 Reduktion auf vmin durch Fahren unter Volllast, Teillast, Rollen oder Schub in Segment 1 Reduktion auf vmin durch Fahren unter Volllast, Teillast, Rollen oder Schub in Segment 1
    2 Beschleunigen auf vmax in Segment 1 durch Fahren unter Volllast oder Teillast 0 Reduktion auf vmin durch Fahren unter Volllast, Teillast, Rollen oder Schub in Segment 1 Reduktion auf vmin durch Fahren unter Volllast, Teillast, Rollen oder Schub in Segment 1
    3 Beschleunigen auf vmax in Segment 1 durch Fahren unter Volllast, Teillast oder Rollen Fahren im Rollen in Segment 1 0 Reduktion auf vmin durch Fahren unter Volllast, Teillast, Rollen oder Schub in Segment 1
    4 Beschleunigen auf vmax in Segment 1 durch Fahren unter Volllast, Teillast, Rollen oder Schub Fahren im Schub in Segment 1 Reduktion auf vmin durch Fahren unter Volllast, Teillast, Rollen oder Schub in Segment 1 0
  • Hierbei entspricht die vertikale Achse dem Bereich des jeweils ersten Segments, sowie die horizontale Achse dem Bereich des jeweils zweiten Segments.
    1 Fahren unter Volllast
    2 Halten von vref durch Fahren unter Teillast
    3 Beschleunigen durch Rollen auf vmax, danach Geschwindigkeit mit Hilfe von Schub halten
    4 Beschleunigen auf vmax durch Schub, danach Geschwindigkeit halten
  • In Weiterbildung der Erfindung wird nach einem Durchfahren eines ersten Segments oder des einzigen Segments eine Aktualisierung des Steigungsprofils, sowie eine erneute Segmentierung vorgenommen. Hierdurch kann der Horizont, anhand von welchem die vorausschauende Einstellung der Sollgeschwindigkeit vorgenommen wird, stets aktualisiert und damit eine geeignete Auswahl einer Steuervariante garantiert werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren wird dabei insbesondere durch ein Steuerungssystem eines Kraftfahrzeuges vollzogen, wobei das Steuerungssystem dabei die zu steuernde Geschwindigkeitsregelanlage umfasst. Dabei lässt sich die erfindungsgemäße Lösung auch als Computerprogrammprodukt verkörpern, welches, wenn es auf einem Prozessor, beispielsweise einem Prozessor eines Steuergeräts, wie eines Getriebesteuergeräts läuft, den Prozessor softwaremäßig anleitet, die zugeordneten erfindungsgegenständlichen Verfahrensschritte durchzuführen. In diesem Zusammenhang gehört auch ein computerlesbares Medium zum Gegenstand der Erfindung, auf dem ein vorstehend beschriebenes Computerprogrammprodukt abrufbar gespeichert ist.
  • Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der nebengeordneten Ansprüche oder der hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung oder unmittelbar aus den Zeichnungen hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung, die nachfolgend erläutert wird, ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:
  • 1 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Steuerung einer Geschwindigkeitsregelanlage eines Kraftfahrzeuges entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
  • 2 ein Diagramm eines Steigungsprofils einer vorausliegenden Fahrstrecke, sowie deren Zuordnung zu unterschiedlichen Steigungsbereichen im Zuge des Verfahrens aus 1; und
  • 3 ein Diagramm einer ermittelten Mittelsteigung, sowie deren Zuordnung zu unterschiedlichen Steigungsbereichen im Zuge des Verfahrens aus 1.
  • Aus 1 geht ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur vorausschauenden Steuerung einer Geschwindigkeitsregelanlage eines Kraftfahrzeuges entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Dabei wird mit Hilfe dieses Verfahrens eine Einstellung einer Sollgeschwindigkeit vSoll im Hinblick auf eine vorausliegende Fahrstrecke vorgenommen, wobei diese einzustellende Sollgeschwindigkeit vSoll in einem ersten Schritt S1 eingelesen wird. Hierauf folgend wird in einem Schritt S2 ein Steigungsprofil der vorausliegenden Fahrstrecke einbezogen, wobei dies bevorzugt mit Hilfe einer Vorausschausoftware durch Abfrage der entsprechenden Parameter seitens eines Navigationsgeräts erfolgt. Hierbei kann im Falle der Navigation über dieses Navigationsgerät das jeweilige Steigungsprofil der geplanten Fahrstrecke herangezogen werden, während für den Fall, dass keine Leitung über das Navigationsgerät geplant ist, eine wahrscheinliche Fahrstrecke durch ein Rechenmodel most-likely-path ermittelt wird. Ein beispielhaftes Steigungsprofil ist vorliegend aus dem Diagramm in 2 ersichtlich.
  • In einem weiteren Schritt S3 werden anhand der einzustellenden Sollgeschwindigkeit vSoll mit Hilfe der Fahrwiderstandsgleichung und dem an sich bekannten maximalen und minimalen Motormoment einer Antriebsmaschine des Kraftfahrzeuges vier unterschiedliche Steigungsbereiche ermittelt, von welchen ein erster Steigungsbereich 1 Fahrbahnsteigungen wiedergibt, bei welchen die Sollgeschwindigkeit vSoll auch bei einer Volllast der Antriebsmaschine nicht mehr gehalten werden kann. Ein hierauf folgender zweiter Steigungsbereich 2 repräsentiert hingegen Fahrbahnsteigungen, bei welchen die Sollgeschwindigkeit vSoll in einem Zugbetrieb der Antriebsmaschine erreicht werden kann, also ein Fahren bei Sollgeschwindigkeit vSoll in einem Teillast- oder Volllastbetrieb realisierbar ist. Einem dritten Steigungsbereich 3 sind ferner Fahrbahnsteigungen zugeordnet, bei welchen die Sollgeschwindigkeit vSoll bei einem Rollen des Kraftfahrzeuges, d.h. einem Entkuppeln von der Antriebsmaschine, gehalten werden kann oder sogar zunimmt. Schließlich repräsentiert ein vierter Steigungsbereich 4 Fahrbahnsteigungen, bei welchen die Sollgeschwindigkeit in einem Schubbetrieb der Antriebsmaschine erreicht wird oder sogar zunimmt. Die vier Steigungsbereiche 1 bis 4 sind auch in dem Diagramm in 2 eingezeichnet.
  • In einem auf Schritt S3 folgenden Schritt S4 wird das Steigungsprofil durch Zuordnung zu den Steigungsbereichen 1 bis 4 in Segmente 5 bis 10 unterteilt, wie ebenfalls aus 2 zu erkennen ist. Abgesehen vom Segment 5, werden die Segmente 6 bis 10 dabei jeweils durch Begrenzung zweier Bereichsübergänge definiert. Im Falle des Segments 5 erfolgt eine Begrenzung durch den Beginn des erfassten Steigungsprofils bis zum ersten Bereichswechsel.
  • In einem weiteren Schritt S5 wird dann zur Vereinfachung aus den Steigungen in jedem der Segmente 5 bis 10 eine Mittelsteigung ermittelt, wie in dem Diagramm in 3 zu erkennen ist. Anschließend wird in einem Schritt S6 abgefragt, ob die Anzahl der Segmente ≥ 3 ist, wobei im zu bejahenden Fall zu einem Schritt S7 übergegangen wird. Ist dies hingegen zu verneinen, so wird in einem Schritt S8 abgefragt, ob die Anzahl der Segmente > 1 ist, woraufhin in einem zu bejahenden Fall zu einem Schritt S9 und in einem zu verneinenden Fall zu einem Schritt S10 übergegangen wird.
  • Während in den Schritten S9 und S10 eine Steuervariante jeweils aus einer Tabelle abgelesen wird, wie sie im Vorfeld in der Beschreibung bereits beispielhaft angegeben ist, wird im Schritt S7 anhand der ersten drei aufeinanderfolgenden Segmente ein Muster gebildet und eine geeignete Steuervariante aus einer hinterlegten 4×4×4-Matrix ausgewählt. Diese Matrix wird dabei beispielsweise durch die in der vorhergehenden Beschreibung bereits genannten Tabellen gebildet. Im Falle der Steigungsverläufe aus den 2 und 3 sind für die Ermittlung eines Musters die Segmente 5, 6 und 7 relevant. In der Folge ist bei dem zu ermittelndem Muster ein erstes Segment dem zweiten Steigungsbereich 2, ein zweites Segment dem ersten Steigungsbereich 1 und ein drittes Segment wiederum dem zweiten Steigungsbereich 2 zugeordnet. Dementsprechend würde sich im Falle einer durch die beispielhaften Tabellen definierten Matrix als Steuerungsvariante ein Beschleunigen auf vmax in dem ersten Segment durch Fahren unter Volllast oder Teillast ergeben.
  • In einem auf die Schritte S7, S9 und S10 folgenden Schritt S11 wird diese Steuervariante dann ausgewählt und in einem anschließenden Schritt S12 abgefragt, ob das erste Segment bereits vollständig durchfahren wurde. Ist dies zu verneinen, so wird vor Schritt S12 zurückgesprungen und eine erneute Abfrage vorgenommen, während im zu bejahenden Fall vor Schritt S2 zurückgegangen wird und eine Aktualisierung eines Steigungsprofils der vorausliegenden Fahrstrecke erfolgt. Im Folgenden kann es dann zur Wahl einer anderweitigen Steuervariante in den folgenden Schritten S2 bis S11 kommen.
  • Mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung einer Geschwindigkeitsregelanlage eines Kraftfahrzeuges kann eine vorausschauende Steuerung im Hinblick auf einen kraftstoffoptimalen Betrieb des Kraftfahrzeuges mit niedrigem Aufwand realisiert werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Erster Steigungsbereich
    2
    Zweiter Steigungsbereich
    3
    Dritter Steigungsbereich
    4
    Vierter Steigungsbereich
    5
    Segment
    6
    Segment
    7
    Segment
    8
    Segment
    9
    Segment
    10
    Segment
    vsoll
    Sollgeschwindigkeit
    S1 bis S12
    Einzelschritte
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102009040682 A1 [0003, 0010]

Claims (10)

  1. Verfahren zur vorausschauenden Steuerung einer Geschwindigkeitsregelanlage eines Kraftfahrzeuges, wobei zur Einstellung einer Sollgeschwindigkeit (vsoll) im Hinblick auf eine vorausliegende Fahrstrecke eine Auswahl aus unterschiedlichen Steuervarianten getroffen wird, und wobei die Auswahl in Abhängigkeit eines Steigungsprofils der vorausliegenden Fahrstrecke vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Steigungsprofil durch Zuordnung zu in Abhängigkeit der Sollgeschwindigkeit (vsoll) ermittelten Steigungsbereichen (1 bis 4) segmentiert wird, und dass anhand zumindest eines Segments (5, 6, 7) des Steigungsprofils eine jeweils geeignete Steuervariante gewählt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuordnung zu vier Steigungsbereichen (1 bis 4) vorgenommen wird, wobei durch einen ersten Steigungsbereich (1) Fahrbahnsteigungen repräsentiert werden, bei welchen die Sollgeschwindigkeit auch bei Volllast einer Antriebsmaschine des Kraftfahrzeuges nicht mehr haltbar ist, einem zweiten Steigungsbereich (2) Fahrbahnsteigungen zugeordnet werden, bei welchen die Sollgeschwindigkeit in einem Zugbetrieb der Antriebsmaschine erreichbar ist, durch einen dritten Steigungsbereich (3) Fahrbahnsteigungen repräsentiert werden, bei welchen die Sollgeschwindigkeit bei Rollen des Kraftfahrzeuges haltbar ist oder sogar zunimmt, sowie einem vierten Steigungsbereich (4) Fahrbahnsteigungen zugeordnet werden, bei welchen die Sollgeschwindigkeit in einem Schubbetrieb der Antriebsmaschine erreichbar ist oder sogar zunimmt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb eines jeweiligen Segments (5 bis 10) des Steigungsprofils je eine mittlere Steigung ermittelt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ermittlung von drei oder mehr Segmenten (5 bis 10) des Steigungsprofils für die vorausliegende Fahrstrecke jeweils die ersten drei aufeinanderfolgenden Segmente (5, 6, 7) zur Ermittlung der jeweils geeigneten Steuervariante herangezogen werden.
  5. Verfahren nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils geeignete Steuervariante aus einer hinterlegten 4×4×4-Matrix ausgewählt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ermittlung von weniger als drei Segmenten des Steigungsprofils für die vorausliegende Fahrstrecke die jeweils geeignete Steuervariante anhand des einen Segments oder anhand der beiden aufeinanderfolgenden Segmente ausgewählt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem Durchfahren eines ersten Segments (5) oder des einzigen Segments eine Aktualisierung des Steigungsprofils, sowie eine erneute Segmentierung vorgenommen wird.
  8. Steuerungssystem eines Kraftfahrzeuges, umfassend eine Geschwindigkeitsregelanlage, welche nach einem Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 steuerbar ist.
  9. Computerprogrammprodukt eines Steuerungssystems nach Anspruch 8, welches nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 betreibbar ist, wobei eine Segmentierung eines Steigungsprofils durch Zuordnung zu in Abhängigkeit einer Sollgeschwindigkeit (vsoll) ermittelten Steigungsbereichen (1 bis 4), sowie eine Auswahl einer jeweils geeigneten Steuervariante anhand zumindest eines Segments (5, 6, 7) des Steigungsprofils durch entsprechende in einer Software hinterlegte Steuerungsbefehle umgesetzt ist.
  10. Datenträger mit einem Computerprogrammprodukt nach Anspruch 9.
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