DE102015202216A1

DE102015202216A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs durch Vorgabe einer Sollgeschwindigkeit

Info

Publication number: DE102015202216A1
Application number: DE102015202216.1A
Authority: DE
Inventors: Guenther EMANUEL; Tobias Radke; Jens Ritzert; Marc Naumann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-09-19
Filing date: 2015-02-09
Publication date: 2016-03-24
Also published as: CN105438179A; CN105438179B; KR102342570B1; US20160082947A1; KR20160034210A; US9506767B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs (1), mit folgenden Schritten:
– Bereitstellen (S1) von Streckenabschnitten einer am wahrscheinlichsten zu befahrenden vorausliegenden Fahrstrecke sowie von den Streckenabschnitten zugeordneten Streckenparametern;
– Aufteilen (S2) der am wahrscheinlichsten zu befahrenden vorausliegenden Fahrstrecke in Teilabschnitte;
– Durchführen (S3) einer Optimierung der Soll-Geschwindigkeiten an den Abschnittsgrenzen der Teilabschnitte hinsichtlich einer vorgegebenen Zielfunktion;
– Interpolieren (S4) der an den Positionen der Abschnittsgrenzen erhaltenen Sollgeschwindigkeiten, um einen Verlauf der Soll-Geschwindigkeit zu erhalten;
– Betreiben des Kraftfahrzeugs (1) basierend auf einer Vorgabe des Verlaufs der Soll-Geschwindigkeit.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft Kraftfahrzeuge, insbesondere Verfahren zum Optimieren einer Vorgabe einer Sollgeschwindigkeit gemäß einem Optimierungsziel, wie z.B. einer Minimierung eines Kraftstoffverbrauchs.
Stand der Technik
Heutige Fahrerassistenzsysteme für Kraftfahrzeuge beinhalten u.a. eine Geschwindigkeitsregelung. Dies ermöglicht, durch ein Berücksichtigen einer vorausliegenden Fahrstrecke den Verlauf einer Soll-Geschwindigkeit vorzugeben, durch den ein Kraftstoffverbrauch zum Befahren der Fahrstrecke gesenkt werden kann. Bei Hybridantriebssystemen besteht weiterhin ein Freiheitsgrad darin, die Lastverteilung zu ermitteln, die eine Aufteilung der durch verschiedene Antriebseinheiten bereitzustellenden Antriebsleistung vorgibt. Dadurch ergibt sich ein umfangreiches Optimierungsproblem, das aufgrund der begrenzten Rechenkapazität in einem Kraftfahrzeug bisher nicht in zufriedenstellender Zeitdauer optimal gelöst werden kann.
Die Druckschrift WO 2013/087536 A1 offenbart ein Verfahren zum Verwalten eines Energieverbrauchs eines Kraftfahrzeugs, wobei eine Fahrstrecke in Segmente unterteilt wird, denen jeweils eine Geschwindigkeit zugeordnet ist, mit der das Kraftfahrzeug dieses Segment durchfahren soll. Den Geschwindigkeitsübergängen zwischen jeweils zwei Segmenten wird eine Wahrscheinlichkeit zugeordnet.
Auf die Wahrscheinlichkeiten zwischen den Segmenten wird ein Energieverbrauchsmodell angewendet, um eine Optimierung durchzuführen.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs durch Vorgabe einer Sollgeschwindigkeit gemäß Anspruch 1 sowie die Vorrichtung und das Kraftfahrzeug gemäß den nebengeordneten Ansprüchen vorgesehen.
Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs vorgesehen, mit folgenden Schritten:

– Bereitstellen von Streckenabschnitten einer am wahrscheinlichsten zu befahrenden vorausliegenden Fahrstrecke sowie von den Streckenabschnitten zugeordneten Streckenparametern;
– Aufteilen der am wahrscheinlichsten zu befahrenden vorausliegenden Fahrstrecke in Teilabschnitte;
– Durchführen einer Optimierung der Soll-Geschwindigkeiten an den Abschnittsgrenzen der Teilabschnitte hinsichtlich einer vorgegebenen Zielfunktion;
– Interpolieren der an den Positionen der Abschnittsgrenzen erhaltenen Sollgeschwindigkeiten, um einen Verlauf der Soll-Geschwindigkeit zu erhalten;
– Betreiben des Kraftfahrzeugs basierend auf einer Vorgabe des Verlaufs der Soll-Geschwindigkeit.

Eine Idee des obigen Verfahrens besteht darin, das Optimierungsproblem zum Optimieren des Verlaufs der Soll-Geschwindigkeit über eine vorausliegende Fahrstrecke in ein Optimierungsproblem umzuformulieren und dieses dann so zu reduzieren, dass eine gute Lösungsqualität in kurzer Rechenzeit erzielbar ist. Dazu wird eine voraussichtlich zu befahrende Fahrstrecke in Teilabschnitte unterteilt und der Verlauf der Sollgeschwindigkeit über die Fahrstrecke nur an den Positionen der Abschnittsgrenzen zwischen den Teilabschnitten der Fahrstrecke gemäß der Zielfunktion optimiert.
Die Geschwindigkeitsplanung, d.h. die Anpassung bzw. Variation der Soll-Geschwindigkeiten an den Abschnittsgrenzen wird von Metaheuristiken übernommen, die einen guten Kompromiss zwischen Exploration und Exploitation des Suchraums gewährleisten.
Dadurch wird erreicht, den Verlauf der Sollgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs über eine vorausliegende Fahrstrecke innerhalb vorgegebener Geschwindigkeitsgrenzen gemäß einer Zielfunktion, die insbesondere eine Angabe zu einem Kraftstoffverbrauch definiert, zu optimieren.
Insbesondere ermöglicht diese Vorgehensweise auch die Kombination einer Optimierung mit einer Lastverteilung (Drehmomentenaufteilung) bei einem hybriden Antriebssystem.
Durch das obige Verfahren wird insbesondere das schwer lösbare Optimierungsproblem zur energieeinsatzoptimalen/kraftstoffeinsatzoptimalen Vorgabe der Sollgeschwindigkeit auf einer gegebenen vorausliegenden Fahrstrecke in ein reduziertes Optimierungsproblem umformuliert. Dabei wird die Sollgeschwindigkeitsvorgabe nur für die Abschnittsgrenzen zwischen den Teilabschnitten, in die die Fahrstrecke unterteilt wurde, optimiert und dazwischen ein Übergang zwischen den durch die Optimierung ermittelten Soll-geschwindigkeiten an den Abschnittsgrenzen durch Interpolation angenähert. Bei hybriden Antriebssystemen kann eine entsprechende Bestimmung bzw. Optimierung der Lastverteilung gleichzeitig oder nachgelagert werden.
Weiterhin kann die am wahrscheinlichsten zu befahrende Fahrstrecke aus von einem Fahrer eingegebenen Navigationsdaten oder aus Erfahrungswerten, basierend auf bereits befahrenen Fahrstrecken, bestimmt werden.
Es kann vorgesehen sein, dass die Information über die sich aus der wahrscheinlichsten Fahrstrecke ergebenden Streckenabschnitte verbrauchsrelevante Streckenparameter beinhalten, die insbesondere Angaben zu einer Streckensteigung bzw. -gefälle, zu einer Fahrbahnbeschaffenheit oder -art und/oder zu einer oder mehreren Geschwindigkeitsgrenzen umfassen.
Es kann vorgesehen sein, dass die Fahrstrecke in Teilabschnitte aufgeteilt wird, die sich an Abschnittsgrenzen aneinander anschließen, wobei die Abschnittsgrenzen

– äquidistant verteilt sind; und/oder
– an Positionen der Fahrstrecke vorgesehen sind, an denen sich ein Gradient einer vorgegebenen oberen und/oder unteren Geschwindigkeitsgrenze ändert; und/oder
– an Positionen der Fahrstrecke vorgesehen sind, an denen sich ein Gradient einer oberen und/oder unteren Energiegrenze ändert, wobei sich die obere bzw. untere Energiegrenze als Summe der potentiellen Energie des Kraftfahrzeugs an der Position der Fahrstrecke und der kinetischen Energie bei einer Geschwindigkeit ergeben, die der oberen bzw. unteren Geschwindigkeitsgrenze entspricht.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Zielfunktion einer Summe der Kraftstoffverbrauche auf den Abschnitten entsprechen.
Weiterhin kann die Optimierung auf einem metaheuristischen Verfahren, insbesondere einem Simulated Annealing-Verfahren oder einem evolutionärem Algorithmus, insbesondere einem Invasive Weed Optimization-Verfahren, basieren. Als weiteres Optimierungsverfahren kann die dynamische Programmierung verwendet werden.
Es kann vorgesehen sein, dass basierend auf dem erhaltenen Verlauf der Soll-Geschwindigkeit bei einem hybriden Antriebssystem ein ECMS-Verfahren durchgeführt wird, um eine Lastverteilung zwischen den Antriebseinheiten gemäß einer Kraftstoffverbrauchsoptimierung zu ermitteln.
Insbesondere kann die Zielfunktion von der ermittelten Lastverteilung abhängen, wobei die Optimierung und die nachfolgenden ECMS-Verfahren iterativ durchgeführt werden.
Ferner kann das Kraftfahrzeug mithilfe einer automatischen Geschwindigkeitsregelung, basierend auf einer Vorgabe des Verlaufs der Soll-Geschwindigkeit, betrieben werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Vorrichtung, insbesondere Fahrzeugsteuergerät, zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs vorgesehen, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, um eines der obigen Verfahren auszuführen.
Weiterhin kann das Interpolieren der an den Positionen der Abschnittsgrenzen erhaltenen Sollgeschwindigkeiten mithilfe einer linearen oder kubischen Funktion erfolgen.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Kraftfahrzeug mit einem hybriden Antriebssystem und der obigen Vorrichtung vorgesehen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einem Fahrerassistenzsystem;
2 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung der Verfahrensschritte zur Ermittlung der Vorgabe der Sollgeschwindigkeit durch ein Optimierungsverfahren unter Berücksichtigung einer vorausliegenden Fahrstrecke; und
3 ein Diagramm zur Darstellung einer Abschnittseinteilung der Fahrstrecke in Streckenabschnitte durch Unterteilung der Fahrstrecke an charakteristischen Punkten der für die Fahrstrecke vorgegebenen Geschwindigkeitsgrenzen.
Beschreibung von Ausführungsformen
1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 mit einem hybriden Antriebssystem 2, das eine erste Antriebseinheit 3, beispielsweise einen Verbrennungsmotor, und eine zweite Antriebseinheit 4, beispielsweise einen Elektroantrieb, aufweist. Die erste Antriebseinheit 3 und die zweite Antriebseinheit 4 können gemeinsam oder separat ein Antriebsmoment, d.h. eine Antriebsleistung, über eine (nicht gezeigte) Abtriebswelle an Antriebsräder bereitstellen.
Der Verbrennungsmotor als erste Antriebseinheit 3 wird mit Kraftstoff als chemischer Energieträger über einen Kraftstofftank 6 versorgt. Der Elektroantrieb 4 als die zweite Antriebseinheit 4 wird mit elektrischer Energie aus einem elektrischen Energiespeicher 7 versorgt.
Das hybride Antriebssystem 2 umfasst weiterhin ein Hybridsteuergerät 5, um die erste Antriebseinheit 3 und die zweite Antriebseinheit 4 zum Bereitstellen eines jeweiligen Teilantriebsmoments anzusteuern.
Es ist ein Fahrzeugsteuergerät 10 vorgesehen, das dem Hybridsteuergerät 5 eine Information über das bereitzustellende Antriebsmoment; sowie eine Information über eine Lastverteilung angibt. Die Lastverteilung gibt bei einer bereitzustellenden Gesamtantriebsleistung bzw. dem bereitzustellenden Antriebsmoment eine Aufteilung der von den verschiedenen Antriebseinheiten 3, 4 bereitzustellenden Teilantriebsleistungen bzw. Teilantriebsmomente an. Die bereitzustellende Gesamtantriebsleistung bzw. das bereitzustellende Antriebsmoment ergibt sich als Stellgröße aus einer Geschwindigkeitsregelung 11, die in dem Steuergerät 10 oder separat dazu implementiert sein kann.
Die Geschwindigkeitsregelung 11 dient dazu, durch Bereitstellen einer Stellgröße an das Hybridsteuergerät 5 die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs auf eine Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit zu regeln. Die Geschwindigkeitsregelung 11 kann ausgebildet sein, um abhängig von einer Regelabweichung der Fahrzeuggeschwindigkeit zu der Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit als Stellgröße eine Angabe über das bereitzustellende Antriebsmoment an das Hybridsteuergerät 5 zu liefern.
Das Fahrzeugsteuergerät 10 kann mit einem Fahrstreckeninformationssystem 12, das in einem Navigationssystem enthalten sein kann, in Verbindung stehen. Das Fahrstreckeninformationssystem 12 kann Teil eines Fahrerassistenzsystems oder Teil eines Navigationssystems sein. Das Fahrstreckeninformationssystem 12 greift auf einen Kartenspeicher zu, der Informationen über Streckenabschnitte bereitstellen kann.
Das Fahrstreckeninformationssystem 12 kann Informationen über die vorausliegende Fahrstrecke bereitstellen. Das Fahrstreckeninformationssystem 12 ermittelt basierend auf z.B. vom Fahrer bereitgestellten Navigationsdaten oder dergleichen eine Fahrstrecke, die mit größter Wahrscheinlichkeit von dem Kraftfahrzeug gefahren wird (wahrscheinlichste Fahrstrecke). Weiterhin kann die wahrscheinlichste Fahrstrecke in an sich bekannter Weise auch aus historischen Fahrdaten über bereits zuvor befahrene Fahrstrecken bestimmt werden.
Die wahrscheinlichste Fahrstrecke ist durch einen oder mehrere zusammenhängende Streckenabschnitte bestimmt. Das Fahrstreckeninformationssystem 12 kann dem Fahrzeugsteuergerät 10 neben Angaben über den Verlauf der Streckenabschnitte auch kraftstoffverbrauchsrelevante Parameter für jeden der betreffenden Streckenabschnitte sowie Geschwindigkeitsgrenzen, die sich beispielsweise aus gesetzlichen Geschwindigkeitsvorgaben, Richtgeschwindigkeiten oder Kurvenradien ergeben, zur Verfügung stellen.
Das Fahrzeugsteuergerät 10 umfasst eine Optimierungseinheit 13, die von dem Fahrstreckeninformationssystem 12 die Angaben über die Streckenabschnitte der Fahrstrecke einschließlich der kraftstoffverbrauchsrelevanten Parameter für jeden der Streckenabschnitte erhält.
In Verbindung mit dem Flussdiagramm der 2 wird ein Verfahren zum Optimieren eines Betriebs eines Kraftfahrzeugs hinsichtlich des Energieverbrauchs beschrieben, das in der Optimierungseinheit 13 durchgeführt werden kann.
In Schritt S1 werden Informationen über aneinandergrenzende Streckenabschnitte einer am wahrscheinlichsten zu befahrenden Fahrstrecke bereitgestellt. Die am wahrscheinlichsten zu befahrende Fahrstrecke ergibt sich aus zum Beispiel von einem Fahrer eingegebenen Navigationsdaten, aus Erfahrungswerten, basierend auf in der Vergangenheit bereits befahrenen Fahrstrecken, oder dergleichen.
Die Information über die sich aus der wahrscheinlichsten Fahrstrecke ergebenden Streckenabschnitte kann verbrauchsrelevante Streckenparameter, wie beispielsweise Angaben zu einer Streckensteigung bzw. -gefälle, zu einer Fahrbahnbeschaffenheit oder -art, wie z.B. Autobahn, Landstraße, Stadtstrecke, sowie Geschwindigkeitsgrenzen, die sich beispielsweise aus gesetzlichen Geschwindigkeitsvorgaben, Richtgeschwindigkeiten oder Kurvenradien ergeben, enthalten.
In Schritt S2 erfolgt eine Neueinteilung der Fahrstrecke in Teilabschnitte. Eine solche Unterteilung ist durch verschiedene Strategien möglich. Beispielsweise kann eine Einteilung der Fahrstrecke in Teilabschnitte an charakteristischen Punkten des Geschwindigkeitsbandes, das durch die Verläufe der Geschwindigkeitsgrenzen über die Streckenabschnitte der Fahrstrecke vorgegeben ist, vorgenommen werden. In 3 ist eine Aufteilung der Fahrstrecke an charakteristischen Punkten des durch die Geschwindigkeitsgrenzen K1, K2 vorgegebenen Geschwindigkeitsbandes G dargestellt. Die Teilabschnitte können dabei durch diejenigen Positionen der Fahrstrecke definiert werden, an denen eine Änderung eines Gradienten der Verläufe der oberen und der unteren Geschwindigkeitsgrenze K1, K2 vorliegt. Diese Positionen bilden dann die Abschnittsgrenzen A zwischen jeweils zwei Teilabschnitten.
Alternativ kann die Einteilung in Teilabschnitte auch mit Hilfe eines errechneten Energiebandes basierend auf dem Geschwindigkeitsband vorgenommen werden. Dabei wird die potenzielle und kinetische Energie des Fahrzeugs entlang der Fahrstrecke basierend auf den vorgegebenen Geschwindigkeitsgrenzen errechnet, so dass sich Verläufe für Energiegrenzen ergeben, die das Energieband definieren. Wie bei dem Geschwindigkeitsband können die Teilabschnitte dabei durch diejenigen Positionen der Fahrstrecke definiert werden, an denen eine Änderung eines Gradienten der Verläufe der oberen und der unteren Energiegrenze vorliegt.
Weiterhin kann die Fahrstrecke auch äquidistant oder in sonstiger vorgegebener Weise unabhängig von den Streckenparametern der Streckenabschnitte der Fahrstrecke in Teilabschnitte unterteilt werden.
In Schritt S3 wird eine Optimierung der Sollgeschwindigkeit vorgenommen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren werden dabei nicht mögliche Geschwindigkeitsverläufe der Sollgeschwindigkeit über die gesamte vorausliegende Fahrstrecke betrachtet und der Kraftstoffverbrauch entsprechend optimiert. Vielmehr werden lediglich Soll-Geschwindigkeiten und entsprechende Kraftstoffverbrauche auf den vorausliegenden Abschnitten an den Abschnittsgrenzen zwischen den Teilabschnitten ermittelt. Durch Kombination von Soll-Geschwindigkeiten an den Abschnittsgrenzen kann ein minimaler Wert der Summe der zugeordneten Kraftstoffverbrauche ermittelt werden.
Die Optimierung des Verlaufs der Sollgeschwindigkeit über die vorausliegende Fahrstrecke erfolgt mittels Metaheuristiken, wobei das Optimierungsproblem als kombinatorisches Optimierungsproblem verstanden werden kann. Dabei muss eine Kombination von Sollgeschwindigkeiten an den Abschnittsgrenzen zwischen den Teilabschnitten gefunden werden, welche eine möglichst geringe Summe der den jeweiligen Sollgeschwindigkeiten zugeordneten Kraftstoffverbrauche bewirkt. Die Optimierung erfolgt lediglich unter Berücksichtigung der an den Abschnittsgrenzen zwischen den Teilabschnitten vorliegenden Parameter als Dimensionen für die Optimierung. Dadurch kann die Komplexität des Optimierungsproblems wesentlich reduziert werden. Als weiteres Optimierungsverfahren kann eine dynamische Programmierung in bekannter Weise angewendet werden.
Wurde in Schritt S3 für jede Abschnittsgrenze eine Sollgeschwindigkeit ermittelt, wodurch die Summe der dort zugeordneten Kraftstoffverbrauche optimiert bzw. minimiert wurde, kann in Schritt S4 mit den ermittelten Punkten der Sollgeschwindigkeit an den Abschnittsgrenzen ein Verlauf der optimierten Sollgeschwindigkeit über die gesamte Fahrstrecke als eine Geschwindigkeitstrajektorie durch Interpolation ermittelt werden.
Der Verlauf der optimierten Sollgeschwindigkeit kann beispielsweise durch lineares Verbinden der Soll-Geschwindigkeiten an den Abschnittsgrenzen oder durch kubische Interpolation zwischen den Sollgeschwindigkeiten an den Abschnittsgrenzen erzeugt werden. Auch andere Möglichkeiten der Interpolation zwischen den Sollgeschwindigkeiten an den Abschnittsgrenzen sind denkbar.
Anschließend wird bei einem Hybridantriebssystem mit Hilfe des ECMS-Verfahrens (ECMS: Equivalent Consumption Minimization Strategy) eine optimale Lastverteilung als Aufteilung der Teilantriebsleistungen bzw. Teilantriebsmomente auf die Antriebseinheiten entsprechend einer erneuten Optimierung des Kraftstoffverbrauchs bestimmt.
Es kann auch vorgesehen sein, die Sollgeschwindigkeit und die Lastverteilung gleichzeitig zu optimieren. Die Optimierung wird dann so durchgeführt, dass die Wechselwirkung zwischen der Soll-Geschwindigkeit und der Lastverteilung berücksichtigt wird. Die Lastverteilung kann beispielsweise als Äquivalenzfaktor oder Drehmomentenaufteilung bestimmt werden.
Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass mithilfe des ECMS-Verfahrens in jedem Teilabschnitt die gewichtete Summe der Leistungen der Antriebseinheiten minimiert wird. Die Bestimmung der Lastverteilung als Eingabeparameter hat dabei einen entscheidenden Einfluss auf den Kraftstoffverbrauch und kann gegebenenfalls vorausschauend in Abhängigkeit einer Restkapazität eines elektrischen Energiespeichers für die Bereitstellung von Antriebsenergie angepasst werden.
Anschließend erfolgt eine Bewertung der ermittelten Verläufe der Sollgeschwindigkeit in Verbindung mit der dazu ermittelten Lastverteilung. Eine solche Bewertung kann beispielsweise eine Angabe über den gesamten Kraftstoffverbrauch über die betrachtete Fahrstrecke darstellen. Es kann, nun basierend auf den zuvor für die Teilabschnitte ermittelten Lastverteilungen an den Abschnittsgrenzen, erneut eine Optimierung der Sollgeschwindigkeiten an den Abschnittsgrenzen vorgenommen werden. Dadurch kann das Optimierungsproblem durch Optimierung iterativ durchgeführt werden.
Zur Lösung des Optimierungsproblems können populationsbasierte Verfahren, wie evolutionäre Algorithmen, insbesondere z.B. Invasive Weed Optimization (IWO), verwendet werden. Bei diesem Verfahren kann zusätzlich zur Einstellung der Sollgeschwindigkeiten an den Abschnittsgrenzen auch eine Anpassung der Lastverteilung an dem einzelnen Teilabschnitt vorgenommen werden.
Als weiteres Verfahren für die Optimierung können weitere metaheuristische Verfahren wie z.B. das Simulated Annealing-Verfahren verwendet werden. Andere metaheuristische Verfahren oder lokale Suchverfahren sind auch denkbar.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2013/087536 A1 [0003]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs (1), mit folgenden Schritten: – Bereitstellen (S1) von Streckenabschnitten einer am wahrscheinlichsten zu befahrenden vorausliegenden Fahrstrecke sowie von den Streckenabschnitten zugeordneten Streckenparametern; – Aufteilen (S2) der am wahrscheinlichsten zu befahrenden vorausliegenden Fahrstrecke in Teilabschnitte; – Durchführen (S3) einer Optimierung der Soll-Geschwindigkeiten an den Abschnittsgrenzen der Teilabschnitte hinsichtlich einer vorgegebenen Zielfunktion; – Interpolieren (S4) der an den Positionen der Abschnittsgrenzen erhaltenen Sollgeschwindigkeiten, um einen Verlauf der Soll-Geschwindigkeit zu erhalten; – Betreiben des Kraftfahrzeugs (1) basierend auf einer Vorgabe des Verlaufs der Soll-Geschwindigkeit.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die am wahrscheinlichsten zu befahrende Fahrstrecke aus von einem Fahrer eingegebenen Navigationsdaten oder aus Erfahrungswerten, basierend auf bereits befahrenen Fahrstrecken, bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Information über die, sich aus der wahrscheinlichsten Fahrstrecke ergebenden, Streckenabschnitte verbrauchsrelevante Streckenparameter beinhalten, welche insbesondere Angaben zu einer Streckensteigung bzw. -gefälle, zu einer Fahrbahnbeschaffenheit oder -art und/oder zu einer oder mehreren Geschwindigkeitsgrenzen umfassen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Fahrstrecke in Teilabschnitte aufgeteilt wird, die sich an Abschnittsgrenzen aneinander anschließen, wobei die Abschnittsgrenzen – äquidistant verteilt sind; oder – an Positionen der Fahrstrecke vorgesehen sind, an denen sich ein Gradient einer vorgegebenen oberen und/oder unteren Geschwindigkeitsgrenze ändert; oder – an Positionen der Fahrstrecke vorgesehen sind, an denen sich ein Gradient einer oberen und/oder unteren Energiegrenze ändert, wobei sich die obere bzw. untere Energiegrenze als Summen der potentiellen Energie des Kraftfahrzeugs an der Position der Fahrstrecke und der kinetischen Energie bei einer Geschwindigkeit ergeben, die der oberen bzw. unteren Geschwindigkeitsgrenze entspricht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Zielfunktion einer Summe der Kraftstoffverbrauche an den Abschnittsgrenzen entspricht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Optimierung auf einem metaheuristischen Verfahren, insbesondere einem Simulated Annealing-Verfahren oder einem evolutionärem Algorithmus, insbesondere einem Invasive Weed Optimization-Verfahren, oder einer dynamischen Programmierung basiert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei basierend auf dem erhaltenen Verlauf der Soll-Geschwindigkeit bei einem hybriden Antriebssystem ein ECMS-Verfahren durchgeführt wird, um eine Lastverteilung zwischen den Antriebseinheiten gemäß einer Kraftstoffverbrauchsoptimierung zu ermitteln.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Zielfunktion von der ermittelten Lastverteilung abhängt, wobei die Optimierung und die nachfolgenden ECMS-Verfahren iterativ durchgeführt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Kraftfahrzeug mithilfe einer automatischen Geschwindigkeitsregelung basierend auf einer Vorgabe des Verlaufs der Soll-Geschwindigkeit betrieben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Interpolieren der, an den Positionen der Abschnittsgrenzen erhaltenen, Sollgeschwindigkeiten mithilfe einer linearen oder kubischen Funktion erfolgt.
Vorrichtung, insbesondere Fahrzeugsteuergerät, zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs (1), wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, um eines der Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 auszuführen.
Kraftfahrzeug (1) mit einem hybriden Antriebssystem und einer Vorrichtung nach Anspruch 11.
Computerprogramm, welches dazu eingerichtet ist, alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 auszuführen.
Maschinenlesbares Speichermedium, auf welchem ein Computerprogramm nach Anspruch 13 gespeichert ist.